1、恒定电流之电源的最大输出功率问题一、基础知识(一)闭合电路的欧姆定律1闭合电路:只有用导线把电源、用电器连成一个_电路,电路中才有电流用电器、导线组成_,电源内部是_在外电路中,正电荷在恒定电场的作用下由_移向_;在电源内部,非静电力把正电荷从_移到_电路中_定向移动的方向就是电流的方向在外电路中沿电流方向_降低2能量转化和守恒:在闭合电路中,非静电力做的功等于内外电路中电能转化为其他形式的能的总和3闭合电路的欧姆定律:(1)内容:闭合电路的电流跟电源的_成正比,跟内、外电路的_之和成反比 .(2)公式表示:I;EI(Rr);EU外U内(3)适用条件:两式适用于_电路,式适用于一切电路(二)路
2、端电压与负载的关系1路端电压:就是_,也可以理解为电源两极间的电压2负载:电路中,消耗电能的元件常常称为负载负载变化时,电路中的电流就会变化,路端电压也随之变化3路端电压随负载的变化:UEIr,或UEr.(1)当R增大时,U_;(2)R减小时,U_;(3)当r0时,U不随_的变化而变化,这种电源称为理想电源;(4)当R0时,这种情况叫_,I,由于电源内阻一般很小,故电路中的电流会很大,会导致烧毁电源甚至引起火灾,绝对不允许将电源正负极用导线直接连在一起;(5)当R时,这种情况叫_,此时路端电压等于_.二、典型例题例题如图所示,已知电源内阻r,电动势,滑动变阻器R调在何处时,电源输出功率最大(R
3、r)。三、举一反三1. 电源电动势为10伏,内阻为2欧,则其输出最大功率为 瓦。2. 已知某电源的电动势为8伏,其最大输出功率为16瓦,则该电源的内阻为 欧。3. 已知某电源的最大输出功率为3600瓦,电源内阻为9欧,则电源电动势为 千伏。4. 已知某电源的电动势为10伏,内阻为2欧,现有三个阻值为2欧的定值电阻,要求将该电源与三个电阻相连,并且每个电阻均不可短路或断路,请问如何连接,才可使电源输出功率最大?最大功率是多少瓦?5. 将一个电阻为10欧的定值电阻与一个(0-20欧,2安)的滑动变阻器串联,连接在一个电动势为12V,内阻为2欧的电源两端,如何移动滑动变阻器的滑片,使得(1) 定值电
4、阻消耗的功率最大,最大值是多少?(2) 滑动变阻器消耗的功率最大,最大值是多少?(3) 电源的输出功率最大,最大值是多少?6. 一电源电动势为11伏,内阻可在1至5欧任意调节,将一个10欧的定值电阻与一个(0-20欧,2安)的滑动变阻器串联,连接在该电源上,问:定值电阻的最大功率是多少?7. 电源电动势为E,内阻为r,一个最大阻值为R的滑动变阻器接在该电源上,请问电源的最大输出功率是多少?8. 电源电动势为E,内阻为r,一个最大阻值为R的滑动变阻器与一个阻值为R0的定值电阻串联后,接在该电源上,请问(1)定值电阻的最大功率是多少?(2)滑动变阻器的最大功率是多少?(3)电源的最大输出功率是多少
5、?问题答案:1. 12.5 2. 13. 0.364. 将其中两个串联再跟第三个并联,或将其中两个并联后再跟第三个串联,最大输出功率为12瓦。5. (1)0欧时最大,最大值为10瓦;(2)12欧时最大,最大值为3瓦;(3)0欧时最大,最大值为10瓦。6. 10瓦(内阻1欧,滑变0欧时取得)7. 如果Rr,则当R变=r时,功率最大,且最大功率为;如果Rr+R0,则当R变=r+R0时,滑变功率最大,最大功率为;如果RR0+R,则当R变=R时,电源输出功率最大,且最大值为;如果R0rR0+R,则当R变=r-R0时,电源输出功率最大,且最大值为;如果rR0,则当R变=0时,电源输出功率最大,且最大值为。- 5 -