闭合电路的功率教材课件

闭合电路的功率闭合电路的功率闭合电路的功率闭合电路的功率1闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律(1)内容：闭合电路里的电流跟电源的电动势成内容：闭合电路里的电流跟电源的电动势成 ，跟内、，跟内、外电路的电阻之和成外电路的电阻之和成 (2)公式公式 正比正比反比反比U内内U外外 1闭合电路欧姆定律正比反比闭合电路欧姆定律正比反比U内内U外外 2路端电压与外电阻的关系路端电压与外电阻的关系(1)一一般情况：根据般情况：根据UIR 当当R增大增大时，U (2)特殊情况特殊情况 增大增大E 2路端电压与外电阻的关系增大路端电压与外电阻的关系增大E 3路端电压跟电流的关系路端电压跟电流的关系(1)关系式：关系式：U .(2)用图象表示如图用图象表示如图721所示所示 EIr3路端电压跟电流的关系路端电压跟电流的关系EIr4闭合电路的几个功率闭合电路的几个功率 (1)电电源的源的总功率功率 P总总EIU外外IU内内IP出出P内内 若外电路是纯电阻电路，则有若外电路是纯电阻电路，则有P总总I2(Rr)(2)电源内部消耗的功率电源内部消耗的功率P内内I2rU内内IP总总P出出 (3)电源的输出功率电源的输出功率P出出UIEII2rP总总P内内4闭合电路的几个功率闭合电路的几个功率1电源的输出功率与外电路电阻的关系电源的输出功率与外电路电阻的关系 若若外外电路是路是纯电阻阻电路，路，则电源的源的输出功率出功率(1)当当Rr(内、外内、外电阻相等阻相等)时，电源的源的输出功率最大出功率最大Pm (2)当当Rr时，随着，随着R的增大的增大输出功率越来越小出功率越来越小(3)当当Rr时，随着，随着R的增大的增大输出功率越来越大出功率越来越大 (4)当当P出出r乙乙，D选选项项正正确确；内内电电压压UrIr，当当电电流流为为I0时时，显显然然Ur甲甲Ur乙乙，故，故B错误；从图象的截距易知错误；从图象的截距易知E甲甲E乙乙，选项，选项C正确正确答案：答案：B解析：由解析：由U0I0R知，路端电压为知，路端电压为U0时甲、乙的外电阻相等，时甲、乙的外电阻相等，【例例1】电电动势为E、内内阻阻为r的的电电源源与与定定值值电电阻阻R1、R2及及滑滑动动变变阻阻器器R连连接接成成如如图图7 26所所示示的的电电路路，当当滑滑动动变变阻阻器器的的触触头由中点滑向头由中点滑向b端时，下列说法正确的端时，下列说法正确的 是是()A电压表和电流表读数都增大电压表和电流表读数都增大 B电压表和电流表读数都减小电压表和电流表读数都减小 C电压表读数增大，电流表读数减小电压表读数增大，电流表读数减小 D电压表读数减小，电流表读数增大电压表读数减小，电流表读数增大【例【例1】电动势为电动势为E、内阻为、内阻为r的电源与定值电阻的电源与定值电阻R1、R2及滑及滑解析：解析：由电路图可知，滑动变阻器的触头向由电路图可知，滑动变阻器的触头向b端滑动时，其连入电路的阻值端滑动时，其连入电路的阻值 变变大大，导导致致整整个个电电路路的的外外电电阻阻R外外增增大大，由由U R外外 知知路路端端电电压压即即电电压压表的读数变大，而表的读数变大，而R1的分压的分压UR1 R1减小，故减小，故R2两端的电压两端的电压UR2UUR1增大，再据增大，再据I 可得通过可得通过R2的电流增大，即电流表的读数增大，所以的电流增大，即电流表的读数增大，所以A项正确项正确答案：答案：A解析：由电路图可知，滑动变阻器的触头向解析：由电路图可知，滑动变阻器的触头向b端滑动时，其连入电路端滑动时，其连入电路电路的动态分析法电路的动态分析法(1)程序法程序法基本思路：基本思路：电路路结构的构的变化化R的变化的变化R总总的变化的变化I总总的变化的变化U端的变化端的变化 固定支路固定支路 变化支路变化支路(2)极端法：即因变阻器滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑动端分别滑至两极端法：即因变阻器滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑动端分别滑至两 个极端去讨论个极端去讨论电路的动态分析法电路的动态分析法 