电源的功率和效率小专题(带答案)
【物理】物理电功率题20套(带答案)及解析
【物理】物理电功率题20套(带答案)及解析一、电功率选择题1．如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，电路中保持不变的是（）A. 用电器消耗的总功率B. 电压表V的示数与电流表A的示数的比值C. 电流表A的示数与电流表A1的示数的差值D. 电压表V的示数与电流表A1的示数的乘积【答案】D【解析】【解答】由电路图知道，R1与R2并联，电流表A1测R1的电流，电流表A测并联电路的总电流，电压表测电源电压，所以无论滑片如何移动，电压表的示数不变；当滑动变阻器的滑片P向右移动时，变阻器连入电路中的电阻变大，由P=U2/R知道，用电器消耗的总功率变小，A不符合题意；由图知道，电压表V的示数与电流表A的示数的比值等于电路的总电阻，由于滑动变阻器的滑片P向右移动而使总电阻变大，所以该比值变大，B 不符合题意；因为并联电路中各支路互不影响，所以当滑动变阻器的滑片P向右移动时，通过R1的电流不变，即电流表A1示数不变，但变阻器由于连入电路中的电阻变大，而使通过变阻器的电流变小，由于电流表A的示数与电流表A1的示数的差值等于通过变阻器的电流，所以，该差值会变小，C不符合题意；又因为电压表示数不变、电流表A1示数不变，所以电压表V的示数与电流表A1的示数的乘积不变，D符合题意，故答案为：D。
【分析】结合电路图判断电阻的连接方式及电表的测量对象，通过滑动变阻器的滑片P向右移动时变阻器连入电路中的电阻变化，结合欧姆定律、并联电路的规律、电功率公式进行分析即可.2．小明利用电能表测量某个家用电器的电功率，当电路中只有这个电器连续工作时，测得在1h内，消耗的电能为1.2kW•h，那么用这个电器是（）A. 液晶电视机B. 台式计算机C. 家用空调D. 电冰箱【答案】C【解析】【解答】解：用电器在t=1h内消耗的电能为W=1.2kW•h，用电器的电功率：P= = =1.2kW=1200W，液晶电视机的电功率约为100W，台式计算机的电功率约为200W，空调的电功率约为1000W，电冰箱的功率约为100W，所以电功率是1200W的用电器是空调．故选C．【分析】根据用电器在1h内消耗的电能，结合公式P= ，求出电功率，再与题目中给出的用电器的功率比较即可．3．小龙家上月初电能表示数为，电能表的部分参数及上月末的示数如图所示，表盘上“3200imp/（kW•h）”表示每消耗1kW•h的电能，指示灯闪烁3200次，下列选项正确的是（）A. 小龙家上月消耗的电能为680kW•hB. 小龙家同时使用的用电器总功率不可超过2200WC. 指示灯闪烁的次数越多，电能表所在电路接入的用电器总功率越大D. 断开其它用电器，只让阻值是100Ω的电热棒单独工作3min，指示灯闪烁64次，此时小龙家的实际电压是200V【答案】D【解析】【解答】解：A、电能表的读数时，最后一位是小数，单位kW•h，小龙家上月消耗的电能为772.3kW•h ﹣704.3kW•h=68kW•h，故A错；B、小龙家同时使用的用电器最大总功率P=UI=220V×20A=4400W，故B错；C、电能表指示灯闪烁的快慢反映了做功的快慢，而指示灯闪烁的次数多表示，电能表所在电路消耗的电能多，总功率不一定大，故C错；D、电能表上的指示灯闪烁了64次消耗的电能：W= kW•h=0.02kW•h；电热棒的电功率：P= = =0.4kW=400W．由P= 得实际电压：U= = =200V，故D正确．故选D．【分析】（1）电能表的读数方法：①月末的减去月初的示数；②最后一位是小数；③单位kW•h；求出本月消耗的电能；（2）10（20）A，10A是指电能表的标定电流，20A是指电能表平时工作允许通过的最大电流，利用P=UI求小龙家同时使用的用电器最大总功率；（3）电能表指示灯闪烁的快慢反映了做功的快慢；（4）3200imp/（kW•h）表示每消耗1kW•h的电能，指示灯闪烁3200次，从而可求闪烁64次消耗的电能；根据公式P= 求出电热棒的电功率，再利用P= 求实际电压．4．如图所示的电路，电源电压不变，灯L标有“6V3W”字样，不考虑灯丝电阻的变化。
电功率最大值、最小值问题(带答案解析)
电功率最大最小值问题一、电路总电功率最大问题1.如图所示，电源电压恒定，定值电阻R2=20Ω，滑动变阻器R0上标有“50Ω，0.5A”的字样，电流表A的量程为0～0.6A，电压表V的量程为0～15V。
