高中物理第二章第讲闭合电路的欧姆定律和焦耳定律课件教科选修
人教版高中物理选修31:第二章 2.5焦耳定律 课件

1、电流通过导体时,导体要发热,在此过程中产生的 热量如何计算?电流产生的热量用焦耳定律来计算
2、焦耳定律的内容是什么?怎样表示?
内容:电流通过导体产生的热量,跟电流强度的平 方、导体电阻和通电时间成正比。 用公式表示为:Q=I2Rt
焦耳定律适用于纯电阻电路,也适用于非纯电阻电路.
◆由部分电路欧姆定律可知: Q I 2Rt UIt U 2 t R
q
q
q
多少功?
电场力做的功:W=qU
◆在上面所述的导体中是否存在电流?电流强度是
多少? 存在,电流强度为:I=q/t
◆若用电流和电压来表示电流所做的功可表示成什么?
电场力做的功:W=qU=UIt 这就是电路中电场力做功即电功的表达式.
评
1.电功:在一段电路中电场力所做的功,也就是通常 所说的电流所做的功,简称为电功.
例2.把一根长为L的电炉丝接到220V的电路中用它来烧 沸一壶水,需时间t秒钟,若将此电炉丝均匀的拉长, 使半径减小为原来的一半,而后再剪掉长为L的一段, 再将余下的电炉丝接到同样的电路中,仍用 它烧沸一 壶同样的水,则需时间 12t 秒.
解析:由电阻定律可知,此电阻丝阻值变为原来的12 倍,在电压不变的情况下,功率变为原来的1/12,烧 沸同一壶水,需要电功相同,则时间变为原来的12倍, 故,答案为12t.
W=Q =UIt=I2Rt=U2/Rt P电=P热=UI=I2R=U2/R
(1)纯电阻电路——只含有纯电阻的电路,如电炉、 白炽灯等,像演示中电动机不转时的电路.
W电
Q热
电流做的功全部转化为内能W电= Q内 即 P电= P热
下一页
非纯电阻电路中,电能不但有一部分转化为内能还有 一部分转化为其他形式的能量。所以电功不等于电热。
高二物理 选修3-1 第二、三章恒定电流和磁场

高二物理3-1恒定电流知识回顾以及磁场知识学习第2章恒定电流1.电流强度:I=q/t2.欧姆定律:I=U/R ,适用于金属导电和电解液导电3.电阻、电阻定律:R=ρL/S4.闭合电路欧姆定律:I=E/(r+R)或E=Ir+IR,也可以是E=U内+U外5.电功与电功率:W=UIt,P=UI6.焦耳定律:Q=I2Rt7. 纯电阻电路中:由于I=U/R,W=Q,因此W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R非纯电阻电路中:W≥Q8.电源总动率、电源输出功率、电源效率:P总=IE,P输出=IU,η=P输出/P总9.电路的串、并和混联特点10.了解电表改装的原理(电流变改装为电流表、电流变改装为电压表)11.伏安法测电阻①电流表内接法:电压表示数:U=U R+U ARx的测量值=U/I=(U R+U A )/I R=Rx+R A>Rx真选用电路条件Rx>>R A [或Rx>(R A R V)1/2]②电流表外接法:电流表示数:I=I R+I VRx的测量值=U/I=U R/(I R+I V)=R V Rx/(R V+Rx)<Rx真选用电路条件Rx<<R V [或Rx<(R A R V)1/2]12.滑动变阻器在电路中的限流接法与分压接法限流接法,电压调节范围小,电路简单,功耗小,便于调节电压,选择条件Rp>Rx分压接法,电压调节范围大,电路复杂,功耗较大,便于调节电压,选择条件Rp<Rx 注意:1)单位换算:1A=103mA=106μA;1kV=103V=106mA;1MΩ=103kΩ=106Ω2)各种材料的电阻率都随温度的变化而变化,金属电阻率随温度升高而增大;3)串联总电阻大于任何一个分电阻,并联总电阻小于任何一个分电阻;4)当电源有内阻时,外电路电阻增大时,总电流减小,路端电压增大;5)当外电路电阻等于电源电阻时,电源输出功率最大,此时的输出功率为E2/(4r);上节回顾1、根据欧姆定律 I=U/R ,下列哪种说法是正确的( ) A .