专题04 恒定电流 闭合电路欧姆定律（考点清单）-2024-2025学年高二物理上学期期末考点大串讲（人教版2019）

专题04 恒定电流 闭合电路欧姆定律 清单01 电流　欧姆定律 1．电流 (1)形成的条件：导体中有 ；导体两端存在 。 (2)标矢性：电流是 量， 电荷定向移动的方向规定为电流的方向。 (3)两个表达式：①定义式：I＝；②决定式：I＝。 2．部分电路欧姆定律 (1)内容：导体中的电流跟导体两端的电压成 比，跟导体的电阻成 比。 (2)表达式：I＝。 (3)适用范围： 导电和 导电，不适用于气态导电或半导体元件。 (4)导体的伏安特性曲线(I－U)图线 图1 ①比较电阻的大小：图线的斜率k＝tan θ＝＝ ，图1中R1 R2(选填“＞”“＜”或“＝”)。 ②线性元件：伏安特性曲线是 的电学元件，适用于欧姆定律。 ③非线性元件：伏安特性曲线是 的电学元件，不适用于欧姆定律。 清单02 电阻及电阻定律 1．电阻 (1)定义：导体对电流的阻碍作用，叫作导体的电阻。 (2)定义式： ，其中U为导体两端的电压，I为通过导体的电流。 (3)单位：国际单位是 (Ω)。 (4)决定因素：导体的电阻反映了导体阻碍电流的性质，其大小由导体本身决定，与加在导体两端的电压和通过导体的电流无关。 2．电阻定律 (1)内容：同种材料的导体，其电阻与它的 成正比，与它的 成反比；导体电阻还与构成它的 有关。 (2)公式： 。 其中l是导体的长度，S是导体的横截面积，ρ是导体的电阻率，其国际单位是 ，符号为Ω·m。 (3)适用条件：粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解质溶液。 3．电阻率 (1)计算式：ρ＝R。 (2)物理意义：反映导体的导电性能，是导体材料本身的属性。 (3)电阻率与温度的关系 金属：电阻率随温度升高而 ； 负温度系数半导体：电阻率随温度升高而 。 清单03 电功、电功率 1．电功 (1)定义：导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做的功。 (2)公式：W＝qU＝ (适用于任何电路)。 (3)电流做功的实质： 转化成 的过程。 2．电功率 (1)定义：表示电流做功的快慢的物理量。 (2)公式：P＝＝ (适用于任何电路)。 3．焦耳定律 (1)内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比。 (2)公式：Q＝ (适用于任何电路)。 4．电功率P＝UI和热功率P＝I2R的应用 (1)不论是纯电阻电路还是非纯电阻电路，电流的电功率均为P电＝UI，热功率均为P热＝I2R。 (2)对于纯电阻电路：P电＝P热＝ ＝ ＝ 。 (3)对于非纯电阻电路：P电＝ ＝P热＋P其他。 清单04 电源电动势 1．电动势 (1)电源：通过做 功把其他形式的能转化为电势能的装置。例如：干电池、蓄电池、发电机等； ①计算：非静电力搬运电荷所做的功与搬运的电荷量的比值， ②物理含义：电动势表示电源把其他形式的能转化 成本领的大小，在数值上等于电源 电路时两极间的电压． 2. 电动势和电势差的区分 项目 电动势E 电势差U 物理意义 非静电力做功，其他形式的能转化为电能 静电力做功，电能转化为其他形式的能 定义式 ,W为非静电力做功 ，W为静电力做功 单位 伏特（V） 联系 E=+，电动势等于未接入电路时两极间的电势差 3. 电源的内阻 （1） 定义：电源内部是由导体构成，所以也有电阻，这个电阻叫做电源的内阻； （2） 决定因素：由电源本身的特点决定。一般来说，新电池电阻小，旧电池电阻大； 清单05 电源输出功率和电源的效率问题 1. 电源的输出功率和电源效率的比较 电源总功率 任意电路：P总＝EI＝P出＋P内 电源内部消耗的功率 纯电阻电路：P总＝I2(R＋r)＝ P内＝I2r＝P总－P出 电源的输出功率 任意电路：P出＝UI＝P总－P内 纯电阻电路：P出＝I2R＝ P出与外电阻R的关系 电源的效率 任意电路：η＝×100%＝×100% 纯电阻电路：η＝×100% 2. 电源输出功率的极值问题的处理方法 对于电源输出功率的极值问题，可以采用数学中求极值的方法，也可以采用电源的输出功率随外电阻的变化规律来求解．但应当注意的是，当待求的最大功率对应的电阻值不能等于等效电源的内阻时，此时的条件是当电阻值最接近等效电源的内阻时，电源的输出功率最大．假设一电源的电动势为E，内阻为r，外电路有一可调电阻R，电源的输出功率为：P出＝I2R＝＝. 由以上表达式可知电源的输出功率随外电路电阻R的变化关系为： (1)当R＝r时，电源的输出功率最大，为Pm＝； (2)当R＞r时，随着R的增大，电源的输出功率越来越小； (3)当R＜r时，随着R的增大，电源的输出功率越来越大； (4)当P出＜Pm时，每个输出功率对应两个外电阻阻值R1和R2，且R1R2＝r2.　 清单06 串并联电路的特点 1．串并联电路的比较 串联 并联 电路图 电流 I＝I1＝I2＝…＝In I＝I1＋I2＋…＋In 电压 U＝U1＋U2＋…＋Un U＝U1＝U2＝…＝Un 电阻 R＝R1＋R2＋…＋Rn ＝＋＋…＋ 比例关系 W∝P∝U∝R W∝P∝I∝ 2.串并联电路常用的四个推论 （1）串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的总电阻． （2）并联电路的总电阻小于其中任一支路的总电阻，且小于其中最小的电阻． （3）无论电阻怎样连接，每一段电路的总耗电功率P总是等于各个电阻耗电功率之和． （4）无论电路是串联还是并联，电路中任意一个电阻变大时，电路的总电阻变大． 清单07 闭合电路的欧姆定律 1．闭合电路欧姆定律 （1）内容：闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电阻之和成反比； （2）公式：I＝(只适用于纯电阻电路)； （3）其他表达形式 ①电势降落表达式：E＝U外＋U内或E＝U外＋Ir； ②功率表达式：EI＝UI＋I2r. 2．路端电压与外电阻的关系 （1）一般情况：U＝IR＝·R＝，当R增大时，U增大； （2）特殊情况： ①当外电路断路时，I＝0，U＝E； ②当外电路短路时，I短＝，U＝0. 3．对闭合电路欧姆定律的理解和应用 在恒流电路中常会涉及两种U－I图线，一种是电源的伏安特性曲线(斜率为负值的直线)，另一种是电阻的伏安特性曲线(过原点的直线)．求解这类问题时要注意二者的区别． 电源U－I图象 电阻U－I图象 关系式 U＝E－Ir U＝IR 图形 物理 意义 电源的路端电压随 电流的变化关系　 电阻两端电压与电阻中的电流的关系 截距 与纵轴交点表示电源电动势E，与横轴交点表示电源短路电流 过坐标轴原点，表示没有电压时电流为零 坐标U、I的乘积 表示电源的输出功率 表示电阻消耗的功率 坐标U、I的比值 表示外电阻的大小 表示该电阻的大小 斜率(绝对值) 电源电阻r的大小 若图象为过原点的直线，图象斜率表示电阻的大小 两曲线在同一坐标系中的交点 表示电阻的工作点，即将电阻接在该电源上时，电阻中的电流和两端的电压 考点1：电源和电流 1．（23-24高一下·江苏南京·期末）如图所示，电源正负极分别接A、B金属板给容器内的盐水通电，t时间内通过溶液内截面S的一价正离子数是n1，一价负离子数是n2，设元电荷为e，以下说法中正确的是（　　） A．只有正离子的定向移动才能产生电流 B．电解液内正、负离子向相反方向移动，电流抵消 C．电流 D．电流 2．（23-24高二上·湖南郴州·期末）如图为某款扫地机器人，其由的锂电池供电，额定功率为。其中“”反映的物理量是（　　） A．电流 B．电荷量 C．电能 D．电阻 3．（23-24高二上·北京朝阳·期末）北京地铁已全线装备心脏除颤仪（AED），如图所示。其工作原理是通过一个充电的电容器对心颤患者皮肤上的两个电极板放电，刺激心颤患者的心脏恢复正常跳动。某心脏除颤仪的电容为10μF。充电至5kV电压，如果电容器在10ms时间内放电至两极板之间的电压为0，则（　　）    A．这次放电的电量为50C B．这次放电的电量为0.5C C．该过程通过人体的平均电流为5A D．该过程通过人体的平均电流为 4．（23-24高一下·贵州贵阳·期末）一条导线其长度为1．50m，横截面积为0．100mm2。