易錯點(diǎn)19 閉合電路的歐姆定律 (解析版)-2023年高考物理考試易錯題

易錯點(diǎn)19閉合電路的歐姆定律

錯題糾正

例題1.（2022?上海黃浦?二模）如圖電路中，以為定值電阻，電表均為理想電表。移動滑

動變阻器&的滑片，V、Vi、V2和A四個電表的示數(shù)分別記為U、Ui、。2和/,則必有

AU△%AUAU,

>C.<D.<

△IM

【答案】B

【解析】根據(jù)歐姆定律可得

AU1

=Ri

根據(jù)閉合電路歐姆定律可得

U=E-Ir

U2=E-I(r+RJ

所以

\U

=r+7?!

AU

由于〃和R的大小關(guān)系未知，所以無法判斷和的關(guān)系,但一定有

KIM

&+r〉R]

R1+r>r

所以一定有

\U△U\

2>

MM

故ACD錯誤，B正確。

故選Bo

【誤選警示】

對三組電壓變化量和電流變化量的比值對應(yīng)的物理量不清楚。路端電壓的變化量與干路電

流變化量的比值對應(yīng)的是電壓內(nèi)阻。定值電阻兩端的電壓變化和流過定值電阻的電流的變

化對應(yīng)的是該定值電阻的阻值。對于可變電阻兩端電壓的變化量與流過該可變電阻電流的

變化量對應(yīng)的是等效電源的內(nèi)阻。

例題2.(2022?浙江金華?模擬預(yù)測)如圖連接電動機(jī)的電路，閉合開關(guān)，當(dāng)滑動變阻器的

觸頭從一端滑到另一端的整個過程中，兩電壓表的讀數(shù)隨電流表讀數(shù)的變化清況如圖乙所

示，已知當(dāng)電流小于0.2A時，電動機(jī)不會發(fā)生轉(zhuǎn)動，若不考慮電表對電路的影響，則

()

1S23

1O.

乙

A.該電動機(jī)的內(nèi)阻為2Q

B.該電路中電源的電動勢為3.4V

C.此電路中，電動機(jī)的最大輸出功率為0.9W

D.若電動機(jī)能轉(zhuǎn)動，需要調(diào)節(jié)滑動變阻器阻值小于12。

【答案】D

【解析】A.當(dāng)電流小于0.2A時，電動機(jī)不會發(fā)生轉(zhuǎn)動，為純電阻，則該電動機(jī)的內(nèi)阻為

選項A錯誤;

B.根據(jù)

E=U2+Ir

當(dāng)U2=3.4V時/=0.1A；當(dāng)U2=3.0V時/=0.3A；帶入方程解得該電路中電源的電動勢為

E=3.6V

r=2Q

選項B錯誤；

C.此電路中，電動機(jī)的最大輸出功率為

P=IU「『酩=3X0.3-0.32X4=0.54W

選項C錯誤；

D.當(dāng)電動機(jī)兩端電壓超過必=0.8V時電動機(jī)開始轉(zhuǎn)動，此時電路中的電流為/=0.2A,則由

電路可知

E=Ul+I(R+r)

解得

R=12O

即若電動機(jī)能轉(zhuǎn)動，需要調(diào)節(jié)滑動變阻器阻值小于12Q,選項D正確。

故選D。

【誤選警示】

誤選A的原因：電流變化量計算錯，把電流0.2A當(dāng)成電流變化量計算。

誤選B的原因：把圖像中電壓的最大值當(dāng)成電源電動勢，電動勢應(yīng)該是路端電壓隨電流變

化圖像與縱軸電壓的交點(diǎn)對應(yīng)的值。

誤選C的原因：電動機(jī)正常工作時的消耗的電功率和輸出功率的關(guān)系搞混。

知識總結(jié)

一、閉合電路歐姆定律及其能量分析

1.閉合電路中的能量轉(zhuǎn)化

(1)時間f內(nèi)電源輸出的電能(等于非靜電力做功的大小)為W=Eq=Elt.

⑵時間t內(nèi)外電路產(chǎn)生的內(nèi)能為Q外=產(chǎn)放.內(nèi)電路產(chǎn)生的內(nèi)能為。內(nèi)=/2m

(3)根據(jù)能量守恒定律，在純電阻電路中應(yīng)有W=。外+。內(nèi)，即￡〃=產(chǎn)用+/2江

2.閉合電路的歐姆定律

(1)內(nèi)容：閉合電路的電流跟電源的電動勢成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比.

E

(2)表達(dá)式：I—?,.

R+r

(3)另一種表達(dá)形式：￡=。外+。內(nèi).即：電源的電動勢等于內(nèi)、外電路電勢降落之和.

