资源简介

(共16张PPT)
1 | 电功和电功率
第一节 电路中的能量
1.电功
(1)定义:电流通过一段电路时,自由电荷在电场力的推动下做定向移动,电场力对
自由电荷所做的功,称为电功。电功的大小等于被消耗的电能。
(2)公式:W=UIt。
(3)单位:在国际单位制中,电功的单位是焦耳,符号是J。
2.电功率
(1)定义:电流做功与完成这些功所用时间之比叫作电功率。
(2)公式:P= =UI。
(3)单位:在国际单位制中,电功率的单位是瓦特,符号是W,1 kW=103 W。
2 | 焦耳定律
1.焦耳定律
(1)内容:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,与导体的电阻及通电
时间成正比。
(2)公式:Q=I2Rt。
2.热功率:一段电路因发热消耗的功率,P=I2R。
功率类别 电源的功率 电源的输出功率 电源的内耗功率
公式 P=EI P出=U外I P内=U内I
意义 电源提供电能的
功率 外电路消耗电能
的功率 内电路消耗电能
的功率
关系 P=P出+P内 3 | 闭合电路中的能量
导师点睛 求电功、电热需要注意:
(1)若是纯电阻电路,如白炽灯、电炉、电熨斗、电饭锅、电烙铁等构成的电路,
电流做功全部转化为内能,电功等于电热,即W=Q或IUt=I2Rt,在计算电热和电功
时,可采用公式W=Q=UIt=Pt=I2Rt= t中任一形式进行计算。
(2)若是非纯电阻电路,如含有电动机、电解槽、日光灯等的电路,电流做功除转
化为内能外,还转化为机械能、化学能等,此时有W>Q,或IUt>I2Rt,此种情况下,电
功只能用公式W=IUt进行计算,电热Q只能用公式Q=I2Rt计算。
(3)并不是含电动机的电路一定是非纯电阻电路,如果电动机没有转动,它消耗的
电能仍然全部转化为内能,还是属于纯电阻电路。
1.电炉、电烙铁、电热毯、电饭锅等用电器,由于电流通过时,电能全部转化为内
能,故为纯电阻用电器。 (　√　)
2.电动机、电解槽等用电器,电流通过时电能除转化为内能外,还转化为其他形式
的能,故为非纯电阻用电器。 (　√　)
3.不论纯电阻电路还是非纯电阻电路,计算焦耳热时仍可用P热=UI。 ( 　)
4.不论何种电路,计算电功时均可用W=UIt。(　√　)
5.热功率P=I2R适用于求任何用电器产生的功率。 ( 　)
知识辨析
1.纯电阻电路与非纯电阻电路的主要区别
1 对纯电阻电路和非纯电阻电路的理解
电路种类 纯电阻电路 非纯电阻电路
电路特点 电路中只有电阻元件 电路中有能把电能转化
为除内能外的其他形式
能的用电器
是否遵循 欧姆定律 遵循欧姆定律,I= 不遵循欧姆定律,U>IR
或I<
能量转化 电流做功,电能全部转化为内能 电流做功,电能除转化
为内能外,还要转化为
其他形式的能
元件举例 电阻、电炉丝、白炽灯等 电动机、电解槽等
电功 W=UIt= I2Rt= t W=UIt
电热 Q=UIt= I2Rt= t Q=I2Rt
电功率 P=UI= I2R= P=UI
热功率 P热=UI= I2R= P热=I2R
特别提醒 不管是纯电阻电路还是非纯电阻电路,计算电功时都可以用W=UIt,计
算电功率时都可以用P=UI,计算电热时都可以用Q=I2Rt,计算热功率时都可以用
P热=I2R。若用变形式时,就要考虑是否是纯电阻电路。
2.两种电路中的电功和电热的关系
(1)纯电阻电路中,电功等于电热,即W=Q;非纯电阻电路中,电功大于电热,
即W>Q。
(2)纯电阻电路中,电功率等于热功率,即P电=P热=UI=I2R= ;非纯电阻电路中,电功
率大于热功率,P电>P热,即UI>I2R。
1.电动机模型
如图,电动机由线圈电阻和其他元件组成。电动机正常工作时,部分电压加在线
圈电阻上,大部分电压加在其他元件上用来将电能转化为机械能,此时电路为非
纯电阻电路;电动机通电但电动机不工作时,电压全部加在线圈电阻上,此时电路
为纯电阻电路。
2 含电动机电路的分析方法
2.电动机的功率和效率
电动机的总功率(输入功率):P总=UI。
