专题02 恒定电流（期末复习课件）高二物理上学期人教版

这是一份人教版2019高二年级物理上学期期末复习课件，围绕恒定电流专题构建“考情分析-必备知识-重难点突破-分层验收”学习支架，涵盖电阻定律、电路动态分析等核心考点，梳理电流强度、电功率等知识点，设置7类题型及解题技巧。 资料以核心素养为导向，通过考情规律明确复习目标，用“程序法”“串反并同”等培养科学思维，结合U-I图像分析提升物理观念，分层验收题巩固知识。助力学生夯实基础应对期末，为教师提供系统复习方案。高二年级学生需巩固基础应对期末考，同时为后续学习筑牢物理观念与科学思维。

专题02 恒定电流 人教版2019 高二年级物理上学期 七年级数学上学期 期末复习大串讲 北师大版 明•期末考情 记•必备知识 破•重难题型 过•分层验收 明•期末考情 第一部分 明•期末考情 记•必备知识 破•重难题型 过•分层验收 核心考点 复习目标 考情规律 电阻定律与欧姆定律 知道电阻的决定因素与电流的决定因素 基础考点，常出现在小题 电功、电热、电功率和热功率 会计算纯电阻电路与非纯电阻电路中的电功、电热、电功率和热功率 基础考点，常出现在小题 电路的动态分析（含电容器） 会利用程序法（或“串反并同）分析电路的动态变化 高频考点，常出现在小题 核心考点 复习目标 考情规律 闭合电路的功率与效率 会求电源输出功率的最大值和利用“等效法”分析变化电阻的功率的最大值 高频考点，常出现在小题 两类U-I图像的应用 掌握电阻的U-I图线与电源的U-I图线，并会利用图线处理可变电阻的功率等 高频考点，常出现在小题 记•必备知识 第二部分 明•期末考情 记•必备知识 破•重难题型 过•分层验收 电流强度 知识点01 电荷量 相同 相反 负 正 标量 电流强度 知识点01 电阻定律与欧姆定律 知识点02 长度l 横截面积S 电阻率是反映材料导电性能优劣的物理量 电阻定律与欧姆定律 知识点02 正比 反比 金属 电压U 电阻定律与欧姆定律 知识点02 直线 电功率、焦耳定律 知识点03 静电力 UIt 3.6×106 电势能 I2R 电功率、焦耳定律 知识点03 快慢 UI Q＝I2Rt 电阻的串、并联 知识点04 电阻的串、并联 知识点04 电源的的电动势与内阻 知识点05 非静电力 电荷量 非静电力 内阻 闭合电路欧姆定律 知识点06 正比 反比 闭合电路欧姆定律 知识点06 增大 E 闭合电路欧姆定律 知识点06 电动势 短路电流 电源的内阻 破•重难题型 第三部分 明•期末考情 记•必备知识 破•重难题型 过•分层验收 A 对电流表达式的理解 题型一 C 对电流表达式的理解 题型一 C 对电流表达式的理解 题型一 C 对电流表达式的理解 题型一 C 对电流表达式的理解 题型一 C 对电流表达式的理解 题型一 电阻定律与欧姆定律 题型二 易｜错｜提｜醒 （1）U-I图线上的点与O点连线的斜率表示电阻的大小，斜率越大，电阻越大 （2）U-I或I-U曲线上某点切线的斜率不是电阻或电阻的倒数。电阻为图线上的点和原点连线的斜率或斜率的倒数。 B C B C B C C C 电功、电热、电功率和热功率 题型三 解｜题｜技｜巧 （1）抓住两个关键量：确定电动机的电压UM和电流IM是解决所有问题的关键。若能求出UM、IM，就能确定电动机的电功率P＝UMIM，根据电流IM和电动机的电阻r可求出热功率Pr＝I2r，最后求出输出功率P出＝P－Pr。 （2）坚持“躲着”求解UM、IM：首先，对其他纯电阻电路部分、电源的内电路部分等，利用欧姆定律进行分析计算，确定相应的电压或电流。然后，利用闭合电路的电压关系、电流关系间接确定非纯电阻电路部分的工作电压和电流。 BC C A C 电路的动态分析（含电容器） 题型四 解｜题｜方｜法 (1)程序法：遵循“局部—整体—局部”的思路。 (2)“串反并同”结论法 (3)极限法； (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 40 C C D C A C 闭合电路的功率及电源效率的计算 题型五 C 闭合电路的功率及电源效率的计算 题型五 C 闭合电路中功率的极值问题 题型六 解｜题｜技｜巧 BD C ACD C 两类U-I图像的分析与应用 题型七 解｜题｜技｜巧 B C BD C C 过•分层验收 第四部分 明•期末考情 记•必备知识 破•重难题型 过•分层验收 C C C C B C AC C BC C AD C BC C C 感谢聆听 每天解决一个小问题，每周攻克 一个薄弱点，量变终会引发质变。 