素养提升课六 闭合电路的功率问题及动态分析-【金版新学案】2025-2026学年高中物理必修第三册同步课堂高效讲义配套课件（人教版）

该高中物理课件聚焦闭合电路的功率问题及动态分析，涵盖功率关系、输出功率规律、动态电路、欧姆表原理及含电容器电路。通过师生互动和任务驱动，衔接闭合电路欧姆定律，搭建从局部到整体的分析支架。 其亮点在于结合科学思维与科学探究，采用等效电源法分析功率最值，用“串反并同”结论简化动态分析，通过表格对比和例题解析深化理解。助力学生提升推理能力，教师可高效开展重难点教学。

素养提升课六　闭合电路的功率问题及动态分析 　　　　 第十二章　电能　能量守恒定律 1．会分析电源的输出功率随外电阻的变化情况。 2．会应用闭合电路欧姆定律分析闭合电路的动态问题。 3．理解欧姆表测电阻的原理。 4．会分析含有电容器的电路问题。 素养目标 提升点一　闭合电路的功率问题 1 提升点二　闭合电路的动态分析 2 提升点三　欧姆表测量电阻的原理 3 内容索引 课时测评 5 提升点四　含电容器的电路问题 4 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 提升点一　闭合电路的功率问题 返回 1．闭合电路中的功率 功率名称 通用表达式 纯电阻电路表达式 电源总功率 P总＝EI P总＝I2(R+r) 电源内部消耗功率 P内＝U内I或P内＝I2 r P内＝I2r 电源输出功率 P出＝U外I P出＝I2R 三者关系 P总＝P出＋P内 2.电源输出功率P出随外电阻R的变化规律 (1)电源的输出功率P出＝U外I，外电路为纯电阻时， P出＝I2R＝，当R＝r时，电源有 最大输出功率，Pmax＝。 (2)电源的输出功率随外电路电阻R变化的图像如图所示。 ①当R＜r时，若R增大，则P出增大；当R＞r时，若R增大，则P出减小。即|R－r|越大时，P出越小；|R－r|越小时，P出越大。 ②当P出＜Pmax时，每个P出对应两个可能的外电阻R1和R2，且R1和R2的关系为R1R2＝r2。 3．电源的效率 (1)定义：输出功率占电路消耗的总功率的比值，表达式为η＝ ×100%＝×100% ＝×100%。 (2)若外电路为纯电阻电路，则η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%＝ ×100%。 可见，外电路电阻越大，电源效率越高。当R＝r时，电源的输出功率最大，电源效率η＝50%。 在如图所示的电路中，已知电源电动势E＝3 V， 内阻r＝1 Ω，电阻R1＝2 Ω，滑动变阻器R的最大阻值 为10 Ω，且其阻值连续可调，则： (1)当R多大时，R消耗的功率最大？最大功率为多少？ (2)当R多大时，R1消耗的功率最大？最大功率为多少？ (3)当R多大时，电源的输出功率最大？最大功率为多少？ 审题指导：(1)分析R消耗的功率时，需要注意电流随R发生变化。可用等效电源的方法分析R的功率情况。 (2)分析R1消耗的功率时，因R1不变，只需要分析电流的变化。 (3)在外电阻和内阻相等时，电源的输出功率最大；外电阻越接近内阻，电源的输出功率越大。 例1 (1)当R多大时，R消耗的功率最大？最大功率为多少？ 答案：3 Ω　0.75 W　 把R1视为内电路的一部分，则当R＝R1＋r＝3 Ω时，R消耗的功率最大，其最大值为Pm＝＝0.75 W。 (2)当R多大时，R1消耗的功率最大？最大功率为多少？ 答案：0　2 W　 对定值电阻R1，由P＝I2R可知，当电路中的电流最大时其消耗的功率最大，此时R＝0，则P1m＝I2R1＝R1＝2 W。 (3)当R多大时，电源的输出功率最大？最大功率为多少？ 答案：0　2 W 根据电源的输出功率与外电阻的关系可知，R外越接近r时，电源的输出功率越大，故当R＝0时，电源的输出功率最大，P出m＝I2R1＝R1＝2 W。 功率最大值的求解方法 1．对定值电阻来说，电流最大时其功率最大。 2．电源的输出功率在外电阻等于内阻时最大；若不能相等，外电阻越接近内阻，电源的输出功率越大。 3．如图所示，求解滑动变阻器R2消耗的最大功率 时，可把定值电阻R1等效为电源内阻的一部分，则 R2＝R1＋r时，R2上消耗的功率最大。　　 总结提升 针对练1．(多选)电源电动势为3 V、内阻为1 Ω， 定值电阻R＝9 Ω，滑动变阻器最大阻值为20 Ω， 下列选项正确的是 A．