电源的输出功率

二、电源的功率、效率及三类曲线【知识要点】一、导体的伏安特性曲线导体中的电流跟电压的关系用图线表示出来，就称为导体的伏安特性曲线。

分析时要注意以下两点：（如图1）1、注意I-U 曲线和U-I 曲线的区别。

（斜率的含义不同）2、对于线性元件伏安特性曲线是 ，对于非线性元件伏安特性曲线是 或 直线。

二、电源的功率、效率1、闭合电路中各部分的功率（1）电源的功率（电源的总功率）P 总= （2）电源的输出功率P 出= （3）电源内部消耗的功率P 内= 2、电源的效率：η= =3、若外电路为纯电阻电路（1）电源输出功率随外电阻变化的图线如图2所示。

由图可知，当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，为m P = 。

由图像还可知，当R<r 时，若R 增加，则P 出增大；当R>r 时，若R 增大，则P 出减小。

对应于电源的非最大输出功率可以有两个不同的外电阻R l 和R 2使得电源输出功率相等，且； （2）电源的效率随外电路电阻的增大而增大，当R=r 时效率为 。

三、电源的伏安特性曲线如图3所示，路端电压U 与电流I 的关系曲线，也就是U =E —Ir 式的函数图象，称为电源的伏安特性曲线。

当电路断路即I ＝0时，纵坐标的截距为电动势E ；当外电路电压为U ＝0时，横坐标的截距I 短=E/r 为短路电流；图线斜率的绝对值为电源的内阻。

四、两类曲线的综合如图4中a 为电源的U-I 图象；b 为外电路电阻的U-I 图象；两者的交点坐标表示该电阻接入电路时电路的总电流和路端电压；该点和原点之间的矩形的面积表示输出功率；a 的斜率的绝对值表示电源内阻的大小；b 的斜率的绝对值表示外电阻的大小；当两个斜率相等时，即内、外电阻相等时图中矩形面积最大，即输出功率最大，可以得出此时路端电压是电动势的一半，电流是最大电流的一半。

图3图UI EU 0 M （I 0,U 0）β α b a NI 0 I m图 4IO U O IU1 2 1 2图1212r R R【专项练习】1、实验室用的小灯泡灯丝的I-U特性曲线可用以下哪个图象来表示（）2、下图所列的4个图象中，最能正确地表示家庭常用的白炽电灯在不同电压下消耗的电功率P与电压平方U 2之间的函数关系的是以下哪个图象（）3、将阻值为R且不随温度而变化的电阻接在电压为U的电源两端，则描述其电压U、电阻R及流过电流I间的关系图象中，正确的（）4、两电阻R1，R2的伏安特性曲线如图所示，可知两电阻的大小之比R1:R2等于（）A、1:3B、3:1 C 、D 、5、如图所示，电源的电动势是6V，内阻是0.5Ω,小电动机M的线圈电阻为0.5Ω，限流电阻R0为3Ω，若电压表的示数为3V，试求：（1）电源的总功率和电源的输出功率（2）电动机消耗的功率和电动机输出的机械功率6、如图，E =6V，r =4Ω，R1=2Ω，R2的最大值为10Ω。

电路中的几种功率一个完整的电路，核心的部件有两个，一个是电源，一个是用电器。

电源用来给电路提供电能，用电器用来（对外做功）消耗电能。

我们来谈谈相关的功率。

一、电源的功率1. 电源的三大功率(1) 电源总功率E p ：电源是将别的形式的能转化为电能的装置，在电源内部非静电力做功的过程，就是别的形式的能向电能转化的过程，非静电力做多少功电源就给电路提供多少电能。

电源总功率就是反映非静力做啦快慢的物理量，或者说它是反映电源提供电能快慢的物理量，它等于电源电动势乘以干路电流，即：EI p E =(2) 电源输出功率U p ：电源提供的电能是供外电路（用电器）消耗的，电流在外电路（用电器）上做功的过程，就是电能向别的形式的能转化的过程，电流在外电路上做多少功，就会有多少电能转化为其它形式的能。

