2.6电路中的能量转化（第2课时） 课件 -2022-2023学年高二上学期物理教科版选修3-1

§2.6 电路中的能量转化 电源：其他能→电能，电源提供的电能为EIt 内阻：电能→电热，：Q=I2rt 外电路：电源输出电能→其他能：UIt ∴ P出=UI 1. 2.闭合电路：E=U+Ir EIt=UIt+I2rt EI=UI+I2r 即 P供=P出+P内 闭合电路欧姆定律实质上是能量守恒定律在闭合电路中的具体体现。 ∴P内=I2r ∴P供=EI 特别地：外电路短路时，U=0，则有：E•I短=I短2•r, 即电源提供的电能全部转化为内能。 3.讨论：（设外电路为纯电阻，其总电阻为R） （1）电源的输出功率P出与R的关系 (R+r)2 = E2 +4r (R-r)2 R P出=I2R= E2R Pmax= E2 4r 当R=r时,P出最大 且最大值为: 思考：当功率为P0时，电阻分别为R1、R2，对应的电流分别为I1、I2,则R1、R2有何关系呢? I1、I2呢？ （2）电源的效率η 若外电路是纯电阻，则有： R ↑,η ↑ R→ ∞时， η → 100%，但P出=0 当 R=r 时， η=50%，但P出最大 例题：如图所示，当电阻箱的电阻取R=8.0Ω，开关S断开时，理想电压表的示数为3.00V，当开关S闭合时，电压表的示数为2.40V，求： （1）求电池的电动势E和内电阻r; （2）改变电阻箱的电阻，当R等于多少时，电源的输出功率最大？并求出最大输出功率Pm等于多少？ 3V,0.2 11.25 例题：已知如图，E =6V，r =4Ω，R1=2Ω，R2的变化范围是0～10Ω。求:①电源的最大输出功率；②R1上消耗的最大功率；③R2上消耗的最大功率。 E r R2 R1 ① 2.25W② 2W③ 1.5W 例题：如图所示，直线a为电源的U-I图线，直线b为电阻R的U-I图线，用该电源和该电阻组成闭合电路时，求电源的输出功率和电源的效率． 例题：如图所示的电路中，电路消耗的总功率为40W，电阻R1为4Ω，R2为6Ω，电源内阻r为0.6Ω，电源的效率为94%，求：（1）ab两点间的电压；（2）电源的电动势． （1）4.8V（2）20V $