9-2電路與電能-電能-能量守恒定律-(解析版)

考點(diǎn)29電路與電能--電能能量守恒定律新課程標(biāo)準(zhǔn)1.會(huì)使用多用電表。2．理解閉合電路歐姆定律。會(huì)測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。3．能分析和解決家庭電路中的簡(jiǎn)單問(wèn)題，能將安全用電和節(jié)約用電的知識(shí)應(yīng)用于生活實(shí)際。命題特點(diǎn)1.命題分析：高考對(duì)本專(zhuān)題的考查，主要圍繞電路展開(kāi)，涉及電路的計(jì)算、故障判斷和動(dòng)態(tài)變化分析．2．趨勢(shì)分析：試題考法靈活多變，對(duì)實(shí)驗(yàn)綜合能力要求較高，學(xué)生應(yīng)予以高度重視，尤其是對(duì)電路設(shè)計(jì)、聯(lián)系實(shí)際的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)及歐姆表的應(yīng)用．試題情境生活實(shí)踐類(lèi)在日常生產(chǎn)生活和科技方面的主要試題情境有電表的原理與應(yīng)用等，涉及這類(lèi)情境的題目往往考查純電阻電路和非純電阻電路的分析與計(jì)算、電路故障的分析與判斷等學(xué)習(xí)探究類(lèi)學(xué)習(xí)探索類(lèi)涉及的主要試題情境是電學(xué)實(shí)驗(yàn)問(wèn)題，包括實(shí)驗(yàn)原理的創(chuàng)新、實(shí)驗(yàn)器材的選擇、實(shí)驗(yàn)電路的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理和實(shí)驗(yàn)誤差的分析等問(wèn)題．考向一電路的動(dòng)態(tài)分析考向二電源的功率和效率考向三對(duì)電源U－I圖線的理解和應(yīng)用考向四含電容器和二極管電路的分析考向一電路的動(dòng)態(tài)分析一、電源閉合電路的歐姆定律1．電源(1)電動(dòng)勢(shì)①定義：非靜電力所做的功與所移動(dòng)的電荷量之比。②計(jì)算：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，E＝eq\f(W,q)。(2)內(nèi)阻：電源內(nèi)部也存在電阻，內(nèi)電路的電阻叫內(nèi)阻。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(dòng)勢(shì)成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比。(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(shì)降落表達(dá)式：E＝U外＋U內(nèi)或E＝U外＋I(xiàn)r。②功率表達(dá)式：IE＝IU＋I(xiàn)2r。3．路端電壓與負(fù)載的關(guān)系(1)一般情況：U＝IR＝eq\f(E,R＋r)·R＝eq\f(E,1＋\f(r,R))，當(dāng)R增大時(shí)，U增大。(2)特殊情況①當(dāng)外電路斷路時(shí)，I＝0，U＝E。②當(dāng)外電路短路時(shí)，I短＝eq\f(E,r)，U＝0。二、動(dòng)態(tài)電路1.動(dòng)態(tài)電路的特點(diǎn)斷開(kāi)或閉合開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器的滑片移動(dòng)、電阻增大或減小，導(dǎo)致電路電壓、電流、功率等的變化。2．判定總電阻變化情況的規(guī)律(1)當(dāng)外電路的任何一個(gè)電阻增大(或減小)時(shí)，電路的總電阻一定增大(或減小)。(2)若開(kāi)關(guān)的通、斷使串聯(lián)的用電器增多時(shí)，電路的總電阻增大；若開(kāi)關(guān)的通、斷使并聯(lián)的支路增多時(shí)，電路的總電阻減小。(3)在如圖甲所示分壓電路中，滑動(dòng)變阻器可視為由兩段電阻構(gòu)成，其中一段R并與用電器并聯(lián)，另一段R串與并聯(lián)部分串聯(lián)。A、B兩端的總電阻與R串的變化趨勢(shì)一致。(4)在一個(gè)定值電阻R和一個(gè)可變電阻R0組成的如圖乙所示的電路中，若R0≥R，則當(dāng)兩個(gè)并聯(lián)支路的電阻值相等時(shí)，a、b兩端的總電阻最大；若R0<R，則兩支路電阻值越接近，a、b間的總電阻越大。即“阻差小，總阻大；阻差大，總阻小”。3.電路動(dòng)態(tài)分析的兩種方法(1)程序法：電路結(jié)構(gòu)的變化→R的變化→R總的變化→I總的變化→U端的變化→固定支路eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(并聯(lián)分流I,串聯(lián)分壓U))→變化支路。(2)極限法：即因滑動(dòng)變阻器滑片滑動(dòng)引起的電路變化問(wèn)題，可將滑動(dòng)變阻器的滑片分別滑至兩個(gè)極端去討論。(3)結(jié)論法——“串反并同”①所謂“串反”，即某一電阻增大(或減小)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(或增大)。②所謂“并同”，即某一電阻增大(或減小)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(或減小)。三、電路故障分析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(guò)電路但用電器或電阻兩端電壓為零。2.檢測(cè)方法(1)電壓表檢測(cè)：如果電壓表示數(shù)為零，則說(shuō)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(cè)：當(dāng)電路中接有電源時(shí)，可用電流表測(cè)量各部分電路上的電流，通過(guò)對(duì)電流值的分析，可以確定故障的位置。在運(yùn)用電流表檢測(cè)時(shí)，一定要注意電流表的極性和量程。(3)歐姆表檢測(cè)：當(dāng)測(cè)量值很大時(shí)，表示該處斷路；當(dāng)測(cè)量值很小或?yàn)榱銜r(shí)，表示該處短路。在運(yùn)用歐姆表檢測(cè)時(shí)，被檢測(cè)元件應(yīng)從電路中拆下來(lái)。(4)假設(shè)法：將整個(gè)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。【典例1】(2022·貴州遵義調(diào)研)如圖所示電路，電源內(nèi)阻不可忽略，電表均為理想電表。開(kāi)關(guān)S閉合后，在滑動(dòng)變阻器R0的滑動(dòng)端向下滑動(dòng)的過(guò)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【答案】A【解析】滑動(dòng)變阻器R0的滑動(dòng)端向下滑動(dòng)時(shí)，R0接入電路的有效電阻減小，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項(xiàng)正確。【典例2】如圖所示電路中，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，故障的原因可能是()A.