高考物理二輪復(fù)習(xí)課件：第七章第2講電路-電路的基本規(guī)律

第2講電路電路的基本規(guī)律第2講電路電路的基本規(guī)律1【知識(shí)梳理自查】一、電源1.電動(dòng)勢(shì):(1)電源:電源是通過非靜電力做功把_________的能轉(zhuǎn)化成_______的裝置。(2)電動(dòng)勢(shì):非靜電力搬運(yùn)電荷所做的功與搬運(yùn)的電荷量的比值,E=

,單位:V。___(3)電動(dòng)勢(shì)的物理含義:電動(dòng)勢(shì)表示電源把_________________________本領(lǐng)的大小,在數(shù)值上等于電源沒有接入電路時(shí)兩極間的電壓。2.內(nèi)阻:電源內(nèi)部也是由導(dǎo)體組成的,也有電阻r,電阻r叫作電源的_____,它是電源的另一重要參數(shù)。其他形式電勢(shì)能其他形式的能轉(zhuǎn)化成電勢(shì)能內(nèi)阻【知識(shí)梳理自查】其他形式電勢(shì)能其他形式的能轉(zhuǎn)化成電勢(shì)能內(nèi)阻2二、電路的基本規(guī)律1.閉合電路歐姆定律:(1)內(nèi)容:閉合電路中的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成_____,跟內(nèi)、外電阻之和成_____;(2)公式:①純電阻電路:I=______;②適用于任何電路表達(dá)式:E=U外+U內(nèi)或E=U外+___;③能量表達(dá)式:EI=UI+___。正比反比IrI2r二、電路的基本規(guī)律正比反比IrI2r3【情境轉(zhuǎn)換】如圖所示,試論述正電荷在內(nèi)外電路中的移動(dòng)及電動(dòng)勢(shì)的變化情況。提示:在外電路中,正電荷在恒定電場(chǎng)作用下由正極(電勢(shì)高)移向負(fù)極(電勢(shì)低);在電源中,化學(xué)反應(yīng)層中的非靜電力把正電荷由負(fù)極(電勢(shì)低)移到正極(電勢(shì)高)。非靜電力的做功本領(lǐng)越大,電動(dòng)勢(shì)就越大。【情境轉(zhuǎn)換】42.路端電壓與電流的關(guān)系U=_____,U-I圖象如圖。(1)當(dāng)外電阻R增大時(shí),I減小,U_____。(2)當(dāng)外電路斷路時(shí),I=0,U=__。(3)當(dāng)外電路短路時(shí),I短=

,U=0。E-Ir增大E2.路端電壓與電流的關(guān)系E-Ir增大E5【情境轉(zhuǎn)換】如圖所示,傍晚用電多的時(shí)候,燈光發(fā)暗,而當(dāng)夜深人靜時(shí),燈光特別明亮。試解釋這種現(xiàn)象。提示:接入的用電器越多,并聯(lián)支路越多,外電路并聯(lián)后的總電阻越小,內(nèi)外電路的總電阻越小,由閉合電路的歐姆定律知總電流就越大,內(nèi)電壓變大,外電壓變小,從而用電器兩端的電壓變小,用電器實(shí)際功率變小,燈亮度變暗。

【情境轉(zhuǎn)換】63.電源的功率和效率:(1)電源的總功率:P總=___。(2)電源內(nèi)部損耗功率:P內(nèi)=___。(3)電源的輸出功率:P出=___。(4)電源的效率:η=

×100%=___×100%。EII2rUI3.電源的功率和效率:EII2rUI7【小題速診速糾】1.判一判(1)電動(dòng)勢(shì)等于電源的路端電壓。 (

)(2)閉合電路中,順著電流方向電勢(shì)總是降低的。 (

)(3)閉合電路中外電阻越大,路端電壓越大。 (

)(4)電源的電動(dòng)勢(shì)越大,路端電壓越大。 (

)(5)在閉合電路中,外電阻越大,電源的輸出功率越大。 (

)提示:(1)×

(2)×

(3)√

(4)×

(5)×【小題速診速糾】82.練一練(1)下列說法正確的是 (

)A.電源電動(dòng)勢(shì)等于路端電壓B.把電壓表直接和電源連接時(shí),電壓表的示數(shù)等于電源電動(dòng)勢(shì)C.閉合電路中的電流跟電源電動(dòng)勢(shì)成正比,跟整個(gè)電路的電阻成反比D.若外電壓減小,內(nèi)電阻不變,內(nèi)電壓也就不變,電源電動(dòng)勢(shì)必然減小2.練一練9【解析】選C。由閉合電路歐姆定律知E=U外+U內(nèi),A錯(cuò)誤;當(dāng)電壓表直接和電源連接時(shí),電壓表不能視為理想電表,電路中有微小電流,內(nèi)電路有一定的電勢(shì)降落,B錯(cuò)誤;由閉合電路歐姆定律I=可知,電流跟電源電動(dòng)勢(shì)成正比,跟整個(gè)電路的電阻成反比,C正確;若外電壓減小,內(nèi)電阻不變,內(nèi)電壓將增大,電源電動(dòng)勢(shì)保持不變,D錯(cuò)誤。【解析】選C。由閉合電路歐姆定律知E=U外+U內(nèi),A錯(cuò)誤;當(dāng)10

(2)(多選)如圖所示,當(dāng)可變電阻R=2Ω時(shí),理想電壓表的示數(shù)U=4V,已知電源的電動(dòng)勢(shì)E=6V,則 (

)A.此時(shí)理想電流表的示數(shù)是2AB.此時(shí)理想電流表的示數(shù)是3AC.電源的內(nèi)阻是1ΩD.電源的內(nèi)阻是2Ω(2)(多選)如圖所示,當(dāng)可變電阻R=2Ω時(shí),理想電壓表11【解析】選A、C。題圖所示電壓表測(cè)量的是路端電壓,電流表測(cè)的是通過可變電阻R的電流,由部分電路歐姆定律有I=,得I=2A,再由閉合電路歐姆定律有E=U+Ir,將I=2A、U=4V、E=6V代入可得r=1Ω,故選項(xiàng)A、C正確,選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤?！窘馕觥窟xA、C。題圖所示電壓表測(cè)量的是路端電壓,電流表測(cè)12考點(diǎn)1電路的動(dòng)態(tài)分析(d)【要點(diǎn)融會(huì)貫通】1.程序法:關(guān)鍵能力·層級(jí)突破考點(diǎn)1電路的動(dòng)態(tài)分析(d)關(guān)鍵能力·層級(jí)突破132.“串反并同”結(jié)論法:(1)所謂“串反”,即某一電阻增大時(shí),與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小,反之則增大。(2)所謂“并同”,即某一電阻增大時(shí),與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大,反之則減小。即:2.“串反并同”結(jié)論法:143.極限法:因變阻器滑片滑動(dòng)引起電路變化的問題,可將變阻器的滑片分別滑至兩個(gè)極端,讓電阻最大或電阻為零去討論。3.極限法:因變阻器滑片滑動(dòng)引起電路變化的問題,可將變阻器的15【典例考題研析】【典例1】在如圖所示的電路中,R1、R2是定值電阻,當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片向上移動(dòng)時(shí) (

)A.電壓表示數(shù)變大,電流表示數(shù)變小B.電壓表示數(shù)變小,電流表示數(shù)變大C.電壓表示數(shù)變大,電流表示數(shù)變大D.電壓表示數(shù)變小,電流表示數(shù)變小【典例考題研析】16【解析】選B。根據(jù)題意,由題圖可知,電流表與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)而電壓表與滑動(dòng)變阻器并聯(lián),當(dāng)向上移動(dòng)滑片時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變小,再根據(jù)結(jié)論“串反并同”,可知電流表示數(shù)變大而電壓表示數(shù)變小,則B正確,A、C、D錯(cuò)誤。【解析】選B。根據(jù)題意,由題圖可知,電流表與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)17【精練題組通關(guān)】1.如圖甲所示,電路中的電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r。其中L1、L2和L3為小燈泡,V1和V2為電壓表,R為光敏電阻,其在不同光照下(光照強(qiáng)度單位為坎德拉,cd)的伏安特性曲線如圖乙所示。閉合開關(guān)S,當(dāng)照在光敏電阻上的光照增強(qiáng)時(shí),下列說法正確的是 (

