电路中的图像与功率(共9页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上电路中的图像与功率一、基础知识（一）、电源的电动势和内阻1、电动势(1)定义：电动势在数值上等于非静电力把1 C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功(2)表达式：E.(3)物理意义：反映电源把其他形式的能转化成电能的本领大小的物理量2、内阻电源内部也是由导体组成的，也有电阻，叫做电源的内阻，它是电源的另一重要参数（二）、闭合电路欧姆定律1、内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比2、公式3、路端电压U与电流I的关系(1)关系式：UEIr.(2)UI图象如图1所示当电路断路即I0时，纵坐标的截距为电源电动势 当外电路电压为U0时，横坐标的截距为短路电流图线的斜率的绝对值为电源的内阻（三）、电路中的功率及效率问题1、电源的总功率(1)任意电路：P总EIU外IU内IP出P内(2)纯电阻电路：P总I2(Rr).2、电源内部消耗的功率：P内I2rU内IP总P出 3、电源的输出功率(1)任意电路：P出UIEII2rP总P内(2)纯电阻电路：P出I2R.(3)输出功率随R的变化关系当Rr时，电源的输出功率最大为Pm.当R>r时，随着R的增大输出功率越来越小当R<r时，随着R的增大输出功率越来越大当P出<Pm时，每个输出功率对应两个可能的外电阻R1和R2，且R1R2r2.P出与R的关系如图所示4、电源的效率(1)任意电路：×100%×100%.(2)纯电阻电路：×100%×100%因此在纯电阻电路中R越大，越大；当Rr时，电源有最大输出功率，效率仅为50%.特别提醒当电源的输出功率最大时，效率并不是最大，只有50%；当R时，100%，但此时P出0，无实际意义二、练习题1、下列关于电动势的说法正确的是()A电源的电动势跟电源内非静电力做的功成正比，跟通过的电荷量成反比B电动势的单位跟电压的单位一致，所以电动势就是两极间的电压C非静电力做的功越多，电动势就越大DE只是电动势的定义式而非决定式，电动势的大小是由电源内非静电力的特性决定的答案 D解析电动势的定义式E中，E与W、q无关，E反映的是电源的属性，由电源内部非静电力的特性决定，故A、C错误，D正确；电动势的单位虽然与电压单位相同，但两者有本质的不同，B错误2、一电池外电路断开时的路端电压为3 V，接上8 的负载后路端电压降为2.4 V，则可以判定电池的电动势E和内阻r为()AE2.4 V，r1 BE3 V，r2 CE2.4 V，r2 DE3 V，r1 答案B解析当外电路断路时，I0，U外E3 V；接上8 负载时，I A0.3 A，则r 2 .3、一个微型吸尘器的直流电动机的额定电压为U，额定电流为I，线圈电阻为R，将它接在电动势为E、内阻为r的直流电源的两极间，电动机恰好能正常工作，则 ()A电动机消耗的总功率为UIB电动机消耗的热功率为C电源的输出功率为EID电源的效率为1答案AD解析电动机不是纯电阻，电动机消耗的总功率为UI，A选项正确；电动机消耗的热功率为I2R，B选项错误；电源的输出功率为UI，C选项错误；电源的效率为1，D选项正确4、如图所示，电阻R12 ，小灯泡L上标有“3 V,1.5 W”字样，电源内阻r1 ，滑动变阻器的最大阻值为R0(大小未知)当触头P滑动到最上端a时，电流表的读数为1 A，小灯泡L恰好正常发光，求：(1)滑动变阻器的最大阻值R0；(2)当触头P滑动到最下端b时，电源的总功率及输出功率审题指导审题时应注意以下两点：(1)滑动触头P在最上端a时，R与L并联(2)滑动触头P在最下端b时，R与L均被短路解析(1)当触头P滑动到最上端a时，流过小灯泡L的电流为：IL A0.5 A.