滑动变阻器的最大功率为0.225 W B．定值电阻的最大功率为0.72 W C．滑动变阻器的滑片从左向右移动，R上消耗的功率一直减小 D．滑动变阻器的滑片从左向右移动，电源的输出功率一直增大 √ √ 把R看作电源内阻的一部分，电源等效内阻为r′＝R＋ r＝10 Ω，当滑动变阻器的电阻等于等效内阻时，滑动 变阻器的功率最大，Pmax＝＝0.225 W，故A正确； 根据PR＝I2R可知，当电路中的电流最大，即滑动变阻 器的电阻最小，滑动变阻器的滑片在最右端时，电阻R的功率最大，所以滑动变阻器的滑片从左向右移动，R上消耗的功率一直增大，有Imax＝＝0.3 A，则最大功率为PRmax＝0.81 W，故B、C错误；因为外电路的总电阻R＋R1总大于电源内阻r，滑动变阻器的滑片从左向右移动，外电路的总电阻减小，所以电源的输出功率一直增大，故D正确。故选AD。 针对练2．(多选)在如图甲所示的电路中，电源的U-I图像如图乙中的图线a所示，定值电阻R0的U-I图像如图乙中的图线b所示，滑动变阻器Rx的最大阻值为1 Ω，下列说法正确的是 A．定值电阻R0的阻值为4 Ω B．电源的内阻为0.5 Ω C．当Rx＝0时电源的输出功率最大 D．在Rx＝0.25 Ω时电源的输出功率最大 √ √ 由定值电阻R0的U-I图像可知其阻值R0＝＝0.25 Ω，A错误；由电源的U-I图像可知电源的电动势E＝3 V，内阻r＝＝0.5 Ω，B正确；当Rx＋R0＝r，即Rx＝0.25 Ω时，电源的输出功率最大，C错误，D正确。故选BD。 返回 提升点二　闭合电路的动态分析 返回 师生互动　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 片向图中a端移动时： 任务1．电阻R2、R1和R2的并联电阻R并、电路总电阻R总怎样变化？ 提示：电阻R2减小，R1和R2的并联电阻R并减小，电路总电阻R总减小。 任务2．电路总电流怎样变化？路端电压怎样变化？ 提示：电路总电流变大；路端电压变小。 任务3．通过R1的电流和通过R2的电流如何变化？ 提示：通过R1的电流减小，通过R2的电流增大。 探究归纳　 闭合电路动态问题的分析方法 1．程序法：遵循“局部—整体—局部”的思路。 2．结论法——“串反并同” “串反”：是指某一电阻增大(或减小)时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小(或增大)。 “并同”：是指某一电阻增大(或减小)时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大(或减小)。 (2025·四川省川南、川东北地区名校联考)如图所示电路中，电表均为理想电表，当将滑动变阻器R3的滑片P向b端滑动时，下列说法正确的是 A．电压表V1的示数变大 B．定值电阻R2的功率变大 C．电流表A的示数变大 D．电源的总功率变小 √ 例2 当将滑动变阻器R3的滑片P向b端滑动时，R3电阻变小，总电阻变小，干路电流变大，内电压变大，路端电压变小，即电压表V1的示数变小，由闭合电路欧姆定律可知，并联部分电压变小，流过R2的电流变小，R2的功率变小，由于总电流变大，则电流表A的示数变大，故A、B错误，C正确；电源的总功率P＝EI总，干路电流变大，电源的总功率变大，故D错误。故选C。 针对练1．(2025·辽宁省大连市高二上学期期末)如图为一种自动测定油箱内油面高度的装置，装置中的金属杆的一端接浮标(浮标与杠杆之间绝缘)，另一端的触点P接滑动变阻器R，油量表由电流表改装而成，当汽车加油时，油箱内的油面上升的过程中，下列说法正确的是 A．电路中电流减小 B．R1两端电压增大 C．整个电路消耗的功率减少 D．电源的输出功率一定增大 √ 当汽车加油时，油箱内的油面上升，触点P向下滑 动，滑动变阻器R的电阻变小，总电阻变小，电路 中的电流增大，故A错误；R1两端电压为U1＝IR1， 电流I增大，所以R1两端电压增大，故B正确；整个 电路消耗的功率为P＝EI，电流I增大、E不变，所 以整个电路消耗的功率增大，故C错误；当内、外 电阻相等时，电源的输出功率最大，因不知道电路中内、外电阻的大小关系，所以无法判断电源的输出功率如何变化，故D错误。故选B。 针对练2．如图所示，电源电动势为E，内阻为r，L1、L2、L3为相同规格的小灯泡，阻值都不变且大于r，当滑动变阻器R的滑片向左滑动时 A．