)【精練題組通關(guān)】18A.小燈泡L1、L3變亮,L2變暗B.小燈泡L3變暗,L1、L2變亮C.電壓表V1示數(shù)變化量比電壓表V2小D.電壓表V2示數(shù)變小A.小燈泡L1、L3變亮,L2變暗19【解析】選B。由I-U圖線可知,當(dāng)光照變強(qiáng)時(shí),光敏電阻阻值減小,總電阻減小?？傠娏髟龃?路端電壓U減小。干路電流增大,則L2變亮,U2讀數(shù)變大;與光敏電阻串聯(lián)的的燈泡L1電流增大,變亮。與光敏電阻并聯(lián)的燈泡L3電壓U3=U-U2減小,L3變暗。路端電壓U=U1+U2減小,故U1的變化量大于U2的變化量。故B正確,A、C、D錯(cuò)誤;故選B?！窘馕觥窟xB。由I-U圖線可知,當(dāng)光照變強(qiáng)時(shí),光敏電阻阻值202.(2020·衢州模擬)如圖所示,電源電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r一定,R1、R2是定值電阻,R3是光敏電阻(光敏電阻阻值隨光照強(qiáng)度的增大而減小)。閉合開關(guān),當(dāng)照射到R3的光照強(qiáng)度變化時(shí),R2功率變大,以下判斷正確的是 (

)A.電流表示數(shù)一定變小B.電壓表示數(shù)一定變大C.R3的功率一定變大D.照射到R3的光照強(qiáng)度一定增加2.(2020·衢州模擬)如圖所示,電源電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r一定21【解析】選D。由于R2功率變大,根據(jù)P=I2R可知R2的電流增大,根據(jù)“串反并同”可得R3的阻值減小,照射到R3的光照強(qiáng)度一定增加,電路總電阻減小,電路總電流增大,電源內(nèi)電壓增大,路端電壓減小,所以電壓表示數(shù)減小,電流表示數(shù)增大,故A、B錯(cuò)誤,D正確;R3的阻值減小,通過R3的電流增大,根據(jù)P=I2R可知,R3的功率變化情況無法確定,故C錯(cuò)誤。【解析】選D。由于R2功率變大,根據(jù)P=I2R可知R2的電流22考點(diǎn)2電源的功率和效率問題(c)【要點(diǎn)融會(huì)貫通】1.電源的總功率:(1)任意電路:P總=EI=U外I+U內(nèi)I=P出+P內(nèi)。(2)純電阻電路:P總=I2(R+r)=

。2.電源內(nèi)部消耗的功率:P內(nèi)=I2r=U內(nèi)I=P總-P出。3.電源的輸出功率:(1)任意電路:P出=UI=EI-I2r=P總-P內(nèi)。(2)純電阻電路:P出=

考點(diǎn)2電源的功率和效率問題(c)23輸出功率隨R的變化關(guān)系:①當(dāng)R=r時(shí),電源的輸出功率最大,為Pm=

;②當(dāng)R>r時(shí),隨著R的增大輸出功率越來越小;③當(dāng)R<r時(shí),隨著R的增大輸出功率越來越大;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R1R2=r2;⑤P出與R的關(guān)系如圖所示。輸出功率隨R的變化關(guān)系:244.電源的效率:(1)任意電路:η=

×100%=

×100%。(2)純電阻電路:η=

×100%=

×100%。在純電阻電路中R越大,η越大;當(dāng)R=r時(shí),電源有最大輸出功率,電源的效率僅為50%。4.電源的效率:25【典例考題研析】【典例2】直流電路如圖所示,在滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)時(shí),電源的(

)A.總功率一定增大B.效率一定減小C.內(nèi)部損耗功率一定減小D.輸出功率一定先增大后減小【典例考題研析】26【解題思路】解答本題注意以下三點(diǎn):關(guān)鍵點(diǎn)(1)滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)時(shí),接入電路的電阻將變大。(2)根據(jù)公式來判斷電源的效率變化。(3)當(dāng)R外=r時(shí),電源的輸出功率最大,且最大值為。【解題思路】解答本題注意以下三點(diǎn):關(guān)鍵點(diǎn)(1)滑動(dòng)變阻器的滑27【解析】選C?；琍向右移動(dòng)時(shí)外電路電阻R外增大,由閉合電路歐姆定律知總電流減小,由P總=EI可得P總減小,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;根據(jù)可知選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由P內(nèi)=I2r可知,選項(xiàng)C正確;由P輸-R外圖象,因不知道R外的初始值與r的關(guān)系,所以無法判斷P輸?shù)淖兓闆r,選項(xiàng)D錯(cuò)誤?！窘馕觥窟xC。28【精練題組通關(guān)】1.有一個(gè)電動(dòng)勢(shì)為3V、內(nèi)阻為1Ω的電源。下列電阻與其連接后,使電阻的功率大于2W,且使該電源的效率大于50%的是 (

)A.0.5Ω

B.1ΩC.1.5Ω D.2Ω【解析】選C。由閉合電路歐姆定律得I=,電源效率η=電阻的功率P=I2R。將四個(gè)選項(xiàng)代入分析得,只有C符合題目要求,故C正確?！揪氼}組通關(guān)】292.(多選)(2020·紹興模擬)某同學(xué)在研究微型直流電動(dòng)機(jī)的性能時(shí),采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路。閉合開關(guān),并調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R的阻值,使電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng),此時(shí)電流表和電壓表的示數(shù)分別為I1和U1。重新調(diào)節(jié)R的阻值,使電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn),此時(shí)電流表和電壓表的示數(shù)分別為I2和U2。則 (

)A.這臺(tái)電動(dòng)機(jī)的線圈電阻為

B.這臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)線圈的發(fā)熱功率為U1I1C.這臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的輸出功率為U2I2-

D.這個(gè)電源的內(nèi)阻為2.(多選)(2020·紹興模擬)某同學(xué)在研30【解析】選A、C。電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)滿足歐姆定律,電動(dòng)機(jī)的線圈電阻r0=,故A對(duì);電動(dòng)機(jī)正常轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的發(fā)熱功率為P1=r0=,故B錯(cuò);這臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)輸入功率為P2=U2I2,所以輸出功率為P3=P2-P1=U2I2-,故C對(duì);若滑動(dòng)變阻器的阻值R恒定不變,則根據(jù)閉合電路歐姆定律可知:E=U1+I1(r+R),E=U2+I2(r+R),解得:r+R=,由于滑動(dòng)變阻器的阻值變化,且不知道具體變化多少,所以電源內(nèi)阻無法求出,故D錯(cuò)。【解析】選A、C。電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)滿足歐姆定律,電動(dòng)機(jī)的線圈31【加固訓(xùn)練】如圖所示,電源的電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r,定值電阻R的阻值也為r,滑動(dòng)變阻器的最大阻值是2r。當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P由a端向b端滑動(dòng)過程中,下列說法中正確的是 (

)A.電壓表的示數(shù)變大B.電流表的示數(shù)變小C.滑動(dòng)變阻器消耗的功率變小D.定值電阻R消耗的功率先變大后變小【加固訓(xùn)練】32【解析】選C。等效電路圖如圖所示。滑片從a端滑向b端,其接入電路的阻值RPb減小,由“串反并同”原則有:電壓表示數(shù)減小,電流表示數(shù)增大,電阻R消耗的功率增大,A、B、D錯(cuò)誤;把電阻R當(dāng)作電源內(nèi)電阻(等效電源),則R內(nèi)=2r,RPb減小,且RPb<2r,等效電源的輸出功率減小,即滑動(dòng)變阻器的功率減小,C正確?！窘馕觥窟xC。等效電路圖如圖所示?；瑥腶端滑向b端,其接33考點(diǎn)3電源的U-I圖象的應(yīng)用(c)【要點(diǎn)融會(huì)貫通】1.電源的U-I圖象的特點(diǎn):(1)根據(jù)U=E-Ir可知,電源的U-I圖象是一條傾斜的直線。(2)直線斜率的絕對(duì)值表示電源的內(nèi)阻r,直線與縱軸的截距表示電源的電動(dòng)勢(shì)E。(3)直線上任意一點(diǎn)A與原點(diǎn)O的連線的斜率表示對(duì)應(yīng)的外電路電阻R。(4)圖線上每一點(diǎn)的橫、縱坐標(biāo)的乘積為對(duì)應(yīng)情況下電源的輸出功率?？键c(diǎn)3電源的U-I圖象的應(yīng)用(c)342.注意縱軸不從零開始的情況,圖線與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)小于短路電流,但直線斜率的絕對(duì)值仍等于電源的內(nèi)阻。2.注意縱軸不從零開始的情況,圖線與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)小于短路35【典例考題研析】【典例3】如圖所示,圖中直線①表示某電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖線,圖中曲線②表示該電源的輸出功率與電流的關(guān)系圖線,則下列說法不正確的是 (

