高中人教版 (2019)2 闭合电路的欧姆定律导学案及答案

12.2闭合电路欧姆定律(第3课时）

知识点五：闭合电路中的功率及效率

重点诠释：纯电阻电路P出与外电阻R的关系

（1）电源的输出功率：

（2）由P出与外电阻R的关系图像

（3）结论

①当R＝r时，电源的输出功率最大为Pm＝，此时效率η=     。

②当R＞r时，随着R的增大输出功率越来越    。

③当R＜r时，随着R的增大输出功率越来越    。

④当P出＜Pm时，每个输出功率对应两个外电阻R1和R2，且R1R2＝r2。

[例5]　如图所示，电源由两个电动势E＝1.5 V，内阻r＝0.5 Ω的相同电池串联而成，外电路总电阻R＝0.5 Ω。当开关S闭合后，电源的总功率P总＝　　　 W，电源的输出功率P出＝　　　　 W，外电路消耗的功率P外＝　　　　 W，内电路消耗的功率P内＝　　　　 W，电源的供电效率η＝　　　　。

典例强化　

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？

变式训练：在上题中，若R1＝8 Ω，原题如何解答？

课堂检测

1.某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在同一坐标系中，如图中的a、b、c所示．则下列说法中正确的是（　　）

A图线a表示总功率PE随电流I变化的关系

B图线b表示电源内部的发热功率Pr随电流I变化关系

C电源的最大输出功率为1.5W

D电源的内阻为0.75Ω

2. (多选)在如图所示的图像中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图像，直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线。用该电源直接与电阻R相连组成闭合电路。由图像可知(　　)

A．电源的电动势为3 V，内阻为0.5 Ω

B．电阻R的阻值为1 Ω

C．电源的输出功率为2 W

D．电源的效率为66.7%

3. 如图所示，R为电阻箱，V为理想电压表。当电阻箱读数为R1＝2 Ω时，电压表读数为U1＝4 V；当电阻箱读数为R2＝5 Ω时，电压表读数为U2＝5 V。求：

(1)电源的电动势E和内阻r；

(2)当电阻箱R读数为多少时，电源的输出功率最大？最大值Pm为多少？