第十二章 2.2　闭合电路的功率和效率　欧姆表的原理（课件 学案 练习）高中物理人教版（2019）必修 第三册

(课件网) 第2课时 闭合电路的功率和效率　欧姆表的原理 目 录 01. 核心要点·快突破 02. 教学效果·勤检测 03. 课时训练·提素能 核心要点·快突破 互动探究 深化认知 01 要点一　闭合电路的功率和效率 1. 纯电阻电路中电源的最大输出功率 由P出＝＝可得，电源的输出功率随外电阻的变化关系如图所示。 （1）当R＝r时，Pmax＝。 （2）当R＜r时，R↑→P出↑。 （3）当R＞r时，R↑→P出↓。 （4）一个P出（最大功率除外）对应于两个不同的外电阻R1和R2， 且r＝。 2. 纯电阻电路中电源的效率 由η＝×100％＝×100％可见，外电阻R越大，电源的效 率越高。 当R＝r（电源有最大输出功率）时，效率仅为50％。 3. 实际电路中功率最大值的求解方法 （1）流过电源的电流最大时，电源的功率、内损耗功率均最大。 对某定值电阻来说，其电流最大时功率也最大。 （2）电源的输出功率在外电阻等于内阻时最大，若不能相等，外 电阻越接近内阻时，电源的输出功率越大。 （3）对于外电路中部分不变电阻来说，可以写出其功率表达式， 利用数学知识求其极值。 【典例1】　如图所示的电路中，电源电动势E＝10 V，内阻r＝0.5 Ω，电动机的电阻R0＝1.0 Ω，电阻R1＝1.5 Ω。电动机正常工作时，电压表的示数U1＝3.0 V，求： （1）电源的总功率； 答案：20 W　 解析：电动机正常工作时，电流为 I＝＝ A＝2 A 电源的总功率为 P总＝IE＝2×10 W＝20 W。 （2）电动机消耗的电功率和将电能转化为机械能的功率； 答案：12 W　8 W　 解析：电动机两端的电压为 U＝E－Ir－U1＝（10－2×0.5－3.0）V＝6 V 电动机消耗的电功率为 P电＝IU＝2×6 W＝12 W 电动机的热功率为 P热＝I2R0＝22×1 W＝4 W 电动机将电能转化为机械能的功率 P机＝P电－P热＝（12－4）W＝8 W。 （3）电源的输出功率和效率。 答案：18 W　90％ 解析：电源的输出功率为 P出＝P总－P内＝P总－I2r＝（20－22×0.5）W＝18 W 电源的效率η＝×100％＝×100％＝90％。 1. 如图所示，一款微型机器人的内部有一个直流电动机，其额定电压 为U，额定电流为I，线圈电阻为R，将它接在电动势为E，内阻 为r的直流电源的两极间，电动机恰好能正常工作，下列说法正确 的是（　　） A. 电动机消耗的总功率为EI B. 电动机的效率为 C. 电源的输出功率为EI－I2r D. 电源的效率为1－ 解析：　电动机消耗的总功率为P＝UI，故A错误；电动机的效率 η＝＝1－，故B错误；电源的输出功率P'＝EI－I2r，故C正 确；电源的效率η'＝＝＝＝1－，故D错误。 2. 如图所示，线段A为某电源的U-I图线，线段B为某电阻的U-I图线， 当上述电源和电阻组成闭合电路时，则： （1）电源的输出功率P出为多大？ 答案：4 W　 解析：由A的图线可读出电源电动势E＝3 V，内电阻r＝ ＝ Ω＝0.5 Ω， 从图像的交点可读出路端电压U＝2 V， 电路电流I＝2 A 则电源的输出功率为P出＝UI＝4 W。 （2）电源内部损耗的电功率是多少？ 答案：2 W　 解析：电源内部损耗的电功率P内＝I2r＝2 W。 （3）电源的效率η为多大？ 答案：66.7 ％ 解析：电源的总功率为P总＝IE＝6 W， 故电源的效率为η＝×100％≈66.7％。 要点二　欧姆表的原理 1. 欧姆挡测量电阻的原理 （1）测量原理：闭合电路的欧姆定律。 （2）欧姆表由电流表改装而成：通过表头的电流I＝ ，Rx＝－（R＋Rg＋r），Rx与电流I一一对应， 如果将表盘上的电流值改为电阻值，就可以从表盘上直接读 出电阻的数值，这样就制成了一个欧姆表。 （3）欧姆表的内阻：式中R＋Rg＋r为欧姆表的内阻。 （4）欧姆调零：式中R为变阻器，也叫调零电阻。通过调节它，可 以使欧姆表指针指向“0 Ω”位置。 2. 刻度标注 刻度 标注方法 标注位置 “0 Ω” 红、 ... ...