专项提升Ⅴ 电能　能量守恒定律综合问题 讲义 -2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

专项提升Ⅴ 电能　能量守恒定律综合问题 1．学会分析纯电阻电路和非纯电阻电路的区别和计算 2．学会分析电源功率及效率的计算。 3．学会分析涉及电容器的电路计算 知识点一、纯电阻电路与非纯电阻电路的综合分析 1.两种电路的比较 纯电阻电路 非纯电阻电路 举例 白炽灯、电炉、电熨斗、电饭锅 电动机、电解槽 能量转化情况 电功和电热的关系 W＝Q即IUt＝I2Rt W＝Q＋E其他 UIt＝I2Rt＋E其他 电功率和热功率的关系 P＝P热 即IU＝I2R P＝P热＋P其他 即IU＝I2R＋P其他 欧姆定律是否成立 U＝IR，I＝，成立 U＞IR，I＜，不成立 说明 W＝UIt、P电＝UI适用于任何电路计算电功和电功率 Q＝I2Rt、P热＝I2R适用于任意电路计算电热和热功率 只有纯电阻电路满足W＝Q，P电＝P热；非纯电阻电路W>Q，P电>P热 2.电功与电热 知识点二、闭合电路中的功率问题 1.电源的总功率 (1)物理意义：电源将其他形式的能转化为电能的功率。 (2)表达式：P总＝EI。 2.电源内部消耗的功率 (1)物理意义：电源内阻的发热功率。 (2)表达式：P内＝I2r。 3.电源的输出功率 (1)物理意义：电源对外供电功率。 (2)表达式：P出＝UI。 (3)当外电路为纯电阻电路时 ①电源的输出功率P出＝I2R＝R＝＝。 由此可知，当R＝r时，电源有最大输出功率P出max＝。 ②P出与外电阻R的函数关系图像 ③几个结论 a.当R＝r时，电源的输出功率最大，Pm＝。 b.当R<r时，随R的增大，输出功率越来越大。 c.当R>r时，随R的增大，输出功率越来越小。 d.当P出<Pm时，每个输出功率对应两个可能的外电阻R1、R2，且R1R2＝r2。 4.电源的效率 η＝×100%＝×100%＝×100% 对于纯电阻外电路，则η＝＝＝，可见，外电阻R越大，电源的效率越高。 知识点三、含容电路的分析与计算 1.电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过，此支路相当于断路，因此电容器两极板间的电压就等于该支路两端的电压。 2.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。 3.根据公式Q＝CU或ΔQ＝CΔU，求电荷量及其变化量。 4.分析和计算含有电容器的直流电路时，注意把握以下几个方面 (1)电路稳定时电容器在电路中就相当于一个阻值无限大的元件，在电容器处电路看成是断路，画等效电路时，可以先把它去掉。 (2)若要求电容器所带电荷量时，可在相应的位置补上，求出电容器两端的电压，根据Q＝CU计算。 (3)电路稳定时电容器所在支路断路，与电容器串联的电阻两端无电压，该电阻相当于导线。 (4)当电容器与电阻并联后接入电路时，电容器两端的电压与并联电阻两端的电压相等。 (5)电路中的电流、电压变化时，将会引起电容器的充、放电，有ΔQ＝CΔU。 1．（25-26高二上·江西萍乡·期末）如图所示电路中，直流电源电动势为E、内阻，定值电阻，可变电阻的阻值范围为。闭合开关S，调节可变电阻接入电路的阻值，则的最大电功率为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】和电源并联后可视为一个“等效电源”，新电源的电动势，内阻 此时的电功率就是新电源的输出功率，当外电路电阻等于电源内阻时，电源输出功率最大，所以当时，的电功率最大，其最大功率为 故选C。 2．（25-26高二上·广东汕头·期末）在如图甲所示的电路中，调节电阻箱的阻值，电压表示数随电阻箱阻值R的变化关系图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．电源电动势，内阻 B．当时，电源总功率为12W，内阻热功率为2W C．该电源输出功率的最大值为14.5W D．电阻箱阻值从逐渐增加到的过程中，电源的总功率减小，输出功率增大 【答案】A 【详解】A．由乙图可知，当时路端电压等于电源电动势，则有；当时路端电压，则电流 根据闭合电路欧姆定律有 解得内阻，故A正确； B．当时，路端电压，电流，则电源总功率为 内阻热功率为，故B错误； C．