電路及其應(yīng)用-2025高考物理熱點(diǎn)題型講義

專題23電路及其應(yīng)用

目錄

題型一電流的三種表達(dá)式及其比較................................................

題型二歐姆定律及電阻定律的應(yīng)用................................................

題型三電路的串聯(lián)、并聯(lián)........................................................

題型四電功、電功率電熱、熱功率...............................................

題型五閉合電路的歐姆定律及電路的動(dòng)態(tài)分析.......................................

題型六閉合電路的功率及效率問題................................................

題型七電源的。一/圖像..........................................................

題型八含電容器電路的分析.......................................................

題型九混連電路中電表變化量、變化率的討論問題...................................

題型一電流的三種表達(dá)式及其比較

期。。■那儼

壓U,電阻R

I

［定義式)|決定式|［微觀表達(dá)式|

【/與＜/一無關(guān)］［1與U、R有關(guān)］［l與n、e、S、”有關(guān)］

［例1］某電解池，如果在1s內(nèi)共有5x1個(gè)二價(jià)正離子和1義1()19個(gè)一價(jià)負(fù)離子通過面積

為O.ln?的某橫截面，那么通過這個(gè)橫截面的電流是(元電荷的電荷量為1.6xl0T9c)()

A.0B.0.8AC.1.6AD.3.2A

【答案】D

【詳解】由于正電荷受力的方向沿著電場(chǎng)線，負(fù)電荷受力的方向逆著電場(chǎng)線，而負(fù)電荷逆著

電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)等效為正電荷順著電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)，因此電流強(qiáng)度

_q|?|_5xl018x2xl.6xl0-19A1X1019X1.6X10-19

1T--x+--2---------------A+-----------------------A=3.2A

11

故選D。

【例2】某些腫瘤可以用“質(zhì)子療法”進(jìn)行治療。在這種療法中，為了能讓質(zhì)子進(jìn)入癌細(xì)胞，

首先要實(shí)現(xiàn)質(zhì)子的高速運(yùn)動(dòng)，該過程需要一種被稱作“粒子加速器”的裝置來實(shí)現(xiàn)。質(zhì)子先被

加速到較高的速度，然后轟擊腫瘤并殺死癌細(xì)胞。如圖所示，來自質(zhì)子源的質(zhì)子（初速度為

零），經(jīng)加速電壓為U的加速器加速后，形成細(xì)柱形的質(zhì)子流。已知細(xì)柱形的質(zhì)子流橫截面

積為S,其等效電流為/,質(zhì)子的質(zhì)量為加，其電量為e,那么這束質(zhì)子流內(nèi)單位體積的質(zhì)

子數(shù)〃是（）

【答案】D

【詳解】質(zhì)子加速過程有

eU=-mv~

2

根據(jù)電流的微觀定義式有

I-nevS

解得

故選Do

【例3】.電子繞核運(yùn)動(dòng)可等效為一環(huán)形電流，如圖所示。氫原子的電子繞核運(yùn)動(dòng)的半徑為R,

電子質(zhì)量為〃，，電荷量為e,靜電力常量為左，則此環(huán)形電流的大小為（）

【答案】c

【詳解】電子繞核做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，庫(kù)侖力提供向心力，可得

.e-e4/7?

則電子運(yùn)動(dòng)的周期為

21mR3

eyk

根據(jù)電流的定義/=2得

k

T2TTRVmR

故選Co

題型二歐姆定律及電阻定律的應(yīng)用

i.電阻的決定式和定義式的比較

公式R=psI

電阻的決定式電阻的定義式

區(qū)別

說明了導(dǎo)體的電阻由哪些因素決定，提供了一種測(cè)電阻的方法——伏安法，R

R由仆1、S共同決定與U、/均無關(guān)

只適用于粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)體和濃

適用于任何純電阻導(dǎo)體

度均勻的電解質(zhì)溶液

2.應(yīng)用伏安特性曲線的幾點(diǎn)注意

(1)由于導(dǎo)體的導(dǎo)電性能不同，所以不同的導(dǎo)體對(duì)應(yīng)不同的伏安特性曲線。

(2)伏安特性曲線上每一點(diǎn)的電壓坐標(biāo)與電流坐標(biāo)的比值對(duì)應(yīng)這一狀態(tài)下的電阻。

⑶伏安特性曲線為直線時(shí)，圖線的斜率表示電阻的倒數(shù)，斜率越大，則電阻越小，故圖甲

中Ra<Rbo

(4)伏安特性曲線為曲線時(shí)，如圖乙所示，導(dǎo)體電阻凡=U,即電阻要用圖線上點(diǎn)尸“的坐標(biāo)

In

(U?,/“)來計(jì)算，或者用曲線上某點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)連線的斜率等于該點(diǎn)對(duì)應(yīng)電阻的倒數(shù)關(guān)系來

