第10章 第2讲 电源 闭合电路的欧姆定律(课件PPT)-【新高考方案】2027年高考物理一轮总复习
2026-10-13
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教辅
摘要:
该高中物理高考复习课件聚焦“电源 闭合电路的欧姆定律”专题,依据高考评价体系梳理了电动势、内阻、闭合电路欧姆定律、串并联电路、功率效率、动态分析、U-I图像等核心考点,通过微点判断和考法全训明确高频考点分布,归纳出计算题、选择题等常考题型,构建系统复习框架。
课件亮点在于“真题演练+方法提炼+素养渗透”,如结合2025年江苏南通三模串联电路计算、重庆西南大附中动态分析题,提炼“程序法”“串反并同”等解题技巧,培养科学思维中的模型建构与科学推理能力。特设“精要点拨”和“易错警示”,助力学生掌握答题规律,教师可据此精准教学,提升高考冲刺效率。
内容正文:
电源 闭合电路的欧姆定律
第 2 讲
(基础落实课)
课前基础先行
一、电源
1.电源的定义
电源是把正电荷在电源内从______搬到_______的一种装置;从能量转化的角度看,电源是通过非静电力做功将其他形式的能转化为_______的装置。
负极
正极
电势能
2.电动势
(1)定义:非静电力所做的功与移动的电荷量之比叫作电源的电动势,用符号E表示。
(2)表达式:E=。电动势在数值上等于非静电力把1 C的________在电源内从______移送到_______所做的功。
(3)物理意义:反映了电源把其他形式的能转化成________的本领大小。
3.内阻
电源内部的_______,叫作电源的内阻。电动势E和内阻r是电源的两个重要参数。
正电荷
负极
正极
电势能
电阻
二、闭合电路的欧姆定律
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
(1)I=,适用于纯电阻电路;
(2)E=U内+U外,适用于任何电路。
正比
反比
3.路端电压U与外电阻R的关系
(1)R增大,则U______;(2)断路时,I=0,U=_____;
(3)电源短路时,I短=,U=____。
4.路端电压U与电流I的关系:U=E-Ir。
增大
E
0
1.(鲁科必修3P115T2·改编)关于电动势,判断下列说法的正误:
①电源电动势等于电源正、负极之间的电势差。 ( )
②用电压表直接测量电源两极得到的电压数值,实际上总略小于电源电动势的准确值。 ( )
③电源电动势总等于内、外电路上的电压之和,所以它的数值与外电路的组成有关。 ( )
2.串联电路总电阻大于任何一个电阻。 ( )
微点判断
×
√
×
√
3.串联电路中某一电阻增大,总电阻增大;并联电路中某一电阻增大,总电阻减小。 ( )
4.电动势为3.8 V的电池转化电能的本领比一节干电池的大。 ( )
5.电池的容量大小反映了电池储存电荷的能力大小。 ( )
6.非静电力做的功越多,电动势就越大。 ( )
7.在闭合电路中,外电阻越大,路端电压越大。 ( )
8.在闭合电路中,路端电压增大时,电源输出功率一定变大。 ( )
9.电源内部发热功率越大,输出功率越小。 ( )
10.电源的输出功率越大,电源的效率越高。 ( )
×
√
√
×
√
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×
×
逐点清(一) 电路的串、并联
逐点清(二) 闭合电路的功率及效率问题
01
02
CONTENTS
目录
逐点清(三) 电路的动态分析 故障分析
课时跟踪检测
03
05
逐点清(四) 两类U⁃I图像的比较与应用
04
逐点清(一) 电路的串、并联
课
堂
1.[串联电路的分析与计算]
(2025·江苏南通三模)如图所示,电阻R1、R2串联,R1=2R2,流过恒定的电流,则( )
A.R1、R2的电压之比为1∶1
B.R1、R2的电功率之比为1∶2
C.单位时间内通过R1、R2横截面的电荷量之比为1∶1
D.相等时间内R1、R2产生的焦耳热之比为1∶2
题点全练
√
解析:串联电路电流处处相等,根据U=IR,则R1、R2的电压之比为====,故A错误;根据电功率P=I2R,由于电流相等,故电功率与电阻成正比,即R1、R2的电功率之比为2∶1,故B错误;根据q=It,由于电流相等、时间相等,则单位时间内通过R1、R2横截面的电荷量之比为1∶1,故C正确;根据焦耳定律Q=I2Rt,由于电流相等,故相等时间内R1、R2产生的焦耳热之比等于电阻之比,即相等时间内R1、R2产生的焦耳热之比为2∶1,故D错误。
