第2卷 电源最大输出功率 江苏省（单独招生）《电工技术基础与技能》（高教版·第三版） 单元过关卷

江苏省（单独招生）机电类 《电工技术基础与技能》（高教版·第三版） 电源最大输出功率 单元过关卷 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 1. 电源外接负载阻值与电源内阻相等时，可输出最大电功率，此时电能利用率最高。（ ） 2. 负载上获得最大功率时，说明电源的利用率达到了最大。（ ） 3. 一般来说，负载电阻减小，负载变大，电源输出功率增加。（ ） 4. 全电路中，当负载电阻从直流电源上获得最大功率的同时，电源内阻也消耗了等量的电功率，因此电路的功率传输率仅有50%。（ ） 5. 电源的效率是指输出功率与输入功率的比值。（ ） 6. 电压源外接负载阻值越大，输出电流越小，对应的输出功率越小。（ ） 7. 负载获得的最大功率就是电源输出的最大功率。（ ） 8. 远距离高压输电的目的是在保证输送功率不变的情况下，减小输送电能的损失。（ ） 9. 焦耳定律描述了电流通过导体产生的热量与电流、电阻和时间的关系。（ ） 10. 库仑定律仅适用于真空中的点电荷之间的相互作用。（ ） 二、单项选择题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 11. 电源地电动势为4.5V，内电阻为0.50Ω，外电路接一个4.0Ω的电阻，这时电源两端的端电压为（ ） A. 5.0V B. 4.5V C. 4.0V D. 3.5V 12. 直流电路如图所示，负载Rt获得的最大功率是（ ） A. B. C. D. 13. 电阻接入的直流电路中，其消耗功率为，如果把阻值为的电阻接到最大值为的交流电路中，它消耗的功率为（ ） A. B. P C. D. 无法确定 14. 在闭合电路中，仅电源内阻增大，则下列说法正确的是（ ） A. 电源端电压增大 B. 电路中的电流不变 C. 电源输出的最大功率减小 D. 负载获取的功率增大 15. 如图所示电路中，E=10V，，要使获得最大功率，为（ ） A. 0.5Ω B. 1Ω C. 1.5Ω D. 0Ω 16. 电路中某负载电阻 R 接在电压源两端，电源电动势 E=12V，内阻 r=2Ω，当 R=_____时，R 可获得最大功率。（ ） A. 1Ω B. 2Ω C. 4Ω D. 6Ω 17. 交流电路中阻抗匹配可以使电路中的功率传输什么（ ） A. 最大化 B. 最小化 C. 不变 D. 难以确定 18. 直流电路如图所示，恒流源的大小和方向已知，定值电阻的阻值大小也已知，负载电阻器的阻值可变。则负载电阻器选取适当时可从恒流源中获得的最大功率是（ ） A. B. C. D. 19. 在电路中，常说的过载情况是指（ ） A. 负载在额定功率下的工作状态 B. 负载低于额定功率的工作状态 C. 负载高于额定功率的工作状态 D. 负载无能量消耗的工作状态 20. 在真空中有A、B两个点电荷，若A的电荷量是B电荷量的3倍，则A对B的作用力是B对A的作用力的（ ） A. 1倍 B. 3倍 C. 6倍 D. 9倍 三、填空题（本大题共5小题，每题2分，共10分） 21. 当负载获得最大功率时，负载的阻值R和内阻r满足______，负载上和内阻上消耗的功率______，这时电源的效率不高，只有______。 22. 在实际电路中，所有电气设备和元器件在工作时都有一定的使用限额，这种限额称为______。 23. 电路结构如图所示，要使负载电阻上获得最大功率，则开关S左端触点应置于电路中触点的______端。 24. 焦耳定律表明，电流通过导体时，产生的热量与电流的平方、电阻和______成正比。 25. 根据库仑定律，真空中两个点电荷之间的作用力的大小与它们的电荷量乘积成正比，与______成反比。 四、简答题（本大题共3小题，每题7分，共21分） 26. 已知一个电阻R = 10Ω，通过它的电流I = 3A，通电时间t = 20s，求电流做的功W以及电阻消耗的电功率P。 27. 如图所示电路中，已知E=18V，，，，，求负载能获得的最大功率。(要求画出求解过程中的等效电路图) 28. 某导体两端的电压时6V，在2min内通过该导体任一横截面的电量是15C，则该导体的电阻为多少？ 五、计算题（本大题共3小题，每题5分，共15分） 29. 一只电热器铭牌标有“220 V、1100 W”，接在额定电压下工作 10 min。忽略电阻随温度变化。 30. 如图所示电路中, 试求： （1）电路中的电流I； （2）3V恒压源的功率。 31. 在真空中，有两个点电荷，电荷量分别为 、，相距 0.30 m。取静电力常量 N·。 