1.5 恒定电流与闭合电路欧姆定律 复习讲义-【鼎力暑假】2025-2026学年暑假高二物理查缺补漏提升讲练讲义

1.5 恒定电流与闭合电路欧姆定律 目录 【知识梳理】 1 知识点一：电流的概念及计算 1 知识点二：欧姆定律及电阻定律 2 知识点三：电功与焦耳定律 3 知识点四：电路串并联 闭合电路欧姆定律 5 知识点五：电路的动态分析 7 知识点六：含容电路 8 知识点七：故障分析 8 【重点突破】 9 一、电流的概念及计算 9 二、欧姆定律及电阻定律 11 三、电功与焦耳定律 14 四、电路串并联 闭合电路欧姆定律 17 五、电路的动态分析 20 六、含容电路 23 七、故障分析 27 【复习提升】 29 知识点一：电流的概念及计算 一、对电流的理解 1.电流的形成 电荷的定向移动形成电流。当把导体和电源连接后，导体中形成恒定电场，导体中的自由电荷在静电力的作用下定向移动形成电流。 (1)产生电流的条件：导体两端有电压。 (2)形成持续电流的条件：电路中有电源且电路闭合。 2.电流的方向 规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，则负电荷定向移动的方向与电流的方向相反，金属导体中自由移动的电荷是自由电子，故电流的方向与自由电子定向移动的方向相反。 3.电流的大小 (1)I＝是电流的定义式，I＝neSv是电流的决定式，故电流的大小与通过导体横截面的电荷量以及通电时间无关。 (2)公式I＝求出的是电流在时间t内的平均值，对于恒定电流其瞬时值与平均值相等。 (3)q＝It是求电荷量的重要公式。 注意： 电解液导电 异种电荷反向通过某截面，q＝|q1|＋|q2| 电子绕核旋转等效电流 F v ，T为周期， 4.电流是标量 电流虽然有方向，但是它遵循代数运算法则，所以电流不是矢量而是标量。 二、对电流的微观表达式I＝neSv的理解 1.v表示自由电子定向移动的平均速率。自由电子在不停地做无规则的热运动，其速率为热运动的速率，电流是自由电子在热运动的基础上向某一方向定向移动形成的。 2.I＝neSv是由I＝推导而来的，它从微观的角度阐明了决定电流强弱的因素，同时也说明了电流I既不与电荷量q成正比，也不与时间t成反比。 3.从微观上看，电流的大小不仅取决于导体中单位体积内的自由电荷数、每个自由电荷的电荷量、电荷定向移动平均速率的大小，还与导体的横截面积有关。 知识点二：欧姆定律及电阻定律 1.欧姆定律 (1)内容：导体中的电流跟导体两端的电压U成正比，跟导体的电阻R成反比。 (2)表达式：I＝。 (3)适用范围：适用于金属导电、电解液导电的纯电阻电路(不含电动机、电解槽等的电路)，而对气体导电、半导体导电不适用。 2.电阻定律 (1)导体电阻的决定式R＝ρ l是导体的长度，S是导体的横截面积，ρ是比例系数，与导体材料有关，叫作电阻率。 (2)适用条件：温度一定，粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解质溶液。 (3)电阻定律是通过大量实验得出的规律。 2.R＝与R＝ρ的区别与联系 两个公式 区别与联系　　　　 R＝ R＝ρ 区别 适用于纯电阻元件 适用于粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解液 联系 R＝ρ是对R＝的进一步说明，即导体的电阻与U和I无关，而是取决于导体本身的材料、长度和横截面积 3.电阻率 (1)电阻率是反映导体材料导电性能的物理量，是导体材料本身的属性，与导体的形状、大小无关。 (2)电阻率与温度的关系及应用 ①金属的电阻率随温度的升高而增大，可用于制作电阻温度计。 ②大部分半导体的电阻率随温度的升高而减小，半导体的电阻率随温度的变化较大，可用于制作热敏电阻。 ③有些合金，电阻率几乎不受温度变化的影响，常用来制作标准电阻。 ④许多导体在温度特别低时电阻率可以降到零，这个现象叫作超导现象。 4.伏安特性曲线 I－U图像与U－I图像的区别(图线为直线时) (1)坐标轴的意义不同：I－U图像中，横坐标表示电压U，纵坐标表示电流I； U－I图像中，横坐标表示电流I，纵坐标表示电压U。 (2)图线斜率的意义不同：I－U图像中，斜率表示电阻的倒数；U－I图像中，斜率表示电阻。如图所示，在图甲中R2＜R1，图乙中R2＞R1。 知识点三：电功与焦耳定律 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和通电时间t三者的乘积。 (2)公式：W＝IUt (3)单位：焦耳，符号为J。 常用的单位：千瓦时(kW·h)，也称“度”，1 kW·h＝3.6×106 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，符号为W。 (4)意义：表示电流做功的快慢。 3.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)表达式：Q＝I2Rt。 4.热功率 (1)定义：电流通过导体发热的功率。 (2)表达式：P＝I2R。 (3)物理意义：表示电流发热快慢的物理量。 5.串、并联电路的功率分配关系(以纯电阻电路为例) (1)串联电路中各个电阻的电功率跟它的阻值成正比，即＝＝…＝＝I2。 (2)并联电路中各个电阻的电功率跟它的阻值成反比，即P1R1＝P2R2＝…＝PnRn＝U2。 (3)无论是串联电路还是并联电路，电路消耗的总功率均等于电路中各电阻消耗的功率之和。 6.纯电阻电路和非纯电阻电路的比较 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＝，欧姆定律成立 U＞IR，I＜，欧姆定律不成立 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 7.电功率与热功率的区别与联系 (1)区别：电功率是指某段电路的总功率，即这段电路上消耗的全部电功率，表示电流在一段电路中做功的功率等于这段电路两端的电压U和通过这段电路的电流I的乘积，P电＝UI。 热功率是指元件(导体)因发热而消耗的功率，电流通过元件发热的功率等于通过元件(导体)的电流的平方与电阻的乘积，P热＝I2R。 (2)联系：对纯电阻电路，电功率等于热功率；对非纯电阻电路，电功率等于热功率与转化为除内能外其他形式的能的功率之和。 知识点四：电路串并联 闭合电路欧姆定律 一、串并联电路 1.串联电路中的电压分配 串联电路中各电阻两端的电压跟它们的阻值成正比， 即＝＝…＝＝＝I。 2.并联电路中的电流分配 并联电路中通过各支路电阻的电流跟它们的阻值成反比，即I1R1＝I2R2＝…＝InRn＝I总R总＝U。 3.串、并联电路总电阻的比较 串联电路的总电阻R总 并联电路的总电阻R总 不同点 n个相同电阻R串联，总电阻R总＝nR n个相同电阻R并联，总电阻R总＝ R总大于任一电阻阻值 R总小于任一电阻阻值 一个大电阻和一个小电阻串联时，总电阻接近大电阻 一个大电阻和一个小电阻并联时，总电阻接近小电阻 相同点 多个电阻无论串联还是并联，其中任一电阻增大或减小，总电阻也随之增大或减小 二、闭合电路欧姆定律 1.内、外电路中的电势变化 如图所示，外电路中电流由电源正极流向负极，沿电流方向电势降低，内电路中电流由电源负极流向正极，沿电流方向电势升高。 2.闭合电路的欧姆定律的表达形式 表达式 物理意义 适用条件 I＝ 电流与电源电动势成正比，与电路总电阻成反比 纯电阻电路 E＝I(R＋r)　① E＝U外＋Ir　② E＝U外＋U内　③ 电源电动势在数值上等于电路中内、外电压之和 ①式适用于纯电阻电路； ②、③式普遍适用 EIt＝I2Rt＋I2rt④ W＝W外＋W内⑤ 电源提供的总能量等于内、外电路中电能转化为其他形式的能的总和 ④式适用于纯电阻电路； ⑤式普遍适用 3．路端电压与外电阻的关系(外电路为纯电阻电路) 一般 情况 U＝IR＝R＝，当R增大时，U增大 特殊 情况 (1)当R→∞(断路)时，I＝0，U＝E； (2)R＝0(短路)时，I短＝，U＝0 4．路端电压U与电流I的关系 (1)关系式：U＝E－Ir。(适用于任何电路) (2)电源的UI图像 ①当电路断路即I＝0时，纵轴的截距为电源电动势。 ②当外电路电压U＝0时，横轴的截距为短路电流。 ③图线的斜率的绝对值为电源的内阻。 5．闭合电路的功率和效率 电源总功率 任意电路：P总＝EI＝P出＋P内 纯电阻电路：P总＝I2(R＋r)＝ 电源内部 消耗的功率 P内＝I2r＝P总－P出 电源的 输出功率 任意电路：P出＝UI＝P总－P内 纯电阻电路：P出＝I2R＝ P出与外电阻 R的关系 电源的效率 任意电路：η＝×100%＝×100% 纯电阻电路：η＝×100% 6．输出功率与外电阻的关系 由P出与外电阻R的关系图像可知： (1)当R＝r时，电源的输出功率最大为Pm＝。 (2)当R＞r时，随着R的增大输出功率越来越小。 (3)当R＜r时，随着R的增大输出功率越来越大。 (4)当P出＜Pm时，每个输出功率对应两个外电阻R1和R2，且R1R2＝r2。 知识点五：电路的动态分析 动态分析问题的常用“三法” (1)程序法 或者按以下步骤分析： (2)“串反并同”结论法(应用条件：电源电动势不变，内阻不为零且外电路只有一个变电阻) ①所谓“串反”，即某一电阻增大时，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，反之则增大。 ②所谓“并同”，即某一电阻增大时，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，反之则减小。 即：←R↑→ (3)极限法 因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑片分别滑至两个极端，让电阻最大或电阻为零，然后再讨论。 知识点六：含容电路 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.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。 4.根据公式Q＝CU或ΔQ＝CΔU，求电荷量及其变化量。 