通过导体的电流越大,这段导体的电阻就越小 B .导体两端的电压越大,这段导体的电阻就越大 C .导体的电阻与电压成正比,与电流成反比 D .导体两端的电压越大,这段导体中电流就越大2、两电阻R1、R2的电流I 和电压U 的关系如图1所示, 可知两电阻R1∶R2等于 A.1∶3 B.3∶1 C.1∶3D.3∶13、一个标有“220V 60W “的白炽灯泡,加上的电压由零逐渐增大到220V ,在此过程中,电压(U )和电流(I )的关系可用图线表示, 题中给出的四个图线中,符合实际的是( )4、在电阻两端加50 V 的电压,该电阻10秒内有20C 的电量通过横截面,则该电阻的阻值为 Ω5、一段导体两端电压是4 V,在2 min 内通过导体某一横截面积的电量是15 C ,那么这段导体的电阻应是 Ω.6、将A 、B 两个白炽灯接入电路,关于这两只灯泡的发光情况,正确的说法是( ) A 、若A 灯中的电流比B 灯大,则A 灯一定比B 灯亮 B 、若A 灯两端的电压比B 灯大,则A 灯一定比B 灯亮 C 、若电流对A 灯做的功比B 灯多,则A 灯一定比B 灯亮 D 、若A 灯消耗的电功率比B 灯大,则A 灯一定比B 灯亮7、一电流表的满偏电流Ig=1mA ,内阻为200Ω.要把它改装成一个量程为0.5A 的电流表,则应在电流表上( )UI图1R 1R 2300600 UI 0A SIUB SUC SIUD SI图2A、并联一个0.4欧姆的电阻B、并联一个200欧姆电阻C、串联一个0.4欧姆的电阻D、串联一个200欧姆电阻8、一电流表的满偏电流Ig=1mA,内阻为500Ω.要把它改装成一个量程为10V的电压表,则应在电流表上()A、串联一个10K欧姆B、并联一个10K欧姆C、串联一个9.5K欧姆D、并联一个9.5K欧姆9、在下列用电器中,那些属于纯电阻用电器:()A、电扇和电吹风B、白炽灯、电烙铁和电热毯C、洗衣机和电冰箱D、电解槽10、若A灯标有“220V 60W”,B灯标有“220V 100W”,把两灯接入电路中,下列说法中正确的是()A、当通过两灯的电流相等时,A灯比B灯亮B、当通过两灯的电流相等时,B灯比A灯亮C、当加在两灯的电压相等时,A灯比B灯亮D、当加在两灯的电压相等时,B灯比A灯亮11、在某段电路中,其两端电压为U,通过的电流为I,通电时间为t,若该电路电阻为R,则关于电功和电热的关系,下列结论正确的是()A、在任何电路中,电功UIt=I2RtB、在任何电路中,电功为UIt,电热为I2RtC、在纯电阻电路中,UIt=I2RtD、在非纯电阻电路中,UIt≥I2Rt12、用伏安法测电阻有电流表外接法与电流表内接法两种方法。
物理选修3-1第二章电路复习课件(详细知识点+典型例题)

10、用电流表和电压表测二节干电池的电动势E和内电阻r, 读得的各组数据用实心圆点标于坐标图上,如图甲所示。 (1)根据各点表示的数据在图上描出U—I图线。由此求得 E=______V,r=______Ω。(均保留二位有效数字)。 (2)把图乙的实验器材连成实验开始时的线路。
乙
(3)实验测出来的结果E测 “>”)
只适用于纯电阻电路
2、变形式: E= U外+ U内= U外+Ir
路端电压
适用于一切闭合回路
三、路端电压与电流的关系: 由E= U外+ U内
得:U外= E - Ir=- rI+E
U-I图象:
E