教师寄语 (1)定义：单位时间通过导体横截面的________； (2)表达式：________________ (3)与正电荷定向移动的方向________，与负电荷定向移动的方向________。在外电路中电流由电源正极流向负极，在内电路中电流由电源________极流向________极。 电流虽然有方向，但它是________。 eq \f(q,t) 2．电流表达式的比较 定义式 微观式 决定式 公式 I＝eq \f(Q,t) I＝nqSv I＝eq \f(U,R) 适用范围 一切电路 一切电路 金属、电解液 字母含义 Q：(1)是通过导体横截面的电荷量，不是单位面积上的电荷量 (2)当异种电荷反向通过某截面时，所形成的电流是同向的，Q＝|Q1|＋|Q2| n：导体单位体积内的自由电荷数 q：每个自由电荷的电荷量 S：导体横截面积 v：自由电荷定向移动的平均速率 U：导体两端的电压 R：导体本身的电阻 1．电阻定律 (1)内容：同种材料的导体，其电阻R与它的___________成正比，与它的___________成反比；导体电阻还与构成它的材料有关。 (2)公式：___________。 (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)计算公式：___________。 (2)物理意义：____________________________________________。温度一定时，某种材料的电阻率由这种材料的性质决定，与导体的大小、形状无关。 R＝ρeq \f(l,S) ρ＝eq \f(RS,l) 2．欧姆定律 (1)内容：导体中的电流I跟导体两端的电压U成________，跟导体的电阻R成________。 (2)公式：________________。 (3)适用条件：适用于________和电解质溶液，适用于纯电阻电路。对气态导体、半导体元件不适用，对电动机、电解槽等非纯电阻元件不适用。 (4)伏安特性曲线 ①定义：在直角坐标系中，用横坐标表示________，纵坐标表示电流I，这样画出的I­U图像叫作导体的伏安特性曲线。 I＝eq \f(U,R) ②线性元件：若元件的伏安特性曲线是一条过原点的________，这样的电学元件叫作线性元件。如图甲所示。遵从欧姆定律。 ③非线性元件：伏安特性曲线不是直线的电学元件叫作非线性元件。如图乙所示。不遵从欧姆定律。 1．电功 (1)实质：导体中的恒定电场对自由电荷的____________做的功。 (2)公式：W＝Uq＝____________。 (3)单位：国际单位是焦耳(J)，常用单位是度(kW·h)，1 kW·h＝____________J。 (4)能量转化：电荷的____________转化成其他形式的能。 2．热功率 (1)定义：单位时间内的发热量通常称为热功率。 (2)公式：P热＝____________。 (3)单位：国际单位是瓦特，简称瓦(W)。 3．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，表示电流做功的_______。 (2)公式：P＝eq \f(W,t)＝________。 (3)单位：国际单位是瓦特，简称瓦(W)，常用单位是千瓦(kW)，1 kW＝103 W。 4．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：________。 U1＋U2＋…＋Un U1＝U2＝…＝Un 1．串、并联电路的特点 串联电路 并联电路 连接形式 电流 I＝eq \x(\s\up1(01))_____________________ I＝eq \x(\s\up1(02))_____________________ 电压 U＝eq \x(\s\up1(03))_____________________ U＝eq \x(\s\up1(04))_____________________ I1＝I2＝…＝In I1＋I2＋…＋In eq \f(Rn,R) eq \f(R1,R2) eq \f(Rn,R) eq \f(R2,R1) eq \f(R,Rn) eq \f(R2,R1) eq \f(R,Rn) 电阻 R＝eq \x(\s\up1(05))_____________________ eq \f(1,R)＝eq \f(1,R1)＋eq \f(1,R2)＋…＋eq \f(1,Rn) 电压分配 eq \f(U1,U2)＝eq \x(\s\up1(06))_____，eq \f(Un,U)＝eq \x(\s\up1(07))________ — 电流分配 — eq \f(I1,I2)＝eq \x(\s\up1(08))_______，eq \f(In,I)＝eq \x(\s\up1(09))______ 功率分配 eq \f(P1,P2)＝eq \x(\s\up1(10))______，eq \f(Pn,P)＝eq \x(\s\up1(11))______ eq \f(P1,P2)＝eq \x(\s\up1(12))______，eq \f(Pn,P)＝eq \x(\s\up1(13))______ R1＋R2＋…＋Rn eq \f(R1,R2) 1．电动势 (1)定义：电源内部________________所做的功与所移动的____________之比。 (2)表达式：E＝____________。 (3)物理意义：反映电源把其他形式的能转化为电势能的本领大小的物理量。 (4)特点：由____________________的特性决定，跟电源的体积无关，也跟外电路无关。 2．内阻：电源内部也存在电阻，叫作电源的_________，常用r表示，它是电源的另一重要参数。 3．电池容量：电池放电时能输出的总电荷量叫作电池的容量，通常以“安时”(A·h)或“毫安时”(mA·h)作单位。 eq \f(W,q) 1．闭合电路欧姆定律 (1)内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成_________，跟内、外电路的电阻之和成_________。 (2)公式 ①I＝_________ (只适用于纯电阻电路)； ②E＝_________＋U内(适用于所有电路)。 eq \f(E,R＋r) U外 2．路端电压与负载的关系 一般情况 U＝IR＝eq \f(E,R＋r)·R＝eq \f(E,1＋\f(r,R)) 当R增大时，U____________ 特殊情况 ①当外电路断开时，I＝0，U＝____________； ②当电源两端短路时，I＝____________，U＝0 eq \f(E,r) 3.路端电压跟电流的关系 (1)关系式：U＝_____________。 (2)用图像表示如图所示，其中纵轴截距为_____________，横轴截距为_____________，斜率的绝对值为_________________。 E－Ir 【例1】（24-25高一下·江苏泰州·期末）如图所示，一粗细均匀横截面积为 的金属导体中自由电荷向右定向移动的速率为 ，单位长度内自由电荷的电量为 。则导体内电流的大小和方向为（　　） A．2A，向左 B．2A，向右 C．1A，向左 D．1A，向右 【详解】电流方向与电子的定向移动方向相反，则导体内电流的方向向左；根据电流定义可知电流大小为 故选A。 【变式1-1】（23-24高二上·上海徐汇·期末）横截面积为S的导线中，通有大小为I的电流，已知导线单位体积中有n个自由电子，每个自由电子的电荷量是e，自由电子定向移动的速率是v，则在时间t内通过导线截面的电子数是（　　） A．It B． C． D． 【详解】BC．已知导线单位体积中有n个自由电子，则在时间t内通过导线截面的电子数是 故C正确，B错误； AD．根据电流定义式可得总的电荷量为 在时间t内通过导线截面的电子数是 故AD错误。 故选C。 【变式1-2】（24-25高一下·湖南长沙·期末）如图所示是某种手机电池外壳上的文字说明，则下列说法正确的是（　　） A．该电池的容量为252C B．该电池待机时的平均工作电流约为14.58mA C．mA⋅h与J均属于能量的单位 D．mA和h都是国际单位制中的基本单位 【详解】A．该电池的容量为 ，故A错误； B．该电池待机时的平均工作电流为 ，故B正确； C．mA⋅h为电荷量的单位，J为能量的单位，故C错误； D．mA和h都不是国际单位制中的基本单位，故D错误。 故选B。 【例2】（24-25高二上·浙江嘉兴·期末）如图所示，长方体容器的左右两侧面a、b由导电金属材料制成，其余侧面均为玻璃，现不断向容器内倒入导电溶液，则ab之间的电阻（　　） A．不断变大 B．不断变小 C．保持不变 D．