辽宁省大连市普通高中2025-2026学年高二寒假物理作业：专题1 闭合电路的综合问题

专题1 闭合电路的综合问题 一、闭合电路的动态分析 1．程序法 （1）分析电路，明确各部分电路的串、并联关系及电流表或电压表的测量对象； （2）由局部电阻变化判断总电阻的变化； （3）由I＝ 判断总电流的变化； （4）根据U＝E－Ir判断路端电压的变化； （5）由欧姆定律及串、并联电路的规律判断各部分的电路电压及电流的变化。 2．结论法——“并同串反” （1）“并同”：指某一电阻增大时，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；某一电阻减小时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小。 （2）“串反”：指某一电阻增大时，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；某一电阻减小时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大。 二、闭合电路的功率和效率 1．电源的最大输出功率：对于纯电阻电路，电源的输出功率P出＝I2R＝（）2R＝，当R＝r时，电源的输出功率最大， 其最大输出功率P＝。电源输出功率随外电阻的变化的曲线如图所示。 2．电源的效率：指电源的输出功率与电源的总功率之比，即η＝＝＝。对于纯电阻电路，电源的效率η＝＝＝，所以当R增大时，效率η提高；当R＝r（电源有最大输出功率）时，效率仅为50%，效率并不高。 三、含电容器电路的分析 1．电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过，所以在此支路中的电阻上无电压，因此电容器两极板间的电压就等于该支路两端的电压。 2．当电容器和电阻并联后接入电路时，电容器两极板间的电压与其并联电阻两端的电压相等。 3．电路的电流、电压变化时，将会引起电容器的充、放电。如果电容器两端电压升高，电容器将充电；如果电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电。 一、闭合电路的动态分析 （一）电阻变化引起的动态分析 1．如图所示的电路中，电流表和电压表均为理想电表，电源电动势和内阻均恒定。闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片从a端缓慢滑向b端，下列说法正确的是 A．小灯泡变亮 B．滑动变阻器两端电压变大 C．电压表示数变大 D．电流表示数变大 2．在如图所示的电路中，R1为定值电阻，R2为可变电阻，电源的电动势为E，内阻为r，设电流表的读数为I，电压表的读数为U，当R2的滑动触头向图中a端移动时 A．I变大，U变小　　　　 B．I变大，U变大 C．I变小，U变小 D．I变小，U变大 3．（多选）如图所示的电路中电源内阻为r，L1、L2为两只完全相同且阻值恒定的灯泡，R为光敏电阻（光照越强，阻值越小），闭合开关S后，随着光照强度逐渐减弱，下列说法正确的是 A．L1逐渐变暗，L2逐渐变亮 B．L1逐渐变亮，L2逐渐变暗 C．电源消耗的总功率不变 D．电源的路端电压变大 4．（多选）如图所示的电路，电源电动势为E，内阻为r，R0为定值电阻，Rt为热敏电阻（温度越高，Rt电阻越小），闭合开关，则在温度逐渐升高的过程中，下列说法正确的是 A．电流表示数增大 B．热敏电阻的功率一定增大 C．电源效率减小 D．电源的输出功率一定增大 5．（多选）某学校创建绿色校园，新装了一批节能灯，如图甲所示，该路灯通过光控开关实现自动控制：电灯的亮度可自动随周围环境的亮度改变而改变。图乙为其内部电路简化原理图，电源电动势为E，内阻为r，RL为光敏电阻（光照强度增加时，其电阻值减小）。现减小光照强度，则下列判断正确的是 A．