电动机的热功率:P热=I2r。
电动机的输出功率(机械功率):P出=UI-I2r。
电动机的效率:
η= ×100%= ×100%= ×100%。
典例　如图所示电路,电源内阻为r=1 Ω,定值电阻R=5 Ω,闭合S1、断开S2【1】,电流
表的示数是1.00 A;闭合S1和S2【2】,电流表的示数是2.00 A,此时电动机竖直向上匀
速吊起质量为m=0.6 kg的重物【3】。已知电动机线圈电阻为R0=0.5 Ω,电流表、电
压表均为理想电表,不计一切阻力,取g=10 m/s2,求:
(1)电源电动势E;
(2)电动机的输入功率P入;
(3)闭合S1和S2时,重物向上运动的速率。

信息提取 【1】电动机支路断开,电源与电阻R组成闭合回路,满足闭合电路的
欧姆定律。
【2】电动机与电阻R并联,是非纯电阻电路。
【3】细绳拉力大小等于重力,电动机正常工作,要满足能量守恒定律。
思路点拨　解答本题分三步走:
第一步:闭合S1、断开S2时,只有R接入电路,根据闭合电路的欧姆定律【4】求解电源
电动势。
第二步:闭合S1、S2时,R与电动机并联,根据闭合电路的欧姆定律结合电路连接情
况求出流过电动机的电流,进而求电动机的输入功率。
第三步:根据能量守恒定律【5】列式求解重物向上运动的速率。
解析　(1)电源电动势E=I1(R+r)=6.00 V(由【4】得到)
(2)闭合S1和S2,路端电压为U=E-I2r=4.00 V
流过电动机的电流为IM=I2- =1.20 A
电动机的输入功率P入=UIM=4.80 W
(3)重物向上匀速运动时电动机的输入功率等于发热功率与输出功率之和,有P入=
R0+mgv(由【5】得到)
解得v=0.68 m/s
答案　(1)6.00 V　(2)4.80 W (3)0.68 m/s
3 闭合电路的功率及效率问题
1.闭合电路的功率和效率
电源总功率 任意电路:
P总=EI=P出+P内
纯电阻电路:
P总=I2(R+r)=
电源内部 消耗的功率 P内=I2r=P总-P出
电源的 输出功率 任意电路:
P出=UI=P总-P内
纯电阻电路:
P出=UI=I2R=
电源的效率 任意电路:
η= ×100%= ×100%
纯电阻电路:
η= ×100%
2.电源的输出功率与外电阻的关系
电源的输出功率P出与外电阻R的关系图像如图:

(1)当R=r时,电源的输出功率最大,为 。
(2)当R>r时,随着R的增大,输出功率越来越小。
(3)当R第一节　电路中的能量　　　　　　　　
基础过关练
题组一　电功和电功率
1.当电阻两端加上某一稳定电压时,一定时间内通过该电阻的电荷量为0.3 C,消耗的电能为0.9 J。为在相同时间内使0.6 C的电荷量通过该电阻,在其两端需加的电压和消耗的电能分别是(　　)
A.3 V,1.8 J　　　　　　B.3 V,3.6 J
C.6 V,1.8 J　　　　　　D.6 V,3.6 J
2.白炽灯的灯丝由钨丝制成,当灯丝烧断后脱落一段,剩余灯丝刚好能搭接上使用。若灯泡功率原来为45 W,搭接起来的灯丝长度大约为原来的,则现在灯泡的功率为(　　)
A.30 W　　　　　　B.45 W
C.60 W　　　　　　D.80 W
题组二　焦耳定律
3.一个电热器电阻为R,当通过它的电流为I、通电时间为t时,产生的热量为Q。若要使它产生的热量为4Q,下列方法正确的是(　　)
A.电阻R不变,电流I变为原来的2倍,通电时间t不变
B.电阻R减半,电流I变为原来的2倍,通电时间t不变
C.电阻R不变,电流I不变,通电时间t变为原来的2倍
D.电阻R变为原来的2倍,电流I不变,通电时间t不变
4.两根完全相同的电阻丝,第一次将两电阻丝串联,第二次将两电阻丝并联,两次在电路两端加相同的电压。若两次两电阻丝产生的总热量均为Q,第一次用时t串,第二次用时t并,则t串∶t并为(　　)
A.1∶1　　　　　　B.2∶1
C.4∶1　　　　　　D.1∶4
题组三　闭合电路中的能量
5.(多选)下列用电器在正常使用时,电流做功W不等于产生的热量Q的是(　　)
