专题02 电路及其应用【考点清单】--2024-2025学年高二物理上学期期末考点大串讲（（粤教版2019必修第三册+选择性必修第二册第一、二章））

专题02 电路及其应用 考点01 电流 电压 电阻 考点02 练习使用多用电表 考点03串并联电路 考点04闭合电路欧姆定律 考点05 焦耳定律 考点06 测量电池的电动势和内电阻 ▉考点01电流 电压 电阻 一、电源 1．定义：能把电子从正极搬运到负极的装置。 2．作用 (1)维持电路两端有一定的电势差。 (2)使闭合电路中保持持续的电流。 二、恒定电流 1．恒定电场 当电路达到稳定时，导线中的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的。这种由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场，叫作恒定电场。 2．恒定电流 (1)定义：大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流(我们把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向)。 (2)公式：I＝。其中：I表示电流，q表示在时间t内通过导体横截面的电荷量。 (3)单位：安培，简称安，符号A；常用的电流单位还有毫安(mA)、微安(μA)。1 A＝103mA＝106μA。 3．电流的微观表达式I＝nevS (1)I＝是电流的定义式，I＝nevS是电流的决定式，因此电流I与通过导体横截面的电荷量q及时间t无关，从微观上看，电流决定于导体中单位体积内的自由电荷数n、每个自由电荷的电荷量大小e、定向移动的速率v，还与导体的横截面积S有关。 (2)v表示电荷定向移动的速率。自由电荷在不停地做无规则的热运动，其速率为热运动的速率，电流是自由电荷在热运动的基础上向某一方向定向移动形成的。 三、电阻 1．定义：导体两端的电压与通过导体的电流之比。 2．定义式：R＝。 3．物理意义：反映导体对电流阻碍作用的大小。 4．U－I图像中表示电阻：在导体的 U－I 图像中，斜率反映了导体电阻的大小。 四、影响导体电阻的因素 导体的电阻与长度、横截面积有定量关系，而且当导体的长度和横截面积确定后，导体的电阻因材料不同而不同。 五、导体的电阻率 1．电阻的大小：同种材料的导体，其电阻R与它的长度l成正比，与它的横截面积S成反比；导体电阻还与构成它的材料有关。 2．电阻公式：R＝ρ。 3．电阻率：影响电阻率的两个因素是材料和温度。 4．电阻率与温度的关系 (1)金属铂的电阻率随温度的升高而增大。利用金属铂的这一特点可用于制造铂电阻温度计。 (2)有些合金如锰铜合金、镍铜合金的电阻率受温度的影响很小，常用来制作标准电阻。 (3)超导现象：一些金属在温度特别低时电阻可以降到0，这种现象叫作超导现象。 六、伏安特性曲线 1．伏安特性曲线：用横坐标表示电压U，纵坐标表示电流I，这样画出的I－U图像叫作导体的伏安特性曲线。 2．线性元件和非线性元件 (1)线性元件：伏安特性曲线是一条过原点的直线，欧姆定律适用的元件。如金属导体、电解质溶液。 (2)非线性元件：伏安特性曲线是一条曲线，电流与电压不成正比，欧姆定律不适用的元件。如气态导体(日光灯管、霓虹灯管中的气体)和半导体元件。 ▉考点02练习使用多用电表 一、实验目的 1．通过实际操作学会使用多用电表，测量电压、电流和电阻。 2．会用多用电表测量二极管的正、反向电阻，并据此判断二极管的正、负极。 二、实验原理 1．指针式多用电表 (1)如图所示，表的上半部分为表盘，下半部分为选择开关，周围标有测量功能的区域及量程。将多用电表的选择开关旋转到电流挡，多用电表内的电流表电路就被接通；选择开关旋转到电压挡或欧姆挡，表内的电压表电路或欧姆表电路就被接通。 (2)测量功能区域电压挡和电流挡对应的数值表示电压表或电流表的量程，电阻挡对应的数值表示倍率。读数时，要读取跟功能选择开关挡位相对应的刻度值。 2．测量小灯泡的电压 (1)选择直流电压挡合适的量程，并将选择开关旋至相应位置。 (2)将多用电表并联在待测电阻两端，注意红表笔接触点的电势应比黑表笔高。 (3)根据表盘上的直流电压标度读出电压值，读数时注意最小刻度所表示的电压值。 3．测量通过小灯泡的电流 (1)选择直流电流挡合适的量程。 (2)将被测电路导线卸开一端，把多用电表串联在电路中，电流应从红表笔流入多用电表。 (3)读数时，要认清刻度盘上的最小刻度。 4．测量电阻 (1)要将选择开关扳到欧姆挡上，此时红表笔连接表内电源的负极，黑表笔连接表内电源的正极。选好量程后，先调零，然后测量。测量完毕，应把选择开关旋转到“OFF”挡或交流电压最高挡。 (2)用多用电表测电压、测电流及测电阻时，电流都是从红表笔流入电表，从黑表笔流出电表。 三、实验步骤 1．观察多用电表的外形，认识选择开关的测量项目及量程。 2．检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置。若不指零，则可用小螺丝刀进行机械调零。 3．将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔。 4．如图甲所示连好电路，将多用电表选择开关置于直流电压挡，测小灯泡两端的电压。 5．如图乙所示连好电路，将选择开关置于直流电流挡，测量通过小灯泡的电流。 6．利用多用电表的欧姆挡测三个定值电阻的阻值，比较测量值和真实值的误差。 7．研究二极管的单向导电性，利用多用电表的欧姆挡测二极管两个引线间的电阻，确定正负极。 四、注意事项 1．测量直流电流时，应先把待测电路断开，然后把多用电表串联在待测电路中测量。切记勿用电流挡去测量电压。 2．在进行测量之前，必须先将选择开关旋至待测量的物理量所在挡位的位置。 3．测量电阻时应注意 (1)测量电阻之前应该先把两表笔直接接触，调整“欧姆调零旋钮”，使指针指向“0”。改用不同倍率的欧姆挡后必须重复这项操作。 (2)测量电阻时两手不能同时接触表笔的金属部分。 4．测量过程中，不准带电旋转开关。 5．每次使用完毕，应将开关旋至“OFF”挡或交流电压最高挡。 