微专题10-4恒定电流基础（专项练习）-2027届高考物理一轮复习

**基本信息** 以U-I图像为核心工具，系统整合电源特性分析、功率最值计算及实验探究，构建恒定电流基础的递进式训练体系。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |题型01|单选3、多选1、实验2|电源与电阻U-I图像交点分析、电动势内阻测定|从图像物理意义切入，建立“图像参数—电路状态”对应关系，渗透科学思维中的模型建构| |题型02|单选2、多选3、解答1|电源总功率/输出功率/内阻功率随外电阻变化规律|结合公式推导与图像分析，强化功率最值条件的科学推理，体现能量观念| |题型03|单选4、多选1|非线性元件U-I图像与电源特性曲线综合应用|深化图像法解决复杂电路问题，培养科学探究中的数据分析能力| |真题演练|单选1、多选3、实验1|高考真题再现，涵盖功率计算、电路动态分析|对接高考命题趋势，提升知识迁移与综合应用能力|

微专题10-4恒定电流基础（专项练习） 题型01电源U-I图像 1 题型02 电源功率最值问题 5 题型03 U-I图像解决功率问题 9 真题实战 →演练 12 题型01 电源U-I图像 一、单选题 1．如图所示，U-I图像中，直线I为电源E的路端电压与电流的关系图线，直线II为电阻R的U-I图线，用电源E直接与电阻R连接成闭合电路，由图像可知（　　） A．电源的输出功率为1.5W B．电源电动势为3.0V，内阻为0.5Ω C．R的阻值为3.0Ω D．电阻R消耗的功率为3.0W 【答案】A 【详解】A．由图像交点可知，电路工作时的路端电压，电流，电源的输出功率为，故A正确； B．由直线I可知，电源电动势，短路电流，则电源内阻，故B错误； C．由直线II可知，电阻的阻值为，故C错误； D．电阻消耗的功率为，故D错误。 故选 A。 2．如图所示，直线I、II分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性图线，曲线III是一个小灯泡的伏安特性曲线，如果把该小灯泡先后分别与电源1和电源2单独连接，则下列说法错误的是（     ） A．在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是18：25 B．在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是2：1 C．电源1和电源2的内阻之比是11：7 D．电源1和电源2的电动势之比是1：1 【答案】B 【详解】A．曲线III与图像I与II的交点，就是小灯泡在两次连接状态下的实际两端的电压与流过的电流，所以与电源1相连时， 与电源2相连时， 所以两次连接情况下，小灯泡的电阻之比为18:25，故A选项说法正确，不符合题意； B．灯泡与电源1相连时，灯泡的功率为 灯泡与电源2相连时，灯泡的功率为 两种连接状态下，灯泡的功率之比为1:2，故B选项说法错误，符合题意； C．根据闭合电路欧姆定律关系 可知图像I与II的斜率大小可表示内阻的大小，即 根据图像可计算出， 所以内阻之比为11:7，故C选项说法正确，不符合题意； D．图像中的截距即为电源的电动势大小，根据图像可知两个电源的电动势大小相等，比值为1:1，故D选项说法正确，不符合题意。 故选B。 3．某实验小组通过如图所示的实验电路测量干电池的电动势和内阻，并根据测得的数据作出了U-I图像，下列正确的是（    ） A．横轴截距表示短路电流，即I短=0.6A B．根据，计算出待测电池内电阻为 C．电池电动势测量值等于真实值 D．本实验的系统误差来源于电流表的分压作用 【答案】B 【详解】B．根据闭合电路欧姆定律可得，电源内阻等于U-I图像斜率的绝对值，即 代入数据得，故B正确； A． 由U-I图可知，纵轴起点不是，横轴截距是时的电流，不是时的短路电流，纵轴截距为，短路电流应为，故A错误； C．电压表并联在电源两端，由于电压表的分流作用，电流表读数小于干路实际电流。则真实值对应的表达式为 化简得 则有，故C错误； D．本实验的系统误差来源于电压表的分流作用，故D错误。 故选B。 二、多选题 4．如图所示，图甲中M为一电动机，开关S闭合后，当滑动变阻器R的滑片从一端滑到另一端的过程中，两电压表V1和V2的读数随电流表A读数的变化情况如图乙所示，已知电流表A读数在0.2A以下时，电动机没有转动。不考虑电表内阻，以下判断正确的是（　　） A．图线①为V2读数随电流表读数的变化图线 B．