計(jì)算，不能用該點(diǎn)的切線斜率來計(jì)算。

【例1】如圖，多塊沿各方向?qū)щ娦阅芟嗤拈L(zhǎng)方體樣品，設(shè)它們的長(zhǎng)為。、寬為人、厚為c,

電流沿方向時(shí)樣品的電阻為R。換用不同樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是()

A.保持樣品長(zhǎng)度。不變,電阻R與寬度6成正比

B.保持樣品寬度6不變,電阻R與長(zhǎng)度a成正比

C.保持樣品厚度c不變，長(zhǎng)度。和寬度6加倍，電阻尺加倍

D.保持樣品厚度c不變，長(zhǎng)度a和寬度6減半，電阻R保持不變

【答案】D

【詳解】A.根據(jù)R=o二可知，保持樣品長(zhǎng)度a,厚度c不變時(shí)，電阻R與寬度6成反比,

be

選項(xiàng)A錯(cuò)誤;

B.根據(jù)尺=2二可知，保持樣品寬度6不變，厚度c不變時(shí)，電阻R與長(zhǎng)度。成正比，選

be

項(xiàng)B錯(cuò)誤；

C.根據(jù)R=p二可知，保持樣品厚度c不變，長(zhǎng)度a和寬度6加倍，電阻R不變，選項(xiàng)C

be

錯(cuò)誤；

D.根據(jù)火二可知，保持樣品厚度。不變，長(zhǎng)度。和寬度6減半，電阻R保持不變，選

be

項(xiàng)D正確。

故選D。

【例2】.一條導(dǎo)線其長(zhǎng)度為1.50m,橫截面積為0.100mm2。常溫下，在其兩端施加電壓,

并測(cè)量導(dǎo)線上的電流，所得的電流/與電壓。的關(guān)系如圖所示。則該導(dǎo)線的材質(zhì)可能為

()

材質(zhì)常溫下的電阻率(dm)

銀1.59x108

銅1.68x10-8

鋁2.65x10-8

金2.44x10-8

U.U37UN

A.銀B.銅C.鋁D.金

【答案】D

【詳解】由圖可知導(dǎo)線的電阻為

RS0.37x0.100x10-6

Qm?2.47xlO-8Qm

則該導(dǎo)線的材質(zhì)可能為金。

故選D。

【例3】截面邊長(zhǎng)為a,較小的柱體橫截面邊長(zhǎng)為6,如圖所示，垂直柱體側(cè)面通入電流,

關(guān)于較大的柱體與較小的柱體，下列說法正確的是（）

A.若兩導(dǎo)體電阻率相同，則電阻之比為a：6

B.若兩導(dǎo)體電阻率相同，則電阻之比為6：a

C.若兩導(dǎo)體電阻相同，則兩導(dǎo)體電阻率也相同

D.若將電流方向改為豎直向下且兩導(dǎo)體電阻率相同，則電阻之比為力：〃

【答案】C

【詳解】ABC.由R=年可知，若電阻率相同，則沿圖示電流方向有電阻之比

3

同理電阻相同，電阻率也相同，故AB錯(cuò)誤，C正確;

D.若將電流方向改為豎直向下，且電阻率相同，則電阻分別為

Ry*"

ab

電阻之比為

21

R1:R2=b:a

故D項(xiàng)錯(cuò)誤。

故選C。

【例4】?jī)筛L(zhǎng)度相同，直徑之比為4：4=1，的均勻銅導(dǎo)線按圖所示接入電路。關(guān)于兩段

導(dǎo)線，以下說法中正確的是（）

<--------U---------->

A.它們的電阻之比為3:1B.它們的電流之比為1:9

C.它們的電子移動(dòng)速率之比為1:1D.它們兩端的電勢(shì)差之比為9:1

【答案】D

【詳解】A.根據(jù)電阻定律五=。:，它們的電阻之比為

L

一；

7?1__9

A錯(cuò)誤；

B.串聯(lián)電路各處電流相等，它們的電流之比為1:1,B錯(cuò)誤;

C.根據(jù)/=得

解得

A=9

馬T

它們的電子移動(dòng)速率之比為9:1,C錯(cuò)誤；

D.它們兩端的電勢(shì)差之比為

UxIR.Rx9

槨一瓦一瓦一,

D正確。

故選D。

【例5】我國(guó)已經(jīng)于2012年10月1日起禁止銷售100W及以上的白熾燈，以后將逐步淘汰

白熾燈.假設(shè)某同學(xué)研究白熾燈得到某白熾燈的圖線如圖所示.圖象上/點(diǎn)與原點(diǎn)的連

線與橫軸成a角，/點(diǎn)的切線與橫軸成成角，則（）

A.白熾燈的電阻隨電壓的增大而增大B.在/點(diǎn)，白熾燈的電阻可表示為tan￡

C.在/點(diǎn)，白熾燈的電功率小于U。/。D.在/點(diǎn)，白熾燈的電阻可表示為學(xué)