电源效率增大　　 B．R0两端电压减小 C．A灯变暗，B灯变亮 D．电源的输出功率变大 6．（多选）如图甲所示是来测量脂肪积累程度的仪器，其原理是根据人体电阻的大小来判断脂肪所占比例（体液中含有钠离子、钾离子等，而脂肪不容易导电，脂肪含量越高电阻越大），模拟电路如图乙所示。测量时，闭合开关，测试者分握两手柄，体型相近的两人相比，脂肪含量高者 A．电流表示数小 B．电压表示数大 C．电压表示数小 D．路端电压大 7．（多选）为了创建全国文明城区，某区新装的一批节能路灯，该路灯通过光控开关实现自动控制电灯亮度，其内部电路简化原理图如图所示，图中A、B为相同的灯泡（可视为定值电阻），电源电动势为E，内阻为r，R0为定值电阻，Rt为光敏电阻，阻值随光照强度增加而减小。在夜晚来临的过程中，下列判断正确的是 A．电流表示数变小 B．A灯变亮、B灯变暗 C．电源的总功率变小 D．定值电阻R0两端电压变大 8．（多选）如图所示，电路中的电源电动势和内阻恒定，两表均为理想电表。电流表的示数为I，电压表的示数为U，电源的输出功率为P，当滑动变阻器的滑片向上移动时，电流表的示数变化量为ΔI，电压表的示数变化量为ΔU，则 A．I变小、U变大 B．P变大 C．变大 D．变大 （二）电路故障引起的动态变化 1．如图所示的是“测量电源的电动势和内电阻”实验的电路图。某同学在实验中，闭合开关后，发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片，电压表有示数且不变，电流表始终没有示数。为查找故障，在其他连接不变的情况下，他将电压表连接a位置的导线端分别试触b、c、d三个位置，发现试触b、c时，电压表有示数；试触d时，电压表没有示数。若电路中仅有一处故障，则下面选项正确的是 A．导线ab断路 B．滑动变阻器断路 C．导线cd断路 D．滑动变阻器短路 2．在如图所示的电路中，灯泡A和灯泡B原来都是正常发光的。现在突然发现灯泡A比原来变暗了些，灯泡B比原来变亮了些，则电路中出现的故障可能是 A．R3断路 B．R1短路 C．R2断路 D．R1、R2同时短路 3．如图所示，电源电动势为E，内阻不计，闭合S后，灯泡L1、L2都正常发光，由于故障两灯突然熄灭，若故障只有一处，则下列说法正确的是 A．将电压表并联在ab两端，示数为0，说明ab间一定无断路 B．将电压表并联在ac两端，示数为E，说明ac间一定有断路 C．将电压表并联在ad两端，示数为E，说明故障一定发生在ab或bd间 D．将电压表并联在bd两端，示数为0，说明bd间一定有短路 4．（多选）如图所示，灯泡A、B都能正常发光，由于电路中发生故障，导致两个灯泡都变亮，可能的原因是 A．R1断路 B．R2断路 C．R3断路 D．R4短路 二、闭合电路的功率和效率 1．（多选）在如图所示的U－I图像中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图像，直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线。用该电源与电阻R组成闭合电路，由图像判断正确的是 A．电源的电动势为3 V，内阻为1 Ω B．电阻R的阻值为0.25 Ω C．电源的效率为50% D．电源的输出功率为4 W 2．（多选）图甲所示的电路中定值电阻R＝60 Ω，电源电动势E＝100 V，内阻r＝10 Ω。如图乙所示，曲线为灯泡L的伏安特性曲线，直线为电源的路端电压与电流的关系图线，以下说法正确的是 A．开关S断开时电源的效率为40% B．开关S闭合后电源的总功率会变小 C．开关S闭合后灯泡变亮 D．开关S断开时小灯泡消耗的功率为240 W 3．（多选）如图甲所示，移动滑动触头可以改变电源的路端电压，在图乙所示的P－U图像中，三条曲线1、2、3分别为电源消耗的功率、电源的内阻消耗的功率、电源的输出功率与路端电压的关系，则 A．