电路中电源电动势为3.4V C．此电路中，电动机的最大输入功率是0.9W D．滑动变阻器的最大阻值为30Ω 【答案】AC 【详解】A．由题图甲知，电压表V2测量路端电压，电流增大时，内电压增大，路端电压减小，所以图线①为V2的读数随电流表读数的变化图线，故A正确； B．图线①斜率的绝对值等于电源的内阻 当电流时，。则电源的电动势，故B错误； C．当，时，电动机输入功率最大，且，故C正确； D．由于电流表A读数在0.2A以下时，电动机不转动，则电动机的电阻 当时，电路中电流最小，滑动变阻器的阻值最大，所以R与R0并联电阻的最大值 又 显然，滑动变阻器的最大阻值大于30Ω，故D错误。 故选AC。 三、实验题 5．某物理探究小组的同学设计了如图甲所示的实验电路测定干电池的电动势和内阻。 实验器材：电池组（两节干电池）；定值电阻R0=2Ω；毫安表（量程为50mA，内阻 Rg=4.5Ω）；电压表（量程为3V，内阻很大）；滑动变阻器R；电阻箱；开关；导线若干。 (1)将电阻箱的阻值调至0.5Ω，则图甲中虚线框内改装后电流表的量程为___________mA。 (2)实验步骤如下： ①闭合开关S前，将滑动变阻器R的滑片移到___________端（选填“左”或“右”）； ②闭合开关S，改变滑片位置，记下电压表的示数U和毫安表的示数I，多次实验后将所测数据描绘在如图乙所示的坐标纸上，作出U-I图线。 (3)电池组（两节干电池）的电动势E=________V，内阻r=________Ω（结果均保留两位有效数字）。 (4)从实验原理上分析，通过本实验测量的电动势_________实际电动势（选填“大于”“等于”或“小于”）。 【答案】(1)500 (2)左 (3) 3.0 2.0 (4)等于 【详解】（1）[1]将电阻箱的阻值调至，则图甲中虚线框内改装后电流表的量程为 代入数据，解得 （2）[2]为了保护电路，应使电路的电流最小，所以滑动变阻器接入电路的电阻最大，即滑片应滑到左端。 （3）[3][4]根据毫安表的改装原理，当毫安表示数为时，此时电路中的电流为，毫安表和电阻箱并联后的电阻为 根据甲所示电路图，由欧姆定律可知，路端电压为 由图乙所示可知，纵轴截距为 解得两节干电池的电动势 又图像斜率的绝对值为 解得两节干电池的内阻为 （4）[5]由电路图可知，当毫安表示数为零时，通过电池组的电流为零，图象的纵截距表示电池组的实际电动势，当电压表示数为零时，此时电池组与组成的等效电源的路端电压实际值就是零，即所测的短路电流为真实值，故通过本实验测量的电动势等于实际电动势。 6．用如图电流表和电压表测定干电池的电动势和内阻，若根据某次实验记录数据画出的图像如图所示，则该干电池内阻______该内阻测量值______（选填“大于”或“小于”或“等于”）真实值。 【答案】 1.0/1 小于 【详解】[1]由闭合电路欧姆定律 化简可得 结合图像可知，该干电池内阻为 [2]如图所示由电路图可知，由于电压表分流，电流测量值小于真实值，当外电路短路时，电流测量值等于真实值，电源的U-I图像如图所示 图像斜率的绝对值是电源内阻，由图像可知，电源内阻的测量值小于真实值。 题型02电源功率最值问题 一、单选题 1．如图1所示，电源电动势为E、内阻为r，R为滑动变阻器，闭合开关S，改变滑动变阻器的阻值，测得电源的总功率、输出功率、电源内阻的热功率随电压表读数U的变化图线如图2所示。已知电压表为理想电表，下列说法正确的是（　　） A．图线c为电源内阻的热功率 B．图2中 C．图2中 D．图2中 【答案】D 【详解】A．电源的总功率为 由此可知，电源总功率与路端电压的图线为一次函数，倾斜直线，则图线c为电源的总功率与路端电压的关系，故A错误； BCD．电源的输出功率为 电源的热功率为 由此可知，电源的输出功率与路端电压成二次函数关系，图线为开口向下的抛物线，即图线a，电源的热功率与路端电压成二次函数关系，图线为开口向上的抛物线，即图线b，由图可知，当路端电压为U1时，电源的输出功率达到最大，则此时外电阻与电源内阻相等，且 当路端电压为0时，电源总功率等于电源的热功率，此时外电阻为零，且 所以，故BC错误，D正确。 故选D。 2．如图所示电路中，电源内阻不能忽略，电流表、电压表均视为理想电表，滑动变阻器总阻值足够大；闭合开关，当滑动变阻器滑片从左端向右滑动时（     ） A．电流表A示数增大 B．电压表示数增大、示数减小 C．滑动变阻器消耗的电功率先减小后增大 D．电压表示数变化的绝对值与电流表示数变化的绝对值之比为R 【答案】B 【详解】A．