六、综合应用题（本大题共2小题，每题7分，共14分） 32. 如图所示电路中，已知电源内阻E=20V，r=2Ω，，所接电阻为多大才可以获得最大功率？获得最大功率是多少？ 33. 电路如图所示，求为多大时，可获得最大功率。此时最大功率为多少？ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $ 江苏省（单独招生）机电类 《电工技术基础与技能》（高教版·第三版） 电源最大输出功率 单元过关卷 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 1. 电源外接负载阻值与电源内阻相等时，可输出最大电功率，此时电能利用率最高。（ ） 【答案】错误 【解析】电源外接负载阻值与电源内阻相等时，输出功率最大，但此时电能的利用率并不高，只有50%。故错误。 2. 负载上获得最大功率时，说明电源的利用率达到了最大。（ ） 【答案】错误 【解析】负载获最大功率条件为，此时电源效率，并非最大，故错误。 3. 一般来说，负载电阻减小，负载变大，电源输出功率增加。（ ） 【答案】错误 【解析】实际电源有内阻，输出功率 ，随负载电阻减小不一定增加，故错误。 4. 全电路中，当负载电阻从直流电源上获得最大功率的同时，电源内阻也消耗了等量的电功率，因此电路的功率传输率仅有50%。（ ） 【答案】正确 【解析】最大功率传输条件为，此时负载功率与内阻损耗相等，故传输效率，判断正确。 5. 电源的效率是指输出功率与输入功率的比值。（ ） 【答案】正确 【解析】效率定义为有效输出功率与输入功率之比，即 ，故说法正确。 6. 电压源外接负载阻值越大，输出电流越小，对应的输出功率越小。（ ） 【答案】错误 【解析】根据电源最大功率输出定理，当负载电阻等于电源内阻时，对应的输出功率最大，当负载阻值从零增大到电源内阻时，电源输出功率增大。故错误。 7. 负载获得的最大功率就是电源输出的最大功率。（ ） 【答案】错误 【解析】最大功率传输时 ，负载功率最大；电源发出功率还含内阻损耗，二者不等。 8. 远距离高压输电的目的是在保证输送功率不变的情况下，减小输送电能的损失。（ ） 【答案】正确 【解析】在保证输送功率不变的情况下，提高输电电压U，则输电电流I=P/U会减小。由于热损耗功率与电流的平方成正比，电流减小，热损耗功率就会减小，从而达到在保证输送功率不变的情况下，减小输送电能损失的目的。故表述正确。 9. 焦耳定律描述了电流通过导体产生的热量与电流、电阻和时间的关系。（ ） 【答案】正确 【解析】焦耳定律为 ，表明热量与电流平方、电阻和通电时间有关，故判断正确。 10. 库仑定律仅适用于真空中的点电荷之间的相互作用。（ ） 【答案】正确 【解析】库仑定律公式 的适用条件是真空中静止点电荷间作用，故判断正确。 二、单项选择题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 11. 电源地电动势为4.5V，内电阻为0.50Ω，外电路接一个4.0Ω的电阻，这时电源两端的端电压为（ ） A. 5.0V B. 4.5V C. 4.0V D. 3.5V 【答案】C 【解析】电流 ，端电压 ，故选C。 12. 直流电路如图所示，负载Rt获得的最大功率是（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】要使负载获得最大功率，即有Rt=R0，则此时Rt的功率为，故选D。 13. 电阻接入的直流电路中，其消耗功率为，如果把阻值为的电阻接到最大值为的交流电路中，它消耗的功率为（ ） A. B. P C. D. 无法确定 【答案】B 【解析】直流时 。交流最大值为 ，有效值为 ，则功率 。 14. 在闭合电路中，仅电源内阻增大，则下列说法正确的是（ ） A. 电源端电压增大 B. 电路中的电流不变 C. 电源输出的最大功率减小 D. 负载获取的功率增大 【答案】C 【解析】电源输出最大功率为 。电动势不变、内阻 增大时， 减小，故选C。 15. 如图所示电路中，E=10V，，要使获得最大功率，为（ ） A. 0.5Ω B. 1Ω C. 1.5Ω D. 0Ω 【答案】C 【解析】当等于电路的内阻时，获得最大功率，即 16. 电路中某负载电阻 R 接在电压源两端，电源电动势 E=12V，内阻 r=2Ω，当 R=_____时，R 可获得最大功率。（ ） A. 1Ω B. 2Ω C. 4Ω D. 6Ω 【答案】B 【解析】负载获最大功率时满足匹配条件：。已知内阻 ，故 ，选B。 17. 交流电路中阻抗匹配可以使电路中的功率传输什么（ ） A. 最大化 B. 最小化 C. 不变 D. 难以确定 【答案】A 【解析】阻抗匹配可以使电路中的功率传输最大化。 