电源的电动势为3 V B．电源的内阻为1 Ω C．电源的最大输出功率为2.25 W D．滑动变阻器的最大阻值为1 Ω 4．（多选）在如图所示的电路中，电源电动势为E、内阻为r，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，四个理想电表的示数都发生了变化，下列说法正确的是 A．电流表示数减小，U1减小 B．U2和U3都变大 C．电阻R1消耗的功率变大 D．电源输出功率变大 5．某兴趣小组对新能源汽车的工作原理产生了兴趣，他们查阅资料做了一个简单的原理图，主要元件有动力电池组、车灯以及电动机，如图所示，额定电压为70 V、线圈电阻RM＝2 Ω的电动机M与内阻RL＝35 Ω的车灯并联，连接在电动势E＝72 V的动力电池组上。S闭合后电动机恰好正常工作，此时通过电池组的电流为10 A。求： （1）电池组的内阻r； （2）流过灯泡的电流； （3）电动机的发热功率； （4）电动机的输出功率。 三、含电容器电路的分析 1．如图所示的电路中，开关闭合后，灯泡L能正常发光。将滑动变阻器的滑片向左移动，该过程中灯泡L仍是完好的，当电路稳定后，下列判断正确的是 A．灯泡L变亮 B．电容器C的电荷量增大 C．电源消耗的功率增大 D．定值电阻R0两端的电压变小 2．（多选）在如图所示的电路中，灯泡L的电阻大于电源的内阻r，闭合开关S，将滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后，下列结论正确的是 A．灯泡L变暗 B．电源的输出功率变大 C．电容器C上的电荷量增加 D．电流表和电压表示数都变小 3．（多选）如图所示的电路中，电源电动势为E、内阻为r，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，电容器的电容为C，闭合开关S, 滑片P向下滑动的过程中 A．电流表A1示数增大 B．电流表A2示数减小 C．电容器的带电量减小 D．电源内阻消耗的电功率减小 4．（多选）如图所示的电路，R1为定值电阻，R2为热敏电阻（温度升高，电阻减小），电源的电动势为E，内阻为r。闭合开关，当环境温度升高时，下列说法正确的是 A．电压表示数增大 B．电流表示数增大 C．有电流向上流过A点 D．电容器所带电量减少 5．（多选）如图所示，当电路里滑动变阻器R2的滑动触头P向下滑动时 A．电压表的读数变大 B．电容器C两极板间的电场强度增大 C．电源的效率变大 D．电源的输出功率一定增大 第 1 页 共 9 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题1 闭合电路的综合问题 一、闭合电路的动态分析 1．程序法 （1）分析电路，明确各部分电路的串、并联关系及电流表或电压表的测量对象； （2）由局部电阻变化判断总电阻的变化； （3）由I＝ 判断总电流的变化； （4）根据U＝E－Ir判断路端电压的变化； （5）由欧姆定律及串、并联电路的规律判断各部分的电路电压及电流的变化。 2．结论法——“并同串反” （1）“并同”：指某一电阻增大时，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；某一电阻减小时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小。 （2）“串反”：指某一电阻增大时，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；某一电阻减小时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大。 二、闭合电路的功率和效率 1．电源的最大输出功率：对于纯电阻电路，电源的输出功率P出＝I2R＝（）2R＝，当R＝r时，电源的输出功率最大， 其最大输出功率P＝。