微型专题6　闭合电路欧姆定律的应用

[学科素养与目标要求]　

物理观念：1.进一步熟练掌握闭合电路欧姆定律及串、并联电路的特点.2.进一步熟练掌握闭合电路中的功率和相关物理量的关系．

科学思维：1.会计算闭合电路的功率，借助于公式和图象，分析求解电源的最大输出功率.2.学会含容电路的分析方法.3.会根据电路中物理量的变化分析闭合电路的故障．

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

图1

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．

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＝×100%＝×100%＝×100%.

对于纯电阻电路，电源的效率η＝×100%＝×100%＝×100%，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.

(1)变阻器接入电路的阻值R为多大时，变阻器上消耗的功率最大？最大为多大？

(2)变阻器接入电路的阻值R为多大时，定值电阻R0上消耗的功率最大？最大为多大？