小灯泡L2变亮 B．小灯泡L3变亮 C．电源的输出功率变小 D．电源的效率变大 √ 当滑动变阻器R的滑片向左滑动时，R的阻值变小，则 总电阻变小，总电流变大，小灯泡L1变亮，根据U＝E －I(r＋R1)可知，并联支路的电压变小，则小灯泡L3变 暗，小灯泡L3中电流变小，则小灯泡L2中电流变大， 即小灯泡L2变亮，故A正确，B错误；小灯泡电阻大于电源内阻，当滑动变阻器R的滑片向左滑动时，外电路总电阻R外减小，根据电源输出功率随外电阻的变化图像可知电源的输出功率变大，故C错误；电源的效率η＝×100%＝×100%＝×100%，外电阻R外变小，可知η变小，故D错误。故选A。 返回 提升点三　欧姆表测量电阻的原理 返回 1．欧姆表的原理(如图所示)   欧姆表测电阻的原理是闭合电路的欧姆定律，设电源的电动势为E，内阻为r，电流表的电阻为Rg，可调电阻为R，电流表满偏电流为Ig，欧姆表的总电阻为RΩ。 (1)当红、黑表笔短接时(相当于被测电阻为0)，电流表指针指在最大值Ig处。由Ig＝可得RΩ＝。 (2)当红、黑表笔间接入被测电阻Rx时，通过表头的电流Ix＝，可得Rx＝－RΩ。改变被测电阻Rx的阻值，电流I随着改变。 (3)由Rx＝－RΩ可知电阻Rx的值与电流存在一一对应关系。在刻度盘上将原来的电流刻度转换成对应的电阻刻度，就可以从刻度盘上直接读出被测电阻的阻值。 2．欧姆表表盘的刻度标注 刻度 标注方法 标注位置 “0 Ω” 红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针满偏，被测电阻Rx＝0 满偏电流Ig处 “∞” 红、黑表笔不接触，表头指针不偏转，被测电阻Rx＝∞ 电流为零处 中值电阻 Rx中＝r＋R＋Rg＝RΩ 刻度盘正中央 刻度 标注方法 标注位置 “Rx” 红、黑表笔接Rx，Ix＝，Rx与Ix一一对应 与Rx对应电流Ix处 把一量程为6 mA、内阻为100 Ω的电流表改装成欧姆表，电路如图所示，现备有如下器材：A．电源E＝3 V(内阻不计)；B．滑动变阻器(0～100 Ω)；C．滑动变阻器(0～500 Ω)；D．红表笔；E．黑表笔。 (1)滑动变阻器选用_____(选填器材代号)。 例3 C　 两表笔直接接触时，调节滑动变阻器的阻值使电流达到满偏，则有Ig＝，解得R0＝400 Ω，故滑动变阻器应选用C。 (2)红表笔接____端，黑表笔接____端。(均选填“M”或“N”) N　 M　 红表笔接内部电源的负极，黑表笔接内部电源的正极，所以红表笔接N端，黑表笔接M端。 (3)按正确方法测量Rx，指针指在电流表2 mA刻度处，则电阻值应为_______Ω；若指在电流表3 mA刻度处，则电阻值应为______Ω。 1 000　 500　 电流I＝2 mA时，有I＝，解得Rx＝1 000 Ω 电流I′＝3 mA时，有I′＝，解得Rx′＝500 Ω。 (4)若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻变大，但此表仍能调零，按正确使用方法再测上述电阻Rx，其测量结果与原结果相比将______(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。 偏大 当电池电动势变小，内阻变大时，欧姆表重新调零，由于满偏电流Ig不变，由Ig＝可知，欧姆表内阻RΩ得调小，待测电阻的阻值是通过电流表的示数体现的，由I＝可知，当RΩ变小时，接入同样的被测电阻，通过的电流变小，欧姆表读数变大。 针对练．如图是把量程为3 mA的电流表改装成欧姆表的示意图，其中电源电动势E＝1.5 V。改装后若将原电流表3 mA刻度处定为零阻值位置，则1.5 mA刻度处应标______Ω，1 mA刻度处应标______Ω。 500　 1 000 欧姆表内阻RΩ＝ Ω＝500 Ω，电流为I＝1.5 mA时，有I＝，解得R＝500 Ω；电流为I′＝1 mA时，有I′＝，解得R′＝ 1 000 Ω。 返回 提升点四　含电容器的电路问题 返回 师生互动　如图所示，电路中R1、R2均为可变电阻，电 源电动势为E，内阻为r，平行板电容器的电容为C，两 极板水平放置。 任务1．当开关刚闭合时，有电流通过R1或R2吗？若有，电流方向如何？ 提示：开关刚闭合时，R1、R2中均有电流通过，且均沿顺时针方向。 