2.[并联电路的分析与计算]
(2025·广西高考)如图所示的电路中,材质相同的
金属导体a和b,横截面积分别为S1、S2,长度分别为
l1、l2。闭合开关后,a和b中自由电子定向移动的平均速率之比为( )
A.l1∶2l2 B.2l2∶l1
C.l2S1∶2l1S2 D.2l2S2∶l1S1
√
解析:根据电阻定律R=ρ,可得Ra=ρ,Rb总=2ρ,两支路并联有IaRa=IbRb总,结合电流的微观表达式I=nqvS,对于同种材料n、q相同,联立可得=,故选B。
串、并联电路的特点
精要点拨
串联电路 并联电路
电路
电流 I=I1=I2=…=In I=I1+I2+…+In
电压 U=U1+U2+…+Un U=U1=U2=…=Un
电阻 R=R1+R2+…+Rn =++…+
功率分配 ==…= P1R1=P2R2=…=PnRn
P总=P1+P2+…+Pn
注意:无论电阻如何连接,电路消耗的总功率一定等于各个电阻消耗的功率之和。
逐点清(二)
闭合电路的功率及效率问题
课
堂
1.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=
电源的效率 任意电路:η=×100%=×100%
纯电阻电路:η=×100%
2. 纯电阻电路中P出与外电阻R的关系
在纯电阻电路中,电源的输出功率P出=I2R==,作出P出⁃R图像,如图所示。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。
3.对等效电源的理解
把含有电源、电阻的部分电路等效为新的“电源”,其“电动势”“内阻”如下:
(1)两点间断路时的电压为等效电动势E'。
(2)两点间短路时的电流为等效短路电流I短',等效内电阻r'=。
常见电路等效电源如下:
考法1 闭合电路功率问题的定性分析
1.如图所示的电路中,电源电动势E和内阻r恒定不变,R0为定值电阻。闭合开关S后,滑动变阻器的滑片从右端逐渐向左端滑动的过程中,下列说法正确的是( )
A.路端电压保持不变
B.电源的效率逐渐降低
C.电源的输出功率一定逐渐增大
D.滑动变阻器的功率一定先增大后减小
考法全训
√
解析:闭合开关S后,滑动变阻器的滑片从右端逐渐向左端滑动的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻逐渐减小,外电路的总电阻逐渐减小,由闭合电路的欧姆定律得I=,电路中总电流I逐渐增大,由U=E-Ir,可知路端电压U逐渐减小,A错误;由电源的效率公式η=,路端电压U逐渐减小,电动势E不变,可知电源的效率逐渐降低,B正确;
当外电路的总电阻与电源内阻相等时,电源输出功率最大,由于在初始时刻外电路的总电阻与电源内阻的大小关系不清楚,因此电源的输出功率不一定逐渐增大,也可能逐渐减小,C错误;将R0等效为电源的一部分,则滑动变阻器的功率等于等效电源的输出功率,当滑动变阻器接入电路的阻值等于等效电源的内阻时,即R=R0+r时,滑动变阻器的功率最大,因R和R0+r的数值关系不确定,故不能判定滑动变阻器功率的变化情况,D错误。
考法2 闭合电路功率问题的定量计算
2.如图所示,A为电解槽,N为电炉。当S、S1闭合,S2断开时,电流表示数I1=5 A;当S、S2闭合,S1断开时,电流表示数I2=3 A。已知电源电动势E=15 V,电源内阻r=1 Ω,电解槽内阻RA=2 Ω,求:
(1)电炉N的电阻RN;
答案:2 Ω
解析:根据闭合电路欧姆定律得I1=
解得RN=2 Ω。
(2)当S、S2闭合,S1断开时,电能转化为化学能的功率P化。
答案:18 W
解析:电源总功率P电=EI2
整个电路的热功率P热=
电能转化为化学能的功率P化=P电-P热
解得P化=18 W。
逐点清(三)
电路的动态分析 故障分析
课
堂
1.(2025·重庆西南大附中模拟)某次实验电路如图所示。现闭合开关,将滑动变阻器的滑片向a端滑动,则 ( )
A.电池正负极间电压不变
B.A1示数变大
C.V示数变大
D.A2示数变小
细作1 一般电路的动态分析
√
解析:根据题意可知,将滑动变阻器的滑片向a端滑动,滑动变阻器接入电路的电阻变大,则外电路总电阻变大,由闭合电路欧姆定律可知,回路中总电流减小,即A1示数变小,路端电压变大,即电池正负极间电压变大,故A、B错误;由于总电流减小,则左侧电阻元件两端电压减小,即V示数变小,由于路端电压增大,可得右侧电阻元件两端电压变大,则通过右侧电阻元件的电流增大,可知通过滑动变阻器的电流减小,即A2示数变小,故C错误,D正确。