当开关S打到1位置且滑片P在A端时，电压表的示数为8V；当开关S打到2位置且滑片P在中点时，滑动变阻器R0的功率为P0=4W，求：（1）电源电压U；（2）定值电阻R1的阻值；（3）当电路接通时，在确保电路元件安全的前提下，试讨论何时电路的总功率最小，最小功率是多少；何时电路的总功率最大，最大功率又是多少？2.如图甲所示，电源两端电压不变。
R1为定值电阻，R2为滑动变阻器；当滑动变阻器的滑片P滑动时测出电压值、电流值，得出滑动变阻器的功率P和电流I的关系图像如图乙所示，根据图像信息。
求：（1）滑动变阻器的最大阻值；（2）R1的阻值和电源电压；（3）求此电路的最大电功率。
3.如图甲所示的电路中，R为定值电阻，R为电阻式传感器，电源电压保持不变，当R阻值从0增大到60Ω，测得R的电功率与通过它的电流关系图象如图乙，下列说法正确的是（）A．R的阻值增大，电流表与电压表的示数都变小B．电源电压为12V C．当电流为0.6A时，1s内电路消耗的电能为21.6J D．R两端的电压变化范围为6V～18V4．如图甲所示，R1为定值电阻，滑动变阻器R2的滑片从a端滑到b端的过种中，R2消耗的电功率P与其两端电压U的关系图象如图乙所示，下列说法正确的是（）A．R1的阻值为20ΩB．R2的最大阻值为50ΩC．电源电压为5V D．该电路消耗的最大电功率为0.9W5.如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器滑片从b点滑到a点过程中，两个电压表示数随电流表示数变化的图象如图乙所示。
（1）图乙中（填“dc”或“ec“）表示电压表V2的示数随电流表示数变化的图象。
（2）该过程中电路消耗的总功率最大值为W。
6.如图所示的电路，电源电压U=4.5V且保持不变，R1=5Ω，R2标有“50Ω0.5A”字样的滑动变阻器，电流表的量程为0﹣0.6A，电压表的量程为0～3V，则：（1）在接入电路之前，滑动变阻器R2两端允许加载的最大电压是多少？（2）电路的最大总功率为多少？（3）为了保护电路，滑动变阻器接入电路的电阻值的变化范围是怎样的？7. 如图所示电路，电源电压不变，小灯泡标有“6V 3W “字样，闭合开关后，当滑片P 移至某一位置时，小灯泡恰好正常发光，此时滑动变阻器消耗的功率为P 1；当滑片P 移至某一端点时，电流表示数为0.3A ，电压表示数变化了3V ，此时滑动变阻器消耗的功率为P 2，且P 1：P 2=5：6．下列判断正确的是（ ）A ．滑动变阻器的最大阻值为10ΩB ．电路允许消耗的最大功率为4.5WC ．小灯泡正常发光时，滑片P 位于滑动变阻器中点位置D ．滑动变阻器消耗的功率由P 1变为P 2的过程中，小灯泡消耗的功率变化了0.6W二、串联电路中某用电器的电功率最大问题1.如图所示电路，电源电压保持6V 不变，R 1是定值电阻，R 2是最大阻值为50Ω的滑动变阻器。
物理电功率题20套(带答案)及解析
物理电功率题20套(带答案)及解析一、电功率选择题1．如图所示，阻值为R的电阻丝，用四种方法分别接在电压为U或2U的电源上．闭合开关后，在相同时间内虚线框里的电阻丝产生的总热量最多的是（）A. B. C. D.【答案】 D【解析】【解答】因为串联电路中电阻等于各分电阻之和，并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，所以两电阻串联时电路中的总电阻最大，两电阻并联时电路中的总电阻最小，因为Q放=W=t，所以在相同的时间内放出的热量最多的是D选项．故选D．【分析】根据电阻的串并联比较各选项中电阻的大小，根据Q放=t得出它们在相同的时间内放出热量的关系．2．如图所示的电路中，电源电压保持不变，当开关S闭合时，灯L正常发光，如果将滑动变阻器的滑片P向右滑动，下列说法正确的是（）A. 电压表示数变小，灯L变亮B. 电压表示数变小，灯L变暗C. 电压表示数变大，灯L变亮D. 电压表示数变大，灯L变暗【答案】D【解析】【解答】由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流，将滑动变阻器的滑片P向右滑动时，接入电路中的电阻变大，电路中的总电阻变大，由可知，电路中的电流变小，由可知，灯泡两端的电压变小，因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，所以，由可知，灯泡的实际功率变小，灯泡L变暗，AC不符合题意；因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，滑动变阻器R两端的电压变大，即电压表的示数变大，B不符合题意、D符合题意。
故答案为：D。
【分析】结合电路图，理清电路的连接方式及电表的测量对象，结合滑动变阻器的滑片P 向右滑动时，接入电路中的电阻变化，利用欧姆定律及电功率的计算公式分析即可.3．某型号电饭锅具有保温与加热两种功能，其简化电路如图所示，R1、R2均为电热丝．下列说法正确的是（）A. S1、S2闭合时，电饭锅处于加热状态B. S1、S2闭合时，电饭锅处于保温状态C. S1闭合、S2断开时，电饭锅处于加热状态D. S1断开、S2闭合时，电饭锅处于保温状态【答案】A【解析】【解答】解：由电路图可知，当S1、S2闭合时，R1短路，电路中只有R2；当S1闭合、S2断开时，R1， R2串联，S1断开、S2闭合时，整个电路断开，电饭锅不工作；可见，当S1、S2闭合时，电路中电阻最小，当S1闭合、S2断开时，电路中电阻较大，由P= 可知，当S1、S2闭合时，电功率最大，处于加热状态；当S1闭合、S2断开时，电功率较小，处于保温状态．故A正确、BCD错．故选A．【分析】根据P= 可知，在电源电压不变时，电路中电阻越小，电功率越大，即为加热状态，反之为保温状态．据此分析判断．4．甲、乙两只灯泡，其I﹣U关系图象如图所示．现将甲、乙两灯串联在电路中，当甲灯两端的电压为2V时，乙灯消耗的功率是（）A. 1.2WB. 0.8WC. 2WD. 3W【答案】 A【解析】【解答】解：根据图象可知，当甲灯泡两端电压为2V时，通过甲灯泡的电流为0.4A；因为串联电路处处电流相等，因此通过乙灯泡的电流也为0.4A；根据图象可知，此时乙灯泡两端电压为3V；乙灯泡消耗的功率：P=UI=3V×0.4A=1.2W．故选A．【分析】先根据图象读出甲灯两端电压为2V时通过甲的电流，然后根据串联电路电流规律并结合图象可知此时乙灯泡两端电压，再根据P=UI求出乙消耗的功率．5．2017•黄冈）下列关于电和磁的说法正确的是（）A. 金属导体中的电流方向与导体中自由电子定向移动方向相同B. 家庭电路中同时工作的用电器总功率越大，通过电能表的电流越大C. 磁场中某点的磁场方向与该点小磁针静止时南极的指向相同D. 电动机是根据电磁感应原理工作的【答案】B【解析】【解答】解：A、自由电子是负电荷，所以金属导体中的电流方向与自由电子定向移动方向相反，故A错误；B、接入电路的用电器总功率越大，由公式I= 可知通过电能表的电流就越大，故B正确；C、小磁针静止时N极所指的方向为该点磁场的方向，故C错误；A、电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，故D错误．故选B．【分析】（1）物理学中规定正电荷定向移动的方向为电流方向；（2）家庭电路电流大的原因：总功率过大；（3）我们规定小磁针N极所指的方向为该点磁场的方向；（4）带电磁铁的仪器利用的是电流的磁效应原理．6．如图是检测酒精浓度的测试仪原理图，图中电源电压恒定为8V，R1为定值电阻，酒精气体传感器R2的阻值随酒精气体浓度的增大而减小。
二、电源的功率、效率及三类曲线
二、电源的功率、效率及三类曲线【知识要点】一、导体的伏安特性曲线导体中的电流跟电压的关系用图线表示出来，就称为导体的伏安特性曲线。
分析时要注意以下两点：（如图1）1、注意I-U 曲线和U-I 曲线的区别。
（斜率的含义不同）2、对于线性元件伏安特性曲线是 ，对于非线性元件伏安特性曲线是 或 直线。
二、电源的功率、效率1、闭合电路中各部分的功率（1）电源的功率（电源的总功率）P 总= （2）电源的输出功率P 出= （3）电源内部消耗的功率P 内= 2、电源的效率：η= =3、若外电路为纯电阻电路（1）电源输出功率随外电阻变化的图线如图2所示。
由图可知，当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，为m P = 。
由图像还可知，当R<r 时，若R 增加，则P 出增大；当R>r 时，若R 增大，则P 出减小。
