2019-2020届高考物理大一轮复习：电路中的能量问题及含电容器电路分析 知识点讲解+专项练习(PDF版)

电路中的能量问题及含电容电路分析 --------------------------------------------------- 1．电源的总功率 (1)任意电路：P 总＝EI＝U 外 I＋U 内 I＝P 出＋P 内． (2)纯电阻电路：P 总＝I2(R＋r)＝ E2 R＋r . 2．电源内部消耗的功率：P 内＝I2r＝U 内 I＝P 总－P 出． 3．电源的输出功率 (1)任意电路：P 出＝UI＝EI－I2r＝P 总－P 内． (2)纯电阻电路：P 出＝I2R＝ E2R R＋r2＝ E2 R－r2 R ＋4r . (3)输出功率随 R的变化关系 ①当 R＝r时，电源的输出功率最大为 Pm＝ E2 4r. ②当 R>r时，随着 R的增大输出功率越来越小． ③当 R<r时，随着 R的增大输出功率越来越大． ④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 R1·R2＝r2. ⑤P 出与 R的关系如图 5 所示． 图 5 4．电源的效率 (1)任意电路：η＝ P出 P总 ×100%＝ U E×100%. (2)纯电阻电路：η＝ R R＋r ×100%＝ 1 1＋ r R ×100% 因此在纯电阻电路中 R越大，η越大；当 R＝r时，电源有最大输出功率，效率仅为 50%. 例 1 在如图所示的电路中，R1＝2 Ω，R2＝R3＝4 Ω，当开关 S 接 a时，R2 上消耗的电功率为 4 W，当开关 S 接 b时，电压表示数为 4.5 V，试求： (1)开关 S 接 a时，通过电源的电流和电源两端的电压； (2)开关 S 接 b时，电源的电动势和内电阻； (3)当开关 S 接 c时，通过 R2 的电流． 例 2 如图中电源的电动势为 6 V，内阻为 1 Ω，R1为 2 Ω，R2 全阻值为 3 Ω，下列说法错误 的是 ( ) A．当 R2 为 1 Ω 时，R1 消耗的功率最大 B．通过改变 R2 的阻值，路端电压的最大值为 5 V，最小值为 4 V C．R2 的阻值越小，R1 消耗的功率越大 D．当 R2 的阻值为 3 Ω 时，R2 消耗的功率最大 例 3 如图所示，图中直线①表示某电源的路端电压与电流的关系图象，图中曲线②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 V B．电源的内阻为 25 3 Ω C．电流为 2.5 A 时，外电路的电阻为 15 Ω D．输出功率为 120 W 时，输出电压是 30 V 例 4 用标有“6 V 3 W”的灯泡 L1、“6 V 6 W”的灯泡 L2 与理想电压表和理想电流表 连接成如图甲所示的实验电路，其中电源电动势 E＝9 V．图乙是通过两个灯泡的电流随 两端电压变化的曲线．当其中一个灯泡正常发光时( ) A．电流表的示数为 1 A B．电压表的示数约为 6 V C．电路输出功率为 4 W D．电源内阻为 2 Ω 5、含电容器的电路分析 例 5 如图所示的电路中，R1、R2、R3 是固定电阻，R4 是 光敏电阻，其阻值随光照的强度增强而减小．当开关 S 闭 合且没有光照射时，电容器 C不带电．当用强光照射 R4 且 电路稳定时，则与无光照射时比较 ( ) A．电容器 C的上极板带正电 B．电容器 C的下极板带正电 C．通过 R4的电流变小，电源的路端电压增大 D．通过 R4的电流变大，电源提供的总功率变小 例 6 如图所示的电路中，电源的电动势为 E、内电阻为 r， 闭合开关 S，待电流达到稳定后，电流表示数为 I，电压 表示数为 U，电容器 C所带电荷量为 Q.将滑动变阻器的 滑动触头 P从图示位置向 a端移动一些，待电流达到稳定 后，则与 P移动前相比 ( ) A．U变小 B．I变小 C．Q不变 D．Q减小 参考答案： 例 1 (1)1 A 4 V (2)6 V 2 Ω (3)0.5 A 例 2 、A 例 3 、ACD 例 4、CD 例 5、B 例 6、B $$ 图 1 图 2 图 3 图 4 电路中的能量问题及含电容电路分析 课时规范训练 (限时：30 分钟) 1．下列关于电源电动势的说法中正确