【答案】AD

【詳解】ABD.根據(jù)歐姆定律可知白熾燈的電阻尺=一，可知白熾燈的電阻隨電壓的增大而

增大，在/點(diǎn)，白熾燈的電阻可表示為尺=f=tana,故AD正確，B錯(cuò)誤;

c.在4點(diǎn)，白熾燈的電功率尸二。。/。，故c錯(cuò)誤;

故選ADo

題型三電路的串聯(lián)、并聯(lián)

串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)

X串聯(lián)電路并聯(lián)電路

電流/=/1=/2—..=/〃/=/]+/2+…

電壓U—+。2+…+?！║=U1=5=…

電阻R=RT+&+…Rn1="+

RR\&…Rn

P\R\=PIR2=...

乙=0=

功率

RiR?Rn

—PnRn

分配

尸總=尸1+尸2+…+尸〃

【例1】由四個(gè)電阻連接成的混聯(lián)電路如圖所示，4=8。，&=4。，&=6。，6=3。,

把42V的電壓加在°、6兩端，貝IJ()

aRi火2b

R4

A.通過A的電流為1A

B.通過用的電流為2A

C.通過鳥的電流為1A

D.通過火4的電流為2.5A

【答案】C

【詳解】AB.4與凡并聯(lián)，其等效電阻為

6x3

&4=——Q=2Q

346+3

把42V的電壓加在a、b兩端，則干路上的電流為

「苫F3A

而A和4均在干路上，則電流均為3A,故AB錯(cuò)誤;

CD.凡與鳥并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電壓相等分流規(guī)律可知

\4?/

=1A

飛+與

R3+R4

故C正確，D錯(cuò)誤；

故選C。

【例2】.如圖甲、乙所示的電路中，當(dāng)B與M、N接10V交流電壓時(shí)，C、。間電壓為

4V,P、。間電壓也為4V?，F(xiàn)把C、D與P、。接4V直流電壓，貝IJ/、8間和N間的

電壓分別是（）

A.20V,4VB.4V,4VC.4V,10VD.10V,4V

【答案】B

【詳解】如圖甲所示是一個(gè)自耦變壓器，其工作原理為互感現(xiàn)象，C、。接4V直流電壓，

變壓器不能起到變壓作用，A.8兩點(diǎn)的電勢(shì)分別等于C、。兩點(diǎn)的電勢(shì)，故45間為4V。

如圖乙所示是一個(gè)分壓電路，當(dāng)作為輸入端時(shí)，上下兩個(gè)電阻上的電壓跟它們的電阻

的大小成正比，但是當(dāng)把電壓加在尸、0兩端時(shí)，尸兩點(diǎn)的電勢(shì)相等，所以當(dāng)尸、。接

4V直流電壓時(shí)，M,N兩端電壓也是4V。

故選Bo

【例3】如圖所示，固定電阻?<4,電源電壓恒為u,電壓表Y、V?完全相同（均有一

定電阻）。只合上S|時(shí)M讀數(shù)為H，只合上S2時(shí)v?讀數(shù)為。2。下列說法正確的是（）

B.UX+U2<U

c.5=與n5=是

u2%力&

【答案】ABC

【詳解】B.首先分析電路結(jié)構(gòu)：片與此串聯(lián)，V與V?有一定電阻，因此開關(guān)閉合以后對(duì)

電路的影響不能忽略；SI閉合時(shí)，Y與A并聯(lián)，減少了4分得電壓，M與鳥并聯(lián)，減少了

4分得電壓，因此“與6分別小于只是兩個(gè)固定電阻串聯(lián)分別分得的電壓，即

故B正確;

