專題強(qiáng)化練7閉合電路的功率及效率問題1.(多選題)(2024四川成都雙流中學(xué)月考)在如圖所示的電路中,電源電動勢為E,內(nèi)阻r=1.5Ω,定值電阻R1=R2=R3=1Ω,電流表和電壓表均為理想電表,當(dāng)滑動變阻器R4的滑片由a端滑到b端,下列說法正確的是()A.電流表示數(shù)增大B.電壓表示數(shù)增大C.電源的效率增大D.電源的輸出功率增大2.(多選題)(2024廣東清遠(yuǎn)名校期中)在純電阻電路中,當(dāng)用一個固定的電源(設(shè)E、r是定值)向變化的外電阻供電時,電源的輸出功率P隨外電阻R變化的規(guī)律如圖所示。則下列判斷正確的是()A.當(dāng)R=r時,電源有最大的輸出功率B.當(dāng)R=r時,電源的效率η=50%C.電源的總功率P'隨外電阻R的增大而增大D.電源的效率η隨外電阻R的增大而增大3.(2023四川瀘州瀘縣一中月考)如圖所示,已知電源電動勢為6V,內(nèi)阻為1Ω,保護(hù)電阻R0=0.5Ω,則當(dāng)電阻箱R消耗的電功率最大時,這個電阻箱R的讀數(shù)和電阻R0消耗的電功率為()A.1.5Ω,2WB.1.5Ω,6WC.1Ω,2.88WD.1Ω,5.96W4.(2024山東臨沂臨沭一中月考)如圖所示,圖線AB是某電源的路端電壓與通過的電流的關(guān)系圖線,OM是定值電阻R兩端的電壓與通過的電流的關(guān)系圖像,由圖可知()A.該電源的電動勢為6V,內(nèi)阻是2ΩB.R的阻值為1ΩC.該電源的最大輸出功率為8WD.當(dāng)該電源只向電阻R供電時,其效率約為66.7%5.(2023四川涼山冕寧中學(xué)月考)如圖所示,直線A、B分別為電源a、b的路端電壓與干路電流關(guān)系的圖像,直線C為一電阻R兩端的電壓與通過的電流的關(guān)系圖像。若將這個電阻R分別接到電源a、b上,下列說法正確的是()A.電源b的內(nèi)阻較大B.R接到a電源上時,電源的效率較高C.R接到a電源上時,電源內(nèi)阻消耗的功率較大D.R接到b電源上時,電源的輸出功率較大6.(多選題)(2023四川資陽中學(xué)期中)如圖所示,R1為定值電阻,R2為可變電阻,E為電源電動勢,r為電源內(nèi)阻,且r>R1。以下說法正確的是()A.當(dāng)R2+R1=r時,R2獲得最大功率B.當(dāng)R1+r=R2時,R2獲得最大功率C.當(dāng)R2=0時,R1獲得最大功率D.當(dāng)R2由0逐漸變大時,電源的輸出功率變大7.(多選題)(2024黑龍江哈爾濱九中期中)某同學(xué)將一直流電源的總功率、輸出功率和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率隨電流I變化的圖線畫在同一坐標(biāo)系內(nèi),如圖所示,根據(jù)圖線可知()A.反映電源內(nèi)部的發(fā)熱功率變化的圖線是cB.電源電動勢為8VC.電源內(nèi)阻為1ΩD.當(dāng)電流為0.5A時,外電路的電阻為6Ω8.(2024山東濟(jì)寧實(shí)驗(yàn)中學(xué)月考)如圖甲所示的電路,其中電源電動勢E=6V,內(nèi)阻r=2Ω,定值電阻R=4Ω,已知滑動變阻器消耗的功率P與其接入電路的有效阻值RP的關(guān)系如圖乙所示。下列說法中正確的是()甲乙A.圖乙中滑動變阻器的最大功率P2=2WB.圖乙中R1=6Ω,R2=12ΩC.滑動變阻器消耗的功率P最大時,定值電阻R消耗的功率也最大D.調(diào)整滑動變阻器的阻值,可以使電源的輸出電流達(dá)到2A9.(2024四川宜賓四中月考)如圖所示的電路,電源的電動勢與內(nèi)阻分別為E=15V、r=3Ω,電容為C=5×10-8F的電容器與阻值為R0=2Ω的定值電阻并聯(lián),滑動變阻器R的阻值的調(diào)節(jié)范圍是0~5Ω。閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)R的接入值,求:(1)電容器帶的最大電荷量;(2)滑動變阻器的最大功率。