无法判断变化 【详解】根据 ，则当不断向容器内倒入导电溶液， 液体的横截面积变大，可知ab间电阻减小。 故选B。 【变式2-1】（24-25高二上·湖南郴州·期末）防漏电装置“隔电墙”，可以在电热水器发生漏电时减少电流对人体的伤害，其装置如图1。其内部结构是一个螺旋状的相互绝缘的细水管道，结构如图2，它实际上是将水管的水道变得更细更长，安装位置如图3。下列分析正确的是（   ） A．漏电时“隔电墙”能完全隔断电流 B．安装“隔电墙”后，则无需注意安全用电了 C．“隔电墙”是通过增加管道中水的电阻来保护人体安全的 D．“隔电墙”是通过增加管道中水的电阻率来保护人体安全的 【详解】ABC．“隔电墙”是通过增加管道中水的长度来增加电阻，从而在漏电时可以通过减小电流来保护人体安全，则漏电时“隔电墙”不能完全隔断电流电阻，所以安装“隔电墙”后，仍需需注意安全用电，选项AB错误，C正确； D．由以上分析可知，“隔电墙”是通过增加管道中水的长度来增加电阻，不是改变水的电阻率，选项D错误。 故选C。 【变式2-2】（24-25高一下·安徽合肥·期末）如图所示为小灯泡通电后其电流 随电压 变化的图像， 为图像上两点，坐标分别为 、 ， 为图像上P点的切线。下列说法正确的是（　　） A．图像的切线斜率越小，小灯泡的阻值越小 B．当小灯泡两端的电压为 时，小灯泡的电阻 C．当小灯泡两端的电压为 时，小灯泡的电阻 D．小灯泡的功率数值上等于 图像与横轴围成的面积大小 【详解】A．根据欧姆定律有 可知， 图像中，图线上各点与坐标原点连线的斜率的绝对值表示小灯泡不同状态时的电阻的倒数，根据图像可知，随着所加电压的增大，图线上各点与坐标原点连线的斜率的绝对值减小，即小灯泡的电阻增大，故A错误； BC．根据欧姆定律有 可知，图像中某点与坐标原点连线的斜率表示该状态的电阻的倒数，则对应 点，小灯泡的电阻为 则对应 点，小灯泡的电阻为 ，故B正确，C错误； D．小灯泡消耗的功率为 ，可知小灯泡的功率为图中过 点的矩形所围面积大小，故D错误。 故选B。 【变式2-3】（24-25高二上·天津·期末）在图甲的电路中，电源的电动势为3.0V，内阻不计，小灯泡 、 、 规格相同，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。当开关闭合后，下列说法中正确的是（    ） A．流过灯泡 的电流等于流过灯泡 的电流的2倍 B．灯泡 的电阻为7.5Ω C．灯泡 的电阻为7.5Ω D．通过电源的电流约为0.46A 【详解】B．当开关闭合后，灯泡L1的电压U1=3V，由图乙读出其电流I1=0.25A，则灯泡L1的电阻 故B错误； C．灯泡L2、L3串联，电压U2=U3=1.5V，由图乙读出其电流I2=I3=0.20A，则 ，故C正确； AD．由BC分析，可知流过灯泡 的电流为0.25A，流过灯泡 的电流为0.20A，不满足2倍的关系，流过电源的电流为 ，故AD错误。 故选C。 【例3】 （多选）（24-25高二上·湖北武汉·期末）小明家的“迷你”电饭锅有加热和保温两挡，工作电路如图所示，其中 ，电饭锅在保温状态下的电路总功率是加热状态下的 ，下列说法正确的是（　　） A．开关S闭合时电饭锅处于保温状态，S断开时处于加热状态 B．加热挡的功率为550W C．电阻 的阻值约为117.3Ω D．电饭锅处于保温状态时电路中的电流为1.5A 【详解】A．由图可知，当开关S闭合时，电路中只有 一个电阻；当开关S断开时，电路中 与 串联，此时电路中总电阻为 根据 可知，当开关S闭合时，电路中电阻较小，功率较大电饭锅处于加热状态；S断开时处于保温状态，故A错误； B．当开关S闭合时，加热挡的功率为 故B正确； C．电饭锅在保温状态下的电路总功率是加热状态下的 ，则 则 解得 故C正确； D．电饭锅处于保温状态时电路中的电流为 故D错误。 故选BC。 【变式3-1】 （24-25高二上·四川广安·期末）如图左，华为12000mA  66W多协议超级快充移动电源（俗称“充电宝”），对华为P70Pro智能手机充电。图右电路中在超级快充模式下，充电宝对手机电池充电，此时可视为恒定电流，充电宝的输出电压为U、输出电流为I，手机电池等效内阻为R，则（　　） A．手机电池的总功率为UI B．充电宝的热功率为 C．手机电池的热功率为 D．手机电池储存的化学能的功率为 【详解】A．充电宝的输出电压U、输出电流I，所以充电宝输出的电功率为UI，即手机电池的总功率为UI，故A正确； B．