电源的输出功率为 根据闭合电路欧姆定律 联立解得 可知当时电源的输出功率最大，则电源输出功率最大值为，故C错误； D．电阻箱阻值从逐渐增加到的过程中，外电路电阻增大，根据闭合电路欧姆定律 可知总电流减小，根据电源总功率为，则电源总功率减小； 当时电源的输出功率最大，故输出功率先增大后减小，故D错误。 故选A； 3．（25-26高二上·云南大理·期末）如图所示，电源的电动势、内阻，，，电动机恰好正常工作，已知电动机的额定电压、线圈电阻，则（　　） A．通过电动机的电流为 B．电源的输出功率为 C．电动机正常工作的效率为 D．如果电动机突然被卡住而停止转动，则电源内阻消耗的热功率将变大 【答案】BCD 【详解】A．根据闭合电路欧姆定律，有 所以电路中的总电流 根据欧姆定律，通过的电流 故通过电动机的电流，故A错误； B．电源的输出功率为，故B正确； C．电动机消耗的总功率为 电动机正常工作的输出功率为 故其效率为，故C正确； D．若电动机突然被卡住而停止转动，相当于变成纯电阻，电路中的总电阻减小，电流增大，则电源内阻消耗的热功率将变大，故D正确。 故选BCD。 4．（25-26高二上·云南大理·期末）如图所示，电源电动势为，内阻为，、为定值电阻，为平行板电容器，电表均为理想电表。现将滑动变阻器的滑片置于最上端，闭合开关，将一个带电液滴在点无初速释放，液滴恰能静止在点。若将滑片向下滑动，以下说法正确的是（　　） A．电流表和电压表的示数均增大 B．电阻中会有向上的电流通过 C．带电液滴将向上运动 D．电容器的电容将减小 【答案】B 【详解】A．在滑动变阻器的滑片向下滑动过程中，其接入阻值减小，干路电流增大，滑动变阻器两端的电压满足 故电压表示数减小，电流表示数增大，故A错误； B．电容器上极板带正电，由减小可知，电容器将放电，两极板所带电荷量减小，电阻中有向上的电流，故B正确； C．原情况下液滴受到向上的电场力与重力平衡，由可知，随着电容器的电压减小，两极板间的电场强度减小，所以带电液滴向下运动，故C错误； D．电容器的电容与两极板间电压无关，电容不变，故D错误。 故选B。 5．（25-26高二上·内蒙古赤峰·期末）在图甲所示的电路中，是滑动变阻器，是定值电阻，电源内阻恒为r。实验时调节的阻值，得到各组理想电压表和理想电流表数据，用这些数据在坐标纸上描点、拟合，作出图像如图乙中图线AB所示。下列关于图线a、b、AB的斜率所表示的物理量说法正确的是（   ） A．图线a的斜率表示滑动变阻器滑片P在N侧某位置时接入电路中的电阻值 B．图线b的斜率表示滑动变阻器滑片P在M侧某位置时接入电路中的电阻值 C．图线AB的斜率表示定值电阻的阻值 D．图线AB的斜率表示定值电阻和电源内阻r的总阻值 【答案】D 【详解】A．图线a与AB的交点为A，对应点的电压值较大，分到的电压大，说明此时接入电路的电阻较大，滑动变阻器的滑片应靠近M端 所以图线a的斜率表示滑动变阻器滑片P在M侧某位置时接入电路中的电阻值，A错误； B．图线b与AB的交点为B，对应点的电压值较小，分到的电压小，说明此时接入电路的电阻较小，滑动变阻器的滑片应靠近N端 所以图线b的斜率表示滑动变阻器滑片P在N侧某位置时接入电路中的电阻值，B错误； CD．根据闭合电路欧姆定律 结合图像可知，图线AB的斜率表示定值电阻R2和电源内阻r的总阻值，C错误，D正确。 故选D。 6．（25-26高二上·广东汕头·期末）如图甲所示是用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），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，脂肪含量低者（　　） A．消耗的功率小 B．电源的效率小 C．电压表示数与电流表示数的比值小 D．电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值不变 【答案】BCD 【详解】A．脂肪不容易导电，脂肪含量低者，人体电阻R越小，电流越大，根据可知，消耗的功率越大，故A错误； B．根据 脂肪不容易导电，脂肪含量低者，人体电阻R越小，外电路的总电阻减小，电源的效率越小，故B正确； C．根据 电压表示数与电流表示数的比值等于人体电阻R，脂肪不容易导电，脂肪含量低者，人体电阻R越小，越小，故C正确； D．电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值为 脂肪不容易导电，脂肪含量低者，人体电阻R越小，不变，故D正确。 