江蘇省2024高考物理一輪復(fù)習(xí)第八章恒定電流第2講閉合電路歐姆定律教案

PAGEPAGE1第2講閉合電路歐姆定律一、串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)1．特點(diǎn)對比串聯(lián)并聯(lián)電流I＝I1＝I2＝…＝InI＝I1＋I(xiàn)2＋…＋I(xiàn)n電壓U＝U1＋U2＋…＋UnU＝U1＝U2＝…＝Un電阻R＝R1＋R2＋…＋Rneq\f(1,R)＝eq\f(1,R1)＋eq\f(1,R2)＋…＋eq\f(1,Rn)2.幾個常用的推論(1)串聯(lián)電路的總電阻大于其中任一部分電路的總電阻．(2)并聯(lián)電路的總電阻小于其中任一支路的總電阻，且小于其中最小的電阻．(3)無論電阻怎樣連接，每一段電路的總耗電功率P總是等于各個電阻耗電功率之和．(4)無論電路是串聯(lián)還是并聯(lián)，電路中隨意一個電阻變大時，電路的總電阻變大．自測1電路的兩端，電壓表的讀數(shù)是5V．這個外接電阻是()A．240ΩB．420kΩC．240kΩD．420Ω答案B二、電源閉合電路的歐姆定律1．電源(1)電動勢①計算：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＝eq\f(W,q)；②物理含義：電動勢表示電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能本事的大小，在數(shù)值上等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓．(2)內(nèi)阻：電源內(nèi)部導(dǎo)體的電阻．2．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勢成正比，跟內(nèi)、外電阻之和成反比；(2)公式：I＝eq\f(E,R＋r)(只適用于純電阻電路)；(3)其他表達(dá)形式①電勢著陸表達(dá)式：E＝U外＋U內(nèi)或E＝U外＋I(xiàn)r；②功率表達(dá)式：EI＝UI＋I(xiàn)2r.3．路端電壓與外電阻的關(guān)系(1)一般狀況：U＝IR＝eq\f(E,R＋r)·R＝eq\f(E,1＋\f(r,R))，當(dāng)R增大時，U增大；(2)特別狀況：①當(dāng)外電路斷路時，I＝0，U＝E；②當(dāng)外電路短路時，I短＝eq\f(E,r)，U＝0.自測2電源的電動勢為4.5V、外電阻為4.0Ω時，路端電壓為4.0V，若在外電路中分別并聯(lián)一個6.0Ω的電阻和串聯(lián)一個6.0Ω的電阻，則兩種狀況下的路端電壓分別約為()A．4.3V3.72V B．3.73V4.3VC．3.72V4.3V D．4.2V3.73V答案C三、電路中的功率1．電源的總功率(1)隨意電路：P總＝IE＝IU外＋I(xiàn)U內(nèi)＝P出＋P內(nèi)．(2)純電阻電路：P總＝I2(R＋r)＝eq\f(E2,R＋r).2．電源內(nèi)部消耗的功率P內(nèi)＝I2r＝IU內(nèi)＝P總－P出．3．電源的輸出功率(1)隨意電路：P出＝IU＝IE－I2r＝P總－P內(nèi)．(2)純電阻電路：P出＝I2R＝eq\f(E2R,R＋r2)＝eq\f(E2,\f(R－r2,R)＋4r).(3)純電阻電路中輸出功率隨R的改變關(guān)系①當(dāng)R＝r時，電源的輸出功率最大為Pm＝eq\f(E2,4r).②當(dāng)R>r時，隨著R的增大輸出功率越來越小．③當(dāng)R<r時，隨著R的增大輸出功率越來越大．自測3如圖1所示，E＝8V，r＝2Ω，R1＝8Ω，R2為變阻器接入電路中的有效阻值，問：圖1(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？這時電源的效率是多大？(3)調(diào)整R2的阻值，能否使電源以最大的功率eq\f(E2,4r)輸出？為什么？