电源输出功率随外电阻的变化的曲线如图所示。 2．电源的效率：指电源的输出功率与电源的总功率之比，即η＝＝＝。对于纯电阻电路，电源的效率η＝＝＝，所以当R增大时，效率η提高；当R＝r（电源有最大输出功率）时，效率仅为50%，效率并不高。 三、含电容器电路的分析 1．电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过，所以在此支路中的电阻上无电压，因此电容器两极板间的电压就等于该支路两端的电压。 2．当电容器和电阻并联后接入电路时，电容器两极板间的电压与其并联电阻两端的电压相等。 3．电路的电流、电压变化时，将会引起电容器的充、放电。如果电容器两端电压升高，电容器将充电；如果电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电。 一、闭合电路的动态分析 （一）电阻变化引起的动态分析 1．如图所示的电路中，电流表和电压表均为理想电表，电源电动势和内阻均恒定。闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片从a端缓慢滑向b端，下列说法正确的是 A．小灯泡变亮 B．滑动变阻器两端电压变大 C．电压表示数变大 D．电流表示数变大 解析：选A。将滑动变阻器的滑片从a端缓慢滑向b端，则滑动变阻器阻值减小，总电阻减小，总电流变大，内阻电压变大，则路端电压减小，即电压表读数减小，定值电阻上的电压及电流减小，即电流表示数减小，通过灯泡以及滑动变阻器的电流变大，则灯泡变亮，灯泡两端电压变大，则滑动变阻器两端电压变小。 2．在如图所示的电路中，R1为定值电阻，R2为可变电阻，电源的电动势为E，内阻为r，设电流表的读数为I，电压表的读数为U，当R2的滑动触头向图中a端移动时 A．I变大，U变小　　　　 B．I变大，U变大 C．I变小，U变小 D．I变小，U变大 解析：选C。当R2的滑动触头向题图中a端移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变小，电路总电阻变小，根据闭合电路欧姆定律可知，电路总电流变大，路端电压变小，则电压表的读数U变小，定值电阻R1两端电压变小，则通过R1的电流变小，即电流表的读数I变小。 3．（多选）如图所示的电路中电源内阻为r，L1、L2为两只完全相同且阻值恒定的灯泡，R为光敏电阻（光照越强，阻值越小），闭合开关S后，随着光照强度逐渐减弱，下列说法正确的是 A．L1逐渐变暗，L2逐渐变亮 B．L1逐渐变亮，L2逐渐变暗 C．电源消耗的总功率不变 D．电源的路端电压变大 解析：选BD。光照强度逐渐减弱，光敏电阻阻值增大，电路的总电阻增大，电路中总电流减小，则L2逐渐变暗，由U＝E－Ir，知路端电压增大，又L2两端电压减小，则L1两端电压增大，L1逐渐变亮，故A错误，B、D正确；电路中总电流减小，电源消耗的总功率P＝EI，减小，故C错误。 4．（多选）如图所示的电路，电源电动势为E，内阻为r，R0为定值电阻，Rt为热敏电阻（温度越高，Rt电阻越小），闭合开关，则在温度逐渐升高的过程中，下列说法正确的是 A．电流表示数增大 B．热敏电阻的功率一定增大 C．电源效率减小 D．电源的输出功率一定增大 解析：选AC。温度升高，Rt电阻减小，则串联电路总电阻减小，由I＝知总电流增大，电流表示数增大，故A正确；总电流增大，R0和内阻上电压增大，则Rt两端电压减小，故无法判断热敏电阻的功率变化，故B错误；总电流增大，由于U外＝E－Ir，则外电路电压减小，由于电源效率η＝，则电源效率减小，故C正确；因不知外阻与内阻大小关系，故无法判断电源输出功率如何变化，故D错误。 5．（多选）某学校创建绿色校园，新装了一批节能灯，如图甲所示，该路灯通过光控开关实现自动控制：电灯的亮度可自动随周围环境的亮度改变而改变。