11在在某某控控制制电路路中中，需需要要连成成如如图727所所示示的的电路路，主主要要由由电动势为E、内内阻阻为r的的电源源与与定定值电阻阻R1、R2及及电位位器器(滑滑动变阻阻器器)R连接接而而成成，L1、L2是是红绿两两个个指指示示灯灯，当当电位位器器的的触触头由由弧弧形形碳碳膜膜的的中中点点逆逆时针滑向滑向a端端时，下列，下列说法中正确的是法中正确的是()AL1、L2两个指示灯都两个指示灯都变亮亮 BL1、L2两个指示灯都两个指示灯都变暗暗 CL1变亮，亮，L2变暗暗 DL1变暗，暗，L2变亮亮 11在某控制电路中，需要连成如图在某控制电路中，需要连成如图727所所解解析析：当当电电位位器器的的触触头头由由弧弧形形碳碳膜膜的的中中点点逆逆时时针针滑滑向向a端端时时，电电位位器器接接入入电电路路的的电电阻阻减减小小，根根据据串串并并联联电电路路特特点点可可知知电电路路中中总总电电阻阻减减小小，由由闭闭合合电电路路欧欧姆姆定定律律可可得得干干路路电电流流增增大大，内内阻阻分分担担电电压压增增大大，路路端端电电压压减减小小，L1灯灯变变暗暗，通通过过其其电电流流减减小小；由由U1I2R1及及I2II1可可知知R1分分担担电电压压增增大大，L2及及R2两端电压减小，两端电压减小，L2功率减小而变暗，选项功率减小而变暗，选项B正确正确答案：答案：B解析：当电位器的触头由弧形碳膜的中点逆时针滑向解析：当电位器的触头由弧形碳膜的中点逆时针滑向a端时，电位器端时，电位器 12(2009广广东东物物理理，10)如如图728所所示示，电动势为E、内内阻阻不不计的的电源源与与三三个个灯灯泡泡和和三三个个电阻阻相相接接，只只合合上上开开关关S1，三三个个灯灯泡泡都都能正常工作如果再合上能正常工作如果再合上S2，则下列表述正确的是下列表述正确的是()A电源源输出功率减小出功率减小 BL1上消耗的功率增大上消耗的功率增大 C通通过R1上的上的电流增大流增大 D通通过R3上的上的电流增大流增大 12(2009广东物理，广东物理，10)如图如图72解析解析：电源不计内阻，其输出电压等于电动势电源不计内阻，其输出电压等于电动势.当闭合当闭合 时，电路的外电阻时，电路的外电阻 变小，电路电流变大，故变小，电路电流变大，故 对；电源的输出功率对；电源的输出功率 ，所以电源输，所以电源输出功率应该变大，出功率应该变大，错误；因并联部分两端的电压错误；因并联部分两端的电压 ，闭合，闭合 时时 变大，所以变大，所以 变小，变小，上消耗的功率变小，通过上消耗的功率变小，通过 的电流也是变小的电流也是变小的，故的，故 错误错误.答案答案：C解析：电源不计内阻，其输出电压等于电动势解析：电源不计内阻，其输出电压等于电动势.当闭合当闭合 时，电时，电 【例例2】如如图729所示，所示，电源源电动势E6 V，内阻，内阻r1，电阻阻R12 ，R23，R37.5，电容器的容器的电容容C4 F.开关开关S原来断开，原来断开，现在合上开关在合上开关S到到电路路稳定，定，试问这一一过程中通程中通过电流表的流表的电量是多少？量是多少？解析：解析：S断开，断开，C相当于断路，相当于断路，R3中无电流，中无电流，C两端电压即两端电压即R2两端电压两端电压 U2 R23 V.QCU212106 C，且，且a板带正电，板带正电，b板带负电板带负电 S闭合，闭合，C两端电压即两端电压即R1两端电压，由电路分析：两端电压，由电路分析：.QCU17.2106 C且且a板带负电，板带负电，b板带正电板带正电 据此通过电流表电量据此通过电流表电量QQQ1.92105 C.答案：答案：1.92105 C 【例【例2】如图如图729所示，电源电动势所示，电源电动势E6(1)解决解决这类问题的一般方法：通的一般方法：通过稳定的两个状定的两个状态来了解不来了解不稳定的中定的中间变化化过程程(2)只只有有当当电容容器器充充、放放电时，电容容器器支支路路中中才才会会有有电流流，当当电路路稳定定时，电容容器器对电路的作用是断路路的作用是断路(3)电路路稳定定时，与，与电容器串容器串联的的电阻阻为等等势体，体，电容器的容器的电压为与之并与之并联的的电阻阻电压(1)解决这类问题的一般方法：通过稳定的两个状态来了解不稳定解决这类问题的一般方法：通过稳定的两个状态来了解不稳定21如如图7210所所示示的的电路路中中，开开关关S闭合合一一段段时间后后，下下列列说法法中中正正确确的的是是()A将滑片将滑片N向右滑向右滑动时，电容器放容器放电B将滑片将滑片N向右滑向右滑动时，电容器容器继续充充电C将滑片将滑片M向上滑向上滑动时，电容器放容器放电D将滑片将滑片M向上滑向上滑动时，电容器容器继续充充电 