一点一过 动态电路的特点及分析方法
1.动态电路的特点
断开或闭合开关、滑动变阻器的滑片移动、电阻增大或减小,导致电路中电压、电流、功率等的变化。
2.一般电路动态分析常用方法
(1)程序法:遵循“局部—整体—局部”的思路。
①分析步骤(如图所示):
②分析时:串联电路注意分析电压关系,并联电路注意分析电流关系。
(2)结论法:“串反并同”,应用条件是电源内阻不为零。
①所谓“串反”,即某一电阻的阻值增大时,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”,即某一电阻的阻值增大时,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。
2.(2025·北京门头沟一模)如图所示,当开关S闭合后,若将滑动变阻器的滑片P向下移动,下列说法正确的是 ( )
A.灯L变亮,电压表示数减小
B.灯L变暗,电流表的示数增大
C.灯L变暗,电容器两极板上电荷量增加
D.灯L变亮,电容器两极板间的电压增大
细作2 含电容器电路的动态分析
√
解析:由题图可知,若将滑动变阻器的滑片P向下移动,则滑动变阻器接入电路的电阻变小,根据闭合电路的欧姆定律I=可知流过电源的电流变大,电流表示数变大,流过灯L的电流变大,则灯L变亮,故B错误;根据U=E-Ir可知路端电压变小,即电压表示数减小,故A正确;电容器两极板间的电压U'=E-I(r+RL),可知电容器两极板间的电压减小,根据Q=CU'可知电容器两极板上电荷量减少,故C、D错误。
一点一过 含容电路的处理
1.电路的简化:不分析电容器的充、放电过程时,把电容器所处的支路视为断路,简化电路时可以去掉此支路,求电荷量时再在相应位置补上。
2.电路稳定时电容器的处理方法:电路稳定后,与电容器串联的电路中没有电流,同支路的电阻相当于导线,即电阻不起降低电压的作用,与电容器串联的电阻视为等势体。电容器的电压等于与之并联的电阻两端的电压。
3.电容器所带电荷量的变化的计算:如果变化前后极板带电的电性相同,那么通过所连导线的电荷量等于初、末状态电容器所带电荷量之差;如果变化前后极板带电的电性相反,那么通过所连导线的电荷量等于初、末状态电容器所带电荷量的绝对值之和。
3.将电池、开关和灯泡组成串联电路,如图所示。
闭合开关时,发现灯泡不发光。为了寻找故障原因,
某同学在闭合开关且不拆开导线的情况下,用多用
电表2.5 V直流电压挡进行检测。他将红表笔与接线柱A接触并保持不动,用黑表笔分别接触接线柱B、C、D、E、F。他发现,当黑表笔接触B、C、D时,示数为1.50 V;黑表笔接触E、F时,示数为0。若该电路中只存在一处故障,则灯泡不发光的原因可能是 ( )
A.灯泡短路 B.开关接触不良
C.DE间导线断路 D.AF间导线断路
细作3 用电器故障分析
√
解析:若灯泡短路,黑表笔接触B、C时示数为0,A错误;若开关接触不良,黑表笔接触E时示数为1.5 V,B错误;若DE间导线断路,黑表笔接触B、C、D时示数为1.50 V,黑表笔接触E、F时示数为0,符合题意,C正确;若 AF间导线断路,黑表笔接触E、F时,示数为1.5 V,D错误。
一点一过 电路的故障分析
1.利用电流表、电压表判断电路故障的方法
电表示数 故障解读 原因分析
正常
无示数 “电流表示数正常”表明电流表所在电路为通路,“电压表无示数”表明无电流通过电压表 故障原因可能是:
a.电压表损坏;
b.电压表接触不良;
c.与电压表并联的用电器短路
电表示数 故障解读 原因分析
正常
无示数 “电压表有示数”表明电压表有电流通过,“电流表无示数”说明没有或几乎没有电流流过电流表 故障原因可能是:
a.电流表短路;
b.和电压表并联的用电器断路
均无示数 “两表均无示数”表明无电流通过两表 除了两表同时被短路外,可能是干路断路导致无电流
2.电阻表检测: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。在用电阻表检测时,应断开电源。
逐点清(四)
两类U⁃I图像的比较与应用
课
堂
电源与电阻的U⁃I图像的对比
图像 图像表述的物理量间的变化关系 图像与坐标轴的交点 图像上每一点坐标的乘积UI 图像上每一点对应的U、I比值 图像的斜率的大小
电阻
U⁃I
图像 电阻中的电流随电阻两端电压的变化关系 过坐标轴原点,表示没有电压时电流为零 表示电阻消耗的功率 每一点对应的比值均等大,表示此电阻的大小 电阻的大小
电源
U⁃I