常温下，在其两端施加电压，并测量导线上的电流，所得的电流I与电压U的关系如图所示。则该导线的材质可能为（　　） 材质 常温下的电阻率 银 铜 铝 金 A．银 B．铜 C．铝 D．金 5．（23-24高二上·浙江湖州·期末）如图所示，一块均匀的长方体样品，长为a、 宽为b、 厚为c，若沿着AB方向测得的电阻为R，下列说法正确的是（    ） A．样品的电阻率为 B．样品的电阻率为 C．沿 CD方向的电阻为 D．沿CD方向的电阻为 6．（23-24高二上·北京东城·期末）1911年，科学家发现金属汞在4．2K（）时电阻可以降到零，这种现象叫作超导现象。1987年，国外科学家以及中国科学家相继研制出钇-钡-铜-氧系材料，超导转变温度提高到90K（），2023年7月，室温超导“LK-99”名噪一时。中科院物理所发表了一篇评论，历史上声称室温超导（接近或高于300K）的次数不少于7次，目前实验验证的临界温度最高的超氢化物，它可以在165万个大气压下实现大约252K（）超导，结合所学知识及上述材料，分析下列说法，其中正确的是（　　） A．若超导回路中有了电流，电流将几乎无损耗地持续下去 B．目前已经多次通过实验得到常压室温下的超导材料 C．金属导体的电阻与温度有关，温度越高，电阻越小 D．超导转变温度与压强有关，压强越高，转变温度越低 7．（22-23高二上·黑龙江牡丹江·期末）如图所示，A、B、C为三个通电导体的I－U关系图象．由图可知（    ）    A．三个导体的电阻关系为 B．三个导体的电阻关系为 C．若在导体B两端加上10V的电压，通过导体B的电流是5A D．若在导体B两端加上10V的电压，通过导体B的电流是40A 8．（23-24高二上·广东深圳·期末）在如图所示电路中，A、B间的电压保持一定，，电阻，。那么（　　） A．开关断开时，两端电压是 B．开关断开时，通过的电流是 C．开关接通时，通过的电流是 D．开关接通时，两端电压是 9．（23-24高二上·湖南郴州·期末）如图是电饭锅的电路图，下列说法正确的是（　　）    A．开关闭合，两电阻的电压相等 B．开关闭合，两电阻的电流相等 C．开关断开，两电阻的电压相等 D．开关断开，两电阻的电流相等 10．对阻值不变的灯泡L1、L2、L3，L1和L2上标有 “220V，100W”， L3上标有“110V、100W”若三个灯不烧毁在图中路中消耗功率最大的接法是（    ） A． B． C． D． 11．（21-22高二·全国·课后作业）如图所示，a、b两点间的电压为9V，三个电阻的阻值分别为、。下列说法正确的是（    ） A．、、两端的电压之比为 B．、、消耗的电功率之比为 C．在相等的时间内，通过、、的电荷量之比为 D．在相等的时间内，、、产生的焦耳热之比为 12．（19-20高二下·陕西·期末）如图甲是我国自行研制成功的中央处理器（CPU）芯片“龙芯”系列，图乙中，R1和R2是两个材料相同、厚度相同、表面为正方形的芯片内部电阻，R2的尺寸远远小于R1的尺寸。现给R1、R2通以相同的电流，则（　　） A．芯片两端的电压 B．通过两芯片的电流 C．芯片在相同时间内产生的焦耳热 D．芯片的电功率 13．（23-24高二上·山东淄博·期末）如图所示为某品牌玩具的电动机及其伏安特性曲线，由该图像可知（　　） A．该电动机内阻为2.5Ω B．电压为1V时该电动机损失的热功率为0.2W C．电压为1V时该电动机的输出功率为0.4W D．电压为1V时该电动机的总功率为0.6W 14．（23-24高二上·四川达州·期末）某物理兴趣研究小组用如图所示的实验电路研究电动机的性能。调节滑动变阻器R，当电流表和电压表的示数分别为0.2A和1.4V时，电动机不转动，重新调节R，当电动机正常转动时，电流表和电压表的示数分别为2.0A和30V，忽略温度对电阻的影响，则这台电动机（　　） A．正常运转时的输入功率为0.28W B．电阻为15 C．正常运转时的发热功率为28W D．正常运转时的输出功率为31.5W 15．（23-24高二上·四川德阳·期末）电动新能源汽车自燃原因很多，包括碰撞、涉水、过快充等，还有一种可能的原因是司机操作不当，导致电动机在正常工作时，转子突然被卡住不转动，电流暴增后会在短时间内产生大量热量，进而起火燃烧，如图（a）所示．现有一小型直流电动机，其线圈电阻为，额定电压为U，额定电流为I，将它与电动势为E、内阻为r的直流电源相连，如图（b）所示，闭合开关S，电动机恰好正常工作，已知指示灯是一个理想的发光二极管，其电阻和消耗的功率都忽略不计，下列说法正确的是（    ） A．电源的效率为 B．电动机输出的机械功率为 C．电源的总功率为 D．电动机正常工作时，转子突然被卡住，则电动机的发热功率为 16．如图是一款微型电风扇，其自带电池的电动势为，内阻不计。电池直接给线圈电阻为的微型电动机供电，稳定工作后通过微型电动机的电流是，则（　　） A．电动机卡住电流仍为 B．电动机的发热功率为 C．电动机的机械功率为 D．电池消耗的总功率为 17．（22-23高一下·江苏南京·期末）如图所示，电路中c点接地。若不考虑电流表和电压表对电路的影响，将滑动变阻器的滑片向a端移动，则（　　） A．电流表读数变小 B．电路的总电阻变小 C．电压表读数减小 D．电源的效率变小 18．（23-24高二上·新疆乌鲁木齐·期末）如图所示的U-I图像中，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，由图像可知（　　） A．电源的输出电压为2V B．电源电动势为3V，内阻为0.5Ω C．电源的输出功率为3.0W D．电源的效率为60% 19．（23-24高二上·江苏南京·期末）图甲为某电源的U—I图线，图乙为某小灯泡的U—I图线，则下列说法正确的是（　　） A．电源的内阻为5Ω B．把电源和小灯泡组成闭合回路，小灯泡的功率约为0.3W C．小灯泡的电阻随着功率的增大而减小 D．把电源和小灯泡组成闭合回路，电路的总功率约为0.45W 20．（22-23高二上·宁夏中卫·期末）如图所示的图像中，直线①为某电源的路端电压与电流的关系图线，曲线②为某一电阻R的图线，用该电源直接与电阻R连接成闭合电路。由图像可知（　　） A．此状态下R的阻值为 B．电源电动势为，内阻为 C．电源的输出功率为 D．电源内部消耗功率为 21．（23-24高二上·贵州黔南·期末）手控可调节亮度的手电筒其内部电路可简化为如图所示的电路图。其内需装4节5号干电池，每节干电池的内阻。“5V 5W”的灯泡L（电阻固定不变）和滑动变阻器R串联，通过调节滑动变阻器的滑片P可调节手电筒的亮度，若灯泡L正常发光，则下列说法正确的是（　　） A．电源电动势为10V B．滑动变阻器R接入电路的电阻为0.5Ω C．通电5min灯泡L消耗的电能为1500J D．电源的输出功率为5.5W 22．（23-24高二上·云南昭通·期中）如图，电源电动势为9V，内阻为1Ω，“4V；2W”的灯泡与一个线圈电阻为0.4Ω的电动机串联。当电动机正常工作，灯泡也正常发光，下列说法正确的是（    ） A．电动机两端的电压为0.2V B．电路中的电流为2A C．电源的总功率为4.5W D．电动机的输出功率为2.25W 23．（23-24高二上·河南商丘·期中）如图甲所示的电路，其中电源电动势E=6V，内阻r=2Ω，定值电阻R=4Ω，已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的有效阻值RP的关系如图乙所示。则下列说法中正确的是（　　） A．图乙中R1=6Ω，R2=9Ω B．图甲中定值电阻R的最大功率是2W C．图乙中滑动变阻器的最大功率P2=2W D．调节R2的阻值，不能使电源以最大的功率输出 24．（23-24高二上·上海徐汇·期末）如图电路中，电源电动势，内阻，定值电阻，，；滑动变阻器的取值范围为0~15Ω。闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，使取不同的阻值接入电路，则下列说法正确的是（　　） A．时，定值电阻消耗的功率最大，为2W B．时，电源内阻消耗的功率最小，为0.5W C．时，消耗的功率最大 D．时，电源的效率最低 考点8：电路的动态分析 25．（24-25高二上·全国·期末）在校园安全大检查中，检查小组的同学研究了学校宿舍楼的火警报警装置的电路，如图所示，为热敏电阻，温度升高时，急剧减小，当电铃两端电压达到一定值时，电铃会响，下列分析正确的是（　　） A．