答案(1)10Ω1.6W(2)05.12W80%(3)不能理由見解析解析(1)將R1和電源等效為一新電源，則新電源的電動勢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改變的結(jié)論知，當(dāng)R2＝r′＝10Ω時，R2有最大功率，即P2max＝eq\f(E′2,4r′)＝eq\f(82,4×10)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，電路中有最大電流，即Imax＝eq\f(E,R1＋r)＝0.8A，R1的最大功率P1max＝Imax2R1＝5.12W，這時電源的效率η＝eq\f(R1,R1＋r)×100%＝80%.(3)不能．因?yàn)榧词筊2＝0，外電阻R1也大于r，不行能有eq\f(E2,4r)的最大輸出功率．題型1電路的動態(tài)分析1．動態(tài)電路的特點(diǎn)斷開或閉合開關(guān)、滑動變阻器的滑片移動、電阻增大或減小，導(dǎo)致電路電壓、電流、功率等的改變．2．動態(tài)分析的方法(1)程序法：電路結(jié)構(gòu)的改變→R的改變→R總的改變→I總的改變→U端的改變→固定支路eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(并聯(lián)分流I,串聯(lián)分壓U))→改變支路．(2)極限法：即因滑動變阻器滑片滑動引起的電路改變問題，可將滑動變阻器的滑片分別滑至兩個極端去探討．例1(2024·吉林“五地六校”合作體聯(lián)考)在圖2所示的電路中，R1、R2是定值電阻，當(dāng)滑動變阻器滑片向上移動時()圖2A．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)變小答案B解析由題圖可知，電流表與滑動變阻器串聯(lián)而電壓表與滑動變阻器并聯(lián)，當(dāng)向上移動滑片時滑動變阻器接入電路的阻值變小，再依據(jù)結(jié)論“串反并同”，可知電流表示數(shù)變大，電壓表示數(shù)變小，B選項(xiàng)正確．變式1(多選)(2024·福建福州市質(zhì)檢)如圖3所示，電源電動勢E和內(nèi)阻r肯定，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)照耀到R3的光照強(qiáng)度改變時，R2功率變大，以下推斷正確的是()圖3A．電流表示數(shù)肯定變小B．電壓表示數(shù)肯定變小C．R3的功率肯定變大D．照耀到R3的光照強(qiáng)度肯定增加答案BD解析由于R2功率變大，依據(jù)P＝I2R可知R2的電流增大，依據(jù)“串反并同”可得R3的阻值減小，照耀到R3的光照強(qiáng)度肯定增加，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B、D正確，A錯誤；R3的阻值減小，通過R3的電流增大，依據(jù)P＝I2R可知，R3的功率無法確定改變，故C錯誤．題型2應(yīng)用閉合電路歐姆定律定量計算例2(多選)(2024·江蘇卷·8)如圖4所示的電路中，電源電動勢為12V，內(nèi)阻為2Ω，四個電阻的阻值已在圖中標(biāo)出，閉合開關(guān)S，下列說法正確的有()圖4A．路端電壓為10VB．電源的總功率為10WC．a(chǎn)、b間電壓的大小為5VD．a(chǎn)、b間用導(dǎo)線連接后，電路的總電流為1A答案ACAC對；a、b間用導(dǎo)線連接后，外電路的總電阻為R′＝2×eq\f(5×15,5＋15)Ω＝7.5Ω，電路中的總電流I＝eq\f(E,R′＋r)≈1.26A，D錯．變式2(2024·江蘇卷·3)如圖5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()圖5A．1ΩB．2ΩC．3ΩD．