第08讲 闭合电路欧姆定律【暑假自学课】2024年新高二物理暑假提升精品讲义（人教版2019）

第08讲 闭合电路欧姆定律 （复习篇）（原卷版） 目录 考点聚焦：核心考点+高考考点，有的放矢 重点速记：知识点和关键点梳理，查漏补缺 难点强化：难点内容标注与讲解，能力提升 学以致用：真题经典题+提升专练，全面突破 核心考点聚焦 1.闭合电路欧姆定律 2.电路的动态分析 3.电路的功率和电源的效率 4.含电容器电路的分析 5.两类U­I图像的分析与应用 6.电路故障问题分析 高考考点聚焦 常考考点 真题举例 含电容器电路的分析 2023·海南、2020全国卷Ⅰ高考真题 电路的动态分析 2020·江苏高考真题 电路故障问题分析 2023全国乙卷高考真题 闭合电路欧姆定律 2020·北京高考真题 知识点一、闭合电路欧姆定律的理解 (1)内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比。 (2)公式：①I＝(只适用于纯电阻电路)；②E＝U外＋U内(适用于所有电路)。 （3）路端电压与负载的关系 ： 一般情况 U＝IR＝·R＝ 特殊情况：①当外电路断开时，I＝0，U＝E；②当电源两端短路时，I＝，U＝0 （4）路端电压跟电流的关系 ①关系式：U＝E－Ir。 ②用图像表示如图所示，其中纵轴截距为电动势，横轴截距为短路电流，斜率的绝对值为电源的内阻。 知识点二、电路动态分析的方法 (1)程序法 电路结构的变化→R的变化→R总的变化→I总的变化→U端的变化→固定支路→变化支路。 (2)“串反并同”结论法 ①所谓“串反”，即某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小，反之则增大。 ②所谓“并同”，即某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大，反之则减小。即：←R↑→ (3)极限法 对于因滑动变阻器的滑片滑动引起电路变化的问题，可分析将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端情况，此时还要注意滑片移动引起的电路变化是否是单调变化，滑片移动过程中是否有极值情况出现。 (4)特殊值法 对于某些电路问题，可以代入特殊值进行判定，从而得出结论。 知识点三、电路的功率和电源的效率 1．电源的总功率：P总＝EI＝U外I＋U内I＝P出＋P内。 若外电路是纯电阻电路，则有P总＝I2(R＋r)＝。 2．电源内部消耗的功率：P内＝I2r＝U内I＝P总－P出。 3．电源的输出功率：(1)对任意电路：P出＝UI＝EI－I2r＝P总－P内。 (2)对纯电阻电路，则有：P出＝I2R＝＝。 由上式可以看出：①当R＝r时，电源的输出功率最大，Pm＝。 ②当R>r时，随着R的增大输出功率越来越小。③当R<r时，随着R的增大输出功率越来越大。 ④当P出<Pm时，每个输出功率对应两个可能的外电阻R1和R2，且R1·R2＝r2。 ⑤P出与R的关系如图所示。 4．电源的效率 (1)任意电路：η＝×100%＝×100%。 (2)纯电阻电路：η＝×100%＝×100%。 因此R越大，η越大；当R＝r时，电源有最大输出功率，效率仅为50%。 知识点四、含电容器电路的分析 1．电容器的简化处理：电路稳定后，可以把电容器所处电路看作断路，简化电路时可以将该断路去掉，求电荷量时在相应位置再补上。 2．电阻的简化处理：电路稳定后，与电容器同支路的电阻相当于导线。 3．电荷变化量的计算：电路中电流、电压的变化可能会引起电容器的充、放电。若电容器两端电压升高，电容器将充电；若电容器两端电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电。 (1)由ΔQ＝CΔU计算电容器上电荷量的变化。 (2)如果变化前后极板带电的电性相同，那么通过所连导线的电荷量等于初、末状态电容器所带电荷量之差。 (3)如果变化前后极板带电的电性相反，那么通过所连导线的电荷量等于初、末状态电容器所带电荷量之和。 知识点五、两类U­I图像的分析与应用 图像上的特征 物理意义 电源U­I图像 电阻U­I图像 图形 图像表示的物理量变化关系 电源的路端电压随电路电流的变化关系 电阻两端电压随电流的变化关系 图线与坐标轴交点 与纵轴交点的纵坐标表示电源电动势E，与横轴交点的横坐标表示电源短路电流 过坐标轴原点，表示没有电压时电流为零 图线上每一点坐标的乘积UI 表示电源的输出功率 表示电阻消耗的功率 图线上每一点对应的U、I比值 表示外电阻的大小，不同点对应的外电阻大小不同 每一点对应的比值，表示此电阻的大小 图线的斜率的绝对值 电源内电阻r 电阻大小 联系 在同一坐标系中，两图线交点坐标(Un，In)，既表示用该电源与该电阻组成回路时的路端电压和电路中的电流，也表示电阻两端电压及其电流；P＝InUn既表示此时电源的输出功率，也表示此时电阻的实际功率 知识点六、电路故障问题分析 1．两种常见故障的特点 (1)断路特点：表现为路端电压不为零而电流为零。 (2)短路特点：用电器或电阻发生短路，表现为有电流通过电路但用电器或电阻两端电压为零。 2．检查故障的基本方法 ①电压表检测：如果电压表示数为零，说明电压表上无电流通过，则可能在与电压表并联的路段之外有断路，或与电压表并联的路段完全短路，如果电压表有示数，说明电压表上有电流通过，则在与电压表并联的路段之外无断路，且与电压表并联的路段内电阻值不为零(可能无短路，也可能部分短路)。 ②电流表检测：当电路中接有电源时，可用电流表测量各部分电路上的电流，通过对电流值的分析，可以确定故障的位置。在运用电流表检测时，一定要注意电流表的正负接线柱和量程。 ③欧姆表检测：当测量值很大时，表示该处断路；当测量值很小或为零时，表示该处短路。在运用欧姆表检测时，外电路一定要切断电源。 一、闭合电路欧姆定律的理解 1．我国的太阳能资源十分丰富，太阳能产业发展迅速。现有一太阳能电池板，测得它的没有接入电路时的电压为600mV，短路电流为20mA，若将该电池板与一阻值为20的电阻器连成一闭合电路，则它的内电阻和路端电压分别是（　　） A．20，0.24V B．20，0.60V C．30，0.24V D．30，0.60V 2．如图，是小明家的太阳能电池，因户外使用时间较久，厂家标记的参数已模糊不清。为了解相关参数，小明测量了此电池不接负载时两极间电压为，接上的电阻时两极间电压为。则此电池的电动势和内阻分别为（　　） A．和 B．和 C．和 D．和 二、电路动态分析的方法 3.如图所示，电源电压不变，电表均为理想表，当电键S由断开到闭合时，下列变化正确的是（　　） A．电流表A示数变小 B．电压表V1示数不为0 C．电压表V2示数与电流表A示数的比值不变 D．电压表V1示数与电流表A示数的比值不变 4．氧化锡传感器主要用于汽车尾气中一氧化碳浓度的检测，它的电阻随一氧化碳浓度的变化而变化，已知其电阻的倒数与一氧化碳浓度成正比．将传感器接在如图所示的电路中，已知、为定值电阻，观察电表示数的变化，就能判断一氧化碳浓度的变化情况，下列判断中正确的是（　　） A．电压表读数增大时，电流表读数增大，浓度增大 B．电压表读数减小时，电流表读数减小，浓度增大 C．电压表读数增大时，电流表读数减小，浓度减小 D．电压表读数减小时，电流表读数增大，浓度减小 5．如图所示，调整电路的可变电阻R的阻值，使电压表V的示数增大ΔU，在这个过程中(　　) A．通过R1的电流增加，增加量一定等于 B．R2两端的电压减小，减少量一定等于ΔU C．通过R的电流增加，增加量一定等于 D．通过R2的电流减小，但减少量一定小于 解题归纳：电路动态分析的一般步骤 (1)弄清局部电路变化所引起的局部电路电阻的变化。 (2)根据局部电路电阻的变化，确定整个电路的外电阻如何变化。 (3)根据闭合电路欧姆定律I总＝，确定电路总电流如何变化。 (4)由U内＝I总r确定电源内电压如何变化。 (5)由U＝E－U内确定路端电压如何变化。 (6)确定支路两端的电压及通过各支路的电流如何变化 3、 电路的功率和电源的效率 6.如图所示，已知电源的内阻为r，外电路的固定电阻R0＝r，可变电阻Rx的总电阻为2r，在Rx的滑动触头从A端滑向B端的过程中(　　) A．Rx消耗的功率变小 B．电源输出的功率减小 C．电源内部消耗的功率减小 D．R0消耗的功率减小 7．如图所示的电路中，R是光敏电阻，当光照强度增大时，它的阻值减小。当外界的光照强度减弱时，下列说法正确的是（    ） A．灯泡L变暗 B．电压表的示数增大 C．电源的总功率增大 D．电源内阻的发热功率增大 8.如图甲所示电路中，R为电阻箱，电源的电动势为E，内阻为r。图乙为电源的输出功率P与电流表示数I的关系图像，其中功率P0分别对应电流I1、I2，外电阻R1、R2。下列说法中正确的是(　　) A．I1＋I2> B．I1＋I2＝ C．> D．< 解题归纳：闭合电路中功率的最值问题 （1）定值电阻的功率：P定＝I2R，R为定值电阻，P定只与电流有关系，当R外最大时，I最小，P定最小， 当R外最小时，I最大，P定最大。 （2）电源的输出功率：当R外＝r时，P出最大，Pm＝。 （3）变化电阻的功率，利用等效思想，把除变化电阻之外的其他的定值电阻等效成电源的内阻r′，则变化电阻的功率即为等效以后的电源的输出功率，即当R变＝r′时，P变有最大值。 四、含电容器电路的分析 9．在图示电路中，电源内阻不可忽略，、为定值电阻，G为灵敏电流计，V为理想电压表，平行板电容器两极板水平，开关S闭合后，位于电容器两板间的带电油滴恰好静止，现将滑动变阻器的滑片P向下移动，则以下说法正确的是（　　） A．G中有从a到b的电流 B．V示数增大 C．油滴向上运动 D．电源内阻消耗功率减小 10.(2020·全国卷Ⅰ)图a所示的电路中，K与L间接一智能电源，用以控制电容器C两端的电压UC。如果UC随时间t的变化如图b所示，则下列描述电阻R两端电压UR随时间t变化的图像中，正确的是(　　) 11.如图所示的电路中，E为电源，其内电阻为r，V为理想电压表，L为阻值恒为2r的小灯泡，定值电阻R1的阻值恒为r，R3为半导体材料制成的光敏电阻，电容器两极板处于水平状态，闭合开关S，电容器中心P点有一带电小球处于静止状态，电源负极接地，则下列说法正确的是（　　） A．若将的滑片上移，则电压表的示数变小 B．若突然将电容器上极板上移，则小球在P点电势能增加 C．若光照变强，则油滴会向上运动 D．若光照变强，则AB间电路的功率变大 解题归纳：分析电容器所带电荷量的变化要注意以下两点 (1)把电容器当成断路简化电路图，按照电路动态分析的基本方法来分析各部分电路电压与电流的变化。 (2)电路稳定时，找到与电容器并联的电阻，而电容器两极板的电压等于与之并联的电阻两端的电压。 五、两类U­I图像的分析与应用 12.如图所示为闭合电路中两个不同电源的U-I图象，则下列说法中正确的是（　　） A．电动势E1=E2，内阻r1＜r2 B．电动势E1=E2，内阻r1＞r2 C．电动势E1＞E2，内阻r1＞r2 D．电动势E1＜E2，内阻r1＞r2 13.如图所示的图像中，直线Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系图线，直线Ⅱ为某一电阻的图像，用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图像可知（  ） A．该电源的效率为 B．该电源的电动势为，内阻为 C．电源的输出功率为 D．电源内部消耗功率为 14.某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在同一坐标系内，如图所示，根据图线可知 ( ) A．反映Pr变化的图线是a B．电源电动势为8V C．电源内阻为1Ω D．当电流为0.5A时，外电路的电阻为6Ω 解题归纳：U­I图像问题的解题技巧 (1)电源U­I图线的纵坐标U若不从零开始，则横轴的截距小于短路电流，求电源内阻r时可以用r＝求解。 (2)对于灯泡等非线性元件的闭合电路问题，只能根据U­I图像计算。电源和元件的U­I图线的交点对应该电源与该元件组成回路时该元件的工作电压和工作电流。 六、电路故障问题分析 15.在如图所示的电路中，干电池、开关和额定电压为1.5V的灯泡组成串联电路。当闭合开关时，发现灯泡不发光。在闭合开关的情况下，某同学用多用电表直流电压挡进行检测。检测结果如下表所示，已知电路仅有一处故障，由此做出的判断中正确的是（　　） 测试点 A、B D、E E、F F、B 多用表示数 1.5V 0 1.5V 0 A．A、C间导线断路 B．D、E间导线断路 C．灯泡断路 D．F、B间导线断路 16.如图所示，S闭合后，两个灯泡均发光，但过一段时间之后两灯都熄灭，电流表的示数为零。用电压表测L2两端电压，电压表的示数近似于电源电压，该电路的故障可能是(　　) A．电流表坏了或未接好 B．L2的灯丝烧断或灯座与灯泡没接触 C．L1和L2的灯丝都被烧断 D．L1的灯丝被烧断或没接好 解题归纳：电路中断路与短路的故障判定 首先，认真分析题意，弄清所用的仪表、仪器，然后用“假设推理法”。假设一个故障现象存在，然后根据电路的串、并联规律进行分析、推理，若能得到相应的现象或题目中所给的数据(如例7表格中的测量结果)，就说明这个故障现象存在。 1、 单选题： 1．如图，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P由a滑到b的过程中，外电阻逐渐变小，小灯泡没有烧坏，则小灯泡的亮暗变化情况是（　　） A．逐渐变暗 B．逐渐变亮 C．先变亮后变暗 D．先变暗后变亮 2.新冠疫情期间，额温枪广泛应用于各种场所，能通过传感器检测人体向外辐射的红外线，根据红外线能量的强弱，快速准确且无接触地测量体温。如图所示，某种额温枪以2节串联的干电池为电源（每节干电池电动势为1.5V），工作电流为5mA，当该额温枪正常工作时（  ） A．电路中每通过0.01C电荷，每节电池把0.015J化学能转化为电能 B．电池组两极间的电压为3V C．电源的输出功率为15mW D．电池组的电动势不再是3V 3．如图，是一实验电路图，在滑动触头由a端滑向b端的过程中，下列表述正确的是（　　） A．电流表的示数变小 B．路端电压变大 C．电源的输出功率变小 D．电路的总电阻变大 4．如图所示，闭合开关S，电路稳定时平行板电容器中带电质点P处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，下列判断正确的是（  ） A．当滑动变阻器R2的滑片向下端移动时，电压表示数增大 B．当滑动变阻器R2的滑片向下端移动时，电流表示数减小 C．当滑动变阻器R2的滑片向下端移动时，质点P将向下运动 D．断开开关S后，质点P仍然静止 5．用电压表检查如图电路中的故障，测得Uad＝5.0 V，Ucd＝0 V，Ubc＝0 V，Uab＝5.0 V，则此故障可能是(  ) A．L断路 B．R断路 C．R′断路 D．S断路 6．如图所示的电路中，现将滑动变阻器的滑片P向右移动，则（） A．电流表的示数变小 B．电压表的示数变大 C．电灯L消耗的功率变大 D．电阻R1消耗的功率变大 7．如图所示，当滑动变阻器的滑动片P向左移动时（   ） A．安培表读数增大，伏特表读数增大 B．安培表读数减小，伏特表读数减小 C．安培表读数增大，伏特表读数减小 D．安培表读数减小，伏特表读数增大 8．用半导体材料制成热敏电阻，在温度升高时，电阻会迅速减小，如图所示，将一热敏电阻接入电路中，接通开关后，经过一段时间会观察到（　　） A．