由于充电宝的内阻未知，则充电宝产生的热功率不可知，故B错误； C．根据焦耳定律可得手机电池产生的焦耳热应为 手机电池内阻 而 ，则可得 故C错误； D．充电宝输出的电能一部分转化为手机电池储存的化学能，一部分转化为手机电池产生的焦耳热，故根据能量守恒定律可知手机电池储存的化学能的功率为 故D错误。 故选A。 【例4】 （24-25高二下·湖北黄冈·期末）某压敏电阻R所受压力F在0~F0之间变化时，阻值R随压力F的变化规律如图（a）所示。现将该压敏电阻接入电路，并且在该电阻和挡板之间放置一个绝缘重球如图（b）所示，小车静止时重球恰好对左右两侧无挤压。当绝缘小车向右做直线运动且F<F0时，下列说法正确的是（　　） A．R受到的压力越大，电流表的示数越小 B．小车的速度越大，电流表的示数越大 C．小车做匀加速运动时，电流表的示数保持不变 D．电流表的示数随着R受到的压力增大而均匀增大 【详解】A．由图（a）可知，压力越大， R越小，因此电流表的示数应该越大，故A错误； B．当小车匀速运动时，不管运动的速度多大，重球对压敏电阻的压力都为零，电流表的示数相等，故B错误； C．小车匀加速运动时，压力F恒定，因此压敏电阻的阻值R恒定，电流表的示数保持不变，故C正确； D．压力均匀增大时，R均匀减小，电流 ，因此电流表的示数非均匀地增大，故D错误。 故选C。 【变式4-1】（24-25高二下·甘肃临夏·期末）如图所示的电路中，电流表的内阻和电源内阻不计，定值电阻 ，开始时只有 闭合，当 也闭合后，下列说法中正确的是（　　） A．电阻 消耗的电功率变小 B．电阻 消耗的电功率变大 C．电容器 的电荷量增加 D．闭合 瞬间通过电流表的电流方向为自左向右 【详解】AB．根据题意可知，开关 闭合后，回路中总电阻减小，总电流增大，由公式 可知，电阻 消耗的电功率变大，由公式 可知， 两端电压变大，则 两端电压减小，电阻 消耗的电功率变小，故AB错误； CD．开始时电容器两端电压等于电源两端电压，闭合 后，等于 两端电压，即电压变小，根据电容器的定义式可知电容器C的电荷量减少，电容器将放电，由于电容器右极板带正电，所以闭合瞬间流过电流表的电流方向自左向右，故C错误，D正确。 故选D。 【变式4-2】（24-25高二上·四川内江·期末）如图所示，电源电动势 ，内阻 ，定值电阻 ， ， ，电容器的电容 。闭合开关S1，开关S2与 接触，当电路稳定后再将开关 换成与 接触，直到电路再达到稳定。则两次电路稳定的过程中通过 的电荷量是（　　） A． B． C． D． 【详解】闭合开关S1，开关S2与 接触，R3、R4与电源串联，电容器与R1、R5串联后与R3并联，当电路稳定后电容器两端的电压为 则电容器所带电荷量为 上极板带正电荷。 当电路稳定后再将开关 换成与 接触，R3、R4与电源串联，电容器与R2、R5串联后与R4并联，当电路稳定后电容器两端的电压为 电容器所带电荷量为 电容器下极板带正电荷，则两次电路稳定的过程中通过 的电荷量是 故选A。 【例5】（24-25高二上·重庆·期末）如题图所示，电源电动势E＝12V，内阻 ，闭合开关S后，两盏相同的标有“10V，15W”的灯泡恰能正常发光，电动机M绕线的电阻 ，求： (1)电源的输出功率； (2)电动机的机械功率； (3)电动机的效率。 【详解】（1）由题意知，内电压应为 总电流 电源的输出功率 解得 （2）流过灯泡的电流 则流过电动机的电流 电动机的总功率 电动机的热功率 电动机的机械功率 （3）电动机的效率 解得 【变式5-1】（24-25高二上·四川凉山·期末）电动自行车的车灯和电动机（提供行驶动力）均由电瓶供电，工作原理简化为如图所示电路，查得电瓶的电动势 ，电瓶的内阻r及保护电阻 的阻值均未知。在停车状态下打开车灯（ 闭合、 断开），车灯正常发光，电流表的示数为1A，电压表的示数为44V；在打开车灯时行驶（ 和 均闭合），调节 ，仍使车灯正常发光，此时电流表的示数为3.2A。若电动机内阻 ，电流表和电压表均为理想电表，假定车灯灯丝电阻不变，用 等效替代电瓶内阻r与保护电阻 之和。求： (1)等效电阻 的值； (2)电动机的热功率； (3)打开车灯行驶时电动机的效率。 【详解】（1）S1闭合、S2断开时，根据闭合电路欧姆定律有 代入数据解得 （2）S1、S2均闭合时，流经车灯的电流 流过电动机的电流 电动机的发热功率 （3）电动机的输入功率 电动机输出的机械功率 电动机的效率 (1)电源的输出功率：当R外＝r时，P出最大，Pm＝eq \f(E2,4r)。 (2)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。 【例6】（多选）（24-25高二上·江西赣州·期末）如图所示的电路，其中电源电动势 ，内阻 ，定值电阻 ，滑动变阻器的最大值为3Ω，则下列说法中正确的是（　　） A．定值电阻R消耗功率的最大值为12W B．滑动变阻器的滑片从最左端滑到最右端的过程中，电源的输出功率一直增大 C．滑动变阻器的最大消耗功率为6W D．当滑动变阻器 的阻值为最大值时，电源的效率最高 【详解】A．当滑动变阻器接入电路阻值为0时，电路电流最大，此时定值电阻R消耗功率最大，则有 故A错误； B．电源的输出功率为 可知当外电阻 时，电源的输出功率最大；由于定值电阻 ，所以滑动变阻器的滑片从最左端滑到最右端的过程中，外电阻逐渐减小，电源的输出功率一直增大，故B正确； C．滑动变阻器消耗的功率为 可知当 时，滑动变阻器消耗的功率最大，由于滑动变阻器的最大值为3Ω，则当滑动变阻器接入阻值最大时，消耗的功率最大，为 故C错误； D．电源的效率为 可知当滑动变阻器 的阻值为最大值时，外电阻最大，电源的效率最高，故D正确。 【变式6-1】（多选）（24-25高二上·新疆巴音郭楞·期末）将一电源（铅蓄电池）、阻值为2Ω的定值电阻R0及电阻箱R连成如图甲所示的闭合回路，闭合开关S后调节电阻箱的阻值，测得电阻箱的功率与电阻箱读数的变化关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．该电源使用时将化学能转化为电能 B．该电源内阻为2Ω C．调整电阻箱R，电源最大输出功率为8W D．电阻箱的功率最大时，10s内电流通过电阻箱所产生的热量为30J 【详解】A．电源在工作过程中能量发生转化，将化学能转化为电能，故A正确； B．电阻箱消耗功率 根据数学对勾函数的规律，结合图像，当有 电阻箱消耗功率达到最大值，结合图像有 解得 ， 故B错误； C．电源输出功率 结合上述，由于 根据数学对勾函数可知，当电阻箱接入电阻为0时，电源输出功率达到最大值，则有 故C正确； D．结合上述可知，当有 电阻箱消耗功率达到最大值， 可知，10s内电流通过电阻箱所产生的热量为 故D正确。 故选ACD。 (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＝eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔU,ΔI)))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。 【例7】（24-25高二上·广东中山·期末）电源AB的路端电压 与干路电流 的关系如图甲所示。现将一只标识为“ ， ”的小灯泡与电源AB组成如图乙所示的电路，下列说法正确的是（　　） A．只闭合 ，小灯泡的功率为6W B．只闭合 ，小灯泡两端的电压小于6V C． 均断开时，电源A的路端电压为零 D．每通过相同的电荷量，电源B中非静电力的功比电源A中的多 【详解】A．由图可知，两电源电动势均为6V，只闭合 ，A与灯泡接通，则小灯泡两端电压小于6V，则灯泡的功率为小于6W，选项A错误； B．只闭合 ，B与灯泡接通，则小灯泡两端电压小于6V，选项B正确； C． 均断开时，电源A的路端电压等于电源电动势，为6V，选项C错误； D．两电源电动势均相同，可知每通过相同的电荷量，电源B中非静电力的功等于电源A中的非静电力的功相等，选项D错误。 故选B。 【变式7-1】（多选）（24-25高二上·浙江杭州·期末）如图甲所示的电路中， 是可变电阻， ，电压表和电流表都是理想电表。实验时调节 的阻值，得到各组电压表和电流表数据，用这些数据在坐标纸上描点，拟合，作出的 图像如图乙中AB所示（    ） A．电源的电动势等于3V B．电源内阻 C． 时，电源具有最大的输出功率 D． 时， 消耗的功率最大 【详解】AB．根据闭合电路的欧姆定律 由图中数据可知 ， 可得电源的电动势E=2.5V 电源内阻 选项A错误，B正确； C．当电源内阻等于外电阻时电源输出功率最大，当外电阻越接近电源内阻时电源输出功率越大，则当 时，电源具有最大的输出功率，选项C错误； D．将R2等效为电源的内阻，则当 时， 消耗的功率最大，选项D正确。 故选BD。 