纵截距:E 横截距:I短 斜率绝对值:r
r
0
E r
考点6:考查路端电压U与电流I的关系
7、
考点7:闭合回路的动态分析题
2、电阻率:反映材料导电性能好坏的物理量。
单位: 欧· 米( m)
金属: T
半导体:T
电阻温度计 热敏电阻
电阻率与温 某些材料当温度降低到一定温度时 度的关系 =0 R=0 超导体
合金:电阻几乎不随温度变化
锰铜合金、镍铜合金
标准电阻
考点1:求拉伸之后的电阻值
1、一条粗细均匀的电阻丝,电阻为R,圆形 横截面的直径为d。若将它拉制成直径为d/10 的均匀细丝,电阻变为( )
q
2、物理意义:反映电源非静电力做功本领的大小。
(把其他形式的能转化为电能本领的大小)
二、 闭合电路的欧姆定律
电路的组成:外电路+内电路 在外电路,沿电流方向电势降低。 在内电路,沿电流方向电势升高。
闭合回路的欧姆定律内容:闭合电路中的电流强度跟电源 的电动势成正比,跟整个电路的总电阻成反比。
高二物理选修课件第二章闭合电路的欧姆定律

非线性元件的伏安特性曲线不是一条直线,其电阻值随电压或电流的变化而变化。在闭合电路中,非线性元件的 电压和电流不满足欧姆定律,需要采用其他方法进行分析。
复杂网络中欧姆定律应用
复杂网络分析
在复杂网络中,可以通过等效变换将网络简 化为简单的电路形式,以便应用欧姆定律进 行分析。常见的等效变换方法有星形-三角 形变换、电源变换等。
04
电源
家庭用电通常使用交流电源,通 过电网供电。
控制和保护装置
如开关、保险丝等,用于控制电 路的通断和保护电路免受过载或 短路的损害。
手机充电过程解析
充电器
将手机充电器插入电源插座,充电器内部的 电路将交流电转换为适合手机电池的直流电
。
手机电池
手机内部设有充电控制芯片,用于监测电池 状态和控制充电过程,确保电池安全充电。
电源内部非静电力做功将其他形 式的能转化为电能,电路中静电 力做功将电能转化为其他形式的 能,二者相等,实现了能量的相 互转化。
能量守恒在解题中应用
01
列出能量守恒方程
在解题时,可以根据能量守恒定 律列出方程,即电源内部非静电 力做功等于电路中静电力做功。
02
求解相关物理量
03
判断能量转化方向
通过解方程可以求解出相关物理 量,如电流、电压、电阻、功率 等。
图象法
在坐标纸上以U为纵坐标,I为横坐标,标出测量数据点 ,并连成直线。通过直线的斜率和截距计算电源电动势 和内阻。
其他测量方法简介
电势差计法
利用电势差计测量电源电动势,通过测 量标准电阻上的电压降得到内阻。
VS
补偿法
在待测电源上并联一个可调电阻,调节可 调电阻使电流表读数为零,此时可调电阻 两端电压即为电源电动势,而可调电阻阻 值即为电源内阻。
高中物理 第二章第9讲 闭合电路的欧姆定律和焦耳定律课件 教科版选修31

目标定位
预习导学
课堂讲义 第十一页,共17页。 对点练习
课堂(kètáng) 讲义
闭合电路的欧姆定律和焦耳定律
三、含电容器电路的分析(fēnxī)与计算
1.在分析电路的特点时,把电容器支路看成断路,即去掉
该支路,简化后若要分析电容器所带电荷量时,可在相应的
位置补上;
2.确定电容器和哪部分电路并联,该部分电路两端电压即电 容器两端电压;
外电 阻
等效成 内阻
目标定位
预习导学
解析 (1)
当R=r+R0=2 Ω时,R消耗功率最大
Pm
E2 4R
32 42
W
9 8
W
(2) 由P I 2R0 当Imax时,Pmax
为定 值
Pm
=
E2 R0 +r
2
R0
=
32 1.5+0.52
1.5
W= 27 8
W
课堂讲第义十页,共17页。 对点练习
课堂(kètáng)讲
最大为多大?