图像 电源的路端电压随电路电流的变化关系 与纵轴交点表示电源电动势E,与横轴交点表示电源短路电流(注意坐标数值是否从零开始) 表示电源的输出功率 表示外电阻的大小,不同点对应的外电阻大小不同 内电阻r的大小
续表
考法1 电源的U⁃I图像的理解及应用
1.(多选)在如图甲所示的电路中,R1、
R2均为定值电阻,且R1=100 Ω,R2的阻值
未知,R3是滑动变阻器,在其滑片从最左
端滑至最右端的过程中,测得电源的路端电压U随电流I的变化图线如图乙所示,其中图线上的A、B两点是滑片在滑动变阻器的两个不同端点时分别得到的,则以下说法正确的是( )
考法全训
A.电源的电动势为20 V
B.电源的内阻为20 Ω
C.定值电阻R2的阻值为4 Ω
D.滑动变阻器R3的最大值为300 Ω
解析:由闭合电路的欧姆定律得E=U+Ir,将图线上A、B两点的U、I值代入可得E=16+0.2r,E=4+0.8r,解得E=20 V,r=20 Ω,故A、B正确;
√
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√
当R3的滑片自左向右滑动时,R3接入电路的阻值变小,电路的总电阻变小,总电流变大,由此可知,图线上的A、B两点分别对应滑片位于最左端和最右端,当滑片位于最右端时,有R3=0,R1被短路,外电路电阻即为R2,故由B点的U、I值得R2== Ω=5 Ω,故C错误;当滑片在最左端时,R3的阻值最大,并对应着图线上的A点,故由A点的U、I值可求出此时外电路的电阻,再根据串、并联电路的规律求出R3的最大值,则R外== Ω=80 Ω,R外=+R2,代入数据解得滑动变阻器的最大值R3m=300 Ω,故D正确。
2.太阳能电池板在光照时将光能转化为电能即为光伏发电。太阳能电池板作为电源,其路端电压与干路电流的关系如图中的曲线所示,太阳能电池板负载的U⁃I图线为图中倾斜直线。当太阳能电池板给负载供电时,下列说法正确的是 ( )
考法2 两类U⁃I图像的综合应用
A.太阳能电池板的效率约为50%
B.太阳能电池板的输出功率约为3.24×10-3 W
C.太阳能电池板的内阻约为1 kΩ
D.太阳能电池板的内阻消耗的功率约为1.8 W
解析:由题图可知,太阳能电池板的电动势为2.80 V,两图线交点坐标为负载工作时的电压和电流,则太阳能电池板路端电压为1.80 V,则太阳能电池板的效率为η=×100%≈64.3%,故A错误;
√
由题图可知,太阳能电池板路端电压为1.80 V,电路中电流为1.80 mA,则太阳能电池板的输出功率约为P输出=UI=3.24×10-3 W,故B正确;由题图可知,负载的电阻为R==1 000 Ω,由闭合电路欧姆定律可得E=
U+Ir,解得太阳能电池板给负载供电时,太阳能电池板的内阻r≈556 Ω,消耗的功率为Pr=I2r=1.8×10-3 W,故C、D错误。
课时跟踪检测
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1.三个电阻R1=2 Ω、R2=3 Ω、R3=5 Ω,将它们并联
后加一恒定电压U,电路如图所示。流过每个电阻的
电流分别是I1、I2、I3,每个电阻两端电压分别是U1、
U2、U3,则下列结论正确的是 ( )
A.I1∶I2∶I3=5∶3∶2
B.U1∶U2∶U3=5∶3∶2
C.若再并联一个100 Ω的电阻,则并联的总阻值增大
D.若减小R1的阻值,则电路中并联的总阻值减小
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解析:并联电路各支路电压相等,所以U1∶U2∶U3=1∶1∶1,故B错误;根据I=可知I1∶I2∶I3=∶∶=15∶10∶6,故A错误;若再并联一个100 Ω的电阻,根据并联电阻计算公式可知并联的总阻值减小,故C错误;若减小R1的阻值,则电路中并联的总阻值减小,故D正确。
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2.(2025·北京通州一模)如图所示的电路中,恒流源可为电路提供恒定电流,R为定值电阻,RL为滑动变阻器,电流表、电压表均可视为理想电表,不考虑导线电阻对电路的影响。将滑动变阻器RL的滑片P向下移动过程中,下列说法正确的是 ( )
A.电流表的示数增大
B.电路中总电阻增大
C.电压表的示数增大
D.恒流源输出功率增大