将R1、R3、E视为一个等效电源(E1、r1)，如图虚线框所示。 由闭合电路欧姆定律得 当滑动变阻器滑片从左端向右端滑动的过程中，R增大，则I减小，即电流表A示数减小，故A错误； B．电压表测量电源E的路端电压，当R增大时，外电阻增大，干路电流减小，由闭合电路欧姆定律得 可知电压表V1示数增大；由于电流表A的示数减小，则流过R2的电流减小，R2两端的电压减小，所以V2减小，故B正确； C．R消耗的功率即等效电源(E2、r2)的输出功率，为 可知，R从0逐渐增大到过程中，逐渐增大；时，最大；R继续增大，减小，故C错误； D．将除R以外的其余部分视为等效电源(E2、r2)，则闭合电路欧姆定律有 则，故D错误。 故选B。 二、多选题 3．为了打击酒驾醉驾行为，保障交通安全，交警常用酒精浓度检测仪对驾驶员进行酒精测试。图1是某型号酒精测试仪，其工作原理如图2所示，R为气敏电阻，其阻值随酒精气体浓度的增大而减小。电源的电动势为E、内阻为r，电路中的电表均为理想电表，为定值电阻且。酒驾驾驶员对着测试仪吹气过程中，下列说法正确的是（     ） A．饮酒量越多，电源的输出功率一定越大 B．饮酒量越多，气敏电阻R消耗的功率一定越大 C．电压表和电流表的示数都变小 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】AD 【详解】A．电源的输出功率 当电源的内阻和外电阻相等时，电源的输出功率最大，当外电阻大于内电阻时，电源的输出功率随外电阻的减小而增大。因为，所以 所以当饮酒量越多时越小，导致外电路总电阻会减小，但外电路的总电阻始终是大于内阻的，所以随着的减小，电源的输出功率变大，故A正确； B．将和看成等效内阻，即 所以气敏电阻消耗的功率相当于等效电源的输出功率。则当时气敏电阻消耗的功率最大。但由于的初始阻值与的大小关系未知，所以当气敏电阻减小时，气敏电阻消耗的功率不确定，即消耗的功率不一定越大也可能减小，故B错误； C．因为气敏电阻的阻值随酒精气体浓度的增大而减小，当酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，气敏电阻的阻值减小，根据闭合电路的欧姆定律有 所以电路中的电流增大，即电流表示数变大；电压表示数为 所以电压表示数变小，故C错误； D．根据电压表示数为 可得电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比为 所以保持不变，故D正确。 故选AD。 4．如图甲所示的电路，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与其接入电路的有效阻值Rp的关系如图乙所示。下列说法正确的是（     ） A．图乙中滑动变阻器的最大功率P2=1.5W B．图乙中R1=6Ω，R2=12Ω C．滑动变阻器消耗功率最大时，定值电阻R也消耗功率最大 D．调整滑动变阻器Rp的阻值，可以使电源的输出电流达到2A 【答案】AB 【详解】A．利用等效电源法分析，把定值电阻和电源内阻合并为等效内阻， 滑动变阻器的功率等效为该等效电源的输出功率 根据电源输出功率规律，当外电阻等于等效内阻时，输出功率（即滑动变阻器的功率）最大，最大功率公式为 得： ，故A正确； B．滑动变阻器功率最大时，接入阻值 由图乙可知，和时滑动变阻器功率相等，满足 解得，故B正确； C．定值电阻的功率 不变，电流越大功率越大 而总电流 越小电流越大，因此功率最大时，不是滑动变阻器功率最大的时刻，故C错误； D．当时，总电阻最小，电源输出电流最大： 不可能达到，故D错误。 故选AB。 5．在图甲电路中，电表均为理想电表，a、b两端分别接上元件A、B时移动滑片P以改变滑动变阻器R（量程0~100Ω）的阻值，测得元件A和B的伏安特性曲线分别如图乙中图线A、B所示，倾斜虚线为曲线B的切线；a、b两端接上导线时，测得电源的伏安特性曲线如图乙中图线C所示。若改变滑动变阻器R的阻值、电压表V1、V2和电流表的示数变化分别表示为、和，则下列说法中正确的是（     ） A．当a、b两端接上元件A时， B．当a、b两端接上元件A时，滑动变阻器R消耗的最大功率为0.9W C．当a、b两端接上元件B，滑动变阻器R的滑片P从左向右滑动时，元件B的电阻一定增大 D．当a、b两端接上元件B，滑动变阻器R的滑片P在最左端时，元件B的电阻为30Ω 【答案】BCD 【详解】A．根据闭合电路欧姆定律有 变形得 结合图乙有， 解得， 由于 可知，故A错误； B．