任务2．电路达到稳定后，有电流通过R1或R2吗？此时电容器两极板间的电压为多少？所带电荷量为多少？ 提示：电路达到稳定后，有电流通过R1，R2所在支路相当于断路，无电流通过；此时电容器两极板间的电压就等于R1两端的电压，即此时UC＝U外＝；所带电荷量QC＝CUC＝。 任务3．电路稳定后逐渐减小R1，在此过程中，有电流通过R2吗？若有，电流方向如何？ 提示：在减小R1的过程中，电路中的总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可得总电流增大，路端电压U外＝E－Ir减小，电容器两端电压减小，所以电荷量减少，电容器放电，R2中有逆时针方向的电流。 探究归纳　 1．在直流电路中，当电容器充、放电时，电路中有充、放电电流。如果电容器两极板间电压升高，电容器将充电；如果电容器两极板间电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电。 2．电路稳定后，电容器处电路可看成断路，由于电容器所在支路无电流通过，因此电容器两极板间的电压就等于与它并联的支路两端的电压。 3．根据公式Q＝CU或ΔQ＝CΔU求电荷量或其变化量。 (多选)如图所示的电路中，电源电动势E＝6 V，内阻r＝1 Ω，电阻R1＝6 Ω，R2＝5 Ω，R3＝3 Ω，电容器的电容C＝2×10-5 F。若将开关S闭合，电路稳定时通过R2的电流为I；断开开关S后，通过R1的电荷量为q。则 A．I＝0.75 A B．I＝0.5 A C．q＝2×10-5 C D．q＝1×10-5 C √ √ 例4 开关S闭合时，R1与R3并联后再与R2串联，R并＝ ＝2 Ω，I＝ ＝1.5 V，QC＝CUC＝3×10-5 C，若将开关断开，电容器放电，因R1、R3并联，则I1∶I3＝R3∶R1＝1∶2，根据q＝It可知，通过R1的电荷量q＝QC＝1×10-5 C，故C错误，D正确。故选AD。 针对练．(2025·福建省福州市六校联考)如图所示的电路，电源电动势为E，内阻为r，C为两块彼此靠近而又绝缘的平行金属板，两金属板中一带电液滴P处于静止状态，R1、R2和R3为定值电阻，电流表、电压表均为理想电表。闭合开关S，电路稳定后，将滑动变阻器R4的滑片由图中位置向b端移动过程中，下列判断正确的是 A．电流表读数增大，电压表读数减小 B．金属板所带电荷量逐渐减小 C．带电液滴P将向上运动 D．电源效率逐渐增大 √ 当滑动变阻器R4的滑片由题图中位置向b端移动过 程中，滑动变阻器连入电路的阻值变小，则电路 的总电阻变小，由闭合电路欧姆定律可知，电路 总电流增大，路端电压减小，由于通过R1的电流 增大，则R1两端的电压增大，电压表读数增大，并联部分的电压减小，可知通过R3的电流减小，即电流表读数减小，故A错误；由于两金属板间电压逐渐减小，根据C＝和E＝可知金属板所带电荷量逐渐减小，板间场强减小，带电液滴P受到的静电力减小，带电液滴P将向下运动，故B正确，C错误；电源效率为η＝×100%＝×100%＝×100%，由于路端电压逐渐减小，则电源效率逐渐减小，故D错误。故选B。 课堂回眸 返回 课时测评 返回 1．(多选)如图所示的电路中电源的电动势为6 V，内 阻为1 Ω，R1为2 Ω，R2的最大阻值为3 Ω，闭合开关， 下列说法正确的是 A．当R2为1 Ω时，R1消耗的功率最大 B．通过改变R2的阻值，路端电压的最大值为5 V，最小值为4 V C．R2的阻值越小，R1消耗的功率越大 D．当R2的阻值为3 Ω时，R2消耗的功率最大 √ √ 基础排查 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 R1为定值电阻，只有当通过R1的电流最大时，其消耗 的功率才最大，因此当R2＝0时，通过R1的电流最大， R1消耗的功率最大，A错误，C正确；由闭合电路欧 姆定律可得路端电压U＝E，代入数据计算可 知，B正确；将定值电阻R1当作电源内阻的一部分，则当R2＝R1＋r＝3 Ω时，R2消耗的功率最大，D正确。故选BCD。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 2．(2025·山东泰安高二上期末)如图所示，电源内阻r＝1 Ω，滑动变阻器R1的最大电阻R1＝5 Ω，定值电阻R2＝2 Ω，调节R1的阻值，发现稳定后R1的消耗功率最大为0.75 W，则电源电动势为 A．