12.2闭合电路欧姆定律专题输出功率和动态分析课件-高二上学期物理人教版

12.2输出功率和动态分析一、闭合电路的功率分析

SE

r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？SE

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PROr5．三种最大功率：（1）电源的最大输出功率：E

rR2R1（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：RO1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15Ω,定值电阻R0=3Ω。答案：(1)010.9W(2)4.5Ω13.3W(3)10.5Ω9.5W(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|>|ΔU2|B.|ΔU1|=|ΔU2|C.|ΔU1|<|ΔU2|D.ΔU1<0，ΔU2>0AD二.闭合电路动态分析3.电路发生变化后，判断电流电压比值大小以及电流电压变化量的比值的绝对值大小例7.如图所示，把滑片向左移动一段距离，则正确的是（）A.B.C.D.

ACD三.含容电路分析1.在恒定直流电路中，含有电容器的支路相当于断路，画等效电路图时可以去掉电容器，但电容器两端存在可以有电势差2.电阻与电容器串联时电阻相当于导线（断路的支路无电流，电阻两端无电势差，相当于导线）3.电阻与电容器并联时，电容器两端电压与电阻两端电压相同4.计算电容器的电量可用公式Q＝CU5.求电容器的电量变化ΔQ，要注意两极板上的电性，若电性未发生变化ΔQ＝Q2-Q1，电性发生了变化则ΔQ＝Q2+Q1例8.如图所示的电路中，电源提供的电压为U=10V保持不变，已知R1=4Ω，R2=6Ω，C=30μF。求：(1)闭合开关S，求电路稳定后通过R1的电流(2)然后将开关S断开，求这以后流过R1的电荷量例9.（多选）如图所示的电路中，电源电动势为E，内电阻为r，C为电容器，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。开关闭合后，灯泡能正常发光，当滑动变阻器的滑片右移时，下列说法正确的是（）A.灯泡L将变暗B.灯泡L将变亮C.电容器C的电量将减小D.电容器C的电量将增大AD例10.如图所示，E＝10V，r＝1Ω，R1＝R3＝5Ω，R2＝4Ω，C＝100μF。当S断开时，电容器中带电粒子恰好处于静止状态。求：(1)S闭合后，带电粒子加速度的大小和方向；(2)S闭合后流过R3的总电荷量。答案：(1)10m/s2竖直向上(2)4×10-4C四.电路故障分析1.断路：电流为零，电压不为零2.短路：电压为零，电流不为零注意：不论用电器断路还是短路，电路都不能工作例11.如图所示的电路中，闭合电键，灯L1、L2正常发光，由于电路出现故障，突然发现灯L1变亮，灯L2变暗，电流表的读数变小，根据分析，发生的故障可能是（）A.R1断路B.R2断路C.R3短路D.R4短路A例12.如图所示的电路中，电源电动势为6V，当开关接通后，灯泡L1和L2都不亮，用电压表测得各部分电压是Uab=6V，

Uad=0V，

Ucd=6V，

由此可以判定()A.L1和L2

的灯丝都烧断了

B.L1的灯丝烧断C.L2的灯丝烧断D.变阻器R断路小技巧：电压表无示数，与电压表并联的电路一般无问题，问题出在与电压表串联的电路中，电压表有示数，与电压表串联的电路一般无问题，问题出在与电压表并联的电路中。C课堂训练：1.如图所示，直线I、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的图像，曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线，如果把该小灯泡先后分别与电源1和电源2单独连接，下列说法错误的是（）A．电源1和电源2的内阻之比是1：1B．电源1和电源2的电动势之比是1：1C．在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比