故选BCD。 7．（25-26高二上·河南郑州·期末）如下图为用直流电动机提升重物的装置，重物的重量，电源电动势，电源内阻为，不计各处摩擦，当电动机以的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流，可以判断（   ） A．电动机消耗的总功率为 B．提升重物消耗的功率为 C．电动机线圈两端的电压是 D．电动机线圈的电阻为 【答案】BD 【详解】A．电路中的电流为5A。则电源的总功率P总 = EI = 110×5W = 550W 电动机消耗的总功率为，故A错误； B．重物被提升的功率P1 = Fv = Gv = 500×0.9W = 450W，故B正确； C．电动机线圈两端的电压是，故C错误； D．线圈电阻消耗的功率为 由欧姆定律可得，故D正确。 故选BD。 8．（25-26高二上·北京·期末）在图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，闭合开关S，电流表示数为I，电压表示数为U。现将滑动变阻器的滑动触头P从图示位置向a端移动一些，则与P移动前相比（　　） A．电压表与电流表的示数都减小 B．电压表与电流表的示数都增大 C．电压表的示数增大，电流表的示数减小 D．电压表的示数减小，电流表的示数增大 【答案】C 【详解】滑动变阻器的滑动触头P向a端移动时，滑动变阻器接入电路中的电阻大小在增大，所以回路的总电流减小，电流表示数减小；根据闭合电路欧姆定律有 电压表的示数会增大。 故选C。 9．（25-26高二上·山西忻州·期末）如图所示，平行金属板中带电质点原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器的滑片向端移动时，则（　　） A．质点将向上运动 B．电流表读数减小 C．电压表读数减小 D．上消耗的功率增大 【答案】C 【详解】ABC．由图可知，与滑动变阻器串联后与并联后，再由串联接在电源两端；电容器与并联；当滑片向移动时，滑动变阻器接入电阻减小，则电路中总电阻减小；由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流增大；路端电压减小，同时两端的电压也增大；故并联部分的电压减小；由欧姆定律可知流过的电流减小，则流过并联部分的电流增大，故电流表示数增大，因并联部分电压减小，而中电压增大，故电压表示数减小，因电容器两端电压减小，故质点受到的向上电场力减小，则重力大于电场力，合力向下，电荷向下运动，故AB错误，C正确； D．因两端的电压减小，由可知， 上消耗的功率减小，故D错误。 故选C。 10．（25-26高二上·广东深圳·期末）人体的体脂越高，人体的电阻通常越大。如图甲所示的脂肪测量仪，可根据人体电阻的大小来判断脂肪所占的比例，其测量原理如图乙所示。电源内阻为r，R1=r，电流表、电压表均可视为理想电表。测量时，闭合开关，测试者手握A、B。体型相近的两人相比，脂肪含量高者测量时（　　） A．电流表的示数更大，电压表的示数更小 B．电源的输出功率更低 C．R1两端的电压更大 D．电源的效率更低 【答案】B 【详解】AC．因体型相近的两人相比，脂肪含量高者电阻更大，电路总电阻加大，总电流较小，故电流表示数更小，电源内阻r的电压、R1和R2两端电压较小，则电压表示数更大，故AC错误； B．当电路外电阻R外=r时，电源的输出功率最大。由于R1=r，所以外电路总电阻大于内阻，所以脂肪含量高者测量时，由于外电阻更大，所以电源的输出功率更低，故B正确； D．电源的效率为 体型相近的两人相比，脂肪含量高者电阻更大，外电路总电阻更大，所以电源的效率更高，故D错误。 故选B。 11．（25-26高二上·安徽·期末）某同学制作一个电池，并连接成如图所示的电路进行探究实验。电源的电动势和内阻不变，电流表和电压表均为理想电表，为定值电阻（）。现闭合开关，将滑动变阻器的滑片向上移动的过程中，下列说法正确的是（　　） A．电压表示数变大 B．电流表示数减小 C．电压表的示数与电流表的示数的比值减小 D．电压表示数的变化与电流表示数的变化比值的绝对值 【答案】C 【详解】AB．将滑动变阻器的滑片向上移动过程中，滑动变阻器接入电路阻值减小，电路总电阻减小 根据闭合电路欧姆定律可知，电路总电流增大，路端电压减小，则电流表示数增大，电压表示数变小，AB错误； C．