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(shuō)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(shuō)明電路中只會(huì)出現(xiàn)短路而不會(huì)出現(xiàn)斷路，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；因?yàn)槎搪凡糠值碾娮枳冃。謮鹤饔脺p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(shuō)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。觀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(cuò)誤，D正確。練習(xí)1、(多選)(2022·江蘇第一次調(diào)研)智能手機(jī)屏幕的光線過(guò)強(qiáng)會(huì)對(duì)眼睛有害，因此手機(jī)都有一項(xiàng)可以調(diào)節(jié)屏幕亮度的功能，該功能既可以自動(dòng)調(diào)節(jié)，也可以手動(dòng)調(diào)節(jié)。某興趣小組為了模擬該功能，設(shè)計(jì)了如圖所示的電路，已知光敏電阻的阻值隨光照的增強(qiáng)而減小。閉合開(kāi)關(guān)，下列說(shuō)法正確的是()A．僅光照變強(qiáng)，小燈泡變亮B．僅光照變?nèi)酰襞葑兞罜．僅將滑片向a端滑動(dòng)，小燈泡變亮D．僅將滑片向b端滑動(dòng)，小燈泡變亮【答案】AC【解析】?jī)H光照變強(qiáng)，光敏電阻的阻值變小，則電路中總電阻變小，由閉合電路歐姆定律可知總電流增大，燈泡的功率變大，燈泡變亮，A項(xiàng)正確；同理分析，僅光照變?nèi)?，燈泡變暗，B項(xiàng)錯(cuò)誤；僅將滑片向a端滑動(dòng)，滑動(dòng)變阻器接入電路的有效阻值變小，則總電阻變小，總電流增大，燈泡的功率變大，燈泡變亮，C項(xiàng)正確；同理分析，僅將滑片向b端滑動(dòng)，燈泡變暗，D項(xiàng)錯(cuò)誤。練習(xí)2、如圖所示電路，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R1的滑片向上滑動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()A．R2的功率增大B．R3兩端的電壓減小C．電流表的示數(shù)變大D．R1的電流增大【答案】C【解析】當(dāng)滑動(dòng)變阻器R1的滑片向上滑動(dòng)時(shí)，其接入電路的電阻增大，外電路總電阻增大，則干路電流I減小，路端電壓U增大，R3兩端的電壓等于路端電壓，則R3兩端的電壓增大，通過(guò)R3的電流I3增大，通過(guò)R2的電流I2＝I－I3，I減小，I3增大，則I2減小，故R2的功率減小，電壓U2也減??；R1、R4的并聯(lián)電壓U并＝U－U2，U增大，U2減小，則U并增大，故通過(guò)電流表的電流IA增大，電流表的示數(shù)變大，通過(guò)R1的電流I1＝I2－IA，I2減小，IA增大，則I1減小，故只有C正確?！厩蓪W(xué)妙記】電路動(dòng)態(tài)分析的一般步驟電路動(dòng)態(tài)分析的一般步驟(1)弄清局部電路變化所引起的局部電路電阻的變化。(2)根據(jù)局部電路電阻的變化，確定整個(gè)電路的外電阻如何變化。(3)根據(jù)閉合電路歐姆定律I總＝eq\f(E,R外總＋r)，確定電路總電流如何變化。(4)由U內(nèi)＝I總r確定電源內(nèi)電壓如何變化。(5)由U＝E－U內(nèi)確定路端電壓如何變化。(6)確定支路兩端的電壓及通過(guò)各支路的電流如何變化?？枷蚨娫吹墓β屎托室?、電路中的功率1．電源的總功率(1)任意電路：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)任意電路：P出＝IU＝IE－I2r＝P總－P內(nèi)。(2)純電阻電路：P出＝I2R＝eq\f(E2R,（R＋r）2)＝eq\f(E2,\f(（R－r）2,R)＋4r)。(3)純電阻電路中輸出功率隨R的變化關(guān)系在純電阻外電路中，電源的輸出功率P出＝I2R＝eq\f(E2R,R＋r2)，作出P出-R圖像，如圖所示。由P出與外電阻R的關(guān)系圖像可知：①當(dāng)R＝r時(shí)，電源的輸出功率最大，為Pm＝eq\f(E2,4r)。②當(dāng)R＞r時(shí)，隨著R的增大輸出功率越來(lái)越小。③當(dāng)R＜r時(shí)，隨著R的增大輸出功率越來(lái)越大。④當(dāng)P出＜Pm時(shí)，每個(gè)輸出功率對(duì)應(yīng)兩個(gè)外電阻R1和R2，且R1R2＝r2?！镜淅?】如圖甲所示電路中，R為電阻箱，電源的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r。圖乙為電源的輸出功率P與電流表示數(shù)I的關(guān)系圖像，其中功率P0分別對(duì)應(yīng)電流I1、I2，外電阻R1、R2。下列說(shuō)法中正確的是()A．I1＋I(xiàn)2>eq\f(E,r) B．I1＋I(xiàn)2＝eq\f(E,r)C.eq\f(R1,r)>eq\f(r,R2) D．eq\f(R1,r)<eq\f(r,R2)【答案】B【解析】由閉合電路歐姆定律得U＝E－Ir，則電源的輸出功率為P＝UI＝EI－I2r，故EI1－Ieq\o\al(2,1)r＝EI2－Ieq\o\al(2,2)r，整理得I1＋I(xiàn)2＝eq\f(E,r)，A錯(cuò)誤，B正確；根據(jù)電功率表達(dá)式P0＝Ieq\o\al(2,1)R1＝Ieq\o\al(2,2)R2，且I＝eq\f(E,R＋r)，則有：eq\f(E2,R1＋r2)R1＝eq\f(E2,R2＋r2)R2，整理得eq\f(R1,r)＝eq\f(r,R2)，C、D錯(cuò)誤?！镜淅?】如圖所示，已知電源的內(nèi)阻為r，外電路的固定電阻R0＝r，可變電阻Rx的總電阻為2r，在Rx的滑動(dòng)觸頭從A端滑向B端的過(guò)程中()A．Rx消耗的功率變小B．電源輸出的功率減小C．電源內(nèi)部消耗的功率減小D．R0消耗的功率減小【答案】A【解析】當(dāng)外電阻與電源內(nèi)阻相等時(shí)電源的輸出功率最大；將R0等效為電源的內(nèi)阻，則電源的等效內(nèi)阻為2r，當(dāng)Rx的阻值為2r時(shí)，Rx消耗的功率最大；在Rx的滑動(dòng)觸頭從A端滑向B端的過(guò)程中，電阻Rx從2r減小到零，則Rx消耗的功率變小，A正確。Rx的滑動(dòng)觸頭從A端滑向B端的過(guò)程中，外電路電阻從3r減小到r，則電源的輸出功率逐漸變大，B錯(cuò)誤。Rx的滑動(dòng)觸頭從A端滑向B端的過(guò)程中，總電阻逐漸減小，則電流逐漸變大，則根據(jù)P＝I2R可知，電源內(nèi)部消耗的功率以及R0消耗的功率均變大，C、D錯(cuò)誤。練習(xí)3、(2022·北京海淀區(qū)一模)如圖所示的電路中，已知電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r。閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R的滑片的位置，可以改變外電路的電阻，電壓表的示數(shù)U、電流表的示數(shù)I、電源的總功率P都將隨之改變。以下四幅圖中能正確反映P－I、P－U關(guān)系的是()【答案】C。