A.电风扇和电吹风　　　　　　B.白炽灯和电炉
C.洗衣机和电冰箱　　　　　　D.电动机和电解槽
6.一台直流电动机的额定电压为U=20 V,电动机线圈电阻R=0.5 Ω,当它正常工作时通过的电流I=10 A,在电动机正常运转t=1 s的时间内,求:
(1)电流所做的功;
(2)线圈上产生的热量;
(3)电动机输出的机械能。
能力提升练
题组一　纯电阻电路和非纯电阻电路
1.电饭锅工作时有两个状态:一个是锅内的水烧干以前的加热状态,另一个是水烧干后的保温状态。如图所示是电饭锅电路的简化图,R1是一辅助电阻,R2是加热用的电热丝,已知R1=2R2。则(　　)
A.S断开时处于保温状态,加热功率是保温功率的9倍
B.S断开时处于保温状态,加热功率是保温功率的3倍
C.S闭合时处于保温状态,加热功率是保温功率的9倍
D.S闭合时处于保温状态,加热功率是保温功率的3倍
2.如图所示,用输出电压为1.4 V、输出电流为100 mA的充电器对内阻为2 Ω的镍-氢电池充电。下列说法不正确的是(　　)
A.电能转化为化学能的功率为0.12 W
B.充电器输出的电功率为0.14 W
C.充电时,电池消耗的热功率为0.02 W
D.充电时,在1 s的时间内有0.14 J的电能转化为化学能
题组二　含电动机电路的分析方法
3.如图所示,电源电动势E=6 V,小灯泡L标有“3 V,0.9 W”,
开关S接1,当滑动变阻器调到R=4 Ω时,小灯泡L正常发光;现将开关S接2,小灯泡L和电动机M均正常工作,则(　　)
A.电源的内阻为10 Ω
B.电动机的内阻为4 Ω
C.电动机正常工作的电压为1.8 V
D.电源的效率为70%
4.利用电动机通过如图所示的电路提升重物,已知电源电动势E=6 V,电源内阻r=1 Ω,电阻R=3 Ω,重物质量m=0.20 kg。当将重物固定时,电压表的示数为5 V。当重物不固定,且电动机最后以稳定的速度匀速提升重物时,电压表的示数为5.5 V。不计摩擦,g取10 m/s2。下列说法正确的是(　　)
A.电动机内部线圈的电阻为1 Ω
B.稳定匀速提升重物时,流过电动机的电流为1 A
C.重物匀速上升时的速度为0.75 m/s
D.匀速提升重物时电动机输出的机械功率是2 W
5.有一个直流电动机,给它接0.2 V电压,电动机不转,测得流过电动机的电流是0.5 A;若给电动机接2 V 的电压,电动机正常工作,工作电流是1.0 A。则:
(1)电动机正常工作时的输出功率为多大
(2)如果在电动机正常工作时,转子突然被卡住,电动机的发热功率是多大
答案全解全析
基础过关练
1.D　由q=It可知,相同时间内通过电阻的电荷量为原来的2倍,则电流为原来的2倍,由U=IR可知电阻两端的电压为原来的2倍;由W=qU可知原来电阻两端的电压为3 V,故现在电阻两端所加电压为6 V。由于电压变为原来的2倍,电荷量也变为原来的2倍,由W=qU可知,消耗的电能为原来的4倍,即消耗3.6 J的电能,选项D正确。
2.C　由电阻定律知,灯丝长度减为原来的,电阻变为原来的,照明电路中电压为220 V不变,则由电功率的公式P=知功率变为原来的倍,现在灯泡的功率为P'=P=60 W,选项C正确。
3.A　电阻R不变,电流I变为原来的2倍,通电时间t不变,则产生的热量为Q'=(2I)2Rt=4I2Rt=4Q,选项A正确;电阻R减半,电流I变为原来的2倍,通电时间t不变,则产生的热量为Q'=(2I)2t=2I2Rt=2Q,选项B错误;电阻R不变,电流I不变,通电时间t变为原来的2倍,则产生的热量为Q'=I2R·2t=2I2Rt=2Q,选项C错误;电阻R变为原来的2倍,电流I不变,通电时间t不变,则产生的热量为Q'=I2·2R·t=2I2Rt=2Q,选项D错误。
4.C　设一根电阻丝的电阻为R,则R串=2R,R并=,由Q=t得t串∶t并=R串∶R并=4∶1,选项A、B、D错误,C正确。
5.ACD　电风扇、电吹风、电动机、电解槽、洗衣机、电冰箱工作时将电能转化为内能和其他形式的能,白炽灯和电炉工作时将电能转化为内能,选项A、C、D正确。