1 V B．2 V C．3 V D．4 V 将R2看作电源内阻，则r内＝r＋R2＝3 Ω，因为当外电阻等于电源内阻时外电阻消耗功率最大，则当R1消耗功率最大时R1＝r内＝3 Ω，此时Pmax＝＝0.75 W，解得E＝3 V。故选C。 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 3．(2025·北京市通州区高二上期末)如图所示，电源内阻为r，R0为定值电阻，R1为滑动变阻器，R0>r。闭合电路使灯泡L发光后，若将滑动变阻器的滑片向右滑动，下列说法正确的是 A．灯泡L变亮，R0两端电压变大 B．灯泡L变暗，路端电压变大 C．电源的输出功率变大 D．电源的输出功率先变大后变小 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 滑动变阻器的滑片向右滑动，滑动变阻器接入电 路的电阻减小，外电路总电阻减小，干路电流增 大，电源内阻与定值电阻两端的电压均增大，则 灯泡两端电压减小，灯泡变暗，故A错误；干路 电流增大，根据欧姆定律可知，路端电压减小， 故B错误；由于R0>r，则有R外>r，滑动变阻器的滑片向右滑动，外电路总电阻减小，结合电源输出功率与外电阻关系图像可知电源的输出功率变大，故C正确，D错误。故选C。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 4．(2025·福建南平高二上期末)手机屏幕的自动亮度调节功能对于提供舒适的视觉体验至关重要，现用如图所示的电路模拟此功能。小灯泡电阻保持不变，光敏电阻的阻值随光照强度的增强而减小，小灯泡的亮度不影响光敏电阻的阻值。闭合开关，当光照强度增大时，则 A．小灯泡变暗 B．光敏电阻两端电压变大 C．电源的总功率变大 D．电源的效率变大 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 当光照强度增大时，光敏电阻阻值减小，电路总电阻 减小，根据闭合电路欧姆定律可知，电路电流增大， 路端电压减小；通过小灯泡的电流增大，小灯泡两端 电压增大，小灯泡变亮，则光敏电阻两端电压变小， 故A、B错误。根据P总＝EI，由于电路电流增大，可知电源的总功率变大，故C正确。根据η＝×100%＝×100%，由于外电路电阻减小，所以电源的效率变小，故D错误。故选C。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 5．(2025·江苏南京期末)如图所示，光敏电阻R2的阻值随光照强度的增大而减小，R0、R1是定值电阻，电源的电动势和内阻分别为E、r，闭合开关S，增大光照强度，下列说法正确的是 A．电源的效率可能变大 B． R0的功率增大 C．电流表的示数增大 D．光敏电阻的功率一定增大 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 增大光照强度，光敏电阻R2的阻值随光照强度 的增大而减小，根据“串反并同”规律，电流 表的示数增大，C正确；同理，根据“串反并 同”规律， R0两端的电压减小，R0的功率减 小，B错误；增大光照强度，光敏电阻的阻值减小，通过光敏电阻的电流增大，光敏电阻的功率不一定增大，D错误； 电源的效率为η＝×100%＝×100%，增大光照强度，光敏电阻R2的阻值减小，外电路电阻减小，电源的效率减小，A错误。故选C。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 6．如图为一个将电流表改装成欧姆表的示意图，此欧姆表已经调零，用该欧姆表测量一阻值为R的电阻时，指针偏转至满刻度的处。现用该欧姆表测一阻值未知的电阻Rx的阻值，指针偏转到满刻度的处，可知该电阻的阻值为 A．4R B．3R C．9R D．27R √ 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 设改装后的欧姆表电动势为E，内阻为RΩ，电流表的满偏电流为Ig，欧姆表调零时有Ig＝，测量阻值为R的电阻时，有Ig＝，测量阻值未知的电阻Rx时有Ig＝，联立解得Rx＝9R。故选C。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 7．