【课件】第二章专题课：电源输出功率课件 -2022-2023学年高二上学期物理人教版选修3-1.pptx

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1、 专题课：专题课：电源的输出功率电源的输出功率 (1)(1)图像的纵轴截图像的纵轴截 距表示电动势距表示电动势E E U UI IOE EI短一、电源的一、电源的U U外外-I-I 图象：图象：由：由：U U外外 =E-I r=E-I r 知，知，U U外外是是I I 的一次函数的一次函数。(3)(3)若纵轴从若纵轴从0 0开始标度，开始标度，横轴截距表示短路电流。横轴截距表示短路电流。(2)(2)图像的斜率绝对图像的斜率绝对值表示内阻值表示内阻r r。所以，电源的所以，电源的U U外外-I-I 图图 是一条倾斜直线：是一条倾斜直线：u uO O I I I Im m i iE EU MU M

2、（I I，U U）b b a aN N二、区别两种图象。二、区别两种图象。2 2、b b是电阻是电阻R R的的U-I U-I 图；斜率表示电阻图；斜率表示电阻大小；大小；1 1、a a是电源的是电源的U U外外-I-I图；图；3 3、交点交点M M的坐标表示电阻的坐标表示电阻R R单独接入电路单独接入电路 时的电流和电压，此时的电压也是时的电流和电压，此时的电压也是 路端电压。路端电压。例例1 1、如图是某电源的路端电压、如图是某电源的路端电压U U随干路随干路电流电流I I的变化图象的变化图象,由图象可知由图象可知,该电源的该电源的电动势为电动势为 V,V,内阻为内阻为 0.5U/VI/AO

3、1232463 3 例题分析例题分析2、AC由由 得得 1 1、总功率也叫输入功率：总功率也叫输入功率：3 3内功率也叫热功率或额外功率，内功率也叫热功率或额外功率，三三、电源的三个功率。电源的三个功率。2 2、输出功率也叫外功率或有用功率、输出功率也叫外功率或有用功率：4 4相互关系：相互关系：结论：电源效率随外阻的增大而增大。结论：电源效率随外阻的增大而增大。四电源的效率：四电源的效率：对纯电阻电路对纯电阻电路,电源的效率为电源的效率为:外电阻等于内电阻时，电源输出功率最大外电阻等于内电阻时，电源输出功率最大：返回 分析：电源输出功率与外阻的变化关系分析：电源输出功率与外阻的变化关系0RP

4、 P外外r rP P出出由图知由图知:同一输出功率对应着两个外电阻值。同一输出功率对应着两个外电阻值。根据根据 作出作出P P外外RR图如下。图如下。证明证明：返回当当R=rR=r时，电源的输出功率最大，其效率时，电源的输出功率最大，其效率只有只有5050。当当 时，电源输出功率最大时，电源输出功率最大：2 2、当外阻等于内阻时，电源输出功率最当外阻等于内阻时，电源输出功率最 大，最大输出功率为大，最大输出功率为 五五、电源输出功率与外电阻的关系：电源输出功率与外电阻的关系：1 1、电源输出功率不一定随外阻的增大而电源输出功率不一定随外阻的增大而 增大。增大。0RP P外外r rP P出出将外

5、电路中除可变电阻外的其它定值电阻将外电路中除可变电阻外的其它定值电阻与电源内阻看成一个等效内阻，当可变电与电源内阻看成一个等效内阻，当可变电阻的阻值与等于效内阻时，可变电阻的功阻的阻值与等于效内阻时，可变电阻的功率最大。最大功率为率最大。最大功率为六、求可变电阻最大功率的方法六、求可变电阻最大功率的方法：例例3.3.如图所示的电路中如图所示的电路中,电池的电动势为电池的电动势为E,E,内阻为内阻为r,r,电路中的电阻为电路中的电阻为R R1 1、R R2 2和和R R3 3的阻值的阻值相同相同.在开关在开关S S处于闭合状态下处于闭合状态下,若将开关若将开关S S1 1由位置由位置1 1切换到