6.答案　(1)200 J　(2)50 J　(3)150 J
解析　(1)电流所做的功为W=UIt=20×10×1 J=200 J。
(2)线圈上产生的热量为Q=I2Rt=102×0.5×1 J=50 J。
(3)根据能量守恒定律,电动机输出的机械能E=W-Q=200 J-50 J=150 J。
能力提升练
1.A　在纯电阻电路中,由电功率公式P=可以知道,S闭合时,R1被短路,只有电热丝R2接入电路,电饭锅功率最大,处于加热状态,加热的功率为P1=;S断开时,R1、R2串联,电路电阻最大,电热丝R2上的电压减小,电功率变小,电饭锅处于保温状态,保温功率P2==。选项B、C、D错误,A正确。
2.D　电池充电过程中电能转化为化学能和内能,根据能量守恒定律,有UI=I2r+P化学能,解得P化学能=UI-I2r=1.4×0.1 W-0.12×2 W=0.12 W,故A正确;充电器输出的电功率为P出=UI=1.4×0.1 W=0.14 W,故B正确;充电时,电池消耗的热功率为P热=I2r=0.12×2 W=0.02 W,故C正确;电能转化为化学能的功率为0.12 W,故充电时,在1 s的时间内有0.12 J的电能转化为化学能,故D错误。
易错警示
求电功、电热需要注意的几点:
(1)解答此类问题首先要关注电路中是否含有非纯电阻用电器。
(2)若电路是纯电阻电路,如白炽灯、电炉、电熨斗、电饭锅、电烙铁等构成的电路,电流做功全部转化为内能,电功等于电热,有W=Q,即IUt=I2Rt,在计算电热和电功时,可采用公式W=Q=UIt=Pt=t=I2Rt中任一形式进行计算。
(3)若电路是非纯电阻电路,如含有电动机、电解槽、日光灯等的电路,电流做功将除转化为内能外,还转化为机械能、化学能等,此时有W>Q,即IUt>I2Rt,此种情况下,电功只能用公式W=IUt进行计算,电热Q只能用公式Q=I2Rt计算。
3.D　小灯泡的额定电流为I== A=0.3 A,电阻为RL== Ω=10 Ω。当开关S接1时,由闭合电路欧姆定律可知E=I(RL+R+r),代入数据解得r=6 Ω,选项A错误;当开关S接2时灯泡正常发光,流过灯泡的电流为I=0.3 A,电源内阻分得的电压为U=Ir=0.3×6 V=1.8 V,故电动机分得的电压为U动=E-UL-U=(6-3-1.8) V=1.2 V,电动机的内阻R<= Ω=4 Ω,选项B、C错误;电源的效率η===70%,选项D正确。
4.C　当将重物固定时,电动机没有机械能输出,整个电路是纯电阻电路,根据闭合电路欧姆定律可知电源内电压为U内=E-U1=6 V-5 V=1 V,则电路中的电流为I== A=1 A,设电动机线圈电阻为rM,又I=,代入数据解得rM=2 Ω,选项A错误;当电动机匀速提升重物时,电源的内电压为U'内=E-U'=6 V-5.5 V=0.5 V,则电路中的电流为I'== A=0.5 A,所以稳定匀速提升重物时,通过电动机的电流为0.5 A,选项B错误;重物匀速上升时,电动机两端的电压为UM=U'-I'R=5.5 V-0.5×3 V=4 V,电动机的机械功率为P机=UMI'-I'2rM=4×0.5 W-0.52×2 W=1.5 W,当重物匀速上升时,电动机的牵引力等于重物的重力,即F=mg=2 N,由P机=Fv得重物匀速上升的速度为v== m/s=0.75 m/s,选项C正确,D错误。
5.答案　(1)1.6 W　(2)10 W
解析　(1)当电动机不转时,电动机的内阻为r== Ω=0.4 Ω
电动机正常工作时输出功率为P出=U2I2-r=1.6 W
(2)卡住后热功率P热== W=10 W。
专题强化练5　闭合电路中的功率、效率问题
1.(2022广东深圳月考)如图所示,电动势为E、内阻为r的电池与定值电阻R0、滑动变阻器R串联,已知R0=r,滑动变阻器的最大阻值是2r。当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动时,下列说法中正确的是(　　)
A.滑动变阻器两端的电压变大
B.电源的输出功率先变大后变小