A.設(shè)兩電壓表的電阻為Av，Y與4并聯(lián)后的電阻尺

111

—=-------1---------

R[&Ry

得

同理，v?與&并聯(lián)后的電阻用

111

—=--------1---------

R；R?也

因?yàn)?/p>

K<氏2

得

11

—>一

&氏2

因此得

11

-->--

R；鳥

得

R；<R；

根據(jù)串聯(lián)分壓特點(diǎn)可知

u,<u2

故A正確；

CD.設(shè)電壓表電阻為與，只合上時(shí)，電壓表與用并聯(lián)后再與此串聯(lián)，則

u=——u=--------陷---u

R\R。+.為4+&4+&&

&+R。2

只合上S2時(shí)，電壓表與與并聯(lián)后再與A串聯(lián)，則

U2=U=--------2-------U

-24_1_R&R。+尺圈+為凡

R]+火0

故

K=A

u2%

故C正確、D錯(cuò)誤。

故選ABCo

【例3】如圖所示，電路中與、鳥、&是阻值均為4。的定值電阻，在。、b兩端加上6V的

恒定電壓。

(1)若c、4端接理想電流表，求電流表的示數(shù)/：

(2)若c、"端接理想電壓表，求電壓表的示數(shù)。：

(3)若c、d端接一個(gè)電容C=1.5X1()5F的電容器，電路穩(wěn)定后，求電容器所帶的電荷量0。

ao-II—I—oc

與

fl

b1d

5

【答案】(1)0.5A:(2)3V；(3)4.5X10C

【詳解】(1)若c、4端接理想電流表，由歐姆定律有

飛a

其中

。=6V

解得

Z=0.5A

(2)若c、d端接理想電壓表，由歐姆定律有

U-U-Uv

/R3

其中

U=6V

解得

Uv=3V

(3)若c、d端接一個(gè)電容C=1.5X1()5F的電容器，電路穩(wěn)定后，電容器兩端的電壓

電容器所帶的電荷量

5

2=CL7c=4.5X10C

題型四電功、電功率電熱、熱功率

1.電功、電功率及電熱、熱功率的比較

純電阻電路非純電阻電路

白熾燈、電爐、電飯鍋、電熱毯、電熨工作中的電動(dòng)機(jī)、電解槽、日

實(shí)例

斗及轉(zhuǎn)子被卡住的電動(dòng)機(jī)等光燈等

W=Q=UIt

電功與W=UIt>Q

=PRt=%

電熱=PRt

R

P電=尸熱=〃

電功率與P電=UI>P+E

=PR=^

熱功率=FR

R

2.電動(dòng)機(jī)的三個(gè)功率及關(guān)系

輸入功率電動(dòng)機(jī)的總功率P&=Px=UI

輸出功率電動(dòng)機(jī)做有用功的功率，也叫機(jī)械功率

熱功率電動(dòng)機(jī)的線圈有電阻，電流通過線圈時(shí)會(huì)發(fā)熱，熱功率P熱=產(chǎn)廠

三者關(guān)系P總=尸出+P熱

pP

效率X1OO%=—X100%

P入P&

特別①正常工作的電動(dòng)機(jī)是非純電阻元件

說明②電動(dòng)機(jī)因故障或其他原因不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，相當(dāng)于一個(gè)純電阻元件

【例11如圖所示是某電動(dòng)汽車的銘牌，該車充滿電后在額定功率下能以90km/h的速度行

駛4小時(shí)，普通充電樁的功率為8.8kW,則下列說法正確的是（）

最大允許總質(zhì)量：2335kg

驅(qū)動(dòng)電機(jī)型號(hào)：306

驅(qū)動(dòng)電機(jī)峰值功率：220kW

驅(qū)動(dòng)電池系統(tǒng)額定電壓/容量：347.8V/172.5A-h

制造年月：2023年3月

A.“A-h”是電能的單位

B.該車電機(jī)的額定功率約為15kW

C.該車充滿一次電耗電約為35.2度

D.家用普通充電樁1.7小時(shí)可以給該車充滿電

【答案】B

【詳解】A.由《=〃可知，“A-h”是電荷量的單位，A錯(cuò)誤;

C.根據(jù)銘牌信息，該車充滿一次電耗電量為

==347.8Vxl72.5A-h?60kW-h=60S

C錯(cuò)誤;

B.已知該車充滿電后能在額定功率下行駛4小時(shí)，則可得該車電機(jī)的額定功率約為

B正確;

D.用家用普通充電柱給該車充滿電所需時(shí)間約為

60kW-h…

t=------------?6.8h

8.8kW

D錯(cuò)誤。

故選B。

【例2].如圖所示是一提升重物用的直流電動(dòng)機(jī)工作時(shí)的電路圖。電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻尸0.8Q,

電路中另一電阻尺=5。，直流電壓U=160V,理想電壓表示數(shù)。片110V。求:

(1)通過電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻上的發(fā)熱功率;

(2)輸入電動(dòng)機(jī)的電功率;

(3)若電動(dòng)機(jī)以v=lm/s勻速豎直向上提升重物，求該重物的質(zhì)量。(glX10m/s2)