根据欧姆定律可知，由于滑动变阻器接入电路阻值减小，电路外电阻减小，所以减小，C正确； D．根据闭合电路欧姆定律可得，则有，，D错误。 故选C。 12．（25-26高二上·山西·期末）如图所示电路中，电源的电动势和内阻保持不变，定值电阻的阻值。闭合开关，当滑动变阻器（最大阻值的滑动触头由最高点向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用和表示，电表示数变化量的大小分别用和表示。下列判断正确的是（   ） A．变大，变大，变大 B．不变， C．滑片滑动过程中，电源的输出功率先变大后变小 D．滑片滑动过程中，电源的效率变小 【答案】D 【详解】A．当滑动变阻器的滑动触头P由最高点向下滑动时，其接入电路的电阻减小，电路的总外电阻 减小。根据闭合电路欧姆定律 可知，总电流 增大，结合电路特点可知 由于、不变，因此变小，为滑动变阻器接入电路中的阻值减小，故A错误； B．电压表测量的为路端电压，根据闭合电路的欧姆定律可知 不变，同理可知， 解得，故B错误； C．电源的输出功率 当时，电源的输出功率最大，由于 因此当滑动触头由最高点向下滑动时，电源的输出功率一直增大，故C错误； D．电源的效率 由于外电路的电阻一直减小，因此电源的效率一直减小，故D正确。 故选D。 13．（25-26高二上·山东青岛·期末）如图甲所示电路，R1为滑动变阻器，R2为定值电阻。闭合开关S，将滑动变阻器滑片P从一端滑到另一端的过程中，电流I与路端电压U关系图线如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．电源电动势E=4V B．电源内阻r=0.2Ω C．定值电阻 D．滑动变阻器的最大阻值为20Ω 【答案】C 【详解】AB．根据闭合回路的欧姆定律，电压表和电流表的示数满足 结合图乙，可知 图像的斜率 图像的截距 解得电源电动势，电源内阻，故AB错误； C．滑动变阻器滑片移至最下端时外电路电阻最小，回路电流最大，对应图像，，此时外电路电阻仅为,根据欧姆定律得，故C正确； D．滑动变阻器滑片移至最上端时外电路电阻最大，滑动变阻器电阻全部接入电路，此时外电路电阻为，回路电流最小，对应图像，，,根据欧姆定律得 可得，故D错误。 故选C。 14．（25-26高二上·安徽宣城·期末）如图所示，电源电动势E、内阻r恒定，定值电阻R1的阻值等于r，定值电阻R2的阻值等于2r，闭合开关S，平行板电容器两板间有一带电液滴刚好处于静止状态。将滑动变阻器滑片向上滑动，理想电压表V1、V2、V3的示数变化量的绝对值分别为、、，理想电流表A示数变化量的绝对值为，下列说法正确的是（    ） A．理想电压表V1示数减小，理想电压表V2示数增大，理想电流表A示数减小 B．电源的输出功率先减小后增大 C．带电液滴将向上运动，定值电阻R2中有从b流向a的瞬间电流 D． 【答案】AC 【详解】A．滑动变阻器滑片向上滑动，接入电阻增大，电路总电阻增大，总电流减小，即电流表示数减小，定值电阻R1两端电压减小，即电压表V1示数减小，根据 总电流减小，则路端电压增大，即电压表V2示数增大，故A正确； B．电源的输出功率 其中 根据函数的规律，滑动变阻器滑片向上滑动，接入电阻增大，电路外电阻增大，电源的输出功率减小，故B错误； C．根据 干路电流减小，则电压表V3示数U3增大，电容器两端电压增大，电容器内电场强度增大，液滴所受电场力增大，则带电液滴将向上运动； 根据可知，电容器极板所带电荷量增大，电容器上极板带正电，电容器处于充电状态，定值电阻R2中有从b流向a的瞬间电流，故C正确； D．结合上述，根据欧姆定律与闭合电路欧姆定律有，， 解得，， 由于定值电阻R1的阻值等于r，则有，故D错误； 故选AC。 15．（25-26高二上·安徽六安·期末）在如图所示的U-I图像中，直线表示某电源的路端电压与电流的关系，直线表示某电阻的电压与电流的关系。现将该电源直接与电阻连接成闭合电路，则（    ） A．电源的内电阻为 B．电源总功率为 C．电源内阻的功率为 D．如果电阻增大，则电源的输出功率增大 【答案】C 【详解】A．根据闭合电路欧姆定律有 由直线可知，电源的内电阻为 电动势，故A错误； B．根据直线和直线的交点可知，该电源直接与电阻连接成闭合电路时，流过电源的电流为 则电源总功率为，故B错误； C．