C.滑动变阻器消耗的功率变小
D.定值电阻R0上消耗的功率先变大后变小
2.(2021甘肃天水期中)如图所示,U-I图线上,a、b、c各点分别表示该电路中一个确定的工作状态,b点时α=β,则关于a、b、c三点,下列说法中正确的是(　　)
A.在c点时,电源有最大输出功率
B.在b点时,电源的总功率最大
C.从a到b时,β角增大,电源的总功率和输出功率都将增大
D.从b到c时,β角增大,电源的总功率和输出功率都将减小
3.(2021黑龙江鹤岗一中期中)某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源的发热功率Pr随电流变化的图线画在了同一坐标系中,如图中的a、b、c所示。下列判断正确的是(　　)
A.直线a表示电源的输出功率
B.曲线b表示电源的输出功率
C.电源的最大输出功率Pm=2.25 W
D.电源的电动势E=9 V,内电阻r=1 Ω
4.(2021湖南长郡中学月考)如图甲所示,电阻R1的阻值为0.25R0,灯泡L的电阻值恒为1.5R0,R2是热敏电阻,其阻值随温度变化的关系如图乙所示。已知电流表为理想电表,电源的内阻r=R0。则下列说法中正确的是(　　)
甲
乙
A.当温度升高时,电流表的示数减小,R1两端的电压减小
B.当温度降低时,灯泡L的亮度变暗
C.在0~60 ℃范围内,当温度为0 ℃时,灯泡L和R2的总功率最大
D.在0~60 ℃范围内,当温度为60 ℃时,电源的输出功率最大
5.(2021天津月考)(多选)在如图所示的电路中,电阻箱的阻值为R2,定值电阻、电源的内阻分别为R1、r。则下列说法正确的是(　　)
A.如果R2=R1+r,则电阻箱消耗的功率最大
B.如果R2=R1+r,则定值电阻消耗的功率最大
C.当电阻箱的阻值调为零时,定值电阻消耗的功率最大
D.当电阻箱的阻值调为零时,电源的输出功率最大
6.(2022海南华中师大月考)(多选)在如图所示的电路中,滑动变阻器的滑片向b端移动时(　　)
A.电压表V的读数增大,电流表A的读数减小
B.电压表V和电流表A的读数都增大
C.电源的输出功率一定增大
D.电阻R2的功率一定增大
7.(2021山东新高考联盟联考)(多选)2020年7月31日,习近平总书记向世界宣布北斗三号全球卫星导航系统正式开通,标志着北斗“三步走”发展战略圆满完成,北斗迈进全球服务新时代。人造地球卫星用太阳能电池板供电,展开的太阳能电池板在有光照时,可以将光能转化为电能。取一片太阳能电池板作为电源,其路端电压与干路电流的关系如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.该电池板的电动势为3.0 V
B.随着外电路电阻增大,其内阻逐渐增大
C.外电路电阻为1 kΩ时,电源输出功率约为4 W
D.外电路电阻为1 kΩ时,电源效率约为66.7%
8.(2021河南天一期中联考)如图所示将电源、电阻箱、理想电压表和理想电流表组成电路,改变电阻箱的阻值,记录电阻箱的阻值R、电压表的示数U和电流表的示数I。当电阻箱阻值为2 Ω和8 Ω时,U和I乘积相等,且均为2 W。求:
(1)电源电动势E和内阻r;
(2)电阻箱阻值分别为2 Ω和8 Ω时,电源的效率之比。
答案全解全析
1.C　当滑动变阻器滑片P由a端向b端滑动时,电路中的总电阻变小,总电流变大,内阻r和定值电阻R0分得的电压变大,滑动变阻器分得的电压变小,故A错误;当外电阻等于内电阻时,电源的输出功率最大,由题意可知,R外≥r,当滑片P由a端向b端滑动时,外电路总电阻从3r减小到r,由于整个过程中,外电阻一直大于电源内阻,随着外电阻阻值的减小,电源的输出功率不断增大,故B错误;把R0与电源组成的整体看成等效电源,电源内电阻变为2r,滑动变阻器消耗的功率可看成电源的输出功率,外电阻从2r减到0的过程中,输出功率减小,故C正确;当滑片P由a端向b端滑动时,电路中总电阻变小,总电流变大,R0不变,根据P=I2R0知,定值电阻R0上消耗的功率变大,故D错误。