【答案】(1)80W；(2)1100W；(3)102kg

【詳解】（1）由電路中的電壓關(guān)系可得電阻R的分壓

UR=U-UM=（160-110）V=50V

流過電阻R的電流

IR=*~=10A

R

即通過電動(dòng)機(jī)的電流

，M=/R=10A

電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻上發(fā)熱功率

尸期=//=80W

（2）電動(dòng)機(jī)的電壓

UM=UJ^110V

輸入電動(dòng)機(jī)的電功率

P『IMU啟100泥

（3）電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率

P后尸電-P*=1020W

又

Pm=mgv

所以

m=102kg

【例3】已知某款汽車每百公里平均油耗為7L,每升汽油8.3元,家庭用電每度（1度=lkW-h）

0.52元。小明家里某款電動(dòng)自行車的一些主要參數(shù)如下表所示，假定電動(dòng)自行車載人行駛時(shí),

受到的阻力是人與車總重力的0.02倍，小明自身質(zhì)量為60kg。下列說法正確的是（）

外形尺寸1630mmx600mmx1100mm額定輸出功率100?200W

整車質(zhì)量40kg標(biāo)準(zhǔn)載重90kg

充電電壓36V電池容量12Ah

欠壓保護(hù)31.5V過流保護(hù)6A

一次充電連續(xù)行駛里程20km充電時(shí)間4?8h

A.小明騎電動(dòng)自行車在水平路面上以6m/s的速度勻速行駛時(shí)，電動(dòng)自行車的輸出功率為

72W

B.小明騎電動(dòng)自行車在水平路面上勻速行駛時(shí)的最大速度為15m/s

C.正常充電情況下，將完全沒電的電池充滿電至少需要耗電0.432度

D.騎該電動(dòng)自行車比開小汽車每行駛10km節(jié)省約3元

【答案】C

【詳解】A.小明騎電動(dòng)自行車在水平路面上勻速行駛時(shí)，有

F=F{=MA/+〃?）g=0.02x（60+40）xlON=20N

則電動(dòng)自行車的輸出功率為

P=A=20X6W=120W

A錯(cuò)誤；

B.小明騎電動(dòng)自行車在水平路面上勻速行駛時(shí)的最大速度為

%=M=箸m/s=10m/s

B錯(cuò)誤；

C.在額定電壓下，將完全沒電的電池充滿電至少需要耗電

次=5=UQ=36x12W?h=0.432kW-h=0.432度

C正確；

D.騎該電動(dòng)自行車每行駛10km,需要的錢數(shù)為

w一0432

x=——x0.52兀=----x0.52兀?0.11/G

122

小汽車每行駛10km,需要的錢數(shù)為

1一一

X7=一乂7乂8.3兀=5.81兀

210

騎該電動(dòng)自行車比開小汽車每行駛10km節(jié)省約

-x,=5.81元一0.11元=5.7元

D錯(cuò)誤。

故選C。

【例3】如圖所示的電路中，輸入電壓。恒為12V,燈泡工上標(biāo)有“6V,12W”字樣，電動(dòng)

機(jī)線圈的電阻AM=050。。若燈泡恰能正常發(fā)光，以下說法中正確的是（）

A.電動(dòng)機(jī)的輸入功率為12WB.電動(dòng)機(jī)的輸出功率為12W

C.電動(dòng)機(jī)的熱功率為4WD.整個(gè)電路消耗的電功率為22W

【答案】A

【詳解】ABC.燈泡恰能正常發(fā)光,電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為

U、=U-UL=6V

整個(gè)電路的電流為

/42A

電動(dòng)機(jī)的輸入功率為

耳=U/=12W

電動(dòng)機(jī)的熱功率為

%=/%=2W

電動(dòng)機(jī)的輸出功率為

-相=10W

故A正確，BC錯(cuò)誤；

D.整個(gè)電路消耗的電功率為

P=UI=24W

故D錯(cuò)誤。

故選Ao

【例4].下表是某型號(hào)電風(fēng)扇的主要技術(shù)參數(shù)，空氣的密度約為1.29kg/m3,根據(jù)學(xué)過的物

理知識(shí)，判斷以下估算結(jié)果合理的是（）

風(fēng)扇直徑150mm

凈重1.6kg

風(fēng)量12m3/min

額定電壓220V

額定功率26W

A.該電風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻約為1.8kQ

B.風(fēng)速約為5m/s

C.電機(jī)的效率約為60%

D.電機(jī)運(yùn)行10s產(chǎn)生的內(nèi)能約為50J

【答案】C

【詳解】A.由于電動(dòng)機(jī)為非純電阻，所以其內(nèi)阻

U22202

rw—=-----=-1.8kQ

P26

故A錯(cuò)誤；

B.由于風(fēng)量

八

O——V—Svt-S0v

tt

S=-7td2

4

聯(lián)立可得

v?1lm/s

故B錯(cuò)誤；

C.電機(jī)的效率約為

121八2

2mvQpv2

rj=2——xlOO%=^--------xlOO%=^^<100%=60%

PtPt2P

故C正確；

D.電機(jī)運(yùn)行10s產(chǎn)生的內(nèi)能約為

E=(l-〃)Pf=104J

故D錯(cuò)誤。

故選C。

【例5】.“祝融號(hào)”火星車的動(dòng)力主要來源于太陽(yáng)能電池?，F(xiàn)將火星車的動(dòng)力供電電路簡(jiǎn)化

為如圖所示，其中太陽(yáng)能電池電動(dòng)勢(shì)E=120V,內(nèi)阻/未知，電動(dòng)機(jī)線圈電阻A=16。，

電熱絲定值電阻及=40。當(dāng)火星車正常行駛時(shí)，電動(dòng)機(jī)兩端電壓UM=80V,電熱絲尺消耗

功率P=100W。貝！|()

