20xx粵教版高中物理選修3-1第2章第5節(jié)電功率(專業(yè)版)
【正文】 R2 整理得 ： R1R2＝ r2. 2 ． 電源的效率 (1) 定義：輸出功率跟電路消耗的總功率的比值，即 η ＝UIEI＝UE. (2) 如果外電路為純電阻電路，則 η ＝UE＝IRI ? R ＋ r ?＝RR ＋ r＝11 ＋rR，所以外電路電阻越大，電源效率越高． (3) 當(dāng)電源輸出功率最大時， R ＝ r ， η ＝ 50% . ? 【 例 2】 如圖 2－ 5－ 6所示，電源的電動勢為2 V，內(nèi)阻為 Ω， R0為 2 Ω，變阻器的阻值變化范圍是 0～ 10 ： ? 圖 2－ 5－ 6 ? (1)變阻器阻值是多大時 R0消耗的功率最大？ ? (2)變阻器阻值是多大時變阻器消耗的功率最大，其最大功率為多少？ 解析： 本題考查電源有串聯(lián)電阻時最大功率問題，可根據(jù)功率的定義式和電源輸出最大功率的條件加以分析． (1) 根據(jù)閉合電路歐姆定律，電路中的電流 I ＝ER0＋ R ＋ r，R0消耗的電功率為 P0＝ I2R0＝E2? R ＋ R0＋ r ?2 R 0 ＝8? R ＋ ?2 W . 當(dāng) R ＝ 0 時， R0消耗的功率最大． (2) 滑動變阻器 R 消耗的電功率 P ＝ I2R ＝????????ER ＋ R0＋ r2R ＝E2R? R ＋ R0＋ r ?2 ＝E2????????R －R0＋ rR2＋ 4 ? R0＋ r ?， 當(dāng) R ＝R0＋ rR，即 R ＝ R0＋ r ＝ 2 .5 Ω 時， R 消耗的功率最大，且 Pm a x＝E24 ? R0＋ r ?＝ W . 答案： (1)0 (2) Ω W ? ?題后反思 ? 求電源的輸出功率的最大值問題就是數(shù)學(xué)中求函數(shù)極 ? 值的問題，因此，寫出功率的表達(dá)式就可以根據(jù)數(shù)學(xué)知識加以解答． ? 如圖 2－ 5－ 7所示的電路中， E＝ 3 V， r＝ Ω， R0＝ Ω，變阻器的最大阻值 R＝ 10 ： ? 圖 2－ 5－ 7 ? (1)當(dāng)變阻器 R的阻值是多大時， R消耗的功率最大？ ? (2)當(dāng)變阻器 R的阻值是多大時， R0消耗的功率最大？ ? 【 答案 】 (1)2 Ω (2)0 ? ?題后反思 ? 理解電源輸出最大功率的條件，直接利用結(jié)論分析問題會大大提高解題效率． ? 【 例 3】 用以下的器材測量小電動機(jī)的輸出功率，器材：電壓表、電流表、滑動變阻器、電源、開關(guān)和導(dǎo)線． ? (1)在圖中畫出你設(shè)計的電路圖，已知電動機(jī)內(nèi)阻和電流表內(nèi)阻相同，滑動變阻器限流作用不大． ? (2)若閉合開關(guān)后，調(diào)節(jié)滑動變阻器，電動機(jī)未轉(zhuǎn)動時，電壓表的讀數(shù)為 U1，電流表的讀數(shù)為 I1；又調(diào)節(jié)滑動變阻器，電動機(jī)轉(zhuǎn)動后的電壓表讀數(shù)為 U2，電流表讀數(shù)為
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