电流表示数不变 B．电流表示数减小 C．电压表示数增大 D．电压表示数减小 9．如图所示的电路中，电压表都看做理想电表，电源内阻为r．闭合电键S，当把滑动变阻器的滑片P向b端移动时（ ） A．电压表V1的示数变大，电压表V2的示数变小 B．电压表V1的示数变小，电压表V2的示数变大 C．电压表V1的示数变化量小于V2示数变化量 D．电压表V1的示数变化量大于V2示数变化量 10.如图所示电路，当滑动变阻器R1的滑片向上滑动时，下列说法正确的是(　　) A．R2的功率增大 B．R3两端的电压减小 C．电流表的示数变大 D．R1的电流增大 11.如图所示，R1、R2为定值电阻，C为电容器。闭合开关S，在滑动变阻器R的滑片缓慢向上滑动过程中(　　) A．电阻R2中有向下的电流 B．通过电阻R1的电流增大 C．滑动变阻器R两端的电压变小 D．电容器C极板所带电荷量变小 12.交警使用的某型号酒精测试仪如图甲所示，其工作原理如图乙所示，传感器电阻R的阻值随气体中酒精浓度的增大而减小，电源的电动势为E，内阻为r，电路中的电表均为理想电表。当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，下列说法中正确的是（　　） A.电压表的示数变大，电流表的示数变小 B.电压表的示数变小，电流表的示数变小 C.酒精气体浓度越大，电源的输出功率越大 D.电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比保持不变 13..如图所示，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3均为定值电阻，电压表与电流表均为理想电表；开始时开关S闭合，电压表、电流表均有示数，某时刻发现电压表和电流表读数均变大，则电路中可能出现的故障是（　　） A.R1断路　B.R2断路 C.R1短路　D.R3短路 2、 多项选择题： 14．如图所示的电路中，R是光敏电阻，当光照强度增大时，它的阻值减小。当外界的光照强度减弱时，下列说法正确的是（    ） A．灯泡L变暗 B．电压表的示数增大 C．电源的总功率增大 D．电源内阻的发热功率增大 15．如图所示的图像中，直线表示某电源路端电压与电流的关系，直线为某一电阻的图像。用该电源直接与电阻连接成闭合电路，由图像可知（　　） A．电源的输出功率为 B．电源电动势为，内阻为 C．电源的总功率为 D．若将两个相同电阻串联接入该电源，则电流变为原来的 16．如图所示电路，电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中（  ） A．电路总电阻减小 B．干路的电流减小 C．电压表的示数减小 D．电流表的示数减小 17．用如图所示的电路来测量电池电动势和内电阻，根据测得的数据作出了如图所示的U-I图线，由图可知 A．电池电动势的测量值为1.40 V B．电池内阻的测量值为1.0 Ω C．外电路发生短路时的电流为0.40 A D．电压表示数为1.20 V时，电流表的示数I′＝0.2A 18．如图所示的电路中，E为电源，其内电阻为r，V为理想电压表，L为阻值恒为2r的小灯泡，定值电阻R1的阻值恒为r，R3为半导体材料制成的光敏电阻，电容器两极板处于水平状态，闭合开关S，电容器中心P点有一带电小球处于静止状态，电源负极接地，则下列说法正确的是（　　） A．若将的滑片上移，则电压表的示数变小 B．若突然将电容器上极板上移，则小球在P点电势能增加 C．若光照变强，则油滴会向上运动 D．若光照变强，则AB间电路的功率变大 19．如图所示的U﹣I图象中，直线I为某电源的路端电压与电流的关系，直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线，用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图象可知（    ） A．电源的内阻为0.5Ω B．电源的总功率为1.5W C．电源的输出功率为1.5W D．电源内部消耗功率为1.5W 20.如图所示，电路中定值电阻R的阻值大于电源内阻r的阻值，开关S闭合，将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表V1、V2、V3的示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔU3，理想电流表示数变化量的绝对值为ΔI，下列说法正确的是(　　) A．理想电压表V2的示数增大 B．ΔU3>ΔU1>ΔU2 C．电源的输出功率减小 D．ΔU3与ΔI的比值不变 21.(2020·江苏高考)某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示。当汽车启动时，开关S闭合，电机工作，车灯突然变暗，此时(　　) A．车灯的电流变小 B．路端电压变小 C．电路的总电流变小 D．电源的总功率变大 22.在如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，R1、R2、R3为定值电阻，C为电容器，开关S1、S2闭合，断开开关S2后(　　) A．电流表示数减小 B．电压表示数减小 C．有短暂电流通过电阻R3 D．电容器下极板带负电 三、计算题： 23.如图是某同学连接的实验实物图，A、B灯都不亮，他采用下列两种方法进行故障检查。 (1)应用多用电表的直流挡进行检查，选择开关置于10 V挡。该同学测试结果如表1所示，在测试a、b间直流电压时，红表笔应接触________(填“a”或“b”)。根据测试结果，可判定故障是________。 A．灯A短路 B．灯B短路 C．cd段断路 D．df段断路 (2)将开关断开，再选择欧姆挡测试，测量结果如表2所示，那么检查出的故障是(　　) A．灯A断路 B．灯B短路 C．灯A、B都断路 D．d、e间导线断路 24.用电动势为1.5 V、内阻为1.0 Ω的干电池5节串联，给一个“6.0 V　0.6 W”的用电器供电。 (1)求该用电器的额定电流； (2)若要使该用电器在额定电压下工作，电路中还需要串联一个阻值多大的电阻？ (提示：串联电池组的电动势等于各个电池的电动势之和；串联电池组的内阻等于各个电池内阻之和。) 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！15 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第08讲 闭合电路欧姆定律 （复习篇）（解析版） 目录 考点聚焦：核心考点+高考考点，有的放矢 重点速记：知识点和关键点梳理，查漏补缺 难点强化：难点内容标注与讲解，能力提升 学以致用：真题经典题+提升专练，全面突破 核心考点聚焦 1.闭合电路欧姆定律 2.电路的动态分析 3.电路的功率和电源的效率 4.含电容器电路的分析 5.两类U­I图像的分析与应用 6.电路故障问题分析 高考考点聚焦 常考考点 真题举例 含电容器电路的分析 2023·海南、2020全国卷Ⅰ高考真题 电路的动态分析 2020·江苏高考真题 电路故障问题分析 2023全国乙卷高考真题 闭合电路欧姆定律 2020·北京高考真题 知识点一、闭合电路欧姆定律的理解 (1)内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比。 (2)公式：①I＝(只适用于纯电阻电路)；②E＝U外＋U内(适用于所有电路)。 （3）路端电压与负载的关系 ： 一般情况 U＝IR＝·R＝ 特殊情况：①当外电路断开时，I＝0，U＝E；②当电源两端短路时，I＝，U＝0 （4）路端电压跟电流的关系 ①关系式：U＝E－Ir。 ②用图像表示如图所示，其中纵轴截距为电动势，横轴截距为短路电流，斜率的绝对值为电源的内阻。 知识点二、电路动态分析的方法 (1)程序法 电路结构的变化→R的变化→R总的变化→I总的变化→U端的变化→固定支路→变化支路。 (2)“串反并同”结论法 ①所谓“串反”，即某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小，反之则增大。 ②所谓“并同”，即某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大，反之则减小。即：←R↑→ (3)极限法 对于因滑动变阻器的滑片滑动引起电路变化的问题，可分析将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端情况，此时还要注意滑片移动引起的电路变化是否是单调变化，滑片移动过程中是否有极值情况出现。 (4)特殊值法 对于某些电路问题，可以代入特殊值进行判定，从而得出结论。 知识点三、电路的功率和电源的效率 1．电源的总功率：P总＝EI＝U外I＋U内I＝P出＋P内。 若外电路是纯电阻电路，则有P总＝I2(R＋r)＝。 2．电源内部消耗的功率：P内＝I2r＝U内I＝P总－P出。 3．电源的输出功率：(1)对任意电路：P出＝UI＝EI－I2r＝P总－P内。 (2)对纯电阻电路，则有：P出＝I2R＝＝。 由上式可以看出：①当R＝r时，电源的输出功率最大，Pm＝。 ②当R>r时，随着R的增大输出功率越来越小。③当R<r时，随着R的增大输出功率越来越大。 ④当P出<Pm时，每个输出功率对应两个可能的外电阻R1和R2，且R1·R2＝r2。 ⑤P出与R的关系如图所示。 4．电源的效率 (1)任意电路：η＝×100%＝×100%。 (2)纯电阻电路：η＝×100%＝×100%。 因此R越大，η越大；当R＝r时，电源有最大输出功率，效率仅为50%。 知识点四、含电容器电路的分析 1．电容器的简化处理：电路稳定后，可以把电容器所处电路看作断路，简化电路时可以将该断路去掉，求电荷量时在相应位置再补上。 2．电阻的简化处理：电路稳定后，与电容器同支路的电阻相当于导线。 3．电荷变化量的计算：电路中电流、电压的变化可能会引起电容器的充、放电。若电容器两端电压升高，电容器将充电；若电容器两端电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电。 (1)由ΔQ＝CΔU计算电容器上电荷量的变化。 (2)如果变化前后极板带电的电性相同，那么通过所连导线的电荷量等于初、末状态电容器所带电荷量之差。 (3)如果变化前后极板带电的电性相反，那么通过所连导线的电荷量等于初、末状态电容器所带电荷量之和。 知识点五、两类U­I图像的分析与应用 图像上的特征 物理意义 电源U­I图像 电阻U­I图像 图形 图像表示的物理量变化关系 电源的路端电压随电路电流的变化关系 电阻两端电压随电流的变化关系 图线与坐标轴交点 与纵轴交点的纵坐标表示电源电动势E，与横轴交点的横坐标表示电源短路电流 过坐标轴原点，表示没有电压时电流为零 图线上每一点坐标的乘积UI 表示电源的输出功率 表示电阻消耗的功率 图线上每一点对应的U、I比值 表示外电阻的大小，不同点对应的外电阻大小不同 每一点对应的比值，表示此电阻的大小 图线的斜率的绝对值 电源内电阻r 电阻大小 联系 在同一坐标系中，两图线交点坐标(Un，In)，既表示用该电源与该电阻组成回路时的路端电压和电路中的电流，也表示电阻两端电压及其电流；P＝InUn既表示此时电源的输出功率，也表示此时电阻的实际功率 知识点六、电路故障问题分析 1．两种常见故障的特点 (1)断路特点：表现为路端电压不为零而电流为零。 (2)短路特点：用电器或电阻发生短路，表现为有电流通过电路但用电器或电阻两端电压为零。 2．检查故障的基本方法 ①电压表检测：如果电压表示数为零，说明电压表上无电流通过，则可能在与电压表并联的路段之外有断路，或与电压表并联的路段完全短路，如果电压表有示数，说明电压表上有电流通过，则在与电压表并联的路段之外无断路，且与电压表并联的路段内电阻值不为零(可能无短路，也可能部分短路)。 ②电流表检测：当电路中接有电源时，可用电流表测量各部分电路上的电流，通过对电流值的分析，可以确定故障的位置。在运用电流表检测时，一定要注意电流表的正负接线柱和量程。 ③欧姆表检测：当测量值很大时，表示该处断路；当测量值很小或为零时，表示该处短路。在运用欧姆表检测时，外电路一定要切断电源。 一、闭合电路欧姆定律的理解 1．我国的太阳能资源十分丰富，太阳能产业发展迅速。现有一太阳能电池板，测得它的没有接入电路时的电压为600mV，短路电流为20mA，若将该电池板与一阻值为20的电阻器连成一闭合电路，则它的内电阻和路端电压分别是（　　） A．20，0.24V B．20，0.60V C．30，0.24V D．30，0.60V 【答案】C 【解析】由题意知电源电动势，电源的内电阻 路端电压故C正确，ABD错误。 故选C。 2．如图，是小明家的太阳能电池，因户外使用时间较久，厂家标记的参数已模糊不清。为了解相关参数，小明测量了此电池不接负载时两极间电压为，接上的电阻时两极间电压为。则此电池的电动势和内阻分别为（　　） A．和 B．和 C．和 D．和 【答案】A 【解析】不接负载时两极间电压为，则电池的电动势为22.0V；根据闭合电路欧姆定律有 ，代入数据解得 故选A。 二、电路动态分析的方法 3.如图所示，电源电压不变，电表均为理想表，当电键S由断开到闭合时，下列变化正确的是（　　） A．电流表A示数变小 B．电压表V1示数不为0 C．电压表V2示数与电流表A示数的比值不变 D．电压表V1示数与电流表A示数的比值不变 【答案】C 【解析】A.当电键S打开时，R1和R2串联，电流表中有电流流过，电键S闭合时，外电阻只有电阻R2，外电阻电阻减小，电源电压不变，电路中电流增大，电流表示数变大，故A错误； B．电压表V1测的是R1两端的电压，当电键S闭合时，R1两端电压等于0，故B错误； C．电键S打开时，R1和R2串联，设电压表V2示数为U2，电流表示数为I，由欧姆定律可知 因电阻R2的阻值不变，所以电压表V2示数与电流表示数阻值不变，故C正确； D．电键S打开时，电压表V1示数不等于零，电流表示数不等于零，电键S闭合时，电压表V1示数等于零，电流表示数变大，电压表V1示数与电流表A示数的比值变为零，故D错误。 故选C。 4．氧化锡传感器主要用于汽车尾气中一氧化碳浓度的检测，它的电阻随一氧化碳浓度的变化而变化，已知其电阻的倒数与一氧化碳浓度成正比．将传感器接在如图所示的电路中，已知、为定值电阻，观察电表示数的变化，就能判断一氧化碳浓度的变化情况，下列判断中正确的是（　　） A．电压表读数增大时，电流表读数增大，浓度增大 B．电压表读数减小时，电流表读数减小，浓度增大 C．电压表读数增大时，电流表读数减小，浓度减小 D．电压表读数减小时，电流表读数增大，浓度减小 【答案】C 【解析】电压表读数增大时，说明传感器的阻值增大了，外电路电阻增大，根据闭合电路欧姆定律，有，故电流表读数减小，依题意有，故浓度减小。故A错误；C正确； 同理，当电压表读数减小时，电流表读数增大，浓度增大。故B错误；D错误。 故选C。 5．如图所示，调整电路的可变电阻R的阻值，使电压表V的示数增大ΔU，在这个过程中(　　) A．通过R1的电流增加，增加量一定等于 B．R2两端的电压减小，减少量一定等于ΔU C．通过R的电流增加，增加量一定等于 D．