《高考物理一轮复习考点扫描》专题9.3 电源三功率和效率（解析版）

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2021 年一轮考点扫描微专题

专题 9.3 电源三功率和效率

【考点扫描】.................................................................................................................................................................1

1．纯电阻电路中电源三功率和外电阻 R的关系............................................................................................1

2．电源三功率和电流的关系............................................................................................................................1

3．电源的效率两公式.........................................................................................................................................2

4．两类等效电源.................................................................................................................................................2

5．恒流源的等效问题.........................................................................................................................................3

【典例分析】.................................................................................................................................................................3

【专题精练】.................................................................................................................................................................6

【考点扫描】

1．纯电阻电路中电源三功率和外电阻 R的关系

总功率 P总＝I2(R＋r)＝

R+r

内部消耗的热功率 P热＝

I2r＝

E2r

(R+r)2

输出功率 P出＝I2R＝电源三功率和外电阻 R

的关系

R增大，总功率 P总减

小；当 R＝r时，P总＝

R增大，热功率 P热减

小；当 R＝r时，P热＝

R增大，输出功率 P出先

增大后减小；当 R＝r

时，输出功率最大，P出

max＝

适用于纯电阻电路

2．电源三功率和电流的关系

总功率 P总＝EI 内部热功率 P热＝I2r输出功率 P出＝UI＝EI－I2r电源三功率和电流关系图

倾斜直线

斜率 k:电动势 E

最大电流 Im＝E/r

，

最大总功率 P总m＝E2/r

开口向上的抛物线；

最大电流 Im＝E/r

，

最大热功率 P热m＝E2/r

开口向下的抛物线，

对称轴 I=E/2r

最大值 P出m=E2/4r

内部热功率 P热和输出功

率P出图像的交点，即

I2r=EI－I2r

，

横坐标 I=E/

2r,此时 R=r.

3．电源的效率两公式

（1）任意电路：η＝×100%＝×100%=

1- r

（2）纯电阻电路：η＝×100% ，因此在纯电阻电路

中R越大，η越大．

P总

E2/r

E2/2r

P热

E2/r

E2/4r

P热

E2/r

E2/2r

E2/4r

P总

P出

P总

E/r

E2/r

P热

E/r

E2/r

P出

E/r

E/2r

E2/4r

P出

E/r

E/2r

E2/4r

P总P热

【思考】当电源的输出功率最大时，效率也最大吗？

【答案】当电源的输出功率最大时，效率并不是最大，只有 50%；当 R→∞时，η→100%，但此时 P出

→0，无实际意义．

4．两类等效电源

串联电阻并联电阻

电路图

等效电动势

E等效=E

E等效=R

r+R

等效内阻

r等效=R+r

r等效=Rr

r+R

5．恒流源的等效问题

等效电源的外电压 U=IR=(I0-I)R0=I0R0-IR0

对比闭合电路欧姆定律：U=E-Ir

所以，等效电源的电动势 E=I0R0，等效内阻 r=R0。

E/r

I0-

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