18. 直流电路如图所示，恒流源的大小和方向已知，定值电阻的阻值大小也已知，负载电阻器的阻值可变。则负载电阻器选取适当时可从恒流源中获得的最大功率是（ ） A. B. C. D. 【答案】D 19. 在电路中，常说的过载情况是指（ ） A. 负载在额定功率下的工作状态 B. 负载低于额定功率的工作状态 C. 负载高于额定功率的工作状态 D. 负载无能量消耗的工作状态 【答案】C 【解析】常说的过载情况是指负载高于额定功率的工作状态，即负载消耗的功率超过了设备设计的额定功率。 20. 在真空中有A、B两个点电荷，若A的电荷量是B电荷量的3倍，则A对B的作用力是B对A的作用力的（ ） A. 1倍 B. 3倍 C. 6倍 D. 9倍 【答案】A 【解析】作用力与反作用力。 三、填空题（本大题共5小题，每题2分，共10分） 21. 当负载获得最大功率时，负载的阻值R和内阻r满足______，负载上和内阻上消耗的功率______，这时电源的效率不高，只有______。 【答案】① ② 相等 ③ 50% 【解析】负载获得最大功率时，负载和内阻的阻值相等，即，又干路电流相等，由，可知负载上和内阻上消耗的功率相等，此时电源的效率为。 22. 在实际电路中，所有电气设备和元器件在工作时都有一定的使用限额，这种限额称为______。 【答案】额定值 【解析】电气设备或元器件正常工作允许的电压、电流、功率等使用限额称为额定值。 23. 电路结构如图所示，要使负载电阻上获得最大功率，则开关S左端触点应置于电路中触点的______端。 【答案】4 24. 焦耳定律表明，电流通过导体时，产生的热量与电流的平方、电阻和______成正比。 【答案】通电时间 【解析】焦耳定律公式为 ，热量与电流平方、电阻及通电时间成正比，故填“通电时间”。 25. 根据库仑定律，真空中两个点电荷之间的作用力的大小与它们的电荷量乘积成正比，与______成反比。 【答案】它们之间距离的平方 【解析】库仑定律为 ，故作用力与两电荷间距离的平方成反比。 四、简答题（本大题共3小题，每题7分，共21分） 26. 已知一个电阻R = 10Ω，通过它的电流I = 3A，通电时间t = 20s，求电流做的功W以及电阻消耗的电功率P。 【答案】1800J，90W 【解析】根据 W = Rt ， W = （3A）^{2}×10Ω×20s = 1800J ； 根据 P = R ， P = （3A）^{2}×10Ω = 90W 。 27. 如图所示电路中，已知E=18V，，，，，求负载能获得的最大功率。(要求画出求解过程中的等效电路图) 【解析】（1）断开负载RL，求二端网络的电压UAB，如图所示。等效电源的电动势E0=UAB=6V （2）求等效电源的内阻R0=RAB，如图所示。等效电源的内阻：R0=RAB=6Ω （3）画出等效电路，如图所示。负载RL能获得的最大功率：Pmax=1.5W 28. 某导体两端的电压时6V，在2min内通过该导体任一横截面的电量是15C，则该导体的电阻为多少？ 【答案】解：通过该导体的电流 ，则 【解析】已知 ，，电流 。由欧姆定律 ，故该导体电阻为 。 五、计算题（本大题共3小题，每题5分，共15分） 29. 一只电热器铭牌标有“220 V、1100 W”，接在额定电压下工作 10 min。忽略电阻随温度变化。 【答案】（1）额定电流为 5 A。 （2）电阻为 44 Ω。 （3）产生的热量为 J。 【解析】（1）由 ，得 A。 （2）由 ，得 。 （3）由焦耳定律 ，且 10 min 为 600 s，得 J。 30. 如图所示电路中, 试求： （1）电路中的电流I； （2）3V恒压源的功率。 【答案】（1）I=0.1A （2）0.075A （0.1+0.075）A=0.175A P=0.175W=0.525W 【解析】电路等效变换过程如图所示。 31. 在真空中，有两个点电荷，电荷量分别为 、，相距 0.30 m。取静电力常量 N·。 【答案】（1）库仑力大小为 0.60 N。 （2）两点电荷之间相互吸引。 （3）距离变为 0.60 m 时，库仑力大小为 0.15 N。 【解析】（1）由 ，得 N。 （2）两电荷电性相反，因此相互吸引。 （3）距离加倍时，库仑力变为原来的四分之一，故为 0.15 N。 六、综合应用题（本大题共2小题，每题7分，共14分） 32. 如图所示电路中，已知电源内阻E=20V，r=2Ω，，所接电阻为多大才可以获得最大功率？获得最大功率是多少？ 【答案】解：，。 33. 电路如图所示，求为多大时，可获得最大功率。此时最大功率为多少？ 【答案】 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $