二、電源的功率、效率及三類曲線

1、恒定電流- PAGE 5 -二、電源的功率、效率及三類曲線【知識要點】IO U IO U O IU1 2 1 2圖1 導(dǎo)體中的電流跟電壓的關(guān)系用圖線表示出來，就稱為導(dǎo)體的伏安特性曲線。分析時要注意以下兩點：（如圖1） 1、注意I-U曲線和U-I曲線的區(qū)別。（斜率的含義不同） 2、對于線性元件伏安特性曲線是 ，對于非線性元件伏安特性曲線是 或 直線。圖2二、電源的功率、效率圖2 1、閉合電路中各部分的功率 （1）電源的功率（電源的總功率）P總= （2）電源的輸出功率P出= （3）電源內(nèi)部消耗的功率P內(nèi)= 2、電源的效率：= = 3、若外電路為純電阻電路 （1）電源輸出功率隨外電阻變化的圖線如圖2

2、所示。由圖可知，當內(nèi)外電阻相等時，電源的輸出功率最大，為= 。由圖像還可知，當Rr時，若R增大，則P出減小。對應(yīng)于電源的非最大輸出功率可以有兩個不同的外電阻Rl和R2使得電源輸出功率相等，且 ； （2）電源的效率隨外電路電阻的增大而增大，當R=r時效率為 。 圖3三、電源的伏安特性曲線 圖3 如圖3所示，路端電壓U與電流I的關(guān)系曲線，也就是U =EIr式的函數(shù)圖象，稱為電源的伏安特性曲線。當電路斷路即I0時，縱坐標的截距為電動勢E；當外電路電壓為U0時，橫坐標的截距I短=E/r為短路電流；圖線斜率的絕對值為電源的內(nèi)阻。四、兩類曲線的綜合U0 IEU0 MU0 IEU0 M（I0,U0）b aN

3、I0 Im圖4【專項練習】I I I I I Ioo U o U o U o UA. A. B. C. D.P U2oPU2oPU2oPP U2oPU2oPU2oPU2o A. A. B. C. D.3、將阻值為R且不隨溫度而變化的電阻接在電壓為U的電源兩端，則描述其電壓U、電阻R及流過電流I間的關(guān)系圖象中，正確的（ ）4、兩電阻R1，R2的伏安特性曲線如圖所示，可知兩電阻的大小之比R1:R2等于（ ） A、1:3 B、3:1 C、 D、5、如圖所示，電源的電動勢是6V，內(nèi)阻是0.5,小電動機M的線圈電阻為0.5，限流電阻R0為3，若電壓表的示數(shù)為3V，試求：（1）電源的總功率和電源的輸出功率

4、（2）電動機消耗的功率和電動機輸出的機械功率E rR2R16、如圖，E =6V，r =4，R1=2E rR2R1（1）電源的最大輸出功率；（2）R1上消耗的最大功率；（3）R2上消耗的最大功率；（4）若r=12，R2的最大值為6，求電源的最大輸出功率。7、如圖中所示的是路端電壓U隨電池的內(nèi)電壓U/變化的圖像，當內(nèi)電壓U/=1.2V時，路端電壓和電池的電動勢為多少？8、如圖所示的電路中，R1、R2均為定值電阻，且R1100，R2的阻值未知，R3是一個滑動變阻器，在其滑片從最左端滑至最右端的過程中，測得電源的路端電壓U隨電流I的變化圖線如圖所示，其中圖線上的A、B兩點是滑片在變阻器兩個不同的端點時

5、分別得到的。求：（1）電源的電動勢和內(nèi)電阻；（2）定值電阻R2的阻值；（3）滑動變阻器R3的最大值；（4）上述過程中R1上得到的最大功率以及電源的最大輸出功率。9、如圖所示，圖線I為電源的路端電壓隨電流變化的圖線。圖線 = 2 * ROMAN II為一導(dǎo)體兩端的電壓和導(dǎo)體中電流關(guān)系的圖線。若將該導(dǎo)體和電源連接成閉合回路，求路端電壓和電源的輸出功率。U/VI/Ao201510U/VI/Ao2015105ab2.510.07.55.02.510.07.55.0參考答案1、解：燈絲在通電后一定會發(fā)熱，當溫度達到一定值時才會發(fā)出可見光，這時溫度能達到很高，因此必須考慮到燈絲的電阻將隨溫度的變化而變化。

6、隨著電壓的升高，電流增大，燈絲的電功率將會增大，溫度升高，電阻率也將隨之增大，電阻增大，。U越大I-U曲線上對應(yīng)點于原點連線的斜率必然越小，選A。2、解：此圖象描述P隨U 2變化的規(guī)律，由功率表達式知：，U越大，電阻越大，圖象上對應(yīng)點與原點連線的斜率越小。選C。3、CD4、A5、解：在串聯(lián)電路中,電壓表讀R0兩端的電壓,由歐姆定律得I=1A電源的總功率：P總=EI=6W由能量轉(zhuǎn)化和守恒定律得：P輸出=P總-Pr=6-120.5=5.5W電源的輸出功率為電動機和限流電阻獲得功率之和，P輸出=PM+PO PO=I2RO=3WPM= P輸出- PO=5.5-3=2.5W有PM=P機+PMr得P機=P

7、M-PMr=2.5-I2r=2.5-0.5=2W6、解：R2=2時，外電阻等于內(nèi)電阻，電源輸出功率最大為2.25W；R1是定植電阻，電流越大功率越大，所以R2=0時R1上消耗的功率最大為2W；把R1也看成電源的一部分，等效電源的內(nèi)阻為6，所以，當R2=6時，R2上消耗的功率最大為1.5W。當R2為6時，電源輸出功率最大，為1.62w。7、0.8，2.0.8、解：由閉合電路歐姆定律得E=U+Ir將圖象中A、B兩點的電壓和電流代入和得E=16+0.2r E=4+0.8r 聯(lián)立解得E=20V r=20當R3的滑鍵自左向右滑時，R3阻值變小，使電路總電阻變小，而總電流變大。由此可知，圖線上的A、B兩點是滑鍵分別位于最左端和最右端時所得到的。當滑鍵位于最右端時，R3=0，R1被短路，外電路總電阻即為R2，故由B點的U、I值可求出R2。R2=當滑鍵在最左端時，其阻值最大，并對應(yīng)著圖線上的A點，故由A點的U、I值可求出此時外電路總電阻，再根據(jù)串、并聯(lián)電路的規(guī)律可求出R3的最大值。R總=又R總=代入數(shù)值解得滑動變阻器的最大值R3=300當R1消耗的功率最大時，它兩端電壓最大，由UR1=E-I（R2+ r）知，這時電路的總電流I應(yīng)最小，故應(yīng)把滑動變阻器的阻值調(diào)到最大，再結(jié)合上面求出的有關(guān)數(shù)據(jù)，便不難得出R1消耗的最大功率。當R3=300時，I=此時R1兩端的電壓為：