二、路端電壓與負(fù)載的關(guān)系

1.路端電壓的表達(dá)式：

U=E~lr.

2.路端電壓隨外電阻的變化規(guī)律

⑴當(dāng)外電阻R增大時，由/=盤F可知電流/減小，路端電壓。=石一〃增大.

F

⑵當(dāng)外電阻R減小時，由/=言可知電流/增大，路端電壓。=￡一〃減小.

(3)兩種特殊情況：當(dāng)外電路斷開時，電流/變?yōu)?,U=E.即斷路時的路端電壓等于電源電

動勢.當(dāng)電源短路時，外電阻R=0,此時/=今

|易混點(diǎn):

1.靜電力和非靜電力

(1)靜電力是帶電體之間通過電場相互作用的力，非靜電力是指除靜電力外能對電荷移動起

作用的力.

(2)非靜電力的來源

①在化學(xué)電池(干電池、蓄電池)中，非靜電力是化學(xué)作用，它使化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電勢能.

②在發(fā)電機(jī)中，非靜電力是電磁作用，它使機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電勢能.

2.靜電力與非靜電力做功的比較

(1)非靜電力只存在于電源內(nèi)部，因此非靜電力只在電源內(nèi)部對電荷做功.通過非靜電力做功

將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能.

(2)靜電力存在于整個閉合電路上，所以在電路中任何部位靜電力都要做功.靜電力做功將電

能轉(zhuǎn)化為其他形式的能.

3.電動勢

(1)電源的電動勢是表征電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小的物理量，即非靜電力

移送相同電荷量的電荷做功越多，則電動勢越大.

(2)公式是電動勢的定義式而不是決定式，￡的大小與W和q無關(guān)，是由電源自身的

性質(zhì)決定的，不同種類的電源電動勢大小不同.

(3)電動勢在數(shù)值上等于非靜電力把1C的正電荷在電源內(nèi)從負(fù)極移送到正極所做的功.

4.內(nèi)、外電路中的電勢變化

如圖所示，外電路中電流由電源正極流向負(fù)極，沿電流方向電勢降低，內(nèi)電路中電流由電源

負(fù)極流向正極，沿電流方向電勢升高.

5.閉合電路歐姆定律的幾種表達(dá)形式

F

(1)/=五■、石=東+〃只適用于外電路為純電阻的閉合電路.

(2)。外=七一〃，E=U外+U內(nèi)適用于任意的閉合電路.

6.路端電壓與負(fù)載的關(guān)系：U=E~U內(nèi)=后一盒心隨著外電阻增大，路端電壓增大；當(dāng)

外電路開路時（外電阻無窮大），路端電壓U=E；這也提供了一種粗測電動勢的方法，即用

電壓表直接測電源電動勢.

7.路端電壓與電流的關(guān)系：U^E-Ir.

8.電源的U—/圖像：如圖所示是一條傾斜的直線，圖像中U軸截距E表示電源電動勢，/

軸截距/o等于短路電流（縱、橫坐標(biāo)都從零開始），斜率的絕對值表示電源的內(nèi)阻.

舉一反三/

1.（2022?山東?模擬預(yù)測）圖甲所示的電路中，所用電源內(nèi)電阻r=0.5Q,定值電阻

/?2=4QO實驗時調(diào)節(jié)電阻的阻值，得到多組電壓和電流的數(shù)據(jù)，用這些數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙

上描點(diǎn)，并做出U-/圖如圖乙所示。將&連入電路的阻值調(diào)至最大時，對應(yīng)圖乙中的A

點(diǎn)。下列說法正確的是（）

凡夫2（T

0.10.3//A

乙

A.A點(diǎn)對應(yīng)外電路的總電阻為20Q

B.電源電動勢E=3V

C.B點(diǎn)對應(yīng)外電路的總功率為0.3W

D.R1=5Q時，&消耗的功率最大

【答案】D

【解析】A.由閉合電路歐姆定律

E=I(R+r)

可得

r+R2+rA=

電路中電壓表示數(shù)&兩端電壓，心是電流表內(nèi)阻，帶入數(shù)據(jù)可得

+r.=----Q=5Q

0.2

電源工作狀態(tài)是A點(diǎn)時，由

R.=^-=—Q=20Q

1L0.1

外電路總電阻為Ri+R2+rA=24.5Q,故A錯誤；

B.由

E=U+Kr+R2+rA)