【变式7-2】（24-25高二上·安徽芜湖·期末）如图甲所示的电路中，滑动变阻器的滑片从右端滑到左端的过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙所示。电表均为理想电表，求： (1)电源的电动势和内阻； (2)滑动变阻器的总电阻； (3)滑动变阻器的最大功率。 【详解】（1）分析可知， 是电压表 随电流表的变化图线， 是电压表 随电流表的变化图线，由闭合电路的欧姆定律有 ，化简可得 结合图线 ，可知 ， （2）由 图像可知，定值电阻 当滑动变阻器的滑片在最右端时，电压表 读数最大，则滑动变阻器的总电阻 （3）将 看做是电源内阻，则等效电源的内阻 滑动变阻器的功率 由数学知识可知，当滑动变阻器的阻值等于等效电源内阻时，其功率最大，最大功率 1．（24-25高二下·福建龙岩·期末）随着人民生活水平的不断提高，大家开始注重健康管理，体重计走进千家万户。如图是某家用体重计的原理图，人只要站在踏板上，仪表A就能显示人的体重，踏板下面的传感器M实质是一个阻值可随压力大小而变化的电阻，显示体重的仪表A实质是理想电流表，开机自动调零后，传感器M阻值R随人的体重G变化的函数关系式为 （a、k是常量，G和R的单位分别是N和Ω）。下列说法不正确的是（　　） A．传感器M是压力传感器 B．调节滑动变阻器 ，可以改变电子秤量程 C．如果要增加电子秤的灵敏度，滑动变阻器 接入电路中的电阻应调大 D．该秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）无法标在电流表A刻度盘的零刻度处 【详解】A．M是将压力信号转换成电信号的传感器，即压力电传感器，故A正确，不符合题意； B．根据 可得 则调节滑动变阻器 ，可以改变电子秤量程，故B正确，不符合题意； C．如果要增加电子秤的灵敏度，需要仪表A的测量范围变大，根据 可知滑动变阻器 接入电路中的电阻应调小，故C错误，符合题意； D．当重力为零时，电流最小，但不为零，故D正确，不符合题意； 本题选择错误选项，故选C。 2．（24-25高一下·北京海淀·期末）电阻率是衡量物质电阻特性的物理量，其倒数即为电导率，用σ表示。对于饮用水，我国国家规定其电导率不得超过10μS/cm，电导率越高，通常意味着水中含盐量或可溶性固体含量越高，我们可以通过“电导率”测试笔来检测饮水机出水的电导率是否达标。对于电导率单位“μS/cm”，阿兴同学经过搜索得知其中的“μ”的含义是“微”，即10-6，“cm”表示厘米，但对于其中的“S”不大清楚，于是做出以下猜想，请你帮他判断，其中正确的是（　　） A．表示检测容器的截面积 B．S表示秒 C．S表示Ω⁻¹ D．S表示V·A 【详解】电导率σ是电阻率ρ的倒数，即 。电阻率的单位是Ω·m，因此电导率的单位应为1/(Ω·m)，即西门子每米（S/m）。 西门子（S）是电导的单位，根据定义，1 S = 1 Ω⁻¹。 A．S表示截面积，截面积的单位是m²，与电导率单位无关，A错误； B．S表示秒，秒是时间单位，与电导率无关，B错误； C．S表示Ω⁻¹，根据电导的定义，1 S = 1 Ω⁻¹，C正确； D．S表示V·A，V·A是功率单位瓦特（W），与电导率无关，D错误。 故选C。 3．（24-25高二上·天津·期末）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。则下列说法中正确的是（    ） A．图乙中滑动变阻器的最大功率 B．图乙中 ， C．滑动变阻器消耗功率P最大时，定值电阻R消耗的功率也最大 D．将滑动变阻器的滑片从最右端滑到最左端，电源的效率先增大后不变 【详解】AB．由闭合电路欧姆定律的推论可知，当电源外电阻 等于内阻r时，输出功率最大，最大值为 把定值电阻看成电源内阻，由图乙可知，当 滑动变阻器消耗的功率最大，最大功率为 由图乙可知滑动变阻器的阻值为 时与阻值为 时消耗的功率相等，有 解得 故B正确，A错误； C．对于定值电阻电流越大功率越大，因此滑动变阻器的阻值为零时，此时滑动变阻器的功率为零，定值电阻R消耗的功率最大，故C错误； D．电源的效率为 调整滑动变阻器的阻值从最右端滑到最左端时，RP变大，则 变大，电源的效率一直增大，故D错误。 4.（多选）（24-25高一下·河北唐山·期末）某社区计划为路灯安装自动控制装置，其核心电路如图所示。