电源输出功率就是反映电流在外电路上做功快慢的物理量，或者说它是反映电源输出电能快慢的物理量，它等于电源路端电压乘以干路电流，即：UI p U =(3) 电源热功率r p ：电流在电源内部也做功，也消耗电能将其转化为热能，电源热功率就是反映电流在内电阻上做功快慢的物理量，或者说是反映电源内阻消耗电能快慢的物理量，它等于电源内电压乘以干路电流，即：I U p r 内=，又因为内电压等于干路电流乘以内电阻，即：Ir U =内，所以电源热功率也等于干路电流的平方乘以内电阻，即：r I p r 2=2. 三大功率间的关系由于能量是守恒的，所以非静力在电源内部做多少功，电流在全电路上就做多少功，或者说电源提供多少电能，全电路上就会消耗多少电能，所以，电源总功率就等于电源输出功率加上电源的发热功率：r U E p p p +=，即：I U UI EI 内+=，所以有：内U U E +=，这就是闭合电路欧姆定律。

3. 一些常见的结论我们知道电源的发热功率是无用功率，是不希望出现又无法避免的部分，所以我们把输出功率与总功率的百分比称之为电源效率η，即：E U EI UI p p E U ===η (1) 电源开路（外电阻无穷大）时，电源总功率为0，输出功率为0，发热功率也为0，此时的电源效率为100%，因为电源开路时的路端电压就等于电源电动势。

电源的输出功率和电路的最大功率有关求“电源的最大输出功率”、“电路中某部分消耗的最大功率” 或“电源的效率”等问题，在解题中容易出现一些错误，本文着重阐述电源的输出功率及其变化规律。

并举例说明如何求电路的最大功率。

电源输出功率指的是电源提供给外电路用电器的功率。

在数值上等于UI。

电源发出的功率，实质就是电源释放的功率(又称为电源的总功率)，它是电源通过非静电力将其他形式的能转化为电能的功率。

在数值上等于£I o电源的效率指的是电源的输出功率与电源总功率的比值,即号如果电源的电动势为£，内电阻为r，外电路的电阻为R,通过电路的电流強度为I，根据全电路欧姆定律I = 亠和U =凤R + r则P. = = *R = ■- R出[R+iJ (R + r)2对于给定的电源，一般它的电动势和内电阻是不变的，所以从上述表达式中不难看出：电源的输出功率P出是随着外电路的电阻R而变化的。

若用图象表示P出与R关系，从图象1P出梍R图像可进一步看出电源输出功率随外电阻变化的规律：(1) 当外电路电阻R小于电源内电阻r时，电源输出功率随着外电路电阻的增大而增大。

UI(2) 当外电路电阻R大于电源内电阻r时，电源输出功率随着外电路电阻的增大而减小。

(3) 当外电路电阻R等于电源内电阻r时，电源输出功率最大。

其最大输岀功率由％(R +町电源输出功率最大时，电源的效率并不高，此时电源的效率UI K［例一］电源的电动势c =10伏特，内电阻r=1欧姆，外电路由定值电阻R1可变电阻R2并联组成(如图2)R1=6欧姆。

求：(I)当R2调到何值时，电源输出功率最大？最大输出功率是多少？(2)要使电源输出功率为16瓦特，R2应调到何值？这时电源的效率是多少？——2——解：(1)电源输出最大功率的条件是R外=尺故有R 十％= r将r=l欧姆，R1=6欧姆代人上式.解得Ra=1.2 欧姆。

电源的最大输出功率为：/ 10a“F厂石’我厂强瓦特)⑵电源的输岀功率I' = —代入数据:岀(R +r)16 = ^X(R<l)a解得：R=4欧姆或R抇=0. 25欧姆。

ups的技术参数
UPS的技术参数主要包括以下几个方面：
1.输出功率：UPS电源的输出功率是指其能够提供的最大电力，
通常以千瓦（kW）或千伏安（kVA）为单位。