知识点七：故障分析 1.故障特点 (1)断路特点:表现为路端电压不为零而电流为零。 (2)短路特点:用电器或电阻发生短路,表现为有电流通过电路但用电器或电阻两端电压为零。 2.检查方法 (1)电压表检测:如果电压表示数为零,则说明可能在并联路段之外有断路,或并联路段短路。 (2)电流表检测:当电路中接有电源时,可用电流表测量各部分电路上的电流,通过对电流值的分析,可以确定故障的位置。在运用电流表检测时,一定要注意电流表的量程。 (3)欧姆表检测:当测量值很大时,表示该处断路;当测量值很小或为零时,表示该处短路。在运用欧姆表检测时,被检测元件应从电路中拆下来。 (4)假设法:将整个电路划分为若干部分,然后逐一假设某部分电路发生某种故障,运用闭合电路或部分电路的欧姆定律进行推理。 一、电流的概念及计算 1．如图为某手机电池背面印有一些符号，下列说法正确的是（　　） A．“毫安时”（mA·h）是电能的单位 B．该电池充满电可提供的电能为7.2J C．该电池放电时能输出的总电荷量为7200C D．若该手机的待机电流为10mA，则最多可待机100小时 【答案】C 【详解】A．根据，毫安时（）是电流×时间，是电荷量的单位，不是电能单位，A错误； B．充满电的总电能，电荷量 因此 ，B错误； C．由上述计算，该电池放电可输出的总电荷量 ，C正确； D．待机时间 ，D错误。 故选 C。 2．如图所示，一根长度为L，横截面积为S的金属导体棒，且该金属材料的电阻率为。金属导体棒内单位长度自由电子数为n，电子的质量为m，电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为v。则金属棒内的电场强度大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】根据电流的微观定义式有 根据电阻的定义式有 根据欧姆定律有 则金属棒内的电场强度大小 解得 故选D。 3．给定一段粗细均匀的导体AB，横截面积为S、长为L。单位体积内有n个自由电子，每个电子的电荷量为e、在导体AB两端加某一电压时，自由电子定向移动的平均速率为v。经典物理学认为，金属的电阻源于定向运动的自由电子与金属离子（即金属原子失去电子后的剩余部分）的碰撞。自由电子与金属离子碰撞的平均结果表现为导体给自由电子以连续的阻力，使自由电子的定向移动近似为匀速运动。设阻力的大小与自由电子定向移动速率成正比，即f=kv，k是阻力系数。则导体的电阻率可表示为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】导体中自由电子定向移动时，所受电场力与阻力平衡，即 电场强度 代入得 电流微观表达式为 结合欧姆定律和电阻公式 联立得 将代入，约简后得。 故选B。 4.电解槽内有二价的电解溶液（正、负离子均为二价），时间内通过溶液内横截面的正离子数是，负离子数是，元电荷为，下列说法正确的是（　　） A．负离子定向移动形成的电流方向为从A到B B．溶液内正、负离子沿相反方向运动，电流相互抵消 C．溶液内电流的方向为从A到B，大小为 D．溶液内电流的方向为从B到A，大小为 【答案】D 【详解】AB．电流的方向与正离子定向移动方向相同，与负离子定向移动方向相反，所以正离子定向移动形成电流，方向从B到A，负离子定向移动形成电流方向也从B到A，不会相互抵消，AB错误； CD．溶液内电流方向从B到A，时间内通过溶液截面的电荷量为则根据电流的定义式有，C错误，D正确。故选D。 二、欧姆定律及电阻定律 5．如图所示，用某种金属材料制成两段形状不同的导体：一段为横截面是边长为的正方形的长方体，另一段为横截面是直径为的圆形的圆柱体，两导体温度相同，通入如图所示方向的电流，发现两段导体的电阻相等，则两段导体的长度之比为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】用某种金属材料制成两段形状不同的导体，根据导体的电阻 对于长方体导体，设其长度为，横截面积为 则其电阻为 对于圆柱体导体，设其长度为，横截面积为 则其电阻为 由两段导体的电阻，可得 解得 故选A。 6．如图所示，一块均匀的长方体样品，长、宽、厚分别为、、，已知样品单位体积内有个自由电子，电子的电荷量大小为，样品的电阻率为，下列说法正确的是（　　） A．若电流从A到B，样品的电阻为 B．若电流从C到D，样品的电阻为 C．若电流从A到B自由电子定向移动的速率为，则电流为 D．若从C到D的电流为，则自由电子定向移动的速率为 【答案】C 【详解】A．若电流从A到B，根据电阻定律可知，样品的电阻为，故A错误； B．若电流从C到D，样品的电阻为，故B错误； C．若电流从A到B自由电子定向移动的速率为，则电流为，故C正确； D．若从C到D的电流为，则有 解得，故D错误。 故选C。 7．如图所示为元件甲和元件乙的伏安特性曲线，两图像交于点，元件甲的图像与横轴的夹角为，点的坐标为，元件乙的图像在点的切线与纵轴交点的坐标值为。下列说法正确的是（    ） A．元件甲的电阻可表示为 B．电压为时，元件乙的电阻可表示为 C．电压为时，元件甲与元件乙的电阻相等 D．随电压的增大，元件乙的图像斜率越来越小，故其电阻随电压的增大而减小 【答案】C 【详解】A．元件甲的电阻，而图中，因此，A 错误； B．元件乙实际电阻为，B 错误； C．电压为U0时，元件甲的电阻，元件乙的电阻，C 正确； D．元件乙的图像斜率越来越小（图中，斜率为，说明减小，即增大，因此电阻随电压的增大而增大，D 错误。 故选C。 8．两条粗细相同、由同种材料制成的均匀电阻丝a、b，其伏安特性曲线分别如图所示。下列说法正确的是（　　） A．电阻丝a、b的长度之比为 B．a、b串联后，图线位于a、b之间 C．a、b并联后，图线位于a、b之间 D．a、b并联后，图线位于b与I轴之间 【答案】D 【详解】A．由欧姆定律可知，， 由电阻定律，可知电阻丝a、b的长度之比为，故A错误； B．由，串联后总电阻变大，因为图线的斜率反映电阻的倒数，故串联后总电阻的图线的斜率最小，图线位于与U轴之间，故B错误； CD．由可知，并联后总电阻减小，又因为图线的斜率反映电阻的倒数，故并联后总电阻的图线的斜率最大，图线位于与轴之间，故C错误，D正确。故选D。 三、电功与焦耳定律 9．如图所示，一个电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为的交流电源上，均正常工作。已知通过电饭煲的电流为，通过洗衣机电动机的电流是，则（　　） A．洗衣机电动机线圈的电阻为 B．洗衣机电动机输出的机械功率为 C．内，电饭煲消耗的电能约为，洗衣机消耗的电能约为 D．电饭煲发热功率是洗衣机发热功率的5倍 【答案】C 【详解】A．洗衣机电动机线圈为非纯电阻元件，不能通过欧姆定律计算其电动机线圈的电阻，故A错误； B．洗衣机消耗的电功率为 但洗衣机电动机在工作中并未将所有电能转化为机械能，还有部分转化为内能，所以洗衣机电动机输出的机械功率小于，故B错误； C．电饭煲在内消耗的电能为 洗衣机在内消耗的电能约为，故C正确； D．洗衣机为非纯电阻元件，其内阻未知，无法计算发热功率，则二者的发热功率无法比较，故D错误。 故选C。 10．“迷你”电饭锅有加热和保温两挡，工作电路如图所示，电饭锅在保温状态下的电路总功率是加热状态下的，则和关系正确的是（     ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】当开关闭合时，电路中电阻较小，电饭锅处于加热状态，加热功率为 当开关断开时，电阻与串联，电路中总电阻较大，电饭锅处于保温状态，保温功率为 根据题干条件有 联立解得 故选B。 11．如图所示，电源电动势为12V，内阻为，电阻为，为。开关闭合后，电动机恰好正常工作。已知电动机额定电压为6V，线圈电阻为，当电动机正常工作时，下列说法正确的是（　　） A．通过的电流为1A B．电源的输出功率为36W C．电动机产生的机械功率为10W D．若电动机卡住不转，电动机发热的功率为12W 【答案】C 【详解】A．电动机正常工作，两端电压，则并联部分电压，通过的电流。 由闭合电路欧姆定律 代入数据解得干路电流，即通过的电流为，故A错误； B．电源的输出功率，故B错误； C．通过电动机的电流 电动机产生的机械功率，故C正确； D．若电动机卡住不转，电动机视为纯电阻，并联部分电阻 总电流 并联部分电压 电动机发热功率，故D错误。 故选C。 12．如图1所示，有一种电吹风由线圈电阻为r的小型电动机与电阻为R的电热丝串联组成，电路如图2所示，将电吹风接在电路中，电吹风两端的电压为U，电吹风正常工作，此时电热丝两端的电压为U1，则下列判断正确的是（　　） A．通过电动机的电流为 B．电动机线圈的发热功率为 C．电动机消耗的功率为 D．电吹风消耗的功率为 【答案】D 【详解】A．电热丝中的电流大小为，通过电动机的电流为，故A错误； B．通过电动机的电流为 电动机线圈的发热功率为，故B错误； C．电动机两端的电压为 电动机消耗的功率为，故C错误； D．电吹风消耗的功率为，故D正确。故选D。 四、电路串并联 闭合电路欧姆定律 13．如图甲所示的电路中，R1是可调电阻，R2是定值电阻，电源内阻为1Ω。实验时调节R1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，作出的U-I图像如图乙中AB所示，R2的阻值为（　　） A．5Ω B．9Ω C．10Ω D．20Ω 【答案】B 【详解】根据闭合电路欧姆定律可得，当电流为0.1A，电压为2V，有 当电流为0.2A，电压为1V，有 代入数据联立解得， 故选B。 14．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。 15．如图甲所示的电路，其中电源电动势E=6V，内阻r=2Ω，定值电阻R=4Ω.已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的阻值Rp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P2=1.6W B．