將A點(diǎn)數(shù)據(jù)，帶入可得

E=2.5V

故B錯誤；

C.8點(diǎn)時，此時外電路總功率

222

&=七一Ir=IE-Z2r=0.3x2.5W-0.3x0.5W=0.705W

故C錯誤；

D.由

知當(dāng)電路外電阻等于電源內(nèi)阻，輸出功率有最大值；將生、電流表都等效串聯(lián)到電源內(nèi)

部，則&成了等效后的外電阻，當(dāng)R產(chǎn)廠+6+〃=5Q時，&消耗的功率最大，故D正確。

故選Do

2.（2022?上海金山?二模）如圖（a）所示電路，&為滑動變阻器，R?為定值電阻。從左向

右移動變阻器的滑片，根據(jù)電表數(shù)據(jù)得到U-/圖像如圖（b）所示，則（）

A.&的最大功率為4W

B./?2的最大功率為3W

C.電源的最大輸出功率為4W

D.電源的輸出功率先增大后減小

【答案】B

【解析】根據(jù)歐姆定律可知

M2

所以圖（b）中斜率為正的圖線反映生的伏安特性。

設(shè)電源電動勢為￡,內(nèi)阻為r。根據(jù)閉合電路歐姆定律有

U3=E-lr

所以圖（b）中斜率為負(fù)的兩條圖線中，斜率絕對值較大的圖線反映了Vi表示數(shù)隨/的變

化，則

r+R1=4Q

斜率絕對值較小的圖線反映了V3表示數(shù)隨/的變化，則

廠=KI,E=4V

A.&的輸出功率為

[=I2R=——咽~豆=------與--------

―）.+?+療+2（凡+/

&

根據(jù)數(shù)學(xué)知識可知當(dāng)片=%+/時，丹有最大值為

Aa=lW

故A錯誤；

B.當(dāng)電路中電流最大時，/?2的功率最大，此時生接入電路的阻值為零，所以

言[與=3W

故B正確；

CD.電源的輸出功率為

尸=尸（片+%）=爐區(qū)+R=----------J---------

（4+鳥+'）?+凡+」一+2r

-K+與

從左向右移動變阻器的滑片，色增大，根據(jù)數(shù)學(xué)知識可知當(dāng)鳥+凡＞「時，P隨生的增大

而減小，當(dāng)&=0時，P有最大值為

心=2max=3W

故CD錯誤。

故選Bo

3.（2022?廣東?模擬預(yù)測）如圖所示，電源的電動勢為E,內(nèi)阻為r,C為電容器（能承受

的電壓足夠大），R。是阻值為10r的定值電阻，V為電壓表，R為光敏電阻（阻值隨光照強(qiáng)

度的增大而減?。?，L為燈泡。閉合開關(guān)S,減弱光敏電阻R的光照強(qiáng)度，下列說法正確的

是（）

A.燈泡的亮度變小

B.電壓表的示數(shù)變小

C.光敏電阻R的功率一定減小

D.當(dāng)電壓表示數(shù)變化量為則電容器的帶電荷量減小10AUC

【答案】D

【解析】A.減弱光敏電阻R的光照強(qiáng)度，則光敏電阻阻值增大，則總電阻增大，則干路

電流減小，則內(nèi)電壓和定值電阻分得電壓減小，則燈泡電壓增大，則亮度變大，故A錯

誤；

B.干路電流減小，則內(nèi)電壓減小，則路端電壓增大，則電壓表示數(shù)變大，故B錯誤；

C.將處光敏電阻外的電阻均看作電源內(nèi)阻，當(dāng)光敏電阻與內(nèi)阻等大時，電源輸出功率最

大，光敏電阻功率最大，但不知道初始燈泡和光敏電阻的阻值，無法判斷光敏電阻阻值增

大下，其功率的變化，故C錯誤；

D.當(dāng)電壓表示數(shù)變化量為△U,則內(nèi)電壓變化量大小也為△￡/,干路電流變化量大小為

定值電阻電壓變化大小為

AU'=10rA/=10AU

電容器的帶電荷量減小

AQ=CAU'=1MUC

故D正確。

故選D。

易錯題通關(guān)

1.（2022?海南?樂東黎族自治縣樂東中學(xué)模擬預(yù)測）如圖所示，某電路電源的電動勢為E,

內(nèi)阻恒為廠，R是定值電阻，熱敏電阻耳的阻值隨溫度降低而增大。在溫度降低的過程

中，分別用AZ、AU表示電流表、電壓表示數(shù)變化量的絕對值。假設(shè)電表均為理想電表,

下列說法正確的是()

A.電流表的示數(shù)增大B.電源的效率減小

C.-----=rD.電阻R消耗的功率增大

M

【答案】C

【解析】AB.溫度降低熱敏電阻阻值增大，電路總電阻增大，根據(jù)