当a、b两端接上元件A时，将A与电源等效为一个新电源，则滑动变阻器消耗的功率 根据对勾函数的规律可知，当有 滑动变阻器消耗功率达到最大值，解得，故B正确； C．当a、b两端接上元件B，滑动变阻器R的滑片P从左向右滑动时，变阻器接入电路中的电阻变大，则电路中的电流变小，即通过元件B的电流一直减小，根据图乙可知，元件B的伏安特性曲线上的点与原点连线的斜率逐渐减小，该连线的斜率表示电阻的倒数，所以元件B的电阻一直增大，故C正确； D．当a、b两端接上元件B，滑动变阻器R的滑片P在最左端时，此时滑动变阻器接入电路中的电阻为0，元件B与电源串联，根据图乙可知，此时电压表V2的示数为9V，则 解得，故D正确。 故选BCD。 三、解答题 6．如图所示，两表均为理想表，电阻箱的调节范围为。将电阻箱调至断开时，两表读数闭合时，两表的读数分别变为。求： (1)、的阻值； (2)电源的电动势和内阻； (3)闭合时，调节电阻箱，求消耗的最大功率。 【答案】(1) (2) (3)2.24W 【详解】（1）S断开时，电路为与串联，电压表测电压，电流表测总电流，由欧姆定律 S闭合后，与并联，再与串联，电压表测并联部分电压： 流过的电流 流过的电流 由欧姆定律得 得 （2）根据闭合电路欧姆定律，对两种状态列方程，已知， 代入数据 联立解得 （3）S闭合后，、并联总电阻 将与电源内阻等效为新的内阻 根据电源输出功率规律，当，功率最大，且在的调节范围内，因此最大功率 题型03 U-I图像解决功率问题 一、单选题 1．如图所示的U﹣I图像中，直线Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系图线，直线Ⅱ为某一电阻R的U﹣I图线，用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图像可知（     ） A．电源电动势为3.0V，内阻为0.5Ω B．电源的效率为60% C．R消耗的功率1.5W D．电源消耗的总功率为2.5W 【答案】C 【详解】A．根据闭合电路的欧姆定律，电源的路端电压满足 直线Ⅰ是电源的图线，纵轴截距对应电流为0（开路状态），此时路端电压等于电源电动势，得 图线斜率的绝对值等于电源内阻，得，故A错误； B．两图线的交点是电源直接接电阻R的实际工作点：此时电路电流，R两端电压（路端电压） 电源效率，故B错误； C．R消耗的功率为输出功率，故C正确； D．电源消耗的总功率，故D错误。 故选C。 2．光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点，一般来说其电动势和内阻与光照强度和外接电路有关。如图所示，图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图线，图线b是某电阻R的U-I图线。图中，两图线交点坐标为3V和0.2A，斜向虚线表示图线a上两图线交点的切线方向。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．光电池的电动势为6V B．光电池的内阻为12Ω C．光电池的输出功率为0.5W D．回路中的总电阻为21Ω 【答案】D 【详解】AB．根据闭合电路欧姆定律可得 由图线a可知光电池的电动势为 在该光照强度下将它们组成闭合回路时，将交点坐标为3V和0.2A代入，可得 解得此时光电池的内阻为，故AB错误； C．光电池的输出功率为，故C错误； D．回路中的总电阻为，故D正确。 故选D。 3．如图所示，直线A为电源的图线，直线B和C分别为电阻和的图线，用该电源分别与、组成闭合电路时，电源的输出功率分别为、，电源的效率分别为、，则（　　） A．R1R2 B． C． D． 【答案】B 【详解】A．由直线B可知 由直线C可知 则，故A错误； B．直线B和C与直线A的交点的坐标的乘积表示电源的输出功率，则， 所以，故B正确； CD．电源的图线的纵截距表示电源的电动势，则 电源的效率， 所以，故CD错误。 故选B。 4．如图所示是流过一个小灯泡的电流随其两端电压变化的关系图，不考虑灯丝体积的变化，则根据小灯泡的伏安特性曲线可判定，下列说法中正确的是（     ） A．图中M点切线斜率的倒数即为小灯泡电压为4V时的阻值 B．当小灯泡两端的电压为1V时，其灯丝阻值为 C．把小灯泡接到电动势为5V，内阻为的电源上，通过小灯泡的电流为 D．把小灯泡接到电动势为5V，内阻为的电源上时，电源的效率约为 【答案】D 【详解】A．