图乙中R1=6Ω，R2=12Ω 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．调整滑动变阻器Rp的阻值从最右端滑到最左端，电源的效率一直减小 【答案】B 【详解】A．根据电路图，把定值电阻R等效看成电源内阻的一部分，即 由闭合电路欧姆定律的推论可知，当电源外电阻等于内阻时，电源输出功率最大，即 时，滑动变阻器此时消耗的功率最大，为W，故A错误； B．由选项A分析可知图乙中 时，滑动变阻器此时消耗的功率达最大。根据图乙，可知当时，滑动变阻器消耗的功率等于时消耗的功率，根据 有 解得，故B正确； 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，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，变大，则变大，电源的效率一直增大，故D错误。 故选B。 16．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，图线是该电池在某光照强度下路端电压和电流变化的关系图像，图线是某电阻的图像。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．的阻值随电压升高而增大，此时的阻值为 B．电源的效率为33.3% C．若将电阻R换成定值电阻，电源的输出功率增大 D．若再串联一定值电阻，电源的输出功率一定增加 【答案】B 【详解】A．过坐标原点的割线斜率表示电阻，根据电阻R的图像可知，斜率逐渐增大，即R的阻值随电压升高而增大，两图像的交点对应的阻值为。故A错误； B．根据闭合电路欧姆定律 根据图像斜率与截距可知， 电阻R和电源构成回路对应交点处的电压和电流，有， 电源的效率为。故B正确； C．此时电源的输出功率 将电阻R换成定值电阻，电源的输出功率。故C错误； D．电源的输出功率与外电阻的变化关系图像为 当外电路电阻与电源内阻相等时，电源的输出功率最大，但是串联一个定值电阻后，无法确定外电路的总电阻与电源内阻的大小关系，所以电源的输出功率大小无法确定，故D错误。故选B。 五、电路的动态分析 17．在如图所示的电路中，电源电动势E = 12 V，内阻r = 8 Ω，定值电阻R1 = 2 Ω，R2 = 10 Ω，R3 = 20 Ω，滑动变阻器R4的取值范围为0 ~ 30 Ω，所有电表均为理想电表。闭合开关S，在滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中，电压表V1、电压表V2、电流表A示数的变化量分别为ΔU1、ΔU2、ΔI。下列说法正确的是（　　） A．大于 B．不变，增大 C．R4的功率先增大后减小，最大值为0.36 W D．电源的输出功率先增大后减小，最大值为4.5 W 【答案】C 【详解】B．将R1和R2等效为电源内阻，则等效电源的电动势 解得 等效内阻 等效电路如图所示 由U1 = IR3可知 则不变，由U2 = E′ − I（R3 + r′） 可知 则不变，故B错误； A．当滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中，R4变大，总电阻变大，总电流减小，等效路端电压U路端增大，由U1 = IR3，可知V1读数减小； 由U2 = E′ − I（R3 + r′） 可知V2读数增大，因U路端 = U1 + U2 可知小于，故A错误； C．将R3等效为新电源的内阻，内阻为 等效电源输出功率 当R4 = r″时，等效电源输出功率最大，R4的功率最大，则当滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中，电阻从0增加到30 Ω，可知R4的功率先增大后减小；当R4 = 25 Ω时功率最大，最大值为 故C正确； D．当滑动变阻器的滑片在a端时，电源E的外电阻为 当滑动变阻器的滑片在b端时，电源E的外电阻为 电源E的内阻r = 8 Ω，则 则滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中，电源的输出功率一直减小，故D错误。 故选C。 18．电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻、及滑动变阻器R连接成如图所示的电路。当滑动变阻器的触头由中点滑向a端时，下列说法正确的是（     ） A．电压表读数增大，电流表读数增大，读数减小 B．电压表读数增大，电流表读数减小，读数增大 C．电压表读数减小，电流表读数减小，读数增大 D．电压表读数减小，电流表读数增大，读数减小 【答案】D 【详解】当滑片向a滑动时，滑动变阻器R接入电阻减小，总电阻减小；由闭合电路的欧姆定律可知电路中总电流增大，即电流表示数增大，由闭合电路欧姆定律可知，路端电压减小，即电压表V示数减小，电路总电流增大，由可知，两端的电压增大，由上述分析可知路端电压减小，由可知，并联部分电压减小，对由欧姆定律可知，电流表示数减小。 故选D。 19．如图所示，电路中电源电动势为E，内阻为r，闭合开关S，将滑动变阻器滑片P向下滑动，滑动前后电压表、、示数变化量的绝对值分别为、、，电流表A示数变化量的绝对值为，电表均为理想电表，则（　　） A．电压表示数增大 B．电流表A示数增大 C．增大，不变 D． 【答案】D 【详解】AB．将滑动变阻器的滑片向下滑动，其接入电路的阻值增大，电路的总电阻值增大，从而总电流减小，电流表A示数减小，，电压表V1示数减小，AB错误； CD．根据欧姆定律和闭合电路欧姆定律可得，，，可知，，，即、、均保持不变，且，C错误，D正确。 故选D。 20．如图所示是某种汽车上的一种自动测定油箱内油面高度的装置。为定值电阻，是滑动变阻器，它的金属滑片是杠杆的一端，从油量表（由电流表改装而成）指针所指的刻度，就可以知道油箱内油面的高度，当滑动变阻器的金属滑片向下移动时，滑动变阻器电压的改变量，电路中电流改变量，则（　　） A．电路中的电流减小，滑动变阻器的电压变大 B．电路中的电流增大，油箱油面升高 C．电路中的电流增大，定值电阻两端的电压减小 D．电路中的电流减小，滑动变阻器电压的改变量与电路中电流改变量的比值减小 【答案】B 【详解】AD．当滑动变阻器的金属滑片向下移动时，滑动变阻器接入电路电阻减小，电路中的电流增大，滑动变阻器的电压变小； 滑动变阻器电压的改变量与电路中电流改变量的比值不变，故AD错误； B．电路中的电流增大，滑动变阻器接入电路电阻减小，油箱油面升高，故B正确； C．电路中的电流增大，定值电阻两端的电压增大，故C错误。故选B。 六、含容电路 21．如图所示，电源电动势为E、内阻为r，为定值电阻，为滑动变阻器，。开关闭合后，将的滑片向下滑动过程中（　　） A．流过的电流向左 B．电容器右极板带负电 C．电容器的带电量减小 D．电源的输出功率增大 【答案】D 【详解】B．电容器右极板和电源的正极连接，左极板比右极板电势低，右极板带正电，故B错误； AC．仅将的滑片向下滑动，阻值减小，电路中总电阻减小，电流I增大；由两端电压 可知，电阻两端的电压增大，电容器两端电压增大，电容器要充电，流过电流方向右，故AC错误； D．电源的输出功率为 当 电源的输出功率最大，由于 仅将的滑片向下滑动，电阻减小，电源的输出功率增大，故D正确； 故选D。 22．如图所示电路，电源内阻为r，两相同灯泡电阻均为R，其中与一光敏电阻（阻值随光照强度增大而减小）串联，D为理想二极管（具有单向导电性），电表均为理想电表。闭合S后，一带电油滴恰好在平行板电容器中央静止不动。现装置所处位置光照强度变大，电压表、示数变化量绝对值分别为、，电流表示数变化量为，则下列说法中错误的是（　　） A．两灯泡逐渐变亮 B．油滴将向下运动 C． D． 【答案】B 【详解】A．光敏电阻阻值减小→总电阻减小→总电流增大→两个灯泡的电流都增大，功率增大，因此两灯都变亮，故A正确； B．总电流增大，故内电压增大，所以外电压减小，即V1的示数减小，而L1的电压变大，所以并联部分L2的电压减小，所以V2的示数及电容器板间电压变小，应放电，但二极管的单向导电性使电荷不能放出，由于Q不变，则由， 得 可知E不变，油滴静止不动，故B错误； C．把L1电阻R看作电源内阻一部分，就是两端电压的增加量，也是电容器两板间电压减少量，则，故C正确； D．由闭合电路欧姆定律可得 所以，故D正确。 故选B。 23．在如图所示的电路中，电源的电动势，电源内阻，定值电阻，滑动变阻器的最大阻值为，电容器的电容为，闭合开关后，将滑动变阻器滑片从端滑到端，理想电压表的示数变化量的绝对值为。理想电流表的示数变化量的绝对值为。理想电流表的示数变化量的绝对值为，下列说法正确的是（　　） A．电流表和的示数都变大 B．电容器所带的电荷量减小了 C．< D．定值电阻R4消耗的功率不变 【答案】B 【详解】A．将滑动变阻器滑片从a端滑到b端，滑动变阻器接入电路的阻值减小，外电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知，干路中电流变大，则电流表A1的示数变大，内电压和R1两端的电压变大，路端电压变小，R2两端的电压变小，则电流表A2的示数变小，故A错误； B．滑动变阻器滑片位于a端时，电路并联部分的电阻为 电容器两极板间的电压为 滑动变阻器滑片位于b端时，电路并联部分的电阻为 电容器两极板间的电压为 电容器两极板间电压减小，故电容器所带电荷量减小，减小量为，故B正确； C．根据闭合电路欧姆定律有 所以 根据欧姆定律有 所以 所以，故C错误； D．将滑动变阻器滑片从a端滑到b端，干路中电流变大，电流表A2的示数变小，则流过R4的电流变大，则R4消耗的功率变大，故D错误。 故选B。 24．在如图所示的电路中，电源电动势为，内阻不计，，电容器的电容。先将开关S闭合，待电路稳定后断开S，则断开S后流经的电荷量为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】开关闭合时与串联，与串联，然后组成并联电路，则两端电压 两端电压 可知电容器两端电压则待电路稳定后电容器带电量 断开后，与串联，与串联，然后再并联，则 根据并联分流及电流公式可得断开后流经的电荷量为 故选C。 