得電流減小，根據(jù)閉合電路歐姆定律

U=E—lr

可得路端電壓變大，對電源的效率有

得電源的效率增大，AB錯誤；

C.設(shè)電流變化前后分別為乙和乙，則有

A/=A-/2

△U=(E-I2r)_(￡_//)=Itr-I2r

可得

NU

-----=r

AZ

C正確；

D.電阻R消耗的功率為

PR=FR

得電流減小功率減小，D錯誤。

故選Co

2.(2017?湖南?武岡市教育科學(xué)研究所模擬預(yù)測)在如圖所示的電路中，已知電源的電動勢

E為6.0V,內(nèi)電阻r為L5Q,外電路的電阻R為2.5閉合開關(guān)S后，電路中的電流為

()

R

A.6.0AB.4.0AC.2.0AD.1.5A

【答案】D

【解析】根據(jù)閉合電路歐姆定律可得

E=I(R+r)

解得

6.0--

故選Do

3.（2022?上海青浦?二模）利用某半導(dǎo)體的電阻隨溫度升高而減小的特征可以制作電子溫度

計。圖甲表示該半導(dǎo)體的電阻R隨攝氏溫度t變化的情況。把該半導(dǎo)體與電動勢為E、內(nèi)

阻為r的電源，理想電壓表和保護(hù)電阻Ro連成如圖乙所示的電路。用該半導(dǎo)體作測溫探

頭，把電壓表的電壓刻度改為相應(yīng)的溫度刻度，就得到了一個簡易的電子溫度計。下列說

法正確的是（）

A.電壓較大的刻度對應(yīng)較高的溫度

B.電壓刻度0V對應(yīng)的就是0℃

C.該電子溫度計表盤上溫度的刻度是均勻的

D.若電池用久后內(nèi)阻r變大，用該溫度計測量的溫度要比真實值偏高

【答案】D

【解析】AB.由圖像可知

R=丁。一kt

U_ERE

R+4+r1+4+「

rQ-kt

可知溫度越高，U越小，電壓較大的刻度對應(yīng)較低的溫度，電壓刻度0V對應(yīng)的溫度較高的

刻度，不是0℃,選項AB錯誤；

C.根據(jù)

1+什

rQ-kt

可知，該電子溫度計表盤上溫度的刻度是不均勻的，選項c錯誤;

D.若電池用久后內(nèi)阻r變大，根據(jù)

R+RQ+F

可知相同的R值時U值偏小，則對應(yīng)的溫度偏高，即用該溫度計測量的溫度要比真實值偏

高，選項D正確。

故選D。

4.（2022?四川省模擬預(yù)測）角速度計可測量飛機(jī)、航天器、潛艇的轉(zhuǎn)動角速

度，其簡化結(jié)構(gòu)如圖所示。當(dāng)系統(tǒng)繞轉(zhuǎn)軸。。，轉(zhuǎn)動時，元件A在光滑直桿上發(fā)生位移并輸

出相應(yīng)的無線電壓信號U,成為飛機(jī)、衛(wèi)星等的制導(dǎo)系統(tǒng)的信息源。已知A的質(zhì)量為m,

彈簧的勁度系數(shù)為k、自然長度為I,電源的電動勢為￡、內(nèi)阻不計?；瑒幼冏杵骺傞L也

為/,電阻分布均勻，系統(tǒng)靜止時滑片P位于B點(diǎn)，當(dāng)系統(tǒng)（包括電路系統(tǒng)）以角速度3

轉(zhuǎn)動時（）

B.流過電源E的電流隨角速度的增大而減小

mla）

C.彈簧的伸長量為x=----------7

k-mat

D.輸出電壓U與3的函數(shù)式為。=自竺二

k-ma）

【答案】D

【解析】AB.系統(tǒng)在水平面內(nèi)以角速度3轉(zhuǎn)動時，無論角速度增大還是減小，8c的電阻

不變，根據(jù)閉合電路歐姆定律得知，電路中電流保持不變，與角速度無關(guān)，故AB錯誤；

C.設(shè)系統(tǒng)在水平面內(nèi)以角速度3轉(zhuǎn)動時，彈簧伸長的長度為X,則對元件A,根據(jù)牛頓第

二定律得

kx=mn/(/+x)

求得

mla)2

x=---------

k-mco

故C錯誤；

D.輸出電壓

U=^E=-E

RBCI

求得

Emco2

u=--------

k-ma>"