图乙为其内部电路简化原理图，电源电动势为E，内阻为r，RL为光敏电阻（光照强度增加时，其电阻值减小）。现减小光照强度，则下列判断正确的是 A．电源效率增大　　 B．R0两端电压减小 C．A灯变暗，B灯变亮 D．电源的输出功率变大 解析：选AB。由题意可知，减小光照强度，RL变大，外电路总电阻变大，电源效率η＝＝＝＝，可知，电源的效率变大，A正确；根据闭合电路欧姆定律可知，干路电流I减小，电源的内电压减小，路端电压U变大，则A灯变亮，通过R0的电流I0＝I－IA，I减小，而IA增大，则I0减小，R0两端电压U0减小，而R0、B灯的电压之和等于路端电压，路端电压变大，则知B灯两端的电压变大，B灯变亮，B正确，C错误；电源的输出功率P＝I2R＝＝，当外电路总电阻与电源内阻相等时，电源输出功率最大，但是题目没告诉定量关系，所以无法判断电源的输出功率如何变化，D错误。 6．（多选）如图甲所示是来测量脂肪积累程度的仪器，其原理是根据人体电阻的大小来判断脂肪所占比例（体液中含有钠离子、钾离子等，而脂肪不容易导电，脂肪含量越高电阻越大），模拟电路如图乙所示。测量时，闭合开关，测试者分握两手柄，体型相近的两人相比，脂肪含量高者 A．电流表示数小 B．电压表示数大 C．电压表示数小 D．路端电压大 解析：选ABD。由于脂肪不容易导电，当脂肪含量较高时，测试时接在电路中的电阻R较大，由闭合电路欧姆定律I＝，可知，R越大，I越小，电流表的示数越小，故A正确；根据A项分析知，R大时，I小，故电源内阻的电压Ur＝Ir变小，路端电压U外＝E－Ur，变大，电压表的示数U＝E－I（r＋R1＋R2），变大，故C错误，B、D正确。 7．（多选）为了创建全国文明城区，某区新装的一批节能路灯，该路灯通过光控开关实现自动控制电灯亮度，其内部电路简化原理图如图所示，图中A、B为相同的灯泡（可视为定值电阻），电源电动势为E，内阻为r，R0为定值电阻，Rt为光敏电阻，阻值随光照强度增加而减小。在夜晚来临的过程中，下列判断正确的是 A．电流表示数变小 B．A灯变亮、B灯变暗 C．电源的总功率变小 D．定值电阻R0两端电压变大 解析：AC。在夜晚来临的过程中，Rt的阻值随光照强度减弱而增加，总电阻增加，总电流减小，即电流表示数变小，路端电压变大，则A灯两端电压变大，则A灯变亮，通过R0的电流减小，则定值电阻R0两端电压变小，则B灯两端电压变大，即B灯变亮，根据P＝IE可知，电源总功率减小。 8．（多选）如图所示，电路中的电源电动势和内阻恒定，两表均为理想电表。电流表的示数为I，电压表的示数为U，电源的输出功率为P，当滑动变阻器的滑片向上移动时，电流表的示数变化量为ΔI，电压表的示数变化量为ΔU，则 A．I变小、U变大 B．P变大 C．变大 D．变大 解析：选AC。当滑动变阻器滑片向上移动时，R4阻值变大，电路中的总电阻变大，总电流变小，内电压变小，外电压变大，则R3中电流变大，R1中电流变小，R2两端的电压变大，电压表示数变大，R2中电流变大，电流表的示数变小，则变大，A、C正确；当外阻等于内阻时电源的输出功率最大，由于无法比较内、外电阻的大小关系，则无法判断电源的输出功率的变化情况，不能确定P的变化情况，B错误；根据闭合电路欧姆定律可知，等于R1、R2、R3及电源内阻r的等效电阻，则不变，D错误。 （二）电路故障引起的动态变化 1．如图所示的是“测量电源的电动势和内电阻”实验的电路图。某同学在实验中，闭合开关后，发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片，电压表有示数且不变，电流表始终没有示数。为查找故障，在其他连接不变的情况下，他将电压表连接a位置的导线端分别试触b、c、d三个位置，发现试触b、c时，电压表有示数；试触d时，电压表没有示数。若电路中仅有一处故障，则下面选项正确的是 A．导线ab断路 B．滑动变阻器断路 C．导线cd断路 D．滑动变阻器短路 解析：选C。