21如图如图7210所示的电路中，开关所示的电路中，开关S闭合一段时间后，下闭合一段时间后，下解解析析：电电路路稳稳定定时时，R1和和R3串串联联接接在在电电路路中中，电电容容器器C两两端端电电压压等等于于R3两两端端的的电电压压，将将滑滑片片N向向右右滑滑动动时时，R3阻阻值值变变小小，R3两两端端电电压压变变小小，电电容容器器C两两端端电电压压变变小小，电电容容器器C放放电电，A选选项项正正确确，B选选项项错错误误；电电路路稳稳定定时时没没有有电电流流经经过过R2，R2相相当当于于一一根根导导线线，当当滑滑片片M向向上上滑滑动动时时，电电容容器器两两端端电电压压不不变变，电容器既不充电也不放电，电容器既不充电也不放电，C、D选项错误选项错误答案：答案：A 解析：电路稳定时，解析：电路稳定时，R1和和R3串联接在电路中，电容器串联接在电路中，电容器C两端电压两端电压22 如如图7211所所示示，在在水水平平放放置置的的平平行行板板电容容器器之之间，有有一一带电油油滴滴P处于于静静止止状状态，若若从从某某时刻刻起起，油油滴滴所所带的的电荷荷开开始始缓慢慢减减小小，为维持持该油油滴滴仍仍处于静止状于静止状态，可采取下列哪些措施，可采取下列哪些措施()其他条件不其他条件不变，使，使电容器两极板容器两极板缓慢靠近慢靠近其他条件不其他条件不变，使，使电容器两极板容器两极板缓慢慢远离离其他条件不其他条件不变，将，将变阻器的滑片阻器的滑片缓慢向左移慢向左移动其他条件不其他条件不变，将，将变阻器的滑片阻器的滑片缓慢向右移慢向右移动A B.C.D.答案：答案：C 22 如图如图7211所示，在水平放置的平行板电容器之间，所示，在水平放置的平行板电容器之间，【例例3】图图7212甲甲为一个一个电灯两端的灯两端的电压与通与通过它的它的电流的流的变化关系曲化关系曲线，由由图可知，两者不成可知，两者不成线性关系，性关系，这是由于是由于_如如图乙所示，将乙所示，将这个个电灯与灯与20 的定的定值电阻阻R串串联，接在，接在电动势为8 V的的电源上，源上，则电灯的灯的实际功率功率为_ W(不不计电流表流表电阻和阻和电源内阻源内阻)【例【例3】图图7212甲为一个电灯两端的电压与通过它的电流甲为一个电灯两端的电压与通过它的电流解析：解析：根据闭合电路欧姆定律：根据闭合电路欧姆定律：EIRUL得到：得到：8UL20I在甲图中画出此方程的图象如右图在甲图中画出此方程的图象如右图由由图图象象得得出出：该该图图象象与与原原图图的的交交点点为为此此电电路路对对应应的的电电流流和和电电压压值值，故故此此电电路路中中小小灯灯泡两端电压为泡两端电压为U2 V，电流，电流I0.3 A，所以功率，所以功率PUI0.6 W.答案：答案：随随电压的增大，灯的增大，灯变亮，灯亮，灯丝温度升高，温度升高，电阻率阻率变大，大，电阻阻变大大0.6 解析：根据闭合电路欧姆定律：解析：根据闭合电路欧姆定律：EIRUL由小灯泡的由小灯泡的UI图线可知小灯泡的可知小灯泡的电阻随阻随电流的增大而增大，不能把小灯泡的流的增大而增大，不能把小灯泡的电阻看作常数通阻看作常数通过电路和路和图象考象考查对小灯泡的小灯泡的UI图线和直流和直流电路的理解、分析路的理解、分析及相关及相关计算算 由小灯泡的由小灯泡的UI图线可知小灯泡的电阻随电流的增大而增大，不能图线可知小灯泡的电阻随电流的增大而增大，不能31 如如图7213所示，在所示，在UI图象上，象上，a、b、c各点均表示各点均表示该电路中的一个确路中的一个确 定的工作状定的工作状态，45，则下列下列说法正确的是法正确的是()A在在b点点时，电源有最小的源有最小的输出功率出功率B在在b点点时，电源的源的总功率最大功率最大b，增大，增大，电源的源的总功率和功率和输出功率都增大出功率都增大C从从ab，增大，增大，电源的源的总功率和功率和输出功率都增大出功率都增大D从从bc，增大，增大，电源的源的总功率和功率和输出功率都减小出功率都减小 