借题发挥
在解答第二问时,有些同学又会用第一问的方法来求解,把R归 为内阻,调节R使内阻R+r=R0,这样使用是错误的. 因为R0是定值电阻,由P=I2R0知,只要电流最大,P就最大.
在研究电阻R上消耗的最大功率时,应注意区分“可变与定值”这 两种情况,两种情况中求解的思路和方法是不相同的.
U = E -U内 U U=U1+U2 U2
I2
U2 R2
U1=IR1 I2
目标(mùbiāo)
预习导学
课堂讲义 第五页,共17页。 对点练习
课堂(kètáng)
闭合电路的欧姆定律和焦耳定律
讲 例1义 如图所示电路,电源内阻
高中物理人教版选修3-1 第二章 第7节 闭合电路的欧姆定律 教案2

(1)实验探究
两端的电压。任务 2
教师:同学们看一看我们面前有哪些实验器材,可不可以用它们来设计一个手电 筒电路,更好的揭开其中的奥秘。
拔掉灯泡测量电源 两端的电压。
(学生实验)下面请同学们以 4 人为一小组,设计一个手电筒电路。任务 1 测量 小灯泡两端的电压。任务 2 拔掉灯泡测量电源两端的电压。
概 题并寻找解决问题的途径上。本节课的教学流程,旨在通过学生的亲身实践和体验,实现掌
握知识、培养能力、体验成功的最终目标。 2.通过实验探究来发现和掌握规律,“观察现象、发现问题,进行猜想、实验验证、得
出结论、讨论交流、评估归纳”教学思路是贯穿整个课堂的一条主线。本节课一开始,利用 学生对日常生活的看法与手电筒的演示实验之间的矛盾巧设“悬念”,使他们的心理经历了一 次主观意识与现实规律的强烈碰撞,迅速点燃求知欲望的火焰,自然而然地进入主动学习的
述 “角色”。通过学生实验和演示不断地开启学生思维的“大门”,他们时而全神贯注,时而心 领神会,在一系列“观察现象、发现问题,进行猜想、实验验证、得出结论、讨论交流、评 估归纳”的过程中,整节课学生不停的产生问题,不停地想办法解决问题,最后从实验中得 出结论,使科学的物理规律在脑海里扎下了深深的根。 3.本节课通过了实验探究和理论推导两种方法推出了闭合电路欧姆定律的表达式,使理 论与实验达到了完美的结合,教学中特意设计了一个鱼缸式电源来调动学生的学习积极性, 更加深刻的掌握结论,同时也提高了学生学习物理的兴趣。
自制鱼缸式电源、手电筒、电压表、电键、导线若干、干电池、投影仪、多媒体电脑
教学活动
学生活动
(一)引入新课
课前自动播放几幅优美的山水画面,同时播放音乐莫翰«我的故乡»。
教师:在上课前我们欣赏了几幅图片,山清水秀,景色非常优美,我告诉大家这 就是我的家乡,可是在我童年时代,家中就缺少一样东西,大家可告诉我是什么吗?
高中物理第二章恒定电流2.5焦耳定律课件新人教版选修31

1.电流(diànliú)做功的实质是什么?实现了什么能量的转化?
答案:实质是导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做功。电流
(diànliú)做功把电能转化为其他形式的能。
2.什么是电功率?
答案:单位时间内电流(diànliú)所做的功叫作电功率。
3.怎样计算电功率?电功和电功率的单位是什么?