)A.電源的電動(dòng)勢(shì)為50VB.電源的內(nèi)阻為

ΩC.電流為2.5A時(shí),外電路的電阻為15ΩD.輸出功率為120W時(shí),輸出電壓是30V【典例考題研析】36【解析】選B。電源的路端電壓和電流的關(guān)系為:U=E-Ir,顯然直線①的斜率的絕對(duì)值等于r,縱軸的截距為電源的電動(dòng)勢(shì),從題圖中看出E=50V,r=Ω=5Ω,A正確,B錯(cuò)誤;當(dāng)電流為I1=2.5A時(shí),由回路中電流I1=,解得外電路的電阻R外=15Ω,C正確;當(dāng)輸出功率為120W時(shí),由題圖中P-I關(guān)系圖線看出對(duì)應(yīng)干路電流為4A,再從U-I圖線讀取對(duì)應(yīng)的輸出電壓為30V,D正確?！窘馕觥窟xB。電源的路端電壓和電流的關(guān)系為:U=E-Ir,顯37【精練題組通關(guān)】1.如圖所示為某一電源的U-I圖線,由圖可知 (

)A.電源電動(dòng)勢(shì)為2VB.電源內(nèi)電阻為

ΩC.電源短路時(shí)電流為6AD.電路路端電壓為1V時(shí),電路中電流為2.5A【精練題組通關(guān)】38【解析】選A。I=0時(shí),E=U=2V,A對(duì);r=Ω=0.2Ω,B錯(cuò);I短=A=10A,C錯(cuò);U=1V時(shí),I=A=5A,D錯(cuò)誤。【解析】選A。I=0時(shí),E=U=2V,A對(duì);r=392.如圖所示,直線Ⅰ、Ⅱ分別是電源1與電源2的路端電壓隨輸出電流變化的特性圖線,曲線Ⅲ是一個(gè)小燈泡的伏安特性曲線,如果把該小燈泡分別與電源1、電源2單獨(dú)連接,則下列說法錯(cuò)誤的是 (

)A.電源1與電源2的內(nèi)阻之比是11∶7B.電源1與電源2的電動(dòng)勢(shì)之比是1∶1C.在這兩種連接狀態(tài)下,小燈泡消耗的功率之比是1∶2D.在這兩種連接狀態(tài)下,小燈泡的電阻之比是1∶22.如圖所示,直線Ⅰ、Ⅱ分別是電源1與40【解析】選D。在U-I圖象中,圖線Ⅰ、Ⅱ斜率的絕對(duì)值代表電源的內(nèi)阻,r1=,則r1∶r2=11∶7,選項(xiàng)A正確;圖線與縱軸的交點(diǎn)表示電源電動(dòng)勢(shì),則E1=E2=10V,選項(xiàng)B正確;小燈泡在第一種連接狀態(tài)下消耗的功率為P1=U1I1=15W,小燈泡的電阻R1=Ω;小燈泡在第二種連接狀態(tài)下消耗的功率為P2=U2I2=30W,小燈泡的電阻R2=Ω,選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤?！窘馕觥窟xD。在U-I圖象中,圖線Ⅰ、Ⅱ斜率的絕對(duì)值代表電源413.(2020·嘉興模擬)如圖所示,直線A是電源的路端電壓和電流的關(guān)系圖線,直線B、C分別是電阻R1、R2的兩端電壓與電流的關(guān)系圖線,若將這兩個(gè)電阻分別接到該電源上,則 (

)A.R1接在電源上時(shí),電源的效率高B.R2接在電源上時(shí),電源的效率高C.R2接在電源上時(shí),電源的輸出功率小D.電源的輸出功率一樣大3.(2020·嘉興模擬)如圖所示,直線A是電源的路端電壓和42【解析】選A。電源的效率η=×100%,當(dāng)R1與R2分別接到電源上時(shí),UR1>UR2,故R1接在電源上時(shí),電源的效率高,A正確,B錯(cuò)誤;由題圖可知,R2與電源的內(nèi)阻相等,R1>R2,所以R2接在電源上時(shí),電源的輸出功率大,C、D錯(cuò)誤?！窘馕觥窟xA。電源的效率η=43【資源平臺(tái)】備選角度:含容電路的綜合問題【典例】如圖所示,R1為滑動(dòng)變阻器,R2=R3=R,電鍵S閉合時(shí),間距為d的平行板電容器C的正中間有一質(zhì)量為m、電荷量為q的小球恰好處于靜止?fàn)顟B(tài);當(dāng)R1的滑片P向左移動(dòng)時(shí),則小球的運(yùn)動(dòng)情況為 (

)A.不動(dòng) B.向上運(yùn)動(dòng)C.向下運(yùn)動(dòng) D.不能確定【資源平臺(tái)】備選角度:含容電路的綜合問題44【規(guī)范解答】選C。P左移時(shí),電路的總電阻變大,電流減小,R3兩端電壓減小,則電容器兩端的電壓也減小,勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)減小,小球受到的電場(chǎng)力減小,所以小球所受的合力向下,故選C?！疽?guī)范解答】選C。P左移時(shí),電路的總電阻變大,電流減小,R345課時(shí)提升作業(yè)二十二電路電路的基本規(guī)律(建議用時(shí)40分鐘)【基礎(chǔ)練】1.(2019·江蘇高考)如圖所示的電路中,電阻R=2Ω。斷開S后,電壓表的讀數(shù)為3V;閉合S后,電壓表的讀數(shù)為2V,則電源的內(nèi)阻r為 (

)A.1Ω B.2Ω C.3Ω D.4Ω【解析】選A。根據(jù)閉合電路歐姆定律U外=E-Ir和I=,可得E=3V,r=1Ω,故選項(xiàng)A正確,B、C、D錯(cuò)誤。課時(shí)提升作業(yè)二十二電路電路的基本規(guī)律462.電流表G的內(nèi)阻為Rg,用它測(cè)量電壓時(shí),量程為U;用它改裝成的大量程電流表的內(nèi)阻是RA,量程為I,這幾個(gè)量的關(guān)系式正確的是 (

)A.RA>Rg

>Rg

B.RA>Rg>

C.RA<Rg

<Rg D.RA<Rg=

【解析】選C。因電流表改裝成的大量程電流表需并聯(lián)分流電阻,所以RA<Rg,故A、B錯(cuò)誤;因RA=<Rg,故C正確,D錯(cuò)誤。2.電流表G的內(nèi)阻為Rg,用它測(cè)量電壓時(shí),量程為U;用它改裝473.(2020·嘉興模擬)家電待機(jī)耗電問題常常被市民所忽略。某電力公司曾舉辦“計(jì)量日進(jìn)您家”活動(dòng),免費(fèi)上門為市民做家庭用電耗能診斷分析。在上門實(shí)測(cè)過程中,技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)電視機(jī)待機(jī)一天的耗電量在0.2度左右,小小機(jī)頂盒待機(jī)一天的耗電量更是高達(dá)0.4度。據(jù)最新統(tǒng)計(jì),溫州市的常住人口約1000萬人,參考如表數(shù)據(jù),估算每年溫州市家庭用電器待機(jī)耗電量約為 (

)A.4×105度 B.4×107度C.4×109度 D.4×1011度家庭常用電器電視機(jī)洗衣機(jī)空調(diào)電腦戶均數(shù)量(臺(tái))2121電器待機(jī)功耗(W/臺(tái))102040403.(2020·嘉興模擬)家電待機(jī)耗電問題常常被市民所忽略。48【解析】選C。溫州市的常住人口約1000萬人,平均每戶的人口按3人計(jì)算,溫州大約330萬戶家庭,一個(gè)家庭中用電器的待機(jī)功率:2×10W+1×20W+2×40W+1×40W=160W;所有用電器待機(jī)的總功為:W=NPt=330×104×0.16kW×(360×24h)=456192×104kW·h≈4.6×109度;則C正確,A、B、D錯(cuò)誤?！窘馕觥窟xC。溫州市的常住人口約1000萬人,平均每戶的人494.(2019·浙江4月選考真題)電動(dòng)機(jī)與小電珠串聯(lián)接入電路,電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí),小電珠的電阻為R1,兩端電壓為U1,流過的電流為I1;電動(dòng)機(jī)的內(nèi)電阻為R2,兩端電壓為U2,流過的電流為I2。則 (