电源的内阻，内阻的功率，故C正确； D．在闭合电路中，当时，电源的输出功率最大，根据直线可知，电阻 所以当电阻增大时，电源的输出功率减小，故D错误。 故选C。 16．（25-26高二上·陕西咸阳·期末）热敏电阻的阻值随着温度的变化而改变。按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻（PTC）和负温度系数热敏电阻（NTC）。PTC热敏电阻的电阻值随温度的升高而增大，NTC热敏电阻的电阻值随温度的升高而减小。如图所示的两个闭合电路中，为定值电阻，为灯泡（阻值不变），为热敏电阻。两电路中除不同外，其他元件均相同，则当温度降低时，下列说法正确的是（　　） A．甲电路中小灯泡变亮 B．甲电路中电源的效率变小 C．乙电路中小灯泡变亮 D．乙电路中电源的效率变小 【答案】BC 【详解】AB．甲电路PTC热敏电阻的电阻值随温度的升高而增大，当温度降低时，阻值变小，电路的总电阻变小，由闭合电路的欧姆定律，可知电路总电流变大，则定值电阻和电源内阻的电压增大，并联部分电压减小，灯泡变暗； 电源的效率 外电阻减小，则电源的效率变小，故A错误，B正确； CD．乙电路NTC热敏电阻的电阻值随温度的升高而减小，温度降低时，NTC热敏电阻的电阻值增大，总电流减小，则定值电阻和电源内阻的电压减小，并联部分电压增大，灯泡变亮； 电源的效率 外电阻增大，则电源的效率变大，故D错误，C正确； 故选BC。 17．（25-26高二上·广东茂名·期末）某酒精检测仪的工作原理如图所示，传感器电阻的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小，电源的电动势为、内阻为，且（阻值恒定）。电流表、电压表均为理想电表，当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，下列说法中错误的是（　　） A．电压表的示数减小 B．电流表的示数增大 C．电源输出功率减小 D．电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比不变 【答案】C 【详解】AB．当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，传感器电阻的阻值减小，则电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知，电路总电流增大，路端电压减小；则电流表的示数增大，由于两端电压增大，则传感器电阻两端电压减小，即电压表的示数减小，故AB正确，不符合题意； C．电源对外输出功率为，可知当时，电源对外输出功率最大；由于，可知外电阻大于内阻，则随着传感器电阻的阻值减小，电源对外输出功率增大，故C错误，符合题意； D．根据闭合电路欧姆定律可得，可知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，不符合题意。 故选C。 18．（25-26高二上·浙江金华·期末）如图，电源电动势为，内阻为，、为定值电阻，为电容器，电表均为理想电表。闭合开关，将滑片向下滑动过程中（　　） A．电压表示数变大 B．电阻中有向上的电流 C．电源的输出功率一定变大 D．两电表示数变化量绝对值之比变大 【答案】B 【详解】AB．在滑动变阻器R的滑片向下滑动过程中，其接入阻值减小，干路电流增大，即通过电阻电流增大，滑动变阻器两端的电压为 可知U减小，电容器放电，电容器C两极板所带电荷量减小，电阻中有向上的电流，故A错误，B正确； C．电源的输出功率随外电阻的变化如图所示 由于外电阻与内阻的关系未知，故电源的输出功率不一定变大，故C错误； D．根据以上分析可知，两电表示数变化量绝对值之比，不变，故D错误。 故选B。 19．（25-26高二上·河南三门峡·期末）2025年11月25日，全球瞩目的智能手机华为Mate80pro上市。已知其离子聚合物电池容量为，手机支持超级快充“20V/5A”，兼容“20V/4.4A、11V/6A、10V/4A”等超级快充，兼容快充，支持有线反向充电。电池电动势为，正常通话额定功率为，则（　　） A．该电池储存的电荷最多是 B．最大超级快充对应的功率是 C．该电池能对外提供的最大电能是5750J D．充满电后可以正常通话的时间为 【答案】B 【详解】A．电池的容量为，故该电池储存的电荷最多是20700C，故A错误； B．