5
焦耳定律(jiāo ěr dìnɡ lǜ)
第一页,共21页。
学 习 目 标
1.理解电功、电功率的概
念,并能利用公式进行有
关计算
2.弄清电功与电热、电功
率与热功率的区别和联
系
3.知道纯电阻电路和非
纯电阻电路的特点和区
别
思 维 导 图
第二页,共21页。
读一读·思一思
辨一辨·议一议
一、电功和电功率
阅读教材第53页“电功和电功率”部分,知道电功和电功率的计
关。
答案:×
第五页,共21页。
读一读·思一思
辨一辨·议一议
(3)电流(diànliú)做功的过程就是电能向其他形式的能量转化的过程。
(
)
解析:功是能量转化的量度,电流(diànliú)做多少功就有多少电能转化为
其他形式的能量。
答案:√
(4)电功率越大,表示电流(diànliú)做功越多。 (
)
解析:电功率表示电流(diànliú)做功的快慢,电功率大,表示电流(diànliú)做
(4)串联电路各个电阻消耗的电功率与它们的电阻成正比;并联电
路各个电阻消耗的电功率与它们的电阻成反比。
(5)无论是串联还是并联电路上消耗的总功率等于各个电阻上消耗的总功率
之和。
高中物理课件-人教版选修3-焦耳定律(共17张PPT)

两种电路 比较内容
纯电阻电路
非纯电阻电路
除电阻外还包括能把
元件特点 电路中只有电阻元件 电能转化为其他形式
能的用电器
欧姆定律
服从欧姆定律 I=UR
不服从欧姆定律:
U>IR
或
U I<R
电流做功全部转化为电 电流做功除转化为内
能量转化 热即电能全部转化为导 能外还要转化为其他
体的内能
形式的能
元件举例 电阻、电炉丝、白炽灯等 电动机、电解槽等
1、5A 2、550W 3、15W 4、535W 5、54000J
M R
V
U
小
结 电功和电功率、电热和热功率
1.电功: W=IUt
2.电功率:
P
W t
=IU
3.电热: Q=I2Rt
4.热功率:
P=
Q t
=I2R
对纯电阻电路: 电功=电热
电功率=热功率 对非纯电阻电路:
电功>电热 电功率>热功率
p U 2 (纯电阻) R
3、热功率 (1)定义:单位时间内的发热量.
(2)公式: P=Q /t=I2R
纯电阻电路
纯电阻电路:只含有电阻的电路、如电炉、电烙 铁等电热器件组成的电路,白炽灯及转子被卡住 的电动机也是纯电阻器件. 电能全部转化为热能,电功等于电热
W UIt U 2 t I 2Rt Q R
满足欧姆定律
非纯电阻电路
纯电阻电路与非纯电阻电路
电功 电热 电功率 热功率
纯电阻电路 W=IUt=I2Rt=UR2t Q=IUt=I2Rt=UR2t
P=IU=I2R=UR2 P=IU=I2R=UR2
非纯电阻电路 W=IUt Q=I2Rt P=IU P=I2R
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课堂讲义
闭合电路的欧姆定律和焦耳定律
三、含电容器电路的分析与计算 1.在分析电路的特点时,把电容器支路看成断路,即去掉
该支路,简化后若要分析电容器所带电荷量时,可在相应的
位置补上; 2.确定电容器和哪部分电路并联,该部分电路两端电压即电 容器两端电压; 3.当电容器和某一电阻串联后接在某一电路两端时, 由于电容器所在支路无电流通过,在此支路的电阻两端 电压为零; 此电路两端电压即电容器两端电压,而与电容器串联的电 阻可看成导线.
I 2R R 1 2 I (R r) R r 1 r R
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.
目标定位
预习导学
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对点练习
课堂讲义
闭合电路的欧姆定律和焦耳定律
例2 如图所示,电路中E=3 V,r=0.5 Ω,R0=1.5 Ω,变阻 器的最大阻值R=10 Ω. (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 2 U 2 大为多大? P I R or P R 均变化 (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? 外电
目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习
课堂讲义
闭合电路的欧姆定律和焦耳定律
针对训练 变亮 变暗 如图所示电路中,三只灯泡 原来都正常发光,当滑动变阻 器的滑动触头P向右移动时, 下面判断正确的是AD ( ) U1 U2 UR0 Ur A.L1和L3变暗,L2变亮 B.L1变暗,L2变亮,L3亮度 变暗 接入电路的R增大 不变 E I U=IR Rr C.L1中电流变化值大于L3中 R UL1 总 I总 电流变化值 U L2 E I ( R0 RL1 r) U I L2 L2 D.L1上电压变化值小于L2上 的电压变化值 I I
I1 I 2 I 3
对点练习
1
3
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课堂讲义
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闭合电路的欧姆定律和焦耳定律
二、闭合电路的功率和效率
1.电源的总功率:P总=EI; 电源内耗功率: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:
2 E E 2 2 P I R [ ] R 出 ( R r )2 ( R r) 4r R
对点练习
预习导学
闭合电路的欧姆定律和焦耳定律
1. 内电阻
外电路
2. (1)正比
反比(2)内
外
3. 电能
目标定位
预习导学
课堂讲义
对点练习
课堂讲义
一、闭合电路的动态分析
闭合电路的欧姆定律和焦耳定律
1.解决闭合电路动态变化问题,应按照局部→整体→局部的
程序进行分析 2.基本思路:电路结构的变化 →R的变化 →R总的变化
在解答第二问时,有些同学又会用第一问的方法来求解,把 R 归为内阻,调节R使内阻R+r=R0,这样使用是错误的.