故D正確

故選Do

5.（2022?江蘇?模擬預(yù)測）某汽車的電源與啟動電機(jī)、車燈連接的簡化電路如圖所示。當(dāng)汽

車啟動時，開關(guān)S閉合，電機(jī)工作，車燈突然變暗，下面說法錯誤的是（）

A.車燈的電流變小B.路端電壓變小

C.電路的總電流變小D.電源的總功率變大

【答案】C

【解析】A.開關(guān)閉合時，車燈變暗，故流過車燈的電流/燈變小，故A正確;

B.電路的路端電壓為

。路="燈=/燈時

/燈變小，路端電壓變小，故B正確；

C.總電流即干路電流為

_。內(nèi)_￡一°路

1千_丁丁~

U路減小，干路電流增大，故C錯誤；

D.電源總功率為

展=ELr-

/千增大，總功率變大，故D正確。

故選Co

6.（2022?四川成都?模擬預(yù)測）如圖所示，圖線AB是某電源的路端電壓隨電流變化的關(guān)系

圖線，0M是固定電阻R兩端的電壓隨電流變化的圖像，由圖可知（）

A.該電源的電動勢為6V,內(nèi)阻是2Q

B.固定電阻R的阻值為1Q

C.該電源的最大輸出功率為8W

D.當(dāng)該電源只向電阻R供電時，其效率約為66.7%

【答案】D

【解析】A.由圖線AB可知電源的電動勢E=6V,短路電流為/柘6A,則電源內(nèi)阻

F

r=—=1Q

/短

故A錯誤；

B.根據(jù)。M圖線，可得

7?=—=-Q=2Q

AI2

故B錯誤；

C.當(dāng)外電路電阻等于內(nèi)阻時，電源的輸出功率最大，所以該電源的最大輸出功率為

E2

y=9W

4r

故c錯誤；

D.當(dāng)該電源只向電阻R供電時，根據(jù)圖像交點(diǎn)的縱坐標(biāo)可得此時電源的輸出電壓為4V,

則該電源的效率

UI4

〃=一x100%=-x100%?66.7%

EI6

故D正確。

故選Do

7.（2022?重慶市江津第八中學(xué)校模擬預(yù)測）工廠生產(chǎn)的某一批次小燈泡說明書上附有如圖

甲所示的電壓隨電流變化圖象，乙圖是用該批次三個小燈泡連接而成的電路，三個燈泡均

發(fā)光時電壓表V1的示數(shù)為4V。設(shè)所有電表均為理想電表，電源內(nèi)阻不可忽略，下列說法

正確的是（）

甲

A.電壓表VZ的示數(shù)為2.0V

B.電流表A2的示數(shù)為0.30A

C.若燈泡L1短路，則電壓表Y的示數(shù)為5.0V

D.該閉合電路的路端電壓為6V

【答案】B

【解析】AB.由小燈泡的伏安特性曲線知，當(dāng)燈泡L］電壓為4V時，流過燈泡的電流為

0.6A,根據(jù)串并聯(lián)電路的特點(diǎn)，流經(jīng)燈泡L?和L3的電流為0.3A,從伏安特性曲線中讀出

燈泡L?和L3的電壓為W,故A錯誤，B正確;

CD.L1正常工作時，路端電壓為5V,故當(dāng)L短路后，外電阻減小，路端電壓減小，用表

的示數(shù)應(yīng)小于5V,故CD錯誤。

故選Bo

8.（2022?湖北武漢?模擬預(yù)測）閉合電路中電源的U-/圖線如圖所示，下列說法正確的是

A.路端電壓為IV時，干路電流為5A

B.電源短路時電流為無窮大

C.電源電動勢為1.5V

D.電源內(nèi)電阻為2Q

【答案】A

【解析】A.由圖像可知，路端電壓與電流的關(guān)系

U=2.0-0.21

當(dāng)路端電壓為IV時，解得

I=5A

故A正確;