【解析】根據(jù)電源的總功率為P＝IE可知P－I圖象是過(guò)原點(diǎn)傾斜的直線，A、B錯(cuò)誤；根據(jù)電源的總功率為P＝IE＝eq\f(E－U,r)E＝eq\f(E2,r)－eq\f(E,r)U，則P－U圖象是傾斜的直線，C正確，D錯(cuò)誤。練習(xí)4、(多選)如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E＝6V，小燈泡L的規(guī)格為“3V0.9W”，開(kāi)關(guān)S接1，當(dāng)滑動(dòng)變阻器調(diào)到R＝8Ω時(shí)，小燈泡L正常發(fā)光，現(xiàn)將開(kāi)關(guān)S接2，小燈泡L和電動(dòng)機(jī)M均正常工作，已知電動(dòng)機(jī)的線圈電阻R0＝2Ω。則()A．電源內(nèi)阻為2ΩB．電動(dòng)機(jī)正常工作的電壓為3VC．電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率為0.54W，其效率為75%D．電源的效率約為75%【答案】AC【解析】小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻RL＝eq\f(Ueq\o\al(2,額),P額)＝10Ω，流過(guò)小燈泡的電流I＝eq\f(P額,U額)＝0.3A，當(dāng)開(kāi)關(guān)S接1時(shí)，R總＝eq\f(E,I)＝20Ω，電源內(nèi)阻r＝R總－RL－R＝2Ω，選項(xiàng)A正確；當(dāng)開(kāi)關(guān)S接2時(shí)，燈泡正常發(fā)光，電路中的電流與開(kāi)關(guān)S接1時(shí)的電流相同，所以電動(dòng)機(jī)的正常工作電壓U機(jī)＝E－I(RL＋r)＝2.4V，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；電動(dòng)機(jī)的輸入功率P入＝U機(jī)I＝0.72W，而它的熱功率P熱＝I2R0＝0.18W，則它輸出的機(jī)械功率P機(jī)出＝P入－P熱＝0.54W，電動(dòng)機(jī)的效率η機(jī)＝eq\f(P機(jī)出,P入)×100%＝eq\f(0.54,0.72)×100%＝75%，選項(xiàng)C正確；電源的效率η＝eq\f(P出,P總)×100%＝eq\f(（E－Ir）I,EI)×100%＝90%，選項(xiàng)D錯(cuò)誤?！厩蓪W(xué)妙記】閉合電路歐姆定律中功率的最值問(wèn)題閉合電路歐姆定律中功率的最值問(wèn)題(1)定值電阻的功率：P定＝I2RR為定值電阻，P定只與電流有關(guān)系，當(dāng)R外最大時(shí)，I最小，P定最小，當(dāng)R外最小時(shí)，I最大，P定最大。(2)電源的輸出功率：當(dāng)R外＝r時(shí)，P出最大，Pm＝eq\f(E2,4r)。(3)變化電阻的功率的最大值利用等效思想，把除變化電阻之外的其他的定值電阻等效成電源的內(nèi)阻r′，則變化電阻的功率即為等效以后的電源的輸出功率，即當(dāng)R變＝r′時(shí)，P變有最大值?？枷蛉龑?duì)電源U－I圖線的理解和應(yīng)用電源的U－I圖像與電阻的U－I圖像比較電源U－I圖像電阻U－I圖像圖形物理意義電源的路端電壓隨電路中電流的變化關(guān)系電阻兩端的電壓隨電阻中電流的變化關(guān)系截距與縱軸交點(diǎn)表示電源電動(dòng)勢(shì)E，與橫軸交點(diǎn)表示電源短路電流eq\f(E,r)過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，表示電流為零時(shí)電阻兩端的電壓為零坐標(biāo)U、I的乘積表示電源的輸出功率表示電阻消耗的功率坐標(biāo)U、I的比值表示外電阻的大小，不同點(diǎn)對(duì)應(yīng)的外電阻大小不同表示電阻的大小，每一點(diǎn)對(duì)應(yīng)的比值均等大斜率的絕對(duì)值電源內(nèi)阻r電阻大小【典例5】(2022·北京西城區(qū)統(tǒng)一測(cè)試)如圖所示的U－I圖象中，直線A為電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖線，直線B、C分別是電阻R1、R2的電壓與電流的關(guān)系圖線。若將這兩個(gè)電阻分別直接與該電源連接成閉合電路，則()A．兩個(gè)電阻的電功率相等B．R1接在電源上時(shí)，電源的輸出功率較大C．R2接在電源上時(shí)，電源內(nèi)阻的熱功率較大D．兩種情況下，電源中非靜電力做功的功率相等【答案】B【解析】由兩圖線的交點(diǎn)讀出，R1接在電源上時(shí)U1＝0.5U0，I1＝0.5I0，電源的輸出輸出功率P1＝U1I1＝0.25U0I0，R2接在電源上時(shí)電壓U2＝0.75U0，通過(guò)R2的電流I2＝0.25I0，則電源的輸出功率P2＝U2I2＝eq\f(3,16)U0I0，所以R1接在電源上時(shí)，電源的輸出功率較大，故B正確，A錯(cuò)誤；由題圖可知，電源接R1時(shí)電路中的電流大，所以電源內(nèi)阻的熱功率較大，故C錯(cuò)誤；電源非靜電力做功的功率為P＝IE，所以電流大的，非靜電力做功的功率大，故D錯(cuò)誤。【典例6】(2021·1月湖南普高校招生適應(yīng)性考試，4)有四個(gè)電源甲、乙、丙、丁，其路端電壓U與電流I的關(guān)系圖象分別如圖7(a)、(b)、(c)、(d)所示。將一個(gè)6Ω的定值電阻分別與每個(gè)電源的兩極相接，使定值電阻消耗功率最大的電源是()A.甲電源 B.乙電源C.丙電源 D.丁電源【答案】D【解析】U－I圖象的斜率的絕對(duì)值表示電源的內(nèi)阻，由題圖知丁電源內(nèi)阻r最小，再由P＝(eq\f(E,R＋r))2·R知，r越小，定值電阻消耗的功率越大，故選D。練習(xí)5、(多選)兩位同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室中利用如圖(a)所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向某一方向移動(dòng)時(shí)，一位同學(xué)記錄電流表A和電壓表V1的測(cè)量數(shù)據(jù)，另一位同學(xué)記錄電流表A和電壓表V2的測(cè)量數(shù)據(jù)。兩位同學(xué)根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)描繪出如圖(b)所示的兩條U-I圖線，則圖像中兩圖線的交點(diǎn)表示的物理意義是()A．滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P滑到了最右端B．電源的輸出功率最大C．定值電阻R0消耗的功率為0.5WD．電源的效率達(dá)到最大值【答案】BC【解析】由題圖可知，電源電動(dòng)勢(shì)E＝1.5V，內(nèi)阻r＝1Ω，在交點(diǎn)位置有R＋R0＝eq\f(U1,I)＝2Ω，R0＝eq\f(U2,I)＝2Ω，則R＝0，滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P滑到了最左端，A項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)電路中外電阻等于電源內(nèi)阻時(shí)，電源的輸出功率最大，但R0>r，故改變滑動(dòng)變阻器的阻值時(shí)無(wú)法使電路中外電阻等于電源內(nèi)阻，此時(shí)外電阻越接近電源內(nèi)阻，電源的輸出功率越大，B項(xiàng)正確；P0＝U2I＝0.5W，C項(xiàng)正確；電源的效率η＝eq\f(EI－I2r,EI)，電流越小，電源的效率越大，可見(jiàn)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P滑到最右端時(shí)電源的效率最大，D項(xiàng)錯(cuò)誤。