报警装置的电池老化（内阻变大，电动势不变），不会影响报警装置的安全性能 B．若研究时发现当有火时报警装置不响，应把的滑片P向下移 C．若研究时发现报警装置过于灵敏，应把的滑片P向上移 D．增大电源的电动势，会使报警装置的临界温度降低 26．（23-24高三上·海南·期末）在如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，、为小灯泡，R为定值电阻，当只闭合开关时，两小灯泡都能发光。现保持闭合，再闭合开关，下列说法正确的是（　　） A．亮度不变 B．更亮 C．更亮 D．亮度不变 27．（22-23高二上·内蒙古赤峰·期末）如图所示，电路中电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中（　　） A．电压表的示数增大 B．电流表的示数减小 C．R0两端电压增大 D．R1两端的电压减小 28．（22-23高二上·山东德州·期末）如图所示，电路中电源内阻，定值电阻，电流表为理想电流表。团合开关S，滑片P由M滑向N的过程中，下列说法正确的是（　　） A．电流表示数变小 B．灯泡L亮度变亮 C．电源的效率变大 D．电源的输出功率变大 1．甲、乙为同种材料做成的两柱状导体，横截面积之比为1∶2，长度之比为2∶1。相同时间内，通过甲、乙两导体某一横截面的电量之比为1∶2，则甲、乙两导体中（　　） A．电流之比为1∶2 B．电流之比为1∶1 C．自由电荷定向移动的平均速率之比为1∶1 D．自由电荷定向移动的平均速率之比为1∶2 2．A、B导体的伏安特性曲线如图实线所示，下列判断正确的是（　　） A．随着A导体两端电压的升高，A导体的电阻越来越小 B．B导体电阻是2Ω C．当电流为0.3A时，A导体的电阻是6Ω D．当电流为0.3A时，A导体的电阻应该等于它此时切线的斜率，即18Ω 3．（22-23高一下·浙江宁波·期末）某同学在一次实验中描绘出三个电阻的U-I图像如图所示，下列关于三个电阻的说法中正确的是（　　）    A．Ra<Rb<Rc B．将a、b、c依次串联，每个电阻的电压之比为1:2:4 C．将a、b、c依次并联，通过每个电阻的电流之比为1:2:4 D．将三个电阻任意连接，电路中的等效电阻有8种情况 4．如图所示，是将滑动变阻器作分压器用的电路，A、B为分压器的输出端，R是电阻，电源电压为U保持恒定。如果滑动片P位于变阻器的中央，下列判断正确的是（　　） A．输出端的电压小于 B．输出端的电压等于 C．滑动片P向上移动，输出电压增大 D．负载电阻R的阻值越大，输出电压越小 5．（22-23高二上·重庆大渡口·期末）在如图甲所示的电路中，电源电动势为3．0 V，内阻不计，L1、L2、L3为3个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如题图乙所示。当开关闭合后，下列判断正确的是（　　） A．灯泡L1的电阻为12 Ω B．通过灯泡L1的电流为灯泡L2电流的2倍 C．灯泡L1消耗的电功率为0.75 W D．干路电流为0.45 A 6．一电动自行车动力电源上的铭牌如图所示，由于电动机发热造成的损耗（其它损耗不计），电动自行车的效率为80%，则下列说法正确的是（　　） A．额定工作电流为5A B．电池充满电后总电量为1.8×10C C．自行车电动机的内阻为1.44Ω D．自行车保持额定功率行驶的最长时间是2h 7．（23-24高二上·广西玉林·期末）机器人（Robot）是一种能够半自主或全自主工作的智能机器，可以服务人类生活。其简化电路如图所示，电动机电阻为R，额定电流为I，额定电压为U，当内阻未知电动势为E的直流电源接在电动机两端时，电动机恰好能正常工作，下列说法中正确的是（　　） A．电源的内阻为 B．电源的内阻为 C．电动机的输入功率为 D．电动机的输入功率为 8．（23-24高二上·湖北·开学考试）兴趣小组的同学在实验室设计了如图所示的简易电吹风，主要器材有定值电阻、、电动机M和电热丝R，已知电动机M标有“100V，50W”字样，它的线圈内阻为4Ω，，电热丝，当把该电吹风接入220V家庭电路中，电动机M恰好可以正常工作，则下列说法正确的（　　）    A．电热丝的热功率 B．电阻 C．电动机M正常工作时的输出功率 D．若开关、都闭合，1分钟消耗的电能 9．（23-24高二上·湖南郴州·期末）如图所示，是一小灯泡的伏安特性曲线，把该灯泡与开关串联后接入某电路电源两端，已知该电源电动势为3．0V内阻为。当开关闭合后，下列说法中正确的是（　　） A．此时灯泡消耗的功率约为1.2W B．灯泡的电阻随电压的增大而减小 C．此时流过灯泡的电流约为0.4A D．此时灯泡的电阻约为 10．（22-23高二上·辽宁沈阳·期末）在如图1所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合开关S，将滑动变阻器的滑动触头P从最右端滑到最左端，两个电压表（内阻极大）的示数随电路中电流变化的完整过程图线如图2所示。则下列说法正确的是（　　） A．图线乙是电压表V1示数随电流变化的图线，图线甲是电压表V2示数随电流变化的图线 B．电源内阻为 C．电源电动势为4V D．滑动变阻器R2消耗的最大功率为0.9W 11．（23-24高二上·河南·期末）交警使用的某型号酒精测试仪工作原理如图所示，传感器电阻R的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小，电源的电动势为E，内阻为r，定值电阻，电路中的电表均为理想电表。当饮酒驾驶后对着测试仪吹气时，下列说法正确的是（　　） A．电压表的示数变大，电流表的示数变小 B．饮酒量越多，电源的效率越小 C．饮酒量越多，电源的输出功率一定越大 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 12．（23-24高一下·湖南长沙·期末）如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r。开关S闭合后，平行金属板中的带电液滴处于静止状态，电流表和电压表均为理想电表，为光敏电阻（阻值随光照强度的增大而减小），当光照强度减小时，下列说法正确的是（　　） A．电压表示数减小 B．电源的输出功率可能变大 C．电源的效率减小 D．在没有接触极板前，小液滴的机械能增大 13．（23-24高二上·西藏拉萨·期末）如图所示的电路中，电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在变阻器的滑动端向上滑动的过程中，下列说法正确的是（    ） A．电压表的示数增大，电流表的示数减小 B．电压表的示数减小，电流表的示数增大 C．上消耗的功率增大 D．上消耗的功率增大 14．（22-23高二上·安徽马鞍山·阶段练习）如图甲所示的电路，其中电源电动势，内阻，定值电阻，已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的阻值的关系如图乙所示，滑动变阻器最大值为，求： (1)图乙中最大功率的值； (2)图乙中的值； (3)当滑动变阻器接入电路的阻值为时，电源的效率（结果保留三位有效数字）。 15．（23-24高一下·浙江杭州·期末）如图，电源电动势为12V，内阻为2Ω，电阻为1Ω，为6Ω。开关闭合后，电动机恰好正常工作。已知电动机额定电压U为6V，线圈电阻为0.5Ω，问： （1）电动机正常工作时通过的电流多大？ （2）电动机正常工作时产生的机械功率是多大？ （3）若、电阻可调，在确保电动机正常工作的前提下，当的阻值多大时，消耗的电功率最大？此时的阻值多大？ 1 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题04 恒定电流 闭合电路欧姆定律 清单01 电流　欧姆定律 1．电流 (1)形成的条件：导体中有 ；导体两端存在 。（自由电荷，电压） (2)标矢性：电流是 量， 电荷定向移动的方向规定为电流的方向。（标，正） (3)两个表达式：①定义式：I＝；②决定式：I＝。 2．部分电路欧姆定律 (1)内容：导体中的电流跟导体两端的电压成 比，跟导体的电阻成 比。（正，反） (2)表达式：I＝。 (3)适用范围： 导电和 导电，不适用于气态导电或半导体元件。（金属，电解质溶液） (4)导体的伏安特性曲线(I－U)图线 图1 ①比较电阻的大小：图线的斜率k＝tan θ＝＝ ，图1中R1 R2(选填“＞”“＜”或“＝”)。 （，＞） ②线性元件：伏安特性曲线是 的电学元件，适用于欧姆定律。（直线） ③非线性元件：伏安特性曲线是 的电学元件，不适用于欧姆定律。（曲线） 清单02 电阻及电阻定律 1．电阻 (1)定义：导体对电流的阻碍作用，叫作导体的电阻。 (2)定义式： ，其中U为导体两端的电压，I为通过导体的电流。（R＝） (3)单位：国际单位是 (Ω)。（欧姆） (4)决定因素：导体的电阻反映了导体阻碍电流的性质，其大小由导体本身决定，与加在导体两端的电压和通过导体的电流无关。 2．电阻定律 (1)内容：同种材料的导体，其电阻与它的 成正比，与它的 成反比；导体电阻还与构成它的 有关。（长度，横截面积，材料） (2)公式： 。（R＝ρ） 其中l是导体的长度，S是导体的横截面积，ρ是导体的电阻率，其国际单位是 ，符号为Ω·m。（欧·米） (3)适用条件：粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解质溶液。 3．电阻率 (1)计算式：ρ＝R。 (2)物理意义：反映导体的导电性能，是导体材料本身的属性。 (3)电阻率与温度的关系 金属：电阻率随温度升高而 ；（增大） 负温度系数半导体：电阻率随温度升高而 。（减小） 清单03 电功、电功率 1．电功 (1)定义：导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做的功。 (2)公式：W＝qU＝ (适用于任何电路)。（UIt） (3)电流做功的实质： 转化成 的过程。（电能，其他形式能） 2．电功率 (1)定义：表示电流做功的快慢的物理量。 (2)公式：P＝＝ (适用于任何电路)。（UI） 3．焦耳定律 (1)内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比。 (2)公式：Q＝ (适用于任何电路)。（I2Rt） 4．电功率P＝UI和热功率P＝I2R的应用 (1)不论是纯电阻电路还是非纯电阻电路，电流的电功率均为P电＝UI，热功率均为P热＝I2R。 (2)对于纯电阻电路：P电＝P热＝ ＝ ＝ 。（UI，I2R，） (3)对于非纯电阻电路：P电＝ ＝P热＋P其他。（UI） 清单04 电源电动势 1．电动势 (1)电源：通过做 功把其他形式的能转化为电势能的装置。例如：干电池、蓄电池、发电机等；（非静电力） ①计算：非静电力搬运电荷所做的功与搬运的电荷量的比值，E＝； ②物理含义：电动势表示电源把其他形式的能转化 成本领的大小，在数值上等于电源 电路时两极间的电压．（电能，没有接入） 2. 电动势和电势差的区分 项目 电动势E 电势差U 物理意义 非静电力做功，其他形式的能转化为电能 静电力做功，电能转化为其他形式的能 定义式 ,W为非静电力做功 ，W为静电力做功 单位 伏特（V） 联系 E=+，电动势等于未接入电路时两极间的电势差 3. 电源的内阻 （1） 定义：电源内部是由导体构成，所以也有电阻，这个电阻叫做电源的内阻； （2） 决定因素：由电源本身的特点决定。一般来说，新电池电阻小，旧电池电阻大； 清单05 电源输出功率和电源的效率问题 1. 电源的输出功率和电源效率的比较 电源总功率 任意电路：P总＝EI＝P出＋P内 电源内部消耗的功率 纯电阻电路：P总＝I2(R＋r)＝ P内＝I2r＝P总－P出 电源的输出功率 任意电路：P出＝UI＝P总－P内 纯电阻电路：P出＝I2R＝ P出与外电阻R的关系 电源的效率 任意电路：η＝×100%＝×100% 纯电阻电路：η＝×100% 2. 电源输出功率的极值问题的处理方法 对于电源输出功率的极值问题，可以采用数学中求极值的方法，也可以采用电源的输出功率随外电阻的变化规律来求解．但应当注意的是，当待求的最大功率对应的电阻值不能等于等效电源的内阻时，此时的条件是当电阻值最接近等效电源的内阻时，电源的输出功率最大．假设一电源的电动势为E，内阻为r，外电路有一可调电阻R，电源的输出功率为：P出＝I2R＝＝. 由以上表达式可知电源的输出功率随外电路电阻R的变化关系为： (1)当R＝r时，电源的输出功率最大，为Pm＝； (2)当R＞r时，随着R的增大，电源的输出功率越来越小； (3)当R＜r时，随着R的增大，电源的输出功率越来越大； (4)当P出＜Pm时，每个输出功率对应两个外电阻阻值R1和R2，且R1R2＝r2.　 清单06 串并联电路的特点 1．串并联电路的比较 串联 并联 电路图 电流 I＝I1＝I2＝…＝In I＝I1＋I2＋…＋In 电压 U＝U1＋U2＋…＋Un U＝U1＝U2＝…＝Un 电阻 R＝R1＋R2＋…＋Rn ＝＋＋…＋ 比例关系 W∝P∝U∝R W∝P∝I∝ 2.串并联电路常用的四个推论 （1）串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的总电阻． （2）并联电路的总电阻小于其中任一支路的总电阻，且小于其中最小的电阻． （3）无论电阻怎样连接，每一段电路的总耗电功率P总是等于各个电阻耗电功率之和． （4）无论电路是串联还是并联，电路中任意一个电阻变大时，电路的总电阻变大． 清单07 闭合电路的欧姆定律 1．闭合电路欧姆定律 （1）内容：闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电阻之和成反比； （2）公式：I＝(只适用于纯电阻电路)； （3）其他表达形式 ①电势降落表达式：E＝U外＋U内或E＝U外＋Ir； ②功率表达式：EI＝UI＋I2r. 2．路端电压与外电阻的关系 （1）一般情况：U＝IR＝·R＝，当R增大时，U增大； （2）特殊情况： ①当外电路断路时，I＝0，U＝E； ②当外电路短路时，I短＝，U＝0. 3．对闭合电路欧姆定律的理解和应用 在恒流电路中常会涉及两种U－I图线，一种是电源的伏安特性曲线(斜率为负值的直线)，另一种是电阻的伏安特性曲线(过原点的直线)．求解这类问题时要注意二者的区别． 电源U－I图象 电阻U－I图象 关系式 U＝E－Ir U＝IR 图形 物理 意义 电源的路端电压随 电流的变化关系　 电阻两端电压与电阻中的电流的关系 截距 与纵轴交点表示电源电动势E，与横轴交点表示电源短路电流 过坐标轴原点，表示没有电压时电流为零 坐标U、I的乘积 表示电源的输出功率 表示电阻消耗的功率 坐标U、I的比值 表示外电阻的大小 表示该电阻的大小 斜率(绝对值) 电源电阻r的大小 若图象为过原点的直线，图象斜率表示电阻的大小 两曲线在同一坐标系中的交点 表示电阻的工作点，即将电阻接在该电源上时，电阻中的电流和两端的电压 考点1：电源和电流 1．（23-24高一下·江苏南京·期末）如图所示，电源正负极分别接A、B金属板给容器内的盐水通电，t时间内通过溶液内截面S的一价正离子数是n1，一价负离子数是n2，设元电荷为e，以下说法中正确的是（　　） A．只有正离子的定向移动才能产生电流 B．电解液内正、负离子向相反方向移动，电流抵消 C．电流 D．电流 【答案】D 【详解】A．负离子的定向移动也能产生电流，A错误； B．电解液内正、负离子向相反方向移动，电流加强，B错误； CD．正离子产生的电流为 负离子产生的电流为 总电流为 解得 C错误，D正确。 故选D。 2．（23-24高二上·湖南郴州·期末）如图为某款扫地机器人，其由的锂电池供电，额定功率为。其中“”反映的物理量是（　　） A．电流 B．电荷量 C．电能 D．电阻 【答案】B 【详解】由 可知 可知“”是电荷量的单位，反映的物理量是电荷量。 故选B。 3．（23-24高二上·北京朝阳·期末）北京地铁已全线装备心脏除颤仪（AED），如图所示。其工作原理是通过一个充电的电容器对心颤患者皮肤上的两个电极板放电，刺激心颤患者的心脏恢复正常跳动。某心脏除颤仪的电容为10μF。充电至5kV电压，如果电容器在10ms时间内放电至两极板之间的电压为0，则（　　）    A．这次放电的电量为50C B．这次放电的电量为0.5C C．该过程通过人体的平均电流为5A D．该过程通过人体的平均电流为 【答案】C 【详解】AB．