(2025·河南南阳高二上期末)如图所示，平行金属板中带电质点P原处于静止状态，不考虑电流表和电压表内阻对电路的影响，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，则 A．电压表读数变大 B．电流表读数变大 C．质点P将向上运动 D．R3上消耗的功率逐渐增大 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，接 入电路的电阻减小，外电路总电阻减小， 根据闭合电路欧姆定律可知干路电流增 大，电阻R1以及电源内阻上的电压变大， 与电容器并联的支路电压减小，流过R3的电流减小，则R3上消耗的功率逐渐减小，电流表读数变大，故B正确，D错误；流过电流表的电流增大，电阻R2两端的电压增大，与电容器并联的支路电压减小，可知电阻R4两端的电压减小，电压表读数减小，故A错误；电容器两极板间电压减小，电容器间场强减小，质点P受到的静电力减小，小于重力，故质点P将向下运动，故C错误。故选B。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 8．(多选)如图所示，电源的电动势E＝2 V，内阻r＝2 Ω，两个定值电阻均为8 Ω，平行板电容器的电容C＝3×10-6 F，则 A．开关断开时电容器两极板间的电压为 V B．开关断开时电容器所带电荷量为4×10-6 C C．开关闭合时电容器两极板间的电压为 V D．开关闭合时电容器所带电荷量为4×10-6 C √ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 电容器两极板间的电压等于R2两端的电压，开关S 断开时，电路中的总电流为I＝ A＝0.2 A， 电容器两极板间的电压为U＝IR2＝0.2×8 V＝1.6 V， 此时电容器所带电荷量为Q＝CU＝3×10-6×1.6 C＝ 4.8×10-6 C；开关闭合时，两定值电阻并联，R外＝ Ω＝4 Ω，电容器两极板间的电压等于路端电压，电路中的总电流I′＝＝ A，电容器两极板间的电压U′＝I′R外＝×4 V＝ V，此时电容器所带的电荷量Q′＝CU′＝3×10-6× C＝4×10-6 C。故选CD。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 9．(多选)小张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变化的图线画在了同一坐标纸上，如图中的a、b、c所示，则下列判断正确的是 A．直线a表示电源的总功率 B．曲线b表示电源的输出功率 C．电源的电动势E＝9 V，内阻r＝3 Ω D．曲线c表示电源的输出功率 √ √ 综合应用 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 电源消耗的总功率PE＝EI∝I，则直线a表示电源 的总功率，故A正确；电源的输出功率PR＝PE－Pr ＝EI－I2r，应为开口向下的曲线，则曲线c表示电 源的输出功率，故B错误，D正确；当I＝3 A时， 电源的输出功率PR＝0，说明外电路短路，根据P ＝EI可得E＝ V＝3 V，电源内阻r＝ Ω ＝1 Ω，故C错误。故选AD。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 10．(多选)(2025·江西宜春高二上期末)在如图所示的图像中，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U-I图线。用该电源直接与电阻R相连组成闭合电路。由图像可知 A．电源的电动势为2 V，内阻为0.5 Ω B．电阻R的阻值为1 Ω C．电源的输出功率为2 W D．电源的效率约为66.7% √ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 图线Ⅰ与纵轴的交点表示电源电动势E，为3 V， 图线Ⅰ斜率的绝对值表示电源内阻r，为0.5 Ω， 故A错误；图线Ⅱ的斜率表示电阻R的阻值，为 1 Ω，故B正确；由Ⅰ、Ⅱ图线的交点坐标可知 闭合电路的电流I＝2 A，路端电压U＝2 V，电 源输出功率P＝UI＝4 W，故C错误；电源效率为η＝×100%＝×100%≈66.7%，故D正确。