BCD.根據(jù)。=2.0-0.2/可得電源電動勢

E=2.0V

內(nèi)阻

r=0.20

電源短路時，電流為

E

/弧=一=10A

r

故BCD錯誤。

故選Ao

9.（2022?寧模擬預(yù)測）如圖所示，電源電動勢為E、內(nèi)阻為r,&、

&、&為定值電阻（阻值均大于電源內(nèi)阻「），電壓表和電流表可視為理想電表。開關(guān)S閉

合時，一帶電油滴P恰好能靜止在平行金屬板之間，若將滑動變阻器R的滑片向b端移

動，下列說法正確的是（）

B.電壓表的示數(shù)變小、電流表的示數(shù)變大

C.電源的輸出功率逐漸增大、電源的效率逐漸增大

D.&、&電阻上消耗的功率都變大

【答案】B

【解析】A.滑動變阻器的滑片向b端移動，則滑動變阻器接入電路的電阻減小，總電阻

減小，則干路電流增大，由

Uc=E-I（&+r）

可知電容器兩端電壓減小，電場力減小，故油滴將向下運(yùn)動，故A錯誤；

B.由于干路電流增大，而Uc=5減小，故A減小，則流過冬的電流增大，4兩端電壓

增大，則滑動變阻器兩端電壓減小，即電壓表示數(shù)減小，電流表示數(shù)變大，故B正確；

c.由于R外）乙且總電阻減小，故電源的輸出功率增大，而電源效率

U

r/=—xlOO%

E/（即+,）

減小，故C錯誤;

D.由干路電流增大，故用消耗功率增大，而3減小，則尺3消耗功率減小，故D錯誤。

故選Bo

10.（2022?北京門頭溝?二模）某同學(xué)想要描繪標(biāo)有“3.8V,0.3A”字樣的小燈泡L的伏安特性

曲線，要求測量數(shù)據(jù)、繪制曲線盡量準(zhǔn)確。可供選擇的器材除小燈泡、開關(guān)、導(dǎo)線外，還

有：

電壓表V,量程0?5V,內(nèi)阻約5kQ

電流表Ai，量程0?500mA,內(nèi)阻約0.5Q

電流表A2，量程0?100mA,內(nèi)阻約4Q

滑動變阻器&,最大阻值10Q,額定電流2QA

滑動變阻器R2,最大阻值100Q,額定電流1QA

直流電源E,電動勢約6V,內(nèi)阻可忽略不計

（1）上述器材中，電流表應(yīng)選，滑動變阻器應(yīng)選（填寫所選器材后的字

母）。

（2）請將虛線框內(nèi)題圖甲所示的實驗電路圖補(bǔ)畫完整_______o

（3）該同學(xué)通過實驗得出了小燈泡的/-U圖像如題圖乙所示。由圖可知，隨著電壓的增

加，小燈泡的電阻逐漸（選填"增大"或"減小"）；當(dāng)小燈泡上的電壓為3.00V時，小

燈泡的電阻是Q（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。

0.40

0.30

0.20

0.10

2.003.004.00UN

甲乙

（4）該同學(xué)在獲得了③中小燈泡的/-U圖像后,又把兩只這樣的小燈泡并聯(lián)，直接接在

電動勢為4V、內(nèi)阻為8Q的電源上組成閉合回路。請你利用圖像計算此時一只小燈泡的功

率約為W（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。

（5）該同學(xué)看到實驗室還有一個最大阻值為17kQ的滑動變阻器R3,想進(jìn)一步探究若用R3

來替換本實驗中的滑動變阻器結(jié)果會怎樣，請你分析論證該同學(xué)能否比較方便地獲取多組

數(shù)據(jù)，進(jìn)而得到比較理想的小燈泡的伏安特性曲線。

大110.19##0.17##0.18##0.20##0.21見解析

【解析】（1）⑴⑵小燈泡的額定電流為0.3A,則電流表選A1，為使小燈泡電壓從零開始變

化，應(yīng)采用分壓接法，則滑動變阻器選擇總阻值較小的

（2）⑶小燈泡的電阻較小，遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻，故采用電流表外接法，滑動變阻器采用

分壓接法，如圖

（3）⑷由圖可知，著電壓的增加，電壓與電流的比值增大，根據(jù)歐姆定律可知，小燈泡

電阻增大；

[5]當(dāng)小燈泡上的電壓為3.00V時，電流為.0.28A,根據(jù)歐姆定律R=—,電阻為11Q;