最大超级快充对应的功率是，故B正确； C．该电池能对外提供的最大电能是，故C错误； D．根据可知，充满电后可以正常通话的时间为，故D错误。 故选B。 20．（24-25高二上·安徽滁州·期末）如图甲所示的电路中，、均为定值电阻，且，为滑动变阻器，当其滑片从最左端滑至最右端的过程中，测得电源的路端电压U随干路电流I变化图线如图乙所示，其中图线上的M、N两点是滑片在变阻器两个不同端点时分别得到的。求： (1)电源的电动势和内电阻； (2)定值电阻的阻值和电源的输出功率最大时接入电路的阻值。 【答案】(1)， (2)， 【详解】（1）根据闭合电路的欧姆定律可得 结合图乙可得， 联立解得电源的电动势为， （2）结合图甲可知，N点对应的为滑动变阻器滑片位于最右端，即 此时并联部分的电阻为零，外电路只有接入电路，则有 电源的输出功率 当时，电源的输出功率最大，即 其中 联立解得 学科网（北京）股份有限公司 $ 专项提升Ⅴ 电能　能量守恒定律综合问题 1．学会分析纯电阻电路和非纯电阻电路的区别和计算 2．学会分析电源功率及效率的计算。 3．学会分析涉及电容器的电路计算 知识点一、纯电阻电路与非纯电阻电路的综合分析 1.两种电路的比较 纯电阻电路 非纯电阻电路 举例 白炽灯、电炉、电熨斗、电饭锅 电动机、电解槽 能量转化情况 电功和电热的关系 W＝Q即IUt＝I2Rt W＝Q＋E其他 UIt＝I2Rt＋E其他 电功率和热功率的关系 P＝P热 即IU＝I2R P＝P热＋P其他 即IU＝I2R＋P其他 欧姆定律是否成立 U＝IR，I＝，成立 U＞IR，I＜，不成立 说明 W＝UIt、P电＝UI适用于任何电路计算电功和电功率 Q＝I2Rt、P热＝I2R适用于任意电路计算电热和热功率 只有纯电阻电路满足W＝Q，P电＝P热；非纯电阻电路W>Q，P电>P热 2.电功与电热 知识点二、闭合电路中的功率问题 1.电源的总功率 (1)物理意义：电源将其他形式的能转化为电能的功率。 (2)表达式：P总＝EI。 2.电源内部消耗的功率 (1)物理意义：电源内阻的发热功率。 (2)表达式：P内＝I2r。 3.电源的输出功率 (1)物理意义：电源对外供电功率。 (2)表达式：P出＝UI。 (3)当外电路为纯电阻电路时 ①电源的输出功率P出＝I2R＝R＝＝。 由此可知，当R＝r时，电源有最大输出功率P出max＝。 ②P出与外电阻R的函数关系图像 ③几个结论 a.当R＝r时，电源的输出功率最大，Pm＝。 b.当R<r时，随R的增大，输出功率越来越大。 c.当R>r时，随R的增大，输出功率越来越小。 d.当P出<Pm时，每个输出功率对应两个可能的外电阻R1、R2，且R1R2＝r2。 4.电源的效率 η＝×100%＝×100%＝×100% 对于纯电阻外电路，则η＝＝＝，可见，外电阻R越大，电源的效率越高。 知识点三、含容电路的分析与计算 1.电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过，此支路相当于断路，因此电容器两极板间的电压就等于该支路两端的电压。 2.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。 3.根据公式Q＝CU或ΔQ＝CΔU，求电荷量及其变化量。 4.分析和计算含有电容器的直流电路时，注意把握以下几个方面 (1)电路稳定时电容器在电路中就相当于一个阻值无限大的元件，在电容器处电路看成是断路，画等效电路时，可以先把它去掉。 (2)若要求电容器所带电荷量时，可在相应的位置补上，求出电容器两端的电压，根据Q＝CU计算。 (3)电路稳定时电容器所在支路断路，与电容器串联的电阻两端无电压，该电阻相当于导线。 (4)当电容器与电阻并联后接入电路时，电容器两端的电压与并联电阻两端的电压相等。 (5)电路中的电流、电压变化时，将会引起电容器的充、放电，有ΔQ＝CΔU。 1．（25-26高二上·江西萍乡·期末）如图所示电路中，直流电源电动势为E、内阻，定值电阻，可变电阻的阻值范围为。闭合开关S，调节可变电阻接入电路的阻值，则的最大电功率为（　　） A． B． C． D． 2．（25-26高二上·广东汕头·期末）在如图甲所示的电路中，调节电阻箱的阻值，电压表示数随电阻箱阻值R的变化关系图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．电源电动势，内阻 B．