2025年高中物理新教材同步 必修第三册 第12章　专题强化　闭合电路的功率　两种U－I图像的对比.pdfVIP

专题强化闭合电路的功率两种U－I图像的对比

[学习目标]1.熟练掌握闭合电路的功率和相关物理量之间的关系，会计算闭合电路的功率问

题(重点)。2.能区分用电器的U－I图像与电源的U－I图像，并能根据两种图像进行相关计

算(重难点)。

一、闭合电路的功率

例1如图所示，电路中电源电动势为E，内阻为r，滑动变阻器阻值为R，闭合开关S。

(1)当满足什么条件时，电源的输出功率P最大？P最大值为多少？

出出

(2)当电源的输出功率最大时，电源的效率η也是最大吗？为什么？

E2

答案(1)R＝r(2)见解析

4r

解析(1)电源的输出功率

EE2

22

P＝IR＝()·R＝，

出R＋rR－r2＋4r

R

E2

当R＝r时，电源的输出功率最大，P＝。

m

4r

P2

出IRR

(2)不是，对于纯电阻电路，电源的效率η＝×100%＝×100%＝×100%

2

P总IR＋rR＋r

R越大，效率η越高，当R＝r时，即电源有最大的输出功率，效率仅为50%。

拓展1如图所示，电路中E＝4V，r＝2Ω，定值电阻R＝0.5Ω，滑动变阻器阻值R的调节

0

范围为0～10Ω，当滑片从最右端滑至最左端过程中。

(1)当R＝________，定值电阻R消耗的功率最大；

0

(2)当R＝________，电源的输出功率P最大，最大输出功率P为________。

出m

(3)当R＝________，滑动变阻器消耗的功率P最大，滑动变阻器消耗的最大功率P′为

Rm

________。

答案(1)0(2)1.5Ω2W(3)2.5Ω1.6W

2

解析(1)R是定值电阻，由P＝IR知，

000

当I最大时，P最大

0

E

根据闭合电路的欧姆定律知，I＝，故当R＝0时，I最大，定值电阻R消耗的功率

0

R＋R＋r

0

最大。

E