44電路中的能量轉(zhuǎn)化與守恒課件滬科版選修3-1-文庫吧在線文庫
【正文】 實際功率 P ′ ＝????????U ′U 02P 0 ＝??????2102202 490 ≈ 446 W ，一個月 (30 天 ) 實際消耗的電能 W ＝ P ′ R1＝ (ER2＋ r)2h= 106 J ④ 意義：電流做功的過程是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程，電流做了多少功，就表明有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，即電功反映了電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的多少。R2 整理得： R1R2＝ r2. ( 3) 電源的效率 η ＝P 出P 總 100 % ＝UIEI 100 % ＝UE 100% ＝RR ＋ r 100 % ＝11 ＋rR 100% 因此當 R 增大時，效率 η 提高，當 R ＝ r ，即電源有最大輸出功率時，效率僅為50% . 【 例 3】 三只燈泡 L L2和 L3的額定電壓分別為 V、 V和 V，它們的額定電流都為 A．若將它們連接成如圖 4－ 4－ 5(a)、 (b)所示電路，且燈泡都正常發(fā)光． 圖 445 (a) (b) (1)試求圖 (a)所示電路的總電流和電阻 R2消耗的電功率； (2)分別計算兩電路電源提供的電功率，并說明哪個電路更節(jié)能． 解析 ： (1)由題意可知，在題圖 (a)所示的電路中： 電路中的總電流 I總 ＝ IL1＋ IL2＋ IL3＝ A U電路 ＝ E－ I總 r＝ V， UR2＝ U電路 － UL3＝ V， IR2＝ I總 ＝ A； 電阻 R2消耗的電功率 PR2＝ IR2UR2＝ W. (2)題圖 (a)所示電路電源提供的電功率 P總 ＝ I總 E＝ 3 W＝ W 題圖 (b)所示電路電源提供的電功率 P總 ′＝ I總 ′E′＝ 6 W＝ W 由于燈泡都正常發(fā)光，兩電路有用功率相等，而 P總 ′P總． 所以，圖 (b)所示電路比圖 (a)所示電路節(jié)能． 答案 ： (1) A W (2) W W 圖 (b) 【 題后反思 】 本題涉及到閉合回路的功率問題．首先要從概念上區(qū)分電源總功率 P＝ EI、電源輸出功率 P出 ＝ U路 I及電源內(nèi)阻熱功率 P內(nèi) ＝ I2r；其次要注意它們的聯(lián)系 EI＝ U路 I＋ I2r. 如圖 4－ 4－ 6所示， R1＝ 8 Ω，電源的電動勢 E＝ 8 V，內(nèi)阻 r＝ 2 ，問： (1)要使變阻器獲得的電功率最大， R2的值應是多大？這時 R2的功率多大？ (2)要使 R1得到最大的電功率，R2的取值多大？ R1的最大功率多大？這時電源的效率多少？ 圖 446 ( 3) 調(diào)節(jié) R 2 的阻值，能否使電源有最大的功率E 24 r輸出？為什么？ 解析 ： (1)把 R1看成是電源內(nèi)阻的一部分，這樣內(nèi)電阻就是 R1＋ ，可以求出：當 R2＝ R1＋ r＝ 8 Ω＋ 2 Ω＝ 10 Ω時， R2有最大的功率 P 2 ＝ E24 ? R 1 ＋ r ? ＝E 24 R 2 ＝8 24 10 W ＝ 1 .
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