图解电源的功率习题(二)

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1、一、闭合电路的欧姆定律二、电源的路端电压随电流的变化关系E=IR+IrE=U+Ir适用于纯电阻电路适用于非纯电阻电路UEIE/RUEBODACIA点为工作点SBACO为电源的输出功率ＳEDCO为电源的总功率SADEB为电源内消耗的功率练习:如图所示直线A为电源的U--I图线,直线B为电阻的U--I图线,用该电源和该电阻组成闭合电路,则电源的输出功率和电源的效率分别是:（）A.4W,33%B.2W,33.3%C.2W,67%D.4W,67%I/AU/V0246BA3210解:由图线可知R=1Ω,E=3Vr=0.5虚线和坐标轴所包围的面积等于输出功率,P出=4WP总=EI=6W=P出/P总=4

2、/6=67%D如图所示，U—I图线上，a、b、c各点均表示该电路中有一个确定的工作状态，b点α=β，则下列说法中正确的是（）A．在b点时，电源有最大输出功率B．在b点时，电源的总功率最大C．从a→b时，β角越大，电源的总功率和输出功率都将增大D．从b→c时，β角越大，电源的总功率和输出功率都将减小OcabUIβ点拨：两图像与I轴的夹角α和β的正切分别表示内阻和外电阻的大小.AD两个电源U—I关系曲线如图10所示，分别将两个电源接入两个电路中，对应得电阻分别为R1和R2且R1=R2，两电源的路端电压分别为U1和U2，电源功率分别为P1′和P2′，电源效率η1和η2，则下列关系式中正确的是：

3、（）A.U1〈U2；B.P1〈P2；C.P1′η2.UIO图1012解析：由于R1=R2，可在U—I关系曲线中作外电阻的伏安特性曲线交1、2两条直线的点A和B即为两个电路的工作点（如图11所示）.读图显见U1〉U2，I1〉I2，P1〉P2，P1′〉P2′，故A、B、C三选项都是错误的.又电源U—I关系曲线的斜率反映电源内阻的大小，依据上图可得r1

4、的电动势为V,内电阻为Ω.00.51.01.52.02.50.51.01.52.02.53.0I/AU/Va1.500.75(2)将实验②中得到的数据在实验①中同一U-I坐标系内描点作图，得到如图所示的图线b，如果将实验①中的电池与实验②中的小灯泡组成闭合回路，此时小灯泡的实际功率为，若将两节与实验①中相同的干电池串联后与该小灯泡组成闭合回路，则此时小灯泡的电压为，实际功率为.00.51.01.52.02.50.51.01.52.02.53.0I/AU/Vab0.72±0.02W0.85～0.88V1.2～1.3W题目上页00.51.01.52.02.50.51.01.52.02.53.0

5、I/AU/Vabc解：P1=0.60×1.20=0.72W画出这时的U-I图线如图c示P2=0.88×1.40=1.23W４．图甲为某一小灯泡的U-I图线，现将两个这样的小灯泡并联后再与一个4Ω的定值电阻R串联，接在内阻为1Ω、电动势为5V的电源两端，如图乙所示.则通过每盏小灯泡的电流强度为A，此时每盏小灯泡的电功率为W。U/VI/A00.10.20.30.40.50.6123456图甲ARErS图乙0.30.6解见下页U/VI/A00.10.20.30.40.50.6123456图甲ARErS图乙解：设通过每盏灯的电流为I,灯泡两端的电压为U,由闭合电路欧姆定律得：在小灯泡的U-I图线中

6、作出上式的图线如图蓝直线示，两图线的交点即为图乙灯泡的工作点。I=0.3A,U=2V,P=IU=0.6W所以通过每盏小灯泡的电流强度为0.3A，此时每盏小灯泡的电功率为0.6WuEUM（I，U）βαbaNOIImi当两个斜率相等时（即内、外电阻相等时)图中矩形面积最大，交点和原点之间的矩形的面积表示电源的输出功率；即输出功率最大（可以看出当时路端电压是电动势的一半，电流是最大电流的一半）。小结：图象与电源功率问题三、电源的路端电压随外电阻的变化关系UROE外电压①内电压②四、电功率随外电阻的变化关系电源外加负载时，电源的输出功率随外电阻的改变而改变，依闭合电路欧姆定律可得,可绘制PR-R的

7、关系曲线如图4所示.通过右图可以发现当R=r时,电源的功率最大Pm=E2/4r,我们可以抓住R=r(其中r是电源的电阻或等效电阻)作为解题的突破口.图中的点A表示短路状态，点B是抛物线Ⅲ的顶点，此时内耗功率和输出功率相等，都为总功率的一半，O/点表示断路状态.POP内P外P总rABＲO/056.08年苏北四市第三次调研试题33.如右图所示，曲线C1、C2分别是纯电阻直流电路中，内、外电路消耗的电功率随电流变化的图线.由该