《2025年新坐标同步练习高中物理必修第三册青海专版》

例3 (2025·内蒙古赤峰市期中)某工厂相邻两车间$A$、$B$的照明电路由一个开关控制,其电路图如图所示,电源电动势为$E$、内阻为$r$,闭合开关$S$后,两车间内相同的$a$、$b$灯都正常发光,后来由于某种故障$A车间内的a$灯突然变亮,$B车间内的b$灯突然变暗,此故障可能是

(B)
A.电阻$R_{0}$短路
B.电阻$R_{A}$短路
C.电阻$R_{B}$短路
D.电阻$R_{A}$、$R_{B}$同时短路

答案： B

例4 (多选)如图所示,灯泡$A$、$B$都能正常发光,由于电路中发生故障,导致两个灯泡都变亮,可能的原因是

(AD)
A.$R_{1}$断路
B.$R_{2}$断路
C.$R_{3}$断路
D.$R_{4}$短路

答案： AD

微专题二 电源的输出功率和电源的效率
1. 电源的最大输出功率：对于纯电阻电路,电源的输出功率$P_{出}= I^{2}R= (\frac {E}{R+r})^{2}R= \frac {E^{2}}{\frac {(R-r)^{2}}{R}+4r}$,当$R= r$时,电源的输出功率最大,其最大输出功率$P= \frac {E^{2}}{4r}$。电源输出功率随外电阻的变化的曲线如图所示。

2. 电源的效率：指电源的输出功率与电源的总功率之比,即$\eta =\frac {P_{出}}{P_{总}}×100\% = \frac {IU}{IE}×100\% = \frac {U}{E}×100\%$。对于纯电阻电路,电源的效率$\eta =\frac {I^{2}R}{I^{2}(R+r)}×100\% = \frac {R}{R+r}×100\% = \frac {1}{1+\frac {r}{R}}×100\%$,所以当$R$增大时,效率$\eta$提高；当$R= r$ (电源有最大输出功率)时,效率仅为$50\%$,效率并不高。

答案： $R_1R_2=r^{2}$

例5 (多选)(2025·河南驻马店市期中)如图甲所示的电路,其中电源电动势E= 6V,内阻$r= 2\Omega,$定值电阻$R= 4\Omega,$已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的阻值$R_{P}$的关系如图乙所示,则下列说法正确的是(BC)

A.图乙中滑动变阻器的最大功率$P_{2}= 2W$
B.图乙中$R_{1}= 6\Omega,R_{2}= 12\Omega$
C.滑动变阻器阻值为$0$时,定值电阻$R消耗功率P$最大
D.调整滑动变阻器$R_{P}$的滑片从最右端滑到最左端,电源的效率先增大后减小

答案： BC