)【解析】選D。因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)和小電珠串聯(lián),所以I1=I2,A錯(cuò)誤;小電珠為純電阻用電器,則U1I1=R1,即U1=I1R1,電動(dòng)機(jī)為非純電阻用電器,則U2I2=R2+P動(dòng),即U2I2>R2,即U2>I2R2,綜上所述,故D正確。4.(2019·浙江4月選考真題)電動(dòng)機(jī)與小電珠串聯(lián)接入電路505.(多選)如圖所示,R1為定值電阻,R2為可變電阻,E為電源電動(dòng)勢(shì),r為電源內(nèi)阻,以下說法正確的是 (

)A.當(dāng)R2=R1+r時(shí),R2上獲得功率最大B.當(dāng)R1=R2+r時(shí),R1上獲得功率最大C.當(dāng)R2=0時(shí),R1上獲得功率最大D.當(dāng)R2=0時(shí),電源的輸出功率最大5.(多選)如圖所示,R1為定值電阻,R2為可變電阻,E為電51題圖所示電壓表測(cè)量的是路端電壓,電流表測(cè)(3)如果把R2換成一個(gè)可變電阻,其阻值可以在0～10Ω范圍變化,求開關(guān)閉合并且電路穩(wěn)定時(shí),R2消耗的最大電功率。為3V;閉合S后,電壓表的讀數(shù)為2V,則電源的內(nèi)阻r為 ()關(guān)系圖線,直線B、C分別是電阻R1、R2的兩端電壓與電流的關(guān)Q1與Q2的比值為 ()電器,則U1I1=R1,即U1=I1R1,電動(dòng)機(jī)為非純電阻用電器,則U2I2=R2+P動(dòng),(2)電源內(nèi)部損耗功率:P內(nèi)=___。(2020·麗水模擬)如圖所示電路,電源內(nèi)阻不可忽略,電表均為理想電表。的輸出功率是最大的,由題圖可知電源輸出功率最大值為4W,所以A錯(cuò)誤、C正電源的電動(dòng)勢(shì)為50V電流表和電壓表的示數(shù)分別為I2和U2。(3)閉合電路中外電阻越大,路端電壓越大。①純電阻電路:I=______;電容器兩端的電壓為10V,所以ΔU=4V,流過R1的總電荷量為(2)所謂“并同”,即某一電阻增大時(shí),與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、4×107度C.討論R2消耗功率時(shí),把R1看成電源內(nèi)阻,當(dāng)R2=R1+r時(shí),R2消耗功率最大,A對(duì);R1為定值電阻,通過電流越大,消耗功率越大,因此R2=0時(shí),R1獲得功率最大,B錯(cuò),C對(duì);因?yàn)镽1與r的大小未知,無法判斷R2為多少時(shí),電源輸出功率最大,D錯(cuò)。電流表和電壓表的示數(shù)分別為I2和U2。知電流表示數(shù)減小,則A正確,B、C、D錯(cuò)誤。直接和電源連接時(shí),電壓表不能視為理想電表,電路中有微小電內(nèi)阻:電源內(nèi)部也是由導(dǎo)體組成的,也有電阻r,電阻r叫作電源的_____,它是外功率相等,由于內(nèi)、外電路的電流是相等的,所以此時(shí)電源的內(nèi)阻和外電路(1)電源的總功率:P總=___。因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)和小電珠串聯(lián),所以I1=I2,A錯(cuò)誤;小電珠為純電阻用電壓表V1示數(shù)變化量比電壓表V2小【解析】選A、C。討論R2消耗功率時(shí),把R1看成電源內(nèi)阻,當(dāng)R2=R1+r時(shí),R2消耗功率最大,A對(duì);R1為定值電阻,通過電流越大,消耗功率越大,因此R2=0時(shí),R1獲得功率最大,B錯(cuò),C對(duì);因?yàn)镽1與r的大小未知,無法判斷R2為多少時(shí),電源輸出功率最大,D錯(cuò)。題圖所示電壓表測(cè)量的是路端電壓,電流表測(cè)【解析】選A、C。討52【總結(jié)提升】解決含電容器的直流電路問題的一般方法(1)通過初末兩個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)來了解中間不穩(wěn)定的變化過程。(2)只有當(dāng)電容器充、放電時(shí),電容器支路中才會(huì)有電流,當(dāng)電路穩(wěn)定時(shí),電容器對(duì)電路的作用是斷路。(3)電路穩(wěn)定時(shí),與電容器串聯(lián)的電阻為等勢(shì)體,電容器的電壓為與之并聯(lián)的電阻兩端的電壓。(4)在計(jì)算電容器的帶電荷量變化時(shí),如果變化前后極板帶電的電性相同,那么通過所連導(dǎo)線的電荷量等于始末狀態(tài)電容器帶電荷量之差;如果變化前后極板帶電的電性相反,那么通過所連導(dǎo)線的電荷量等于始末狀態(tài)電容器帶電荷量之和。【總結(jié)提升】解決含電容器的直流電路問題的一般方法53為,根據(jù)Q=UC,所以Q1與Q2的比值為,故選項(xiàng)C正確。(1)根據(jù)U=E-Ir可知,電源的U-I圖象是一條傾斜的直線。為,根據(jù)Q=UC,所以Q1與Q2的比值為,故選項(xiàng)C正確。這臺(tái)電動(dòng)機(jī)的線圈電阻為提示:接入的用電器越多,并聯(lián)支路越多,外電路并聯(lián)后的總電阻越小,內(nèi)外電(2019·江蘇高考)如圖所示的電路中,電阻R=2Ω。直接和電源連接時(shí),電壓表不能視為理想電表,電路中有微小電(多選)(2020·紹興模擬)某同學(xué)在研電流表和電壓表的示數(shù)分別為I2和U2。⑤P出與R的關(guān)系如圖所示。U-I圖線的斜率表示電源的內(nèi)阻,則r=Ω=1Ω,B錯(cuò)誤;U軸的電電容器兩端的電壓為10V,所以ΔU=4V,流過R1的總電荷量為U=4V,已知電源的電動(dòng)勢(shì)E=6V,則 ()如圖所示,R1、R2、R3、R4均為可變電阻,C1、C2均為電容器,電源的電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻r≠0。內(nèi)阻:電源內(nèi)部也是由導(dǎo)體組成的,也有電阻r,電阻r叫作電源的_____,它是錯(cuò)誤;電源的效率η=×100%=×100%=×100%=×100%(3)直線上任意一點(diǎn)A與原點(diǎn)O的連線的斜率表示對(duì)應(yīng)的外電路電阻R。線①的斜率的絕對(duì)值等于r,縱軸的截距為電源的電動(dòng)勢(shì),從題中,化學(xué)反應(yīng)層中的非靜電力把正電荷由負(fù)極(電勢(shì)低)移到正極(電勢(shì)高)。閉合開關(guān)S,電流再次穩(wěn)定后,可等效為圖乙所示電路,同理可知,C兩端的電壓(3)直線上任意一點(diǎn)A與原點(diǎn)O的連線的斜率表示對(duì)應(yīng)的外電路電阻R。電壓表示數(shù)變小,電流表示數(shù)變大光照增強(qiáng)時(shí),下列說法正確的是 ()中,化學(xué)反應(yīng)層中的非靜電力把正電荷由負(fù)極(電勢(shì)低)移到正極(電勢(shì)高)。(3)閉合電路中外電阻越大,路端電壓越大。6.阻值相等的四個(gè)電阻、電容器C及電池E(內(nèi)阻可忽略)連接成如圖所示電路。開關(guān)S斷開且電流穩(wěn)定時(shí),C所帶的電荷量為Q1;閉合開關(guān)S,電流再次穩(wěn)定后,C所帶的電荷量為Q2。Q1與Q2的比值為 (

