文档文本内容
功率问题及含容电路
电功和电功率
1．纯电阻电路
一、电功和电功率
电路中的用电器以发热为目的
电能全部转换为内能
电能全部转换为内能
W＝UIt＝Q
Q＝I2 Rt
Q
Q
W＝Q＝UIt＝I2 Rt＝
2
U t
W
Q
UIt
I Rt
t
R
2．非纯电阻电路
电能除了转换为热以外，还有其他形式的能量转换
W＝UIt
Q＝I2 Rt
W＝UIt
E(其他形式的能量)
2
U
Q
t
R
不能用
Q
R
【例1】
如图所示电路，r是电源内阻，R1、R2是外电阻，如果Pr、P1、P2
分别表示电阻
R
R 上消耗的电功率
当
R R /2时
则
分别表示电阻r、R1、R2上消耗的电功率，当r=R=R2/2时，则
Pr:P1:P2为？
【变式1】
一白炽灯泡的额定功率与额定电压分别为36 W与36 V。若把
此灯泡接到输出电压为18 V的电源两端，则灯泡消耗的电功
率（
）
等
A．等于36 W
B．小于36 W，大于9 W
C．等于9 W
D．小于9 W
1
【变式2】
汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗，如图，在打开车灯的情况
下
电动机未启动时电流表读数为10 A
电动机启动时电流表
下，电动机未启动时电流表读数为10 A，电动机启动时电流表
读数为58 A，若电源电动势为12.5 V，内阻为0.05 Ω，电流表
内阻不计
则因电动机启动
车灯的电功率降低了（
）
内阻不计，则因电动机启动，车灯的电功率降低了（
）
A．35.8 W B．43.2 W
C
48 2 W
D
76 8 W
C．48.2 W D．76.8 W
二、电源的功率
1．电源的总功率
2
2(
)
E
P
EI
I
R
r
R
r
2．电源的输出功率(外电路的功率)
2
2
U外
2
P
U I
I R
R
外
外
3．内耗功率
2
U
内
内
2
U
P
U I
I r
r
4．电源的效率
P
U
R
外
外
总
P
U
R
P
E
R
r
外
外
三、电源的输出功率
2
U
2
2
U
P
U I
I R
R
外
外
P＝I2R
E
I
R
r
2
2
2
2
2
E
E R
P
R
R
r
R
Rr
r
2
R
r
R
Rr
r
2
2
E R
E
2
2
4
4
R
r
Rr
R
r
r
R
R
(1)当R＝r时，电源有最大的输出功率：
2
E
P
(1)当R
r时，电源有最大的输出功率：
4
m
P
r
(2)从图中可看出：对应于电源的非最大输出功率P可以有两个不同的外电
(2)从图中可看出：对应于电源的非最大输出功率P可以有两个不同的外电
阻R1和R2，且当R＜r时，若R↑，则P出↑；当R＞r时，若R↑，则P出↓。
适用条件
内阻
适用条件：内阻
恒定的纯电阻电
路
２
【例2】
某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发
热功率P 随电流I变化的图线画在了同
坐标上
如右图中的
热功率Pr随电流I变化的图线画在了同一坐标上，如右图中的a、
b、c所示，根据图线可知( )
A
反映P 变化的图线是c
A、反映Pr变化的图线是c
B、电源电动势为8v
C
电源内阻为2Ω
C、电源内阻为2Ω
D、当电流为0.5A时，
外电路的电阻为6Ω
外电路的电阻为6Ω
【变式1】
如右图所示，曲线C1、C2分别是纯电阻直流电路中，内、外
电路消耗的电功率随电流变化的图线由该图可知下列说法中
电路消耗的电功率随电流变化的图线.由该图可知下列说法中
错误的是(
)
A
电源的电动势为4V
A．电源的电动势为4V
B．电源的内电阻为1Ω
C
电源输出功率最大值为8W
C．电源输出功率最大值为8W
D．电源被短路时，电源消耗的最大功率可达16W
【变式2】