根据电容的定义式可得，电容器上的电荷量为 由于放电结束后电压为零，则这次放电的电量等于原来电容器上的总电荷量为0.05C，故AB错误； CD．根据电流的定义式可得，该过程通过人体的平均电流为 故C正确，D错误。 故选C。 考点2：电阻和电阻定律 4．（23-24高一下·贵州贵阳·期末）一条导线其长度为1．50m，横截面积为0．100mm2。常温下，在其两端施加电压，并测量导线上的电流，所得的电流I与电压U的关系如图所示。则该导线的材质可能为（　　） 材质 常温下的电阻率 银 铜 铝 金 A．银 B．铜 C．铝 D．金 【答案】D 【详解】由图可知导线的电阻为 根据 解得 则该导线的材质可能为金。 故选D。 5．（23-24高二上·浙江湖州·期末）如图所示，一块均匀的长方体样品，长为a、 宽为b、 厚为c，若沿着AB方向测得的电阻为R，下列说法正确的是（    ） A．样品的电阻率为 B．样品的电阻率为 C．沿 CD方向的电阻为 D．沿CD方向的电阻为 【答案】D 【详解】AB．若沿着AB方向测得的电阻为R，则 解得 选项AB错误； CD．沿CD方向的电阻为 选项C错误，D正确。 故选D。 6．（23-24高二上·北京东城·期末）1911年，科学家发现金属汞在4．2K（）时电阻可以降到零，这种现象叫作超导现象。1987年，国外科学家以及中国科学家相继研制出钇-钡-铜-氧系材料，超导转变温度提高到90K（），2023年7月，室温超导“LK-99”名噪一时。中科院物理所发表了一篇评论，历史上声称室温超导（接近或高于300K）的次数不少于7次，目前实验验证的临界温度最高的超氢化物，它可以在165万个大气压下实现大约252K（）超导，结合所学知识及上述材料，分析下列说法，其中正确的是（　　） A．若超导回路中有了电流，电流将几乎无损耗地持续下去 B．目前已经多次通过实验得到常压室温下的超导材料 C．金属导体的电阻与温度有关，温度越高，电阻越小 D．超导转变温度与压强有关，压强越高，转变温度越低 【答案】A 【详解】A．超导体的电阻为零，电流在超导回路中流动时不会因为电阻的存在而损耗能量，因此电流可以持续下去，故A正确； B．目前还没有在常压室温下得到超导材料，超导现象通常需要在极低的温度或高压下才能发生，故B错误； C．金属导体的电阻与温度有关，温度越高，电阻越大，故C错误； D．超导转变温度与压强有关，压强越高，转变温度越高，故D错误。 故选A。 7．（22-23高二上·黑龙江牡丹江·期末）如图所示，A、B、C为三个通电导体的I－U关系图象．由图可知（    ）    A．三个导体的电阻关系为 B．三个导体的电阻关系为 C．若在导体B两端加上10V的电压，通过导体B的电流是5A D．若在导体B两端加上10V的电压，通过导体B的电流是40A 【答案】B 【详解】AB．在I-U图中图像的斜率表示电阻的倒数，所以三个电阻的大小关系为 RA＜RB＜RC 故A错误，B正确； CD．由图可知，导体B的电阻为 在导体B两端加上10V的电压，通过导体B的电流是 故CD错误。 故选B。 考点3：电阻的串联和并联 8．（23-24高二上·广东深圳·期末）在如图所示电路中，A、B间的电压保持一定，，电阻，。那么（　　） A．开关断开时，两端电压是 B．开关断开时，通过的电流是 C．开关接通时，通过的电流是 D．开关接通时，两端电压是 【答案】C 【详解】AB．由图可知，开关断开时，和串联接入电路，则通过的电流为 两端电压为 故AB错误； CD．由图可知，开关接通时，和并联之后与串联接入电路，则通过的电流为 两端电压为 故D错误，C正确。 故选C。 9．（23-24高二上·湖南郴州·期末）如图是电饭锅的电路图，下列说法正确的是（　　）    A．开关闭合，两电阻的电压相等 B．开关闭合，两电阻的电流相等 C．开关断开，两电阻的电压相等 D．开关断开，两电阻的电流相等 【答案】D 【详解】AB．开关闭合，电阻被短路，电阻两端电压为零，流经电阻电流不为零。电阻两端电压为，电流不为零。故两电阻的电压不相等，两电阻的电流不相等，故AB错误； C．开关断开，电阻和电阻串联，两端电压之比 两电阻的电压不一定相等，故C错误； D．开关断开，两电阻串联，两电阻的电流相等，故D正确。 故选D。 考点4：电功和焦耳定律 10．对阻值不变的灯泡L1、L2、L3，L1和L2上标有 “220V，100W”， L3上标有“110V、100W”若三个灯不烧毁在图中路中消耗功率最大的接法是（    ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A．要想L3不烧坏，则并联电路两端的电压不能超110V，根据公式 可得 B．要想L3不烧坏，则电路干路中的电流不能超过L3的额定电流，即 灯泡L1、L2相同，电流相等，额定电流均为 则最大功率为 C．要使灯泡不烧坏，则与不能超过L1、L2的额定电流，即 故并联电路两端电压为220V，所以可得 D．要使灯泡不烧坏，则只需要满足电路干路中的电流不能超过L1的额定电流，当L1的达到额定电流时，由 可知，L2、L3的阻值之比为 L2、L3并联，电压相等，则电流之比为 解得 ， L2、L3的阻值分别为 ， 由 得，L2、L3的实际功率分别为 ， 总功率为 故B中消耗的电功率最大。 故选B。 11．（21-22高二·全国·课后作业）如图所示，a、b两点间的电压为9V，三个电阻的阻值分别为、。下列说法正确的是（    ） A．、、两端的电压之比为 B．、、消耗的电功率之比为 C．在相等的时间内，通过、、的电荷量之比为 D．在相等的时间内，、、产生的焦耳热之比为 【答案】B 【详解】A．电路中的总电阻为 电路中的电流 则两端电压 并联部分两端电压为 所以、、两端的电压之比为，故A错误； B．根据 可得、、消耗的电功率之比为，故B正确； C．根据欧姆定律 可得通过、、的电流之比为，根据 可得在相等时间内通过、、的电荷量之比为等于通过它们的电流之比，即，故C错误； D．根据 结合选项B，可以得到在相等时间内产生的焦耳热之比为，故D错误。 故选B。 12．（19-20高二下·陕西·期末）如图甲是我国自行研制成功的中央处理器（CPU）芯片“龙芯”系列，图乙中，R1和R2是两个材料相同、厚度相同、表面为正方形的芯片内部电阻，R2的尺寸远远小于R1的尺寸。现给R1、R2通以相同的电流，则（　　） A．芯片两端的电压 B．通过两芯片的电流 C．芯片在相同时间内产生的焦耳热 D．芯片的电功率 【答案】A 【详解】AB．设电阻R1的厚度为d，其正方形的边长为a，则 可见电阻值的大小仅与材料和厚度有关，与尺寸大小无关，则 R1=R2 给R1、R2通以相同的电流，根据U=IR可知 U1=U2 选项A正确，B错误； C．根据Q=I2Rt可知芯片在相同时间内产生的焦耳热 Q1=Q2 选项C错误； D．根据P=I2R可知 P1=P2 故D错误。 故选A。 考点5：电动机 13．（23-24高二上·山东淄博·期末）如图所示为某品牌玩具的电动机及其伏安特性曲线，由该图像可知（　　） A．该电动机内阻为2.5Ω B．电压为1V时该电动机损失的热功率为0.2W C．电压为1V时该电动机的输出功率为0.4W D．电压为1V时该电动机的总功率为0.6W 【答案】C 【详解】A．由图可知电压为0.2V时电动机开始转动，电压为0.2V时由欧姆定律得 故A错误； B．电压为1V时该电动机损失的热功率为 故B错误； D．电压为1V时该电动机的总功率为 故D错误； C．电压为1V时该电动机的输出功率为 故C正确； 故选C。 14．（23-24高二上·四川达州·期末）某物理兴趣研究小组用如图所示的实验电路研究电动机的性能。调节滑动变阻器R，当电流表和电压表的示数分别为0.2A和1.4V时，电动机不转动，重新调节R，当电动机正常转动时，电流表和电压表的示数分别为2.0A和30V，忽略温度对电阻的影响，则这台电动机（　　） A．正常运转时的输入功率为0.28W B．电阻为15 C．正常运转时的发热功率为28W D．正常运转时的输出功率为31.5W 【答案】C 【详解】A．正常运转时的输入功率为 故A错误； B．电动机停止转动时，其电路是纯电阻电路，由欧姆定律得电动机的电阻为 故B错误； C．正常运转时的发热功率为 故C正确； D．正常运转时的输出功率为 故D错误。 故选C。 15．