习题课：闭合电路欧姆定律的应用

[学习目标]　1.知道电路中闭合电路的功率关系，会计算闭合电路的功率.2.会利用闭合电路欧姆定律进行含电容器电路的分析与计算.3.知道短路与断路，并会在闭合电路中进行故障分析.

一、闭合电路的功率

1.电源的总功率：P总＝EI；电源内电阻消耗的功率P内＝U内I＝I2r；电源输出功率P出＝U外I.

2.对于纯电阻电路，电源的输出功率P出＝I2R＝()2R＝，当R＝r时，电源的输出功率最大，其最大输出功率为Pm＝.电源输出功率随外电阻变化曲线如图1所示.

图1

3.电源的效率：指电源的输出功率与电源的总功率之比，

即η＝＝＝.

对于纯电阻电路，电源的效率η＝＝＝，所以当R增大时，效率η提高.当R＝r(电源有最大输出功率)时，效率仅为50%，效率并不高.

例1　如图2所示，电路中E＝3V，r＝0.5Ω，R0＝1.5Ω，变阻器的最大阻值为10Ω.

图2

(1)在变阻器的阻值R为多大时，变阻器上消耗的功率最大？最大为多大？

(2)在变阻器的阻值R为多大时，定值电阻R0上消耗的功率最大？最大为多大？

答案　(1)2Ω　W　(2)0　W

解析　(1)此种情况可以把R0归入电源内电阻，这样变阻器上消耗的功率也就是电源的输出功率.

即当R＝r＋R0＝2Ω时，R消耗功率最大为：Pm＝＝W＝W.