4Ω答案A解析當(dāng)斷開S后，電壓表的讀數(shù)等于電源的電動勢，即E＝3V；當(dāng)閉合S后，有U＝IR，又由閉合電路歐姆定律可知，I＝eq\f(E,R＋r)，聯(lián)立解得r＝1Ω，A正確，B、C、D錯誤.1．電源的效率η＝eq\f(IU,IE)×100%＝eq\f(U,E)×100%.2．純電阻電路P總＝EI＝eq\f(E2,R＋r)，P出＝eq\f(E2,R＋r2)R，η＝eq\f(P出,P總)×100%＝eq\f(R,R＋r)×100%.3．電源的最大輸出功率P出＝UI＝I2R＝eq\f(E2,R＋r2)R＝eq\f(E2R,R－r2＋4Rr)＝eq\f(E2,\f(R－r2,R)＋4r)P出與外電阻R的函數(shù)關(guān)系可用如圖6所示圖象表示，由圖象可以看出：圖6(1)當(dāng)R＝r時，輸出功率最大，Pm＝eq\f(E2,4r).(2)當(dāng)R“接近”r時，P出增大，當(dāng)R“遠(yuǎn)離”r時，P出減?。?3)當(dāng)P出<Pm時，每個輸出功率對應(yīng)兩個可能的外電阻R1和R2，且R1R2＝r2.例3(多選)(2024·江蘇鹽城市第三次模擬)如圖7所示，E表示電源電動勢、I表示電路中的電流、U表示電源的路端電壓、P表示電源的輸出功率，當(dāng)外電阻R改變時，下列圖象中可能正確的是()圖7答案CD解析電源的電動勢與外電路的電阻無關(guān)，選項(xiàng)A錯誤；由閉合電路的歐姆定律I＝eq\f(E,R＋r)可知，I－R圖象不是直線，選項(xiàng)B錯誤；U＝IR＝eq\f(ER,R＋r)＝eq\f(E,1＋\f(r,R))，則隨R增加，U增大，當(dāng)R→∞時U→E，選項(xiàng)C正確；P＝I2R＝eq\f(E2R,R＋r2)＝eq\f(E2,R＋\f(r2,R)＋2r)，當(dāng)r＝R時，P最大，選項(xiàng)D正確．變式3(2024·遼寧沈陽市質(zhì)檢)某同學(xué)將一閉合電路電源的總功率PE、輸出功率PR和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr隨電流I改變的圖線畫在了同一坐標(biāo)系中，如圖8中的a、b、c所示，則下列推斷正確的是()圖8A．直線a表示電源內(nèi)部的發(fā)熱功率隨電流I改變的圖線B．曲線b表示電源的總功率隨電流I改變的圖線C．曲線c表示電源的輸出功率隨電流I改變的圖線D．電源的電動勢E＝3V，內(nèi)電阻r＝2Ω答案C解析由電源消耗總功率和電源內(nèi)部消耗功率表達(dá)式PE＝EI，Pr＝I2r可知，a是直線，表示的是電源消耗的總功率PE隨電流I改變的圖線，b是拋物線，表示的是電源內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr隨電流I改變的圖線，c表示外電阻的功率即為電源的輸出功率PR隨電流I改變的圖線，所以A、B錯誤，C正確；由題圖可知，當(dāng)短路時電流為2A，總功率PE＝EI＝6W，則可知電源電動勢為：E＝3V，則內(nèi)電阻為r＝eq\f(E,I)＝eq\f(3,2)Ω＝1.5Ω，故D錯誤．1.截距縱軸上的截距等于電源的電動勢；橫軸上的截距等于外電路短路時的電流，即I短＝eq\f(E,r)(如圖9所示)．圖92．斜率圖線斜率的肯定值等于電源的內(nèi)阻，即r＝|eq\f(ΔU,ΔI)|＝eq\f(E,I短)，斜率的肯定值越大，電源的內(nèi)阻越大．3．面積面積UI為電源的輸出功率，而電源的總功率P總＝EI，P總－P出＝EI－UI為電源的發(fā)熱功率．4．圖線上的點(diǎn)圖線上任一點(diǎn)對應(yīng)的U、I的比值為此時外電路的電阻，即R＝eq\f(U,I).例4(多選)如圖10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，則下列說法正確的是()圖10A．電源的電動勢為50VB．電源的內(nèi)阻為eq\f(25,3)ΩC．電流為2.5A時，外電路的電阻為15ΩD．