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解析:将滑动变阻器RL的滑片向下移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,根据并联电路的特点可知电路中总电阻减小,B错误;恒流源输出的总电流不变,电路中总电阻减小,则路端电压减小,即电压表的示数减小,则流过电阻R的电流减小,由于总电流不变,则流过滑动变阻器的电流增大,即电流表的示数增大,A正确,C错误;根据P=I2R总,由于电流大小不变,总电阻减小,所以恒流源的输出功率减小,D错误。
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3.有四个电源甲、乙、丙、丁,其路端
电压U与电流I的关系图像分别如图(a)、
(b)、(c)、(d)所示,将一个6 Ω的定值
电阻分别与每个电源的两极相接,使
定值电阻消耗功率最大的电源是 ( )
A.甲电源 B.乙电源
C.丙电源 D.丁电源
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解析:由闭合电路的欧姆定律U=E-Ir,可得U⁃I图像纵轴的截距为电源电动势,斜率的绝对值等于电源内阻,因此可知四个电源的电动势都为12 V,而内阻r甲=12 Ω,r乙=6 Ω,r丙=4 Ω,r丁=3 Ω,定值电阻消耗的功率为P=R,可知电源内阻越大功率越小,因此与电源丁相连时,定值电阻消耗功率最大。
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4.(2025·河南模拟预测)如图所示为一种自动测量压力
的电路图,其中R1为滑动变阻器,R2为定值电阻,A
为理想电流表,R为压敏电阻,其阻值会随着压力的
增大而减小。下列说法正确的是 ( )
A.R受到的压力减小时,电流表的示数减小
B.R受到的压力增大时,R1两端的电压减小
C.若将电流表重新刻度为压力表,则“0”刻度在右边
D.R2阻值越大,R受到相同压力时电流表示数变化将越明显
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解析:R受到的压力减小时,其阻值会增大,并联部分的总电阻增大,并联部分的电压增大,电流表所在支路的电阻不变,则电流表的示数增大,故A错误;R受到的压力增大时,其阻值会减小,总电阻减小,总电流增大, R1两端的电压增大,故B错误;R受到的压力越小,其阻值越大,并联电路两端电压越大,电流表示数越大,电流表指针向右偏转的角度越大,则将电流表重新刻度为压力表时“0”刻度在右边,故C正确;R受到相同压力时,并联电路两端电压变化相同,R2阻值越大,电流表变化将越不明显,故D错误。
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5.(2025·江苏盐城三模)某实验小组采用如图所示电路测量时,在较大范围内调节滑动变阻器阻值,发现电压表示数虽然有变化,但变化不明显,主要原因是 ( )
A.滑动变阻器与电路接触处断路
B.电流表阻值太小
C.滑动变阻器的阻值太小
D.电池内阻太小
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解析:若滑动变阻器与电路接触处断路,则电压表示数不变,A错误;用题图所示电路测量时,在较大范围内调节滑动变阻器阻值,发现电压表示数虽然有变化,但变化不明显,说明外电路的阻值相对于电源内阻很大,即电源内阻太小,B、C错误,D正确。
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6.如图所示的U⁃I图像中,直线a表示某电源的路端
电压U与电流I的关系,直线b、c分别表示电阻R1、
R2的电压U与电流I的关系。下列说法正确的是 ( )
A.电阻R1、R2的阻值之比为4∶3
B.该电源的电动势为6 V,内阻为3 Ω
C.只将R1与该电源组成闭合电路时,电源的输出功率为6 W
D.只将R2与该电源组成闭合电路时,内、外电路消耗的电功率之比为1∶1
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解析:根据题图得R1= Ω=4 Ω,R2= Ω=2 Ω,电阻R1、R2的阻值之比为2∶1,A错误;由题图可知,该电源的电动势为6 V,内阻为r= Ω=2 Ω,B错误;只将R1与该电源组成闭合电路时,电源的输出功率为P1=4×1 W