A.火星車正常行駛時(shí)，通過電熱絲電流為1.25A

B.太陽(yáng)能電池的內(nèi)阻為3。

C.若電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子被卡住，電熱絲消耗的功率為625W

D.火星車正常行駛時(shí)，電動(dòng)機(jī)的效率為80%

【答案】C

【詳解】A.對(duì)電熱絲，有

P=『R

解得回路電流為

/=5A

故A錯(cuò)誤；

B.根據(jù)閉合回路歐姆定律，有

E=Ir+UM+IR

解得電源的內(nèi)阻為

r=4Q

故B錯(cuò)誤；

C.電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子被卡住，回路電流為

p

1'=------------=12.5A

r+rM+R

電熱絲上消耗的功率

P'=I'2R=625W

故C正確；

D.電動(dòng)機(jī)的效率為

〃=二/。loo%

解得

1=90%

故D錯(cuò)誤。

故選Co

題型五閉合電路的歐姆定律及電路的動(dòng)態(tài)分析

1.動(dòng)態(tài)電路的特點(diǎn)

斷開或閉合開關(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.電路動(dòng)態(tài)分析的兩種方法

⑴程序法：電路結(jié)構(gòu)的變化-R的變化-R總的變化總的變化-U端的變化-固定支路

并聯(lián)分流/*八+前

方"、L一變化支路。

〔串聯(lián)分壓U

(2)“串反并同”結(jié)論法：應(yīng)用條件為電源內(nèi)阻不為零。

①所謂“串反”，即某一電阻的阻值增大時(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“，即某一電阻的阻值增大時(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。

(3)極限法：即因滑動(dòng)變阻器滑片滑動(dòng)引起的電路變化問題，可將滑動(dòng)變阻器的滑片分別滑

至兩個(gè)極端去討論。

【例1】2022年8月，重慶持續(xù)高溫，多地發(fā)生火災(zāi)。為預(yù)防火災(zāi)，某學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)安裝如

圖所示的簡(jiǎn)易火災(zāi)報(bào)警器，其中凡為定值電阻，后為熱敏電阻(其阻值隨溫度升高而減小)。

當(dāng)熱敏電阻號(hào)所在處出現(xiàn)火情時(shí)，電流表示數(shù)/和電壓表示數(shù)。的變化情況是()

B./和。均增大

C./增大，U減小D./減小，U增大

【答案】B

【詳解】由“串反并同”的方法可知，熱敏電阻&所在處出現(xiàn)火情時(shí)，熱敏電阻的阻值減小,

電壓表的示數(shù)將變大，電流表的示數(shù)也將變大。

故選B。

【例2】如圖某汽車的電源與啟動(dòng)電機(jī)、車燈連接的簡(jiǎn)化電路。當(dāng)汽車啟動(dòng)時(shí)，開關(guān)S閉合,

電機(jī)工作，車燈突然變暗，此時(shí)（）

車燈

A.路端電壓變大B.車燈的電流變大

C.電路的總電流變小D.電源的總功率變大

【答案】D

,U

【詳解】S閉合，車燈變暗，則車燈電流減小，由/燈=，可知，路端電壓減小，由閉合電

路歐姆定律u=可知，電路中的總電流增大，則

P=EI

電源的總功率變大，故D正確，ABC錯(cuò)誤。

故選D。

【例3】某牧場(chǎng)設(shè)計(jì)了一款補(bǔ)水提示器，其工作原理如圖所示，水量增加時(shí)滑片下移，電表

均為理想電表。下列說法正確的是（）

水

畫

A.若選擇電壓表，水量增多時(shí)電壓表示數(shù)變大

B.若選擇電流表，水量增多時(shí)電流表示數(shù)變小

C.若選擇電流表一與電壓表相比，電路更節(jié)能

D.若選擇電壓表，增加后可提高靈敏度

【答案】A

【詳解】A.如果選擇電壓表，滑動(dòng)變阻器尺和定值電阻及串聯(lián)在電路中，且電壓表測(cè)尺

的滑片至最上端的電壓，無論滑片如何移動(dòng)，變阻器接入電路的阻值不變，閉合開關(guān)S,水

量增多時(shí)，滑片下移，在上半部分的電阻增大，R上半部分分得的電壓增大，即電壓表示數(shù)

變大，故A正確；

B.如果選擇電流表，滑動(dòng)變阻器R滑片以下的部分和定值電阻&串聯(lián)在電路中，電流表

測(cè)電路中的電流，水量增多時(shí)，滑片下移，滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值減小，電路總電阻減