故选BD。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 11．(多选)(2025·四川省凉山州期中)如图所示，电 阻R1＝2 Ω，小灯泡L上标有“3 V　1.5 W”字样， 电源内阻r＝1 Ω，滑动变阻器的最大阻值为R0。当 滑片P滑动到最上端a时，理想电流表的读数为1 A， 小灯泡L恰好正常发光，不考虑小灯泡电阻的变化，则下列说法正确的是 A．滑动变阻器的最大阻值R0＝8 Ω B．电源电动势E＝6 V C．当滑片P滑动到最下端b时，电源的输出功率P出＝8 W D．当滑片P滑动到最下端b时，电源的总功率P总＝2.4 W √ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 当滑片P滑到a端时，流过小灯泡的电流为IL＝＝ 0.5 A，流过滑动变阻器的电流为I0＝IA－IL＝1 A－ 0.5 A＝0.5 A，滑动变阻器的最大阻值为R0＝＝ 6 Ω，故A错误；电源电动势为E＝UL＋IA(R1＋r)＝6 V，故B正确；当滑片P滑到b端时，滑动变阻器和小灯泡均被短路，总电流为I＝＝2 A，电源总功率为P总＝EI＝6×2 W＝12 W，内阻消耗的功率为P＝I2r＝4 W，则电源的输出功率为P出＝12 W－4 W＝8 W，故C正确，D错误。故选BC。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 12．(2025·安徽黄山高二下期末)如图所示的电路中， 闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向上滑动时，V、 A、V1、V2四个理想电表的示数都发生变化，电表的 示数分别用U、I、U1、U2表示，下列判断正确的是 A．I减小，U1减小 B．I增大，U2增大 C．电压表V示数与电流表A示数之比不变 D．电压表V1示数的变化量与电流表A示数的变化量之比保持不变 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 滑片P向上滑动，滑动变阻器接入电路的电阻减小， 电路总电阻减小，干路电流增大，即I增大，电源 内电压增大，路端电压减小，即U减小，定值电阻 R1两端电压增大，即U1增大，由U2＝E－I 可知，U2减小，故A、B错误；根据欧姆定律有＝R1＋R2，滑动变阻器接入电阻减小，可知电压表V示数与电流表A示数之比减小，故C错误；根据欧姆定律有＝R1，可知电压表V1示数的变化量与电流表A示数的变化量之比保持不变，故D正确。故选D。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 13．(2025·福建省福州五校期末联考)如图所示，平行金属板中带电质点P原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，选地面的电势为零，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，电压表、电流表的示数变化量分别为ΔU和ΔI，下列说法正确的是 A．电压表示数增大 B．带电质点向上运动 C．电源的效率变高 D．不变 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，接入电 路的阻值减小，外电路总电阻减小，根据闭 合电路欧姆定律可知，干路电流增大，路端 电压减小，R1两端电压和内电压都增大，则 并联部分的电压减小，即电压表示数减小， 故A错误；平行金属板间电压减小，根据E＝可知，平行金属板间的场强减小，带电质点P受到的静电力减小，则带电质点P将向下运动，故B错误；电源的效率为η＝×100%＝×100%，由于路端电压减小，所以电源的效率变低，故C错误；电流表示数即干路电流为I，电压表示数为U，由闭合电路欧姆定律得U＝E－I(r＋R1)，则有＝r＋R1，可知不变，故D正确。故选D。 返回 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 谢 谢 观 看 第十二章　电能　能量守恒定律 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 $