（4）⑹把兩只這樣的小燈泡并聯(lián)，直接接在電動勢為4V、內(nèi)阻為8Q的電源上，設(shè)燈泡

的電壓和電流分別為。和I,則根據(jù)閉合電路歐姆定律

U=E—2h

圖線交點(diǎn)即為此時燈泡的實際工作狀態(tài)，則燈泡功率為

1VX0.19A=0.19W

（5）[7]不能，在圖示電路中，當(dāng)滑動變阻器滑片置于某一位置時，小燈泡分得的電壓為

E

U=——

R左&展+&

R右+

川+RL

由于在絕大部分情況下有時＞＞&，小燈泡分得的電壓

ER

TTUx--L-------

戶

R石+R1L

由于大的滑動變阻器阻值變化很難控制在小阻值范圍內(nèi)變化，所以，當(dāng)滑片從左向右滑動

的過程中，絕大部分情況下區(qū)右＞＞居.，由上式可見，小燈泡兩端的電壓始終近似為零，直

至滑到最右端附近時，小燈泡兩端的電壓突然增大，甚至?xí)^其額定電壓。所以，該同

學(xué)不能比較方便地獲取多組數(shù)據(jù)，也就不能得到如圖乙所示的小燈泡的伏安特性曲線。

11.（2022?黑龍江?佳木斯一中三模）某實驗小組用如圖（a）所示的電路測量一個電動勢E

約為9V、內(nèi)阻r在。?15Q范圍內(nèi)、允許通過的最大電流為0.9A的電池的電動勢和內(nèi)阻,

虛線框內(nèi)表示的是由量程只有5V、內(nèi)阻為3000Q的電壓表和電阻箱&共同改裝成量程為

R3也是電阻箱。

圖(b)

（1）電阻箱&的阻值應(yīng)該調(diào)節(jié)為0；

（2）可備選用的定值電阻有以下幾種規(guī)格，則R2宜選用

A.150Q,5.0WB.10Q,10WC.5Q,l.OWD.0.5Q,2.5W

（3）該小組利用圖（a）測量電源的電動勢和內(nèi)阻時，選取R2為（2）中所選擇的定值電

阻，將改裝好的新電壓表正確地接在A、C之間。調(diào)節(jié)電阻箱R3,測出若干出的阻值和原

1

表頭示數(shù)s,請寫出萬和&的關(guān)系式=（用題中給出的物理量表示）

（4）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，用描點(diǎn)的方法繪出圖（b）所示的圖像。依據(jù)圖像，可以測出電源的

電動勢E=_V,內(nèi)阻r=.0（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）。

12(國+廠)2

【答案】3000BH-------438.02.0

U\ER2ER2

【解析】（1）⑴由題意可知改裝前電壓表

4=5V

R.,=3000Q

改裝后，電壓表的量程最大值為：LOV,由于電壓表和電阻箱串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路中電壓與

電阻的關(guān)系有

uv_RV

當(dāng)電壓表達(dá)到最大量程10V時，電壓表兩端電壓達(dá)到最大值5V,帶入數(shù)據(jù)聯(lián)立可得

片二30000

（2）⑵由題意可知回路中

&X=0-9A

所以有

F

凡“廠二10。

2max

P=/L%Y8.1wV10w

故選Bo

（3）⑶該回路中R2和R3串聯(lián)，由于R2的阻值遠(yuǎn)小于改裝后電壓表的阻值，所以可忽略其

影響，根據(jù)串聯(lián)電路中電壓的規(guī)律可得

E=2%+7(4+r)

整理得

1-2(&+r)2

—十

■E&ER,3

（4）⑷⑸根據(jù)以上表達(dá)式結(jié)合圖像可知

720.3

k=------二——

ER212

解得

E=8V

與縱軸的截距

ER,

代入數(shù)據(jù)解得

r=20

12.（2022?廣東?模擬預(yù)測）實驗室備有以下器材：電壓傳感器、電流傳感器、滑動變阻器

Ri（阻值變化范圍0?20Q）、滑動變阻器R2（阻值變化范圍。?1000Q）、電動勢適當(dāng)?shù)碾?/p>

源、小燈泡（4V,2W）、開關(guān)、導(dǎo)線若干。

（1）要完整地描繪小燈泡的?！?曲線，請在方框中畫出實驗電路圖，并標(biāo)出所用滑動變

阻器的符號。（）

kUN

__----------------------------------------------------?

00.10.20.30.40.5O.677A

甲

（2）實驗中描繪出的小燈泡。一/曲線如圖甲所示，由圖可知，小燈泡燈絲電阻隨溫度升

高而（選填"增大""減小"或"不變"）?