通过R2的电流减小，但减少量一定小于 【答案】AD 【解析】电压表的示数增大，则两端的电压增大，所以通过的电流增大，根据欧姆定律可得，A正确，滑动变阻器两端的电压增大，说明其连入电路的电阻增大，故电路总电阻增大，所以电路总电流减小，故的电流减小，所以其两端的电压减小，因为路端电压增大，而电压表示数增大，所以其减少量一定小于，故通过电流的减小量一定小于，BC错误D正确； 解题归纳：电路动态分析的一般步骤 (1)弄清局部电路变化所引起的局部电路电阻的变化。 (2)根据局部电路电阻的变化，确定整个电路的外电阻如何变化。 (3)根据闭合电路欧姆定律I总＝，确定电路总电流如何变化。 (4)由U内＝I总r确定电源内电压如何变化。 (5)由U＝E－U内确定路端电压如何变化。 (6)确定支路两端的电压及通过各支路的电流如何变化 3、 电路的功率和电源的效率 6.如图所示，已知电源的内阻为r，外电路的固定电阻R0＝r，可变电阻Rx的总电阻为2r，在Rx的滑动触头从A端滑向B端的过程中(　　) A．Rx消耗的功率变小 B．电源输出的功率减小 C．电源内部消耗的功率减小 D．R0消耗的功率减小 【答案】A 【解析】当外电阻与电源内阻相等时电源的输出功率最大；将R0等效为电源的内阻，则电源的等效内阻为2r，当Rx的阻值为2r时，Rx消耗的功率最大；在Rx的滑动触头从A端滑向B端的过程中，电阻Rx从2r减小到零，则Rx消耗的功率变小，A正确。Rx的滑动触头从A端滑向B端的过程中，外电路电阻从3r减小到r，则电源的输出功率逐渐变大，B错误。Rx的滑动触头从A端滑向B端的过程中，总电阻逐渐减小，则电流逐渐变大，则根据P＝I2R可知，电源内部消耗的功率以及R0消耗的功率均变大，C、D错误。 7．如图所示的电路中，R是光敏电阻，当光照强度增大时，它的阻值减小。当外界的光照强度减弱时，下列说法正确的是（    ） A．灯泡L变暗 B．电压表的示数增大 C．电源的总功率增大 D．电源内阻的发热功率增大 【答案】AB 【解析】A．当外界的光照强度减弱时，R的阻值增大，电路总电阻增大，总电流减小，灯泡L变暗，故A正确； B．根据，可知电源路端电压增大，所以电压表的示数增大，故B正确； C．根据，可知电源的总功率减小，故C错误； D．根据，可知电源内阻的发热功率减小，故D错误。 故选AB。 8.如图甲所示电路中，R为电阻箱，电源的电动势为E，内阻为r。图乙为电源的输出功率P与电流表示数I的关系图像，其中功率P0分别对应电流I1、I2，外电阻R1、R2。下列说法中正确的是(　　) A．I1＋I2> B．I1＋I2＝ C．> D．< 【答案】B 【解析】由闭合电路欧姆定律得U＝E－Ir，则电源的输出功率为P＝UI＝EI－I2r，故EI1－Ir＝EI2－Ir，整理得I1＋I2＝，A错误，B正确；根据电功率表达式P0＝IR1＝IR2，且I＝，则有：R1＝R2，整理得＝，C、D错误。 解题归纳：闭合电路中功率的最值问题 （1）定值电阻的功率：P定＝I2R，R为定值电阻，P定只与电流有关系，当R外最大时，I最小，P定最小， 当R外最小时，I最大，P定最大。 （2）电源的输出功率：当R外＝r时，P出最大，Pm＝。 （3）变化电阻的功率，利用等效思想，把除变化电阻之外的其他的定值电阻等效成电源的内阻r′，则变化电阻的功率即为等效以后的电源的输出功率，即当R变＝r′时，P变有最大值。 四、含电容器电路的分析 9．在图示电路中，电源内阻不可忽略，、为定值电阻，G为灵敏电流计，V为理想电压表，平行板电容器两极板水平，开关S闭合后，位于电容器两板间的带电油滴恰好静止，现将滑动变阻器的滑片P向下移动，则以下说法正确的是（　　） A．G中有从a到b的电流 B．V示数增大 C．油滴向上运动 D．电源内阻消耗功率减小 【答案】A 【解析】AB．滑动变阻器的滑片P向下移动，并联部分电路电阻减小，根据分压原理，有，可知电压表示数减小，电容器两端电压减小，根据公式有，可知电容器极板上电荷要减小，有从a到b的电流出现，故A正确；B错误； C．对油滴进行分析可知，之前二力平衡，现在极板电荷量减小，导致极板间场强变小，电场力将小于重力，故油滴将向下运动。故C错误； D．根据分压原理，外部电阻减小，路端电压减小，则内电阻电压增加，有，故D错误。 故选 A。 10.(2020·全国卷Ⅰ)图a所示的电路中，K与L间接一智能电源，用以控制电容器C两端的电压UC。如果UC随时间t的变化如图b所示，则下列描述电阻R两端电压UR随时间t变化的图像中，正确的是(　　) 【答案】A 【解析】已知电容器C两端的电压UC，则电容器极板所带电荷量Q＝CUC； 根据电流的定义可知，流过电阻R的电流I＝； 根据欧姆定律可知，电阻R两端的电压UR＝IR，联立各式可解得UR＝RC，即电阻R两端的电压UR与电容器两端电压的变化率成正比。 结合题图b可知，0～1 s及2～3 s内UR＝0；1～2 s及3～5 s内UR均为定值，且1～2 s内的UR大小是3～5 s内UR大小的2倍，而UC增大时电容器充电，UC减小时电容器放电，故1～2 s和3～5 s内通过R的电流方向相反，UR的正负相反。综上所述，A正确。 11.如图所示的电路中，E为电源，其内电阻为r，V为理想电压表，L为阻值恒为2r的小灯泡，定值电阻R1的阻值恒为r，R3为半导体材料制成的光敏电阻，电容器两极板处于水平状态，闭合开关S，电容器中心P点有一带电小球处于静止状态，电源负极接地，则下列说法正确的是（　　） A．若将的滑片上移，则电压表的示数变小 B．若突然将电容器上极板上移，则小球在P点电势能增加 C．若光照变强，则油滴会向上运动 D．若光照变强，则AB间电路的功率变大 【答案】BD 【解析】A、由于电路稳定时，R2相当于导线，所以将R2的滑片上移时，电压表的示数不变，故A错误； B、若突然将电容器上极板上移，电容器板间电压不变，板间场强减小，由U=Ed知，P点与下极板间的电势差减小，而下极板的电势为零，所以P点电势降低，由于液滴带负电，所以小球在P点电势能增加．故B正确． C、若光照变强，光敏电阻R3减小，通过小灯泡的电流变大，电容器两端电压为：U=E-I（r+R1），I变大，则U变小，即电容器两板间的电压变小，场强变小，油滴所受的电场力变小，因此油滴P要向下极板运动，故C错误； D、根据当外电阻等于内电阻时，此时电源输出功率最大，将R1看成电源的内阻，由于等效电源的外电阻大于内电阻，外电阻变小，所以等效电源的输出功率变大，即 AB间电路的功率逐渐变大，故D正确． 解题归纳：分析电容器所带电荷量的变化要注意以下两点 (1)把电容器当成断路简化电路图，按照电路动态分析的基本方法来分析各部分电路电压与电流的变化。 (2)电路稳定时，找到与电容器并联的电阻，而电容器两极板的电压等于与之并联的电阻两端的电压。 五、两类U­I图像的分析与应用 12.如图所示为闭合电路中两个不同电源的U-I图象，则下列说法中正确的是（　　） A．电动势E1=E2，内阻r1＜r2 B．电动势E1=E2，内阻r1＞r2 C．电动势E1＞E2，内阻r1＞r2 D．电动势E1＜E2，内阻r1＞r2 【答案】B 【解析】U-I图象中与U轴的交点表示电源的电动势，斜率表示内阻，电动势E1=E2，依据图象的倾斜程度越大，则内阻越大，因此内阻r1>r2 故选B。 13.如图所示的图像中，直线Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系图线，直线Ⅱ为某一电阻的图像，用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图像可知（  ） A．该电源的效率为 B．该电源的电动势为，内阻为 C．电源的输出功率为 D．电源内部消耗功率为 【答案】A 【解析】两图线的交点代表该电源与电阻相连接组成闭合电路中的路端电压和电路中的电流，则电源的输出功率，根据图示可得：E=3.0V，电源内阻 电源的总功率为 电源内部消耗的功率 电源的效率 故选A。 14.