根据电阻的定义式可知，图线上每一点与原点连线即割线的斜率表示小灯泡电阻的倒数，故A错误； B．由图可知，当小灯泡两端电压为1V 时，电流大小为，故其阻值大小为，故B错误； CD．在图上作出电源的图线，如图蓝线所示 电源的图线与灯泡的图线的交点表示该小灯泡连接该电源上时的路端电压和电流，由交点坐标可知，把小灯泡接到电动势为5V，内阻为的电源上时，路端电压约为，电流约为 则电源的效率约为，故C错误，D正确。 故选D。 二、多选题 5．在图甲电路中，电流表和电压表均为理想电表，移动滑动变阻器的滑片P以改变滑动变阻器R2（最大阻值为）的阻值，测得电阻R1和电源的伏安特性曲线分别如图乙中图线A、B所示。若改变滑动变阻器R2的阻值，电压表V1、V2和电流表A的示数变化分别表示为、和ΔI，下列说法不正确的是（     ） A．电流表的示数最大值为0.4A B． C． D．滑动变阻器R2消耗的最大功率为1.2W 【答案】BC 【详解】A．由图线A上点及欧姆定律得 由电源图线B得电动势，短路电流，由闭合电路欧姆定律得 当时，电路中的电流最大，由闭合电路欧姆定律得，故A正确； B．电压表测量两端的电压，由欧姆定律得 所以，故B错误； C．电压表测量电源的路端电压，由闭合电路欧姆定律得 所以 进而有，故C错误； D．令 由闭合电路欧姆定律和电功率公式得 由基本不等式得 所以 当时等号成立，且该阻值在滑动变阻器的调节范围内，故D正确。 本题选择不正确的，故选BC。 真题实战 →演练 一、单选题 1．（2026年浙江）我国某企业正式发布了全液冷兆瓦（MW）级充电装置（图甲），其持续充电电流约为2400 A，每分钟可充电20度，装置中的充电电路发热功率约为10 kW。为保持充电装置的稳定运行，现采用水冷却技术，如图乙所示，让15℃冷水通过水泵流入充电电路的水冷系统，经过热交换后流出，水温升至25℃。已知水的比热容为，水的密度为，忽略水的重力势能变化及其它散热。则（     ） A．充电装置的输出功率约为12 MW B．充电装置的输出电压约为220 V C．水的流量约为 D．每分钟流出约24 L水 【答案】C 【详解】A．每分钟可充电20度，即每分钟输出电能 输出功率为单位时间的输出电能： 故A错误； B．根据功率公式，可得输出电压： 故B错误； CD． 电路的发热功率全部被水吸收，单位时间水吸收的热量等于发热功率 根据吸热公式，单位时间内水的质量满足 代入，得 结合水的密度，体积流量 每分钟流出水的体积 故C正确，D错误。 故选C 。 二、多选题 2．（2018年海南）如图，三个电阻R1、R2、R3的阻值均为R，电源的内阻r<R，c为滑动变阻器的中点．闭合开关后，将滑动变阻器的滑片由c点向a端滑动，下列说法正确的是(        ) A．R2消耗的功率变小 B．R3消耗的功率变大 C．电源输出的功率变大 D．电源内阻消耗的功率变大 【答案】CD 【分析】本题考查闭合电路欧姆定律的综合动态分析问题的相关知识点 【详解】把等效电路画出，如图 设，，则 当时，有最大值，当滑动变阻器的滑片由c点向a端滑动时，减小，增大，易得：减小， 减小，增大，故电源内阻消耗的功率=增大，故D正确 =减小， 减小，故=减小，故B错误 而增大，故=减大，故A错误 根据电源输出功率与的关系图可知，当，减小电源输出功率越大，故C正确； 3．（2016年江苏）如图所示的电路中，电源电动势为12 V，内阻为2 Ω，四个电阻的阻值已在图中标出．闭合开关S，下列说法正确的有 A．路端电压为10 V B．电源的总功率为10 W C．a、b间电压的大小为5 V D．a、b间用导线连接后，电路的总电流为1 A 【答案】AC 【详解】外阻为R： ，则 ，则外压U=IR=10V，功率P=EI=12W，则A正确，B错误；根据并联电路的特点可求流过a、b电流均为0.5A，所以Uba=0.5×(15-5)=5V，故C正确；a、b间用导线连接后，根据电路的连接可求外电路电阻为 ，电流，故D错 【点睛】考查串并联电路电阻的求解及全电路欧姆定律，计算前要明确电路结构是求解问题的关键； 4．（2012年上海）直流电路如图所示，在滑动变阻器的滑片P向右移动时，电源的（ ） A．总功率一定减小 B．效率一定增大 C．内部损耗功率一定减小 D．输出功率一定先增大后减小 【答案】ABC 【详解】当滑动变阻器的滑片P向右移动时，接入电路的电阻变大，整个回路的电流变小，内部消耗的功率P=一定减小，C正确；总功率P=EI一定减小，A正确；而内电压降低，外电压升高，电源的效率增大，B正确；当内电阻等于外电阻时，输出功率最大，此题中无法知道内外电阻的关系，因此D不对 三、实验题 5．