輸出功率為120W時，輸出電壓是30V答案ACD解析電源的路端電壓和電流的關(guān)系為：U＝E－Ir，明顯直線①的斜率的肯定值等于r，縱軸的截距為電源的電動勢，從題圖中看出E＝50V，r＝eq\f(50－20,6－0)Ω＝5Ω，A正確，B錯誤；當(dāng)電流為I1＝2.5A時，由回路中電流I1＝eq\f(E,r＋R外)，解得外電路的電阻R外＝15Ω，C正確；當(dāng)輸出功率為120W時，由題圖中P－I關(guān)系圖線看出對應(yīng)干路電流為4A，再從U－I圖線讀取對應(yīng)的輸出電壓為30V，D正確.變式4(多選)如圖11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，若將這兩個電阻分別接到該電源上，則()圖11A．R1接在電源上時，電源的效率高B．R2接在電源上時，電源的效率高C．R2接在電源上時，電源的輸出功率大D．電源的輸出功率一樣大答案AC解析電源的效率η＝eq\f(P出,P總)×100%＝eq\f(UI,EI)×100%＝eq\f(U,E)×100%，當(dāng)R1與R2分別接到電源上時，UR1>UR2，故R1接在電源上時，電源的效率高，A正確，B錯誤；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，電源的輸出功率大，C正確，D錯誤．1．電路簡化把電容器所在的支路視為斷路，簡化電路時可以去掉，求電荷量時再在相應(yīng)位置補(bǔ)上．2．電容器的電壓(1)電容器兩端的電壓等于與之并聯(lián)的電阻兩端的電壓．(2)電容器所在的支路中沒有電流，與之串聯(lián)的電阻無電壓，相當(dāng)于導(dǎo)線．3．電容器的電荷量及改變(1)利用Q＝UC計算電容器初、末狀態(tài)所帶的電荷量Q1和Q2；(2)假如改變前后極板帶電的電性相同，通過所連導(dǎo)線的電荷量為|Q1－Q2|；(3)假如改變前后極板帶電的電性相反，通過所連導(dǎo)線的電荷量為Q1＋Q2.例5(多選)(2024·江蘇卷·8)如圖12所示，電源E對電容器C充電，當(dāng)C兩端電壓達(dá)到80V時，閃光燈瞬間導(dǎo)通并發(fā)光，C放電．放電后，閃光燈斷開并熄滅，電源再次對C充電．這樣不斷地充電和放電，閃光燈就周期性地發(fā)光．該電路()圖12A．充電時，通過R的電流不變B．若R增大，則充電時間變長C．若C增大，則閃光燈閃光一次通過的電荷量增大D．若E減小為85V，閃光燈閃光一次通過的電荷量不變答案BCD解析給電容器充電過程中，隨著兩極板間所帶電荷量增多，電路中的電流漸漸減小，A錯；充溢一次電，電容器增加的電荷量是相同的，即通過R的電荷量Q是肯定的．電源恒定，R增大，則電流I減小，依據(jù)I＝eq\f(Q,t)可知，充電時間變長，B對；若C增大，電容器充溢時所帶電荷量增多，即閃光時電容器釋放的電荷量也增多，通過閃光燈的電荷量也增多，C對；因?yàn)镃兩端電壓達(dá)到80V時，電容器就不再充電，外接電源只要供應(yīng)電壓超過80V，產(chǎn)生的效果均相同，閃光燈閃光一次通過的電荷量也相同，D對．變式5(2024·江蘇通州、海門、啟東期末)如圖13所示，R1是光敏電阻(光照增加，電阻減小)，C是電容器，R2是定值電阻．當(dāng)R1受到的光照強(qiáng)度減弱時()圖13A．電阻R2上的電流增大B．光敏電阻R1上的電壓減小C．電源兩端電壓減小D．電容器C的帶電荷量減小答案D解析當(dāng)R1受到的光照強(qiáng)度減弱時，R1的電阻增大，外電路總電阻增大，依據(jù)閉合電路歐姆定律分析知，總電流I減小，即流過R2的電流減小，故A錯誤；依據(jù)閉合電路歐姆定律分析知，總電流I減小，路端電壓U＝E－Ir，E、r不變，則U增大，R2兩端電壓減小，所以光敏電阻R1上的電壓增大，故B、C錯誤；由于電容器與R2并聯(lián)，所以電容器兩端電壓減小，由公式Q＝CU2可知，電容器帶電荷量減小，故D正確.1．