在实验中，闭合开关后，发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片，电压表有示数且不变，电流表始终没有示数，说明在电路中有断路的地方。在其他连接不变的情况下，该同学将电压表连接a位置的导线端分别试触b、c、d三个位置，发现试触b、c时，电压表有示数；试触d时，电压表没有示数，则说明导线cd断路，故C正确，A、B、D错误。 2．在如图所示的电路中，灯泡A和灯泡B原来都是正常发光的。现在突然发现灯泡A比原来变暗了些，灯泡B比原来变亮了些，则电路中出现的故障可能是 A．R3断路 B．R1短路 C．R2断路 D．R1、R2同时短路 解析：选C。若R3断路，则外电阻增大，路端电压U增大，A、B两灯的电压和电流均增大，两灯均变亮，故A错误；若R1短路，则外电阻减小，总电流增大，路端电压减小，通过R3的电流减小，则通过A灯的电流增大，A灯变亮，通过B灯的电流增大，B灯变亮，故B错误；若R2断路，则外电阻增大，路端电压U增大，干路电流I减小，通过R3的电流I3增大，则通过A灯的电流IA＝I－I3减小，A灯变暗，B灯两端电压UB＝U－IA（RA＋R1）增大，B灯变亮，故C正确；若R2短路，则B灯被短路了，将会不亮，故D错误。 3．如图所示，电源电动势为E，内阻不计，闭合S后，灯泡L1、L2都正常发光，由于故障两灯突然熄灭，若故障只有一处，则下列说法正确的是 A．将电压表并联在ab两端，示数为0，说明ab间一定无断路 B．将电压表并联在ac两端，示数为E，说明ac间一定有断路 C．将电压表并联在ad两端，示数为E，说明故障一定发生在ab或bd间 D．将电压表并联在bd两端，示数为0，说明bd间一定有短路 解析：选B。将电压表并联在ab两端，示数为0，说明acdb部分以外发生了断路，而acdb间电路完好，故A错误；将电压表并联在ac两端，示数为E，说明ac间一定有断路，故B正确；将电压表并联在ad两端，示数为E，说明acd部分一定有断路，bd间电路完好，故C错误；将电压表并联在bd两端，示数为0，说明bd部分以外发生了断路，而bd间电路完好，故D错误。 4．（多选）如图所示，灯泡A、B都能正常发光，由于电路中发生故障，导致两个灯泡都变亮，可能的原因是 A．R1断路 B．R2断路 C．R3断路 D．R4短路 解析：选AD。若R1断路，则外电路总电阻增大，路端电压增大，总电流减小，R4两端电压减小，两灯泡的电压均增大，两个灯泡都变亮，A正确；若R2断路，则外电路总电阻增大，路端电压增大，总电流减小，R4两端电压减小，R1两端电压增大，流过R1的电流增大，则流过B灯的电流和流过R3的电流之和减小，由于B灯和R3的电阻比不变，则流过B灯的电流和流过R3的电流均减小，则B灯变暗，同理可知，若R3断路，A灯变暗，B、C错误；若R4短路，则外电阻减小，总电流增大，由于除R4之外其他电阻的串、并联情况不变，则各支路的电流均变大，即流过两灯泡的电流均变大，则两个灯泡都变亮，D正确。 二、闭合电路的功率和效率 1．（多选）在如图所示的U－I图像中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图像，直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线。用该电源与电阻R组成闭合电路，由图像判断正确的是 A．电源的电动势为3 V，内阻为1 Ω B．电阻R的阻值为0.25 Ω C．电源的效率为50% D．电源的输出功率为4 W 解析：选BD。根据闭合电路欧姆定律得U＝E－Ir，当I＝0时U＝E，由题图读出电源的电动势E＝3 V，内阻等于图线斜率的绝对值，则r＝＝0.5 Ω，故A错误；两图线的交点表示该电源直接与电阻R相连组成闭合电路时的工作状态，由题图读出电压U＝1 V，电流I＝4 A，电阻R＝＝0.25 Ω，电源的输出功率P＝UI＝4 W，电源的效率η＝≈33.3%，C错误，B、D正确。 