备考2025届高考物理一轮复习讲义第十章恒定电流第2讲闭合电路的欧姆定律考点2闭合电路的功率及效率问题

考点2闭合电路的功率及效率问题电源总功率随意电路：P总＝EI＝P出＋P内纯电阻电路：E＝I（R＋r）；P总＝I2（R＋r）＝E电源内部消耗的功率P内＝I2r＝P总－P出电源的输出功率随意电路：P出＝UI＝P总－P内纯电阻电路：P出＝I2R＝EP出与外电阻R的关系电源的效率[9]随意电路：η＝P出P总×100％＝U[10]纯电阻电路：η＝RR＋r×100推断在闭合电路中，下列说法的正误.（1）电动势的大小反映了电源把电能转化为其他形式的能的本事强弱.（✕）（2）电动势等于电源的路端电压.（✕）（3）外电阻越大，则路端电压越大.（√）（4）外电阻越大，则电源的输出功率越大.（✕）（5）电源的输出功率越大，电源的效率越高.（✕）（6）电源内部发热功率越大，输出功率越小.（✕）如图所示，电源电动势E＝3V，内电阻r＝3Ω，定值电阻R1＝1Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为10Ω.（1）闭合开关S，当R2满意什么条件时，电阻R1消耗的功率最大？请计算此种条件下R1消耗的功率.（2）闭合开关S，当R2为多少时，R2消耗的功率最大？请计算此种状况下R2消耗的功率和电源的效率.答案（1）R2＝0约0.56W（2）R2＝4Ω约0.56W62.5％解析（1）R1为定值电阻，当R2＝0时，流过R1的电流I1最大，电阻R1消耗的功率最大，I1＝ER1PR1＝I12·（2）把电源与定值电阻R1看成一个电动势为3V，内阻r'＝r＋R1的“电源”，当R2＝r'＝4Ω时，滑动变阻器消耗的功率最大，为PR2＝E电源的效率η＝R1＋R2r＋R方法点拨 等效电源把含有电源、电阻的部分电路等效为新的“电源”，其“电动势”“内阻”如下：（1）两点间断路时的电压等效为电动势E'.（2）两点间短路时的电流为等效短路电流I'短，等效内电阻r'＝E'常见电路的等效电源如下：研透高考明确方向6.[功率的分析/2024北京精华学校开学检测]如图所示的电路中，电源电动势E为12V，内阻r为2Ω，白炽灯的灯丝电阻RL为16Ω，电动机M的线圈的电阻为2Ω.开关S闭合后，白炽灯的电功率为4W.若灯丝电阻保持不变，电动机的机械损耗可忽视不计，则下列说法正确的是（D）A.通过电源的电流约为3.2AB.流过电动机M的电流为4AC.电动机M输出的机械功率为12WD.电源的总功率为24W解析依据P1＝U2RL，解得灯泡两端电压U＝8V，则通过电源的电流I＝E-Ur＝12-82A＝2A，故A错误；流过电动机M的电流为IM＝I－URL＝1.5A，故B错误；电动机M输出的机械功率为P出＝UIM－IM2RM＝7.5W，故C错误；电源的总功率为7.[功率＋效率的分析/2024四川成都七中校考]交警运用的某型号酒精测试仪如图1所示，其工作原理如图2所示，传感器的电阻值R随酒精气体浓度的增大而减小，电源的电动势为E，内阻为r，电路中的电表均可视为志向电表.当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，下列说法正确的是（B）A.电压表的示数变大，电流表的示数变小B.酒精气体浓度越大，电源的效率越低C.酒精气体浓度越大，电源的输出功率越小D.电压表示数变更量的确定值与电流表示数变更量的确定值之比变小解析当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，酒精气体浓度增大，则传感器的电阻值R减小，依据I＝ER＋R0＋r可知电路中电流增大，则电流表示数变大，依据U＝E－I（R0＋r）可知传感器两端的电压减小，则电压表示数变小，A错误.电源的效率η＝R＋R0R＋R0＋r·100％＝11+rR＋R0·100％，当酒精气体浓度增大时，传感器的电阻值R减小，依据上式可知电源的效率降低，B正确.电源的输出功率P＝（ER＋R0＋r）2（R＋R0）＝E2R＋R0＋r2R＋R0+2r，易知当R＋R0＝r时