故障特點(diǎn)(1)斷路特點(diǎn)：表現(xiàn)為路端電壓不為零而電流為零；(2)短路特點(diǎn)：用電器或電阻發(fā)生短路，表現(xiàn)為有電流通過電路但用電器或電阻兩端電壓為零．2．檢測方法(1)電壓表檢測：假如電壓表示數(shù)為零，則說明可能在并聯(lián)路段之外有斷路，或并聯(lián)路段短路；(2)電流表檢測：當(dāng)電路中接有電源時，可用電流表測量各部分電路上的電流，通過對電流值的分析，可以確定故障的位置．在運(yùn)用電流表檢測時，肯定要留意電流表的極性和量程；(3)歐姆表檢測：在運(yùn)用歐姆表檢測時，被檢測元件應(yīng)從電路中拆下來；當(dāng)測量值很大時，表示該處斷路；當(dāng)測量值很小或?yàn)榱銜r，表示該處短路．(4)假設(shè)法：將整個電路劃分為若干部分，然后逐一假設(shè)某部分電路發(fā)生某種故障，運(yùn)用閉合電路或部分電路的歐姆定律進(jìn)行推理．例6如圖14所示電路中，由于某處出現(xiàn)了故障，導(dǎo)致電路中的A、B兩燈變亮，C、D兩燈變暗，故障的緣由可能是()圖14A．R1短路B．R2斷路C．R2短路D．R3短路答案D解析A燈在干路上，A燈變亮，說明電路中總電流變大，由閉合電路歐姆定律可知電路的外電阻減小，這就說明電路中只會出現(xiàn)短路而不會出現(xiàn)斷路，選項(xiàng)B錯誤；因?yàn)槎搪凡糠值碾娮枳冃?，分壓作用減小，與其并聯(lián)的用電器兩端的電壓減小，C、D兩燈變暗，A、B兩燈變亮，這說明發(fā)生短路的電阻與C、D兩燈是并聯(lián)的，而與A、B兩燈是串聯(lián)的．視察電路中電阻的連接形式，只有R3短路符合條件，故選項(xiàng)A、C錯，D正確．1．(電路的動態(tài)分析)(多選)(2024·江蘇蘇州新區(qū)一中一模)如圖15所示電路中，變壓器為志向變壓器，a、b接在電壓有效值不變的溝通電源兩端，R0為定值電阻，R為滑動變阻器．現(xiàn)將變阻器的滑片從一個位置滑動到另一位置，視察到電流表A1的示數(shù)增大了0.2A，電流表A2的示數(shù)增大了0.8A，電表均為志向電表，則下列說法正確的是()圖15A．該變壓器起降壓作用B．電壓表V1示數(shù)增大C．電壓表V2、V3示數(shù)均增大D．變阻器滑片是沿c→d的方向滑動答案AD解析對志向變壓器有U1I1＝U2I2，則U1ΔI1＝U2ΔI2，ΔI2＞ΔI1，故U2＜U1，變壓器為降壓變壓器，選項(xiàng)A正確；電壓表V1的示數(shù)和a、b間電壓的有效值相同，滑片滑動時V1示數(shù)不變，選項(xiàng)B錯誤；電壓表V2測量的電壓為副線圈兩端的電壓，原、副線圈匝數(shù)不變，輸入電壓不變，故V2示數(shù)不變，V3示數(shù)為V2示數(shù)減去R0兩端電壓，兩線圈中電流增大，易知R0兩端電壓上升，故V3示數(shù)減小，選項(xiàng)C錯誤；因I2增大，故知R減小，變阻器滑片是沿c→d的方向滑動，選項(xiàng)D正確．2．(閉合電路的功率問題)(多選)(2024·江蘇蘇錫常鎮(zhèn)四市二模)如圖16甲所示連接電路，電源E＝12V，內(nèi)阻不計，燈泡L的額定電壓為9V，其伏安特性曲線如圖乙所示，滑動變阻器R的最大阻值為10Ω.則()圖16A．燈泡L的阻值隨電流的增大則減小B．燈泡L的額定功率為13.5WC．燈泡L消耗電功率的最小值是2WD．滑動變阻器接入電路的阻值應(yīng)至少為6Ω答案BC解析I－U圖象上的點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)連線的斜率等于電阻的倒數(shù)，故燈泡L的阻值隨電流的增大而增大，故A錯誤；由題圖乙可知，U＝9V時，電流等于1.5A，則燈泡的額定功率P＝UI＝13.5W，故B正確；由R＝eq\f(E－U,I)＝eq\f(12－9,1.5)Ω＝2Ω可知，滑動變阻器接入電路的阻值至少為2Ω，故D錯誤；當(dāng)R＝10Ω時，回路中電流最小，燈泡消耗的電功率最小，此時燈泡兩端的電壓滿意關(guān)系U＝12－10I，在I－U圖象中作出該直線，如圖所示，兩線的交點(diǎn)坐標(biāo)就是燈泡的工作狀態(tài)，此時燈泡的最小功率Pm＝UmIm＝2V×1.0A＝2W，故C正確．