答案與分層梯度式解析專題強(qiáng)化練7閉合電路的功率及效率問題1.AD2.ABD3.A4.D5.C6.BC7.AD8.B1.AD當(dāng)滑動變阻器R4的滑片由a端向b端移動時,R4阻值減小,電路的總電阻減小,總電流變大,則電源內(nèi)阻和R1上分得的電壓變大,并聯(lián)部分的電壓減小,通過R3的電流減小,則通過R2和R4的電流變大,即電流表示數(shù)變大,R2兩端的電壓變大,則R4兩端的電壓減小,即電壓表示數(shù)減小,選項A正確,B錯誤;電源的效率η=IUIE=UE=RR+r=11+rR,因外電阻R減小,則電源的效率減小,C錯誤;外電路電阻等于電源內(nèi)阻時電源輸出功率最大,2.ABD由題圖可知,當(dāng)R=r時,電源有最大的輸出功率,此時電源的效率η1=U1E×100%=R故A、B正確;電源的總功率為P'=E2R+r,所以P'隨外電阻R的增大而減小,故C錯誤;電源的效率η=UE×100%=RR+r×100%,所以η3.A將保護(hù)電阻R0等效為電源內(nèi)阻,則電阻箱R消耗的電功率最大時,電阻箱阻值為R=R0+r=1.5Ω,電路中的電流為I=ER0+R+r=2A,電阻R0消耗的電功率為P=I2R0=2方法技巧功率的最值問題(1)P定=I2R,其中R為定值電阻,P定只與電流有關(guān),當(dāng)R外最大時,I最小,P定最小;當(dāng)R外最小時,I最大,P定最大。(2)電源的輸出功率:當(dāng)R外=r時,P出最大,最大值P出m=E2(3)變化電阻的功率的最大值利用等效思想,把除變化電阻之外的定值電阻等效成電源的內(nèi)阻r',則變化電阻的功率即等效以后的電源的輸出功率,即當(dāng)R變=r'時,P變有最大值。4.D由圖線AB可知,電源的電動勢E=6V,短路電流為I短=6A,則電源內(nèi)阻r=EI短=1Ω,故A錯誤;根據(jù)OM圖線可得R=42Ω=2Ω,故B錯誤;當(dāng)外電路電阻等于內(nèi)阻時,電源的輸出功率最大,所以該電源的最大輸出功率為Pmax=E24r=9W,故C錯誤;當(dāng)該電源只向電阻R供電時,根據(jù)圖像交點(diǎn)的縱坐標(biāo)可得此時電源的輸出電壓為4V,則該電源的效率η=UIEI×100%=465.C解題關(guān)鍵解此題的關(guān)鍵是利用圖像獲取以下信息根據(jù)電源的U-I圖線的斜率的絕對值等于電源的內(nèi)阻,可知電源a的內(nèi)阻較大,A錯誤;電源的效率η=IUIE=RR+r=11+rR,因電源a的內(nèi)阻較大,則R接到a電源上時,電源的效率較低,B錯誤;電阻的U-I圖線與電源的U-I圖線交點(diǎn)的坐標(biāo)表示電阻與該電源連接時的電流和電壓,根據(jù)P內(nèi)=I2r可知,R接到a電源上時,電源內(nèi)阻消耗的功率較大,C正確;6.BC把R1看作電源內(nèi)阻的一部分,當(dāng)R1+r=R2時,R2獲得最大功率,故B正確,A錯誤;根據(jù)P=I2R1可知,當(dāng)R2=0時,電路中總電流最大,所以此時R1獲得最大功率,故C正確;外電阻從零逐漸增大,電源的輸出功率先增大再減小,當(dāng)外電阻等于電源的內(nèi)阻時,電源的輸出功率最大,由于r>R1,當(dāng)R2由0逐漸變大時,電源的輸出功率先變大后變小,故D錯誤。7.AD電源內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr=I2r,Pr-I圖線是拋物線,且開口向上,則反映Pr變化的圖線是c,選項A正確;電源的總功率PE=EI,則圖線a為PE-I圖線,斜率等于電源電動勢E,則有E=82V=4V,選項B錯誤;圖中I=2A時,Pr=I2r=8W,得到r=2Ω,選項C錯誤;當(dāng)電流為0.5A時,根據(jù)閉合電路歐姆定律得I=ER+r,解得R=6Ω,8.B把定值電阻等效到電源內(nèi)部,結(jié)合題圖乙可知,當(dāng)RP=R1=R+r=6Ω時,滑動變阻器消耗的功率最大,最大功率P2=E24(R+r)=1.5W,選項A錯誤;滑動變阻器接入電路的阻值為3Ω、R2時消耗的功率相等,有E3Ω+R+r2×3Ω=ER2+R+r2R2,解得R2=12Ω,選項B正確;當(dāng)回路中電流最大時,即RP=0時定值電阻R消耗的功率最大,選項C錯誤;當(dāng)RP=0時9.答案(