某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在同一坐标系内，如图所示，根据图线可知 ( ) A．反映Pr变化的图线是a B．电源电动势为8V C．电源内阻为1Ω D．当电流为0.5A时，外电路的电阻为6Ω 【答案】D 【解析】A．根据直流电源的总功率，内部的发热功率，输出功率 可知反映Pr变化的图线是c，反映PE变化的是图线a，反映PR变化的是图线b，故A错误； B．图线a的斜率等于电源的电动势，由得到，故B错误； C．由图知，当时，，由公式得，故C错误； D．当电流为0.5A时，由图读出电源的功率，由，代入得到，故D正确。 故选D。 解题归纳：U­I图像问题的解题技巧 (1)电源U­I图线的纵坐标U若不从零开始，则横轴的截距小于短路电流，求电源内阻r时可以用r＝求解。 (2)对于灯泡等非线性元件的闭合电路问题，只能根据U­I图像计算。电源和元件的U­I图线的交点对应该电源与该元件组成回路时该元件的工作电压和工作电流。 六、电路故障问题分析 15.在如图所示的电路中，干电池、开关和额定电压为1.5V的灯泡组成串联电路。当闭合开关时，发现灯泡不发光。在闭合开关的情况下，某同学用多用电表直流电压挡进行检测。检测结果如下表所示，已知电路仅有一处故障，由此做出的判断中正确的是（　　） 测试点 A、B D、E E、F F、B 多用表示数 1.5V 0 1.5V 0 A．A、C间导线断路 B．D、E间导线断路 C．灯泡断路 D．F、B间导线断路 【答案】C 【解析】E、F间电压值为1.5V，则A、C间导线、D、E间导线、F、B间导线均没有断路。 故选C。 16.如图所示，S闭合后，两个灯泡均发光，但过一段时间之后两灯都熄灭，电流表的示数为零。用电压表测L2两端电压，电压表的示数近似于电源电压，该电路的故障可能是(　　) A．电流表坏了或未接好 B．L2的灯丝烧断或灯座与灯泡没接触 C．L1和L2的灯丝都被烧断 D．L1的灯丝被烧断或没接好 【答案】B 【解析】由“两灯都熄灭，电流表的示数为零”可判断出电路故障为断路；由“用电压表测L2两端电压，电压表的示数近似于电源电压”可判断出故障为L2断路，B正确。 解题归纳：电路中断路与短路的故障判定 首先，认真分析题意，弄清所用的仪表、仪器，然后用“假设推理法”。假设一个故障现象存在，然后根据电路的串、并联规律进行分析、推理，若能得到相应的现象或题目中所给的数据(如例7表格中的测量结果)，就说明这个故障现象存在。 1、 单选题： 1．如图，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P由a滑到b的过程中，外电阻逐渐变小，小灯泡没有烧坏，则小灯泡的亮暗变化情况是（　　） A．逐渐变暗 B．逐渐变亮 C．先变亮后变暗 D．先变暗后变亮 【答案】B 【解析】根据闭合电路欧姆定律可知，滑动变阻器的滑片P由a滑到b的过程中，外电阻逐渐变小，电流变大，则小灯泡逐渐变亮，故ACD错误B正确。 故选B。 2.新冠疫情期间，额温枪广泛应用于各种场所，能通过传感器检测人体向外辐射的红外线，根据红外线能量的强弱，快速准确且无接触地测量体温。如图所示，某种额温枪以2节串联的干电池为电源（每节干电池电动势为1.5V），工作电流为5mA，当该额温枪正常工作时（  ） A．电路中每通过0.01C电荷，每节电池把0.015J化学能转化为电能 B．电池组两极间的电压为3V C．电源的输出功率为15mW D．电池组的电动势不再是3V 【答案】A 【解析】A．根据W=qE，当电路中每通过0.01C电荷，每节电池把0.015J化学能转化为电能，A正确； B．电池组两极间的电压为路端电压，小于电源电动势，B错误； C．额温枪正常工作时，总功率为P=EI=3V×5mA=15mW，电源的输出功率小于总功率，C错误； D．电源电动势由电源本身决定，当该额温枪正常工作时，电池组的电动势不变，D错误。 故选A。 3．如图，是一实验电路图，在滑动触头由a端滑向b端的过程中，下列表述正确的是（　　） A．电流表的示数变小 B．路端电压变大 C．电源的输出功率变小 D．电路的总电阻变大 【答案】A 【解析】D．当滑片向b端滑动时，其接入电路中的电阻减小，使得外电路总电阻减小，故电路的总电阻变小，故D错误； B．根据可知，外电阻减小、总电流增加，根据闭合电路中的欧姆定律有 可知路端电压减小，故B错误； A．流过电流表的示数为可知电流表的电流减小，电流表的示数变小，故A正确； C．当外电阻与内电阻相等时，电源的输出功率最大，由于不知道外电阻与内电阻的大小关系，无法判断电源的输出功率如何变化，故C错误； 故选A。 4．如图所示，闭合开关S，电路稳定时平行板电容器中带电质点P处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，下列判断正确的是（  ） A．当滑动变阻器R2的滑片向下端移动时，电压表示数增大 B．当滑动变阻器R2的滑片向下端移动时，电流表示数减小 C．当滑动变阻器R2的滑片向下端移动时，质点P将向下运动 D．断开开关S后，质点P仍然静止 【答案】C 【解析】A．当滑动变阻器R2的滑片向下端移动时，R2接入电路的阻值减小，外电路的总电阻减小，根据串联电路电压与电阻的关系可分析外电路的电压减小，根据并联电路电压特点，R2两端电压减小，所以A错误； B．当滑动变阻器R2的滑片向下端移动时，R2接入电路的阻值减小，外电路的总电阻减小，电路中总电阻会减小，所以电路中总电流会增大，根据串联电路电流特点，R2和R3组成的并联电路总电流增大，由于R3两端电压减小，所以R3电流减小，则通过R2的电流会增大，所以B错误； C．根据图示，平行板电容器的上极板带正电，下极板带负电，两极板之间存在竖直向下的匀强电场，带电质点在电场中收到重力和电场力，二力达到平衡，所以电场力方向竖直向上，大小等于重力，当滑动变阻器R2的滑片向下端移动时，外电路的电压减小，即电容器两极板间的电压减小，根据U=Ed，因为两极板间的距离不变，所以两极板之间的电场强度减小，则质点受到的电场力减小，此时质点的合力方向竖直向下，质点做向下的加速运动，所以C正确； D．断开开关后，电容器会放电，上下极板电荷会随着放电，逐渐减小，最后两极板不带电，在这个过程中，两极板之间的电场强度也会减小，最后减小到零，电场力也会逐渐减小到零，合力逐渐增大到等于重力，且方向向下，质点向下运动，所以D错误。 故选C。 5．用电压表检查如图电路中的故障，测得Uad＝5.0 V，Ucd＝0 V，Ubc＝0 V，Uab＝5.0 V，则此故障可能是(  ) A．L断路 B．R断路 C．R′断路 D．S断路 【答案】B 【解析】ABCD.由Ucd＝0 V，Ubc＝0 V可知电路为断路故障(电路中无电流)，由测得Uad＝5.0 V和Uab＝5.0 V可知，b、d两点等电势，电键S、灯泡L、电阻R′均为通路，所以故障可能是R断路，故B正确ACD错误。 故选B。 6．如图所示的电路中，现将滑动变阻器的滑片P向右移动，则（） A．电流表的示数变小 B．电压表的示数变大 C．电灯L消耗的功率变大 D．电阻R1消耗的功率变大 【答案】D 【解析】A.滑片P向右移动，电阻变小，回路总电阻变小，根据，干路电流变大，电流表示数变大，A错误． BCD.根据，干路电流变大，路端电压变小，灯泡L两端电压变小，灯泡L电流变小，灯泡功率变小；而干路电路变大，所以R1支路电流变大，，R1消耗功率变大；R1两端电压变大，而路端电压变小，所以电压表示数变小，BC错误D正确． 7．如图所示，当滑动变阻器的滑动片P向左移动时（   ） A．安培表读数增大，伏特表读数增大 B．安培表读数减小，伏特表读数减小 C．安培表读数增大，伏特表读数减小 D．