3．(含容電路的分析)(多選)(2024·廣東珠海市質(zhì)量監(jiān)測)如圖17所示，直流電路中，R1、R2是定值電阻，R3是光敏電阻，其阻值隨光照增加而減?。?dāng)開關(guān)S閉合時，處在電容器兩板間M點(diǎn)的帶電液滴恰好能保持靜止．現(xiàn)用強(qiáng)光照耀電阻R3時()圖17A．電源的總功率減小 B．A板的電勢降低C．液滴向上運(yùn)動 D．電容器所帶電荷量增加答案CD解析電路穩(wěn)定時電容器兩板間的電壓等于R1兩端的電壓，當(dāng)用強(qiáng)光照耀光敏電阻R3時，光敏電阻的阻值減小，電路中電流增大，電源的總功率P＝EI增大，R1兩端的電壓增大，電容器的電壓增大，板間場強(qiáng)增大，帶電液滴所受的電場力增大，液滴向上運(yùn)動，故A錯誤，C正確；電容器的電壓增大，電容不變，由Q＝CU知，電容器所帶電荷量增加，故D正確；由于電路中的電流增大，R1兩端的電勢差增大，又因?yàn)镽1下端接地，電勢為零，所以R1上端電勢上升，A板的電勢也上升，故B錯誤．4．(應(yīng)用閉合電路歐姆定律定量計算)(2024·全國卷Ⅱ·17)阻值相等的四個電阻、電容器C及電池E(內(nèi)阻可忽視)連接成如圖18所示電路．開關(guān)S斷開且電流穩(wěn)定時，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()圖18A.eq\f(2,5)B.eq\f(1,2)C.eq\f(3,5)D.eq\f(2,3)答案C解析S斷開時等效電路圖如圖甲所示．甲乙電容器兩端電壓為U1＝eq\f(E,R＋\f(2,3)R)×eq\f(2,3)R×eq\f(1,2)＝eq\f(1,5)E；S閉合時等效電路圖如圖乙所示．電容器兩端電壓為U2＝eq\f(E,R＋\f(1,2)R)×eq\f(1,2)R＝eq\f(1,3)E，由Q＝CU得eq\f(Q1,Q2)＝eq\f(U1,U2)＝eq\f(3,5)，故選項(xiàng)C正確．1.(多選)在如圖1所示的U－I圖象中，直線Ⅰ為某一電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖線，直線Ⅱ?yàn)槟骋浑娮鑂的U－I圖線．用該電源干脆與電阻R相連組成閉合電路，由圖象可知()圖1A．電源的電動勢為3V，內(nèi)阻為0.5ΩB．電阻R的阻值為1ΩC．電源的輸出功率為4WD．電源的效率為50%答案ABC解析由圖線Ⅰ可知，電源的電動勢為3V，內(nèi)阻為r＝eq\f(E,I短)＝0.5Ω；由圖線Ⅱ可知，電阻R的阻值為1Ω，該電源與電阻R干脆相連組成的閉合電路的電流為I＝eq\f(E,r＋R)＝2A，路端電壓U＝IR＝2V(可由題圖讀出)，電源的輸出功率為P＝UI＝4W，電源的效率為η＝eq\f(UI,EI)×100%≈66.7%，故選項(xiàng)A、B、C正確，D錯誤．2．(2024·貴州遵義市調(diào)研)如圖2所示電路，電源內(nèi)阻不行忽視，電表均為志向電表．開關(guān)S閉合后，在變阻器R0的滑動端向下滑動的過程中()圖2A．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)增大答案A解析由變阻器R0的滑動端向下滑動可知，R0接入電路的有效電阻減小，外電阻R外減小，由I＝eq\f(E,R外＋r)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＝eq\f(U2,R2)可知電流表示數(shù)減小，故A正確．3．(多選)如圖3所示，R1為定值電阻，R2為可變電阻，E為電源電動勢，r為電源內(nèi)電阻，以下說法中正確的是()圖3A．