6、位置切换到位置2,2,则（则（）A A、电压表的示数变大、电压表的示数变大 B B、电池内部消耗功率变大、电池内部消耗功率变大 C C、电阻、电阻R R2 2两端的电压变大两端的电压变大 D D、电池的效率变大、电池的效率变大B BR1R2R3V12ss1Er 例题分析例题分析例例4.4.如图所示的电路中如图所示的电路中,电源的电动势为电源的电动势为4V,4V,内内阻为阻为6 6,R,R0 0为为2 2,变阻器的阻值变化范围变阻器的阻值变化范围为为010010,求求:(1)(1)变阻器阻值多大时变阻器阻值多大时,R,R0 0消耗的功率最大消耗的功率最大.最最大功率是多大？大功率是多大？R R0

7、 0E E、r rR R（2 2）变阻器阻值多大）变阻器阻值多大时时,电源输出功率最大；电源输出功率最大；最大功率为多少最大功率为多少?(3)(3)变阻器阻值多大时变阻器阻值多大时,变阻器消耗的功率最大变阻器消耗的功率最大？最大功率为多少最大功率为多少?R R0 0E E、r rR R(1)R=0(1)R=0时时,R,R0 0功率最大功率最大(3)R(3)R变变=R=R0 0+r+r=8=8时时,变阻器的功率最大变阻器的功率最大,(2)R(2)R变变 =4=4时时,R,R变变+R+R0 0=r=r=6 6，电源输出功率最大；电源输出功率最大；例例5 5、如图所示的电路中如图所示的电路中,R,R

8、为电阻箱为电阻箱,V,V为理为理想电压表想电压表.当电阻箱读数为当电阻箱读数为R R1 1=2=2时时,电压读电压读数为数为U U1 1=4V;=4V;当电阻箱读数为当电阻箱读数为R R2 2=5=5时时,电压电压表读数为表读数为U U2 2=5V,=5V,求求:(1)(1)电源的电动势电源的电动势E E和内阻和内阻r.r.(2)(2)当电阻箱当电阻箱R R读数为多少时读数为多少时,电源的输出功电源的输出功率最大率最大?最值最值P Pm m为多少为多少?E、rRVsE=6V,r=1E=6V,r=1R=rR=r时输出功率最大时输出功率最大.E rRVs 1 1、（多选）有两节电池、（多选）有两节

9、电池,它们的电动势分它们的电动势分别为别为E E1 1和和E E2 2,内电阻分别为内电阻分别为r r1 1和和r r2 2.将它们分将它们分别连成闭合电路别连成闭合电路,其外电路的电流其外电路的电流I I和路端和路端电压电压U U的关系如图所示的关系如图所示,可以判定可以判定()()ABU UI IO12A.A.图象交点所示状态图象交点所示状态,两电路的外电阻相等两电路的外电阻相等B.EB.E1 1EE2 2,r,r1 1rr2 2C.C.图象交点所示状态图象交点所示状态,两电路的电阻相等两电路的电阻相等D.ED.E1 1EE2 2,r,r1 1rr2 2 课堂练习课堂练习 2 2、已知如图

10、，已知如图，E E=6V=6V，r r=4=4，R R1 1=2=2，R R2 2的变化范围是的变化范围是0 01010。求：。求：电源的最大输出功率；电源的最大输出功率；R R1 1上消耗的最大功率；上消耗的最大功率；R R2 2上消耗的最大功率。上消耗的最大功率。E E r rR R2 2R R1 1 2.25W2.25W；2W2W；1.5W1.5W。3 3.如图所示的电路中如图所示的电路中,电源的电动势电源的电动势E=10V,E=10V,内内阻阻r=0.5r=0.5,电动机的电阻电动机的电阻R R0 0=1.0=1.0,电阻电阻R R1 1=1.5=1.5.电动机正常工作时电动机正常工作时,电压表的示数电压表的示数U U1 1=3.0V,=3.0V,求求:(1)(1)电源释放的电功率电源释放的电功率.(2)(2)电动机消耗的电功率电动机消耗的电功率?(3)(3)电源的输出功率电源的输出功率R1ErV(1)P电电=20W(2)P电动机电动机=12W(3)P出出=18W课堂小结课堂小结1 1电源总功率电源总功率2 2电源的输出功率（外电路得到的功率）电源的输出功率（外电路得到的功率）3 3电源内阻上的热功率电源内阻上的热功率 4.4.电源效率电源效率: