闭合电路中的功率计算练习题

一、概念和规律

1. 电源的功率

闭合电路中的功率计算

£2

若电路为纯电阻电路， 则电源的功 率 P=I2(R+r)= , 表明电源的功率随 外电阻的

(R + r)

增大而减小。

电源的输出功 率（外电路消耗的功率）为P 出=Ul=EI-P r; 若外电路为纯电阻电路，则

矿 £ 2

当R= r 时，电源的输 出功率最大，即pm = —-= —- , 如图所示。

4 r 4R

当 R< r 时， 输 出功 率随外电阻的增大而增大； 当 R > r 时， 输出功率随外电阻的增大而减小

2. 电源的效率

p

rJ = 』 - x 10 0 %

凡

JU R

当R= r 时， 电源的效 率： rJ = —-= = 50 % ,

I E R + r

2. 电源的串联

相同电源的串联： 总电动势等千各电池电动势之和，总电阻为各电池电阻之和，即

E == nE r == nr

二、练习题

1. 在图所示电路中，电源电动势 E = 6V,  电源内阻 r=  lQ  ,   外电 路中电阻R1  =   lQ  ,   R2

= 4Q , 可变电阻 R3可在 0~ 20Q 间调节

(1)当R产 Q 时，凡 能获得最大功率 w.

(2) 当凡= Q 时，凡能获得最大功率 w.

(3) 当R3= Q  时，R2和 R3功率之和最大 ， 为 w.

(4)当凡= Q 时，凡本身能获得最大功率_ w.

2.   两个 电阻 R1  =8 Q  、R2  =  2Q  ,   并联在电路 中．欲使这两个电阻消耗的电功率相等，可行的办法是（ ）
   1. 用一个阻值是 2Q      的电阻 与 R2     串联 . B. 用一 个 阻值 是 6Q    的电阻 与 R2   串联              ．

C. 用一个阻值是 6Q  的电阻与 凡串联 . D.   用一个阻值是 2Q 的电阻 与 凡 串联．

3. 如图所示电路中， 当K 闭合时电源发出的总功率为24W, 电源的输出功率为 20W ,

电源内阻为 r= l .Q,   定值电阻 R1  =   1l .Q,   则K 断开时电源发出的总功率为 w.

三勹

4. 一个电池的电动势E= 3V, 内阻 r= 0.5.Q, 当它与一个电阻组成回路时，其输出功率为 4W,   该电阻的阻值可能为（              ）

(D IQ®0.25Q

ACD® B. CD笣）

@ 3.Q

c . ® @

@ 2n

D . 迄）

5. 把阻 值 为 凡 和 R2的电阻，先后接到内阻为 r 的一个电源的两极，要使在相同时间内， 凡 与 R2放 出的热垃相等 ， 则R1、 R2应当是 （                            ）

A.   R1  和 R2  的 阻值 一定相等 B.   R1  和 R2 一定等千r

C.  只要满足R心 ＝户的电阻 均可 D .    以上答案都不对

6. 如图所示，凡 为定值电阻，R2为可变电阻，E 为电源电动势，r 为电源内阻，下列 说法正确的是 （
   1. 当R2     = R冲 r 时，R2  上获得最大功 率
   2. 当 凡= R汁 r 时，凡上获得最大功率
   3. 当R2= 0 时，凡 上获得最大功率
   4. 当 R2= 0 时，电源 输出功率最大

7. 有一电源，当负载电 流是2A 时，输出功 率是 IOW;  当负载电流是I A 时，输 出功率是 5.5W  。 则电源电动势 E =              V,    内 阻 r =              n , 最大输出功率为

W。

8. 电池组甲和乙的电动势分别为邑 和 E2 ( E1>E2)  内阻分 别为 r1 和 r2。用这 两个电池分别向某一个电阻 R  供电时，这个电阻所消耗的   功率相等。若用电池甲、乙分别向另一个阻值比R 大的 R' 电阻供电，设消耗的电功率分 别为凡和 P 2, 则（ ）

1. 电池的内阻r1>r 2

3. R' 耗的电功率 P1>P 2

B . 电池的内阻 r ,<r2

4. R' 耗的电功率 P1<.P2

9.   用五节电动势均为 E = l. 4V, 内阻 r= 0.3Q 的相同电池串联后对外供电，当电池组的输出功率为8W 时，电路中的电流强度有多大？

10. 五节电动势E = l.7V、内阻 r = 0.5Q 的电池串联后对外供电，每节电池的效 率为

80%求 外电路的总电阻及电源的输出功率

11. 如图所示，电 路 a 、b 两端 a 的电压 U 恒定， 凡 为可变电阻，当 凡为下列那一个

值时， 凡 上消耗的功率最 大？（ ）

1. 3Q B.  4Q C.  12Q D. 18Q

a

6n

u 12n

12. 如图所示电路，电源内阻r = 2Q ,   电阻 R2= 10Q  ,  滑动变阻器R1 的最大阻值 为 40Q  .

试求电源的最点和最低效率

13. 如图所示，电源电动势为E, 内阻为 r", 定值电阻阻值为 R。，当R 为何值时，R 消耗的电功率最大？最大功率为多少？

R。

14. 如图所示，凡 = R2  = R3= 36Q ,  R4=5Q,   电源电动势 E= 12V,   内电阻 r = lQ  ,   则

输出 端 C、D 间的电压UcD= V, R3上的电流方向是 ，电阻R2上的电功率为 W。                R1

D

15. 如图所示，电池组的总电动势为 4V,  总内阻为 0.5.Q,  R2   =   l 8Q  ,  电流表 A,、心 和电压表 V 的示数分别是 0.5A、0.3A  和 3V ,   则 R严              Q,  R3      =              Q,              凡 ＝

Q    ,    电 池的 输 出功 率 为 W。

16.    如图所示的电路中，电源电动势 E= 8V, 内阻 r = 2Q,  若定值 电阻 R。= 6Q,  滑动变 阻器最大阻值 为 6Q, 若要 求滑动变阻器上消耗的功率最大，这时滑动变 阻器接 入电路的

I •

电阻和 最大功 率分别为 （ ）

1. l. 5Q , 6W

C. 2Q, 8W

B. l.5Q,  8W R。

D. 2Q , 6W

17. 如图所示电路中， 已知 R1  =   8Q  ,   电源 电动势 为 E= 30V,   内电阻为 r = 2Q  ,   灯泡规格为 " 6V, 3.6W" , K 断开时电压表的示数为 20V, 求：

(1) 滑动变阻 器 R2的 总电阻 ；

(2) K 合 上 时要使 灯泡 正常发光 ，凡 中 AC 段的电阻应多大？此时 R2的 功 率多 大？

18. 如 图所示 ， E =    9V,    r =  0.5Q ,   R1= 1Q  ,  R2  =  6Q  ,   滑动变 阻 器 R 的总电阻为 6Q  ,

P 是其 滑片 ．求 ：

( 1 ) 要使 电流表的 示 数 最大 ，P 应 滑到什 么位罚？

(2) 要使 凡 消耗的电功率最大， P 应 滑到什 么位 置？

(3)要使 C、D 间的 并联电 路消耗 的功率最大 ， P 应 滑到 什 么位 置？此时 变 阻器 消耗 的功率为多大？

F

臼 I

E D £,r

4

闭合电路中的功率计算

1. (1) R3= 0 时 ， P,,, = I 执 = 9 W

(2) R3= 20Q   时， pm = —UJ.1.·.:. =  3 .5  2 W

凡

(3) 凡 = 4.Q , 此时，pm =4.5W

4

(4)  R3 = -  !2  时， = 3.0W

3

2.A 3. 12 4.A 5. C

6. AC 7. 6,  0.5,  18 8. AC 9. 2A 或 2.67

10.   IOQ,  4.6W 1I. B 12. 96%,80%

13. R =

R" r,, 时，

0 ()

E2R

() (J

14. 6.8V, c-E, 2.56 15. 12, 10, 2, 2.88 16.A

max 4r" (R" + r")

17.  (1)20Q (2)10Q, 18W

18.    (1)    P-   F 最上端； ( 2 )   P-  E 最下端； (3)   REp  =  2Q  ,   P=  lO.l W,