閉合電路的歐姆定律(1)-閱讀頁
2025-06-02 04:16本頁面
【正文】 電能 ， 一部分消耗在內(nèi)阻上 ， 其余部分輸出給外電路 ， 并在外電路上轉(zhuǎn)化為其他形式的能 ． 能量守恒的表達式為： EIt＝ UIt＋ I2rt(普遍適用 )， EIt＝ I2Rt＋ I2rt(只適用于外電路為純電阻的電路 )． 6 ．電源的效率： η ＝P 外P＝UIEI＝UE ??????η ＝RR ＋ r，只適用于外電路為純電阻的電路 . 由上式可知，外電阻 R 越大，電源的效率越高． 如右圖所示 ， R為電阻箱 ， ○ V 為理想電壓表 ， 當(dāng)電阻箱讀數(shù)為 R1＝ 2 Ω時 ， 電壓表讀數(shù)為 U1＝ 4 V；當(dāng)電阻箱讀數(shù)為R2＝ 5 Ω時 ， 電壓表讀數(shù)為 U2＝ 5 V． 求： (1)電源的電動勢 E和內(nèi)阻 r； (2)當(dāng)電阻箱 R讀數(shù)為多少時 ， 電源的輸出功率最大 ？ 最大值 Pm為多少 ？ 解析： ( 1 ) 由閉合電路歐姆定律，得： E ＝ U1＋U1R1r ， ① E ＝ U2＋U2R2r . ② 聯(lián)立 ①② 并代入數(shù)據(jù)解得： E ＝ 6 V ， r ＝ 1 Ω. (2 ) 由電功率表達式： P ＝E2? R ＋ r ?2 R ， ③ 將 ③ 式變形為： P ＝E2? R － r ?2R＋ 4 r. ④ 由 ④ 式知， R ＝ r ＝ 1 Ω 時 P 有最大值： Pm＝E24 r＝ 9 W . 答案： (1)E＝ 6 V， r＝ 1 Ω (2)1 Ω， 9 W 變式遷移 3． 一電源與電阻 R組成串聯(lián)電路 ， 電源的路端電壓 U隨電流的變化圖線及外電阻的 U－ I圖線分別如右圖所示 ， 求： (1)電源的電動勢和內(nèi)阻； (2)電源的路端電壓； (3)電源的輸出功率 ． 解析： (1)由題圖所示 U－ I圖線知：電源電動勢 E ＝ 4 V ，短路電流 I 短 ＝ 4 A ．故內(nèi)阻 r ＝ EI短＝ 1 Ω (2)由圖象知：電源與電阻串聯(lián)電流 I＝ 1 A， 此時對應(yīng)路端電壓 U＝ 3 V (3)由圖象知 R＝ 3 P出＝ I2R＝ 3 W. 答案： (1)4 V,1 Ω (2)3 V (3)3 W 知能演練 基礎(chǔ)鞏固 1 ．若 E 表示電動勢， U 表示外電壓， U ′ 表示內(nèi)電壓， R 表示外電路的總電阻， r 表示內(nèi)電阻， I 表示電流，則下列各式中正確的是( ) A ． U ′ ＝ IR B ． U ′ ＝ E － U C ． U ＝ E ＋ Ir D ． U ＝RR ＋ r183
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