10.7 电功、电功率及焦耳定律（2）电源功率图像 电路动态变化 课件 2022-2023学年高二上学期物理沪科版（2020）必修第三册

高中物理 必修三 第十章 电路及其应用 第七节 电功、电功率及焦耳定律 （2）电源功率图像 电路动态变化 电源 打蛋器 内阻是纯电路电阻 我们发现无论是电源还是用电器，对能量都存在一定“使用效率” 我们规定电源效率为 是否P出越大，电源效率η越大？ 如图的基本电路单元，对于电源而言： r E 内电路 R S 外电路 I 一、电源功率图像 总功率： 损耗功率： 输出功率： 根据分压比例 根据闭合电路欧姆定律 化简 从式子上看，当电源参数固定时，电源输出功率仅依赖于外电阻R 什么时候P出最大？ 当且仅当r=R时， P出最大 r E 内电路 R S 外电路 I 一、电源功率图像 因为 又因为 所以可得电源输出功率跟外电阻的P出-R图像 P出 R 由基本不等式的相关知识可以知道，当输出功率小于最大功率时，有对应两个外阻值 满足 请根据图像描述输出功率的增减性 r E 内电路 R S 外电路 I 一、电源功率图像 由函数的增减性可以得到： 总功率： 输出功率： 我们规定电源效率为 η R 我们可以得到，电源效率随着外电阻的增大而增大 一、电源功率图像 R 电源输出功率最大时，电源效率不一定最大。 当电源效率最大时，电源输出功率反而变小时。 R η P出 结合两组图像： 如图的基本电路单元，对于电源而言： r E 内电路 R S 外电路 I 一、电源功率图像 总功率： 损耗功率： 输出功率： 大家可以画出P-I图像吗？ I P总 I P损 I P出 一、电源功率图像 定值电阻的伏安特性曲线 电源的伏安特性曲线 包含着变化电阻的ΔU和ΔI的比值，指内阻或者等效内阻 ΔU和ΔI的比值与U和I的比值相同，指当前的阻值 电源效率等于 不更换电源，但是更换外电阻，图像该如何体现 更换电源，但是不更换外电阻，图像该如何体现 二、电路的动态变化 R 在图所示电路中，电动势保持恒定，若滑动变阻器的滑片向右移动，试着判断该过程中其他元器件的电压、电流和电功率如何变化? L R滑 r E 电路的总电阻减小，根据欧姆定律，总电流增大； 滑片向右滑动，R滑阻值减小，并联电阻减小。 L两端电压增大，电压表示数增大，小灯泡L变亮；从而导致并联两端电压减小，流经R的电流减小，电流表示数减小。 这是一个串联、并联组合电路，R滑和R并联，再跟灯L串联；电流表测R的电流、电压表测灯L两端的电压。 二、电路的动态变化 R 在图所示电路中，电动势保持恒定，若滑动变阻器的滑片向右移动，试着判断该过程中其他元器件的电压、电流和电功率如何变化? L R滑 r E 串反并同(结论套用) R变↑ 并I↑ 并U↑ 并P↑ 串I↓ 串U↓ 串P↓ 二、电路的动态变化 R 在图所示电路中，某用电器发生了故障，可以用动态变化的结论去排查何处发生了怎样的故障吗？ L R滑 r E 某用电器短路 某用电器断路 相当于电阻变小（变为0） 相当于电阻变大（变为∞） 串反并同(结论套用) 电源的功率图像 课堂小结 R R η P出 电路动态变化 串反并同 课堂作业 作业25 $