对应于电源的非最大输出功率可以有两个不同的外电阻R l 和R 2使得电源输出功率相等，且； （2）电源的效率随外电路电阻的增大而增大，当R=r 时效率为 。
三、电源的伏安特性曲线如图3所示，路端电压U 与电流I 的关系曲线，也就是U =E —Ir 式的函数图象，称为电源的伏安特性曲线。
当电路断路即I ＝0时，纵坐标的截距为电动势E ；当外电路电压为U ＝0时，横坐标的截距I 短=E/r 为短路电流；图线斜率的绝对值为电源的内阻。
四、两类曲线的综合如图4中a 为电源的U-I 图象；b 为外电路电阻的U-I 图象；两者的交点坐标表示该电阻接入电路时电路的总电流和路端电压；该点和原点之间的矩形的面积表示输出功率；a 的斜率的绝对值表示电源内阻的大小；b 的斜率的绝对值表示外电阻的大小；当两个斜率相等时，即内、外电阻相等时图中矩形面积最大，即输出功率最大，可以得出此时路端电压是电动势的一半，电流是最大电流的一半。
图3图UI EU 0 M （I 0,U 0）β α b a NI 0 I m图 4IO U O IU1 2 1 2图1212r R R【专项练习】1、实验室用的小灯泡灯丝的I-U特性曲线可用以下哪个图象来表示（）2、下图所列的4个图象中，最能正确地表示家庭常用的白炽电灯在不同电压下消耗的电功率P与电压平方U 2之间的函数关系的是以下哪个图象（）3、将阻值为R且不随温度而变化的电阻接在电压为U的电源两端，则描述其电压U、电阻R及流过电流I间的关系图象中，正确的（）4、两电阻R1，R2的伏安特性曲线如图所示，可知两电阻的大小之比R1:R2等于（）A、1:3B、3:1 C 、D 、5、如图所示，电源的电动势是6V，内阻是0.5Ω,小电动机M的线圈电阻为0.5Ω，限流电阻R0为3Ω，若电压表的示数为3V，试求：（1）电源的总功率和电源的输出功率（2）电动机消耗的功率和电动机输出的机械功率6、如图，E =6V，r =4Ω，R1=2Ω，R2的最大值为10Ω。
物理电功率题20套(带答案)
有的需要简单的计算，有的要进行单位的换算.
5．关于家里的用电器，下列数据最符合实际的是（ ）
A. 白炽灯的正常工作电流约为 0.1A
B. 遥控器的干电池电压约为 220V
C. 空调制冷时的功率约为 10W
D. 电扇正常工作 1h 耗电约为 1KW•h
【答案】A
【解析】【解答】解：A、白炽灯的额定功率为 40W，正常工作电流约为 I= = ≈0.18A，0.1A 相差不大，故 A 符合实际； B、遥控器的干电池电压约为 1.5V，故 B 不符合 实际； C、空调制冷时的功率约为 1000W，故 C 不符合实际； D、电扇的额定功率为 100W，正常工作 1h 耗电约为 W=Pt=0.1KW×1h=0.11KW•h，故 D 不 符合实际． 故选 A． 【分析】做这种题目，要对一些常见的物理量要有一定的估测能力，根据生活常识和必要 的计算去判断题目的对错．
为：U 总=UL+U 变=4V+0.5A× ×20Ω=9V，故 A 错误；
B.“4V 0.5W”灯泡电阻为：
；原来灯泡的电阻
；
当闭合 S 和 S2 ， 断开 S1 ， 滑片移到中点时，变阻器的阻值不变，而灯泡电阻变大，那么
它两端的电压肯定大于 4V，因此它不能正常发光，故 B 错误；
C.当闭合 S 和 S2 ， 断开 S1 ， 根据乙图可知，当灯泡的功率为 0.8W 时，灯泡的电压为
A. 电源电压为 5V B. 闭合 S 和 S2,断开 S1,滑片移到中点时,用一个“4V0．5W 的灯泡 L’替换 L,则将正常发光 C. 闭合 S 和 S2,断开 S1,当小灯泡的功率为 0．8W 时,滑动变阻器的阻值是 17．5Ω D. 闭合 S 和 S1,断开 S2,为保证电路安全,电阻 R2 的最大功率为 8．1W 【答案】 C 【解析】【解答】A.根据乙图可知，小灯泡的额定电压为 4V 时电流为 0.5A，那么电源电压
物理电功率题20套(带答案)及解析
物理电功率题20套(带答案)及解析一、电功率选择题1．如图甲所示，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片滑片从最右端滑至最左端时，小灯泡恰好正常发光。
电流表示数与两电压表示数的关系图象如图乙。
下列说法中正确的是（）A. 电源电压为9VB. 滑动变阻器的最大阻值为14ΩC. 小灯泡的额定功率为8WD. 电路总功率的变化范围为8W～12W【答案】 B【解析】【解答】由电路图可知，灯泡L与定值电阻R0、滑动变阻器R串联，电压表V1测L与R0两端的电压之和，电压表V2测R0两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）当滑片位于最左端时，接入电路中的电阻为零，此时电路中的电流最大，电路的总功率最大，两电压表的示数最大且电压表V1测电源两端的电压，由图乙可知，电路中的最大电流I大＝1.0A，电压表V2的示数U0＝6V，电压表V1的示数为12V，即电源的电压U＝12V，A不符合题意；因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，此时灯泡两端的电压：U L＝U﹣U0＝12V﹣6V＝6V，因此时小灯泡恰好正常发光，所以，灯泡的额定功率：P L＝U L I大＝6V×1.0A＝6W，C不符合题意；电路的最大总功率：P大＝UI大＝12V×1.0A＝12W；（2）当滑片位于最右端时，接入电路中的电阻最大，此时电路中的电流最小，电路的总功率最小，由图象可知，电路中的最小电流I小＝0.5A，电压表V1的示数U V1＝5V，此时滑动变阻器两端的电压：U R＝U﹣U V1＝12V﹣5V＝7V，由I＝可得，滑动变阻器的最大阻值：R＝＝＝14Ω，B符合题意；电路的最小总功率：P小＝UI小＝12V×0.5A＝6W，则电路总功率的变化范围是6W～12W，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】结合电路图，李强元件的连接方式及电表的测量对象，当滑片位于最左端时，接入电路中的电阻为零，此时电路中的电流最大，电路的总功率最大，两电压表的示数最大且电压表V；测电源两端的电压，根据图象读出电表的示数，根据串联电路的电压特点求出灯泡两端的电压，利用P=UI求出灯泡的电功率即为额定功率，利用P=UI求出电路的最大总功率；同理，当滑片位于最右端时，接入电路中的电阻最大，此时电路中的电流最小，电路的总功率最小，根据图象读出V1的示数和电路中的电流，根据串联电路的电压特点求出R两端电压，利用欧姆定律求出变阻器的最大阻值，利用P=UI求出电路的最小总功率，然后得出电路总功率的变化范围.2．如图所示，电路中电源电压保持不变，小灯泡标有“3V1.5W字样，不考虑灯泡电阻随温度的变化，滑动变阻器R的最大阻值为24Ω，电流表量程为0-0.6A，电压表量程为0-3V．当开关S闭合后，滑动变阻器R接入电路的电阻为3Ω时小灯泡正常发光。
专题八电功率计算题(原卷版)
专题八 电功率计算题知识点1：电能1、电功定义：电流所做的功叫电功，电功的符号是W 。
电流做功的过程，实际上就是电能转化为其他形式能的过程。
单位：焦耳（焦，J ）。
电功的常用单位是度，即千瓦时（kW ·h ）。
单位换算关系：1度=1kW ·h=1000W ×3600s=3.6×106J 。
电功的计算 电功的公式 变形式注意事项UIt W =（定义式）It W U =UtW I =UI W t =所有电路均可以使用Pt W =tW P =PW t =Rt I W 2= tI W R 2= RtW I =R I Wt 2=只适用纯电阻电路（将电能全部转化成内能的电路）t RU W 2=Wt U R 2=tWRU =2UWRt =2、电能表：测量用电器在一段时间内消耗的电能的仪表，是电能表（也叫电度表）。
下图是一种电能表的表盘。
如图所示，表盘上的数字表示已经消耗的电能，单位是千瓦时，计数器的最后一位是小数，即2258.6 kW ·h 。
用电能表月底的读数减去月初的读数，就表示这个月所消耗的电能。
“220 V ”表示这个电能表的额定电压是220V ，应该在220V 的电路中使用。
“10（20 A ）”表示这个电能表的标定电流（基本电流）为10A ，额定最大电流为20 A ，长时间工作时不允许超过20A 。
“3000 revs/kW ·h ”表示接在这个电能表上的用电器，每消耗1千瓦时的电能，电能表上的表盘转过3000转。
用电能表转盘或者指示灯闪烁次数计算电能电功的公式：转盘所转过的圈数（或指示灯闪烁的次数）为n 转，电能表上参数 N r/（kW ·h ）的电能表，转盘转消耗的电能为NnW =kW ·h 或6106.3⨯⨯=NnW J. 知识点2：电功率1、电功率：电流在单位时间内所做的功叫电功率。
符号：P 。
单位：瓦特（瓦，W ），常用单位为千瓦（kW ），1kW ＝103W电功率的定义式：P = Wt ；变形式：W = Pt ，t = W P。
专题四 闭合电路电源效率和功率
专题四、闭合电路电源的三种功率、效率和最大输出功率1．电源的三种功率(以如图8-4-1所示闭合电路为例)：(1)电源总功率：P 总 = EI(2)电源内部消耗功率：P 内 = I 2r (3)电源输出功率：P 出 = UI = I 2R 若外电路是纯电阻电路：则有P 出 = I 2R = r Rr R E R r R E 4)()(2222+-=+。
由上式并绘出P 出－R 图像如图8-4-2所示：①当R ＝r 时，电源的输出功率最大为P m = E 24r；②当R ＞r 时，随着R 的增大输出功率越来越小； ③当R ＜r 时，随着R 的增大输出功率越来越大； 2.电源效率：Η = P 出P 总 = U E = R R ＋r，R 越大，电源效率η越大；当R ＝r 时，电源输出功率最大，而效率仅为50%不是最大。
例1．如图8-4-3所示，已知电阻r = 2Ω，定值电阻R 1 = 0.5Ω，电动势E = 4V 。
求： （1）当滑动变阻器R 2为多大时电源输出功率最大？最大为多少？（2）当滑动变阻器R 2为多大时R 2上消耗的功率最大？最大为多少？（3）当滑动变阻器R 2为多大时R 1上消耗的功率最大？最大为多少？例2．如图8-4-4所示的电路中，电路消耗的总功率为40W ，电阻R 1为4Ω，R 2为6Ω，电源内阻r 为0.6Ω，电源的效率为94%，求：（1）ab 两点间的电压；（2）电源的电动势。
3.利用电源U-I 特性图线，电阻U-I 特性图线求电源输出功率和效率。
例3．如图8-4-6所示的U ~I 图像中，直线I 为某电源的路端电压与电流的关系，直线Ⅱ为某一电阻R 的伏安特性曲线，用该电源直接与电阻R 连接成闭合电路，由图像可知( )A ．R 的阻值为1.5ΩB ．电源电动势为3V ，内阻为0.5ΩC ．电源的输出功率为3.0WD ．电源内部消耗功率为1.5W图8-4-1图8-4-3图8-4-6 图8-4-4例4．如图8-4-7所示，直线A 为电源a 的路端电压与电流的关系图象；直线B 为电源b 的路端电压与电流的关系图象;直线C 为一个电阻R 的两端电压与电流关系的图象。
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电源的功率和效率小专题恒定电流小专题一、单选题（本大题共8小题，共32.0分）1.如图所示，图线a是某一电源的U﹣I曲线，图线b是一定值电阻的U﹣I曲线．若将该电源与该定值电阻连成闭合电路（已知该电源的内阻r=2.0Ω），则说法错误的是（）A. 该定值电阻为；B. 该电源电动势为20V；C. 将2只这种电阻串联作为外电阻,电源输出功率最大；D. 将3只这种电阻并联作为外电阻,电源输出功率最大；2.如图，直线A为某电源的U-I图线，曲线B为标识不清的小灯泡L1的U-I图线，将L1与该电源组成闭合电路时，L1恰好能正常发光．另有一相同材料制成的灯泡L2，标有“6V，22W”，下列说法中正确的是（）A. 电源的内阻为B. 把灯泡换成,可能正常发光C. 把灯泡换成,电源的输出功率可能相等D. 把灯泡换成,电源的输出功率一定变小3.如图，直线A为电源的U—I图线，直线B和C分别为电阻R1、R2的U-I图线。
现用该电源分别与R1、R2组成闭合电路甲和乙。
由图像一定能确定的是（）A. 电阻B. 电源输出功率甲乙C. 电源内阻消耗的功率甲乙D. 电源效率甲乙4.如图所示,直线A是电源的路端电压和干路电流的关系图线,直线B、C分别是电阻R1、R的两端电压与电流的关系图线,若将这两个电阻分别接到该电源上,则( )A. 接在电源上时,电源的效率高B. 接在电源上时,电源的效率高C. 接在电源上时,电源的输出功率大D. 电源的输出功率一样大5.某一电源的路端电压与电流的关系和电阻R1、R2的电压与电流的关系如图所示，用此电源和电阻R1、R2组成电路．R1、R2可以同时接入电路，也可以单独接入电路．在所有可能的各种接法中，下列说法正确的是（）A. 将、并联后接到电源两端,电源输出功率最大,电源效率最低B. 将、并联后接到电源两端,电源输出功率最小,电源效率最高C. 将、串联后接到电源两端,电源输出功率最小,电源效率最低D. 将、串联后接到电源两端,电源输出功率最大,电源效率最高6.如图所示，直线OAC为某一直流电源的总功率P总随电流I变化的图线，抛物线OBC为同一直流电源内部热功率P随电流I变化的图线。