七、故障分析 25．如图所示，闭合开关，三个灯泡均正常发光，某时刻灯泡A的接线柱突然发生断路，则下列说法正确的是（     ） A．流过灯泡B的电流增大，其灯丝可能被烧断 B．流过灯泡C的电流增大，其灯丝可能被烧断 C．流过灯泡B、C的电流均增大，两灯灯丝均可能被烧断 D．流过灯泡B、C的电流均减小，两灯灯丝均不可能被烧断 【答案】A 【详解】A．由电路图可知，闭合开关且三个灯泡均正常发光时，灯泡 与灯泡并联后再与灯泡串联。灯泡的接线柱突然断路后，并联支路中只剩灯泡，并联部分的等效电阻增大，电路总电阻增大，总电流减小，灯泡 两端电压减小，并联部分两端电压增大，灯泡两端电压增大，所以通过灯泡 的电流增大，其灯丝可能被烧断，故A正确； B．灯泡 的接线柱突然断路后，电路总电阻增大，总电流减小，所以通过灯泡 的电流减小，其灯丝不易被烧断，故B错误； C．由上述分析可知，通过灯泡 的电流增大，通过灯泡 的电流减小，并非二者电流均增大，故C错误； D．由上述分析可知，通过灯泡 的电流增大，通过灯泡的电流减小，并非二者电流均减小，且灯泡 的灯丝可能被烧断，故D错误。 故选A。 26．已知如图所示的电路中有一处发生了断路，现用多用电表的电压挡对电路进行故障检查，当两表笔接a、d和a、b时电表显示的示数均为5V，接c、d和b、c时均无示数，则发生断路的是（　　） A．S B． C．R D．L 【答案】B 【详解】若两表笔连接a、d和a、b时电压表显示的均为5V，说明电压表顺利与电源连接，那么电阻R、灯泡L、和开关S都是通路。连接c、d和b、c时电压表无示数，说明a、b之间的电阻是断路。 故选B。 27．如图，当开关闭合后，发现电压表、的示数相同，且电流表A的示数为零，则可能发生的故障是（　　） A．断路 B．断路 C．短路 D．短路 【答案】B 【详解】电流表A的示数为零，说明电路断路，电压表V1、V2的示数相同，则可能的故障是L2断路。 故选B。 28．某实验小组按如图所示的电路连接元器件，闭合开关后电流表示数为0.45 A，电压表示数为4V，一段时间后，灯泡L突然熄灭，此时电流表示数为0.5A，电压表示数为10V，若导线完好，则电路中发生的故障可能是（　　） A．灯泡短路 B．灯泡断路 C．R1短路 D．滑动变阻器断路 【答案】B 【详解】画出电路图如图所示，根据题意可知电流表的示数由0.45A 变为0.5A，电压表的示数由4V变为10V，若R1短路则电压表无示数；若滑动变阻器断路则电压表无示数；若灯泡短路则电压表无示数；若灯泡断路电压表测量的是外电压，所以示数要增大，电流表示数也将增大符合题意。所以是灯泡断路。 故选B。 29．我国已经成功研发出一种奇异金属，兼具超高柔性和超高强度。现有一段均匀细圆柱形的该奇异金属棒，将其长度拉伸至原来的3倍后仍为圆柱形。若拉长前后金属棒两端加上相同的电压，则下列说法正确的是（　　） A．拉伸后金属棒电阻变为原来的3倍 B．拉伸后金属棒电阻率变为原来的9倍 C．拉伸后金属棒中的电流变为原来的 D．拉伸后金属棒中自由电荷定向移动的速率变为原来的 【答案】D 【详解】AB．根据电阻定律 和体积不变条件（拉伸后仍为圆柱形），拉伸长度至原来的 3 倍时，横截面积变为原来的 。电阻率 ρ 是材料属性，拉伸后不变。拉伸后电阻 即电阻变为原来的 9 倍，故AB错误； C．由欧姆定律 可得拉伸后电流 即电流变为原来的 ，故C错误； D．自由电荷定向移动速率（漂移速度）由电流公式 决定，其中n为载流子密度，e 为电荷量（不变）。代入拉伸后，有 即漂移速度变为原来的 ，故D正确。 故选 D。 30．如图是一次心脏除颤器的模拟治疗，该心脏除颤器的电容器电容为，充电至9.0kV电压，如果电容器在2.0ms时间内完成放电，这次通过人体组织平均放电电流为（    ） A．0.18A B．9A C．90A D．180A 【答案】C 【详解】电容器所带的电荷量为 这次通过人体组织平均放电电流为 故选C。 31．如图为一块手机电池的背面印有的一些符号，下列说法不正确的是（　　） A．该电池放电时能输出的总电荷量为1800 C B．该电池的电动势为3.6 V C．若电池以10 mA的电流工作，可用50 小时 D．通常说的电池容量为500mA·h，mA·h是能量单位 【答案】D 【详解】A．结合题图，可知该电池放电时能输出的总电荷量为，故A正确，不符合题意； B．题图可知该电池的电动势为3.6V，故B正确，不符合题意； C．若电池以10 mA的电流工作，可用，故C正确，不符合题意； D．“mA・h” 是电荷量的单位（电流 × 时间），不是能量单位，故D错误，符合题意。 故选D。 32．现代电器设备的集成电路对各种电子元件微型化的要求特别高，需要考虑微型化对电阻的影响。如图所示的集成电路中有两块相同材料制成的方形金属导体、，上下表面均为正方形，的上、下表面面积大于的上、下表面面积，的厚度小于的厚度，下列说法正确的是（    ） A．、的电阻相等 B．的电阻大于的电阻 C．若、沿竖直方向接入电路，电阻是相等的 D．若、沿竖直方向接入电路，的电阻大于的电阻 【答案】B 【详解】AB．设正方形边长为L，材料电阻率为，则电阻 由于的厚度小于的厚度，则有，故A错误，B正确； CD．若、沿竖直方向接入电路，则有 由于的上、下表面面积大于的上、下表面面积，的厚度小于的厚度，则有，故CD错误。 故选B。 33．如图所示，同种材料制成粗细均匀、半径不同的圆柱形金属丝甲、乙串联后接入电路，闭合开关，测得两金属丝两端的电压相等。已知金属丝甲的长度为l，金属丝乙的长度为4l，甲、乙两金属丝单位体积内自由电荷的个数相同。下列说法中正确的是（　　） A．甲、乙两金属丝的电阻之比为4∶1 B．甲、乙两金属丝内的半径之比为1∶4 C．甲、乙两金属丝的电场强度大小之比为1∶4 D．甲、乙两金属丝内电子定向移动的速率之比为4∶1 【答案】D 【详解】AB．根据题意，串联接入电路，通过两金属丝的电流相等，又两金属丝两端的电压相等，故两金属丝的电阻相等； 已知金属丝甲的长度为l，金属丝乙的长度为4l，由可知甲、乙两金属丝的横截面积之比为1∶4，故半径之比为1∶2，故AB错误； C．根据，甲、乙两金属丝两端的电压相等且长度之比为1∶4，可得甲、乙两金属丝内的电场强度大小之比为4∶1，故C错误； D．根据电流的微观表达式，甲、乙两金属丝单位体积内自由电荷的个数相同，甲、乙两金属丝的横截面积之比为1∶4，可知甲、乙两金属丝内电子定向移动的速率之比为4∶1，故D正确。 故选D。 34．如图所示，双量程电流表的内部结构由表头和定值电阻、组成，表头的满偏电流 、内阻，定值电阻、。则、接线柱对应的量程正确的是（　　） A．接线柱对应的量程 B．接线柱对应的量程 C．接线柱对应的量程 D．接线柱对应的量程 【答案】B 【详解】AB．由电路串并联的规律有接线柱对应的量程 ，A错误，B正确。 CD．接线柱对应的量程 ，CD错误。 故选B。 35．如图甲所示的电路中，电源电动势为6V，灯泡1、2、3完全相同且每个灯泡的伏安特性曲线均如图乙所示。已知灯泡2两端的电压为1V，则在此电路中（　　） A．灯泡3的电阻为10Ω B．路端电压为4V C．灯泡1、2的电功率之比为 D．电源的内阻为2.5Ω 【答案】D 【详解】A．灯泡2两端的电压为1V，可知灯泡3两端电压也为1V，由图可知电流为0.2A，则灯泡3的电阻为，A错误； B．通过灯泡1的电流为0.4A，则由图像可知，灯泡1两端的电压为4V，则路端电压为U=1V+4V=5V，B错误； C．灯泡1、2的电功率之比为，C错误； D．电源的内阻为，D正确。 故选D。 36．某实验小组用四个相同规格的灵敏电流计改装成了两个电流表、（的量程大于的量程）和两个电压表、（的量程大于的量程），然后接入图示的电路，R为定值电阻，闭合开关S，下列说法正确的是（　　） A．指针的偏角大于指针的偏角 B．的读数等于的读数 C．的指针的偏角大于的指针的偏角 D．的读数等于的读数 【答案】D 【详解】AB．电压表是用灵敏电流计串联一个分压电阻改装而成的，而两个电压表串联，故电流相等，指针偏角相同，由于电压表的量程大于的量程，则的内阻大于的内阻，根据可知的读数大于的读数，AB错误； CD．电流表是用灵敏电流计并联一个分流电阻改装而成，由于两电流表串联，电流表电流相等，但电流表的量程大于的量程，所以指针的偏角小于指针的偏角，所以指针的偏角小于指针的偏角，由于两电流表串联，读数相同，C错误，D正确。 故选D。 37．如图所示的电路中，，滑动变阻器的最大阻值为，，当滑片P滑至的中点时，a、b两端的电压为（　　） A．10V B．15V C．20V D．25V 【答案】A 【详解】滑片滑至的中点，变阻器下半部分电阻为，下半部分电阻与并联 解得 a、b两端的电压 解得 故选A。 38．将一电源、定值电阻及电阻箱连成如图甲所示的闭合回路，闭合开关后调节电阻箱的阻值，测得电阻箱的电功率与电阻箱阻值的对应关系图线如图乙所示，时对应曲线最高点，则下列说法中不正确的是（　　） A．该电源电动势为12V B．该电源内阻为 C．的功率最大时，电源的效率是75% D．电路中的最大功率为4.5W 【答案】D 【详解】AB． R上的功率为 由上式可得时P有最大值，此时 由图像可知功率最大时， 可得，，AB正确； C．电源的效率，C正确； D．的功率，可知R最小为0时电流最大，P0有最大值为，D错误。 故选D。 39．如图所示，是定值电阻和小灯泡中电流随电压变化的图像，由图像可知（　　） A．乙是小灯泡的图像 B．定值电阻的阻值为5Ω C．定值电阻和小灯泡并联接在的电源上，甲乙消耗的电功率之比为1：2 D．定值电阻和小灯泡串联接在的电源上，电路的总功率为 【答案】D 【详解】AB．由图像可知甲图像表示的电阻值变化，乙图像表示的电阻值不变，乙为定值电阻的图像，当U=4V时，I=0.4A 由欧姆定律可得，电阻R的阻值 故AB错误； C．将定值电阻和小灯泡L并联在电源电压为4V的电路中时，因并联电路中各支路两端的电压相等，且支路电压等于电源电压，所以它们两端的电压均为4V。由图像可知对应的电流， 由电功率，则甲、乙消耗的电功率之比为 故C错误； D．