（23-24高二上·四川德阳·期末）电动新能源汽车自燃原因很多，包括碰撞、涉水、过快充等，还有一种可能的原因是司机操作不当，导致电动机在正常工作时，转子突然被卡住不转动，电流暴增后会在短时间内产生大量热量，进而起火燃烧，如图（a）所示．现有一小型直流电动机，其线圈电阻为，额定电压为U，额定电流为I，将它与电动势为E、内阻为r的直流电源相连，如图（b）所示，闭合开关S，电动机恰好正常工作，已知指示灯是一个理想的发光二极管，其电阻和消耗的功率都忽略不计，下列说法正确的是（    ） A．电源的效率为 B．电动机输出的机械功率为 C．电源的总功率为 D．电动机正常工作时，转子突然被卡住，则电动机的发热功率为 【答案】C 【详解】A．电动机将电能转化为内能和机械能，是非纯电阻，则 则电源的效率为 故A错误； B．电动机输入的总功率为 转化为内能的热功率为 输出的机械功率为 故B错误； C．电源的总功率为 故C正确； D．电动机正常工作时，转子突然被卡住，则电动机将电能全部转化为内能，故此时的电流为 此时的热功率为 故D错误。 故选C。 16．如图是一款微型电风扇，其自带电池的电动势为，内阻不计。电池直接给线圈电阻为的微型电动机供电，稳定工作后通过微型电动机的电流是，则（　　） A．电动机卡住电流仍为 B．电动机的发热功率为 C．电动机的机械功率为 D．电池消耗的总功率为 【答案】C 【详解】A．电动机卡住电流变为 选项A错误；     B．电动机的发热功率为 选项B错误； C．电动机的机械功率为      选项C正确； D．电池消耗的总功率为 选项D错误。 故选C。 考点6：闭合电路欧姆定律及U-I图像 17．（22-23高一下·江苏南京·期末）如图所示，电路中c点接地。若不考虑电流表和电压表对电路的影响，将滑动变阻器的滑片向a端移动，则（　　） A．电流表读数变小 B．电路的总电阻变小 C．电压表读数减小 D．电源的效率变小 【答案】A 【详解】ABC．将滑动变阻器的滑片向a端移动，则滑动变阻器接入电路阻值变大，电路的总电阻变大，根据闭合电路欧姆定律可知，电路总电流变小，路端电压变大；由于通过的电流变小，所以两端电压变小，根据 可知两端电压变大，则通过的电流变大，根据 所以通过的电流变小，则电流表读数变小，两端电压变小，滑动变阻器两端电压变大，则电压表读数变大，故A正确，BC错误； D．电源的效率为 由于路端电压变大，所以电源的效率变大，故D错误。 故选A。 18．（23-24高二上·新疆乌鲁木齐·期末）如图所示的U-I图像中，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，由图像可知（　　） A．电源的输出电压为2V B．电源电动势为3V，内阻为0.5Ω C．电源的输出功率为3.0W D．电源的效率为60% 【答案】B 【详解】A．由图可知交点为电阻R接在这个电源上工作电压值，电流值，所以电源的输出电压为，A错误； B．由图Ⅰ可知，电源的电动势为3.0V，内阻 B正确； C．电源的输出功率为 C错误； D．电源的效率为 D错误； 故选B。 19．（23-24高二上·江苏南京·期末）图甲为某电源的U—I图线，图乙为某小灯泡的U—I图线，则下列说法正确的是（　　） A．电源的内阻为5Ω B．把电源和小灯泡组成闭合回路，小灯泡的功率约为0.3W C．小灯泡的电阻随着功率的增大而减小 D．把电源和小灯泡组成闭合回路，电路的总功率约为0.45W 【答案】B 【详解】A．由闭合回路欧姆定律有 结合图甲可得 ， 故A错误； BD．把电源的图像移到灯泡的图像中，如图所示 由图可知，把电源和小灯泡组成闭合回路，灯泡两端的电压约为，电流约为，则小灯泡的功率约为 电路的总功率约为 故D错误，B正确； C．根据图像中斜率表示电阻的大小，由图乙可知，小灯泡的电阻随着功率的增大而增大，故C错误。 故选B。 20．（22-23高二上·宁夏中卫·期末）如图所示的图像中，直线①为某电源的路端电压与电流的关系图线，曲线②为某一电阻R的图线，用该电源直接与电阻R连接成闭合电路。由图像可知（　　） A．此状态下R的阻值为 B．电源电动势为，内阻为 C．电源的输出功率为 D．电源内部消耗功率为 【答案】D 【详解】A．由图像交点坐标，可得此状态下R的阻值为 故A错误； B．根据闭合电路欧姆定律可得 根据图像可得，电源电动势为纵截距3V，内阻为 故B错误； C．电源的输出功率为 故C错误； D．电源内部消耗功率为 故D正确。 故选D。 考点7：电源的效率、功率 21．（23-24高二上·贵州黔南·期末）手控可调节亮度的手电筒其内部电路可简化为如图所示的电路图。其内需装4节5号干电池，每节干电池的内阻。“5V 5W”的灯泡L（电阻固定不变）和滑动变阻器R串联，通过调节滑动变阻器的滑片P可调节手电筒的亮度，若灯泡L正常发光，则下列说法正确的是（　　） A．电源电动势为10V B．滑动变阻器R接入电路的电阻为0.5Ω C．通电5min灯泡L消耗的电能为1500J D．电源的输出功率为5.5W 【答案】C 【详解】A．1节干电池的电动势为1.5V，其内需装4节5号干电池，电源电动势为6V，故A错误； B．“5V 5W”的灯泡L正常发光，则电路中的电流 滑动变阻器两端的电压 滑动变阻器R接入电路的电阻为 故B错误； C．通电5min灯泡L消耗的电能 故C正确； D．电源的输出功率 故D错误。 故选C。 22．（23-24高二上·云南昭通·期中）如图，电源电动势为9V，内阻为1Ω，“4V；2W”的灯泡与一个线圈电阻为0.4Ω的电动机串联。当电动机正常工作，灯泡也正常发光，下列说法正确的是（    ） A．电动机两端的电压为0.2V B．电路中的电流为2A C．电源的总功率为4.5W D．电动机的输出功率为2.25W 【答案】C 【详解】AB．电路中的电流为 电动机两端的电压为 故AB错误； C．电源总功率为 故C正确； D．电动机的输出功率为 故D错误。 故选C。 23．（23-24高二上·河南商丘·期中）如图甲所示的电路，其中电源电动势E=6V，内阻r=2Ω，定值电阻R=4Ω，已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的有效阻值RP的关系如图乙所示。则下列说法中正确的是（　　） A．图乙中R1=6Ω，R2=9Ω B．图甲中定值电阻R的最大功率是2W C．图乙中滑动变阻器的最大功率P2=2W D．调节R2的阻值，不能使电源以最大的功率输出 【答案】D 【详解】AC．由图乙知，当 时，滑动变阻器消耗的功率最大，最大功率 由图乙知，滑动变阻器的阻值为3Ω与阻值为R2时消耗的功率相等，有 解得 故AC错误； B．R是定值电阻，流过R的电流越大，R的功率越大，当时，电路中有最大电流 R的最大功率 故B错误； D．即使，外电阻R也大于r，电源不可能有最大功率输出，故D正确。 故选D。 24．（23-24高二上·上海徐汇·期末）如图电路中，电源电动势，内阻，定值电阻，，；滑动变阻器的取值范围为0~15Ω。闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，使取不同的阻值接入电路，则下列说法正确的是（　　） A．时，定值电阻消耗的功率最大，为2W B．时，电源内阻消耗的功率最小，为0.5W C．时，消耗的功率最大 D．时，电源的效率最低 【答案】C 【详解】A．时，外电阻最小，总电流最大，则定值电阻消耗的功率最大，此时并联部分的总阻值为 由闭合电路欧姆定律得干路电流为 则定值电阻消耗的功率为 故A错误； B．当电源内阻消耗的功率最小时，由 知此时电路中的总电流最小，对应的外电阻最大，故当时，总的外电阻并未达最大值，故B错误； C．为求滑动变阻器消耗的最大功率，可对原电路进行如下图所示的等效变换 易知，等效电源的等效电动势，等效内阻，故当时，消耗的功率最大，故C正确； D．当时，总的外电阻最大。由于电源效率为 显然，当总的外电阻R最大时，取最大值，当时，总的外电阻为 此时最大，故D错误。 故选C。 考点8：电路的动态分析 25．（24-25高二上·全国·期末）在校园安全大检查中，检查小组的同学研究了学校宿舍楼的火警报警装置的电路，如图所示，为热敏电阻，温度升高时，急剧减小，当电铃两端电压达到一定值时，电铃会响，下列分析正确的是（　　） A．报警装置的电池老化（内阻变大，电动势不变），不会影响报警装置的安全性能 B．若研究时发现当有火时报警装置不响，应把的滑片P向下移 C．