)為,根據(jù)Q=UC,所以Q1與Q2的比值為54【解析】選C。由于電池的內(nèi)阻可以忽略,所以路端電壓U不變。當(dāng)開關(guān)S斷開且電流穩(wěn)定時(shí),可等效為圖甲所示電路,所以C兩端的電壓與其并聯(lián)的電阻兩端的電壓相等,根據(jù)串并聯(lián)電路中電壓的分配關(guān)系可知,電容器兩端的電壓為;閉合開關(guān)S,電流再次穩(wěn)定后,可等效為圖乙所示電路,同理可知,C兩端的電壓為,根據(jù)Q=UC,所以Q1與Q2的比值為,故選項(xiàng)C正確?！窘馕觥窟xC。由于電池的內(nèi)阻可以忽略,所以路端電壓U不變。當(dāng)55【加固訓(xùn)練】如圖所示,R1、R2、R3、R4均為可變電阻,C1、C2均為電容器,電源的電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻r≠0。若改變四個(gè)電阻中的一個(gè)阻值,則 (

)A.減小R1,C1、C2所帶的電量都增加B.增大R2,C1、C2所帶的電量都減小C.增大R3,C1、C2所帶的電量都增加D.減小R4,C1、C2所帶的電量都增加【加固訓(xùn)練】56【解析】選D。R1上沒有電流流過,R1是等勢(shì)體,故減小R1,C1兩端電壓不變,C2兩端電壓不變,C1、C2所帶的電量都不變,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;增大R2,C1、C2兩端電壓都增大,C1、C2所帶的電量都增加,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;增大R3,C1兩端電壓減小,C2兩端電壓增大,C1所帶的電量減小,C2所帶的電量增加,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;減小R4,C1、C2兩端電壓都增大,C1、C2所帶的電量都增加,選項(xiàng)D正確?！窘馕觥窟xD。R1上沒有電流流過,R1是等勢(shì)體,故減小R1,577.(2020·麗水模擬)如圖所示電路,電源內(nèi)阻不可忽略,電表均為理想電表。開關(guān)S閉合后,在變阻器R0的滑片向下滑動(dòng)的過程中 (

)A.電壓表與電流表的示數(shù)都減小B.電壓表與電流表的示數(shù)都增大C.電壓表的示數(shù)增大,電流表的示數(shù)減小D.電壓表的示數(shù)減小,電流表的示數(shù)增大7.(2020·麗水模擬)如圖所示電路,電源內(nèi)阻不可忽略,電58【解析】選A。由變阻器R0的滑片向下滑動(dòng)可知,R0接入電路的有效電阻減小,R外減小,由I=可知I增大,由U內(nèi)=Ir可知U內(nèi)增大,由E=U內(nèi)+U外可知U外減小,故電壓表示數(shù)減小。由U1=IR1可知U1增大,由U外=U1+U2可知U2減小,由I2=可知電流表示數(shù)減小,則A正確,B、C、D錯(cuò)誤。【解析】選A。由變阻器R0的滑片向下滑動(dòng)可知,R0接入電路的598.用如圖甲所示的電路來測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)作出如圖乙所示的U-I圖線,由圖可知下列判斷正確的是 (

)A.電源電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值為1.40VB.電源內(nèi)阻的測(cè)量值為3.50ΩC.外電路發(fā)生短路時(shí)的電流為0.40AD.電壓表的示數(shù)為1.20V時(shí),電流表的示數(shù)為0.30A8.用如圖甲所示的電路來測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)60【解析】選A。由閉合電路的歐姆定律U=E-Ir可知,當(dāng)I=0時(shí),U=E,故A正確;U-I圖線的斜率表示電源的內(nèi)阻,則r=Ω=1Ω,B錯(cuò)誤;U軸的電壓刻度不是從零開始的,U-I圖線的橫截距不表示U=0時(shí)的短路電流,而是表示路端電壓為1.00V時(shí)的干路電流,C錯(cuò)誤;由題圖乙可知,,所以I′=0.20A,故D錯(cuò)誤?！窘馕觥窟xA。由閉合電路的歐姆定律U=E-Ir可知,當(dāng)I=061【提升練】9.如圖所示,曲線C1、C2分別是純電阻電路中,內(nèi)、外電路消耗的電功率隨電流變化的圖線。由該圖可知下列說法中正確的是 (

)A.兩條圖線的交點(diǎn)表示內(nèi)、外電路消耗的總功率為4WB.電源的內(nèi)電阻為2ΩC.電源輸出功率最大值為4WD.電源的效率最大可達(dá)50%【提升練】62【解析】選C。根據(jù)題圖可以知道,曲線C1、C2的交點(diǎn)的位置,此時(shí)電路的內(nèi)、外功率相等,由于內(nèi)、外電路的電流是相等的,所以此時(shí)電源的內(nèi)阻和外電路總電阻大小是相等的,內(nèi)、外電路消耗的功率相等,總功率為8W,即此時(shí)電源的輸出功率是最大的,由題圖可知電源輸出功率最大值為4W,所以A錯(cuò)誤、C正確;根據(jù)P=I2R=I2r可知,當(dāng)輸出功率最大時(shí),P=4W,I=2A,所以R=r=1Ω,所以B錯(cuò)誤;電源的效率η=×100%=×100%=×100%=×100%=×100%,R越大,效率越大,只有當(dāng)r=R時(shí),電源的效率才是50%,但不是效率的最大值,選項(xiàng)D錯(cuò)誤?！窘馕觥窟xC。根據(jù)題圖可以知道,曲線C1、C2的交點(diǎn)的位置,6310.(2020·舟山模擬)如圖所示,電源的電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r,與定值電阻R1、R2及滑動(dòng)變阻器R連接,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片由中點(diǎn)滑向b端時(shí),下列說法正確的是 (

)A.電壓表讀數(shù)增大、電流表讀數(shù)減小B.電壓表讀數(shù)減小、電流表讀數(shù)增大C.R1的電功率減小D.電源的輸出功率增大10.(2020·舟山模擬)如圖所示,電源的電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻64【解析】選C。當(dāng)滑片由中點(diǎn)向b端滑動(dòng)時(shí),R接入電路中的電阻增大,電路中的總電阻增大,由閉合電路的歐姆定律可知電路中總電流減小,所以定值電阻R1的電功率減小,選項(xiàng)C正確;電路中總電流減小,由U=E-Ir可知路端電壓增大,即電壓表示數(shù)增大;因路端電壓增大,R1兩端的電壓減小,故并聯(lián)部分電壓增大,由歐姆定律可知電流表示數(shù)增大,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;因不知內(nèi)、外電阻的大小,所以不能確定電源的輸出功率如何變化,選項(xiàng)D錯(cuò)誤?！窘馕觥窟xC。當(dāng)滑片由中點(diǎn)向b端滑動(dòng)時(shí),R接入電路中的電阻增6511.如圖所示,E=8V,r=2Ω,R1=8Ω,R2為變阻器接入電路中的有效阻值,問:

(1)要使變阻器獲得的電功率最大,則R2的取值應(yīng)是多大?這時(shí)R2的功率是多大?(2)要使R1得到的電功率最大,則R2的取值應(yīng)是多大?R1的最大功率是多少?這時(shí)電源的效率是多大?(3)調(diào)節(jié)R2的阻值,能否使電源以最大的功率

輸出?為什么?11.如圖所示,E=8V,r=2Ω,R1=8Ω,R2為66【解析】(1)將R1和電源等效為一新電源,則新電源的電動(dòng)勢(shì)E′=E=8V,內(nèi)阻r′=r+R1=10Ω,且為定值。利用電源的輸出功率隨外電阻變化的結(jié)論知,當(dāng)R2=r′=10Ω時(shí),R2有最大功率,即P2max=W=1.6W。(2)因R1是定值電阻,所以流過R1的電流越大,R1的功率就越大。當(dāng)R2=0時(shí),電路中有最大電流,即Imax==0.8A,R1的最大功率P1max=R1=5.12W,這時(shí)電源的效率η=×100%=80%。(3)不能。因?yàn)榧词筊2=0,外電阻R1也大于r,不可能有的最大輸出功率。答案:(1)10Ω

1.6W

(2)0

5.12W

80%

(3)不能理由見解析【解析】(1)將R1和電源等效為一新電源,則新電源的電動(dòng)勢(shì)E6712.在如圖甲所示的電路中,R1、R2均為定值電阻,且R1=100Ω,R2的阻值未知,R3是滑動(dòng)變阻器,在其滑片從最左端滑至最右端的過程中,測(cè)得電源的路端電壓U隨干路電流I的變化圖線如圖乙所示。其中圖線上的A、B兩點(diǎn)是滑動(dòng)變阻器的滑片在兩個(gè)不同端點(diǎn)時(shí)分別得到的。求:

12.在如圖甲所示的電路中,R1、R2均為定值電阻,且R1=68(1)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻;(2)定值電阻R2的值;(3)滑動(dòng)變阻器R3的最大值;(4)上述過程中R1上得到的最大功率以及電源的最大輸出功率。

(1)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻;69【解析】(1)由閉合電路歐姆定律U=E-Ir,將圖象中A、B兩點(diǎn)的電壓和電流代入,解得E=20V,r=20Ω。(2)當(dāng)R3的滑片滑到最右端時(shí),R3、R1均被短路,此時(shí)外電路電阻等于R2,且對(duì)應(yīng)于圖線上B點(diǎn),故由B點(diǎn)的U、I值可求出R2的阻值為R2=Ω=5Ω。(3)滑動(dòng)變阻器的滑片置于最左端時(shí),R3阻值最大。設(shè)此時(shí)外電路總電阻為R,由圖象中A點(diǎn)坐標(biāo)求出R=Ω=80Ω。又R=+R2,代入數(shù)據(jù)可解得R3=300Ω?！窘馕觥?1)由閉合電路歐姆定律U=E-Ir,將圖象中A、B70(4)R3調(diào)到最大值時(shí),R1、R3兩端的電壓達(dá)到最大值,R1消耗的功率也達(dá)到最大。由于此時(shí)對(duì)應(yīng)于圖象上A點(diǎn),故電路中總電流I=0.2A。R1兩端的最大電壓為=E-I(R2+r)=20V-0.2×(5+20)V=15V。R1消耗的最大功率為W=2.25W。R并==75Ω當(dāng)R3的滑片從最左端滑至最右端時(shí),外電路總電阻從大于電源內(nèi)阻r變至小于r,當(dāng)外電阻和內(nèi)電阻相等時(shí),電源輸出功率最大,其值為Pmax=W=5W。(4)R3調(diào)到最大值時(shí),R1、R3兩端的電壓達(dá)到最大值,R171答案:(1)20V

20Ω

(2)5Ω(3)300Ω

(4)2.25W

5W答案:(1)20V20Ω(2)5Ω72【加固訓(xùn)練】如圖所示,電源電動(dòng)勢(shì)E=10V,內(nèi)阻r=1Ω,R1=3Ω,R2=6Ω,C=30μF。(1)閉合開關(guān)S,求穩(wěn)定后通過R1的電流。(2)然后將開關(guān)S斷開,求電容器兩端的電壓變化量和流過R1的總電荷量。(3)如果把R2換成一個(gè)可變電阻,其阻值可以在0～10Ω范圍變化,求開關(guān)閉合并且電路穩(wěn)定時(shí),R2消耗的最大電功率?！炯庸逃?xùn)練】73【解析】(1)穩(wěn)定時(shí),電路中的電流I==1A。(2)S閉合,電路處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),電容器兩端的電壓U=IR2=1×6V=6V,斷開后,電容器兩端的電壓為10V,所以ΔU=4V,流過R1的總電荷量為ΔQ=ΔUC=1.2×10-4C。(3)=()2R2=可見當(dāng)R2=R1+r時(shí),R2消耗的功率最大,=6.25W。答案:(1)1A

(2)4V

1.2×10-4C(3)6.25W【解析】(1)穩(wěn)定時(shí),電路中的電流I==174第2講電路電路的基本規(guī)律第2講電路電路的基本規(guī)律75【知識(shí)梳理自查】一、電源1.電動(dòng)勢(shì):(1)電源:電源是通過非靜電力做功把_________的能轉(zhuǎn)化成_______的裝置。(2)電動(dòng)勢(shì):非靜電力搬運(yùn)電荷所做的功與搬運(yùn)的電荷量的比值,E=

,單位:V。___(3)電動(dòng)勢(shì)的物理含義:電動(dòng)勢(shì)表示電源把_________________________本領(lǐng)的大小,在數(shù)值上等于電源沒有接入電路時(shí)兩極間的電壓。2.內(nèi)阻:電源內(nèi)部也是由導(dǎo)體組成的,也有電阻r,電阻r叫作電源的_____,它是電源的另一重要參數(shù)。其他形式電勢(shì)能其他形式的能轉(zhuǎn)化成電勢(shì)能內(nèi)阻【知識(shí)梳理自查】其他形式電勢(shì)能其他形式的能轉(zhuǎn)化成電勢(shì)能內(nèi)阻76二、電路的基本規(guī)律1.閉合電路歐姆定律:(1)內(nèi)容:閉合電路中的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成_____,跟內(nèi)、外電阻之和成_____;(2)公式:①純電阻電路:I=______;②適用于任何電路表達(dá)式:E=U外+U內(nèi)或E=U外+___;③能量表達(dá)式:EI=UI+___。正比反比IrI2r二、電路的基本規(guī)律正比反比IrI2r77【情境轉(zhuǎn)換】如圖所示,試論述正電荷在內(nèi)外電路中的移動(dòng)及電動(dòng)勢(shì)的變化情況。提示:在外電路中,正電荷在恒定電場(chǎng)作用下由正極(電勢(shì)高)移向負(fù)極(電勢(shì)低);在電源中,化學(xué)反應(yīng)層中的非靜電力把正電荷由負(fù)極(電勢(shì)低)移到正極(電勢(shì)高)。非靜電力的做功本領(lǐng)越大,電動(dòng)勢(shì)就越大?！厩榫侈D(zhuǎn)換】782.路端電壓與電流的關(guān)系U=_____,U-I圖象如圖。(1)當(dāng)外電阻R增大時(shí),I減小,U_____。(2)當(dāng)外電路斷路時(shí),I=0,U=__。(3)當(dāng)外電路短路時(shí),I短=

,U=0。E-Ir增大E2.路端電壓與電流的關(guān)系E-Ir增大E79【情境轉(zhuǎn)換】如圖所示,傍晚用電多的時(shí)候,燈光發(fā)暗,而當(dāng)夜深人靜時(shí),燈光特別明亮。試解釋這種現(xiàn)象。提示:接入的用電器越多,并聯(lián)支路越多,外電路并聯(lián)后的總電阻越小,內(nèi)外電路的總電阻越小,由閉合電路的歐姆定律知總電流就越大,內(nèi)電壓變大,外電壓變小,從而用電器兩端的電壓變小,用電器實(shí)際功率變小,燈亮度變暗。

【情境轉(zhuǎn)換】803.電源的功率和效率:(1)電源的總功率:P總=___。(2)電源內(nèi)部損耗功率:P內(nèi)=___。(3)電源的輸出功率:P出=___。(4)電源的效率:η=

×100%=___×100%。EII2rUI3.電源的功率和效率:EII2rUI81【小題速診速糾】1.判一判(1)電動(dòng)勢(shì)等于電源的路端電壓。 (

)(2)閉合電路中,順著電流方向電勢(shì)總是降低的。 (

)(3)閉合電路中外電阻越大,路端電壓越大。 (

)(4)電源的電動(dòng)勢(shì)越大,路端電壓越大。 (

)(5)在閉合電路中,外電阻越大,電源的輸出功率越大。 (

)提示:(1)×

(2)×

(3)√

(4)×

(5)×【小題速診速糾】822.練一練(1)下列說法正確的是 (

)A.電源電動(dòng)勢(shì)等于路端電壓B.把電壓表直接和電源連接時(shí),電壓表的示數(shù)等于電源電動(dòng)勢(shì)C.閉合電路中的電流跟電源電動(dòng)勢(shì)成正比,跟整個(gè)電路的電阻成反比D.若外電壓減小,內(nèi)電阻不變,內(nèi)電壓也就不變,電源電動(dòng)勢(shì)必然減小2.練一練83【解析】選C。由閉合電路歐姆定律知E=U外+U內(nèi),A錯(cuò)誤;當(dāng)電壓表直接和電源連接時(shí),電壓表不能視為理想電表,電路中有微小電流,內(nèi)電路有一定的電勢(shì)降落,B錯(cuò)誤;由閉合電路歐姆定律I=可知,電流跟電源電動(dòng)勢(shì)成正比,跟整個(gè)電路的電阻成反比,C正確;若外電壓減小,內(nèi)電阻不變,內(nèi)電壓將增大,電源電動(dòng)勢(shì)保持不變,D錯(cuò)誤。【解析】選C。由閉合電路歐姆定律知E=U外+U內(nèi),A錯(cuò)誤;當(dāng)84