練習(xí)6、[2020·北京市朝陽(yáng)區(qū)4月測(cè)試(A)]如圖7所示的電路中，R1為定值電阻，R2為滑動(dòng)變阻器，各電表均為理想電表。在a、b兩點(diǎn)間接入一個(gè)內(nèi)阻不可忽略的電源后，調(diào)節(jié)R2。關(guān)于電壓表V1、V2的示數(shù)隨電流表A示數(shù)變化的圖像，下列說(shuō)法正確的是()A．只有圖①是合理的 B．只有圖②是合理的C．只有圖③是合理的 D．圖①、③是合理的【答案】C【解析】設(shè)電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，根據(jù)串聯(lián)電路分壓原理得E＝Ir＋I(xiàn)(R1＋R2)＝I(r＋R1)＋U2U1＝IR1整理得U2＝－(R1＋r)I＋EU1＝R1I根據(jù)U－I圖像得k1＝R1k2＝－(R1＋r)可得電壓表U2的U－I圖像的斜率絕對(duì)值大于U1的U－I圖像的斜率，故A、B、D錯(cuò)誤，C正確?！厩蓪W(xué)妙記】(1)電源(1)電源U-I圖線的縱坐標(biāo)U若不從零開(kāi)始，則橫軸的截距小于短路電流，求電源內(nèi)阻r時(shí)可以用r＝|eq\f(ΔU,ΔI)|求解。(2)對(duì)于燈泡等非線性元件的閉合電路問(wèn)題，只能根據(jù)U-I圖像計(jì)算。電源和元件的U-I圖線的交點(diǎn)對(duì)應(yīng)該電源與該元件組成回路時(shí)該元件的工作電壓和工作電流?？枷蛩暮娙萜骱投O管電路的分析含電容器電路1．電路簡(jiǎn)化在恒定的直流電路中，把電容器所在的支路視為斷路，簡(jiǎn)化電路時(shí)可以去掉，求電荷量時(shí)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(méi)有電流，與之串聯(lián)的電阻無(wú)電壓，相當(dāng)于導(dǎo)線。3．電容器的電荷量及變化(1)利用Q＝CU計(jì)算電容器初、末狀態(tài)所帶的電荷量Q1和Q2。(2)如果變化前后極板帶電的電性相同，通過(guò)所連導(dǎo)線的電荷量為|Q1－Q2|。(3)如果變化前后極板帶電的電性相反，通過(guò)所連導(dǎo)線的電荷量為Q1＋Q2。3、含電容器電路動(dòng)態(tài)變化(1)電路穩(wěn)定后，由于電容器所在支路無(wú)電流通過(guò)，所以在此支路上的電阻無(wú)電壓降，因此電容器兩極板間的電壓就等于該支路兩端的電壓。在電路穩(wěn)定后，與電容器串聯(lián)的電阻中無(wú)電流通過(guò)，與電容器串聯(lián)的電阻阻值變化，不影響電路中其他電表示數(shù)和燈泡亮度。(2)電路中的電流、電壓變化時(shí)，將會(huì)引起電容器的充、放電。如果電容器兩端電壓升高，電容器將充電，所帶電荷量增大；如果電容器兩端電壓降低，電容器將通過(guò)與它連接的電路放電，所帶電荷量減小。二、含二極管的直流電路(1)二極管具有單向?qū)щ娦?，?dāng)給二極管加上正向電壓時(shí)，二極管電阻很小，處于導(dǎo)通狀態(tài)；當(dāng)給二極管加上反向電壓時(shí)，二極管電阻很大，處于截止?fàn)顟B(tài)。(2)在含有二極管的電路中，二極管起到了開(kāi)關(guān)作用?！镜淅?】(多選)在如圖所示的電路中，電源的負(fù)極接地，其電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)電阻為r，R1、R2為定值電阻，R3為滑動(dòng)變阻器，C為電容器，A、V分別為理想電流表和電壓表。在滑動(dòng)變阻器的滑片P自a端向b端滑動(dòng)的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()A．電壓表示數(shù)減小B．電流表示數(shù)增大C．電容器C所帶電荷量增多D．a(chǎn)點(diǎn)的電勢(shì)降低【答案】BD【解析】滑片P由a端向b端滑動(dòng)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值減小，則電路總電阻減小，總電流增大，電阻R1兩端電壓增大，電壓表V示數(shù)變大，A項(xiàng)錯(cuò)誤；電阻R2兩端的電壓U2＝E－I總(R1＋r)，I總增大，則U2減小，I2＝eq\f(U2,R2)，故I2減小，電流表A的示數(shù)IA＝I總－I2，故IA增大，B項(xiàng)正確；由于電容器兩端的電壓UC＝U2，故UC減小，由Q＝CUC知電容器所帶電荷量Q減少，C項(xiàng)錯(cuò)誤；Uab＝φa－φb＝φa＝U2，故φa降低，D項(xiàng)正確?！镜淅?】(多選)在如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，D為理想二極管(具有單向?qū)ㄗ饔?，R1為定值電阻，C為電容器，電壓表和電流表均為理想電表，S1、S2均斷開(kāi)，則下列說(shuō)法正確的是()A．僅閉合S1，將滑動(dòng)變阻器的滑片向右移，電壓表、電流表示數(shù)均變大B．僅閉合S1，將滑動(dòng)變阻器的滑片向右移，電容器的帶電荷量不變C．先閉合S1，將滑動(dòng)變阻器的滑片向右移，再閉合S2，電容器有放電現(xiàn)象D．同時(shí)閉合S1、S2，將滑動(dòng)變阻器的滑片向右移，定值電阻R1兩端的電壓增大【答案】BC【解析】?jī)H閉合S1，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向右移時(shí)，R2的有效阻值減小，故電路中總電阻減小，總電流增大，路端電壓減小，即電壓表示數(shù)減小，電流表示數(shù)增大，因電容器與二極管串聯(lián)，二極管不能反向?qū)?，電容器不能放電，故電容器的帶電荷量不變，故A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；先閉合S1，將滑動(dòng)變阻器的滑片向右移，再閉合S2，電容器與R2形成閉合回路，電容器兩端電壓減小，故電容器所帶的電荷量減小，電容器對(duì)外放電，故C項(xiàng)正確；同時(shí)閉合S1、S2，二極管與R1并聯(lián)，而二極管具有單向?qū)ㄗ饔?，故此時(shí)R1被短接，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。練習(xí)7、(2022·河南省頂尖名校4月聯(lián)考)如圖9所示，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r。電路中的R2、R3分別為總阻值一定的滑動(dòng)變阻器，R0為定值電阻，R1為光敏電阻(其電阻隨光照強(qiáng)度增大而減小)。當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，電容器中一帶電微粒恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說(shuō)法中正確的是()A．只逐漸增大R1的光照強(qiáng)度，電阻R0消耗的電功率變大，電阻R3中有向上的電流B．只調(diào)節(jié)電阻R3的滑動(dòng)端P2向上端移動(dòng)時(shí)，電源消耗的功率變大，電阻R3中有向上的電流C．