6．多用电表长期不用时，应将表内的干电池取出。 ▉考点03 串并联电路 一、串、并联电路中的电流 1．串联电路中的电流处处相等，即I＝I1＝I2＝…＝In。 2．并联电路的总电流等于各支路电流之和，即I＝I1＋I2＋…＋In。 二、串、并联电路中的电压 1．串联电路两端的总电压等于各部分电路电压之和，即U＝U1＋U2＋…＋Un。 2．并联电路的总电压与各支路电压相等，即U＝U1＝U2＝…＝Un。 三、串、并联电路中的电阻 1．串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和，即R＝R1＋R2＋…＋Rn。 2．并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和，即＝＋＋…＋。 四、电压表和电流表的电路结构 1．常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表G(表头)改装而成的。 小量程电流表G(表头)的三个参数 (1)电流表的内阻：电流表G的电阻Rg叫作电流表的内阻。 (2)满偏电流：指针偏转到最大刻度时的电流Ig叫作满偏电流。 (3)满偏电压：电流表G通过满偏电流时，加在它两端的电压Ug叫作满偏电压。 2．改装原理 (1)改装为电压表：将表头串联一个电阻。 (2)改装为电流表：将表头并联一个电阻。 ▉考点04闭合电路欧姆定律 一、电动势 1．闭合电路：由导线、电源和用电器连成的电路叫作闭合电路。 2．电源 (1)非静电力的作用：把正电荷从负极搬运到正极的过程中，非静电力在做功，使电荷的电势能增加。 (2)电源概念：电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。 3．电动势 (1)物理意义：表征电源把其他形式的能转化为电势能本领的物理量。 (2)定义：非静电力所做的功与所移动的电荷量之比叫作电动势，用E表示，即E＝。 (3)单位：与电势、电势差的单位相同，为伏特。 (4)大小的决定因素：由电源中非静电力的特性决定，跟外电路无关，对于常用的干电池来说，跟电池的体积无关。 二、闭合电路欧姆定律及其能量分析 1．闭合电路的组成 (1)内电路：如图所示，电源内部的电路叫内电路，电源的电阻叫内电阻。 (2)外电路：电源外部的电路叫外电路，外电路的电阻称为外电阻，在外电路中，沿电流方向电势降低。 2．闭合电路的欧姆定律 (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)表达式：I＝。 (3)表达式也可以写为：E＝U外＋U内，即电源的电动势等于内、外电路电势降落之和。 三、路端电压与负载的关系 1．路端电压的表达式：U＝E－Ir。 2．路端电压随外电阻的变化规律 (1)当外电阻R减小时，由I＝可知电流I增大，路端电压U＝E－Ir减小。 (2)当外电阻R增大时，由I＝可知电流I减小，路端电压U＝E－Ir增大。 (3)两种特殊情况 ①断路：当外电路断开时，电流I为0，U＝E。即断路时的路端电压等于电源电动势。 ②短路：当电源两端短路时，外电阻R＝0，此时I＝。 ▉考点05 焦耳定律 一、电功和电功率 1．电功 (1)定义：电流在一段电路中所做的功等于这段电路两端的电压U、电路中的电流I、通电时间t三者的乘积。 (2)公式：W＝UIt。 (3)国际单位：焦耳，简称焦，符号为J。 2．电功率 (1)定义：电流在一段电路中所做的功与通电时间之比。 (2)公式：P＝＝UI。 (3)单位：瓦特，简称瓦，符号为W。 (4)意义：表示电流做功的快慢。 二、焦耳定律 1．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＝I2Rt。 (3)适用范围：任何电路。 2．热功率 (1)定义：电流通过导体发热的功率。 (2)公式：P热＝＝I2R。 三、电路中的能量转化 1．纯电阻电路：电流通过纯电阻电路做功时，电能全部转化为导体的电热。 2．非纯电阻电路：含有电动机或电解槽等的电路称为非纯电阻电路。在非纯电阻电路中，电流做的功将电能除了转化为内能外，还转化为机械能或化学能。 ▉考点06测量电池的电动势和内电阻 一、实验目的 1．进一步熟悉电压表、电流表、滑动变阻器的使用。 2．学会用伏安法测电池的电动势和内阻。 3．学会利用图像处理实验数据。 二、实验原理 1．原理图如图所示。 2．原理：通过改变滑动变阻器的阻值，用电压表和电流表测出每种状态(最少两种)下的U、I值，列出两个方程，即可求出电动势E和内阻r。 即 联立求解可得 三、实验器材 被测电池(干电池)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和导线等。 四、实验步骤 1．确定电流表、电压表的量程，按电路原理图把器材连接好，如图所示。 2．把变阻器的滑片移到一端使阻值最大。 3．闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组电流表和电压表的示数，用同样的方法测量并记录几组I和U的值。 4．断开开关，整理好器材。 五、数据处理 1．代数法：运用方程组，求解E和r。 为了减小实验的偶然误差，应该利用U、I值多求几组E和r的值，算出它们的平均值。 2．图像法：对于E、r一定的电源，路端电压U与通过干路的电流I的U－I图像是一条直线，这条直线与纵轴U的交点表示电源的电动势E，与横轴I的交点表示短路电流，图线斜率的绝对值表示电源的内阻r。在读图时应注意图像的纵坐标是否是从零开始的，若从零开始，如图甲所示，则r＝，若不是从零开始，如图乙所示，则r＝。　 六、注意事项 1．为使电池的路端电压有明显变化，应选取内阻较大的旧干电池和内阻较大的电压表。 2．实验中不能将电流调得过大，且读数要快，读完后立即切断电源，防止干电池大电流放电时内阻r发生明显变化。 3．若干电池的路端电压变化不很明显，作图像时，纵轴单位可取得小一些，且纵轴起点可不从零开始。 如图所示，此时图线与纵轴交点仍为电池的电动势E，但图线与横轴交点不再是短路电流，内阻要在直线上取较远的两点用r＝求出。 