2.输入电压范围：UPS电源的输入电压范围是指其能够接受的最
大和最小电压范围，通常以伏特（V）为单位。

3.输出电压：UPS电源的输出电压是指其提供的电力的电压，通
常以伏特（V）为单位。

4.输出频率：UPS电源的输出频率是指其提供的电力的频率，通
常为50Hz或60Hz。

5.容量：指UPS可以输出的电力容量，一般以VA（伏安）或W
（瓦特）为单位。

6.输出波形：UPS的输出波形可以是正弦波、近似正弦波或方波
等不同类型，对应的价格也有所不同。

7.转换时间：指从市电停电到UPS开始供电的时间，一般越短越
好，常见的转换时间为2-8毫秒。

8.备用时间：指当市电停电时，UPS能够提供电力维持设备运行
的时间长度，取决于UPS的容量和连接的设备耗电量等因素。

9.输出插座类型：不同类型的设备需要匹配不同类型的插座，一
般有国际插座、国标插座、欧标插座等多种规格。

10.自动调节电压范围：指UPS自动调整输入电压范围，以保证输
出电压稳定在设定值。

11.防雷击保护等级：指UPS对于雷击等突发事件的防护能力，一
般越高越好。

以上是UPS的一些主要技术参数，但请注意，具体的参数可能会因不同的UPS型号和品牌而有所不同。

如果您需要更详细的信息，建议查阅相关的产品手册或联系供应商进行咨询。

电源输出功率与外电阻的关系一.电源的最大输出功率在电源负载为纯电阻时,电源的输出功率与外电阻R 的关系是：P 出=I 2R=.r 4R )r R (E Rr 4)r R (RE )r R (RE 222222+-=+-=+由此式可以看出,当外电阻等于内电阻（即R=r ）时,电源输出功率最大,最大输出功率为r 4E P 2m =. 电源的输出功率P 出与外电阻R 的关系可以用P 出—R 图象暗示,如图1所示. 由图象可知,对应于电源的非最大输出功率P 可以有不合的外电阻R 1和R 2,且R 1R 2=r 2（请同窗们本身证实）. 由图象还可以看出,当R<r 时,若R 增大,则P 出增大;当R>r 时,若R 增大,则P 出减小.留意：1. 推导此关系式时,R 是可变电阻,r 是定值电阻. 当外电阻等于内电阻,即R=r 时,电源输出功率最大,最大输出功率为r 4E P 2m =;若R 与r 不相等,则R 值越接近r 的值,P 出越大.2. 电源的输出功率与电源的效力是完整不合的物理量. 电源的效力R r11r R R )r R (I RI 22+=+=+=η,所以当R 增大时,效力η进步. 当R=r时,电源有最大输出功率,但效力仅为50％,效力其实不高.二.电源的外特征曲线如图2所示,在电源的外特征曲线上某点纵坐标和横坐标值的乘积为电源的输出功率,图中暗影矩形的面积暗示电源的输出功率,当2EU =时,电源输出功率最大. （请同窗们想一想,为什么？）例 1.如图3所示,电源的电动势E=2V,内阻r=1Ω,定值电阻R 0=2Ω,变阻器R 的阻值变更规模为0~10Ω,求：（1）变阻器R 的阻值为多大时,R 0消费的功率最大？（2）变阻器R 的阻值为多大时,R 上消费的功率最大？是若干？（3）变阻器R 的阻值为多大时,电源的输出功率最大？是若干？解析（1）R 0消费的功率020R U P =,因为R 0是定值电阻,故R 0两头的电压越大,R 0消费的功率P 0越大. 而路端电压跟着外电阻的增大而增大,所以当R=10Ω时,R 0消费的功率最大.（2）可以把电源和定值电阻R 0合起来看作一个等效电源,等效电路图如图4所示,等效电源的电动势E ′=V 34V 2122E r R R 00=⨯+=+,等效内阻r ′=Ω=Ω+⨯=+321221r R rR 00,当R=r ′时,即32R =Ω时R 上消费的功率最大,.W 32W 324)34(r 4E P 22maxR =⨯=''= （3）当外电路电阻与内电路电阻相等时,电源输出功率最大,即r R R R R P 00=+=外时,代入数值得：R=2Ω时,电源输出功率最大. 最大输出功率.W 1W 142r 4E P 22max =⨯==例2.如图5所示的电路中,当电键K 断开和闭应时,电源的输出功率完整雷同. 已知R 1=9Ω,R 2Ω,求当K 断开时R 1上消费的功率P 和K 闭应时R 1上消费的功率P 1之比.解析：K 闭应时,R 1.R 2并联,其并联电阻为=+=212112R R R R R 4Ω,因为当电键K 断开和闭应时,电源的输出功率完整雷同,据2121r R R =可得==121R R r 6Ω,所以有：当K 断开时R 1上消费的功率21)r R E (P +=·225E 9R 21=;当K 闭应时R 1上消费的功率925E 4R )R r R E (P 21212121⨯=⋅+=,所以有：.49P P 1= 3.（2005江苏物理卷）如图所示,R 为电阻箱,○V 为幻想电压表．当电阻箱读数为R 1=2Ω时,电压表读数为U 1=4V;当电阻箱读数为R 2=5Ω时,电压表读数为U 2=5V ．