=4 W,C错误;只将R2与该电源组成闭合电路时,内、外电路消耗的电功率分别为P内=I2r=4.5 W,P外=I2R2=4.5 W,可得P内∶P外=1∶1,D正确。
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7.(2025·重庆八中全真模考)(多选)某研究小组对某款手机的直流电池进行性能测试,测试过程中电池输出的⁃图像如图,其中P为电池的输出功率,I为通过电池的电流。该电池容量为6 000 mA·h,充电功率为100 W,充电额定电压为20 V,则该电池( )
A.内阻为0.25 Ω
B.电动势为24 V
C.最大输出功率为288 W
D.从空电状态充满大约需要1.2 h
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解析:电池的输出功率P=EI-I2r,变形可得=E-r,根据题图得r=0.25 Ω,E= V=12 V,故A正确,B错误;当外电阻等于电源内阻时,电源的输出功率最大,最大输出功率为Pmax==144 W,故C错误;充电电流为I充== A=5 A,从空电状态充满所需时间为t==1.2 h ,故D正确。
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8.“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E=120 V,内阻r未知,电动机线
圈电阻rM=1.6 Ω,电热丝定值电阻R=4 Ω。当火星车
正常行驶时,电动机两端电压UM=80 V,电热丝R消耗功率P=100 W。则 ( )
A.火星车正常行驶时,通过电热丝的电流为1.25 A
B.太阳能电池的内阻为3 Ω
C.若电动机的转子被卡住,电热丝消耗的功率为625 W
D.火星车正常行驶时,电动机的效率为80%
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解析:对电热丝,有P=I2R,解得回路电流为I=5 A,故A错误;根据闭合电路的欧姆定律,有E=Ir+UM+IR,解得太阳能电池的内阻为r=4 Ω,故B错误;若电动机的转子被卡住,电动机可看成纯电阻元件,回路电流为I'==12.5 A,电热丝上消耗的功率P'=I'2R=625 W,故C正确;电动机的效率为η=×100%=90%,故D错误。
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9.(2025·江苏宿迁一模)在图甲的电路中,电源内阻不计,不计电表内阻的影响。调节R1的阻值,得到多组电压表和电流表数据,作出的U⁃I图像如图乙所示,则表示R1阻值的是 ( )
A.AB的斜率 B.仅a的斜率
C.仅b的斜率 D.a或b的斜率
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解析:根据闭合电路的欧姆定律有U=E-IR2,可知AB的斜率代表R2的阻值,根据欧姆定律有U=IR1,可知a的斜率表示通过R1的电流为0.1 A时R1的有效电阻,b的斜率表示通过R1的电流为0.3 A时R1的有效电阻,故D正确。
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10.(多选)如图所示电路,开关S闭合后,电流表
A1、A2和电压表V同一时刻示数分别记为I1、I2、
U;滑动变阻器滑片向右滑动过程中,电流表A1、
A2和电压表V的示数变化量分别记为ΔI1、ΔI2、
ΔU,电源有内阻,电表均看作理想电表,则 ( )
A.I1增大 B.U增大
C.> D.不断增大
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解析:滑片向右滑动,总电阻变小,总电流I2变大,电压表示数U=E-I2(r+R3)变小,电流表A1示数I1=I2-增大,故A正确,B错误;由I1=I2-,可知ΔI1=ΔI2-,其中ΔI1为正数,ΔI2为正数,ΔU为负数,则有>,故C正确;由U=E-I2(r+R3),可知ΔU=0-ΔI2(r+R3),则有=r+R3为定值,故D错误。
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11.(2025·重庆三诊)如图所示电路中,直流电源
电动势为E、内阻r=R,定值电阻R1=R,可变电
阻R2的阻值范围为0~2R。闭合开关S,改变可变
电阻R2接入电路的阻值,则R2的最大电功率为
( )