4．为了提高测量的精确度，在实验中I、U的变化范围要大一些，计算E、r时，U1和U2、I1和I2的差值要大一些。 七、误差分析 1．偶然误差：主要来源于电压表和电流表的读数以及作U－I 图像时描点不准确。 2．系统误差 (1)电流表内接时电路如图甲所示，产生实验误差的原因是电压表的分流，测量值与真实值的关系为： E测<E真；r测<r真。 (2)电流表外接时电路如图乙所示，产生实验误差的原因是电流表的分压，测量值与真实值的关系为： E测＝E真；r测>r真。 八、实验创新(测电源E、r的其他方案) 主要方法 原理 电路图 伏阻法(电压表、变阻箱) E＝U1＋r E＝U2＋r 安阻法(电流表、变阻箱) E＝I1R1＋I1r E＝I2R2＋I2r 一、单选题 1．关于电流、电压、电阻和电动势，下列说法正确的是（　　） A．电荷定向移动的方向就是电流方向 B．由可知，电动势与非静电力做的功成正比，与所移动的电荷量成反比 C．将一根粗细均匀的电阻丝均匀拉长，其电阻增大，电阻率也增大 D．在混联电路中，任意一个电阻增大时，电路的总电阻增大 2．如图所示，两段长度和材料相同、粗细均匀的金属导线A、B，单位体积内的自由电子数相等，横截面积之比SA:SB=1:2。已知5s内有5×1018个自由电子通过导线A的横截面，元电荷e=1.6×10-19C，则下列说法错误的是（　　） A．流经导线A的电流为0.16A B．导线A、B的电阻之比为2:1 C．5s内有1×1018个自由电子通过导线B的横截面 D．自由电子在导线A和B中移动的平均速率之比 3．如图为两元件甲、乙的图像，两图线交于A点，A点坐标为，甲的图线与横轴所成夹角为30°。下列说法不正确的是（    ） A．甲元件的电阻为 B．在A点，甲的电阻等于乙的电阻 C．若将甲、乙元件串联，电流为时，甲、乙元件的总电压为 D．若将甲、乙元件并联，两端电压为时，则秒通过干路某一横截面的电荷量为 4．在如图甲所示的电路中，电源的图像如图乙中图线a所示。定值电阻R0的图像如图乙中的图线b所示，滑动变阻器RX的总电阻为1Ω，下列说法正确的是（　　） A．定值电阻R0的阻值为4Ω B．当RX=1Ω时滑动变阻器RX消耗的功率最大 C．当RX=0.5Ω时定值电阻R0消耗的功率最大 D．当RX=0.25Ω时电源输出的功率最大 5．四个相同的小量程电流表（表头）分别改装成两个电流表A1、A2和两个电压表V1、V2。已知电流表A1的量程大于A2的量程，电压表V1的量程大于V2的量程，改装好后把它们按如图所示接入电路，则（　　） A．电流表A1的读数等于电流表A2的读数 B．电流表A1指针的偏转角小于电流表A2指针的偏转角 C．电压表V1的读数小于电压表V2的读数 D．电压表V1指针的偏转角等于电压表V2指针的偏转角 6．扫地机器人是智能家用电器的一种，它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫，如图所示为某品牌智能扫地机器人及其铭牌上的部分文字说明，若已知该扫地机器人从电能耗尽开始充电，电能全部用完算一次工作时间。则下列说法正确的是（　　） 产品型号 DF43/DF45 工作电压 14.4V 额定功率 22W 充电座额定输出电压 19V 充电座额定输出电流 0.6A 电池种类及规格 锂电池14.4V/2600mAh A．2600mAh是指电池储存电能的大小 B．扫地机器人正常工作电流为0.6A C．扫地机器人充满电后一次工作时间约为1.7h D．扫地机器人需要充满电的时间约为45h 7．小周老师在优质课展示活动中做了“电池+口香糖锡纸=取火工具”的实验（如图甲），实验前将口香糖锡纸中间剪掉一些（如图乙），将锡纸条带锡面的一端接在电池的正极，另一端接在电池的负极，发现锡纸条很快开始冒烟、着火，则以下说法正确的是（　　） A．此实验中使用旧电池效果更好 B．此实验利用了电流的热效应，ab段最先燃烧 C．可以用锡来制作标准电阻 D．若ab=bc=cd，则ab段电阻最小，cd段电阻最大 8．在如图所示的电路中，电源电动势为，内阻为，定值电阻R的阻值为，电动机的线圈阻值为。闭合开关S后，理想电压表的示数为。下列说法不正确的是（  ） A．电源的输出功率为1.375W B．电动机消耗的功率为 C．电动机线圈在1分钟内产生的热量为 D．如果电动机被卡住，电压表的示数将变小 二、多选题 9．某一导体的伏安特性曲线如图中实线（曲线）所示，关于导体的电阻，以下说法正确的是（　　） A．B点对应的电阻为 B．B点对应的电阻为 C．工作状态从A变化到了B时，导体的电阻不断增大 D．工作状态从A变化到了B时，导体的电阻不断减小 10．如图所示的电路中有一个平行板电容器，一个带电液滴P位于电容器中间且处于静止状态，电流表和电压表为理想电表，电源内阻不可忽略，当闭合开关后滑动变阻器的滑片向b端移动时，则（　　） A．电压表示数减小 B．电阻的功率一定减小 C．电源的总功率一定减小 D．若将开关S断开，带电液滴M将向上极板运动 11．如图甲所示，用内阻为充电宝为一手机充电，其等效电路如图乙所示，在充电开始后的一段时间内，充电宝的输出电压、输出电流可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻为，则时间内（    ） A．充电宝输出的电功率为 B．手机电池的热功率为 C．手机电池产生的焦耳热为 D．手机电池增加的化学能为 12．工程师对某款新能源汽车的直流蓄电池进行性能测试，测试过程中系统输出的图像如图，其中为直流电源的输出功率，为干路电流，下列说法正确的是（　　） A．该蓄电池的电动势为 B．该蓄电池的内阻为 C．该蓄电池的断路电压为 D．该蓄电池的短路电流为 三、实验题 13．某学习小组对两种型号铅笔芯的电阻率进行测量。实验器材如下： 学生电源（输出电压）； 滑动变阻器（最大阻值，额定电流）； 电压表V（量程，内阻未知）； 电流表A（量程，内阻未知）； 待测铅笔芯（型号、型号）； 游标卡尺，螺旋测微器，开关，单刀双掷开关，导线若干。 回答以下问题： (1)使用螺旋测微器测量铅笔芯直径，某次测量结果如图甲所示，该读数为 。 (2)把待测铅笔芯接入图乙所示电路，闭合开关后，将滑动变阻器滑片由最右端向左调节到合适位置，将单刀双掷开关分别掷到1、2端，观察到电压表示数变化比电流表示数变化更明显，则测量铅笔芯电阻时应将掷到 （选填“1”或“2”）端。 (3)正确连接电路，得到型号铅笔芯图像如图丙所示，采用同样方法得到型号铅笔芯的电阻为；使用游标卡尺测得、型号铅笔芯的长度分别为、，使用螺旋测微器测得、型号铅笔芯直径近似相等，则型号铅笔芯的电阻率 （选填“大于”或“小于”）型号铅笔芯的电阻率。 14．某实验小组为测量干电池的电动势和内阻，设计了如图甲所示电路，所用器材如下： 电压表（量程，内阻很大）； 电流表（量程）； 电阻箱（阻值）； 干电池一节、开关一个和导线若干。 (1)根据图甲，完成图乙中的实物图连线。 (2)调节电阻箱到最大阻值，闭合开关。逐次改变电阻箱的电阻，记录其阻值、相应的电流表示数和电压表示数。根据记录数据作出的图像如图丙所示，则干电池的电动势为 （保留三位有效数字）、内阻为 （保留两位有效数字）。 (3)由于电压表内阻不是无穷大，本实验干电池内阻的测量值 （选填“偏大”或“偏小”）。 (4)该小组根据记录数据进一步探究，作出图像如图丁所示。利用图丁中图像的纵轴截距，结合（2）问得到的电动势与内阻，还可以求出电流表内阻约为 （保留两位有效数字）。 四、解答题 15．在如图甲所示的电路中，电源电动势为，、和为三个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。当开关S闭合后，理想电流表示数为0.3A，求： (1)此时、的电阻大小； (2)消耗的电功率大小； (3)电源内阻大小。 16．某直流电动起重机装置如图所示。已知电源电动势，电源内阻，电阻，当重物质量很大时，闭合开关S，电动机未能将重物提升，且转轴与绳间不打滑，此时理想电压表的示数为5V；当重物质量时，闭合开关S，电动机最后以稳定速度匀速提升重物，此时电动机消耗功率最大（不计摩擦，g取）求： (1)电动机的内阻； (2)重物匀速上升时流过电动机的电流大小及电机的功率； (3)重物匀速上升的速度大小v。 17．如图所示，直线①②分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流的变化的特性图线，曲线③是一个电子元件的伏安特性曲线。曲线与直线交点的坐标分别为和。直线④是曲线在P点的切线，直线与横轴交点坐标为。求： （1）该电子元件在5A电流流过时的阻值； （2）电子元件连接电源2时消耗的功率； （3）若外阻可变，求出电源1的内阻和最大输出功率。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！4 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题02 电路及其应用 考点01 电流 电压 电阻 考点02 练习使用多用电表 考点03串并联电路 考点04闭合电路欧姆定律 考点05 焦耳定律 考点06 测量电池的电动势和内电阻 ▉考点01电流 电压 电阻 一、电源 1．定义：能把电子从正极搬运到负极的装置。 2．作用 (1)维持电路两端有一定的电势差。 (2)使闭合电路中保持持续的电流。 二、恒定电流 1．恒定电场 当电路达到稳定时，导线中的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的。这种由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场，叫作恒定电场。 2．恒定电流 (1)定义：大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流(我们把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向)。 (2)公式：I＝。其中：I表示电流，q表示在时间t内通过导体横截面的电荷量。 (3)单位：安培，简称安，符号A；常用的电流单位还有毫安(mA)、微安(μA)。1 A＝103mA＝106μA。 3．电流的微观表达式I＝nevS (1)I＝是电流的定义式，I＝nevS是电流的决定式，因此电流I与通过导体横截面的电荷量q及时间t无关，从微观上看，电流决定于导体中单位体积内的自由电荷数n、每个自由电荷的电荷量大小e、定向移动的速率v，还与导体的横截面积S有关。 (2)v表示电荷定向移动的速率。自由电荷在不停地做无规则的热运动，其速率为热运动的速率，电流是自由电荷在热运动的基础上向某一方向定向移动形成的。 三、电阻 1．定义：导体两端的电压与通过导体的电流之比。 2．定义式：R＝。 3．物理意义：反映导体对电流阻碍作用的大小。 4．U－I图像中表示电阻：在导体的 U－I 图像中，斜率反映了导体电阻的大小。 四、影响导体电阻的因素 导体的电阻与长度、横截面积有定量关系，而且当导体的长度和横截面积确定后，导体的电阻因材料不同而不同。 五、导体的电阻率 1．电阻的大小：同种材料的导体，其电阻R与它的长度l成正比，与它的横截面积S成反比；导体电阻还与构成它的材料有关。 2．电阻公式：R＝ρ。 3．电阻率：影响电阻率的两个因素是材料和温度。 4．电阻率与温度的关系 (1)金属铂的电阻率随温度的升高而增大。利用金属铂的这一特点可用于制造铂电阻温度计。 (2)有些合金如锰铜合金、镍铜合金的电阻率受温度的影响很小，常用来制作标准电阻。 (3)超导现象：一些金属在温度特别低时电阻可以降到0，这种现象叫作超导现象。 六、伏安特性曲线 1．伏安特性曲线：用横坐标表示电压U，纵坐标表示电流I，这样画出的I－U图像叫作导体的伏安特性曲线。 2．线性元件和非线性元件 (1)线性元件：伏安特性曲线是一条过原点的直线，欧姆定律适用的元件。如金属导体、电解质溶液。 (2)非线性元件：伏安特性曲线是一条曲线，电流与电压不成正比，欧姆定律不适用的元件。如气态导体(日光灯管、霓虹灯管中的气体)和半导体元件。 ▉考点02练习使用多用电表 一、实验目的 1．通过实际操作学会使用多用电表，测量电压、电流和电阻。 2．