只調(diào)節(jié)電阻R2的滑動(dòng)端P1向下端移動(dòng)時(shí)，電壓表示數(shù)變大，帶電微粒向下運(yùn)動(dòng)D．若斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，電容器所帶電荷量變大，帶電微粒向上運(yùn)動(dòng)【答案】A【解析】逐漸增大R1的光照強(qiáng)度，R1的電阻減小，回路總電阻減小，回路總電流增大，根據(jù)P＝UI＝I2R可知R0上消耗的電功率變大，同時(shí)，R2上端電阻兩端電壓也增大，則電容器兩端電壓增大，根據(jù)C＝eq\f(Q,U)可知電荷量增加，則R3中有向上的電流，故A正確；恒定電路中電容器所在支路相當(dāng)于斷路，滑動(dòng)R3的滑片不改變電路通電情況，不會(huì)發(fā)生任何變化，故B錯(cuò)誤；調(diào)節(jié)R2的滑動(dòng)端向下移動(dòng)時(shí)，回路總電阻不發(fā)生變化，電壓表測(cè)的路端電壓也不發(fā)生變化，示數(shù)不變，但是電容器兩端分得的電壓增大，電場(chǎng)強(qiáng)度增大，電場(chǎng)力大于重力，帶電微粒向上運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；若斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，則電容器在與R2、R3組成的電路中放電，電荷量減少，電壓減小，電場(chǎng)力減小，帶電微粒向下運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤。練習(xí)8、如圖所示的電路中，R1、R2、R3為阻值相同的電阻，C為電容器，電源的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r。先將開(kāi)關(guān)S閉合，電路穩(wěn)定后，流過(guò)電源的電流為I1，電源的效率為η1，電容器的帶電量為Q1；再將S斷開(kāi)，電路穩(wěn)定后，流過(guò)電源的電流為I2，電源的效率為η2，電容器的帶電量為Q2，則下列說(shuō)法正確的是()A．I1<I2B．η1>η2C．Q1>Q2D．S斷開(kāi)后，通過(guò)電阻R3的電荷量為Q1＋Q2【答案】D【解析】設(shè)三個(gè)相同電阻的阻值均為R，開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，電路如圖1，通過(guò)電源的電流I1＝eq\f(E,r＋\f(2,3)R)；S斷開(kāi)時(shí)，電路如圖2，通過(guò)電源的電流I2＝eq\f(E,r＋2R)，所以I1>I2，A錯(cuò)誤。開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，電源效率η1＝eq\f(U1I1,EI1)＝eq\f(\f(2,3)R,\f(2,3)R＋r)＝eq\f(R,R＋\f(3,2)r)；S斷開(kāi)時(shí)，電源效率η2＝eq\f(U2I2,EI2)＝eq\f(2R,2R＋r)＝eq\f(R,R＋\f(1,2)r)，所以η1<η2，B錯(cuò)誤。開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，電容器兩端的電壓等于電阻R1兩端的電壓，則UC1＝eq\f(E,r＋\f(2,3)R)×eq\f(1,3)R，電容器的帶電量Q1＝CUC1＝Ceq\f(E,r＋\f(2,3)R)×eq\f(1,3)R＝Ceq\f(E,3r＋2R)×R；S斷開(kāi)時(shí)，電容器兩端的電壓等于電阻R2兩端的電壓，則UC2＝eq\f(E,r＋2R)R，電容器的帶電量Q2＝CUC2＝Ceq\f(E,r＋2R)R，分析可得Q1<Q2，C錯(cuò)誤。開(kāi)關(guān)S閉合后，給電容器充電，電容器下極板帶正電，上極板帶負(fù)電，電容器充電電量為Q1；S斷開(kāi)后，電容器首先放電，通過(guò)R3的電荷量為Q1，然后再給電容器充電，電容器上極板帶正電，下極板帶負(fù)電，充電電量為Q2，則流過(guò)R3的電荷量為Q1＋Q2，D正確。1.如圖所示為兩電源的U-I圖像，則下列說(shuō)法正確的是()A．電源①的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻均比電源②小B．當(dāng)外接相同的電阻時(shí)，兩電源的輸出功率可能相等C．當(dāng)外接同樣的電阻時(shí)，兩電源的效率可能相等D．不論外接多大的相同電阻，電源①的輸出功率總比電源②的輸出功率大【答案】D【解析】由U-I圖線知E1>E2，r1>r2，故A錯(cuò)誤；當(dāng)外接相同電阻時(shí)，畫(huà)出電阻的U-I圖與①、②分別有交點(diǎn)，交點(diǎn)即為工作點(diǎn)，交點(diǎn)橫、縱坐標(biāo)乘積為電源輸出功率，可知電源①的輸出功率總比電源②的輸出功率大，故B錯(cuò)誤，D正確；電源的效率η＝eq\f(R,R＋r)×100%，因r不同，則效率不可能相等，故C錯(cuò)誤。2.(多選)如圖所示，電路中定值電阻R的阻值大于電源內(nèi)阻r的阻值，開(kāi)關(guān)S閉合，將滑動(dòng)變阻器滑片向下滑動(dòng)，理想電壓表V1、V2、V3的示數(shù)變化量的絕對(duì)值分別為ΔU1、ΔU2、ΔU3，理想電流表示數(shù)變化量的絕對(duì)值為ΔI，下列說(shuō)法正確的是()A．理想電壓表V2的示數(shù)增大B．ΔU3>ΔU1>ΔU2C．電源的輸出功率減小D．ΔU3與ΔI的比值不變【答案】BD【解析】由圖可知，定值電阻R與變阻器串聯(lián)，電壓表V1、V2、V3分別測(cè)量R的電壓、路端電壓和變阻器兩端的電壓。當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片向下滑動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻減小，電路中電流增大，內(nèi)電壓增大，路端電壓減小，則V2的示數(shù)減小，故A錯(cuò)誤；當(dāng)內(nèi)外電阻阻值相等時(shí)，電源的輸出功率最大，故當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片向下滑動(dòng)時(shí)，外電阻阻值減小且越來(lái)越接近內(nèi)阻r，故電源的輸出功率在增大，故C錯(cuò)誤；根據(jù)閉合電路歐姆定律得U2＝E－Ir，則得eq\f(ΔU2,ΔI)＝r，而eq\f(ΔU1,ΔI)＝R，據(jù)題：R＞r，則得ΔU1＞ΔU2，同理U3＝E－I(R＋r)，則eq\f(ΔU3,ΔI)＝R＋r，保持不變，同時(shí)得到ΔU3＞ΔU1＞ΔU2，故B、D正確。3.(多選)(2022·廣東四校聯(lián)考)如圖所示，內(nèi)阻為r、電動(dòng)勢(shì)為E的電源，與燈泡L、電阻R以及電容器C連接成電路，開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，則開(kāi)關(guān)閉合電路穩(wěn)定后，與開(kāi)始時(shí)相比()A．電容器上電荷量增大B．燈泡L變暗C．電源效率減小D．電源內(nèi)阻的熱功率增大【答案】CD【解析】開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，則開(kāi)關(guān)閉合電路穩(wěn)定后，回路電阻減小，I＝eq\f(E,R外＋r)，電流變大，則燈泡變亮；U＝E－Ir，路端電壓變小，則電容器兩端電壓變小，電容器上電荷量減??