串联电路中各处电流相等，由图可知当通过电路的电流为0.4A时，灯泡两端的电压为1V，定值电阻两端的电压为4V，串联电路总电压等于各部分电压之和，所以此时的电源电压 恰好符合题目条件，则电路的总功率，故D正确。 故选D。 40．两盏电灯L1、L2分别标有“110V，100W”、“110V，40W”，若将两盏电灯接在电压为220V的电路上，使两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗功率最小的电路是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】根据可得，两灯泡的电阻分别为， 所以R2＞R1。 A图中灯泡L1和灯泡L2串联，然后接到220V的电源上，根据串联电路的分压特点可知，灯泡L2两端的电压大于110V，所以都不能正常发光； B图中灯泡L1和可变电阻R并联后又和灯泡L2串联，要使灯泡正常发光，必须满足灯泡与L1可变电阻R并联后和灯泡L2的电阻相等；但并联电路中，电阻越并越小，小于任何一个分电阻，所以灯泡L1与可变电阻R并联后的电阻小于灯泡L2的电阻，此电路中灯泡L1和灯泡L2也不能正常发光； C图中灯泡L2和可变电阻R并联后又和灯泡L1串联，要使灯泡正常发光，必须满足灯泡L2与可变电阻R并联后和灯泡L1的电阻相等；并联电路中，电阻越并越小，小于任何一个分电阻，所以灯泡L2与可变电阻R并联后的电阻可以等于灯泡的L1电阻，可以使灯泡L1和灯泡L2正常发光；此时灯泡L2与可变电阻R消耗的总功率等于灯泡L1的功率，则电路消耗的总功率为2×100W=200W。 D图中灯泡L1和灯泡L2并联后又与可变电阻R串联，要使两灯泡正常发光，必须满足灯泡L1和灯泡L2并联后和可变电阻R的阻值相等，通过调节变阻器的阻值可以做到，即两灯泡可以正常发光；整个电路消耗的电功率为2×（100W+40W）=280W； 综上所述，C图既能使两灯泡正常发光且消耗的总功率最小。故选C。 41．某电路图如图甲所示，M为电动机，当滑动变阻器R的滑片从一端滑到另一端过程中，两电压表示数随电流表示数的变化关系如图乙所示。已知电流表示数小于0.8A时，电动机不转动，各电表均视为理想电表。下列说法正确的是（　　） A．滑动变阻器的最大阻值为9.5Ω B．电源电动势为4.0V，内阻为1.0Ω C．电动机的最大发热功率为2.16W D．电动机的最大输入功率为4.56W 【答案】C 【详解】B．由题意可知，当通过电动机的电流小于0.8A时，电动机属于纯电阻元件，其U-I图线应为直线，当通过电动机的电流大于0.8A时，电动机属于非纯电阻元件，U-I图线将不再是直线，结合图像可知，当电流为0.4A时，路端电压为3.8V，此时滑动变阻器接入回路的电阻最大，当电流为1.2A时，路端电压为3.0V，此时滑动变阻器接入回路的电阻为零，根据闭合电路欧姆定律可得， 解得，，故B错误； A．电动机线圈电阻为 当电流为0.4A时，路端电压为3.8V，此时滑动变阻器接入回路的电阻最大，则 即滑动变阻器的最大阻值为8，故A错误； C．电动机的最大发热功率为，故C正确； D．电动机的最大输入功率为，故D错误。 故选C。 42．如图所示为某同学设计的一个电路，所用电源内阻为0.1，只闭合开关时，电流表示数为10A，电压表示数为11V，两开关都闭合时，电动机启动并正常工作，电流表示数为8A，电表均为理想电表，不考虑电阻随温度的变化，则两开关闭合时流过电动机的电流是（　　） A．8A B．24A C．32A D．10A 【答案】B 【详解】只闭合开关时，外电路总电阻 电源电动势 当两开关均闭合时，、、支路电压 干路总电流由 解得 则流过电动机的电流 故选B。 43．如图所示为某一电动车，其动力电源上的铭牌标有，字样。电源满电状态下正常工作时电源输出电压为，额定输出功率。由于电动机发热造成损耗，电动机的效率为80%，不考虑其它部件的摩擦损耗。已知运动时电动车受到阻力恒为，下列正确的是（　　） A．电源内阻为，额定工作电流为 B．电动车电动机的内阻为 C．电动车保持额定功率匀速行驶的最长时间是 D．电动车保持额定功率匀速行驶的最远距离是 【答案】D 【详解】A．由P=UI可知，额定电流为 根据闭合电路的欧姆定律E=U+Ir 代入数据得r=0.8Ω，故A错误； B．电动车的热功率为P热=20%P=400×0.2W=80W 则由P热=I2r机可得r机=0.8Ω，故B错误； C．根据电池容量q=20Ah，电流为10A，则可得，故C错误； D．运动时自行车受到阻力恒为32N，当匀速运动时，电动机对自行车的牵引力为32N；则自行车的最大速度为 自行车保持额定功率匀速行驶的最远距离是xm=vmt=10×2×3600m=72km，故D正确。 故选D。 44．在如图所示电路中，电源电动势，内阻，定值电阻，，滑动变阻器的取值范围为，所用电表均为理想电表。闭合开关，在滑动变阻器的滑片从端滑到端的过程中，电压表、电压表、电流表示数的变化量分别为。下列说法正确的是（　　） A．大于 B． C．的功率先增大后减小，最大值为 D．电源的输出功率先增大后减小，最大值为 【答案】C 【详解】B．将和等效为电源内阻，则等效电源的电动势 解得 等效内阻 等效电路如图所示 由可知 则不变，由 可知 则不变，故B错误； A．当滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中，变大，总电阻变大，总电流减小，等效路端电压增大，由可知读数减小；由 可知V2读数增大，因，可知小于，故A错误； C．将等效为新电源的内阻，内阻为 等效电源输出功率 当时，等效电源输出功率最大，的功率最大，则当滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中，电阻从0增加到，可知的功率先增大后减小；当时功率最大，最大值为 故C正确； D．当滑动变阻器的滑片在a端时，电源E的外电阻为 当滑动变阻器的滑片在b端时，电源E的外电阻为 电源E的内阻，则 则滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中，电源的输出功率一直减小，故D错误。 故选C。 45．“祝融号”火星车的动力主要来源于太阳能电池。现将火星车的动力供电电路简化为如图所示，其中太阳能电池电动势，内阻未知，电动机线圈电阻，电热丝定值电阻。当火星车正常行驶时，电动机两端电压，电热丝消耗的功率。则（　　） A．火星车正常行驶时，电热丝两端的电压为 B．太阳能电池的内阻为 C．若电动机的转子被卡住，电热丝消耗的功率为 D．火星车正常行驶时，电动机的效率为80% 【答案】C 【详解】A．火星车正常行驶时，对电热丝有公式 所以电热丝两端的电压为，故A错误； B．根据欧姆定律，电流大小为 根据闭合电路欧姆定律，有 所以内阻，故B错误； C．若电动机转子卡住了，电动机相当于纯电阻，此时 电热丝消耗的功率为，故C正确； D．电动机正常行驶时，输出的机械功率为 电动机的效率为，故D错误。 故选C。 46．如图所示，图线I是某电池的图像，图线Ⅱ是某定值电阻的图像，两图线的交点为P，已知此定值电阻的阻值与此电池的内阻相等，图中阴影部分的面积为，下列说法正确的是（　　） A．电池的电动势为 B．电池的内阻为 C．若把此定值电阻直接接在此电池两端，则电路消耗的总功率为 D．若把此定值电阻直接接在此电池两端，则电路消耗的总功率为 【答案】C 【详解】AB．图中阴影部分的面积 解得 则电池的内阻为，故AB错误； CD．当把此定值电阻直接接在此电池两端，则电路消耗的总功率为，故C正确，D错误。 故选C。 47．在如图所示的电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向下滑动时，四个理想电表的示数都发生了变化。若电表的示数分别用I、、和表示，电表示数变化量的大小分别用、、和表示，下列说法不正确的是（   ） A．不变，不变 B．变小，变小 C．变小，不变 D．变小，不变 【答案】B 【详解】A．根据欧姆定律可得 比值是定值，则不变，不变，故A正确，不符合题意； BC．R2随P向下移动而变小，即变小 根据闭合电路欧姆定律有 可知不变，故B错误，符合题意，C正确，不符合题意； D．因为 且R2减小，所以变小 根据闭合电路欧姆定律有 可知为电源内阻不变，故D正确，不符合题意。 故选B。 48．如图所示的电路中，电源的电动势E=12V，内阻忽略不计，电阻的阻值分别为，滑动变阻器的最大阻值R=30Ω，电容器M、N的电容C=30μF。现将滑动触头P置于滑动变阻器最左端a点，合上开关S，待电路稳定后，将P缓慢地从a点右移到的过程中，通过导线PN的电荷量为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】滑动触头P置于滑动变阻器最左端a点时，电容器N极板带正电，此时有 其中 解得 P从a点右移到的时，滑动变阻器左、右侧电阻分别为 ， 令D点电势为0，则此时有 ， 其中 解得 ， 可知，此时电容器M极板带正电，N极板带负电 解得 则通过导线PN的电荷量为 故选D。 49．如图所示，电源电动势为E、内阻为r，R是定值电阻，热敏电阻的阻值随温度的降低而增大，C是平行板电容器，电路中的电表均为理想电表。闭合开关S，平行板电容器内的带电液滴恰好静止。分别用I、、和表示电流表A、电压表、电压表和电压表的示数，用、、和表示电流表A、电压表、电压表和电压表的示数变化量的绝对值。当温度降低时，关于该电路工作状态的变化，下列说法正确的是（　　） A．I和均减小 B． C．电源的输出功率一定先增大后减小 D．带电液滴带负电且向下运动 【答案】B 【详解】A．温度降低时，热敏电阻的阻值增大，电路总电阻增大，干路电流减小，内阻分得的电压减小，则路端电压增大，即电压表的示数增大，定值电阻R电压减小，即电压表示数减小，电压表与电压表示数之和等于电压表示数，则电压表示数增大，故A错误； B．根据闭合电路欧姆定律有， 则有， 可知， 故B正确； C．电源的输出功率 由于电路外电阻与电源内阻大小关系不确定，根据数学对勾函数关系可知，电源的输出功率与热敏电阻接入阻值的变化关系也不确定，故C错误； D．