电源电动势为E，内阻为r，R0为保护电阻，光敏电阻（阻值随光照强度增大而减小）与电流表A1串联后与灯泡并联，R为滑动变阻器，其中灯泡可视为定值电阻，其功率得达到一定值才能发光。将滑动变阻器的滑片置于某位置，闭合开关，灯泡不亮，当天色逐渐变暗时，灯泡逐渐变亮。关于这个过程，下列说法正确的是（　　） A．电流表A1示数逐渐减小 B．电流表A示数逐渐增大 C．电源的总功率减小 D．电源的效率减小 【详解】AB．天色逐渐变暗时，光敏电阻的阻值增大，并联部分的阻值增大，总电阻增大，干路电流减小，即电流表A示数减小。由于干路电流减小，则处于干路上各元件承担电压减小，因此并联部分分压增大，灯泡电流增大，则电流表A1示数减小，故A正确，B错误； C．电源的总功率 结合上述，干路电流减小，则总功率减小，故C正确； D．结合上述可知，干路电流减小，根据闭合电路欧姆定律可知，路端电压增大，电源效率 则效率增大，故D错误。 故选AC。 5.（多选）（24-25高一下·北京海淀·期末）四个阻值不随温度变化的定值电阻连成如图所示的电路，其中RA=RB>RC=RD，当在图中加电压U后，关于四个电阻的工作状态，下列分析正确的是（　　） A．RA的电功率小于RB和RC的总电功率 B．RD的电功率大于RB和RC的总电功率 C．如果电压U增加到2U，每一个电阻的电流都增加到原来的二倍 D．如果电压U增加到2U，每一个电阻的功率都增加到原来的二倍 【详解】A．由并联电路特点可知 的并联阻值 小于 ，即 ，由串联电路特点可知通过 的电流相等，根据 可知RA的电功率大于RB和RC的总电功率，故A错误； B．由并联电路特点可知 的并联阻值 小于 ，由串联电路特点可知通过 的电流相等，根据 可知RD的电功率大于RB和RC的总电功率，故B正确； C．根据 可知如果电压U增加到2U，干路电流增加到原来得2倍，即通过 的电流增加到原来得2倍，可知 电压增大到原来的两倍，则通过 的电流增大到原来的2倍，故C正确； D．根据 可知如果电压U增加到2U，每一个电阻的功率都增加到原来的4倍，故D错误。 6．（多选）（24-25高二上·云南楚雄·期末）硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点。如图所示，图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图像（电池电动势不变，内阻不是常量），图线b是某电阻R的U-I图像，倾斜虚线是过a、b交点的切线。在该光照强度下将它们组成闭合回路时，下列说法正确的是（　　） A．此状态下电阻R的功率为0.4W B．该光照强度下，硅光电池的电动势为5V C．该光照强度下，硅光电池的短路电流为0.4A D．此状态下硅光电池的内阻为8Ω 【详解】A．此状态下电阻 的功率 A正确； B．根据 外电路开路时， ，图线 与纵轴的交点为电动势，即 ，B错误； C．图线 与横轴的交点为短路电流，则该光照强度下，硅光电池的短路电流为0.3A， C错误； D．根据闭合电路欧姆定律 此状态下， ， ，可得硅光电池的内阻为 ， D正确。 故选AD。 7．（多选）（24-25高二上·江西南昌·期末）如图所示，直线A为某电源的U-I图线，曲线B为标识不清的小灯泡 的U-I图线，将 与该电源组成闭合电路时， 恰好能正常发光。若将相同材料制成的标有“3V，20W”的灯泡 与该电源组成闭合电路，下列说法中正确的是（　　） A．电源的内阻为 B．电源的电动势为4V C．把灯泡 换成 ，电源的输出功率可能相等 D．把灯泡 换成 ，电源的输出功率一定变小 【详解】AB．电源的 图线纵截距表示电源电动势，斜率的绝对值表示电源内阻，所以 ， 故A错误，B正确； CD．灯泡与电源的 图线表示表示灯泡的工作状态， 和 正常发光时的电阻分别为 ， 与电源组成闭合回路时正常发光， 正常发光时的电阻虽然更接近电源的内阻，但将 与电源组成闭合回路时 并没有达到正常发光，所以其电阻是不确定的，电源的输出功率可能变大，可能相等，也有可能变小，故C正确，D错误。 故选BC。 8．（24-25高一下·山东青岛·期末）某电流表内阻 为200Ω，满偏电流 为2mA，如图甲、乙改装成量程为0.1A和1A的两个量程的电流表，试求： (1)图甲中， 和 各为多少？ (2)图乙中， 和 各为多少？ 【详解】（1）按图甲接法，由并联电路中电流跟电阻成反比，可得 ， （2）按图乙接法，量程为1A时， 和 串联后与 并联；量程为0.1A时， 和 串联后与 并联，得 ， 解得 ， $