电路工作状态的分析 电池组VIP免费

第1页共14页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共14页电路工作状态的分析电池组一.教学内容：电路工作状态的分析；电池组1.闭合电路中的能量转化（1）电源的总功率（P总）单位时间由电源提供的电能：P总＝EI。（2）电源的输出功率（P出）电源向外电路输送的功率：P出＝UI。（3）电源损耗的功率（P内）电源内阻上消耗的热功率：P内＝I2r。（4）闭合电路中能的转化与守恒（6）电源的输出功率与外电阻的关系②图像如图所示。PPPWWW总内出总内出或()()5电源的效率：，对纯电阻电路：出总PPRRr①出PIRERrR22()③，显然当时，电源输出PERRrERRrRrERrRrRr22222244()()()出的功率最大：PErm24④当电源输出功率为时，外电路电阻为或，则PPPRRm()12RRr122·第2页共14页第1页共14页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共14页2.串联电池组的特点（1）电动势等于各个电池电动势之和。（2）内阻等于各个电池的内阻之和。3.电容器在电路中的作用在稳恒电流的电路中，当电路稳定时电容器的作用相当于断路，此时电容器的两极板电势差与它所跨接处的电势差相等，因此在分析电路结构时，可认为不存在电容器。当电路的结构发生变化，电容器两端的电势差也随之变化时，电容器要充电或者放电，此时电容器所在的支路有变化的电流流过，直到电路重新稳定，电容器两端的电势差再次与对应跨接点的电势差相等为止，这一过程中，通过电容器所在支路的电量，数值上等于电容器极板上电荷的变化量。【典型例题】例1.如图所示的电路中，电源电动势E＝6.0V，内电阻r＝1.0Ω，电阻R＝0.50Ω，R0的最大值为4.5Ω，求：（1）当变阻器的阻值R0＝4.5Ω时，电源释放的电功率和输出的电功率。（2）变阻器的阻值R0多大时，电源的输出功率是8W。（3）变阻器的阻值R0多大时，电源的输出功率最大，最大的输出功率是多少。（4）可变电阻R0上消耗热功率最大的条件和最大热功率。（5）电池的内电阻r和固定电阻R上消耗的最小热功率之和。分析：这是一道考查闭合电路欧姆定律及电功率计算，运用数学求功率极值问题。对于（4）、（5）两问，首先应写出其功率表达式，然后再用数学方法求极值。解：（1）当R＝4.5Ω时，回路电流IERRrA101()∴电源释放的电功率PIEW116电源输出功率PIRRW21205()第3页共14页第2页共14页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第3页共14页将数据代入得：注：也可先求出电流再求R0更方便，电源输出功率：（4）可变电阻R0消耗热功率：()()()()220020电源输出功率PIRRERRrRR8605105020(.)(.)RR解得R015.或R00PIEIrII22861即××解得或IAIA24又解得，当时，IERRrIAR00215.或当时，IAR400().30500当，即时，电源输出功率最大RRrRrRPErW249PIRERRrRERrRRR02020022020()()ERrRRrR22002()() ()()()RrRRRrRRRr20020022第4页共14页第3页共14页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第4页共14页注：这一过程也可把（R+r）等效为电路内阻r'，将R0看做外电阻，利用当内、外电析。例2.如图所示，直线OAC为某一直流电源的总功率P总随电流I变化的图线，抛物线OBC为同一直流电源内部热功率Pr，随电流I变化的图线，若A、B对应的横坐标为2A，那么线段AB表示的功率及I＝2A对应的外电阻是（）A.2W，2ΩB.4W，2ΩC.2W，1ΩD.6W，2Ω分析：这是电学的一道图象题，注意图象和函数表达式应该是一致的，对电源总功率P总＝E×I，故斜率为电动势E，对电源内部热功率P内＝I2r，函数图象为抛物线解：由C点代入可得到P总＝E×I，E＝3V当时，即时()RrRRRrR2000PERrRrERrR022224max()()()∴时，RPWR01560.max阻相等时，即时，电源输出功率最大，来分RrRrPErERr02244''()max()()()()52202PIRrERrRRrrR当时，有最小值RPrR045.PWrR9第5页共14页第4页共14页编号：时间：2021...