若研究时发现报警装置过于灵敏，应把的滑片P向上移 D．增大电源的电动势，会使报警装置的临界温度降低 【答案】D 【详解】A．若电池内阻变大，同一温度时，两端电压变小，报警临界温度升高，A错误； B．的滑片P向下移，总电阻减小，总电流增大，电源内电压增大，两端电压增大，因路端电压减小，故两端电压减小，报警临界温度升高，火较大时报警装置才响，B错误； C．的滑片P向上移，总电阻增大，总电流减小，电源内电压减小，两端电压减小，因路端电压增大，故两端电压增大，报警临界温度降低，报警装置更加灵敏，所以若研究时发现报警装置过于灵敏，应把的滑片P向下移进行调整，C错误； D．电源电动势增大时，两端电压增大，报警临界温度降低，D正确。 故选D。 26．（23-24高三上·海南·期末）在如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，、为小灯泡，R为定值电阻，当只闭合开关时，两小灯泡都能发光。现保持闭合，再闭合开关，下列说法正确的是（　　） A．亮度不变 B．更亮 C．更亮 D．亮度不变 【答案】C 【详解】AC．由题知，设电热丝电阻为，小灯泡电阻为，断开开关时，和串联电阻为 闭合开关，电热丝与和并联，由并联电路知 则可知 并联后电路总电阻在减小，电路电流增大，更亮，A错误，C正确； BD．并联后电路总电阻在减小，干路电流增大，两端电压增大，电热丝和并联电压减小，灯变暗。B错误，D错误； 故选C。 27．（22-23高二上·内蒙古赤峰·期末）如图所示，电路中电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中（　　） A．电压表的示数增大 B．电流表的示数减小 C．R0两端电压增大 D．R1两端的电压减小 【答案】B 【详解】变阻器R0的滑动端向下滑动时，接入电路的阻值减小，并联路段电阻减小，则闭合电路总电阻减小，由闭合电路欧姆定律 ， 知总电流增大，电源输出电压减小，故电压表示数减小，通过R1的电流增大，R1两端电压增大，并联路段电压减小，所以电流表示数减小，R0两端电压减小。故ACD错误，B正确。 故选B。 本题也可用“串反并同”推论直接推断出以上结论。 28．（22-23高二上·山东德州·期末）如图所示，电路中电源内阻，定值电阻，电流表为理想电流表。团合开关S，滑片P由M滑向N的过程中，下列说法正确的是（　　） A．电流表示数变小 B．灯泡L亮度变亮 C．电源的效率变大 D．电源的输出功率变大 【答案】D 【详解】滑片P由M滑向N的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻减小，外电路的总电阻减小 AB．根据“串反并同”规律可知，电流表示数变大，灯泡L亮度变暗，AB错误； C．纯电阻电路电源的效率表示为 当外电路的总电阻减小时，电源的效率变小，C错误； D．电源的输出功率表示为 当外电路的电阻大于电源内阻时，电源的输出功率随外电路电阻的减小而增大，因为 当外电路的总电阻减小时，电源的输出功率变大，D正确。 故选D。 1．甲、乙为同种材料做成的两柱状导体，横截面积之比为1∶2，长度之比为2∶1。相同时间内，通过甲、乙两导体某一横截面的电量之比为1∶2，则甲、乙两导体中（　　） A．电流之比为1∶2 B．电流之比为1∶1 C．自由电荷定向移动的平均速率之比为1∶1 D．自由电荷定向移动的平均速率之比为1∶2 【答案】AC 【详解】AB．根据电流公式得 A正确，B错误； CD．根据电流的微观表达式得 C正确，D错误。 故选AC。 2．A、B导体的伏安特性曲线如图实线所示，下列判断正确的是（　　） A．随着A导体两端电压的升高，A导体的电阻越来越小 B．B导体电阻是2Ω C．当电流为0.3A时，A导体的电阻是6Ω D．当电流为0.3A时，A导体的电阻应该等于它此时切线的斜率，即18Ω 【答案】BC 【详解】A．由图可知随着电压的增大，图像上的点与原点连线的斜率增大，而此斜率等于电阻的阻值，则可知导体的电阻随着电压的升高而不断增大，故A错误； B．根据欧姆定律，可得B的电阻值为 故B正确； C．当电流为0.3A时，A导体的电阻是 故C正确； D．当电流为0.3A时，A导体的电阻应该等于该点与坐标原点的连线的斜率，而不是它此时切线的斜率，故D错误。 故选BC。 3．（22-23高一下·浙江宁波·期末）某同学在一次实验中描绘出三个电阻的U-I图像如图所示，下列关于三个电阻的说法中正确的是（　　）    A．Ra<Rb<Rc B．将a、b、c依次串联，每个电阻的电压之比为1:2:4 C．将a、b、c依次并联，通过每个电阻的电流之比为1:2:4 D．将三个电阻任意连接，电路中的等效电阻有8种情况 【答案】CD 【详解】A．U-I的斜率表示电阻的阻值可知 、、 则 故A错误； B．串联电路中电流相等，则将三个电阻串联，每个电阻的电压之比为4：2：1，故B错误； C．并联电路中电压相等，则将三个电阻并联，通过每个电阻的电流之比为1∶2∶4，故C正确； D．将三个电阻直接串联总阻值为 三个串联 得 Ra，Rb串联后与Rc并联 Ra，Rc并联后与Rb串联 Rc，Rb并联后与Ra串联 Ra，Rb串联后与Rc并联 Ra，Rc串联后与Rb并联 Rb，Rc串联后与Ra并联 任意连接，电路中的等效电阻有8种情况，D正确。 故选CD。 4．如图所示，是将滑动变阻器作分压器用的电路，A、B为分压器的输出端，R是电阻，电源电压为U保持恒定。如果滑动片P位于变阻器的中央，下列判断正确的是（　　） A．输出端的电压小于 B．输出端的电压等于 C．滑动片P向上移动，输出电压增大 D．负载电阻R的阻值越大，输出电压越小 【答案】AC 【详解】AB．由电路可知，电阻R与滑动变阻器的下半部分并联，并联后再与上半部分串联，由并联电路特点可知，并联部分的电阻小于滑动变阻器电阻的一半，再由串联电路特点可知，输出端的电压即为并联部分的电压小于，故A正确，B错误； C．滑动片P向上移动，并联部分的电阻变大，由串联电路特点可知，输出电压增大，故C正确； D．负载电阻R的阻值越大，并联部分的电阻越大，由串联电路特点可知，输出电压越大，故D错误。 故选AC。 5．（22-23高二上·重庆大渡口·期末）在如图甲所示的电路中，电源电动势为3．0 V，内阻不计，L1、L2、L3为3个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如题图乙所示。当开关闭合后，下列判断正确的是（　　） A．灯泡L1的电阻为12 Ω B．通过灯泡L1的电流为灯泡L2电流的2倍 C．灯泡L1消耗的电功率为0.75 W D．干路电流为0.45 A 【答案】ACD 【详解】AC．当开关闭合后，灯泡L1的电压 U1=3V 由图2读出其电流 I1=0.25A 则灯泡L1的电阻为 灯泡L1消耗的电功率为 P1=U1I1=0.75W 故AC正确； BD．灯泡L2、L3串联，电压 U2=U3=1.5V 由图读出其电流 I2=I3=0.20A 则 I1=1.25I2 干路电流为 故B错误，D正确； 故选ACD。 6．一电动自行车动力电源上的铭牌如图所示，由于电动机发热造成的损耗（其它损耗不计），电动自行车的效率为80%，则下列说法正确的是（　　） A．额定工作电流为5A B．电池充满电后总电量为1.8×10C C．自行车电动机的内阻为1.44Ω D．自行车保持额定功率行驶的最长时间是2h 【答案】ACD 【详解】A．由 额定电流为 A正确； B．根据公式 可得电池充满电后总电量为 B错误； C．电动车的热功率 则由公式 可得，自行车电动机的内阻为 C正确； D．根据电池容量q=10Ah，电流为I=5A，则可得自行车保持额定功率行驶的最长时间为 D正确。 故选ACD。 7．（23-24高二上·广西玉林·期末）机器人（Robot）是一种能够半自主或全自主工作的智能机器，可以服务人类生活。其简化电路如图所示，电动机电阻为R，额定电流为I，额定电压为U，当内阻未知电动势为E的直流电源接在电动机两端时，电动机恰好能正常工作，下列说法中正确的是（　　） A．电源的内阻为 B．电源的内阻为 C．电动机的输入功率为 D．电动机的输入功率为 【答案】BD 【详解】AB．根据 E=U+Ir 可知，电源的内阻为 选项A错误，B正确； CD．电动机的输入功率为 选项C错误，D正确。 故选BD。 8．