(2)(多選)如圖所示,當(dāng)可變電阻R=2Ω時(shí),理想電壓表的示數(shù)U=4V,已知電源的電動(dòng)勢(shì)E=6V,則 (

)A.此時(shí)理想電流表的示數(shù)是2AB.此時(shí)理想電流表的示數(shù)是3AC.電源的內(nèi)阻是1ΩD.電源的內(nèi)阻是2Ω(2)(多選)如圖所示,當(dāng)可變電阻R=2Ω時(shí),理想電壓表85【解析】選A、C。題圖所示電壓表測(cè)量的是路端電壓,電流表測(cè)的是通過可變電阻R的電流,由部分電路歐姆定律有I=,得I=2A,再由閉合電路歐姆定律有E=U+Ir,將I=2A、U=4V、E=6V代入可得r=1Ω,故選項(xiàng)A、C正確,選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤?！窘馕觥窟xA、C。題圖所示電壓表測(cè)量的是路端電壓,電流表測(cè)86考點(diǎn)1電路的動(dòng)態(tài)分析(d)【要點(diǎn)融會(huì)貫通】1.程序法:關(guān)鍵能力·層級(jí)突破考點(diǎn)1電路的動(dòng)態(tài)分析(d)關(guān)鍵能力·層級(jí)突破872.“串反并同”結(jié)論法:(1)所謂“串反”,即某一電阻增大時(shí),與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小,反之則增大。(2)所謂“并同”,即某一電阻增大時(shí),與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大,反之則減小。即:2.“串反并同”結(jié)論法:883.極限法:因變阻器滑片滑動(dòng)引起電路變化的問題,可將變阻器的滑片分別滑至兩個(gè)極端,讓電阻最大或電阻為零去討論。3.極限法:因變阻器滑片滑動(dòng)引起電路變化的問題,可將變阻器的89【典例考題研析】【典例1】在如圖所示的電路中,R1、R2是定值電阻,當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片向上移動(dòng)時(shí) (

)A.電壓表示數(shù)變大,電流表示數(shù)變小B.電壓表示數(shù)變小,電流表示數(shù)變大C.電壓表示數(shù)變大,電流表示數(shù)變大D.電壓表示數(shù)變小,電流表示數(shù)變小【典例考題研析】90【解析】選B。根據(jù)題意,由題圖可知,電流表與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)而電壓表與滑動(dòng)變阻器并聯(lián),當(dāng)向上移動(dòng)滑片時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變小,再根據(jù)結(jié)論“串反并同”,可知電流表示數(shù)變大而電壓表示數(shù)變小,則B正確,A、C、D錯(cuò)誤?！窘馕觥窟xB。根據(jù)題意,由題圖可知,電流表與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)91【精練題組通關(guān)】1.如圖甲所示,電路中的電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r。其中L1、L2和L3為小燈泡,V1和V2為電壓表,R為光敏電阻,其在不同光照下(光照強(qiáng)度單位為坎德拉,cd)的伏安特性曲線如圖乙所示。閉合開關(guān)S,當(dāng)照在光敏電阻上的光照增強(qiáng)時(shí),下列說法正確的是 (

)【精練題組通關(guān)】92A.小燈泡L1、L3變亮,L2變暗B.小燈泡L3變暗,L1、L2變亮C.電壓表V1示數(shù)變化量比電壓表V2小D.電壓表V2示數(shù)變小A.小燈泡L1、L3變亮,L2變暗93【解析】選B。由I-U圖線可知,當(dāng)光照變強(qiáng)時(shí),光敏電阻阻值減小,總電阻減小?？傠娏髟龃?路端電壓U減小。干路電流增大,則L2變亮,U2讀數(shù)變大;與光敏電阻串聯(lián)的的燈泡L1電流增大,變亮。與光敏電阻并聯(lián)的燈泡L3電壓U3=U-U2減小,L3變暗。路端電壓U=U1+U2減小,故U1的變化量大于U2的變化量。故B正確,A、C、D錯(cuò)誤;故選B。【解析】選B。由I-U圖線可知,當(dāng)光照變強(qiáng)時(shí),光敏電阻阻值942.(2020·衢州模擬)如圖所示,電源電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r一定,R1、R2是定值電阻,R3是光敏電阻(光敏電阻阻值隨光照強(qiáng)度的增大而減小)。閉合開關(guān),當(dāng)照射到R3的光照強(qiáng)度變化時(shí),R2功率變大,以下判斷正確的是 (

)A.電流表示數(shù)一定變小B.電壓表示數(shù)一定變大C.R3的功率一定變大D.照射到R3的光照強(qiáng)度一定增加2.(2020·衢州模擬)如圖所示,電源電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r一定95【解析】選D。由于R2功率變大,根據(jù)P=I2R可知R2的電流增大,根據(jù)“串反并同”可得R3的阻值減小,照射到R3的光照強(qiáng)度一定增加,電路總電阻減小,電路總電流增大,電源內(nèi)電壓增大,路端電壓減小,所以電壓表示數(shù)減小,電流表示數(shù)增大,故A、B錯(cuò)誤,D正確;R3的阻值減小,通過R3的電流增大,根據(jù)P=I2R可知,R3的功率變化情況無法確定,故C錯(cuò)誤?！窘馕觥窟xD。由于R2功率變大,根據(jù)P=I2R可知R2的電流96考點(diǎn)2電源的功率和效率問題(c)【要點(diǎn)融會(huì)貫通】1.電源的總功率:(1)任意電路:P總=EI=U外I+U內(nèi)I=P出+P內(nèi)。(2)純電阻電路:P總=I2(R+r)=

。2.電源內(nèi)部消耗的功率:P內(nèi)=I2r=U內(nèi)I=P總-P出。3.電源的輸出功率:(1)任意電路:P出=UI=EI-I2r=P總-P內(nèi)。(2)純電阻電路:P出=

考點(diǎn)2電源的功率和效率問題(c)97輸出功率隨R的變化關(guān)系:①當(dāng)R=r時(shí),電源的輸出功率最大,為Pm=

;②當(dāng)R>r時(shí),隨著R的增大輸出功率越來越小;③當(dāng)R<r時(shí),隨著R的增大輸出功率越來越大;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R1R2=r2;⑤P出與R的關(guān)系如圖所示。輸出功率隨R的變化關(guān)系:984.電源的效率:(1)任意電路:η=

×100%=

×100%。(2)純電阻電路:η=

×100%=

×100%。在純電阻電路中R越大,η越大;當(dāng)R=r時(shí),電源有最大輸出功率,電源的效率僅為50%。4.電源的效率:99【典例考題研析】【典例2】直流電路如圖所示,在滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)時(shí),電源的(

)A.總功率一定增大B.效率一定減小C.內(nèi)部損耗功率一定減小D.輸出功率一定先增大后減小【典例考題研析】100【解題思路】解答本題注意以下三點(diǎn):關(guān)鍵點(diǎn)(1)滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)時(shí),接入電路的電阻將變大。(2)根據(jù)公式來判斷電源的效率變化。(3)當(dāng)R外=r時(shí),電源的輸出功率最大,且最大值為?！窘忸}思路】解答本題注意以下三點(diǎn):關(guān)鍵點(diǎn)(1)滑動(dòng)變阻器的滑101【解析】選C?；琍向右移動(dòng)時(shí)外電路電阻R外增大,由閉合電路歐姆定律知總電流減小,由P總=EI可得P總減小,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;根據(jù)可知選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由P內(nèi)=I2r可知,選項(xiàng)C正確;由P輸-R外圖象,因不知道R外的初始值與r的關(guān)系,所以無法判斷P輸?shù)淖兓闆r,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。【解析】選C。102【精練題組通關(guān)】1.有一個(gè)電動(dòng)勢(shì)為3V、內(nèi)阻為1Ω的電源。下列電阻與其連接后,使電阻的功率大于2W,且使該電源的效率大于50%的是 (