當(dāng)R2＝R1＋r時，R2獲得最大功率B．當(dāng)R1＝R2＋r時，R1獲得最大功率C．當(dāng)R2＝0時，R1獲得最大功率D．當(dāng)R2＝0時，電源的輸出功率最大答案AC解析在探討R2的電功率時，可將R1視為電源內(nèi)阻的一部分，即將原電路等效為外電阻R2與電動勢為E、內(nèi)阻為R1＋r的電源(等效電源)連成的閉合電路(如圖所示)，R2的電功率是等效電源的輸出功率．明顯當(dāng)R2＝R1＋r時，R2獲得的電功率最大，故A項(xiàng)正確；探討R1的電功率時，由于R1為定值，依據(jù)P＝I2R知，電路中電流越大，R1上的電功率就越大(P1＝I2R1)，所以，當(dāng)R2＝0時，R1獲得的電功率最大，故B項(xiàng)錯誤，C項(xiàng)正確；探討電源的輸出功率時，R1＋R2為外電阻，內(nèi)電阻r恒定，由于題目沒有給出R1和r的詳細(xì)數(shù)值，所以當(dāng)R2＝0時，電源輸出功率不肯定最大，故D項(xiàng)錯誤．4．如圖4所示的電路中，兩平行金屬板之間的帶電液滴處于靜止?fàn)顟B(tài)，電流表和電壓表均為志向電表，由于某種緣由燈泡L的燈絲突然燒斷，其余用電器均不會損壞，則下列說法正確的是()圖4A．電流表、電壓表的讀數(shù)均變小B．電源內(nèi)阻消耗的功率變大C．液滴將向上運(yùn)動D．電源的輸出功率變大答案C解析當(dāng)燈泡L的燈絲突然燒斷時電路中總電阻增大，則總電流減小，電源的內(nèi)電壓和R1兩端的電壓減小，由閉合電路的歐姆定律可知，路端電壓增大，故電容器C兩端的電壓增大，板間場強(qiáng)增大，帶電液滴所受的電場力增大，則該液滴將向上運(yùn)動，C正確；由于C兩端的電壓增大，R2、R3中的電流增大，則電流表、電壓表的讀數(shù)均變大，A錯誤；因干路電流減小，則電源內(nèi)阻消耗的功率變小，B錯誤；由于電源的內(nèi)、外電阻的關(guān)系未知，不能推斷電源的輸出功率如何改變，D錯誤．5.如圖5所示的電路中，閉合開關(guān)S，燈L1、L2正常發(fā)光．由于電路突然出現(xiàn)故障，發(fā)覺燈L1變亮，燈L2變暗，電流表的讀數(shù)變小，依據(jù)分析，發(fā)生的故障可能是(電源內(nèi)阻不計)()圖5A．R1斷路 B．R2斷路C．R3短路 D．R4短路答案A解析等效電路圖如圖所示，出現(xiàn)故障后，發(fā)覺燈L1變亮，燈L2變暗，說明L1兩端的電壓變大，L2兩端的電壓變小，可能是R1斷路，此時示數(shù)減小，故A正確；假如R2斷路，則燈L2變亮，燈L1變暗，與條件不符，故B錯誤；若R3短路或R4短路，電流表示數(shù)變大，故C、D錯誤．6．(2024·江西贛州市上學(xué)期期末)如圖6所示是汽車蓄電池與車燈、啟動電動機(jī)組成的電路，蓄電池內(nèi)阻為0.05Ω，電表可視為志向電表．只接通S1時，電流表示數(shù)為10A，電壓表示數(shù)為12V，再接通S2，啟動電動機(jī)時，電流表示數(shù)變?yōu)?A，則此時通過啟動電動機(jī)的電流是()圖6A．2AB．8AC．50AD．58A答案C解析只接通S1時，由閉合電路歐姆定律得：E＝U＋I(xiàn)r＝12V＋10×0.05V＝12.5V，R燈＝eq\f(12,10)Ω＝1.2Ω，再接通S2后，流過啟動電動機(jī)的電流為：I電動機(jī)＝eq\f(12.5－8×1.2,0.05)A－8A＝50A，故選C.7.(多選)(2024·貴州安順市質(zhì)檢)如圖7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改變的圖線．由該圖可知下列說法中正確的是()圖7A．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1ΩC．電源輸出功率最大值為4WD．