复习4电路中的能量.pptVIP

* 复习 电路 ε r × M P输出 0 R外 2009年高等学校招生全国统一考试大纲（理综） 内　　容 64.电流．欧姆定律．电阻和电阻定律 65.电阻率与温度的关系 66.半导体及其应用．超导及其应用 67.电阻的串联、并联．串联电路的分压作用．并联电路的分流作用 68.电功和电功率．串联、并联电路的功率分配 69.电源的电动势和内电阻．闭合电路的欧姆定律．路端电压 70.电流、电压和电阻的测量：电流表、电压表和多用电表的使用．伏安法测电阻 要求 Ⅱ Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅱ 复习 电路 ——闭合电路中的功和能 ε r × M P输出 0 R外 一、一个闭合电路的能量应该是守恒的，但又在不同形式间转化，通过什么方式完成呢？ 在电源部分，非静电力做正功W非=qE，将其它形式的能转化成电能．而内阻上电流做功，将电能转化成内能W内=qU′（U′为内阻上的电势降） 在外电路部分，电流做功W外=qU（U为路端电压），电能转化成其它形式的能． ——闭合电路内不同形式的能量，通过做功完成 1、内、外电路中的能量转化关系 外 电 路 内 电 路 内电路：其它能 电 能 非静电力做功 外电路：电 能 其它能 静电力做功 2、电动势ε与电压U的比较 物理 意义 定义式 单位 量 度 式 电动势E 电压UAB 表示电源内部非静电力做功,将其它形式能转化为电能的能力的物理量 表示电场通过电场力做功,将电能转化为其它形式能的物理量 通路 断路 V（伏特）1V=1J/C V 例1、在闭合电路中，U内=0.5V,U外 =1.5V，在电路中移动2C的电荷时， ⑴、电源把 J的化学能转化为电能 ⑵、电源内部消耗的电能 J ⑶、外电路上电流做功 J ⑷、电源输出电能 J。 4 1 3 3 W=qU E=U内+U外 qE=qU内+qU外 电源的总功=内部消耗的功+对外输出的功 （内电路做功+外电路做功） 二、闭合电路中的功率关系 由于闭合电路中内、外电路的电流相等， 由：E=U外+U内 得：EI=U外I+U内I ⑴、电源的总功率（电源提供的功率） P总=EI ⑵、电源的输出功率（外电路得到的功率） P出=UI ⑶、电源内阻上的热功率（电源消耗的功率） P内=U内I =I2r ⑷、电源供电效率 P出 Pm O r R ⑸、电源输出功率 当外电阻等于内电阻时，电源输出功率最大 (R外=r内) ?=P出/P总＝U外/E ?＝R/(R+r) (纯电阻电路） 例2、如图所示的直流电路中，电源电动势为E，内阻为r，外电路中，电阻R1=r，滑动变阻器的全部电阻为R2=2r，滑动片从a端向b端滑动过程中，哪种说法正确？ A．电源的转化功率逐渐增大 B．电源内部的热功率逐渐增大 C．电源的输出功率逐渐减小 D．R2上得到的功率逐渐减小 电源的转化功率 =电源的总功率 =电源提供的功率 R2 R1 ε r a b p 解析：当滑片P由a向b滑动时，外电路电阻逐渐减小，因此电流逐渐增大，可知选项A、B正确；当滑片P滑到b端时，外电路电阻等于R1与内阻相同，此时电源输出功率最大．因此，C不正确；判断D选项时，可把R1看成内阻的一部分，即内阻为2r，因此当P处于a端时，外阻=内阻=2r，此时R2上的功率最大，所以选项D正确． A．电源的转化功率逐渐增大 B．电源内部的热功率逐渐增大 C．电源的输出功率逐渐减小 D．R2上得到的功率逐渐减小 R2 R1 ε r a b p 拓展、如图，已知电源内阻r=2Ω，定值电阻 R1 =0.5Ω，求： ⑴、当滑动变阻器R2多大时，电源输出功率最大 ⑵、当滑动变阻器R2多大时，R2消耗功率最大？ *⑶、当滑动变阻器R2多大时，R1消耗功率最大？ R2 R1 ε r ⑴、当R1+R2=r时， R2=1.5Ω， 电源输出功率最大 ⑵、将R1等效到电源内部，即电源内阻r’=r+R1时，R2消耗的功率最大， R2=r’=2.5Ω *⑶、P1=I2R1= ε2 (R1+R2+r)2 R1 当R2=0时，P1最大 R1r,不可能R1=r+R2 三、电功与电热的关系 例3、如图，用电器两端电压U，电流I．回答： ⑴、时间t内，电流对用电器做功； ⑵、该用电器的电功率； ⑶、若用电器电阻为R，时间t内该用电器产生的热量； ⑷、该用电器的热功率； ⑸、电功与电热是否相等？它们的大小关系如何？为什么？ U 用电器 P=W/t=UI W=UIt Q=I2Rt（焦耳定律） 若电路为纯电阻电路， 则：W=Q=I2