高中物理教科版高中選修第二章直流電路電源的輸出功率隨外電阻的變化關(guān)系

戳問(wèn)題導(dǎo)學(xué)

１、純電阻電路中電功和電熱有著怎樣的聯(lián)系？電功=電熱：電功率=熱功率：P=IU

=

U2/R

=I2R=P熱

RIURSEr2、純電阻電路中電源的輸出功率與外電阻有什么樣的關(guān)系？請(qǐng)同學(xué)們通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，大致描繪出P出隨R變化的圖像，并結(jié)合圖像進(jìn)行說(shuō)明。問(wèn)題導(dǎo)學(xué)

RSErRSErvA說(shuō)明：只是定性作圖，故電流表和電壓表看成是理想電表RSErvAr0請(qǐng)同學(xué)們討論設(shè)計(jì)電路圖小組實(shí)驗(yàn)工作分工組長(zhǎng)1名負(fù)責(zé)人員安排、繪圖結(jié)果呈現(xiàn)、保證組內(nèi)高效做實(shí)驗(yàn)組員1、2負(fù)責(zé)電路連接與拆分、用電器整理組員3負(fù)責(zé)滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)和電壓表讀數(shù)組員4負(fù)責(zé)開關(guān)（每測(cè)一組斷開）和電流表讀數(shù)組員5負(fù)責(zé)電流表和電壓表數(shù)據(jù)記錄并檢查是否數(shù)據(jù)有錯(cuò)組員6負(fù)責(zé)電阻的計(jì)算組員7負(fù)責(zé)功率計(jì)算

實(shí)驗(yàn)要求（人人有事做、事事有人做、時(shí)時(shí)有事做）3、根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出了縱軸為P出，橫軸為R的大致圖像？現(xiàn)在請(qǐng)同學(xué)們分析一下輸出功率隨R變化的關(guān)系。1、當(dāng)R外小于某一個(gè)阻值時(shí),P出隨R的增大而增大2、當(dāng)R外大于某一個(gè)阻值時(shí),P出隨R的增大而減小3、當(dāng)P出＜Pm時(shí)，每個(gè)輸出功率對(duì)應(yīng)兩個(gè)可能的外電阻R1和R2RSEr3、請(qǐng)你推導(dǎo)電源輸出功率隨外電阻R的變化規(guī)律？(多種方法推導(dǎo))問(wèn)題導(dǎo)學(xué)

P出=I2R外

E2+4r(R外-r)2R外=(R外+r)2E2R外=4、結(jié)合圖像和理論證明，分析電源輸出功率和R變化的。1、當(dāng)R外=r時(shí),P出最大，且最大值為：E2+4r(R外-r)2R外=(R外+r)2E2R外=P出=I2R外

2、當(dāng)R外<r時(shí),P出隨R的增大而增大3、當(dāng)R外>r時(shí),P出隨R的增大而減小4、當(dāng)P出＜Pm時(shí)，每個(gè)輸出功率對(duì)應(yīng)兩個(gè)可能的外電阻R1和R2，且R1·R2＝r2.問(wèn)題導(dǎo)學(xué)5、在純電阻電路中，是否電源輸出功率最大時(shí)，電源的效率也是最大的？請(qǐng)證明！RSEr結(jié)論：電源的效