电容器上极板带正电，极板间电场方向向下，液滴处于静止，电场力方向向上，则液滴带负电，结合上述可知，电压表示数增大，电容器极板之间电压增大，极板之间的电场强度增大，液滴所受电场力增大，则液滴将向上运动，故D错误。 故选B。 50．如图所示电路中，电源内阻不能忽略，电表均为理想电表。闭合开关后，电路处于稳定状态，下列说法正确的是（　　） A．电流表的示数突然变大，可能因为电容器被击穿 B．灯泡突然变亮，可能因为电阻R发生了短路 C．灯泡突然变亮，可能因为电阻R发生了断路 D．电压表的示数突然变小，可能因为灯泡的灯丝烧断 【答案】A 【详解】A．电容器被击穿短路可使得电路总电阻变小，总电流变大，故A正确； B．若电阻R发生短路，则电路左侧三元件并联部分分压为零，会导致灯泡熄灭，B错误； C．若电阻R发生断路，会使得并联三元件总电阻变大，电路总电流变小，灯泡分压变小，故而亮度变小，C错误； D．若灯泡的灯丝烧断，则电压表的示数将变为电源电动势，故而示数增大，D错误。 故选A。 第 1 页 共 2 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 1.5 恒定电流与闭合电路欧姆定律 目录 【知识梳理】 1 知识点一：电流的概念及计算 1 知识点二：欧姆定律及电阻定律 2 知识点三：电功与焦耳定律 3 知识点四：电路串并联 闭合电路欧姆定律 5 知识点五：电路的动态分析 7 知识点六：含容电路 8 知识点七：故障分析 8 【重点突破】 9 一、电流的概念及计算 9 二、欧姆定律及电阻定律 10 三、电功与焦耳定律 11 四、电路串并联 闭合电路欧姆定律 13 五、电路的动态分析 14 六、含容电路 16 七、故障分析 18 【复习提升】 19 知识点一：电流的概念及计算 一、对电流的理解 1.电流的形成 电荷的定向移动形成电流。当把导体和电源连接后，导体中形成恒定电场，导体中的自由电荷在静电力的作用下定向移动形成电流。 (1)产生电流的条件：导体两端有电压。 (2)形成持续电流的条件：电路中有电源且电路闭合。 2.电流的方向 规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，则负电荷定向移动的方向与电流的方向相反，金属导体中自由移动的电荷是自由电子，故电流的方向与自由电子定向移动的方向相反。 3.电流的大小 (1)I＝是电流的定义式，I＝neSv是电流的决定式，故电流的大小与通过导体横截面的电荷量以及通电时间无关。 (2)公式I＝求出的是电流在时间t内的平均值，对于恒定电流其瞬时值与平均值相等。 (3)q＝It是求电荷量的重要公式。 注意： 电解液导电 异种电荷反向通过某截面，q＝|q1|＋|q2| 电子绕核旋转等效电流 F v ，T为周期， 4.电流是标量 电流虽然有方向，但是它遵循代数运算法则，所以电流不是矢量而是标量。 二、对电流的微观表达式I＝neSv的理解 1.v表示自由电子定向移动的平均速率。自由电子在不停地做无规则的热运动，其速率为热运动的速率，电流是自由电子在热运动的基础上向某一方向定向移动形成的。 2.I＝neSv是由I＝推导而来的，它从微观的角度阐明了决定电流强弱的因素，同时也说明了电流I既不与电荷量q成正比，也不与时间t成反比。 3.从微观上看，电流的大小不仅取决于导体中单位体积内的自由电荷数、每个自由电荷的电荷量、电荷定向移动平均速率的大小，还与导体的横截面积有关。 知识点二：欧姆定律及电阻定律 1.欧姆定律 (1)内容：导体中的电流跟导体两端的电压U成正比，跟导体的电阻R成反比。 (2)表达式：I＝。 (3)适用范围：适用于金属导电、电解液导电的纯电阻电路(不含电动机、电解槽等的电路)，而对气体导电、半导体导电不适用。 2.电阻定律 (1)导体电阻的决定式R＝ρ l是导体的长度，S是导体的横截面积，ρ是比例系数，与导体材料有关，叫作电阻率。 (2)适用条件：温度一定，粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解质溶液。 (3)电阻定律是通过大量实验得出的规律。 2.R＝与R＝ρ的区别与联系 两个公式 区别与联系　　　　 R＝ R＝ρ 区别 适用于纯电阻元件 适用于粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解液 联系 R＝ρ是对R＝的进一步说明，即导体的电阻与U和I无关，而是取决于导体本身的材料、长度和横截面积 3.电阻率 (1)电阻率是反映导体材料导电性能的物理量，是导体材料本身的属性，与导体的形状、大小无关。 (2)电阻率与温度的关系及应用 ①金属的电阻率随温度的升高而增大，可用于制作电阻温度计。 ②大部分半导体的电阻率随温度的升高而减小，半导体的电阻率随温度的变化较大，可用于制作热敏电阻。 ③有些合金，电阻率几乎不受温度变化的影响，常用来制作标准电阻。 ④许多导体在温度特别低时电阻率可以降到零，这个现象叫作超导现象。 4.伏安特性曲线 I－U图像与U－I图像的区别(图线为直线时) (1)坐标轴的意义不同：I－U图像中，横坐标表示电压U，纵坐标表示电流I； U－I图像中，横坐标表示电流I，纵坐标表示电压U。 (2)图线斜率的意义不同：I－U图像中，斜率表示电阻的倒数；U－I图像中，斜率表示电阻。如图所示，在图甲中R2＜R1，图乙中R2＞R1。 知识点三：电功与焦耳定律 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和通电时间t三者的乘积。 (2)公式：W＝IUt (3)单位：焦耳，符号为J。 常用的单位：千瓦时(kW·h)，也称“度”，1 kW·h＝3.6×106 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，符号为W。 (4)意义：表示电流做功的快慢。 3.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)表达式：Q＝I2Rt。 4.热功率 (1)定义：电流通过导体发热的功率。 (2)表达式：P＝I2R。 (3)物理意义：表示电流发热快慢的物理量。 5.串、并联电路的功率分配关系(以纯电阻电路为例) (1)串联电路中各个电阻的电功率跟它的阻值成正比，即＝＝…＝＝I2。 (2)并联电路中各个电阻的电功率跟它的阻值成反比，即P1R1＝P2R2＝…＝PnRn＝U2。 (3)无论是串联电路还是并联电路，电路消耗的总功率均等于电路中各电阻消耗的功率之和。 6.纯电阻电路和非纯电阻电路的比较 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＝，欧姆定律成立 U＞IR，I＜，欧姆定律不成立 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 7.电功率与热功率的区别与联系 (1)区别：电功率是指某段电路的总功率，即这段电路上消耗的全部电功率，表示电流在一段电路中做功的功率等于这段电路两端的电压U和通过这段电路的电流I的乘积，P电＝UI。 热功率是指元件(导体)因发热而消耗的功率，电流通过元件发热的功率等于通过元件(导体)的电流的平方与电阻的乘积，P热＝I2R。 (2)联系：对纯电阻电路，电功率等于热功率；对非纯电阻电路，电功率等于热功率与转化为除内能外其他形式的能的功率之和。 知识点四：电路串并联 闭合电路欧姆定律 一、串并联电路 1.串联电路中的电压分配 串联电路中各电阻两端的电压跟它们的阻值成正比， 即＝＝…＝＝＝I。 2.并联电路中的电流分配 并联电路中通过各支路电阻的电流跟它们的阻值成反比，即I1R1＝I2R2＝…＝InRn＝I总R总＝U。 3.串、并联电路总电阻的比较 串联电路的总电阻R总 并联电路的总电阻R总 不同点 n个相同电阻R串联，总电阻R总＝nR n个相同电阻R并联，总电阻R总＝ R总大于任一电阻阻值 R总小于任一电阻阻值 一个大电阻和一个小电阻串联时，总电阻接近大电阻 一个大电阻和一个小电阻并联时，总电阻接近小电阻 相同点 多个电阻无论串联还是并联，其中任一电阻增大或减小，总电阻也随之增大或减小 二、闭合电路欧姆定律 1.内、外电路中的电势变化 如图所示，外电路中电流由电源正极流向负极，沿电流方向电势降低，内电路中电流由电源负极流向正极，沿电流方向电势升高。 2.闭合电路的欧姆定律的表达形式 表达式 物理意义 适用条件 I＝ 电流与电源电动势成正比，与电路总电阻成反比 纯电阻电路 E＝I(R＋r)　① E＝U外＋Ir　② E＝U外＋U内　③ 电源电动势在数值上等于电路中内、外电压之和 ①式适用于纯电阻电路； ②、③式普遍适用 EIt＝I2Rt＋I2rt④ W＝W外＋W内⑤ 电源提供的总能量等于内、外电路中电能转化为其他形式的能的总和 ④式适用于纯电阻电路； ⑤式普遍适用 3．路端电压与外电阻的关系(外电路为纯电阻电路) 一般 情况 U＝IR＝R＝，当R增大时，U增大 特殊 情况 (1)当R→∞(断路)时，I＝0，U＝E； (2)R＝0(短路)时，I短＝，U＝0 4．路端电压U与电流I的关系 (1)关系式：U＝E－Ir。(适用于任何电路) (2)电源的UI图像 ①当电路断路即I＝0时，纵轴的截距为电源电动势。 ②当外电路电压U＝0时，横轴的截距为短路电流。 ③图线的斜率的绝对值为电源的内阻。 5．闭合电路的功率和效率 电源总功率 任意电路：P总＝EI＝P出＋P内 纯电阻电路：P总＝I2(R＋r)＝ 电源内部 消耗的功率 P内＝I2r＝P总－P出 电源的 输出功率 任意电路：P出＝UI＝P总－P内 纯电阻电路：P出＝I2R＝ P出与外电阻 R的关系 电源的效率 任意电路：η＝×100%＝×100% 纯电阻电路：η＝×100% 6．输出功率与外电阻的关系 由P出与外电阻R的关系图像可知： (1)当R＝r时，电源的输出功率最大为Pm＝。 (2)当R＞r时，随着R的增大输出功率越来越小。 (3)当R＜r时，随着R的增大输出功率越来越大。 (4)当P出＜Pm时，每个输出功率对应两个外电阻R1和R2，且R1R2＝r2。 