A. B.
C. D.
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解析:R1和电源并联后可视为一个“等效电源”,“等效电源”的电动势E'=,内阻r'==,此时R2的电功率就是“等效电源”的输出功率,当外电阻等于“等效电源”内阻时,“等效电源”的输出功率最大,可知当R2=r'=时R2的电功率最大,其最大功率为Pmax==,故选D。
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12.(多选)如图所示,M、N是两块水平放置的平行金属板,R0为定值电阻,R1和R2为可变电阻,开关S闭合。质量为m的带负电荷的微粒(不计重力)从P点以水平速度v0射入金属板间,沿曲线打在N板上的O点。若经下列调整后,微粒仍从P点以水平速度v0射入,则关于微粒打在N板上的位置,说法正确的是 ( )
A.保持开关S闭合,增大R1,微粒打在O点右侧
B.保持开关S闭合,增大R2,微粒打在O点左侧
C.断开开关S,M极板稍微上移,微粒打在O点右侧
D.断开开关S,N极板稍微下移,微粒打在O点右侧
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解析:保持开关S闭合,R0两端电压为U=R0,增大R1,U减小,电容器两端的电压减小,电场强度减小,则微粒受到的电场力减小,产生的加速度减小,从P点以水平速度v0射入金属板间打在极板上,则y=at2,水平位移为x=v0t=v0,水平位移增大,则微粒打在O点右侧,故A正确;
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增大R2,R0两端电压不变,则电容器两端的电压不变,微粒加速度不变,仍打在O点,故B错误;断开开关S,平行板电荷量不变,平行板间的电场强度为EMN=,C=,C=,解得EMN=,M极板稍微上移,EMN不变,故加速度不变,不影响微粒的运动,微粒仍打在O点,故C错误;N极板稍微下移,EMN不变,故加速度不变,但y增大,则x增大,微粒打在O点右侧,故D正确。
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13.(2025·重庆育才中学模拟)如图所示,E为内阻可以忽略的电池,R0、R1、R2均为定值电阻,其中R1=R2,R3、R4是滑动变阻器(初始时滑片均处于中点位置),C是电容器,电流表、电压表为理想电表。闭合开关S,待电路稳定后,则 ( )
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A.仅向右移动R3的滑片,电容器会放电
B.仅向右移动R3的滑片,电压表示数减小
C.仅向右移动R4的滑片,电压表示数变化量|ΔU|与电流表示数变化量|ΔI |的比值为R0
D.仅向右移动R4的滑片,电源的输出功率一定先变大后变小
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解析:R3与电容器串联,待电路稳定后,R3中没有电流通过,故R3在电路中相当于一段导线,所以仅向右移动R3的滑片时,电容器两端电压不变,则电容器所带电荷量不变,故A错误;滑动R3的滑片,不影响电路总电阻、干路电流和路端电压,所以电压表示数不变,故B错误;因为R1=R2,电压表示数变化量|ΔU|为路端电压变化量|ΔU路|的一半,由=R0 可知=R0, 故C正确;仅向右移动R4的滑片,R4连入电路的电阻增大,由串反并同可知电流表示数减小,电源内阻可以忽略,则电源的输出功率减小,故D错误。
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