（23-24高二上·湖北·开学考试）兴趣小组的同学在实验室设计了如图所示的简易电吹风，主要器材有定值电阻、、电动机M和电热丝R，已知电动机M标有“100V，50W”字样，它的线圈内阻为4Ω，，电热丝，当把该电吹风接入220V家庭电路中，电动机M恰好可以正常工作，则下列说法正确的（　　）    A．电热丝的热功率 B．电阻 C．电动机M正常工作时的输出功率 D．若开关、都闭合，1分钟消耗的电能 【答案】AC 【详解】A．电热丝的热功率为 故A正确； B．通过电动机M的电流为 通过的电流为 则有 故B错误； C．电动机M正常工作时的输出功率为 故C正确； D．若开关、都闭合，1分钟消耗的电能为 故D错误。 故选AC。 9．（23-24高二上·湖南郴州·期末）如图所示，是一小灯泡的伏安特性曲线，把该灯泡与开关串联后接入某电路电源两端，已知该电源电动势为3．0V内阻为。当开关闭合后，下列说法中正确的是（　　） A．此时灯泡消耗的功率约为1.2W B．灯泡的电阻随电压的增大而减小 C．此时流过灯泡的电流约为0.4A D．此时灯泡的电阻约为 【答案】AD 【详解】ACD．在I-U图像中做出电源的特征曲线，如图所示 可知，灯泡与电源组成的闭合回路中，灯泡两端电压为1.5V，流过灯泡的电流为0.8A，由欧姆定律可知 此时灯泡消耗的功率约为 故AD正确；C错误； B．根据 可知I-U图像中图线上各点切线的斜率表示灯泡电阻的倒数，由图可知灯泡的电阻随电压的增大而增大。故B错误。 故选AD。 10．（22-23高二上·辽宁沈阳·期末）在如图1所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合开关S，将滑动变阻器的滑动触头P从最右端滑到最左端，两个电压表（内阻极大）的示数随电路中电流变化的完整过程图线如图2所示。则下列说法正确的是（　　） A．图线乙是电压表V1示数随电流变化的图线，图线甲是电压表V2示数随电流变化的图线 B．电源内阻为 C．电源电动势为4V D．滑动变阻器R2消耗的最大功率为0.9W 【答案】AD 【详解】A．由图1可知，当滑动变阻器的滑动触头P从最右端滑到最左端时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，则电路中的总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流增大，故两端的电压增大，即电压表示数增大，所以图线乙表示电压表示数的变化，图线甲表示电压表示数的变化，A正确； BC．由图2可知，当只有接入电路，滑动变阻器接入电阻为0时，电路中电流为 电压表的示数为 电阻 此时有 当滑动变阻器阻值全部接入电路时，根据图2可知，两电压表示数之比为，则有 电路中电流为 路端电压为 则有 解得 ， BC错误； D．将等效为内阻的一部分，则当滑动变阻器的阻值等于时，滑动变阻器消耗的功率最大，根据上述可知，当滑动变阻器阻值为时，滑动变阻器消耗的功率最大，由闭合电路欧姆定律可得，此时电路中的电流 则滑动变阻器消耗的最大功率 D正确。 故选AD。 11．（23-24高二上·河南·期末）交警使用的某型号酒精测试仪工作原理如图所示，传感器电阻R的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小，电源的电动势为E，内阻为r，定值电阻，电路中的电表均为理想电表。当饮酒驾驶后对着测试仪吹气时，下列说法正确的是（　　） A．电压表的示数变大，电流表的示数变小 B．饮酒量越多，电源的效率越小 C．饮酒量越多，电源的输出功率一定越大 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】BCD 【详解】A．由于传感器电阻R的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小，而酒驾驾驶员吹气时，酒精气体浓度变大，R变小，由闭合电路的欧姆定律可知 知电流表示数变大，电压表示数变小，故A错误； B．根据效率的计算公式有 饮酒量越多，越小，效率越小，故B正确； C．电源的输出功率与外电阻的关系图像如图所示，由图可知，当时电源的输出功率最大，而酒精气体浓度增大导致减小，又，输出功率一定增大，故C正确； D．把等效为电源内阻的一部分，则 故无论R怎么变，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，故D正确。 故选BCD。 12．（23-24高一下·湖南长沙·期末）如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r。开关S闭合后，平行金属板中的带电液滴处于静止状态，电流表和电压表均为理想电表，为光敏电阻（阻值随光照强度的增大而减小），当光照强度减小时，下列说法正确的是（　　） A．电压表示数减小 B．电源的输出功率可能变大 C．电源的效率减小 D．在没有接触极板前，小液滴的机械能增大 【答案】ABD 【详解】A．当光照强度减小时，光敏电阻增大，外电路总电阻增大，干路电流减小，两端电压减小，即电压表示数减小，故A正确； B．因电源内阻与外电阻大小关系未知，故无法判断电源输出功率的变化；故B正确； C．电源的效率为 当光照强度减小时，光敏电阻增大，外电路总电阻增大，电源效率增加，故C错误； D．当光照强度减小时，光敏电阻增大，外电路总电阻增大，路端电压增大，则两端电压增大，电容器C的电压增大，场强增大，电场力增大后大于重力，小液滴向上运动，电场力做正功，机械能增大，故D正确。 故选ABD。 13．（23-24高二上·西藏拉萨·期末）如图所示的电路中，电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在变阻器的滑动端向上滑动的过程中，下列说法正确的是（    ） A．电压表的示数增大，电流表的示数减小 B．电压表的示数减小，电流表的示数增大 C．上消耗的功率增大 D．上消耗的功率增大 【答案】AD 【详解】开关S闭合后，在变阻器的滑动端向上滑动的过程中，变阻器连入电路的长度变长，阻值变大，根据结论法，“串反并同”，电压表和电阻与变阻器并联，变化趋势相同，电压表的示数变大，上消耗的功率增大；电流表和电阻与变阻器串联，变化趋势相反，电流表的示数变小，上消耗的功率减小，故AD正确，BC错误。 故选AD。 14．（22-23高二上·安徽马鞍山·阶段练习）如图甲所示的电路，其中电源电动势，内阻，定值电阻，已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的阻值的关系如图乙所示，滑动变阻器最大值为，求： (1)图乙中最大功率的值； (2)图乙中的值； (3)当滑动变阻器接入电路的阻值为时，电源的效率（结果保留三位有效数字）。 【答案】(1)1.5W (2) (3)83.3% 【详解】（1）由闭合电路欧姆定律的推论可知，当电路外电阻等于电源内阻时，输出的功率最大。 把定值电阻R看成电源内阻的一部分，结合题图乙可知，当 时，滑动变阻器消耗的功率最大，最大功率 （2）由题图乙知，滑动变阻器接入电路的阻值为和时消耗的功率相等，有 代入数据解得 （3）当时，可得 此时有 则电源效率 15．（23-24高一下·浙江杭州·期末）如图，电源电动势为12V，内阻为2Ω，电阻为1Ω，为6Ω。开关闭合后，电动机恰好正常工作。已知电动机额定电压U为6V，线圈电阻为0.5Ω，问： （1）电动机正常工作时通过的电流多大？ （2）电动机正常工作时产生的机械功率是多大？ （3）若、电阻可调，在确保电动机正常工作的前提下，当的阻值多大时，消耗的电功率最大？此时的阻值多大？ 【答案】（1）；（2）；（3），， 【详解】（1）电动机恰好正常工作，所以电动机两端的电压恰好等于额定电压，根据并联关系 通过的电流 （2）电源内阻和电阻的总电压为 则电路中的电流为 流过电动机的电流为 电动机的输入功率为 电动机的热功率为 所以，电动机正常工作时产生的机械功率为 （3）在确保电动机正常工作的前提下，则电源内阻和电阻的总电压为6V不变，设此电压为，则的功率为 由数学关系可知，当 时，的功率最大，代入上式，解得此时功率为 此时电路中的总电流为 则此时通过的电流为 则此时的阻值为 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