会用多用电表测量二极管的正、反向电阻，并据此判断二极管的正、负极。 二、实验原理 1．指针式多用电表 (1)如图所示，表的上半部分为表盘，下半部分为选择开关，周围标有测量功能的区域及量程。将多用电表的选择开关旋转到电流挡，多用电表内的电流表电路就被接通；选择开关旋转到电压挡或欧姆挡，表内的电压表电路或欧姆表电路就被接通。 (2)测量功能区域电压挡和电流挡对应的数值表示电压表或电流表的量程，电阻挡对应的数值表示倍率。读数时，要读取跟功能选择开关挡位相对应的刻度值。 2．测量小灯泡的电压 (1)选择直流电压挡合适的量程，并将选择开关旋至相应位置。 (2)将多用电表并联在待测电阻两端，注意红表笔接触点的电势应比黑表笔高。 (3)根据表盘上的直流电压标度读出电压值，读数时注意最小刻度所表示的电压值。 3．测量通过小灯泡的电流 (1)选择直流电流挡合适的量程。 (2)将被测电路导线卸开一端，把多用电表串联在电路中，电流应从红表笔流入多用电表。 (3)读数时，要认清刻度盘上的最小刻度。 4．测量电阻 (1)要将选择开关扳到欧姆挡上，此时红表笔连接表内电源的负极，黑表笔连接表内电源的正极。选好量程后，先调零，然后测量。测量完毕，应把选择开关旋转到“OFF”挡或交流电压最高挡。 (2)用多用电表测电压、测电流及测电阻时，电流都是从红表笔流入电表，从黑表笔流出电表。 三、实验步骤 1．观察多用电表的外形，认识选择开关的测量项目及量程。 2．检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置。若不指零，则可用小螺丝刀进行机械调零。 3．将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔。 4．如图甲所示连好电路，将多用电表选择开关置于直流电压挡，测小灯泡两端的电压。 5．如图乙所示连好电路，将选择开关置于直流电流挡，测量通过小灯泡的电流。 6．利用多用电表的欧姆挡测三个定值电阻的阻值，比较测量值和真实值的误差。 7．研究二极管的单向导电性，利用多用电表的欧姆挡测二极管两个引线间的电阻，确定正负极。 四、注意事项 1．测量直流电流时，应先把待测电路断开，然后把多用电表串联在待测电路中测量。切记勿用电流挡去测量电压。 2．在进行测量之前，必须先将选择开关旋至待测量的物理量所在挡位的位置。 3．测量电阻时应注意 (1)测量电阻之前应该先把两表笔直接接触，调整“欧姆调零旋钮”，使指针指向“0”。改用不同倍率的欧姆挡后必须重复这项操作。 (2)测量电阻时两手不能同时接触表笔的金属部分。 4．测量过程中，不准带电旋转开关。 5．每次使用完毕，应将开关旋至“OFF”挡或交流电压最高挡。 6．多用电表长期不用时，应将表内的干电池取出。 ▉考点03 串并联电路 一、串、并联电路中的电流 1．串联电路中的电流处处相等，即I＝I1＝I2＝…＝In。 2．并联电路的总电流等于各支路电流之和，即I＝I1＋I2＋…＋In。 二、串、并联电路中的电压 1．串联电路两端的总电压等于各部分电路电压之和，即U＝U1＋U2＋…＋Un。 2．并联电路的总电压与各支路电压相等，即U＝U1＝U2＝…＝Un。 三、串、并联电路中的电阻 1．串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和，即R＝R1＋R2＋…＋Rn。 2．并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和，即＝＋＋…＋。 四、电压表和电流表的电路结构 1．常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表G(表头)改装而成的。 小量程电流表G(表头)的三个参数 (1)电流表的内阻：电流表G的电阻Rg叫作电流表的内阻。 (2)满偏电流：指针偏转到最大刻度时的电流Ig叫作满偏电流。 (3)满偏电压：电流表G通过满偏电流时，加在它两端的电压Ug叫作满偏电压。 2．改装原理 (1)改装为电压表：将表头串联一个电阻。 (2)改装为电流表：将表头并联一个电阻。 ▉考点04闭合电路欧姆定律 一、电动势 1．闭合电路：由导线、电源和用电器连成的电路叫作闭合电路。 2．电源 (1)非静电力的作用：把正电荷从负极搬运到正极的过程中，非静电力在做功，使电荷的电势能增加。 (2)电源概念：电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。 3．电动势 (1)物理意义：表征电源把其他形式的能转化为电势能本领的物理量。 (2)定义：非静电力所做的功与所移动的电荷量之比叫作电动势，用E表示，即E＝。 (3)单位：与电势、电势差的单位相同，为伏特。 (4)大小的决定因素：由电源中非静电力的特性决定，跟外电路无关，对于常用的干电池来说，跟电池的体积无关。 二、闭合电路欧姆定律及其能量分析 1．闭合电路的组成 (1)内电路：如图所示，电源内部的电路叫内电路，电源的电阻叫内电阻。 (2)外电路：电源外部的电路叫外电路，外电路的电阻称为外电阻，在外电路中，沿电流方向电势降低。 2．闭合电路的欧姆定律 (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)表达式：I＝。 (3)表达式也可以写为：E＝U外＋U内，即电源的电动势等于内、外电路电势降落之和。 三、路端电压与负载的关系 1．路端电压的表达式：U＝E－Ir。 2．路端电压随外电阻的变化规律 (1)当外电阻R减小时，由I＝可知电流I增大，路端电压U＝E－Ir减小。 (2)当外电阻R增大时，由I＝可知电流I减小，路端电压U＝E－Ir增大。 (3)两种特殊情况 ①断路：当外电路断开时，电流I为0，U＝E。即断路时的路端电压等于电源电动势。 ②短路：当电源两端短路时，外电阻R＝0，此时I＝。 ▉考点05 焦耳定律 一、电功和电功率 1．电功 (1)定义：电流在一段电路中所做的功等于这段电路两端的电压U、电路中的电流I、通电时间t三者的乘积。 (2)公式：W＝UIt。 (3)国际单位：焦耳，简称焦，符号为J。 2．电功率 (1)定义：电流在一段电路中所做的功与通电时间之比。 (2)公式：P＝＝UI。 (3)单位：瓦特，简称瓦，符号为W。 (4)意义：表示电流做功的快慢。 二、焦耳定律 1．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＝I2Rt。 (3)适用范围：任何电路。 2．热功率 (1)定义：电流通过导体发热的功率。 (2)公式：P热＝＝I2R。 三、电路中的能量转化 1．纯电阻电路：电流通过纯电阻电路做功时，电能全部转化为导体的电热。 2．非纯电阻电路：含有电动机或电解槽等的电路称为非纯电阻电路。在非纯电阻电路中，电流做的功将电能除了转化为内能外，还转化为机械能或化学能。 ▉考点06测量电池的电动势和内电阻 一、实验目的 1．进一步熟悉电压表、电流表、滑动变阻器的使用。 2．学会用伏安法测电池的电动势和内阻。 3．学会利用图像处理实验数据。 二、实验原理 1．原理图如图所示。 2．原理：通过改变滑动变阻器的阻值，用电压表和电流表测出每种状态(最少两种)下的U、I值，列出两个方程，即可求出电动势E和内阻r。 即 联立求解可得 三、实验器材 被测电池(干电池)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和导线等。 四、实验步骤 1．确定电流表、电压表的量程，按电路原理图把器材连接好，如图所示。 2．把变阻器的滑片移到一端使阻值最大。 3．闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组电流表和电压表的示数，用同样的方法测量并记录几组I和U的值。 4．断开开关，整理好器材。 五、数据处理 1．代数法：运用方程组，求解E和r。 为了减小实验的偶然误差，应该利用U、I值多求几组E和r的值，算出它们的平均值。 2．图像法：对于E、r一定的电源，路端电压U与通过干路的电流I的U－I图像是一条直线，这条直线与纵轴U的交点表示电源的电动势E，与横轴I的交点表示短路电流，图线斜率的绝对值表示电源的内阻r。在读图时应注意图像的纵坐标是否是从零开始的，若从零开始，如图甲所示，则r＝，若不是从零开始，如图乙所示，则r＝。　 六、注意事项 1．为使电池的路端电压有明显变化，应选取内阻较大的旧干电池和内阻较大的电压表。 2．实验中不能将电流调得过大，且读数要快，读完后立即切断电源，防止干电池大电流放电时内阻r发生明显变化。 3．若干电池的路端电压变化不很明显，作图像时，纵轴单位可取得小一些，且纵轴起点可不从零开始。 如图所示，此时图线与纵轴交点仍为电池的电动势E，但图线与横轴交点不再是短路电流，内阻要在直线上取较远的两点用r＝求出。 4．为了提高测量的精确度，在实验中I、U的变化范围要大一些，计算E、r时，U1和U2、I1和I2的差值要大一些。 七、误差分析 1．偶然误差：主要来源于电压表和电流表的读数以及作U－I 图像时描点不准确。 2．系统误差 (1)电流表内接时电路如图甲所示，产生实验误差的原因是电压表的分流，测量值与真实值的关系为： E测<E真；r测<r真。 (2)电流表外接时电路如图乙所示，产生实验误差的原因是电流表的分压，测量值与真实值的关系为： E测＝E真；r测>r真。 八、实验创新(测电源E、r的其他方案) 主要方法 原理 电路图 伏阻法(电压表、变阻箱) E＝U1＋r E＝U2＋r 安阻法(电流表、变阻箱) E＝I1R1＋I1r E＝I2R2＋I2r 一、单选题 1．关于电流、电压、电阻和电动势，下列说法正确的是（　　） A．电荷定向移动的方向就是电流方向 B．由可知，电动势与非静电力做的功成正比，与所移动的电荷量成反比 C．将一根粗细均匀的电阻丝均匀拉长，其电阻增大，电阻率也增大 D．在混联电路中，任意一个电阻增大时，电路的总电阻增大 【答案】D 【解析】A．规定正电荷定向移动的方向就是电流方向，故A错误； B．是电动势的定义式，电动势由电源自身决定，与W、q无关，故B错误； C．将一根粗细均匀的电阻丝均匀拉长，其电阻增大，但电阻率由材料与稳定决定，电阻率不变，故C错误； D．在串、并联组合的电路中，任意一个电阻增大而其余电阻不变时，电路的总电阻增大。故D正确。 故选D。 2．如图所示，两段长度和材料相同、粗细均匀的金属导线A、B，单位体积内的自由电子数相等，横截面积之比SA:SB=1:2。已知5s内有5×1018个自由电子通过导线A的横截面，元电荷e=1.6×10-19C，则下列说法错误的是（　　） A．流经导线A的电流为0.16A B．导线A、B的电阻之比为2:1 C．5s内有1×1018个自由电子通过导线B的横截面 D．自由电子在导线A和B中移动的平均速率之比 【答案】C 【解析】A．流过A的电流为 故A正确，不符合题意； B．根据电阻定律 可得 故B正确，不符合题意； C．因两段串联，通过两棒的电流相等，所以在相等时间内通过每段导线横截面的电荷量是相等的，故C错误，符合题意； D．因两段串联，通过两棒的电流相等，又 则有 故D正确，不符合题意。 故选C。 3．如图为两元件甲、乙的图像，两图线交于A点，A点坐标为，甲的图线与横轴所成夹角为30°。下列说法不正确的是（    ） A．甲元件的电阻为 B．在A点，甲的电阻等于乙的电阻 C．若将甲、乙元件串联，电流为时，甲、乙元件的总电压为 D．若将甲、乙元件并联，两端电压为时，则秒通过干路某一横截面的电荷量为 【答案】D 【解析】A．根据欧姆定律，则有 A正确； B．在A点甲乙的电流和电压相同，所以二者电阻相等，B正确； C．电流为1A时，对于乙电阻，则有 所以甲乙元件的总电压为 C正确； D．根据欧姆定律，通过甲的电流为 通过乙的电流为 所以总电流为 所以通过的电荷量为 D错误。 故选D。 4．在如图甲所示的电路中，电源的图像如图乙中图线a所示。定值电阻R0的图像如图乙中的图线b所示，滑动变阻器RX的总电阻为1Ω，下列说法正确的是（　　） A．定值电阻R0的阻值为4Ω B．当RX=1Ω时滑动变阻器RX消耗的功率最大 C．当RX=0.5Ω时定值电阻R0消耗的功率最大 D．当RX=0.25Ω时电源输出的功率最大 【答案】D 【解析】A．由定值电阻的图像可知，定值电阻R0的阻值为 故A错误； B．