当时，电源总功率为12W，内阻热功率为2W C．该电源输出功率的最大值为14.5W D．电阻箱阻值从逐渐增加到的过程中，电源的总功率减小，输出功率增大 3．（25-26高二上·云南大理·期末）如图所示，电源的电动势、内阻，，，电动机恰好正常工作，已知电动机的额定电压、线圈电阻，则（　　） A．通过电动机的电流为 B．电源的输出功率为 C．电动机正常工作的效率为 D．如果电动机突然被卡住而停止转动，则电源内阻消耗的热功率将变大 4．（25-26高二上·云南大理·期末）如图所示，电源电动势为，内阻为，、为定值电阻，为平行板电容器，电表均为理想电表。现将滑动变阻器的滑片置于最上端，闭合开关，将一个带电液滴在点无初速释放，液滴恰能静止在点。若将滑片向下滑动，以下说法正确的是（　　） A．电流表和电压表的示数均增大 B．电阻中会有向上的电流通过 C．带电液滴将向上运动 D．电容器的电容将减小 5．（25-26高二上·内蒙古赤峰·期末）在图甲所示的电路中，是滑动变阻器，是定值电阻，电源内阻恒为r。实验时调节的阻值，得到各组理想电压表和理想电流表数据，用这些数据在坐标纸上描点、拟合，作出图像如图乙中图线AB所示。下列关于图线a、b、AB的斜率所表示的物理量说法正确的是（   ） A．图线a的斜率表示滑动变阻器滑片P在N侧某位置时接入电路中的电阻值 B．图线b的斜率表示滑动变阻器滑片P在M侧某位置时接入电路中的电阻值 C．图线AB的斜率表示定值电阻的阻值 D．图线AB的斜率表示定值电阻和电源内阻r的总阻值 6．（25-26高二上·广东汕头·期末）如图甲所示是用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），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，脂肪含量低者（　　） A．消耗的功率小 B．电源的效率小 C．电压表示数与电流表示数的比值小 D．电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值不变 7．（25-26高二上·河南郑州·期末）如下图为用直流电动机提升重物的装置，重物的重量，电源电动势，电源内阻为，不计各处摩擦，当电动机以的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流，可以判断（   ） A．电动机消耗的总功率为 B．提升重物消耗的功率为 C．电动机线圈两端的电压是 D．电动机线圈的电阻为 8．（25-26高二上·北京·期末）在图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，闭合开关S，电流表示数为I，电压表示数为U。现将滑动变阻器的滑动触头P从图示位置向a端移动一些，则与P移动前相比（　　） A．电压表与电流表的示数都减小 B．电压表与电流表的示数都增大 C．电压表的示数增大，电流表的示数减小 D．电压表的示数减小，电流表的示数增大 9．（25-26高二上·山西忻州·期末）如图所示，平行金属板中带电质点原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器的滑片向端移动时，则（　　） A．质点将向上运动 B．电流表读数减小 C．电压表读数减小 D．上消耗的功率增大 10．（25-26高二上·广东深圳·期末）人体的体脂越高，人体的电阻通常越大。如图甲所示的脂肪测量仪，可根据人体电阻的大小来判断脂肪所占的比例，其测量原理如图乙所示。电源内阻为r，R1=r，电流表、电压表均可视为理想电表。测量时，闭合开关，测试者手握A、B。体型相近的两人相比，脂肪含量高者测量时（　　） A．电流表的示数更大，电压表的示数更小 B．电源的输出功率更低 C．R1两端的电压更大 D．电源的效率更低 11．（25-26高二上·安徽·期末）某同学制作一个电池，并连接成如图所示的电路进行探究实验。电源的电动势和内阻不变，电流表和电压表均为理想电表，为定值电阻（）。现闭合开关，将滑动变阻器的滑片向上移动的过程中，下列说法正确的是（　　） A．电压表示数变大 B．电流表示数减小 C．电压表的示数与电流表的示数的比值减小 D．电压表示数的变化与电流表示数的变化比值的绝对值 12．（25-26高二上·山西·期末）如图所示电路中，电源的电动势和内阻保持不变，定值电阻的阻值。