2．（多选）图甲所示的电路中定值电阻R＝60 Ω，电源电动势E＝100 V，内阻r＝10 Ω。如图乙所示，曲线为灯泡L的伏安特性曲线，直线为电源的路端电压与电流的关系图线，以下说法正确的是 A．开关S断开时电源的效率为40% B．开关S闭合后电源的总功率会变小 C．开关S闭合后灯泡变亮 D．开关S断开时小灯泡消耗的功率为240 W 解析：选AD。开关S断开时，根据题图乙可知灯泡两端的电压UL＝40 V，电流IL＝6 A，电源的效率η＝×100%＝40%，故A正确；开关S闭合后总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可得总电流增大，根据P＝EI可得电源的总功率会变大，根据路端电压关系式U＝E－Ir，得到路端电压减小，根据P＝可知灯泡的功率减小，所以灯泡的亮度变暗，故B、C错误；开关S断开时小灯泡消耗的功率P灯＝ULIL＝40×6 W＝240 W，故D正确。 3．（多选）如图甲所示，移动滑动触头可以改变电源的路端电压，在图乙所示的P－U图像中，三条曲线1、2、3分别为电源消耗的功率、电源的内阻消耗的功率、电源的输出功率与路端电压的关系，则 A．电源的电动势为3 V B．电源的内阻为1 Ω C．电源的最大输出功率为2.25 W D．滑动变阻器的最大阻值为1 Ω 解析：选ABC。电源消耗的总功率P总＝EI＝E＝－U，由曲线1可知＝9, ＝，联立解得E＝3 V，r＝1 Ω， 故A、B正确；电源的输出功率P出＝I2R＝（）2R＝，可知当外电阻等于内阻时，电源的输出功率最大，则有Pm＝＝2.25 W，故C正确；由图线2、3可知，外电压等于1.5 V时，电源内阻消耗的功率和电源输出功率相等，此时外电阻等于1 Ω，外电阻越大，外电压越大，可知滑动变阻器的最大阻值大于1 Ω，故D错误。 4．（多选）在如图所示的电路中，电源电动势为E、内阻为r，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，四个理想电表的示数都发生了变化，下列说法正确的是 A．电流表示数减小，U1减小 B．U2和U3都变大 C．电阻R1消耗的功率变大 D．电源输出功率变大 解析：选AB。在滑动变阻器的滑动触头P向上滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变大，外电路总电阻变大，干路电流减小，电流表示数减小，电源的内电压减小，则路端电压增大，即电压表V3示数增大。由欧姆定律知电压表V1的示数减小，因为电压表V3的示数等于电压表V1和V2示数之和，则电压表V2示数增大，电阻R1消耗的功率P＝I2R1变小，因为不清楚内电阻与外电阻关系，所以无法判断电源输出功率的变化状况。 5．某兴趣小组对新能源汽车的工作原理产生了兴趣，他们查阅资料做了一个简单的原理图，主要元件有动力电池组、车灯以及电动机，如图所示，额定电压为70 V、线圈电阻RM＝2 Ω的电动机M与内阻RL＝35 Ω的车灯并联，连接在电动势E＝72 V的动力电池组上。S闭合后电动机恰好正常工作，此时通过电池组的电流为10 A。求： （1）电池组的内阻r； （2）流过灯泡的电流； （3）电动机的发热功率； （4）电动机的输出功率。 解析：（1）S闭合后，电动机正常工作，通过电池组的电流为10 A，由E＝UM＋Ir，解得r＝0.2 Ω。 （2）灯泡两端的电压等于电动机两端的电压，则流过灯泡的电流IL＝＝ A＝2 A。 （3）流过电动机的电流IM＝I－IL＝8 A，电动机的发热功率P热＝IRM＝128 W。 （4）电动机的输出功率PM出＝UMIM－IRM＝432 W。 答案：（1）0.2 Ω　（2）2 A　（3）128 W　（4）432 W 三、含电容器电路的分析 1．如图所示的电路中，开关闭合后，灯泡L能正常发光。