安培表读数减小，伏特表读数增大 【答案】A 【解析】当滑动变阻器的滑动片P向左移动时，滑动变阻器接入电路的阻值减小，电路中电流增大，所以安培表读数增大，R两端电压增大，所以伏特表读数增大。 故选A。 8．用半导体材料制成热敏电阻，在温度升高时，电阻会迅速减小，如图所示，将一热敏电阻接入电路中，接通开关后，经过一段时间会观察到（　　） A．电流表示数不变 B．电流表示数减小 C．电压表示数增大 D．电压表示数减小 【答案】D 【解析】A、B、接通开关后，由于电流的热效应，热敏电阻的温度升高，电阻减小，总电阻减小，I总增大，电流表示数变大，故A、B错误． C、D、U不变，R2支路的电流I2增大，UR2增大，又U=UR2+U热，则U热减小，电压表示数减小，故D正确，C错误． 故选D． 9．如图所示的电路中，电压表都看做理想电表，电源内阻为r．闭合电键S，当把滑动变阻器的滑片P向b端移动时（ ） A．电压表V1的示数变大，电压表V2的示数变小 B．电压表V1的示数变小，电压表V2的示数变大 C．电压表V1的示数变化量小于V2示数变化量 D．电压表V1的示数变化量大于V2示数变化量 【答案】C 【解析】AB．图中电阻R2与R3并联后再与R1串联；在滑动头P自a端向b端滑动的过程中，R3接入电路的电阻增加，电路的总电阻增加，根据闭合电路欧姆定律，电路的总电流I减小；路端电压U=E﹣Ir，则U变大，电压表V1的示数变大；并联部分电压U并=E﹣I（r+R1），I减小，U并变大，电压表V2的示数变大，故A、B错误； CD．根据欧姆定律，有：U=IR1+U并，由于U、U并变大，IR1变小，故路端电压变化小于并联部分电压，即电压表V1的示数变化量小于V2的示数变化量，故C正确，D错误； 故选C． 10.如图所示电路，当滑动变阻器R1的滑片向上滑动时，下列说法正确的是(　　) A．R2的功率增大 B．R3两端的电压减小 C．电流表的示数变大 D．R1的电流增大 【答案】C 【解析】当滑动变阻器R1的滑片向上滑动时，其接入电路的电阻增大，外电路总电阻增大，则干路电流I减小，路端电压U增大，R3两端的电压等于路端电压，则R3两端的电压增大，通过R3的电流I3增大，通过R2的电流I2＝I－I3，I减小，I3增大，则I2减小，故R2的功率减小，电压U2也减小；R1、R4的并联电压U并＝U－U2，U增大，U2减小，则U并增大，故通过电流表的电流IA增大，电流表的示数变大，通过R1的电流I1＝I2－IA，I2减小，IA增大，则I1减小，故只有C正确。 11.如图所示，R1、R2为定值电阻，C为电容器。闭合开关S，在滑动变阻器R的滑片缓慢向上滑动过程中(　　) A．电阻R2中有向下的电流 B．通过电阻R1的电流增大 C．滑动变阻器R两端的电压变小 D．电容器C极板所带电荷量变小 【答案】A 【解析】闭合开关S，在滑动变阻器R的滑片缓慢向上滑动过程中，电容器C所在支路相当于断路，滑动变阻器接入电路的阻值增大，则电路总电阻增大，总电流减小，即通过电阻R1的电流减小，故B错误；根据串联电路分压规律可知，滑动变阻器R两端的电压变大，所以电容器C两端电压增大，根据Q＝CU可知电容器C极板所带电荷量变大，即电容器将充电，根据电路连接方式可知电容器上极板带正电，所以电阻R2中有向下的电流，故A正确，C、D错误。 12.交警使用的某型号酒精测试仪如图甲所示，其工作原理如图乙所示，传感器电阻R的阻值随气体中酒精浓度的增大而减小，电源的电动势为E，内阻为r，电路中的电表均为理想电表。当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，下列说法中正确的是（　　） A.电压表的示数变大，电流表的示数变小 B.电压表的示数变小，电流表的示数变小 C.酒精气体浓度越大，电源的输出功率越大 D.电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比保持不变 【答案】D 【解析】当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，R的阻值减小，电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知，电路中电流I变大，所以电流表的示数变大，R两端电压为U＝E－I（R0＋r）变小，所以电压表的示数变小，故A、B错误；因为不知道外电阻R0＋R与电源内阻r的关系，所以无法判断电源的输出功率如何变化，故C错误；电压表示数为U＝E－I（R0＋r），电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比为＝R0＋r，保持不变，故D正确。 13..如图所示，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3均为定值电阻，电压表与电流表均为理想电表；开始时开关S闭合，电压表、电流表均有示数，某时刻发现电压表和电流表读数均变大，则电路中可能出现的故障是（　　） A.R1断路　B.R2断路 C.R1短路　D.R3短路 【答案】B 【解析】若R1断路，电流表读数为零，故A错误；若R2断路，外电路总电阻增大，总电流减小，R1两端电压变小，内电压减小，则电压表读数变大，R3的分压增大，电流表的读数变大，故B正确；若R1短路，外电路总电阻减小，总电流增大，内电压增大，则电压表读数变小，故C错误；若R3短路，外电路总电阻减小，总电流增大，内电压增大，则电压表读数变小，故D错误。 2、 多项选择题： 14．如图所示的电路中，R是光敏电阻，当光照强度增大时，它的阻值减小。当外界的光照强度减弱时，下列说法正确的是（    ） A．灯泡L变暗 B．电压表的示数增大 C．电源的总功率增大 D．电源内阻的发热功率增大 【答案】AB 【解析】A．当外界的光照强度减弱时，R的阻值增大，电路总电阻增大，总电流减小，灯泡L变暗，故A正确； B．根据可知电源路端电压增大，所以电压表的示数增大，故B正确； C．根据可知电源的总功率减小，故C错误； D．根据可知电源内阻的发热功率减小，故D错误。 故选AB。 15．如图所示的图像中，直线表示某电源路端电压与电流的关系，直线为某一电阻的图像。用该电源直接与电阻连接成闭合电路，由图像可知（　　） A．电源的输出功率为 B．电源电动势为，内阻为 C．电源的总功率为 D．若将两个相同电阻串联接入该电源，则电流变为原来的 【答案】AB 【解析】A．电源的输出功率为故A正确； B．由图像可知电源电动势为，内阻为故B正确； C．电源的总功率为故C错误； D．根据图像信息，有，若将两个相同电阻串联接入该电源，则电流为 故D错误。 故选AB。 16．如图所示电路，电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中（  ） A．电路总电阻减小 B．干路的电流减小 C．电压表的示数减小 D．电流表的示数减小 【答案】ACD 【解析】在变阻器R0的滑片向下滑动的过程中，变阻器接入电路的电阻减小，变阻器R0与R2并联电阻R并减小，则外电路总电阻减小，电路中总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律得知，电路中总电流增大，所以干路电流I增大，电源内电压增大，则路端电压U减小，则电压表示数减小；由串联电路电压特点，由于并联部分电阻减小，所以R1分压增大，故并联部分电压减小，则电流表示数减小，故ACD正确，B错误。 故选ACD。 17．用如图所示的电路来测量电池电动势和内电阻，根据测得的数据作出了如图所示的U-I图线，由图可知 A．电池电动势的测量值为1.40 V B．电池内阻的测量值为1.0 Ω C．外电路发生短路时的电流为0.40 A D．