求：(1)电源的电动势E 和内阻r.(2)当电阻箱R 读数为若干时,电源的输出功率最大?最大值P m 为若干?解：（1）由闭合电路欧姆定律：111U E U r R =+ 222U E U r R =+ 联立上式并代入数据解得：6E V = 1r =Ω（2）由电功率表达式：22()E P R R r =+将上式变形为：22()4E P R r r R=-+ 由上式可知1R r ==Ω时P 有最大值在电路的进修中,有一类涉及到求解电路中某个用电器消费功率的最大值问题.此类问题可依据功率的盘算公式运用数学函数求极值的办法得解,但若能联合图像.数形联合将给此类问题的解决带来很大的便利.问题的提出：在图1所示的闭合回路中,已知电源电动势为E,电源内电阻为r,滑动变阻器的最大阻值为R 且R>r,问当滑动变阻器阻值取若干时电源的输出功率最大？ 剖析与解答：此题中求电源的输出功率最大值即滑动变阻器R 消费的功率最大值,依据功率的盘算公式R I P 2=和闭合电路的欧姆定律r R E I +=可得()222r R R E R r R E P +=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=.我们对上式作一变换即()()R Rrr R E r R R E P 42222+-=+=可见当R=r 时,电源的输出功率即滑动变阻器消费的功率达最大值r E Pm 42=. 如今我们对()()RRrr R E r R R E P 42222+-=+=式子加以评论辩论剖析如下：（1）当R>r 时,由数学常识可知R 增大时P 减小;R 减小时P 增大.（2）当R<r 时,可把上述表达式变更为()()R Rr R r E r R R E P 42222+-=+=,由数学常识可知当R 增大12图2时,P 增大;R 减小时,P 减小.依据上述的评论辩论成果,我们可大致的作出电源的输出功率P 和外电阻的关系图像,如图2所示.由图2可知,对统一个电源而言当外电阻取两不合阻值时,电源消费的功率倒是雷同的.当外电阻分离取R 1和R 2时,据222121R I R I =可得222121R r R E R r R E ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+,可得到21R R r =. 拓展运用1：如图3所示,已知电源电动势E,内阻r,R 0为必定值电阻,滑动变阻器最大阻值R,R>R 0+r 且R 0<r 问当R= 时,电源的输出功率最大;R= 时,滑动变阻器R 消费的功率最大;R= 时,定值电阻R 0消费的功率最大.剖析与解答：由上文评论辩论可知,电源的输出功率取最大值的前提是外电阻的阻值和电源内阻相等,是以只要令R+R 0=r 即可,所以R=r-R 0时电源的输出功率最大;欲求滑动变阻器消费的功率最大值,因滑动变阻器为可变电阻,R 0为定值电阻,可将R 0等效为电源内阻即可,即令R=R 0+r 即可;因R 0为定值电阻,只要令经由过程R 0的电流取最大值即可,所以令R=0即可让定值电阻R 0消费的功率取最大值.拓展运用2：在闭合电路中,已知外电阻R 大于内电阻r,则当外电阻增长时,下列断定中准确的是（ ）（A ）总电流必定减小 （B ）端电压必定增大（C ）电源内电路电压必定增大 （D ）电源输出功R 0R图3E rPR=rO 图4率必定减小剖析与解答：依据闭合电路的欧姆定律r R EI +=可知,当R 增长时,电路总电流减小,A 准确.据端压Ir E U -=可知,当I 减小时,因为电源内阻不变,即内电压减小,端压U 增大,所以B 准确.至于选项D 电源输出功率的变更趋向,若能联合电源输出功率P 与外电阻R 之间的函数图像来做,则很轻易得解,因为外电阻R>r,如图4所示,当外电阻R 增大时对应图像右半部分输出功率是减小的,所以选项D 很轻易断定出是准确的,本题答案ABD.4.如图所示,R 1为滑动变阻器,R 2.R 3为定值电阻,r 为电源内阻,3R r >.闭合开关S 后,在滑动触头P 由a 端滑向b 端的进程中,下列表述准确的是（ ）A.路端电压变小B.电流表的示数变大C.电源内阻消费的功率变小D.电源输出功率变大【解题思绪】在滑动触头P 由a 端滑向b 端的进程中,R 1阻值减小,回路中总电阻R 变小,干路电流I 增大,内电压U 内增大,路端电压U 变小,故A 对.经由过程R 3的电流（即干路电流I ）增大,R 3两头电压U 3增大,并联电路两头电压U //减小,经由过程R 2电流I 2减小,电流暗示数变小,故B 错.I 增大,内电阻消费功率P r 增大,故C 错.因为R 外=R 并+R 3>r ,依据电源输出功率与外电阻的图线变更纪律可知,当R 外=r 时,P 外有最大值;R 外3＜r时,P外随R外的增大而增大;R外＞r时,P外随R外的增大而减小.所以当外电阻减小时,P外变大,故D对.【答案】AD。