流过滑动变阻器的电流：I0IAIL1 A0.5 A0.5 A故：R06 .(2)电源电动势为：EULIA(R1r)3 V1×(21) V6 V.当触头P滑动到最下端b时，滑动变阻器和小灯泡均被短路电路中总电流为：I2 A.故电源的总功率为：P总EI12 W.输出功率为：P出EII2r8 W.答案(1)6 (2)12 W8 W5、(2012·上海单科·17)直流电路如图所示，在滑动变阻器的滑片P向右移动时，电源的()A总功率一定减小B效率一定增大 C内部损耗功率一定减小D输出功率一定先增大后减小答案ABC解析滑片P向右移动时，外电路电阻R外增大，由闭合电路欧姆定律知总电流I减小，由P总EI可得P总减小，故选项A正确根据可知选项B正确由P损I2r可知，选项C正确由P输出R外图象，因不知道R外的初始值与r的关系，所以无法判断P输出的变化情况，选项D错误6、如图所示，R1为定值电阻，R2为可变电阻，E为电源电动势，r为电源内阻，以下说法中正确的是 ()A当R2R1r时，R2上获得最大功率B当R2R1r时，R1上获得最大功率C当R20时，R1上获得最大功率D当R20时，电源的输出功率最大答案AC解析在讨论R2的电功率时，可将R1视为电源内阻的一部分，即将原电路等效为外电阻R2与电动势为E、内阻为R1r的电源(等效电源)连成的闭合电路如图所示，R2的电功率是等效电源的输出功率，显然当R2R1r时，R2获得的电功率最大，选项A正确在讨论R1的电功率时，由I及P1I2R1可知，R20时，R1获得的电功率最大，故选项B错误，选项C正确在讨论电源的输出功率时，R1R2为外电阻，内电阻r恒定，由于题目没有给出R1和r的具体数值，所以当R20时，电源输出功率并不一定最大，故选项D错误7、在纯电阻电路中，当用一个固定的电源(E、r是定值)向变化的外电阻供电时，关于电源的输出功率P随外电阻R变化的规律如图所示，则()A当Rr时，电源有最大的输出功率B当Rr时，电源的效率50%C电源的功率P随外电阻R的增大而增大D电源的效率随外电阻R的增大而增大答案ABD解析由题图可知，Rr时电源有最大输出功率，A正确；电源的功率PIE，随外电阻R的增大而减小，C错误；由可知B、D正确8、某同学将一直流电源的总功率P总、输出功率P出和电源内部的发热功率P内随电流I变化的图线画在同一坐标系内，如图所示，根据图线可知 ()A反映P内变化的图线是bB电源电动势为8 VC电源内阻为2 D当电流为0.5 A时，外电路的电阻为6 答案CD解析电源的总功率P总IE，与电流成正比，由P内I2r知电源内部的发热功率与电流的平方成正比，A错误当电流为2 A时，电源的总功率与发热功率相等，可得出电源电动势为4 V，内阻为2 .当电流为0.5 A时，根据闭合电路欧姆定律可得外电路的电阻为6 ，B错误，C、D正确考点四两种UI图线的比较与应用1电源的伏安特性曲线是一条斜率为负值的直线，反映的是电源的特征：纵轴上的截距表示电动势，斜率的绝对值表示内阻2电阻的伏安特性曲线是一条过原点的直线，斜率表示电阻的大小3上述两个曲线在同一坐标系中的交点表示电源的工作状态9、如图所示为两电源的UI图象，则下列说法正确的是()A电源的电动势和内阻均比电源大B当外接相同的电阻时，两电源的输出功率可能相等C当外接同样的电阻时，两电源的效率可能相等D不论外接多大的相同电阻，电源的输出功率总比电源的输出功率大解析图线在U坐标轴上的截距等于电源电动势，图线的斜率的绝对值等于电源的内阻，因此A对；作外接电阻R的UI曲线分别交电源、的伏安特性曲线于S1、S2两点，电源的工作点横、纵坐标的乘积IU为电源的输出功率，由图可知，无论外接多大电阻，两工作点S1、S2横、纵坐标的乘积都不可能相等，且电源的输出功率总比电源的输出功率大，故B错，D对；电源的效率，因为电源内阻不同则电源效率不同，C错答案AD用图象分析电源的输出功率和效率 1.