如图所示的电路中，电池的电动势为E，内阻为r，电路中的
电阻R
R 和R 的阻值都相同
在电键S处于闭合状态上
若
电阻R1、R2和R3 的阻值都相同。在电键S处于闭合状态上，若
将电键S1由位置1切换到位置2，则（
）
A
电压表的示数变大
A．电压表的示数变大
B．电阻R2两端的电压变大
C
电池内阻消耗的功率变大
C．电池内阻消耗的功率变大
D．电源的总功率变小
【变式3】在如图所示的电路中,R1为定值电阻,R2为可变电阻,E为电源电动
势为电源内阻则以下说法中正确的是（
）
势,r为电源内阻.则以下说法中正确的是（
）
A.当R2=R1+r时,R2上获得最大功率
B 当R
R
时R 上获得最大功率
B.当R1=R2+r时,R1上获得最大功率
C.当R2=0时,R1上获得最大功率
当
时电源的输出功率最大
D.当R2=0时,电源的输出功率最大
３
二、含容电路
分析和计算含有电容器的直流电路问题
关键是准确地判断和求
分析和计算含有电容器的直流电路问题，关键是准确地判断和求
出电容器两端的
电压，具体方法是：
电压，具体方法是：
(1)明确电路结构，确定电容器和哪部分电路并联，该电路两端电
压就是电容器两端电压。
(2)当电容器与某一电阻串联后接入电路时，此支路中没有电流，所
以与电容器串联的电阻看成导线，电路两端的电压就是电容器
两极板间电压
两极板间电压。
(3)对于较复杂电路，需要将电容器两端的电势与基准点的电势比较
后才能确定电容器两端的电压
后才能确定电容器两端的电压。
【例3】
如图所示，已知C＝6ૄF ，R1＝5ષ，
R2＝6ષ，E＝6V ，r＝1ષ，开关S原来处
于断开状态
下列说法正确的是(
)
于断开状态，下列说法正确的是(
)
A．开关S闭合稳定后，电流表的读数为0.5A
B
开关S 闭合稳定后
电压表的读数为5V
B．开关S 闭合稳定后，电压表的读数为5V
C．开关S闭合后经过一段时间，再将开关S 迅速断开，则通过
R2 的电荷量为1.8×10-5C
2 的
荷量为
D．以上说法都不对
如图所示
E＝10V
C ＝C ＝30μF
R ＝4Ω
R ＝6Ω
【变式1】如图所示，E＝10V ，C1＝C2＝30μF ，R1＝4Ω，R2＝6Ω ，
电池内阻可忽略。若先闭合开关S，待电路稳定后，再将S断
开，则断开S后流过电阻R1的电荷量为
C。
【变式1】
开，则断开S后流过电阻R1的电荷量为________C。
如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间的距
离d 40
电源电动势E 24V内电阻
1 Ω
电阻R 15 Ω
闭
【变式2】
离d=40 cm。电源电动势E=24V,内电阻r=1 Ω，电阻R=15 Ω。闭
合开关S，待电路稳定后，将一带正电的小球从B板小孔以初速
度v =4 m/s竖直向上射入板间
若小球带电量为q=1×10-2 C 质
度v0=4 m/s竖直向上射入板间。若小球带电量为q=1×10 C,质
量为m=2×10-2 kg,不考虑空气阻力。那么，滑动变阻器接入电
路的阻值为多大时，小球恰能到达A板?此时，电源的输出功率
是多大？(取g=10 m/s2).
【变式3】
如图所示，一电荷量q=3×10-5C带正电的小球，用绝缘细线
悬于竖直放置足够大的平行金属板中的O点
电键S合上后
悬于竖直放置足够大的平行金属板中的O点。电键S合上后，
当小球静止时，细线与竖直方向的夹角α=37°。已知两板相
距d=0 1m，电源电动势E =15V，内阻r=0 5Ω，电阻R1=3Ω，
距d 0.1m，电源电动势E
15V，内阻r 0.5Ω，电阻R1 3Ω，
R2=R3= R4 =8Ω。g取10m/s2，求：
输
(1)电源的输出功率；
(2)两板间的电场强度的大小；
(3)带电小球的质量。
４