（2017全面）某同学研究小灯泡的伏安特性，所使用的器材有：小灯泡L（额定电压3.8V，额定电流0.32A）；电压表V（量程3V，内阻3kΩ）；电流表A（量程0.5A，内阻0.5Ω）；固定电阻R0（阻值1000Ω）；滑动变阻器R（阻值0~9.0Ω）；电源E（电动势5V，内阻不计）；开关S；导线若干。 (1)实验要求能够实现在0~3.8V的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图__________。 (2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图（a）所示。由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻_________（填“增大”、“不变”或“减小”），灯丝的电阻率__________（填“增大”、“不变”或“减小”）。 (3)用另一电源（电动势4V，内阻1.00Ω）和题给器材连接成图（b）所示的电路，调节滑动变阻器R的阻值，可以改变小灯泡的实际功率。闭合开关S，在R的变化范围内，小灯泡的最小功率为__________W，最大功率为__________W。（结果均保留2位小数） 【答案】(1) (2) 增大 增大 (3) 0.39 1.17 【详解】（1）要求能够实现在的范围内对小灯泡的电压进行测量，故滑动变阻器用分压式接法，电压表量程偏小，需要串联一个定值电阻增大量程，小灯泡为小电阻，电流表用外接法，电路图如图所示 （2）[1][2]由图象知，切线的斜率在减小，故灯泡的电阻随电流的增大而增大，再由电阻定律知，电阻率增大； （3）[1]当滑动变阻器的阻值为9Ω时，电路电流最小，灯泡实际功率最小，此时根据 得 在图中作出该直线如下图所示 交点坐标约为， 则 整理得 当直线的斜率最大时，与灯泡的曲线的交点坐标最大，即灯泡消耗的功率最大。当滑动变阻器电阻值时，灯泡消耗的功率最大，此时交点坐标为，，如图所示 最大的功率为 学科网（北京）股份有限公司 $ 微专题10-4恒定电流基础（专项练习） 题型01电源U-I图像 1 题型02 电源功率最值问题 5 题型03 U-I图像解决功率问题 9 真题实战 →演练 12 题型01 电源U-I图像 一、单选题 1．如图所示，U-I图像中，直线I为电源E的路端电压与电流的关系图线，直线II为电阻R的U-I图线，用电源E直接与电阻R连接成闭合电路，由图像可知（　　） A．电源的输出功率为1.5W B．电源电动势为3.0V，内阻为0.5Ω C．R的阻值为3.0Ω D．电阻R消耗的功率为3.0W 2．如图所示，直线I、II分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性图线，曲线III是一个小灯泡的伏安特性曲线，如果把该小灯泡先后分别与电源1和电源2单独连接，则下列说法错误的是（     ） A．在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是18：25 B．在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是2：1 C．电源1和电源2的内阻之比是11：7 D．电源1和电源2的电动势之比是1：1 3．某实验小组通过如图所示的实验电路测量干电池的电动势和内阻，并根据测得的数据作出了U-I图像，下列正确的是（    ） A．横轴截距表示短路电流，即I短=0.6A B．根据，计算出待测电池内电阻为 C．电池电动势测量值等于真实值 D．本实验的系统误差来源于电流表的分压作用 二、多选题 4．如图所示，图甲中M为一电动机，开关S闭合后，当滑动变阻器R的滑片从一端滑到另一端的过程中，两电压表V1和V2的读数随电流表A读数的变化情况如图乙所示，已知电流表A读数在0.2A以下时，电动机没有转动。不考虑电表内阻，以下判断正确的是（　　） A．图线①为V2读数随电流表读数的变化图线 B．电路中电源电动势为3.4V C．此电路中，电动机的最大输入功率是0.9W D．滑动变阻器的最大阻值为30Ω 三、实验题 5．某物理探究小组的同学设计了如图甲所示的实验电路测定干电池的电动势和内阻。 实验器材：电池组（两节干电池）；定值电阻R0=2Ω；毫安表（量程为50mA，内阻 Rg=4.5Ω）；电压表（量程为3V，内阻很大）；滑动变阻器R；电阻箱；开关；导线若干。 (1)将电阻箱的阻值调至0.5Ω，则图甲中虚线框内改装后电流表的量程为___________mA。 (2)实验步骤如下： ①闭合开关S前，将滑动变阻器R的滑片移到___________端（选填“左”或“右”）； ②闭合开关S，改变滑片位置，记下电压表的示数U和毫安表的示数I，多次实验后将所测数据描绘在如图乙所示的坐标纸上，作出U-I图线。 (3)电池组（两节干电池）的电动势E=________V，内阻r=________Ω（结果均保留两位有效数字）。 (4)从实验原理上分析，通过本实验测量的电动势_________实际电动势（选填“大于”“等于”或“小于”）。 6．用如图电流表和电压表测定干电池的电动势和内阻，若根据某次实验记录数据画出的图像如图所示，则该干电池内阻______该内阻测量值______（选填“大于”或“小于”或“等于”）真实值。 题型02电源功率最值问题 一、单选题 1．如图1所示，电源电动势为E、内阻为r，R为滑动变阻器，闭合开关S，改变滑动变阻器的阻值，测得电源的总功率、输出功率、电源内阻的热功率随电压表读数U的变化图线如图2所示。已知电压表为理想电表，下列说法正确的是（　　） A．图线c为电源内阻的热功率 B．图2中 C．图2中 D．图2中 2．如图所示电路中，电源内阻不能忽略，电流表、电压表均视为理想电表，滑动变阻器总阻值足够大；闭合开关，当滑动变阻器滑片从左端向右滑动时（     ） A．电流表A示数增大 B．电压表示数增大、示数减小 C．滑动变阻器消耗的电功率先减小后增大 D．电压表示数变化的绝对值与电流表示数变化的绝对值之比为R 二、多选题 3．为了打击酒驾醉驾行为，保障交通安全，交警常用酒精浓度检测仪对驾驶员进行酒精测试。图1是某型号酒精测试仪，其工作原理如图2所示，R为气敏电阻，其阻值随酒精气体浓度的增大而减小。电源的电动势为E、内阻为r，电路中的电表均为理想电表，为定值电阻且。酒驾驾驶员对着测试仪吹气过程中，下列说法正确的是（     ） A．饮酒量越多，电源的输出功率一定越大 B．饮酒量越多，气敏电阻R消耗的功率一定越大 C．电压表和电流表的示数都变小 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 4．如图甲所示的电路，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与其接入电路的有效阻值Rp的关系如图乙所示。下列说法正确的是（     ） A．图乙中滑动变阻器的最大功率P2=1.5W B．图乙中R1=6Ω，R2=12Ω C．滑动变阻器消耗功率最大时，定值电阻R也消耗功率最大 D．调整滑动变阻器Rp的阻值，可以使电源的输出电流达到2A 5．在图甲电路中，电表均为理想电表，a、b两端分别接上元件A、B时移动滑片P以改变滑动变阻器R（量程0~100Ω）的阻值，测得元件A和B的伏安特性曲线分别如图乙中图线A、B所示，倾斜虚线为曲线B的切线；a、b两端接上导线时，测得电源的伏安特性曲线如图乙中图线C所示。若改变滑动变阻器R的阻值、电压表V1、V2和电流表的示数变化分别表示为、和，则下列说法中正确的是（     ） A．当a、b两端接上元件A时， B．当a、b两端接上元件A时，滑动变阻器R消耗的最大功率为0.9W C．当a、b两端接上元件B，滑动变阻器R的滑片P从左向右滑动时，元件B的电阻一定增大 D．当a、b两端接上元件B，滑动变阻器R的滑片P在最左端时，元件B的电阻为30Ω 三、解答题 6．如图所示，两表均为理想表，电阻箱的调节范围为。将电阻箱调至断开时，两表读数闭合时，两表的读数分别变为。求： (1)、的阻值； (2)电源的电动势和内阻； (3)闭合时，调节电阻箱，求消耗的最大功率。 题型03 U-I图像解决功率问题 一、单选题 1．如图所示的U﹣I图像中，直线Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系图线，直线Ⅱ为某一电阻R的U﹣I图线，用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图像可知（     ） A．电源电动势为3.0V，内阻为0.5Ω B．电源的效率为60% C．R消耗的功率1.5W D．电源消耗的总功率为2.5W 2．光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点，一般来说其电动势和内阻与光照强度和外接电路有关。