12.2 闭合电路欧姆定律专题——输出功率和动态分析 课件-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

12.2输出功率和动态分析 一、闭合电路的功率分析 1. 电源总功率：电路消耗电能总功率。 P总＝EI （普遍适用） =(R+r)（只适用于外电路是纯电阻电路） 2. 电源的内耗功率：电源的内电路消耗的功率。P内＝I2r. 3. 电源的输出功率：外电路消耗功率。 P出＝IU＝IE－I2r （普遍适用） =R=R （只适用于外电路是纯电阻电路） 4. 各部分功率间的关系：P总＝P出＋P内 或 IE＝UI＋I2r. S E r P/W 29.2 25.4545454545455 22.75 18.1428571428571 11.9444444444444 9.55 7.72727272727273 6.25 4.28571428571429 3 0.292 0.308 0.327600000000002 0.3556 0.387000000000003 0.382000000000003 0.37 4000000000002 0.36 0.336000000000003 0.3072 R/Ω P/W 二、纯电阻电路中，输出功率随外电阻R的变化关系 1. R取何值，输出功率最大？ S E r 或 一.电源的功率与效率问题 6.输出功率与R的关系 一.电源的功率与效率问题 6.输出功率与R的关系 一.电源的功率与效率问题 6.输出功率与R的关系 图象分析 P R O r 5．三种最大功率： （1）电源的最大输出功率： E r R2 R1 （2）定值电阻上消耗的最大功率： 定值电阻的电流最大时，消耗功率最大 （3）可变电阻上消耗的最大功率： 判断可变电阻的功率变化时，可将可变电阻以外的其他电阻均看作内阻，即组成等 效内阻，当可变电阻阻值=等效内阻时，可变电阻消耗的功率最大；若不能相等（可 变电阻最大值不够大），外电阻越接近内阻时，可变电阻消耗的功率最大。 R=r时电源的输出功率最大，若不能相等，外电阻越接近 内阻时，电源的输出功率越大。 5．电源的效率： （1）定义：输出功率跟电路消耗的总功率的比值。 （2）定义式： （普遍适用） 对于纯电阻电路： R O 1 故外电路电阻越大，电源的效率越高。 -R图像为： 特别提醒：(1)当电源输出功率最大时(R=r)，机械效率η＝50%。当R→∞时，η→100%，但此时P出→0，无实际意义。 例1.如图所示的电路，已知R>r+R0，r>R0，其中r、R0是已知的，求： (1)当R多大时，电源的输出功率最大 (2)当R多大时，R0的功率最大 (3)当R多大时，R的功率最大 例：电路图如图甲所示,图乙中图线是电路中电源的路端电压随电流变化的关系图像,滑动变阻器的最大阻值为15 Ω,定值电阻R0=3 Ω。 答案：(1)0　10.9 W　 (2)4.5 Ω　13.3 W (3)10.5 Ω　9.5 W (1)当R为何值时,R0消耗的功率最大?最大值为多少? (2)当R为何值时,电源的输出功率最大?最大值为多少? (3)当R为何值时,R消耗的功率最大?最大值为多少? 二.闭合电路动态分析 1.电路发生变化后，判断电流、电压的大小变化 知识准备： ①在混联电路中有一个电阻增大， 总电阻必增大，有一个电阻减小， 总电阻必减小。 ②并联电路有分流的特点，串联电路有分压的特点 分析思路： 例2.如图所示，R的滑片向右滑动时，图中安培表和伏特表示数如何变化？ 例3.如图所示，R的滑片向右滑动时，图中安培表和伏特表示数如何变化？ 小技巧：串反并同法 1.串反：指某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小；某一电阻减小时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大。 2.并同：指某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大；某一电阻减小时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小。 3.特别注意：若不计电源内阻，除路端电压U外始终等于电源电动势E，不满足“串反并同”外，其他的条件仍然成立。 例4.当P左滑时，三个灯泡亮度 如何变化 ？ 答案：L1变亮，L2和L3变暗 例5.如图所示电路，当R2的滑动片向右移动时，各表的变化情况是(　　) A．A1、A2读数均变大，V1、V2读数均变小 B．A1读数变大，A2读数变小，V1读数变大，V2读数变小 C．A1读数变大，A2读数变小， V1读数变小，V2读数变大 D．A1、A2读数均变小，V1、 V2读数均变大 C 二.闭合电路动态分析 2.电路发生变化后，判断电流、电压变化量的绝对值大小 例6.如图所示，把滑片向右移动 一段距离，V1变化量为ΔU1， V2变化量为ΔU2，则（ ） A.|ΔU1|>