电源的输出功率和电路的最大功率有关求“电源的最大输出功率”、“电路中某部分消耗的最大功率”或“电源的效率”等问题，在解题中容易出现一些错误，本文着重阐述电源的输出功率及其变化规律。

并举例说明如何求电路的最大功率。

电源输出功率指的是电源提供给外电路用电器的功率。

在数值上等于UI。

电源发出的功率，实质就是电源释放的功率(又称为电源的总功率)，它是电源通过非静电力将其他形式的能转化为电能的功率。

在数值上等于εI。

如果电源的电动势为ε，电阻为r，外电路的电阻为R，通过电对于给定的电源，一般它的电动势和电阻是不变的，所以从上述表达式中不难看出：电源的输出功率P出是随着外电路的电阻R而变化的。

若用图象表示P出与R关系，从图象1P出梍R图像可进一步看出电源输出功率随外电阻变化的规律：(1)当外电路电阻R小于电源电阻r时，电源输出功率随着外电路电阻的增大而增大。

(2)当外电路电阻R大于电源电阻r时，电源输出功率随着外电路电阻的增大而减小。

(3)当外电路电阻R等于电源电阻r时，电源输出功率最大。

其最电源输出功率最大时，电源的效率并不高，此时电源的效率[例一]电源的电动势ε=10伏特，电阻r=1欧姆，外电路由定值电阻R1可变电阻R2并联组成(如图2)R1=6欧姆。

求：(l)当R2调到何值时，电源输出功率最大？最大输出功率是多少？(2)要使电源输出功率为16瓦特，R2应调到何值？这时电源的效率是多少？=R，故有解：(1)电源输出最大功率的条件是R外将r=l欧姆，R1=6欧姆代人上式.解得R2=1.2欧姆。