由闭合电路欧姆定律得 由电源得图像可知，图像纵截距表示电动势，图像斜率绝对值表示电源内阻，即 分析可知，要功率最大，则满足 联立以上得 所以当时滑动变阻器消耗的功率不是最大，故B错误； C．要让定值电阻的功率最大，则需电流最大，故此时滑动变阻器阻值应该为0，故C错误； D．要让电源输出的功率最大，分析可知需满足 联立以上得 故D正确。 故选D 。 5．四个相同的小量程电流表（表头）分别改装成两个电流表A1、A2和两个电压表V1、V2。已知电流表A1的量程大于A2的量程，电压表V1的量程大于V2的量程，改装好后把它们按如图所示接入电路，则（　　） A．电流表A1的读数等于电流表A2的读数 B．电流表A1指针的偏转角小于电流表A2指针的偏转角 C．电压表V1的读数小于电压表V2的读数 D．电压表V1指针的偏转角等于电压表V2指针的偏转角 【答案】D 【解析】AB．A1、A2处相当于表头和分流电阻四个元件并联，显然流过A1、A2两电流表表头的电流相等，故两表指针偏转角相等，但两表头的读数分别为流过表头与分流电阻的电流之和，A1的分流电阻小，电流大，故A错误，B错误； CD．V1、V2表处相当于两表头和各自的分压电阻四个元件串联，两表头指针偏角也相等，V1表分压电阻大，读数大，故C错误，D正确。 故选D。 6．扫地机器人是智能家用电器的一种，它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫，如图所示为某品牌智能扫地机器人及其铭牌上的部分文字说明，若已知该扫地机器人从电能耗尽开始充电，电能全部用完算一次工作时间。则下列说法正确的是（　　） 产品型号 DF43/DF45 工作电压 14.4V 额定功率 22W 充电座额定输出电压 19V 充电座额定输出电流 0.6A 电池种类及规格 锂电池14.4V/2600mAh A．2600mAh是指电池储存电能的大小 B．扫地机器人正常工作电流为0.6A C．扫地机器人充满电后一次工作时间约为1.7h D．扫地机器人需要充满电的时间约为45h 【答案】C 【解析】A．电池容量是指电池的存储电量（电流与时间的乘积）的多少，不是储存电能的大小，故A错误； B．扫地机器人正常工作时的电流为 B错误； C．扫地机器人充满电后一次工作时间为 C正确； D．扫地机器人需要充满电的时间约为 D错误。 故选C。 7．小周老师在优质课展示活动中做了“电池+口香糖锡纸=取火工具”的实验（如图甲），实验前将口香糖锡纸中间剪掉一些（如图乙），将锡纸条带锡面的一端接在电池的正极，另一端接在电池的负极，发现锡纸条很快开始冒烟、着火，则以下说法正确的是（　　） A．此实验中使用旧电池效果更好 B．此实验利用了电流的热效应，ab段最先燃烧 C．可以用锡来制作标准电阻 D．若ab=bc=cd，则ab段电阻最小，cd段电阻最大 【答案】B 【解析】A．此实验中使用老旧电池效果没有新电池好，因为老旧电池的内阻比较大，使得电路电流较小，电流的热效应不明显，故A错误； BD．根据电阻定律 若ab=bc=cd，材料相同，则电阻率相同，ab段横截面积最小，cd段横截面积最大，则ab段电阻最大，cd段电阻最小；此实验利用了电流热效应，根据 P=I2R 由于电流相等，ab段电阻最大，则ab段的功率最大，ab段最先燃烧，故B正确，D错误； C．用来制作标准电阻的材料，温度变化时，电阻率变化很小；金属导体的电阻率随温度的变化而变化，用锡可做成电阻，不可以用来制作标准电阻，故C错误。 故选B。 8．在如图所示的电路中，电源电动势为，内阻为，定值电阻R的阻值为，电动机的线圈阻值为。闭合开关S后，理想电压表的示数为。下列说法不正确的是（  ） A．电源的输出功率为1.375W B．电动机消耗的功率为 C．电动机线圈在1分钟内产生的热量为 D．如果电动机被卡住，电压表的示数将变小 【答案】C 【解析】A．由闭合电路欧姆定律，可得电路中的电流 则有电源的总功率 电源内阻消耗功率 电源输出功率 A正确； B．电动机消耗的功率为 B正确； C．由焦耳定律可得电动机线圈在1分钟内产生的热量为 C错误； D．如果电动机被卡住，电动机可看成是纯电阻用电器，则电路中的电流会增大，电源内阻和定值电阻的电压会增大，电动势不变，因此可知 即电压表的示数将变小，D正确。 本题选错误的，故选C。 二、多选题 9．某一导体的伏安特性曲线如图中实线（曲线）所示，关于导体的电阻，以下说法正确的是（　　） A．B点对应的电阻为 B．B点对应的电阻为 C．工作状态从A变化到了B时，导体的电阻不断增大 D．工作状态从A变化到了B时，导体的电阻不断减小 【答案】AC 【解析】AB．根据电阻的决定式可知，B点对应的电阻为 故A正确，B错误； CD．根据欧姆定律有 可知，图像中，图线上的某乙点与原点连线的斜率表示该状态下电阻的倒数，由于从A变化到了B时，斜率逐渐减小，则导体的电阻不断增大，故C正确，D错误。 故选AC。 10．如图所示的电路中有一个平行板电容器，一个带电液滴P位于电容器中间且处于静止状态，电流表和电压表为理想电表，电源内阻不可忽略，当闭合开关后滑动变阻器的滑片向b端移动时，则（　　） A．电压表示数减小 B．电阻的功率一定减小 C．电源的总功率一定减小 D．若将开关S断开，带电液滴M将向上极板运动 【答案】AD 【解析】A．滑动变阻器的滑片向b端移动，滑动变阻器接入电阻减小，电路总电阻减小，干路电流增大，电源内阻与定值电阻承担电压增大，并联部分电压减小，通过定值电阻电流减小，则通过的电流增大，承担电压增大，则电压表示数减小，电流表示数增大，故A正确； B．结合上述可知，干路电流增大，则电阻的功率一定增大，故B错误； C．电源的总功率 结合上述可知，干路电流增大，则电源的总功率一定增大，故C错误； D．若将开关S断开，稳定后，电容器极板之间电压等于电源电动势，与闭合开关时相比，电容器极板之间电压增大，根据 可知，极板之间的电场强度增大，液滴所受电场力增大，则带电液滴M将向上极板运动，故D正确。 故选AD。 11．如图甲所示，用内阻为充电宝为一手机充电，其等效电路如图乙所示，在充电开始后的一段时间内，充电宝的输出电压、输出电流可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻为，则时间内（    ） A．