31 如图如图7213所示，在所示，在UI图象上，图象上，a、b、c各点各点解解析析：在在b点点时时，电电源源的的内内阻阻等等于于外外电电阻阻，电电源源有有最最大大的的输输出出功功率率，电电源源的的总总功功率率R总总=IE，电电流流越越大大总总功功率率越越大大，外外电电阻阻为为零零时时总总功功率率最最大大，从从ac，增增大大，外外电电阻阻增增大大，电电流流减减小小，电电源源的的总总功功率率减减小小，输输出出功功率率增增大大从从bc时，时，增大，电流减小，电源的总功率和输出功率都减小增大，电流减小，电源的总功率和输出功率都减小答案：答案：D 解析：在解析：在b点时，电源的内阻等于外电阻，电源有最大的输出功率，点时，电源的内阻等于外电阻，电源有最大的输出功率，在如在如图7214所示所示电路中，路中，电源源电动势E6 V，内阻不，内阻不计，小灯泡，小灯泡L上上标有有“6 V,0.3 A”的字的字样，滑，滑动变阻器阻器R1的阻的阻值范范围是是020，电阻阻R2上上标有有“15、4 A”，理想，理想电流表流表A的量程的量程为00.6 A甲、乙两同学在甲、乙两同学在讨论滑滑动变阻器功率的取阻器功率的取值范范围时，甲同学，甲同学认为：由于：由于电流表允流表允许通通过的最大的最大电流流为0.6 A，所以通，所以通过R1的最大的最大电流流为0.3 A，这时滑滑动变阻器阻器R1两端的最大两端的最大电压为U1mEI1mR21.5 V，因此滑，因此滑动变阻器的最大功率阻器的最大功率为P1mI1mU1m0.45 W.在如图在如图7214所示电路中，电源电动势所示电路中，电源电动势E6 V，内阻不计，内阻不计乙同学不同意甲同学的看法，他乙同学不同意甲同学的看法，他认为滑滑动变阻器的功率决定于通阻器的功率决定于通过它的它的电流和它流和它两端的两端的电压的乘的乘积，即，即P1I1U1，电流最大流最大时功率未必最大，只有功率未必最大，只有电流、流、电压的的乘乘积最大最大时，功率才最大，功率才最大你你认为甲、乙两位同学中，哪位同学的看法正确，如果你甲、乙两位同学中，哪位同学的看法正确，如果你认为甲同学正确，甲同学正确，请简述他正确的理由；如果你述他正确的理由；如果你认为乙同学正确，乙同学正确，请求出滑求出滑动变阻器阻器R1的最大功率的最大功率P1m.乙同学不同意甲同学的看法，他认为滑动变阻器的功率决定于通过它乙同学不同意甲同学的看法，他认为滑动变阻器的功率决定于通过它解：解：甲甲同学同学错主要原因是把可主要原因是把可变电阻的功率与定阻的功率与定值电阻的功率相混淆，把阻的功率相混淆，把电源的源的输出功率与定出功率与定值电阻的功率相混淆，根据阻的功率相混淆，根据P PI2R错误地地认为电流越大功率越大流越大功率越大乙同学正确，因乙同学正确，因电源内阻不源内阻不计，所以，所以L支路可以不用考支路可以不用考虑，将，将R2并入并入电源，看成一个源，看成一个等效等效电源，源，则R1的功率即的功率即为等效等效电源的源的输出功率，出功率，则当当R1R215 时，R1的功率最的功率最大，此大，此时R1两端的两端的电压为U1E/23 V，R1的功率的功率为P1mU/R10.6 W.答：答：0.6 W【正确解答正确解答】解：甲同学错主要原因是把可变电阻的功率与定值电阻的功率相混解：甲同学错主要原因是把可变电阻的功率与定值电阻的功率相混在求最大功率在求最大功率时要特要特别注意求的是定注意求的是定值电阻的最大功率阻的最大功率还是可是可变电阻的最大功率，阻的最大功率，对于定于定值电阻阻PI2R，电流越大功率越大流越大功率越大对于可于可变电阻的功率阻的功率PI2R，电阻是阻是变化的，化的，电阻增大阻增大电流往往是减小的，只有流往往是减小的，只有I2R最大最大时功率才最大功率才最大对于于电源的源的输出功率，外出功率，外电阻与内阻与内电阻相等阻相等时电源的源的输出功率最大我出功率最大我们在解在解题时要具体要具体问题具体分析，不能生搬硬套，关具体分析，不能生搬硬套，关键是要掌握好是要掌握好“条件和范条件和范围”.【题后反思题后反思】在求最大功率时要特别注意求的是定值电阻的最大功率还是可变电阻在求最大功率时要特别注意求的是定值电阻的最大功率还是可变电阻