；電源內(nèi)阻的熱功率P＝I2r變大；電源效率η＝eq\f(IU,IE)變小。4.(2022·安徽安慶市期末質(zhì)量監(jiān)測(cè))某一電源的路端電壓與電流的關(guān)系和電阻R1、R2的電壓與電流的關(guān)系圖如圖6所示。用此電源和電阻R1、R2組成電路。R1、R2可以同時(shí)接入電路，也可以單獨(dú)接入電路。為使電源輸出功率最大，可采用的接法是()A.將R1單獨(dú)接到電源兩端B.將R1、R2并聯(lián)后接到電源兩端C.將R1、R2串聯(lián)后接到電源兩端D.將R2單獨(dú)接到電源兩端【答案】A【解析】根據(jù)閉合電路歐姆定律得U＝E－Ir知，I＝0時(shí)，U＝E，圖像的斜率等于r，則由電源的U－I圖線得到：電源的電動(dòng)勢(shì)為E＝3V，內(nèi)阻為r＝0.5Ω。由電阻的伏安特性曲線求出R1＝0.5Ω、R2＝1Ω。R1單獨(dú)接到電源兩端時(shí)，兩圖線的交點(diǎn)表示電路的工作狀態(tài)，可知，電路中的電流為3A，路端電壓為1.5V，則電源的輸出功率為P出1＝1.5V×3A＝4.5W；同理，當(dāng)將R1、R2串聯(lián)后接到電源兩端，利用歐姆定律可得電路電流I串＝1.5A，此時(shí)電源的輸出功率P串＝Ieq\o\al(2,串)(R1＋R2)＝3.375W；兩電阻并聯(lián)時(shí)，利用歐姆定律可得電路電流I并＝3.6A，此時(shí)電源的輸出功率P并＝EI并－Ieq\o\al(2,并)r＝4.32W；R2單獨(dú)接到電源兩端輸出功率為P出2＝2V×2A＝4W。所以將R1單獨(dú)接到電源兩端時(shí)電源的輸出功率最大，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤。5.(2022·湖北省開(kāi)學(xué)摸底)如圖所示的電路中，電阻R＝2Ω。電路中的電壓表內(nèi)阻非常大，斷開(kāi)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．1ΩB．2ΩC．3ΩD．4Ω【答案】A【解析】開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)有E＝3V，開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)有2V＝eq\f(E,R＋r)R，其中R＝2Ω，解得r＝1Ω，故A正確。6.在如圖所示的U-I圖像中，直線Ⅰ為某一電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖像，直線Ⅱ?yàn)槟骋浑娮鑂的伏安特性曲線。用該電源與電阻R組成閉合電路。由圖像判斷錯(cuò)誤的是()A．電源的電動(dòng)勢(shì)為3V，內(nèi)阻為0.5ΩB．電阻R的阻值為1ΩC．電源的效率為80%D．電源的輸出功率為4W【答案】C【解析】根據(jù)閉合電路歐姆定律得：U＝E－Ir，當(dāng)I＝0時(shí)，U＝E，由圖讀出電源的電動(dòng)勢(shì)E＝3V，內(nèi)阻等于圖線的斜率絕對(duì)值，則：r＝|eq\f(ΔU,ΔI)|＝eq\f(3,6)Ω＝0.5Ω，A正確；根據(jù)圖像可知電阻R的阻值：R＝eq\f(U,I)＝1Ω，B正確；兩圖線的交點(diǎn)表示該電源直接與電阻R相連組成閉合電路時(shí)的工作狀態(tài)，由圖讀出電壓U＝2V，電流I＝2A，則電源的輸出功率為：P出＝UI＝4W，電源的效率：η＝eq\f(P出,P總)×100%＝eq\f(UI,EI)×100%＝eq\f(2,3)×100%≈66.7%，C錯(cuò)誤，D正確。本題選錯(cuò)誤的，故選C。7.(2022·北京通州區(qū)一模)如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，R0為定值電阻，R為滑動(dòng)變阻器(最大阻值大于R0＋r)。閉合開(kāi)關(guān)S，調(diào)節(jié)R的阻值，使電路中的電流為I，下列說(shuō)法正確的是()A．此時(shí)電源的輸出功率為EIB．此時(shí)滑動(dòng)變阻器的阻值R＝eq\f(E,I)－R0C．滑動(dòng)變阻器R的觸頭從左向右滑動(dòng)的過(guò)程中，路端電壓逐漸增大D．調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R的阻值，當(dāng)R＝R0＋r時(shí)滑動(dòng)變阻器消耗的電功率最大【答案】D?！窘馕觥侩娫吹妮敵龉β实扔诳偣β蕼p去電源內(nèi)阻熱功率，即輸出功率為P＝EI－I2r，故A錯(cuò)誤；電路中總電阻為R＋R0＋r＝eq\f(E,I)，則滑動(dòng)變阻器的阻值為R＝eq\f(E,I)－R0－r，故B錯(cuò)誤；當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的觸頭從左向右滑動(dòng)的過(guò)程中，滑動(dòng)變阻器接入電路阻值減小，則電路中的電流增大，內(nèi)電壓增大，路端電壓等于電動(dòng)勢(shì)減去內(nèi)電壓，故路端電壓逐漸減小，故C錯(cuò)誤；將R0等效到電源內(nèi)電阻中去，滑動(dòng)變阻器消耗的功率可看成等效電源的輸出功率，當(dāng)R＝R0＋r時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的電功率最大，故D正確。8.如圖所示電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，R1為定值電阻，R為滑動(dòng)變阻器?，F(xiàn)閉合開(kāi)關(guān)S，滑動(dòng)變阻器R的滑動(dòng)觸頭P從M端向N端滑動(dòng)時(shí)，則電路中連接的電壓表及電流表示數(shù)的變化情況分別是()A．先變大后變??；一直變大B．先變小后變大；一直變小C．先變大后變小；先變小后變大D．先變小后變大；先變大后變小【答案】A【解析】由電路結(jié)構(gòu)可知，滑動(dòng)變阻器R的滑動(dòng)觸頭P兩邊的電阻并聯(lián)，則當(dāng)P從M端向N端滑動(dòng)時(shí)，電路的總電阻先變大后變小，則總電流先變小后變大，由U＝E－Ir可知路端電壓先變大后變小，即電壓表的示數(shù)先變大后變?。辉O(shè)PN部分的電阻為x，則PN部分的電流為Ix＝eq\f(E,R1＋r＋\f(R－xx,R))×eq\f(R－x,R)＝eq\f(E,\f(R1＋rR,R－x)＋x)，則隨著x的減小，Ix逐漸變大，即電流表示數(shù)變大。故A正確。9.如圖a所示電路中，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的觸頭從一端滑到另一端的過(guò)程中，兩電壓表的讀數(shù)隨電流表讀數(shù)的變化情況如圖b所示。不考慮電表對(duì)電路的影響，則()A．定值電阻R0為2ΩB．電源內(nèi)阻r為10ΩC．電源電動(dòng)勢(shì)E為3.4VD．