電源的效率最大可達(dá)50%答案BC解析依據(jù)題圖可以知道，曲線C1、C2的交點(diǎn)的位置，此時電路的內(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錯誤，C正確；依據(jù)P＝I2R＝I2r可知，當(dāng)輸出功率最大時，P＝4W，I＝2A，所以R＝r＝1Ω，所以B正確；電源的效率η＝eq\f(IU,IE)×100%＝eq\f(U,E)×100%＝eq\f(IR,IR＋r)×100%＝eq\f(R,R＋r)×100%＝eq\f(1,1＋\f(r,R))×100%，R越大，效率越大，只當(dāng)r＝R時，電源的效率才是50%，但不是效率的最大值，選項(xiàng)D錯誤．8.如圖8，直線A為某電源的U－I圖線，曲線B為某燈泡L1的U－I圖線的一部分，用該電源和燈泡L1串聯(lián)起來組成閉合回路時燈泡L1恰能正常發(fā)光，則下列說法中正確的是()圖8A．此電源的內(nèi)阻為eq\f(2,3)ΩB．燈泡L1的額定電壓為3V，額定功率為6WC．把燈泡L1換成阻值恒為1Ω的純電阻，電源的輸出功率將變小D．由于燈泡L1的U－I圖線是一條曲線，所以燈泡發(fā)光過程中歐姆定律不適用答案B解析由題圖知，電源的內(nèi)阻為r＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔU,ΔI)))＝eq\f(4－1,6)Ω＝0.5Ω，A錯誤；因?yàn)闊鬖1正常發(fā)光，故燈L1的額定電壓為3V，額定功率為P＝UI＝3×2W＝6W，B正確；正常工作時，燈L1的電阻為R1＝eq\f(U,I)＝1.5Ω，換成R2＝1Ω的純電阻后，該電阻更接近電源內(nèi)阻r，故電源的輸出功率將變大，C錯誤；燈泡是純電阻，適用歐姆定律，其U－I圖線是一條曲線的緣由是燈泡的電阻隨溫度的改變而發(fā)生改變，故D錯誤．9．(2024·山東棗莊市上學(xué)期期末)如圖9甲所示，一個簡潔的閉合電路由內(nèi)、外兩部分電路構(gòu)成．已知內(nèi)電路的電源是一個化學(xué)電池，電池的正、負(fù)極旁邊分別存在著化學(xué)反應(yīng)層，反應(yīng)層中非靜電力(化學(xué)作用)把正電荷從電勢低處移到電勢高處，在這兩個地方，電勢會沿電流方向“躍升”．這樣整個閉合電路的電勢凹凸改變狀況如圖乙所示，圖乙中各點(diǎn)位置的凹凸表示電路中相應(yīng)各點(diǎn)電勢的凹凸，D點(diǎn)的高度略低于C點(diǎn)．若減小外電路電阻R，則下列說法正確的是()圖9A．C、D兩點(diǎn)之間的高度差將變大B．A、D兩點(diǎn)之間的高度差和C、B兩點(diǎn)之間的高度差之和將變小C．A、B兩點(diǎn)之間的高度差不變D．在電子從A點(diǎn)經(jīng)D、C移動至B點(diǎn)的過程中，非靜電力做功將變大答案A解析因電動勢不變，減小外電路電阻R，電路中的電流增大，內(nèi)電壓變大，外電壓減小，A、B兩點(diǎn)的高度差為外電壓，將減小；C、D兩點(diǎn)高度差類似于內(nèi)電壓，將變大，故A正確，C錯誤；A與D，C與B高度差的總和為電動勢，故應(yīng)不變，故B錯誤；電子從A點(diǎn)經(jīng)D、C至B點(diǎn)，非靜電力做功W＝Eq，將不變，故D錯誤．10.如圖10所示，電源的電動勢為30V，內(nèi)電阻為1Ω，一個標(biāo)有“6V12W”的燈泡與一個繞線電阻為2Ω的電動機(jī)串聯(lián)．開關(guān)閉合后，電路中的燈泡正常發(fā)光，則電動機(jī)輸出的機(jī)械功率為()圖10A．36W B．44WC．48W D．60W答案A解析電路中燈泡正常發(fā)光，所以UL＝6V，則電路中電流為I＝eq\f(PL,UL)＝eq\f(12,6)A＝2A，電動機(jī)兩端的電壓UM＝E－Ir－UL＝30V－2×1V－6V＝22V，則電動機(jī)輸出的機(jī)械功率P出＝P電－P熱＝UMI－I2RM＝22×2W－22×2W＝36W.11.(多選)(2024·福建龍巖市質(zhì)檢)某同學(xué)