充电宝输出的电功率为 B．手机电池的热功率为 C．手机电池产生的焦耳热为 D．手机电池增加的化学能为 【答案】BD 【解析】A．充电宝输出的电功率为 故A错误； B．时间内，手机电池的热功率为 故B正确； C．因为手机电池不能看成纯电阻，所以 所以时间内手机电池产生的焦耳热为 故C错误； D．根据能量守恒定律可知，充电宝输出的电功等于手机电池增加的化学能与手机电池内阻产生的焦耳热之和，即 解得 故D正确。 故选BD。 12．工程师对某款新能源汽车的直流蓄电池进行性能测试，测试过程中系统输出的图像如图，其中为直流电源的输出功率，为干路电流，下列说法正确的是（　　） A．该蓄电池的电动势为 B．该蓄电池的内阻为 C．该蓄电池的断路电压为 D．该蓄电池的短路电流为 【答案】AB 【解析】AB．蓄电池的输出功率 变形得 结合图像可得 ， 故AB正确； C．该蓄电池的断路电压 故C错误； D．该蓄电池的短路电流 故D错误。 故选AB。 三、实验题 13．某学习小组对两种型号铅笔芯的电阻率进行测量。实验器材如下： 学生电源（输出电压）； 滑动变阻器（最大阻值，额定电流）； 电压表V（量程，内阻未知）； 电流表A（量程，内阻未知）； 待测铅笔芯（型号、型号）； 游标卡尺，螺旋测微器，开关，单刀双掷开关，导线若干。 回答以下问题： (1)使用螺旋测微器测量铅笔芯直径，某次测量结果如图甲所示，该读数为 。 (2)把待测铅笔芯接入图乙所示电路，闭合开关后，将滑动变阻器滑片由最右端向左调节到合适位置，将单刀双掷开关分别掷到1、2端，观察到电压表示数变化比电流表示数变化更明显，则测量铅笔芯电阻时应将掷到 （选填“1”或“2”）端。 (3)正确连接电路，得到型号铅笔芯图像如图丙所示，采用同样方法得到型号铅笔芯的电阻为；使用游标卡尺测得、型号铅笔芯的长度分别为、，使用螺旋测微器测得、型号铅笔芯直径近似相等，则型号铅笔芯的电阻率 （选填“大于”或“小于”）型号铅笔芯的电阻率。 【答案】(1)2.450 (2)1 (3)大于 【解析】（1）螺旋测微器精确度为0.01mm，根据螺旋测微器的读数规则可知，其读数 （2）由于电压表示数变化更明显，说明电流表分压显著，因此电流表应采用外接法，即测量铅笔芯电阻时应将K掷到1端。 （3）根据图丙的图像，结合欧姆定律有 根据电阻定律 可得 则有 两种材料的横截面积近似相等，可知 14．某实验小组为测量干电池的电动势和内阻，设计了如图甲所示电路，所用器材如下： 电压表（量程，内阻很大）； 电流表（量程）； 电阻箱（阻值）； 干电池一节、开关一个和导线若干。 (1)根据图甲，完成图乙中的实物图连线。 (2)调节电阻箱到最大阻值，闭合开关。逐次改变电阻箱的电阻，记录其阻值、相应的电流表示数和电压表示数。根据记录数据作出的图像如图丙所示，则干电池的电动势为 （保留三位有效数字）、内阻为 （保留两位有效数字）。 (3)由于电压表内阻不是无穷大，本实验干电池内阻的测量值 （选填“偏大”或“偏小”）。 (4)该小组根据记录数据进一步探究，作出图像如图丁所示。利用图丁中图像的纵轴截距，结合（2）问得到的电动势与内阻，还可以求出电流表内阻约为 （保留两位有效数字）。 【答案】(1) (2) 1.58 0.63/0.62/0.64 (3)偏小 (4)2.5/2.4/2.6 【解析】（1）实物连线如图 （2）[1]由电路结合闭合电路的欧姆定律可得 由图像可知 [2]内阻 （3）由于电压表内阻不是无穷大，则实验测得的是电压表内阻与电源内阻的并联值，即实验中测得的电池内阻偏小。 （4）根据 可得 由图像可知 解得 四、解答题 15．在如图甲所示的电路中，电源电动势为，、和为三个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。当开关S闭合后，理想电流表示数为0.3A，求： (1)此时、的电阻大小； (2)消耗的电功率大小； (3)电源内阻大小。 【答案】(1)， (2)0.9W (3) 【解析】（1）根据电路图可知，通过的电流，根据小灯泡的伏安特性曲线可知此时两端电压，则此时的电阻为 通过的电流为 根据小灯泡的伏安特性曲线可知此时两端电压，则此时的电阻为 （2）消耗的电功率大小为 （3）此时路端电压为 根据闭合电路欧姆定律可得 解得内阻为 16．某直流电动起重机装置如图所示。已知电源电动势，电源内阻，电阻，当重物质量很大时，闭合开关S，电动机未能将重物提升，且转轴与绳间不打滑，此时理想电压表的示数为5V；当重物质量时，闭合开关S，电动机最后以稳定速度匀速提升重物，此时电动机消耗功率最大（不计摩擦，g取）求： (1)电动机的内阻； (2)重物匀速上升时流过电动机的电流大小及电机的功率； (3)重物匀速上升的速度大小v。 【答案】(1) (2)； (3) 【解析】（1）根据闭合电路欧姆定律，可知 解得 此时电动机不转动，根据欧姆定律 （2）电动机以稳定速度匀速提升重物时电动机消耗功率最大，根据能量关系 当时电动机取最大功率 （3）对电动机根据功率关系 解得 17．如图所示，直线①②分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流的变化的特性图线，曲线③是一个电子元件的伏安特性曲线。曲线与直线交点的坐标分别为和。直线④是曲线在P点的切线，直线与横轴交点坐标为。求： （1）该电子元件在5A电流流过时的阻值； （2）电子元件连接电源2时消耗的功率； （3）若外阻可变，求出电源1的内阻和最大输出功率。 【答案】（1）；（2）30W；（3）20W 【解析】（1）该电子元件在5A电流流过时，由题意可知电压为3.5V，根据欧姆定律有 （2）连接电源2时，交点为Q，则此时电子元件的功率为 （3）根据图像可知电源1的内阻为 根据 可知，当外接电阻的阻值等于电源内阻时，电源输出功率最大，所以电源1的最大输出功率 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！16 学科网（北京）股份有限公司 $$