定值電阻R0的最大電功率為0.9W【答案】D【解析】由圖a知，電壓表V1測(cè)定值電阻R0兩端電壓，且R0兩端的電壓隨電流的增大而增大，則圖b中下方圖線表示電壓表V1的讀數(shù)隨電流表讀數(shù)的變化情況，由圖線的斜率得：R0＝eq\f(3.0－1.0,0.3－0.1)Ω＝10Ω，故A錯(cuò)誤；電壓表V2測(cè)得的是電源的路端電壓，圖b中上方圖線表示V2的讀數(shù)隨電流表讀數(shù)的變化情況，上方圖線斜率的絕對(duì)值等于電源的內(nèi)阻：r＝eq\f(3.4－3.0,0.3－0.1)Ω＝2Ω，故B錯(cuò)誤；當(dāng)電路中電流為0.1A時(shí)，電壓表V2的讀數(shù)為3.4V，根據(jù)閉合電路的歐姆定律得：E＝U＋I(xiàn)r＝3.4V＋0.1×2V＝3.6V，故C錯(cuò)誤；當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值為0時(shí)，電路中電流最大，最大電流為：Imax＝eq\f(E,R0＋r)＝eq\f(3.6,10＋2)A＝0.3A，此時(shí)定值電阻R0消耗的功率最大，最大電功率為：P0max＝Ieq\o\al(2,max)R0＝(0.3)2×10W＝0.9W，故D正確。1.(多選)(2022·江蘇揚(yáng)州市5月調(diào)研)如圖1所示的電路，R1為定值電阻，R2為熱敏電阻(溫度升高，電阻減小)，電源的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r。閉合開(kāi)關(guān)，當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，下列說(shuō)法正確的有()A.電壓表示數(shù)增大B.電流表示數(shù)減小C.有電流向下流過(guò)A點(diǎn)D.電壓表和電流表示數(shù)變化量之比保持不變【答案】CD【解析】當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，則R2減小，總電阻減小，總電流變大，則電流表示數(shù)變大，內(nèi)阻和R1兩端電壓變大，則R2電壓減小，即電壓表讀數(shù)減小，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；由于電容器兩端電壓減小，可知電容器放電，則有電流向下流過(guò)A點(diǎn)，選項(xiàng)C正確；由于U＝E－I(R1＋r)，則eq\f(ΔU,ΔI)＝R1＋r，即電壓表和電流表示數(shù)變化量之比保持不變，選項(xiàng)D正確。2.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)電阻分別接到這個(gè)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．R1接在電源上時(shí)，電源的輸出功率大D．電源的輸出功率一樣大【答案】A【解析】電源的效率η＝eq\f(P出,P總)＝eq\f(UI,EI)＝eq\f(U,E)，效率與路端電壓成正比，R1接在電源上時(shí)路端電壓大，效率高，故A正確，B錯(cuò)誤。由圖線的交點(diǎn)讀出R1接在電源上時(shí)U＝eq\f(3,4)U0，I＝eq\f(1,4)I0，電源的輸出功率P1＝UI＝eq\f(3,16)U0I0，R2接在電源上時(shí)U′＝eq\f(1,2)U0，I′＝eq\f(1,2)I0，電源的輸出功率P2＝U′I′＝eq\f(1,4)U0I0，故C、D均錯(cuò)誤。3.如圖所示，S閉合后，兩個(gè)燈泡均發(fā)光，但過(guò)一段時(shí)間之后兩燈都熄滅，電流表的示數(shù)為零。用電壓表測(cè)L2兩端電壓，電壓表的示數(shù)近似于電源電壓，該電路的故障可能是()A．電流表壞了或未接好B．L2的燈絲燒斷或燈座與燈泡沒(méi)接觸C．L1和L2的燈絲都被燒斷D．L1的燈絲被燒斷或沒(méi)接好【答案】B【解析】由“兩燈都熄滅，電流表的示數(shù)為零”可判斷出電路故障為斷路；由“用電壓表測(cè)L2兩端電壓，電壓表的示數(shù)近似于電源電壓”可判斷出故障為L(zhǎng)2斷路，B正確。4.(2022·湖南省郴州市高三上第二次質(zhì)檢)如圖所示，電源的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，R1為定值電阻，R2為光敏電阻(光照強(qiáng)度增加，電阻減小)，C為電容器，L為小燈泡，電表均為理想電表。閉合開(kāi)關(guān)S后，若增大照射光強(qiáng)度，則()A．電壓表的示數(shù)減小B．電源的輸出功率減小C．電容器上的電荷量增加D．兩表示數(shù)變化量的比值eq\f(ΔU,ΔI)不變【答案】D【解析】當(dāng)增大照射光強(qiáng)度時(shí)，光敏電阻R2阻值減小，電路的總電阻減小，總電流I增大，由部分電路的歐姆定律UV＝IR1知，電壓表的示數(shù)增大，故A錯(cuò)誤。由于不知道增大照射光強(qiáng)度前后外電路總電阻和電源內(nèi)阻的大小關(guān)系，則無(wú)法判斷電源的輸出功率如何變化，故B錯(cuò)誤。電容器板間電壓為UC＝E－I(R1＋r)，而I增大，則UC減小，則電容器上的電荷量Q＝CUC減小，故C錯(cuò)誤。兩表示數(shù)變化量的比值eq\f(ΔU,ΔI)在數(shù)值上等于R1的阻值，保持不變，故D正確5.(多選)某同學(xué)按如圖電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，電壓表內(nèi)阻看成無(wú)限大，電流表內(nèi)阻看成零。實(shí)驗(yàn)中由于電路發(fā)生故障，發(fā)現(xiàn)兩電壓表示數(shù)相同了(但不為零)，若這種情況的發(fā)生是由用電器引起的，則可能的故障原因是()A．R3短路B．RP短路C．R3斷路D．R2斷路【答案】BD【解析】若R3短路，因電流表內(nèi)阻看作零，兩電壓表示數(shù)為零，與題不符，故A錯(cuò)誤；若RP短路，兩電壓表都測(cè)量R2兩端電壓，示數(shù)相同而且不為零，所以B正確；若R3斷路，測(cè)R2的電壓，測(cè)RP和R2串聯(lián)的電壓，示數(shù)大于示數(shù)，故C錯(cuò)誤；若R2斷路，均測(cè)R3的電壓，示數(shù)相同，而且都不為零，故D正確。6.（多選）在如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，R1、R2、R3為定值電阻，C為電容器，開(kāi)關(guān)S1、S2閉合，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2后()A．電流表示數(shù)減小B．電壓表示數(shù)減小C．有短暫電流通過(guò)電阻R3D．電容器下極板帶負(fù)電【答案】AC【解析】斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2后，外電路總電阻R總增大，根據(jù)閉合電路的歐姆定律有I＝eq\f(E,R總＋r)，總電流減小，電流表示數(shù)減小，A正確。路端電壓為U＝E－Ir，由于I減小，所以U增大，R1和R2兩端電壓的總值始終為路端電壓，由串聯(lián)電路的分壓關(guān)系可知電壓表的示數(shù)增大，B錯(cuò)誤。開(kāi)關(guān)S1、S2都閉合時(shí)，電容器兩端的電壓等于R2兩端的電壓，上極板帶正電；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2后，電容器兩端的電壓等于R1兩端的電壓，下極板帶正電，所以開(kāi)關(guān)S2斷開(kāi)后，電容器先放電，后反向充電，有短暫電流通過(guò)電阻R3，C正確，D錯(cuò)誤。7.（多選）如圖，電路中閉合開(kāi)關(guān)S后，燈泡L1和L2均正常發(fā)光。由于某種原因L2的燈絲突然燒斷，其余用電器均未損壞。電路再次穩(wěn)定后，下列說(shuō)法正確的是()A．電流表示數(shù)變大B．電容器C所帶電荷量不變C．電源的輸出功率一定變大D．