电源的最大输出功率为：解得：R=4欧姆或R抇=0. 25欧姆。

解得：R2=12欧姆或R2抇=0.26欧姆。

(由此可知，要使电源输出功率为16瓦特，R2应调到12欧姆，这时电源效率为80%；或者将R2调到0.26欧姆，这时电源效率为20%。

从图1还可知，当电源输出功率小于电源最大输出功率时，外电路的电阻将有两于阻值与同一个输出功率相对应，且阻值大的外电阻所组成的电路电源的效率较高.[例二]电源的电动势ε=60伏特.电阻r=2欧姆，R1=4欧姆，R2为变阻器(如图3)，要使变阻器消耗的功率最大，R2应是多大？这时R2消耗的电功率是多少？解法一：根据闭合电路欧姆定津，I=ε/(R1+R2＋r)，且U2=ε-1(r+R1)。

什么是电源的输出功率？在学习高中物理的时候往往会遇到很多关于物理问题，上课觉着什幺都懂了，可等到做题目时又无从下手。

以至于对于一些意志薄弱、学习方法不对的同学就很难再坚持下来。

过早的对物理没了兴趣，伤害了到高中的学习信心。

收集整理下面的这几个问题，是一些同学们的学习疑问，小编做一个统一的回复，有同样问题的同学，可以仔细看一下。

【问：什幺是电源的输出功率？】答：电源的总功率分为两大部分。

一部分被自己的内电阻消耗掉了，另外一部分输出到了外界，对外做功。

第二部分我们称之为输出功率，其计算式为p出=u*i，u是电路的路端电压，i为干路电流。

【问：以恒定功率p启动机车，其具体的运动模式是怎样的？】答：以恒定功率p启动，机车的加速度减小，但速度增加（借助v-t图像来理解），从加速度减小到零的这一时刻开始（此时牵引力f=阻力f），机车开始以最大速度vm=p/f；作速度大小不变的直线运动。

.【问：离心力是怎幺一回事？】答：严格来说，离心力并不是力，而是一种运动趋势的表征。

如果物体做高速圆周运动，需要外界提供强大的向心力，一旦物体所受到的外力不足以支撑所需向心力时，就有一种离心的运动趋势，我们俗称离心力。

严格来说，离心力并不是力。

【问：电容器的两极板与电源正负极相连，当电容器两极间的距离由d开始变化时，电容器两端所带的电荷量与电势差怎样变化？】答：如果电容两端与电源相连，u就一定不变，改变d会改变c、q；外部的电路是断开时，电容的q不变，u会变化。

【问：物理知识总是忘怎幺办？】答：知识容易忘，记忆不牢固，这说明你课下的复习不够及时。

高中物理知识确实比较抽象，课堂上听懂了不代表理解了，理解了不代表彻底吸收了，所以在课下同学们要多下功夫去温习，多看几遍，多动笔写一写，才能把知识彻底搞扎实。

以上什幺是。

影响电源输出功率的因素
影响电源输出功率的因素有以下几个：
1. 电源输入电压：电源输出功率与输入电压有直接关系，输入电压较低时，输出功率也会降低。

2. 电源输出电流：电源输出功率与输出电流的乘积有直接关系，输出电流较低时，输出功率也会降低。

3. 效率：电源的效率是指输入功率与输出功率之间的比值，效率越高，输出功率就越大。

4. 电源的额定功率：电源的额定功率是指电源设计能够稳定输出的功率，超过额定功率可能导致电源损坏或工作不稳定。

5. 温度：电源的工作温度对其输出功率有一定影响，温度过高可能导致功率降低。

6. 线路阻抗：电源的输出功率也会受到线路阻抗的影响，线路阻抗过大可能导致功率下降。

7. 负载：电源的输出功率会受到所连接负载的功率需求影响，负载功率越大，
电源输出功率也要越大。