若A、B对应的横坐标为2 A，那么线段AB表示的功率差及I = 2 A对应的外电阻是（）A. 2 W,B. 4 W,C. 2 W,D. 6 W,7.如图所示，直线A、B分别为电源a，b的路端电压与电流的关系图线，设两个电源的内阻分别为r a和r b，若将电阻R分别接到a，b两电源上，则（）A.B. R接到A电源上,电源的效率较高C. R接到B电源上时,电源内阻的热功率较高D. 不论R多大,电源A的输出功率总比电源B的输出功率大8.在“测电源电动势和内阻”的实验中，某同学作出了两个电源路端电压U与电流I的关系图线，如图所示．两个电源的电动势分别为E1、E2，内阻分别为r1、r2．如果外电路分别接入相同的电阻R，则两个电源的（）A. 路端电压和电流不可能同时相等B. 输出功率不可能相等C. 总功率不可能相等D. 效率不可能相等二、多选题（本大题共2小题，共8.0分）9.在如图所示的电路中，为定值电阻，为可变电阻，E为电源电动势，r为电源内阻（r＜，r＜）。
则以下说法中正确的是（）A. 当时,上获得最大功率B. 当时,上获得最大功率C. 当时,电源的输出功率最大D. 当时,电源的效率最大10.图为测量电源电动势和内阻时根据测量数据作出的路端电压与电流的关系图线,C、E分别是图像上工作点D对应的纵坐标和横坐标,由图可知( )A. 的值表示外电路电阻的大小B. 的值表示电源内阻的大小C. 的值表示电源效率D. 矩形OCDE的面积表示电源的输出功率三、计算题（本大题共2小题，共20.0分）11.如图所示的电路中，电源的电动势E=80V，内电阻r=2Ω，R1=4Ω，R2为滑动变阻器．问：（1）R2阻值为多大时，它消耗的功率最大？（2）如果要求电源输出功率为600W，外电路电阻R2应取多少？此时电源效率为多少？（3）该电路中R2取多大时，R1上功率最大？12.如图所示，线段A为某电源的U-I图线，线段B为某电阻R的U-I图线，以上述电源和电阻组成闭合电路时，求：（1）电源的电功率P是多大；（2）电源内部损耗的热功率P热是多少；（3）电源的效率η是多大？答案和解析1.【答案】C【解析】【分析】根据图线b的斜率求出定值电阻的阻值；读出两图线交点处电压和电流，根据欧姆定律求出电源的电动势；对于电源，当内外电路的电阻相等时输出功率最大。
定值电阻的伏安特性曲线斜率等于电阻，电源的伏安特性曲线的斜率绝对值表示内电阻、纵轴截距表示电动势。
【解答】A.图线b的斜率k==6Ω，则定值电阻的阻值R=k=6Ω，故A正确；B.由图读出交点的电压U=15V，电流I=2.5A，根据闭合电路欧姆定律得，电源的电动势：E=U+Ir=15V+2.5×2V=20V，故B正确；CD.对于电源，当内外电路的电阻相等时输出功率最大，故将3只这种电阻并联作为外电阻，电源输出功率最大，故C错误，D正确。
本题选错误的，故选C。
2.【答案】C【解析】【分析】电源的外特性曲线与灯泡伏安特性曲线的交点就是灯泡与电源连接时的工作状态，由图可读出工作电压和电流及电源的电动势，从而可算出电源的输出功率。
解决这类问题的关键在于从数学角度理解图象的物理意义，抓住图象的斜率、面积、截距、交点等方面进行分析，更加全面地读出图象的物理内涵。
【解答】A.由图读出电源的电动势为E=10V，图线A的斜率大小表示电源的内阻，则r=Ω=2.5Ω，故A错误；BCD.灯泡与电源连接时，A、B两图线的交点表示灯泡的工作状态，则知其电压U=6V，I=1.6A，则灯泡L1的额定电压为6V，功率为P=UI=9.6W．把灯泡L1换成“6V，22W”的灯泡L2，不能正常发光，而由P=知：灯泡L2的正常工作时的电阻为R2===1.64Ω灯泡L1的电阻为R1==Ω=3.75Ω，则知正常发光时灯泡L2的电阻更接近电源的内阻，但是这里灯泡并没有达到正常发光，此时L2的电阻是不确定的；电源的输出功率可能变大，可能相等，也有可能变小，故BD错误，C正确。
故选C。
3.【答案】C【解析】【分析】根据U-I图象的斜率表示电阻比较两电阻的大小；由图象分别得出电源连接电阻R1和R2时，电源的输出功率、内阻消耗的功率及效率，通过比较判断即可。