因为R0是定值电阻,由P=I2R0知,只要电流最大,P就最大. 在研究电阻 R上消耗的最大功率时,应注意区分“可变与定值” 这两种情况,两种情况中求解的思路和方法是不相同的.
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目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习
课堂讲义
闭合电路的欧姆定律和焦耳定律
例2 如图所示,电路中E=3 V,r=0.5 Ω,R0=1.5 Ω,变阻 器的最大阻值R=10 Ω. (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 2 U 2 大为多大? P I R or P R 均变化 (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? 借题发挥
课堂讲义
闭合电路的欧姆定律和焦耳定律
例1 如图所示电路,电源内阻 不可忽略.开关S闭合后,在 变阻器R0的滑动端向下滑动的 过程中A ( ) A.电压表与电流表的示数都 减小 E U内=Ir I= B.电压表与电流表的示数都 U内 Rr I R总 总 增大 U = E -U内 U=U1+U2 U 2 C.电压表的示数增大,电流 U U1=IR1 表的示数减小 U I2 2 D.电压表的示数减小,电流 R2 I2 表的示数增大
高中物理· 选修3-1· 教科版
第二章 直流电路
第九讲 习题课 闭合电路的欧姆定律和焦耳定律
目标定位
闭合电分析动态电路.
2 知道电路中闭合电路的功率关系,会计算闭合电
路的功率.
3 会利用闭合电路的欧姆定律进行含电容器电路的
分析与计算.
目标定位
预习导学
课堂讲义
E2 当R=r时,电源的输出功率最大,其最大输出功率为 P 4r
电源输出功率随外电阻变化曲线如图所示.
目标定位
预习导学
课堂讲义
对点练习
课堂讲义
闭合电路的欧姆定律和焦耳定律
二、闭合电路的功率和效率
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=P出/P总=IU/IE=U/E.
对于纯电阻电路,电源的效率:
目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习
课堂讲义
闭合电路的欧姆定律和焦耳定律
借题发挥 例1 如图所示电路,电源内阻 闭合电路中由于局部电阻变化 不可忽略.开关S闭合后,在 ( 或开关的通断 ) 引起各部分电 变阻器R0的滑动端向下滑动的 压、电流 ( 或灯泡明暗 ) 发生变 过程中A ( ) 化的问题的分析方法如下: A.电压表与电流表的示数都 增大 增大 R总 减小 R局 减小 减小 B.电压表与电流表的示数都 增大 减小 I总 U端 C.电压表的示数增大,电流 增大 表的示数减小 I分 增大 D.电压表的示数减小,电流 U分 减小 表的示数增大
→I总的变化 →U内的变化 →U外的变化 →固定支路 并联分流I →变化支路
串联分压U (1)对于固定不变的部分,一般按照欧姆定律直接判断; (2)对于变化的部分,一般应根据分压或分流间接判断. (3)涉及变阻器滑动引起的电路变化问题,可将变阻器的滑动 端分别滑至两个极端去讨论.
目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习
阻
等效成 内阻
解析 (1) 当R=r+R0=2 Ω时,R消耗功率最大
E2 32 9 Pm W W 4R 4 2 8
(2) 由P I 2 R 当I 时,P max max 0
E2 32 27 为定 Pm = R= 1.5 W= W 2 0 2 R0 +r 1.5+0.5 8 值