小，由歐姆定律可得，電路電流增大，即電流表示數(shù)變大，故B錯(cuò)誤；

C.與電壓表相比，選擇電流表設(shè)計(jì)電路的總電阻較小，電路電流較大，由尸="可知，電

路的總功率較大，不節(jié)能，故c錯(cuò)誤；

D.若選擇電壓表，增加電路中電流減小，電阻變化相同時(shí)，電壓變化變小，即靈敏度

降低，故D錯(cuò)誤。

故選Ao

【例4】如圖所示，電路中R/、處為滑動(dòng)變阻器，它們的滑片分別為Pi、P2。今滑動(dòng)某一滑

片時(shí)，電壓表V的讀數(shù)增大，電流表A的讀數(shù)減小，電源內(nèi)阻不能忽略，則下列說法正確

的是（）

A.一定是保持處不變，向左滑動(dòng)滑片Pi

B.一定是保持處不變，向右滑動(dòng)滑片Pi

C.一定是保持處不變，向上滑動(dòng)滑片P2

D.一定是保持處不變，向下滑動(dòng)滑片P2

【答案】B

【詳解】A.如果保持處不變，向左滑動(dòng)滑片Pi，滑動(dòng)變阻器接入電路電阻減小，外電路

總電阻減小，路端電壓減小，電壓表的示數(shù)減小，故A錯(cuò)誤；

B.如果保持處不變，向右滑動(dòng)滑片Pi，滑動(dòng)變阻器接入電路電阻增大，外電路總電阻增

大，總電流減小，路端電壓增大，電壓表的示數(shù)增大，尺和4并聯(lián)部分電壓減小，電流表

的示數(shù)減小，故B正確；

C.如果保持以不變，向上滑動(dòng)滑片P2,滑動(dòng)變阻器接入電路電阻減小，外電路總電阻減

小，路端電壓減小，電壓表的示數(shù)減小，故c錯(cuò)誤；

D.如果保持處不變，向下滑動(dòng)滑片P2,滑動(dòng)變阻器接入電路電阻增大，外電路總電阻增

大，總電流減小，路端電壓增大，電壓表的示數(shù)增大，電源內(nèi)阻和4的電壓減小，叢和叢

并聯(lián)部分電壓增大，電流表的示數(shù)增大，故D錯(cuò)誤。

故選B。

【例54］（多選）智能手機(jī)屏幕的光線過強(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)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。閉合開關(guān)，下列說法正確的是（）

A.僅光照變強(qiáng)，小燈泡變亮

B.僅光照變?nèi)?，小燈泡變?/p>

C.僅將滑片向。端滑動(dòng)，小燈泡變亮

D.僅將滑片向6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，則總電阻變小，由閉合電路的歐姆定律可知

總電流增大，燈泡的功率變大，燈泡變亮，A正確；同理分析，僅光照變?nèi)酰瑹襞葑儼?，B

錯(cuò)誤；僅將滑片向。端滑動(dòng)，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正確；同理分析，僅將滑片向b端滑動(dòng)，燈泡變暗，D錯(cuò)誤。

【例65在如圖所示的電路中，已知電阻片的阻值小于滑動(dòng)變阻器凡的最大阻值。閉合電鍵

S,在滑動(dòng)變阻器的滑片P由最右端向左滑動(dòng)的過程中，下列說法中正確的是（）

A.電壓表Vi的示數(shù)先變大后變小，電流表Ai的示數(shù)不變

B.電壓表Vi的示數(shù)先變小后變大，電流表Ai的示數(shù)變小

C.電壓表V2的示數(shù)先變大后變小，電流表A2的示數(shù)先變大后變小

D.電壓表V?的示數(shù)先變小后變大，電流表A2的示數(shù)先變小后變大

【答案】D

【詳解】滑片P由滑動(dòng)變阻器的右端向左端滑動(dòng)的過程中，電阻凡的左半部分與A串聯(lián)然

后與&的右半部分并聯(lián)，并聯(lián)電阻先變大后變小，所以電路總電阻R先變大后變小，電源

電壓11不變，電路電流/=日先變小后變大，電阻凡不變，電壓表V2的示數(shù)

R

U2=IR2

先變小后變大，電流/先變小后變大，即電流表A2的示數(shù)先變小后變大，根據(jù)閉合回路歐

姆定律得

U、=U-卜

所以H先變大，后變??；

電流/先變小后變大，電阻凡與r不變，所以電壓

%=/（凡+廠）

先變小后變大，并聯(lián)電壓

先變大后變小，電阻4所在支路電阻用支路逐漸減小，通過的電流乙增大，而

所以電流表Ai示數(shù)變小。

故選D。

【例7】在如圖所示的電路中，Ri、R?、&和兄皆為定值電阻，以為滑動(dòng)變阻器，電源的

電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為入設(shè)電流表A的讀數(shù)為/,電壓表V的讀數(shù)為U。當(dāng)凡的滑動(dòng)觸頭向