分析图象问题时，一定要明确图线的含义，即要确定两坐标轴表示的物理意义2对闭合电路的UI图象，图线上每一点纵、横坐标的乘积为电源的输出功率；纯电阻电路的图线上每一点纵、横坐标的比值为此时外电路的电阻10、如图所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图象；直线B为电源b的路端电压与电流的关系图象；直线C为一个电阻R的两端电压与电流的关系图象如果将这个电阻R分别接到a、b两电源上，那么有()AR接到a电源上，电源的效率较高BR接到b电源上，电源的输出功率较大CR接到a电源上，电源的输出功率较大，但电源效率较低DR接到b电源上，电阻的发热功率和电源的效率都较高答案C解析由题图判断电源a的内阻大，在纯电阻电路中电源效率×100%，内阻越大，效率越低；电源的输出功率PUI对应图线交点坐标的乘积，只有C正确.11、(2010·课标全国·19)电源的效率定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比在测电源电动势和内阻的实验中得到的实验图线如图所示，图中U为路端电压，I为干路电流，a、b为图线上的两点，相应状态下电源的效率分别为a、b.由图可知a、b的值分别为()图18A.、 B.、 C.、 D.、答案D解析本题考查电路的UI图象以及电源的效率设电源电动势为E，UI图象纵轴单位电压为U0，则可知电源的电动势E为6U0，则a、b两点处对应的路端电压分别为4U0、2U0，电源的效率，所以a，b，正确选项为D.12、如图所示，直线A是电源的路端电压和电流的关系图线，直线B、C分别是电阻R1、R2两端的电压与电流的关系图线若将这两个电阻分别接到该电源上，则()AR1接在电源上时，电源的效率高BR2接在电源上时，电源的效率高CR1接在电源上时，电源的输出功率大D电源的输出功率一样大答案A解析电源的效率，由于UB>UC，故R1接在电源上时，电源的效率高，A项正确，B项错误；将电阻接在电源上，电阻的UI图象与电源两端电压与电流关系图象的交点，表示将这个电阻接到此电源上的输出电压和电流，从图象中只可看出电流的数值，由于图线的斜率等于电阻的阻值，由题图可知，R2与电源的内阻相等，所以R2接在电源上时，电源的输出功率大，故C、D项错误13、如图所示，图中直线表示某电源的路端电压与电流的关系图象，图中曲线表示该电源的输出功率与电流的关系图象，则下列说法正确的是()A电源的电动势为50 VB电源的内阻为 C电流为2.5 A时，外电路的电阻为15 D输出功率为120 W时，输出电压是30 V答案ACD解析电源的输出电压和电流的关系为：UEIr，显然直线的斜率的绝对值等于r，纵轴的截距为电源的电动势，从题图中看出截距为50 V，斜率的大小等于r 5 ，A正确，B错误；当电流为I12.5 A时，由回路中电流I1，解得外电路的电阻R外15 ，C正确；当输出功率为120 W时，由题图中PI关系图线中看出对应干路电流为4 A，再从UI图线中读取对应的输出电压为30 V，D正确14、如图甲所示，其中R两端电压U随通过该电阻的电流I的变化关系如图乙所示，电源电动势为7.0 V(内阻不计)，且R11 000 (不随温度变化)若改变R2，使AB与BC间的电压相等，这时()AR的阻值为1 000 BR的阻值为1 333 C通过R的电流为1.5 mA D通过R的电流为2.0 mA答案BC解析要使AB与BC间的电压相等，即有EUABUBC，UABUBC，解得UBC3.5 V而UBCUIR1，UUBCIR1，将UBC3.5 V，R11 000 代入得U3.51 000I，在题图中作出函数关系U3.51 000I的图象，如图所示，两图象的交点对应的横、纵坐标I1.5 mA、U2 V即为公共解，由IRU解得R1 333 ，B、C正确专心-专注-专业