闭合开关，当滑动变阻器（最大阻值的滑动触头由最高点向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用和表示，电表示数变化量的大小分别用和表示。下列判断正确的是（   ） A．变大，变大，变大 B．不变， C．滑片滑动过程中，电源的输出功率先变大后变小 D．滑片滑动过程中，电源的效率变小 13．（25-26高二上·山东青岛·期末）如图甲所示电路，R1为滑动变阻器，R2为定值电阻。闭合开关S，将滑动变阻器滑片P从一端滑到另一端的过程中，电流I与路端电压U关系图线如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．电源电动势E=4V B．电源内阻r=0.2Ω C．定值电阻 D．滑动变阻器的最大阻值为20Ω 14．（25-26高二上·安徽宣城·期末）如图所示，电源电动势E、内阻r恒定，定值电阻R1的阻值等于r，定值电阻R2的阻值等于2r，闭合开关S，平行板电容器两板间有一带电液滴刚好处于静止状态。将滑动变阻器滑片向上滑动，理想电压表V1、V2、V3的示数变化量的绝对值分别为、、，理想电流表A示数变化量的绝对值为，下列说法正确的是（    ） A．理想电压表V1示数减小，理想电压表V2示数增大，理想电流表A示数减小 B．电源的输出功率先减小后增大 C．带电液滴将向上运动，定值电阻R2中有从b流向a的瞬间电流 D． 15．（25-26高二上·安徽六安·期末）在如图所示的U-I图像中，直线表示某电源的路端电压与电流的关系，直线表示某电阻的电压与电流的关系。现将该电源直接与电阻连接成闭合电路，则（    ） A．电源的内电阻为 B．电源总功率为 C．电源内阻的功率为 D．如果电阻增大，则电源的输出功率增大 16．（25-26高二上·陕西咸阳·期末）热敏电阻的阻值随着温度的变化而改变。按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻（PTC）和负温度系数热敏电阻（NTC）。PTC热敏电阻的电阻值随温度的升高而增大，NTC热敏电阻的电阻值随温度的升高而减小。如图所示的两个闭合电路中，为定值电阻，为灯泡（阻值不变），为热敏电阻。两电路中除不同外，其他元件均相同，则当温度降低时，下列说法正确的是（　　） A．甲电路中小灯泡变亮 B．甲电路中电源的效率变小 C．乙电路中小灯泡变亮 D．乙电路中电源的效率变小 17．（25-26高二上·广东茂名·期末）某酒精检测仪的工作原理如图所示，传感器电阻的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小，电源的电动势为、内阻为，且（阻值恒定）。电流表、电压表均为理想电表，当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，下列说法中错误的是（　　） A．电压表的示数减小 B．电流表的示数增大 C．电源输出功率减小 D．电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比不变 18．（25-26高二上·浙江金华·期末）如图，电源电动势为，内阻为，、为定值电阻，为电容器，电表均为理想电表。闭合开关，将滑片向下滑动过程中（　　） A．电压表示数变大 B．电阻中有向上的电流 C．电源的输出功率一定变大 D．两电表示数变化量绝对值之比变大 19．（25-26高二上·河南三门峡·期末）2025年11月25日，全球瞩目的智能手机华为Mate80pro上市。已知其离子聚合物电池容量为，手机支持超级快充“20V/5A”，兼容“20V/4.4A、11V/6A、10V/4A”等超级快充，兼容快充，支持有线反向充电。电池电动势为，正常通话额定功率为，则（　　） A．该电池储存的电荷最多是 B．最大超级快充对应的功率是 C．该电池能对外提供的最大电能是5750J D．充满电后可以正常通话的时间为 20．（24-25高二上·安徽滁州·期末）如图甲所示的电路中，、均为定值电阻，且，为滑动变阻器，当其滑片从最左端滑至最右端的过程中，测得电源的路端电压U随干路电流I变化图线如图乙所示，其中图线上的M、N两点是滑片在变阻器两个不同端点时分别得到的。求： (1)电源的电动势和内电阻； (2)定值电阻的阻值和电源的输出功率最大时接入电路的阻值。 学科网（北京）股份有限公司 $