知识点五：电路的动态分析 动态分析问题的常用“三法” (1)程序法 或者按以下步骤分析： (2)“串反并同”结论法(应用条件：电源电动势不变，内阻不为零且外电路只有一个变电阻) ①所谓“串反”，即某一电阻增大时，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，反之则增大。 ②所谓“并同”，即某一电阻增大时，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，反之则减小。 即：←R↑→ (3)极限法 因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑片分别滑至两个极端，让电阻最大或电阻为零，然后再讨论。 知识点六：含容电路 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.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。 4.根据公式Q＝CU或ΔQ＝CΔU，求电荷量及其变化量。 知识点七：故障分析 1.故障特点 (1)断路特点:表现为路端电压不为零而电流为零。 (2)短路特点:用电器或电阻发生短路,表现为有电流通过电路但用电器或电阻两端电压为零。 2.检查方法 (1)电压表检测:如果电压表示数为零,则说明可能在并联路段之外有断路,或并联路段短路。 (2)电流表检测:当电路中接有电源时,可用电流表测量各部分电路上的电流,通过对电流值的分析,可以确定故障的位置。在运用电流表检测时,一定要注意电流表的量程。 (3)欧姆表检测:当测量值很大时,表示该处断路;当测量值很小或为零时,表示该处短路。在运用欧姆表检测时,被检测元件应从电路中拆下来。 (4)假设法:将整个电路划分为若干部分,然后逐一假设某部分电路发生某种故障,运用闭合电路或部分电路的欧姆定律进行推理。 一、电流的概念及计算 1．如图为某手机电池背面印有一些符号，下列说法正确的是（　　） A．“毫安时”（mA·h）是电能的单位 B．该电池充满电可提供的电能为7.2J C．该电池放电时能输出的总电荷量为7200C D．若该手机的待机电流为10mA，则最多可待机100小时 2．如图所示，一根长度为L，横截面积为S的金属导体棒，且该金属材料的电阻率为。金属导体棒内单位长度自由电子数为n，电子的质量为m，电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为v。则金属棒内的电场强度大小为（　　） A． B． C． D． 3．给定一段粗细均匀的导体AB，横截面积为S、长为L。单位体积内有n个自由电子，每个电子的电荷量为e、在导体AB两端加某一电压时，自由电子定向移动的平均速率为v。经典物理学认为，金属的电阻源于定向运动的自由电子与金属离子（即金属原子失去电子后的剩余部分）的碰撞。自由电子与金属离子碰撞的平均结果表现为导体给自由电子以连续的阻力，使自由电子的定向移动近似为匀速运动。设阻力的大小与自由电子定向移动速率成正比，即f=kv，k是阻力系数。则导体的电阻率可表示为（　　） A． B． C． D． 4.电解槽内有二价的电解溶液（正、负离子均为二价），时间内通过溶液内横截面的正离子数是，负离子数是，元电荷为，下列说法正确的是（　　） A．负离子定向移动形成的电流方向为从A到B B．溶液内正、负离子沿相反方向运动，电流相互抵消 C．溶液内电流的方向为从A到B，大小为 D．溶液内电流的方向为从B到A，大小为 二、欧姆定律及电阻定律 5．如图所示，用某种金属材料制成两段形状不同的导体：一段为横截面是边长为的正方形的长方体，另一段为横截面是直径为的圆形的圆柱体，两导体温度相同，通入如图所示方向的电流，发现两段导体的电阻相等，则两段导体的长度之比为（　　） A． B． C． D． 6．如图所示，一块均匀的长方体样品，长、宽、厚分别为、、，已知样品单位体积内有个自由电子，电子的电荷量大小为，样品的电阻率为，下列说法正确的是（　　） A．若电流从A到B，样品的电阻为 B．若电流从C到D，样品的电阻为 C．若电流从A到B自由电子定向移动的速率为，则电流为 D．若从C到D的电流为，则自由电子定向移动的速率为 7．如图所示为元件甲和元件乙的伏安特性曲线，两图像交于点，元件甲的图像与横轴的夹角为，点的坐标为，元件乙的图像在点的切线与纵轴交点的坐标值为。下列说法正确的是（    ） A．元件甲的电阻可表示为 B．电压为时，元件乙的电阻可表示为 C．电压为时，元件甲与元件乙的电阻相等 D．随电压的增大，元件乙的图像斜率越来越小，故其电阻随电压的增大而减小 8．两条粗细相同、由同种材料制成的均匀电阻丝a、b，其伏安特性曲线分别如图所示。下列说法正确的是（　　） A．电阻丝a、b的长度之比为 B．a、b串联后，图线位于a、b之间 C．a、b并联后，图线位于a、b之间 D．a、b并联后，图线位于b与I轴之间 三、电功与焦耳定律 9．如图所示，一个电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为的交流电源上，均正常工作。已知通过电饭煲的电流为，通过洗衣机电动机的电流是，则（　　） A．洗衣机电动机线圈的电阻为 B．洗衣机电动机输出的机械功率为 C．内，电饭煲消耗的电能约为，洗衣机消耗的电能约为 D．电饭煲发热功率是洗衣机发热功率的5倍 10．“迷你”电饭锅有加热和保温两挡，工作电路如图所示，电饭锅在保温状态下的电路总功率是加热状态下的，则和关系正确的是（     ） A． B． C． D． 11．如图所示，电源电动势为12V，内阻为，电阻为，为。开关闭合后，电动机恰好正常工作。已知电动机额定电压为6V，线圈电阻为，当电动机正常工作时，下列说法正确的是（　　） A．通过的电流为1A B．电源的输出功率为36W C．电动机产生的机械功率为10W D．若电动机卡住不转，电动机发热的功率为12W 12．如图1所示，有一种电吹风由线圈电阻为r的小型电动机与电阻为R的电热丝串联组成，电路如图2所示，将电吹风接在电路中，电吹风两端的电压为U，电吹风正常工作，此时电热丝两端的电压为U1，则下列判断正确的是（　　） A．通过电动机的电流为 B．电动机线圈的发热功率为 C．电动机消耗的功率为 D．电吹风消耗的功率为 四、电路串并联 闭合电路欧姆定律 13．如图甲所示的电路中，R1是可调电阻，R2是定值电阻，电源内阻为1Ω。实验时调节R1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，作出的U-I图像如图乙中AB所示，R2的阻值为（　　） A．5Ω B．9Ω C．10Ω D．20Ω 14．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 15．如图甲所示的电路，其中电源电动势E=6V，内阻r=2Ω，定值电阻R=4Ω.已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的阻值Rp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P2=1.6W B．图乙中R1=6Ω，R2=12Ω 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．调整滑动变阻器Rp的阻值从最右端滑到最左端，电源的效率一直减小 16．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，图线是该电池在某光照强度下路端电压和电流变化的关系图像，图线是某电阻的图像。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．的阻值随电压升高而增大，此时的阻值为 B．电源的效率为33.3% C．若将电阻R换成定值电阻，电源的输出功率增大 D．若再串联一定值电阻，电源的输出功率一定增加 五、电路的动态分析 17．在如图所示的电路中，电源电动势E = 12 V，内阻r = 8 Ω，定值电阻R1 = 2 Ω，R2 = 10 Ω，R3 = 20 Ω，滑动变阻器R4的取值范围为0 ~ 30 Ω，所有电表均为理想电表。闭合开关S，在滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中，电压表V1、电压表V2、电流表A示数的变化量分别为ΔU1、ΔU2、ΔI。下列说法正确的是（　　） A．大于 B．不变，增大 C．R4的功率先增大后减小，最大值为0.36 W D．电源的输出功率先增大后减小，最大值为4.5 W 18．电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻、及滑动变阻器R连接成如图所示的电路。当滑动变阻器的触头由中点滑向a端时，下列说法正确的是（     ） A．电压表读数增大，电流表读数增大，读数减小 B．电压表读数增大，电流表读数减小，读数增大 C．电压表读数减小，电流表读数减小，读数增大 D．电压表读数减小，电流表读数增大，读数减小 19．如图所示，电路中电源电动势为E，内阻为r，闭合开关S，将滑动变阻器滑片P向下滑动，滑动前后电压表、、示数变化量的绝对值分别为、、，电流表A示数变化量的绝对值为，电表均为理想电表，则（　　） A．电压表示数增大 B．电流表A示数增大 C．增大，不变 D． 20．如图所示是某种汽车上的一种自动测定油箱内油面高度的装置。为定值电阻，是滑动变阻器，它的金属滑片是杠杆的一端，从油量表（由电流表改装而成）指针所指的刻度，就可以知道油箱内油面的高度，当滑动变阻器的金属滑片向下移动时，滑动变阻器电压的改变量，电路中电流改变量，则（　　） A．电路中的电流减小，滑动变阻器的电压变大 B．电路中的电流增大，油箱油面升高 C．电路中的电流增大，定值电阻两端的电压减小 D．电路中的电流减小，滑动变阻器电压的改变量与电路中电流改变量的比值减小 六、含容电路 21．如图所示，电源电动势为E、内阻为r，为定值电阻，为滑动变阻器，。开关闭合后，将的滑片向下滑动过程中（　　） A．流过的电流向左 B．电容器右极板带负电 C．电容器的带电量减小 D．电源的输出功率增大 22．