电压表示数为1.20 V时，电流表的示数I′＝0.2A 【答案】ABD 【解析】A、由图象可知，电源U﹣I图象与纵轴交点坐标表示电源的电动势，则知电源的电动势为1.40V，故A正确； B、电源的内阻r＝||Ω＝1Ω，故B正确； C外电路发生短路时的电流 I1.40A，故C错误； D、当电压表示数为1.20V时，I′A＝0.20A，故D正确； 18．如图所示的电路中，E为电源，其内电阻为r，V为理想电压表，L为阻值恒为2r的小灯泡，定值电阻R1的阻值恒为r，R3为半导体材料制成的光敏电阻，电容器两极板处于水平状态，闭合开关S，电容器中心P点有一带电小球处于静止状态，电源负极接地，则下列说法正确的是（　　） A．若将的滑片上移，则电压表的示数变小 B．若突然将电容器上极板上移，则小球在P点电势能增加 C．若光照变强，则油滴会向上运动 D．若光照变强，则AB间电路的功率变大 【答案】BD 【解析】A、由于电路稳定时，R2相当于导线，所以将R2的滑片上移时，电压表的示数不变，故A错误； B、若突然将电容器上极板上移，电容器板间电压不变，板间场强减小，由U=Ed知，P点与下极板间的电势差减小，而下极板的电势为零，所以P点电势降低，由于液滴带负电，所以小球在P点电势能增加．故B正确． C、若光照变强，光敏电阻R3减小，通过小灯泡的电流变大，电容器两端电压为：U=E-I（r+R1），I变大，则U变小，即电容器两板间的电压变小，场强变小，油滴所受的电场力变小，因此油滴P要向下极板运动，故C错误； D、根据当外电阻等于内电阻时，此时电源输出功率最大，将R1看成电源的内阻，由于等效电源的外电阻大于内电阻，外电阻变小，所以等效电源的输出功率变大，即 AB间电路的功率逐渐变大，故D正确． 19．如图所示的U﹣I图象中，直线I为某电源的路端电压与电流的关系，直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线，用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图象可知（    ） A．电源的内阻为0.5Ω B．电源的总功率为1.5W C．电源的输出功率为1.5W D．电源内部消耗功率为1.5W 【答案】CD 【解析】A．由图象Ⅰ可知，电源电动势E=3.0V，短路电流I短=2.0A，则电源内阻为 故A错误； BC．由两图象的交点坐标，可得电源的路端电压为1.5V，干路电流为1.0A，电源的总功率 输出功率为，故B错误，C正确； D．电路中的电流为1.0A，电源内部消耗功率为。故D正确。 故选CD。 20.如图所示，电路中定值电阻R的阻值大于电源内阻r的阻值，开关S闭合，将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表V1、V2、V3的示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔU3，理想电流表示数变化量的绝对值为ΔI，下列说法正确的是(　　) A．理想电压表V2的示数增大 B．ΔU3>ΔU1>ΔU2 C．电源的输出功率减小 D．ΔU3与ΔI的比值不变 【答案】BD 【解析】由图可知，定值电阻R与变阻器串联，电压表V1、V2、V3分别测量R的电压、路端电压和变阻器两端的电压。当滑动变阻器滑片向下滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电路中电流增大，内电压增大，路端电压减小，则V2的示数减小，故A错误；当内外电阻阻值相等时，电源的输出功率最大，故当滑动变阻器滑片向下滑动时，外电阻阻值减小且越来越接近内阻r，故电源的输出功率在增大，故C错误；根据闭合电路欧姆定律得U2＝E－Ir，则得＝r，而＝R，据题：R＞r，则得ΔU1＞ΔU2，同理U3＝E－I(R＋r)，则＝R＋r，保持不变，同时得到ΔU3＞ΔU1＞ΔU2，故B、D正确。 21.(2020·江苏高考)某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示。当汽车启动时，开关S闭合，电机工作，车灯突然变暗，此时(　　) A．车灯的电流变小 B．路端电压变小 C．电路的总电流变小 D．电源的总功率变大 【答案】ABD 【解析】开关闭合时，车灯变暗，故流过车灯的电流I灯变小，A正确；电路的路端电压为U路＝U灯＝I灯R灯，I灯变小，故路端电压变小，B正确；电路的总电流即干路电流，为I干＝＝，U路变小，故电路的总电流变大，C错误；电源的总功率为P总＝EI干，I干变大，故电源的总功率变大，D正确。 22.在如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，R1、R2、R3为定值电阻，C为电容器，开关S1、S2闭合，断开开关S2后(　　) A．电流表示数减小 B．电压表示数减小 C．有短暂电流通过电阻R3 D．电容器下极板带负电 【答案】AC 【解析】断开开关S2后，外电路总电阻R总增大，根据闭合电路的欧姆定律有I＝，总电流减小，电流表示数减小，A正确。路端电压为U＝E－Ir，由于I减小，所以U增大，R1和R2两端电压的总值始终为路端电压，由串联电路的分压关系可知电压表的示数增大，B错误。开关S1、S2都闭合时，电容器两端的电压等于R2两端的电压，上极板带正电；断开开关S2后，电容器两端的电压等于R1两端的电压，下极板带正电，所以开关S2断开后，电容器先放电，后反向充电，有短暂电流通过电阻R3，C正确，D错误 三、计算题： 23.如图是某同学连接的实验实物图，A、B灯都不亮，他采用下列两种方法进行故障检查。 (1)应用多用电表的直流挡进行检查，选择开关置于10 V挡。该同学测试结果如表1所示，在测试a、b间直流电压时，红表笔应接触________(填“a”或“b”)。根据测试结果，可判定故障是________。 A．灯A短路 B．灯B短路 C．cd段断路 D．df段断路 (2)将开关断开，再选择欧姆挡测试，测量结果如表2所示，那么检查出的故障是(　　) A．灯A断路 B．灯B短路 C．灯A、B都断路 D．d、e间导线断路 【答案】(1)a　D　(2)BD 【解析】　(1)应用多用电表判断电路故障，首先要正确使用多用电表，对多用电表而言，电流应从红表笔流入该表内，由题图能看出a点接电源正极，电势高于b点电势，所以红表笔应接触a。 由表1可知，a、b间，b、c间，d、f间均有示数，c、d间无示数，说明d、f之外路段无断路，且d、f间有电阻，而灯不亮，则d、f间有断路，C错误，D正确；至于灯A、灯B是否短路，则无法判断，A、B错误。 (2)由表2可知，c、d间有一定的电阻但不是很大，灯A既不短路也不断路，A、C错误；d、e间存在很大电阻，表明d、e间导线断路，D正确；e、f间电阻为零，则灯B短路，B正确。 24.用电动势为1.5 V、内阻为1.0 Ω的干电池5节串联，给一个“6.0 V　0.6 W”的用电器供电。 (1)求该用电器的额定电流； (2)若要使该用电器在额定电压下工作，电路中还需要串联一个阻值多大的电阻？ (提示：串联电池组的电动势等于各个电池的电动势之和；串联电池组的内阻等于各个电池内阻之和。) 【答案】(1)0.1 A　(2)10 Ω 【解析】(1)用电器的额定电流I0＝＝ A＝0.1 A。 (2)设5节干电池串联，总电动势为E，总内阻为r，串联的电阻阻值为R，其两端电压为U，则 E＝5E0＝5×1.5 V＝7.5 V，r＝5r0＝5×1.0 Ω＝5 Ω， 根据闭合电路欧姆定律得E＝I0(R＋r)＋U0， 代入数据解得R＝10 Ω。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！15 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$