)A.0.5Ω

B.1ΩC.1.5Ω D.2Ω【解析】選C。由閉合電路歐姆定律得I=,電源效率η=電阻的功率P=I2R。將四個(gè)選項(xiàng)代入分析得,只有C符合題目要求,故C正確。【精練題組通關(guān)】1032.(多選)(2020·紹興模擬)某同學(xué)在研究微型直流電動(dòng)機(jī)的性能時(shí),采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路。閉合開關(guān),并調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R的阻值,使電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng),此時(shí)電流表和電壓表的示數(shù)分別為I1和U1。重新調(diào)節(jié)R的阻值,使電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn),此時(shí)電流表和電壓表的示數(shù)分別為I2和U2。則 (

)A.這臺(tái)電動(dòng)機(jī)的線圈電阻為

B.這臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)線圈的發(fā)熱功率為U1I1C.這臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的輸出功率為U2I2-

D.這個(gè)電源的內(nèi)阻為2.(多選)(2020·紹興模擬)某同學(xué)在研104【解析】選A、C。電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)滿足歐姆定律,電動(dòng)機(jī)的線圈電阻r0=,故A對(duì);電動(dòng)機(jī)正常轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的發(fā)熱功率為P1=r0=,故B錯(cuò);這臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)輸入功率為P2=U2I2,所以輸出功率為P3=P2-P1=U2I2-,故C對(duì);若滑動(dòng)變阻器的阻值R恒定不變,則根據(jù)閉合電路歐姆定律可知:E=U1+I1(r+R),E=U2+I2(r+R),解得:r+R=,由于滑動(dòng)變阻器的阻值變化,且不知道具體變化多少,所以電源內(nèi)阻無法求出,故D錯(cuò)?！窘馕觥窟xA、C。電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)滿足歐姆定律,電動(dòng)機(jī)的線圈105【加固訓(xùn)練】如圖所示,電源的電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r,定值電阻R的阻值也為r,滑動(dòng)變阻器的最大阻值是2r。當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P由a端向b端滑動(dòng)過程中,下列說法中正確的是 (

)A.電壓表的示數(shù)變大B.電流表的示數(shù)變小C.滑動(dòng)變阻器消耗的功率變小D.定值電阻R消耗的功率先變大后變小【加固訓(xùn)練】106【解析】選C。等效電路圖如圖所示?；瑥腶端滑向b端,其接入電路的阻值RPb減小,由“串反并同”原則有:電壓表示數(shù)減小,電流表示數(shù)增大,電阻R消耗的功率增大,A、B、D錯(cuò)誤;把電阻R當(dāng)作電源內(nèi)電阻(等效電源),則R內(nèi)=2r,RPb減小,且RPb<2r,等效電源的輸出功率減小,即滑動(dòng)變阻器的功率減小,C正確。【解析】選C。等效電路圖如圖所示?；瑥腶端滑向b端,其接107考點(diǎn)3電源的U-I圖象的應(yīng)用(c)【要點(diǎn)融會(huì)貫通】1.電源的U-I圖象的特點(diǎn):(1)根據(jù)U=E-Ir可知,電源的U-I圖象是一條傾斜的直線。(2)直線斜率的絕對(duì)值表示電源的內(nèi)阻r,直線與縱軸的截距表示電源的電動(dòng)勢(shì)E。(3)直線上任意一點(diǎn)A與原點(diǎn)O的連線的斜率表示對(duì)應(yīng)的外電路電阻R。(4)圖線上每一點(diǎn)的橫、縱坐標(biāo)的乘積為對(duì)應(yīng)情況下電源的輸出功率?？键c(diǎn)3電源的U-I圖象的應(yīng)用(c)1082.注意縱軸不從零開始的情況,圖線與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)小于短路電流,但直線斜率的絕對(duì)值仍等于電源的內(nèi)阻。2.注意縱軸不從零開始的情況,圖線與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)小于短路109【典例考題研析】【典例3】如圖所示,圖中直線①表示某電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖線,圖中曲線②表示該電源的輸出功率與電流的關(guān)系圖線,則下列說法不正確的是 (

)A.電源的電動(dòng)勢(shì)為50VB.電源的內(nèi)阻為

ΩC.電流為2.5A時(shí),外電路的電阻為15ΩD.輸出功率為120W時(shí),輸出電壓是30V【典例考題研析】110【解析】選B。電源的路端電壓和電流的關(guān)系為:U=E-Ir,顯然直線①的斜率的絕對(duì)值等于r,縱軸的截距為電源的電動(dòng)勢(shì),從題圖中看出E=50V,r=Ω=5Ω,A正確,B錯(cuò)誤;當(dāng)電流為I1=2.5A時(shí),由回路中電流I1=,解得外電路的電阻R外=15Ω,C正確;當(dāng)輸出功率為120W時(shí),由題圖中P-I關(guān)系圖線看出對(duì)應(yīng)干路電流為4A,再從U-I圖線讀取對(duì)應(yīng)的輸出電壓為30V,D正確。【解析】選B。電源的路端電壓和電流的關(guān)系為:U=E-Ir,顯111【精練題組通關(guān)】1.如圖所示為某一電源的U-I圖線,由圖可知 (

)A.電源電動(dòng)勢(shì)為2VB.電源內(nèi)電阻為

ΩC.電源短路時(shí)電流為6AD.電路路端電壓為1V時(shí),電路中電流為2.5A【精練題組通關(guān)】112【解析】選A。I=0時(shí),E=U=2V,A對(duì);r=Ω=0.2Ω,B錯(cuò);I短=A=10A,C錯(cuò);U=1V時(shí),I=A=5A,D錯(cuò)誤。【解析】選A。I=0時(shí),E=U=2V,A對(duì);r=1132.如圖所示,直線Ⅰ、Ⅱ分別是電源1與電源2的路端電壓隨輸出電流變化的特性圖線,曲線Ⅲ是一個(gè)小燈泡的伏安特性曲線,如果把該小燈泡分別與電源1、電源2單獨(dú)連接,則下列說法錯(cuò)誤的是 (

)A.電源1與電源2的內(nèi)阻之比是11∶7B.電源1與電源2的電動(dòng)勢(shì)之比是1∶1C.在這兩種連接狀態(tài)下,小燈泡消耗的功率之比是1∶2D.在這兩種連接狀態(tài)下,小燈泡的電阻之比是1∶22.如圖所示,直線Ⅰ、Ⅱ分別是電源1與114【解析】選D。在U-I圖象中,圖線Ⅰ、Ⅱ斜率的絕對(duì)值代表電源的內(nèi)阻,r1=,則r1∶r2=11∶7,選項(xiàng)A正確;圖線與縱軸的交點(diǎn)表示電源電動(dòng)勢(shì),則E1=E2=10V,選項(xiàng)B正確;小燈泡在第一種連接狀態(tài)下消耗的功率為P1=U1I1=15W,小燈泡的電阻R1=Ω;小燈泡在第二種連接狀態(tài)下消耗的功率為P2=U2I2=30W,小燈泡的電阻R2=Ω,選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤。【解析】選D。在U-I圖象中,圖線Ⅰ、Ⅱ斜率的絕對(duì)值代表電源1153.(2020·嘉興模擬)如圖所示,直線A是電源的路端電壓和電流的關(guān)系圖線,直線B、C分別是電阻R1、R2的兩端電壓與電流的關(guān)系圖線,若將這兩個(gè)電阻分別接到該電源上,則 (

)A.R1接在電源上時(shí),電源的效率高B.R2接在電源上時(shí),電源的效率高C.R2接在電源上時(shí),電源的輸出功率小D.電源的輸出功率一樣大3.(2020·嘉興模擬)如圖所示,直線A是電源的路端電壓和116【解析】選A。電源的效率η=×100%,當(dāng)R1與R2分別接到電源上時(shí),UR1>UR2,故R1接在電源上時(shí),電源的效率高,A正確,B錯(cuò)誤;由題圖可知,R2與電源的內(nèi)阻相等,R1>R2,所以R2接在電源上時(shí),電源的輸出功率大,C、D錯(cuò)誤?！窘馕觥窟xA。電源的效率η=117【資源平臺(tái)】備選角度:含容電路的綜合問題【典例】如圖所示,R1為滑動(dòng)變阻器,R