如图所示，图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图线，图线b是某电阻R的U-I图线。图中，两图线交点坐标为3V和0.2A，斜向虚线表示图线a上两图线交点的切线方向。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．光电池的电动势为6V B．光电池的内阻为12Ω C．光电池的输出功率为0.5W D．回路中的总电阻为21Ω 3．如图所示，直线A为电源的图线，直线B和C分别为电阻和的图线，用该电源分别与、组成闭合电路时，电源的输出功率分别为、，电源的效率分别为、，则（　　） A．R1R2 B． C． D． 4．如图所示是流过一个小灯泡的电流随其两端电压变化的关系图，不考虑灯丝体积的变化，则根据小灯泡的伏安特性曲线可判定，下列说法中正确的是（     ） A．图中M点切线斜率的倒数即为小灯泡电压为4V时的阻值 B．当小灯泡两端的电压为1V时，其灯丝阻值为 C．把小灯泡接到电动势为5V，内阻为的电源上，通过小灯泡的电流为 D．把小灯泡接到电动势为5V，内阻为的电源上时，电源的效率约为 二、多选题 5．在图甲电路中，电流表和电压表均为理想电表，移动滑动变阻器的滑片P以改变滑动变阻器R2（最大阻值为）的阻值，测得电阻R1和电源的伏安特性曲线分别如图乙中图线A、B所示。若改变滑动变阻器R2的阻值，电压表V1、V2和电流表A的示数变化分别表示为、和ΔI，下列说法不正确的是（     ） A．电流表的示数最大值为0.4A B． C． D．滑动变阻器R2消耗的最大功率为1.2W 真题实战 →演练 一、单选题 1．（2026年浙江）我国某企业正式发布了全液冷兆瓦（MW）级充电装置（图甲），其持续充电电流约为2400 A，每分钟可充电20度，装置中的充电电路发热功率约为10 kW。为保持充电装置的稳定运行，现采用水冷却技术，如图乙所示，让15℃冷水通过水泵流入充电电路的水冷系统，经过热交换后流出，水温升至25℃。已知水的比热容为，水的密度为，忽略水的重力势能变化及其它散热。则（     ） A．充电装置的输出功率约为12 MW B．充电装置的输出电压约为220 V C．水的流量约为 D．每分钟流出约24 L水 二、多选题 2．（2018年海南）如图，三个电阻R1、R2、R3的阻值均为R，电源的内阻r<R，c为滑动变阻器的中点．闭合开关后，将滑动变阻器的滑片由c点向a端滑动，下列说法正确的是(        ) A．R2消耗的功率变小 B．R3消耗的功率变大 C．电源输出的功率变大 D．电源内阻消耗的功率变大 3．（2016年江苏）如图所示的电路中，电源电动势为12 V，内阻为2 Ω，四个电阻的阻值已在图中标出．闭合开关S，下列说法正确的有 A．路端电压为10 V B．电源的总功率为10 W C．a、b间电压的大小为5 V D．a、b间用导线连接后，电路的总电流为1 A 4．（2012年上海）直流电路如图所示，在滑动变阻器的滑片P向右移动时，电源的（ ） A．总功率一定减小 B．效率一定增大 C．内部损耗功率一定减小 D．输出功率一定先增大后减小 三、实验题 5．（2017全面）某同学研究小灯泡的伏安特性，所使用的器材有：小灯泡L（额定电压3.8V，额定电流0.32A）；电压表V（量程3V，内阻3kΩ）；电流表A（量程0.5A，内阻0.5Ω）；固定电阻R0（阻值1000Ω）；滑动变阻器R（阻值0~9.0Ω）；电源E（电动势5V，内阻不计）；开关S；导线若干。 (1)实验要求能够实现在0~3.8V的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图__________。 (2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图（a）所示。由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻_________（填“增大”、“不变”或“减小”），灯丝的电阻率__________（填“增大”、“不变”或“减小”）。 (3)用另一电源（电动势4V，内阻1.00Ω）和题给器材连接成图（b）所示的电路，调节滑动变阻器R的阻值，可以改变小灯泡的实际功率。闭合开关S，在R的变化范围内，小灯泡的最小功率为__________W，最大功率为__________W。（结果均保留2位小数） 第 1 页 共 12 页 学科网（北京）股份有限公司 $