2.D　在b点时α=β,所以直线Ob的斜率大小与直线ac的斜率大小相等,此时电源的输出功率最大,选项A错误;电源的总功率为P=EI,因此在电路中电流最大的时候,电源的功率最大,a、b、c三点中,在a点时电流最大,所以此时的总功率最大,选项B错误;在b点时,电源的输出功率最大,在a点时电源的总功率最大,因此从a到b时,β角增大,电源的总功率减小,输出功率增大,从b到c时,β角增大,电源的总功率和输出功率都将减小,选项C错误,D正确。
3.C　闭合电路中,电源电动势E和内电阻r不变,外电阻的变化引起电路中的电流I变化,电源消耗的总功率PE=IE,E一定时,PE与I成正比,故直线a表示电源的总功率与电流的关系,且a图线的斜率大小为电源电动势,E=3 V,选项A、D错误;电源内电阻消耗的功率Pr=I2r,r一定时,Pr与I2成正比,所以曲线b表示电源内电阻消耗的功率与电流的关系,当I=3 A时,Pr=I2r=9 W,则r=1 Ω,外电阻消耗的功率PR=I2R=IE-I2r,故曲线c表示外电阻消耗的功率与电流的关系,选项B错误;图线b、c的交点也是抛物线c的顶点,该处纵坐标表示外电阻消耗功率的最大值,此时R=r,PR=Pr,PR===2.25 W,选项C正确。
4.C　当温度升高时,R2的阻值减小,总电阻减小,总电流增大,R1两端电压增大,选项A错误;当温度降低时,R2的阻值增大,总电阻增大,总电流减小,电流表的示数减小,路端电压增大,R1两端电压减小,灯泡L两端电压变大,灯泡L变亮,选项B错误;温度为20 ℃时,R2=1.5R0,此时外电路的总电阻为R0,等于电源的内阻,所以电源的输出功率最大,选项D错误;将R1看作等效电源内阻,则r'=1.25R0,而L和R2的并联电阻总小于r',故0 ℃时其并联阻值最大,灯泡L和R2的总功率最大,选项C正确。
5.AC　在讨论电阻箱的功率时,可将原电路等效为外电阻R2与电动势为E、内阻为R1+r的电源(等效电源)连成的闭合电路,当外电阻等于等效电源的内电阻时,电阻箱消耗的功率最大,即R2=R1+r时,电阻箱的功率最大,选项A正确;由P=I2R1可知,因R2=0时,电路中的电流最大,R1获得的功率最大,故选项C正确,B错误;在讨论电源的输出功率时,R1+R2为外电阻,内阻r恒定,当外电阻等于内电阻时,电源的输出功率最大,由于题目没有给出R1和r的具体数值,所以当R2=0时,电源的输出功率并不一定最大,选项D错误。
6.AD　滑动变阻器的滑片向b端移动时,R1连入电路的阻值增大,电路中总电阻增大,干路电流减小,由闭合电路欧姆定律可得U=E-Ir,路端电压增大,电压表V的读数增大,由欧姆定律可知,流过R2的电流增大,则流过R1的电流减小,电流表A的读数减小,A正确,B错误;由P=可知,电阻R2的功率一定增大,D正确;电源的输出功率随外电阻的变化如图所示,由于不知道内外电阻具体的阻值关系,故无法确定电源的输出功率是否增大,C错误。
7.AD　当电流为0时,路端电压在数值上等于电动势,由图像可知,电动势为3.0 V,选项A正确;电源的U-I图像的斜率绝对值即电源内阻大小,随着外电路电阻增大,电流减小,由图像可知,其内阻逐渐减小,选项B错误;在图像上作出电阻R=1 kΩ的U-I图像,两个图线交点的电压、电流值即电阻与电源连接后电阻两端的电压和流过电阻的电流,如图所示,交点对应的电流和电压分别为2.0 mA和2.0 V,故此时电源的输出功率为P=UI=2.0×2.0×10-3 W=4×10-3 W,电源效率约为η====66.7%,选项C错误,D正确。
8.答案　(1)6 V　4 Ω　(2)
解析　(1)当电阻箱阻值为2 Ω时,由闭合电路欧姆定律得
I1=
电源的输出功率为P1=R1
化简得P1=
当电阻箱阻值为8 Ω时,同理得电源的输出功率为
P2=
由题意可知P1=P2=2 W
联立解得r=4 Ω,E=6 V
(2)当电阻箱阻值为2 Ω时,电源的总功率为P总1=EI1=6 W
当电阻箱阻值为8 Ω时,电源的总功率为P总2=EI2=3 W
两种情况下电源的效率之比为==

展开更多......

收起↑