电源输出功率及效率问题,是恒定电流这章的重难点知识,在很多选择题里我们会经常遇到,对于这一类问题,想要思路清晰的解答而不出错,我们需要掌握下面这些基本知识和规律。
1、闭合电路:由内电路和外电路组成,如下图1所示。
2、闭合电路欧姆定律:3、路端电压U与干路电流I的关系图像:4、闭合电路中的功率和效率,闭合电路中的功率包括电源功率(有时也称为电源总功率或电源释放的功率)、电源内阻消耗的功率(也称为电源热功率)、输出功率(也可称为外电路的功率)三种。
电源的效率指的是输出功率占总功率的百分比。
5、电源路端电压、电源效率及输出功率与外电阻的关系。
6、最大功率问题知道了这些基本知识,下面我们就来看看具体是如何应用的。
【例题1】如图所示,直线 A 是电源的路端电压和电流的关系图线,直线 B、C 分别是电阻 R1、R2 的两端电压与电流的关系图线,若这两个电阻分别接到这个电源上,则( )A.R1 接在电源上时,电源的效率高B.R2 接在电源上时,电源的效率高C.R2 接在电源上时,电源的输出功率大D.电源的输出功率一样大【解析】如下【例题2】如图所示的两条图线分别表示同一电源的内阻发热功率 P r 以及电源的总功率 P 随干路电流 I 的变化图线,其中抛物线 OBC 为电源的内阻发热功率 P r 随干路电流 I 的变化图线,直线 OAC 为电源的总功率 P 随干路电流 I 的变化图线.若线段 AB 对应的横坐标为 2A,那么图像中线段 AB 所表示的功率差以及电流 I=2A 时所对应的外电阻分别为( )A.6W 0.5Ω B.2W 0.5Ω C.2W 0.1Ω D.4W 0.3Ω【解析】如下图所示:【例题3】如图所示,已知电源的电动势为E,内阻r=2 Ω,定值电阻R1=0.5 Ω,滑动变阻器的最大阻值为5 Ω。
求:(1)当滑动变阻器的阻值为多大时,电阻R1消耗的功率最大?(2)当滑动变阻器的阻值为多大时,滑动变阻器消耗的功率最大?(3)当滑动变阻器的阻值为多大时,电源的输出功率最大?例题3解析如下:最后,我们再总结一下,想要快速解答这一类题需要我们重点掌握的知识点有三个:一是闭合电路欧姆定律,二是电源的相关功率,三是电源的效率。
具体见下图:电源输出功率与效率的相关知识你都弄懂了吗,快来试试下面这道题,看能写对吗?【练习题】在纯电阻电路中,当用一个固定的电源(设 E、r 是定值)向变化的外电阻供电时,关于电源的输出功率 P 随外电阻 R 变化的规律如图所示,则下列说法错误的是( )A. 当 R=r 时,电源有最大的输出功率B. 当 R=r 时,电源的效率η=50%电源的功率 P 随外电阻 R 的增大而增大D.电源的效率η随外电阻 R 的增大而增大答案:C想了解更多精彩内容,快来关注理思清