（3）如果用上述器材測量所給電源的電動勢和內(nèi)電阻，實驗電路如圖乙所示，圖中R。是

阻值為9.0Q的保護(hù)電阻，實驗中測得多組數(shù)據(jù)記錄在下表中，試在同一坐標(biāo)系中畫出等效

電源的U-/圖象，由圖象可求出電源自身內(nèi)阻約為Qo

序號123456

U/V4.003.402.802.001.500.80

//A0.200.260.330.400.460.52

電流傳感器

0

電壓傳感器

R。Ro

4Tl--□1卜TI-----C

一辱及用源

乙丙

（4）若將上述小燈泡直接與電源和保護(hù)電阻組成串聯(lián)電路，如圖丙所示，此時小燈泡消耗

的電功率約為W（保留兩位有效數(shù)字）。

【解析】（1）[1]要描繪小燈泡的U一/曲線，電壓與電流應(yīng)從0開始變化，則滑動變阻器

要采用分壓式接法。由于小燈泡阻值較小，電流傳感器應(yīng)用外接法，電路如下圖所示

電壓傳感器電流傳感器

66o6

（2）⑵由題中U—/圖象可知，隨電壓的增大，燈絲電阻增大。由此可知，小燈泡燈絲電

阻隨溫度升高增大。

（3）⑶⑷根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)作出等效電源的U—/圖象如下圖所示。

由圖的斜率可知，電源內(nèi)阻為

r=-=筌_一9.00=1.00

|NI|0.6

（4）[5]由上圖中等效電源的。一/圖象與小燈泡的U-/圖象的交點(diǎn)可知，此時小燈泡兩

端的電壓為2.IV,電流為0.39A,則小燈泡的電功率為

P=L7=2.1VX0.39A?0.82W

13.（2022?山東?高考真題）某同學(xué)利用實驗室現(xiàn)有器材，設(shè)計了一個測量電阻阻值的實

驗。實驗器材：

干電池E（電動勢L5V,內(nèi)阻未知）；

電流表Ai（量程10mA,內(nèi)阻為90Q）；

電流表A2（量程30mA,內(nèi)阻為300）；

定值電阻Ro（阻值為150Q）；

滑動變阻器R（最大阻值為100Q）；

待測電阻Rx；

開關(guān)S,導(dǎo)線若干。

測量電路如圖所示。

E.S.

（1）斷開開關(guān)，連接電路，將滑動變阻器R的滑片調(diào)到阻值最大一端。將定值電阻R。接

入電路；閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑片位置。使電流表指針指在滿刻度的g處。該同學(xué)選用的電流

表為（填"A1"或伙2"）；若不考慮電池內(nèi)阻。此時滑動變阻器接入電路的電阻值應(yīng)為

（2）斷開開關(guān)，保持滑片的位置不變。用Rx替換Ro,閉合開關(guān)后，電流表指針指在滿刻

3

度的，處，則Rx的測量值為Qo

（3）本實驗中未考慮電池內(nèi)阻，對Rx的測量值_________（填"有"或"無"）影響

【答案】Ai60100無

【解析】（1）四若不考慮電源內(nèi)阻，且在電源兩端只接R。時，電路中的電流約為

F15

/=——=——A=10mA

R）150

由題知，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑片位置，要使電流表指針指在滿刻度的《處，則該同學(xué)選到的

電流表應(yīng)為Alo

⑵當(dāng)不考慮電源內(nèi)阻，根據(jù)閉合電路的歐姆定律有

計算出

R=60Q

（2）⑶斷開開關(guān)，保持滑片的位置不變，用Rx替換Ro,閉合開關(guān)后，有

代入數(shù)據(jù)有

Rx=100Q

（3）［4］若考慮電源內(nèi)阻，根據(jù)閉合電路的歐姆定律有

E=?［（R+r）+&+RAj

E=^［（R+r）+Rx+RM］

聯(lián)立計算出的Rx不受電源內(nèi)阻r的影響。

19.（2021?湖南?高考真題）某實驗小組需測定電池的電動勢和內(nèi)阻，器材有：一節(jié)待測電

池、一個單刀雙擲開關(guān)、一個定值電阻（阻值為4）、一個電流表（內(nèi)阻為此）、一根均

勻電阻絲（電阻絲總阻值大于并配有可在電阻絲上移動的金屬夾）、導(dǎo)線若干。由于

缺少刻度尺，無法測量電阻絲長度，但發(fā)現(xiàn)桌上有一個圓形時鐘表盤。某同學(xué)提出將電阻

絲繞在該表盤上，利用圓心角來表示接入電路的電阻絲長度。主要實驗步驟如下：

（1）將器材如圖（a）連接：

（2）開關(guān)閉合前，金屬夾應(yīng)夾在電阻絲的端（填"a"或"〃）；

（3）改變金屬夾的位置，閉合開關(guān)，記錄每次接入電路的電阻絲對應(yīng)的圓心角。和電流表

示數(shù)乙得到多組數(shù)據(jù)；

（4）整理數(shù)據(jù)并在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)繪圖，所得圖像如圖（b）所示，圖線斜率為七,與縱軸

截距為d,設(shè)單位角度對應(yīng)電阻絲的阻值為“，該電池電動勢和內(nèi)阻可表示為石=

,r=（用&、RA、k、d、石表示）

（5）為進(jìn)一步確定結(jié)果，還需要測量單位角度對應(yīng)電阻絲的阻值為。利用現(xiàn)有器材設(shè)計實

驗，在圖（c）方框中畫出實驗電路圖__________