如图所示电路，电源内阻为r，两相同灯泡电阻均为R，其中与一光敏电阻（阻值随光照强度增大而减小）串联，D为理想二极管（具有单向导电性），电表均为理想电表。闭合S后，一带电油滴恰好在平行板电容器中央静止不动。现装置所处位置光照强度变大，电压表、示数变化量绝对值分别为、，电流表示数变化量为，则下列说法中错误的是（　　） A．两灯泡逐渐变亮 B．油滴将向下运动 C． D． 23．在如图所示的电路中，电源的电动势，电源内阻，定值电阻，滑动变阻器的最大阻值为，电容器的电容为，闭合开关后，将滑动变阻器滑片从端滑到端，理想电压表的示数变化量的绝对值为。理想电流表的示数变化量的绝对值为。理想电流表的示数变化量的绝对值为，下列说法正确的是（　　） A．电流表和的示数都变大 B．电容器所带的电荷量减小了 C．< D．定值电阻R4消耗的功率不变 24．在如图所示的电路中，电源电动势为，内阻不计，，电容器的电容。先将开关S闭合，待电路稳定后断开S，则断开S后流经的电荷量为（　　） A． B． C． D． 七、故障分析 25．如图所示，闭合开关，三个灯泡均正常发光，某时刻灯泡A的接线柱突然发生断路，则下列说法正确的是（     ） A．流过灯泡B的电流增大，其灯丝可能被烧断 B．流过灯泡C的电流增大，其灯丝可能被烧断 C．流过灯泡B、C的电流均增大，两灯灯丝均可能被烧断 D．流过灯泡B、C的电流均减小，两灯灯丝均不可能被烧断 26．已知如图所示的电路中有一处发生了断路，现用多用电表的电压挡对电路进行故障检查，当两表笔接a、d和a、b时电表显示的示数均为5V，接c、d和b、c时均无示数，则发生断路的是（　　） A．S B． C．R D．L 27．如图，当开关闭合后，发现电压表、的示数相同，且电流表A的示数为零，则可能发生的故障是（　　） A．断路 B．断路 C．短路 D．短路 28．某实验小组按如图所示的电路连接元器件，闭合开关后电流表示数为0.45 A，电压表示数为4V，一段时间后，灯泡L突然熄灭，此时电流表示数为0.5A，电压表示数为10V，若导线完好，则电路中发生的故障可能是（　　） A．灯泡短路 B．灯泡断路 C．R1短路 D．滑动变阻器断路 29．我国已经成功研发出一种奇异金属，兼具超高柔性和超高强度。现有一段均匀细圆柱形的该奇异金属棒，将其长度拉伸至原来的3倍后仍为圆柱形。若拉长前后金属棒两端加上相同的电压，则下列说法正确的是（　　） A．拉伸后金属棒电阻变为原来的3倍 B．拉伸后金属棒电阻率变为原来的9倍 C．拉伸后金属棒中的电流变为原来的 D．拉伸后金属棒中自由电荷定向移动的速率变为原来的 30．如图是一次心脏除颤器的模拟治疗，该心脏除颤器的电容器电容为，充电至9.0kV电压，如果电容器在2.0ms时间内完成放电，这次通过人体组织平均放电电流为（    ） A．0.18A B．9A C．90A D．180A 31．如图为一块手机电池的背面印有的一些符号，下列说法不正确的是（　　） A．该电池放电时能输出的总电荷量为1800 C B．该电池的电动势为3.6 V C．若电池以10 mA的电流工作，可用50 小时 D．通常说的电池容量为500mA·h，mA·h是能量单位 32．现代电器设备的集成电路对各种电子元件微型化的要求特别高，需要考虑微型化对电阻的影响。如图所示的集成电路中有两块相同材料制成的方形金属导体、，上下表面均为正方形，的上、下表面面积大于的上、下表面面积，的厚度小于的厚度，下列说法正确的是（    ） A．、的电阻相等 B．的电阻大于的电阻 C．若、沿竖直方向接入电路，电阻是相等的 D．若、沿竖直方向接入电路，的电阻大于的电阻 33．如图所示，同种材料制成粗细均匀、半径不同的圆柱形金属丝甲、乙串联后接入电路，闭合开关，测得两金属丝两端的电压相等。已知金属丝甲的长度为l，金属丝乙的长度为4l，甲、乙两金属丝单位体积内自由电荷的个数相同。下列说法中正确的是（　　） A．甲、乙两金属丝的电阻之比为4∶1 B．甲、乙两金属丝内的半径之比为1∶4 C．甲、乙两金属丝的电场强度大小之比为1∶4 D．甲、乙两金属丝内电子定向移动的速率之比为4∶1 34．如图所示，双量程电流表的内部结构由表头和定值电阻、组成，表头的满偏电流 、内阻，定值电阻、。则、接线柱对应的量程正确的是（　　） A．接线柱对应的量程 B．接线柱对应的量程 C．接线柱对应的量程 D．接线柱对应的量程 35．如图甲所示的电路中，电源电动势为6V，灯泡1、2、3完全相同且每个灯泡的伏安特性曲线均如图乙所示。已知灯泡2两端的电压为1V，则在此电路中（　　） A．灯泡3的电阻为10Ω B．路端电压为4V C．灯泡1、2的电功率之比为 D．电源的内阻为2.5Ω 36．某实验小组用四个相同规格的灵敏电流计改装成了两个电流表、（的量程大于的量程）和两个电压表、（的量程大于的量程），然后接入图示的电路，R为定值电阻，闭合开关S，下列说法正确的是（　　） A．指针的偏角大于指针的偏角 B．的读数等于的读数 C．的指针的偏角大于的指针的偏角 D．的读数等于的读数 37．如图所示的电路中，，滑动变阻器的最大阻值为，，当滑片P滑至的中点时，a、b两端的电压为（　　） A．10V B．15V C．20V D．25V 38．将一电源、定值电阻及电阻箱连成如图甲所示的闭合回路，闭合开关后调节电阻箱的阻值，测得电阻箱的电功率与电阻箱阻值的对应关系图线如图乙所示，时对应曲线最高点，则下列说法中不正确的是（　　） A．该电源电动势为12V B．该电源内阻为 C．的功率最大时，电源的效率是75% D．电路中的最大功率为4.5W 39．如图所示，是定值电阻和小灯泡中电流随电压变化的图像，由图像可知（　　） A．乙是小灯泡的图像 B．定值电阻的阻值为5Ω C．定值电阻和小灯泡并联接在的电源上，甲乙消耗的电功率之比为1：2 D．定值电阻和小灯泡串联接在的电源上，电路的总功率为 40．两盏电灯L1、L2分别标有“110V，100W”、“110V，40W”，若将两盏电灯接在电压为220V的电路上，使两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗功率最小的电路是（　　） A． B． C． D． 41．某电路图如图甲所示，M为电动机，当滑动变阻器R的滑片从一端滑到另一端过程中，两电压表示数随电流表示数的变化关系如图乙所示。已知电流表示数小于0.8A时，电动机不转动，各电表均视为理想电表。下列说法正确的是（　　） A．滑动变阻器的最大阻值为9.5Ω B．电源电动势为4.0V，内阻为1.0Ω C．电动机的最大发热功率为2.16W D．电动机的最大输入功率为4.56W 42．如图所示为某同学设计的一个电路，所用电源内阻为0.1，只闭合开关时，电流表示数为10A，电压表示数为11V，两开关都闭合时，电动机启动并正常工作，电流表示数为8A，电表均为理想电表，不考虑电阻随温度的变化，则两开关闭合时流过电动机的电流是（　　） A．8A B．24A C．32A D．10A 43．如图所示为某一电动车，其动力电源上的铭牌标有，字样。电源满电状态下正常工作时电源输出电压为，额定输出功率。由于电动机发热造成损耗，电动机的效率为80%，不考虑其它部件的摩擦损耗。已知运动时电动车受到阻力恒为，下列正确的是（　　） A．电源内阻为，额定工作电流为 B．电动车电动机的内阻为 C．电动车保持额定功率匀速行驶的最长时间是 D．电动车保持额定功率匀速行驶的最远距离是 44．在如图所示电路中，电源电动势，内阻，定值电阻，，滑动变阻器的取值范围为，所用电表均为理想电表。闭合开关，在滑动变阻器的滑片从端滑到端的过程中，电压表、电压表、电流表示数的变化量分别为。下列说法正确的是（　　） A．大于 B． C．的功率先增大后减小，最大值为 D．电源的输出功率先增大后减小，最大值为 45．“祝融号”火星车的动力主要来源于太阳能电池。现将火星车的动力供电电路简化为如图所示，其中太阳能电池电动势，内阻未知，电动机线圈电阻，电热丝定值电阻。当火星车正常行驶时，电动机两端电压，电热丝消耗的功率。则（　　） A．火星车正常行驶时，电热丝两端的电压为 B．太阳能电池的内阻为 C．若电动机的转子被卡住，电热丝消耗的功率为 D．火星车正常行驶时，电动机的效率为80% 46．如图所示，图线I是某电池的图像，图线Ⅱ是某定值电阻的图像，两图线的交点为P，已知此定值电阻的阻值与此电池的内阻相等，图中阴影部分的面积为，下列说法正确的是（　　） A．电池的电动势为 B．电池的内阻为 C．若把此定值电阻直接接在此电池两端，则电路消耗的总功率为 D．若把此定值电阻直接接在此电池两端，则电路消耗的总功率为 47．在如图所示的电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向下滑动时，四个理想电表的示数都发生了变化。若电表的示数分别用I、、和表示，电表示数变化量的大小分别用、、和表示，下列说法不正确的是（   ） A．不变，不变 B．变小，变小 C．变小，不变 D．变小，不变 48．如图所示的电路中，电源的电动势E=12V，内阻忽略不计，电阻的阻值分别为，滑动变阻器的最大阻值R=30Ω，电容器M、N的电容C=30μF。现将滑动触头P置于滑动变阻器最左端a点，合上开关S，待电路稳定后，将P缓慢地从a点右移到的过程中，通过导线PN的电荷量为（　　） A． B． C． D． 49．如图所示，电源电动势为E、内阻为r，R是定值电阻，热敏电阻的阻值随温度的降低而增大，C是平行板电容器，电路中的电表均为理想电表。闭合开关S，平行板电容器内的带电液滴恰好静止。分别用I、、和表示电流表A、电压表、电压表和电压表的示数，用、、和表示电流表A、电压表、电压表和电压表的示数变化量的绝对值。当温度降低时，关于该电路工作状态的变化，下列说法正确的是（　　） A．I和均减小 B． C．电源的输出功率一定先增大后减小 D．带电液滴带负电且向下运动 50．如图所示电路中，电源内阻不能忽略，电表均为理想电表。闭合开关后，电路处于稳定状态，下列说法正确的是（　　） A．电流表的示数突然变大，可能因为电容器被击穿 B．灯泡突然变亮，可能因为电阻R发生了短路 C．灯泡突然变亮，可能因为电阻R发生了断路 D．电压表的示数突然变小，可能因为灯泡的灯丝烧断 第 1 页 共 2 页 学科网（北京）股份有限公司 $