将滑动变阻器的滑片向左移动，该过程中灯泡L仍是完好的，当电路稳定后，下列判断正确的是 A．灯泡L变亮 B．电容器C的电荷量增大 C．电源消耗的功率增大 D．定值电阻R0两端的电压变小 解析：选B。当滑动变阻器的滑片向左移动时，滑动变阻器接入电路的电阻增大，外电路的总电阻增大，由闭合电路欧姆定律可知，电路中的总电流减小，灯泡L变暗，A错误；由闭合电路欧姆定律可知，总电流减小，路端电压U＝E－Ir将增大，电容器C两端的电压UC将增大，由电容器的定义式可得Q＝CUC，电容器的电荷量增大，B正确；电源消耗的功率P＝EI，电流减小，因此电源消耗的功率减小，C错误；当电路稳定后，与电容器串联的电路中没有电流，定值电阻R0两端的电压不变，D错误。 2．（多选）在如图所示的电路中，灯泡L的电阻大于电源的内阻r，闭合开关S，将滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后，下列结论正确的是 A．灯泡L变暗 B．电源的输出功率变大 C．电容器C上的电荷量增加 D．电流表和电压表示数都变小 解析：选AC。将滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后滑动变阻器接入电路中的电阻变大，电路中电流变小，电流表示数变小，灯泡L变暗；由闭合电路欧姆定律可得U＝E－Ir，可知路端电压U变大，电压表示数变大，故A正确，D错误；由闭合电路欧姆定律可得当电路中电流变小时滑动变阻器两端电压UC变大，电容器C两端电压变大，由Q＝CU可知电容器C上的电荷量增加，故C正确；当外电路电阻等于电源的内阻时，电源的输出功率最大，灯泡L的电阻大于电源的内阻r，则外电路电阻比r大，可知当滑动变阻器接入电路中的电阻变大时，外电路电阻越大，此时输出功率越小，故B错误。 3．（多选）如图所示的电路中，电源电动势为E、内阻为r，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，电容器的电容为C，闭合开关S, 滑片P向下滑动的过程中 A．电流表A1示数增大 B．电流表A2示数减小 C．电容器的带电量减小 D．电源内阻消耗的电功率减小 解析：选AC。闭合开关S，当滑片P向下滑动时，R2阻值变小，总电阻变小，总电流变大，电流表A1的示数变大，根据P＝I2r可知，电源内阻消耗的电功率变大，又有内电压变大，所以路端电压变小，则通过R1的电流变小，根据I2＝I1－IR1，则电流表A2的示数变大，而电容器两端电压变小，所以带电量减小，A、C正确。 4．（多选）如图所示的电路，R1为定值电阻，R2为热敏电阻（温度升高，电阻减小），电源的电动势为E，内阻为r。闭合开关，当环境温度升高时，下列说法正确的是 A．电压表示数增大 B．电流表示数增大 C．有电流向上流过A点 D．电容器所带电量减少 解析：选BD。当环境温度升高时，R2减小，总电阻减小，总电流变大，则电流表示数变大，内电压变大，外电压减小，而R1两端电压增大，所以R2两端电压减小，即电压表读数减小，故A错误，B正确；由于电容器与R2并联，所以电容器两端电压减小，可知电容器放电，所带电量减少，则有电流向下流过A点，故C错误，D正确。 5．（多选）如图所示，当电路里滑动变阻器R2的滑动触头P向下滑动时 A．电压表的读数变大 B．电容器C两极板间的电场强度增大 C．电源的效率变大 D．电源的输出功率一定增大 解析：选ABC。P下滑时R2接入电路的电阻增大，总电阻增大，总电流减小，则内电压减小，路端电压增大，电压表示数增大，故A正确；由于R1的电流减小，所以R1两端的电压减小，故电容器两端的电压增大，根据E＝可得两极板间的电场强度增大，故B正确；电源的效率η＝×100%＝×100%，R2接入电路的电阻增大，外电阻增大，效率增大，故C正确；电源内阻与外电阻的关系未知，无法判断输出功率如何变化，故D错误。 第 1 页 共 9 页 学科网（北京）股份有限公司 $