6端移動(dòng)時(shí)（）

R1—2

b

----1—1M--1I---

&凡

A./變大，。變小B./變大，U變大

C./變小，。變大D./變小，。變小

【答案】B

【詳解】由電路圖可知，R2與R4串聯(lián)后與R5并聯(lián)，再與R1、R3串聯(lián)。當(dāng)滑片下移時(shí)，滑

動(dòng)變阻器接入電阻增大，則總電阻增大，由閉合電路歐姆定律可得，總電流減小，則內(nèi)電壓

減小，路端電壓增大，故電壓表示數(shù)增大；又因總電流減小，故Ri、R3上的分壓減小，而

路端電壓增大，故并聯(lián)部分電壓增大，故電流表示數(shù)增大。

故選B。

題型六閉合電路的功率及效率問題

1.電源的效率

M=-X100%=-X100%o

EIE

pD

純電阻電路中〃=3x100%=——xl00%o

P總R+r

2.純電阻電路中電源的最大輸出功率

—HR——后一R-_____理_____——--

Pp^-UI-IR-(尺+，)2尺-(22+4RJ，—，)2+

R

P也與外電阻R的函數(shù)關(guān)系可用如圖所示的圖像表示，由圖像可以看出:

⑴當(dāng)R=r時(shí)，電源的輸出功率最大，為Pm=5

(2)當(dāng)R>r時(shí)，隨著R的增大輸出功率越來越小。

(3)當(dāng)RO時(shí)，隨著R的增大輸出功率越來越大。

(4)當(dāng)P出〈尸m時(shí)，每個(gè)輸出功率對(duì)應(yīng)兩個(gè)可能的外電阻必和&,且&&="。

【例1】如圖甲所示的電路，其中電源電動(dòng)勢(shì)E=6V,內(nèi)阻r=2Q,定值電阻R=4Q,已

知滑動(dòng)變阻器消耗的功率尸與其接入電路的阻值&的關(guān)系如圖乙所示.則下列說法中正確

的是()

A.圖乙中滑動(dòng)變阻器的最大功率尸2=2W

B.圖乙中4=6。，&=12。

C.滑動(dòng)變阻器消耗功率尸最大時(shí)，定值電阻我消耗的功率也最大

D.調(diào)整滑動(dòng)變阻器&的阻值，可以使電源的輸出電流達(dá)到2A

【答案】B

【解析】由閉合電路歐姆定律的推論可知，當(dāng)電路外電阻等于內(nèi)阻/?時(shí)，輸出功率最大，

最大值為尸m="，把定值電阻看成電源內(nèi)阻的一部分，由題圖乙可知，當(dāng)RP=—

4r

產(chǎn)

。時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的功率最大，最大功率為尸2=---=1.5W,A錯(cuò)誤；滑動(dòng)變阻

4R+r

器的阻值為3c時(shí)與阻值為及時(shí)消耗的功率相等，有(一￡1)2X3Q=(E解得

3￡l+R+rR2+R+r

尺2=12。，B正確；當(dāng)回路中電流最大時(shí)，即取=0時(shí)定值電阻尺消耗的功率最大，C錯(cuò)誤;

當(dāng)滑動(dòng)變阻器出的阻值為0時(shí)，電路中電流最大，最大值為九=’」=」」A=1A,則

R+r4+2

調(diào)整滑動(dòng)變阻器心的阻值，不可能使電源的輸出電流達(dá)到2A,D錯(cuò)誤.

【點(diǎn)睛】等效電源

把含有電源、電阻的部分電路等效為新的“電源”，其“電動(dòng)勢(shì)”“內(nèi)阻”如下：

(1)兩點(diǎn)間斷路時(shí)的電壓等效為電動(dòng)勢(shì)E'.

⑵兩點(diǎn)短路時(shí)的電流為等效短路電流/短'，等效內(nèi)電阻r'=~.

/短'

常見電路等效電源如下：

Ef=E

rf=R+r

F'-------F

R+Rz+r

,(7?i+r)/?2

-

「Rt+R2+r

【例2】在如圖甲所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)保持不變，不計(jì)內(nèi)阻，A為定值電阻，移動(dòng)滑

動(dòng)變阻器用的滑片P,電壓表和電流表均為理想電表，兩者示數(shù)的U-/關(guān)系圖線如圖乙所

示，則（）

A.電源電動(dòng)勢(shì)為15VB.定值電阻的阻值為10Q

C.&的電功率最大為3WD.A的電功率最大為25W

【答案】B

【詳解】AB.設(shè)尸。間電阻為人,則Pb間電阻為（凡-4），滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻記

作用，則