2021-2022年人教版（2019）高中物理必修三电流电路重点难点易错点——电源的最大输出功率问题专练

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：①I＝；②E＝I(R＋r)；③E＝U外＋U内．(3)适用条件：①②两式适用于________电路，③式适用于一切电路．（二）路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：U＝E－Ir，或U＝E－r.(1)当R增大时，U______________；(2)R减小时，U__________；(3)当r＝0时，U不随________的变化而变化，这种电源称为理想电源；(4)当R＝0时，这种情况叫________，I＝-5- ，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ε，滑动变阻器R调在何处时，电源输出功率最大（R>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。-5- 2.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？3.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？-5- 6.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？问题答案：1.12.52.13.0.364.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）-5- 4.如果R>r，则当R变=r时，功率最大，且最大功率为；如果R<r，则当R变=R时功率最大，且最大功率为5.（1）（滑变接入阻值为0时，定值电阻功率最大）；（2）如果R>r+R0，则当R变=r+R0时，滑变功率最大，最大功率为；如果R<r+R0，则当R变=R时功率最大，且最大功率为（3）如果r>R0+R,则当R变=R时，电源输出功率最大，且最大值为；如果R0<r<R0+R，则当R变=r-R0时，电源输出功率最大，且最大值为；如果r<R0，则当R变=0时，电源输出功率最大，且最大值为。-5-