本题考查的是闭合电路里的能量的转化问题，正确理解U-I图象的物理意义，熟练、灵活的应用电功率公式，是解题的关键所在。
【解答】A.U-I图象的斜率表示电阻，由图B、C可知，R1>R2，故A错误；B.当电源与R1或R2构成闭合电路时有：P甲=I1U1，P乙=I2U2，由图可知，P甲>P乙，故B 错误；C.电源内阻消耗的功率P=I2r，由图知I甲<I乙，所以P r甲<P r乙，故C正确；D.电源的总功率为P E甲=I1E，P E乙=I2E，其效率分别为：甲甲甲％，乙乙乙％，因U1=U2，甲乙，故D错误。
故选C。
4.【答案】B【解析】【分析】本题考查了路端电压随电流变化图像、输出功率和电源效率等知识。
【解答】根据路端电压，路端电压随电流变化图像与纵轴的截距代表电动势，斜率代表内阻。
AB、电源的效率是输出功率和总功率的比值即,外电阻越大，效率越高，所以接在电源上效率高选项A错B对。
CD、而根据欧姆定律，电阻的电压随电流变化图像与原点连线的斜率代表电阻，因此有，两个图像的交点代表该电阻接入电路时的路端电压和电流，那么根据图像判断交点的路端电压和电流乘积即电功率大小，但是两个交点的路端电压大的电流小，所以电源输出功率无法判断，选项CD错。
故选B。
5.【答案】A【解析】解：由图象得到：电源的电动势为E=8V，内阻为r=Ω，由电阻的伏安特性曲线求出R1=4Ω、R2=2Ω，当电源的内外电阻相等时，电源的输出功率最大，R1、R2并联电阻为Ω，所以将R1、R2并联后接到电源两端时，输出功率最大，电源效率，当电路电流最小时，电源效率最高，当电流最大时，电源效率最低，所以将R1、R2串联后接到电源两端，电阻最大，电流最小，效率最高，将R1、R2并联后接到电源两端，电阻最小，电流最大，电源效率最低，故A正确。
故选：A。
由电源的U-I图线纵横截距读出电源的电动势，由斜率求出电源的内阻．由电阻的U-I 图线求出电阻．再分别求出四种情况下电源的输出功率进行选择．这是直流电中的电路问题，可以应用数学知识分析得到：当电源的内外电阻相等时，电源的输出功率最大，难度不大，属于基础题．6.【答案】A【解析】【分析】根据电源的总功率P =EI ，由C 点的坐标求出电源的电动势和内阻．AB 段表示外电路的功率，再求解AB 段表示的功率。
本题关键在理解电源的总功率P 总随电流I 变化的图象与电源内部热功率P r 随电流I 变化的图象的涵义，分清三种功率及其关系：电源的总功率P 总=EI ，电源内部发热功率P 热=I 2r ，外电路消耗功率P 外=UI =I 2R ，且根据能量关系得P 总=P 外+P 热。
【解答】电源的总功率P =EI ，C 点表示I =3A ，P =9W ，则电源的电动势E =3V ，由图看出，C 点表示外电路短路，电源内部热功率等于电源的总功率，则有P =I 2r ，代入解得，r =1Ω，所以AB 段表示的功率为P AB =EI ′-I ′2r =3×2W -22×1W =2W ，根据闭合电路欧姆定律，有I =，解得：R ===0.5Ω，故A 正确，BCD 错误。
故选A 。
7.【答案】A【解析】【分析】由电源的U -I 图象斜率大小等于电源的内阻，比较读出电源内电阻的大小；电源的效率等于电源的输出功率占总功率的百分比；根据欧姆定律得到，电源的效率也等于外电阻与电路总电阻之比，从而确定电源的效率关系．当电阻R 与电源组成闭合电路时，电阻R 的U -I 图线与电源的U -I 图线的交点表示工作状态，交点坐标的乘积等于电源的输出功率．当内外电阻相等时，输出功率最大。
本题是电源的外特性曲线与电阻的伏安特性曲线的综合，关键理解交点的物理意义，也可以根据欧姆定律研究电流与电压关系，来比较电源的输出功率。
【解答】 解：A .由U =E -Ir 可知，图象的斜率表示内阻，则由图可知，r a ＞r b ；故A 正确；B .电源的效率η= 出总= =．由闭合电路欧姆定律U =E -Ir 可知，A 电源的内阻r 较大，R 接到a 电源上，电源的效率较小，故B 错误．C .当电阻R 与电源组成闭合电路时，电阻R 的U -I 图线与电源的U -I 图线的交点表示电阻的工作状态，交点的纵坐标表示电压，横坐标表示电流，电源的输出功率P =UI ，由图看出，R 接到A 电源上，电压与电流的乘积较大，电源的输出功率较大，故C 错误．D .当内外电阻相等时，电源的输出功率最大；由给出的图象不能比较二者的最大功率；故D 错误； 故选A 。