電源的工作效率一定變大【答案】AD【解析】燈泡L2的燈絲突然燒斷后，電路總電阻增大，總電流減小，根據(jù)閉合電路歐姆定律得知，電源的內(nèi)電壓減小，路端電壓增大，即燈泡L1和電容器兩端電壓增大，故電流表的示數(shù)變大，A正確；電容器兩端電壓增大，根據(jù)C＝eq\f(Q,U)可知，電容器所帶電荷量增大，B錯(cuò)誤；當(dāng)外電阻與電源的內(nèi)阻相等時(shí)，電源的輸出功率最大，由于電源的內(nèi)電阻與外電阻關(guān)系未知，故L2的燈絲突然燒斷后，電源的輸出功率不一定變大，C錯(cuò)誤；電源的工作效率η＝eq\f(UI,EI)＝eq\f(U,E)，因路端電壓U增大，電源電動(dòng)勢(shì)E不變，故電源的工作效率變大，D正確。8.(多選)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4所示的實(shí)驗(yàn)電路。閉合開(kāi)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eq\f(U1,I1)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－Ieq\o\al(2,2)eq\f(U1,I1)D.這個(gè)電源的內(nèi)阻為eq\f(U2－U1,I1－I2)【答案】AC【解析】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＝eq\f(U1,I1)，故A正確；電動(dòng)機(jī)正常轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的發(fā)熱功率為P1＝Ieq\o\al(2,2)r0＝eq\f(U1Ieq\o\al(2,2),I1)，故B錯(cuò)誤；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－Ieq\o\al(2,2)eq\f(U1,I1)，故C正確；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＋I(xiàn)1(r＋R)，E＝U2＋I(xiàn)2(r＋R)，解得r＋R＝eq\f(U2－U1,I1－I2)，由于滑動(dòng)變阻器的阻值變化，且不知道具體是多少，所以電源內(nèi)阻不等于eq\f(U2－U1,I1－I2)，故D錯(cuò)誤。9.(多選)如圖5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(shuō)法正確的是()A．電源的電動(dòng)勢(shì)為50VB．電源的內(nèi)阻為eq\f(25,3)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【答案】ACD【解析】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＝eq\f(50－20,6－0)Ω＝5Ω，A正確，B錯(cuò)誤；當(dāng)電流為I1＝2.5A時(shí)，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(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?gòu)腢－I圖線讀取對(duì)應(yīng)的輸出電壓為30V，D正確。10.[2022·河南省九師聯(lián)盟模擬(二)]如圖8所示的電路中，AB和CD為兩個(gè)水平放置的平行板電容器，AB板間有一點(diǎn)P，閉合開(kāi)關(guān)S，待電路穩(wěn)定后將開(kāi)關(guān)斷開(kāi)?，F(xiàn)將一有機(jī)玻璃板(圖中未畫(huà)出)插入CD板間，則下列說(shuō)法正確的是()A．CD平行板電容器的電容減小B．P點(diǎn)電勢(shì)降低C．A、B兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度增大D．電阻R中有向右的電流【答案】B【解析】將玻璃板插入CD板間，則相對(duì)介電常數(shù)εr增大，其他條件不變，由C＝eq\f(εrS,4πkd)可知，CD平行板電容器的電容增大，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；電容器兩板間電壓U＝eq\f(Q總,CAB＋CCD)，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)后，兩電容器總電荷量不變，由于CD電容器的電容增大，電容器兩板間電勢(shì)差均變小，由E＝eq\f(U,d)可知，AB板間電場(chǎng)強(qiáng)度變小，則P點(diǎn)與B板間的電勢(shì)差變小，因?yàn)锽板接地電勢(shì)始終為零，則P點(diǎn)電勢(shì)降低，故B項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由于插入玻璃板的過(guò)程中，電容器兩板間電勢(shì)差變小，則AB電容器放電，電阻R中有向左的電流，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。11.(2022·遼寧沈陽(yáng)市第一次質(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變化的圖線畫(huà)在了同一坐標(biāo)系中，如圖10中的a、b、c所示，則下列判斷正確的是()A．直線a表示電源內(nèi)部的發(fā)熱功率隨電流I變化的圖線B．曲線b表示電源的總功率隨電流I變化的圖線C．曲線c表示電源的輸出功率隨電流I變化的圖線D．電源的電動(dòng)勢(shì)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變化的圖線，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變化的圖線，c表示外電阻的功率即為電源的輸出功率PR，所以A、B錯(cuò)誤，C正確；由題圖可知，當(dāng)短路時(shí)電流為2A，總功率PE＝EI＝6W，則可知電源電動(dòng)勢(shì)為E＝3V，則內(nèi)電阻為r＝eq\f(E,I)＝eq\f(3,2)Ω＝1.5Ω，故D錯(cuò)誤。12.(多選)如圖所示，D是一只理想二極管，水平放置的平行板電容器AB內(nèi)部有帶電微粒P處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說(shuō)法正確的是()A．保持S閉合，增大A、B板間距離，P仍靜止B．保持S閉合，減小A、B板間距離，P向上運(yùn)動(dòng)C．?dāng)嚅_(kāi)S后，增大A、B板間距離，P向下運(yùn)動(dòng)D．?dāng)嚅_(kāi)S后，減小A、B板間距離，P仍靜止【答案】ABD【解析】保持S閉合，電源的路端電壓不變，增大A、B板間距離，電容減小，由于二極管的單向?qū)щ娦?，電容器不能放電，其電荷量不變，由推論E＝eq\f(4πkQ,εrS)得到，板間場(chǎng)強(qiáng)不變，微粒所受電場(chǎng)力不變，仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，故A項(xiàng)正確；保持S閉合，電源的路端電壓不變，電容器的電壓不變，減小A、B板間距離，由E＝eq\f(U,d)可知，板間場(chǎng)強(qiáng)增大，電場(chǎng)力增大，微粒將向上運(yùn)動(dòng)，故B項(xiàng)正確；斷開(kāi)S后，電容器的電荷量Q不變，由推論E＝eq\f(4πkQ,εrS)得到，板間場(chǎng)強(qiáng)不變，微粒所受電場(chǎng)力不變，仍處于