第八章-第2讲 电路的基本规律和应用

1 A. 3 、 1 C. 1 、
)
4 4
2 B. 1 、
3 3 3 3
2 2
1 D. 2 、
【解题探究】(1)计算电源效率的表达式为 UI U 。
EI E
a、b状态的电压Ua (2)图线上a、b两个状态对应的效率取决于________________ 和Ub ____。 【解析】选D。电源电动势为E,电源的效率为
而每只电热器额定电流为5A,则电热器的只数为
n1 I 2(只)。 I0
(2)要使发电机输出功率最大,必须使外电阻等于内电阻,由此
可得电热器总电阻为
R=r-(R1+R2)=[3-(1+1)]Ω=1Ω。
故有 n 2 R 0 40(只)。
(3)要使电热器组加热物体最快,就必须使电热器得到的电功率 最大。把R1、R2视为等效(电源)内电阻,要使电热器的总功率 最大,必须使其总电阻为 R′=R1+R2+r=(1+1+3)Ω=5Ω。 所以 n 3 R 0 8(只)。
图线的斜率 的大小
表示电源的输出功率
表示电阻消耗的功率
表示外电阻的大小,不 每一点对应的比值均 同点对应的外电阻大 等大,表示此电阻的 小不同 大小 内电阻r 电阻大小
【典例透析 3】电源的效率η 定义为外电路电阻消耗的功率与
电源的总功率之比。在测电源电动势和内电阻的实验中得到的
实验图线如图所示,图中U为路端电压,I为干路电流,a、b为图 线上的两点,相应状态下电源的效率分别为η a、η b。由图可知 η a、η b的值分别为(
P出 P总 100% U 100% E
纯电阻电路:
R 100% Rr

E I＝R＋r只适用于纯电阻电路 (2)公式 E＝U外＋U内适用于任何电路
减小 电动势 短路电流 内阻
• (3)U-I关系图：由U＝E－Ir可知，路端电
• [特别提醒] 对于U-I图象中纵坐标(U)不 从零开始的情况如图中所示，图线与横坐 标的交点坐标小于短路电流，但直线的斜 率大小仍等于电源的内阻．
内
电路的动态分析
• 【互动探究】 • 1．引起电路动态变化的常见原因有哪些 ？ • 2．分析电路动态变化的理论依据是什么 ？ • 3．你知道电路动态分析问题的一般步骤 吗？ • 【核心突破】 • 1．动态电路的特点
• 2．动态分析问题的常用方法 • (1)程序法 • 闭合电路中，由于局部电阻变化(或开关的 通断)，引起各部分电压、电流(或灯泡明 暗)发生变化，分析此类问题的基本步骤是 ：
④由欧姆定律及串、并联电路特点判断各部分电流、电压变化． ③据 U＝E－Ir 判断路端电压的变化； E ②由 I＝ 判断总电流的变化； R＋ r
• ①由局部电阻变化判断总电阻的变化；
• 【典例1】 • (2014年六安模拟)如图所示电路中，闭合 电键S，当滑动变阻器的滑动触头P从最高 端向下滑动时( ) • A．电压表V读数先变大后变小，电流表A 读数变大 [思路点拨 ] 分析电路结构 → 电路电阻变化 → • B ．电压表 V读数先变小后变大，电流表 A 读数变小 总电流变化 → 支路电流变化电流表读数 → • C ．电压表 V读数先变大后变小，电流表 A 路端电压变化 电压表读数 读数先变小后变大 • D．电压表V读数先变小后变大，电流表A
• 答案：C
闭合电路的功率和效率
• 【互动探究】 • 1．闭合电路的功率问题中，常涉及哪些 功率？ • 2．电源的输出功率越大，电源效率越高 吗？

的比值． (2)定义式：
E＝Wq ，单位为
V.
(3)大小：电动势在数值上等于在电源内部 非静电力 把 1 C 正电荷从负极移送到正极
所做的功．
2．内阻：电源内部导体的电阻．
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三、闭合电路的欧姆定律 1．闭合电路的欧姆定律 (1)内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成 正比 ，跟内、外电阻之和成反比 ． (2)公式 ①I＝R＋E r(只适用于纯电阻电路)； ②E＝ U 外＋Ir (适用于所有电路)．
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2．路端电压与外电阻的关系 一般情况 U＝IR＝R＋E r·R＝1＋ERr ，当 R 增大时，U增大 (1)当外电路断路时，I＝0，U＝ E 特殊情况 (2)当外电路短路时，I 短＝Er ，U＝0
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2.纯电阻电路中，P 出与外电阻 R 的关系 P 出＝I2R＝RE＋2Rr2＝R－R Er22＋4r. 输出功率随 R 的变化关系： (1)当 R＝r 时，电源的输出功率最大，为 Pm＝E4r2； (2)当 R＞r 时，随着 R 的增大输出功率越来越小；
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1．[电源的效率] (2019·湖北七市联考)有一个电动势为 3 V、内阻为 1 Ω 的电源．下
列由电闭阻合与电其路连欧接姆后定，律使得电阻I＝的R功＋E 率r，大电于源2效W率，η＝且I使RI该＋R电r×源的10效0%率，大电于阻5的0%功的率是

【典例·通法悟道】 【典例2】如图所示的电路中,灯泡A和灯泡B原来都是正常发光的,现在突然灯 泡A比原来变暗了些,灯泡B比原来变亮了些,则电路中出现的故障可能是
() A.R3断路 B.R2断路 C.R1短路 D.R1、R2同时短路
【解析】选B。 由电路图可知,通过灯泡A的电流等于通过灯泡B的电流与通过 R2的电流之和。灯泡A比原来变暗了些,灯泡B比原来变亮了些,说明通过灯泡B 的电流变大,而通过灯泡A的电流变小,因此通过R1的电流变小,所以选B。R3断路 或R1短路都会使两灯泡都比原来变亮;R1、R2同时短路会使灯泡A比原来变亮,灯 泡B熄灭。
2
r
。
②当R>r时,随着R的增大输出功率越来越小。
③当R<r时,随着R的增大输出功率越来越大。
④当P出<Pm时,每个输出功率对应两个可能的外电阻R1和R2,且R1R2=r2。 ⑤P出与R的关系如图所示。
【典例·通法悟道】 【典例3】(多选)某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的 发热功率Pr随电流I变化的图线画在了同一坐标系中,如图中的a、b、c所示。 则以下判断正确的是 ( ) A.在a、b、c三条图线上分别取横坐标相同的A、B、C三点,这三点的纵坐标一 定满足关系PA=PB+PC B.电源的最大输出功率Pm=9 W C.电源的电动势E=3 V,内电阻r=1 Ω D.当电流为1 A时,外电路电阻为3 Ω
【解析】选B、D。电阻R的阻值R= U 2 .0 Ω=2 Ω,故A正确;由图像可知,电源
I 1.0
电动势E=3.0 V,电源内阻为r= 3 .0 1.0 Ω=1 Ω,故B错误;由两直线的交点坐标,
2
可得电源的路端电压为2.0 V,干路电流为1.0 A,输出功率为P=UI=2×1.0 W=