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 。