内容正文:
高中物理人教版必修三重点考点解读
考点13 闭合电路欧姆定律和直流动态电路
知识网络
考点解读
考点1 电源
(1)电动势
①定义:非静电力所做的功与所移动的电荷量的比值,E=;
②物理含义:电动势表示电源把其他形式的能转化成电势能本领的大小,在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压。
(2)内阻:电源内部导体的电阻。
考点2. 闭合电路欧姆定律
(1)内容:闭合电路的电流跟电源的电动势成正比,跟内、外电路的电阻之和成反比;
(2)公式:I=(只适用于纯电阻电路);
(3)其他表达形式
①电势降落表达式:E=U外+U内或E=U外+Ir(适用于任意电路);
②功率表达式:EI=UI+I2r。
考点 3. 路端电压与外电阻的关系
(1)一般情况:U=IR=·R=,当R增大时,U增大;
(2)特殊情况:
①当外电路断路时,I=0,U=E;
②当外电路短路时,I短=,U=0。
考点4 电源的功率及效率
1.电源的总功率
(1)任意电路:P总=IE。
(2)纯电阻电路:P总=I2(R+r)。
2.电源内部消耗的功率
P内=I2r=P总-P出。
3.电源的输出功率
(1)任意电路:P出=IU=IE-I2r。
(2)纯电阻电路:P出=I2R。
4.电源的效率
(1)任意电路:η=×100%=×100%。
(2)纯电阻电路:η=×100%。
5.纯电阻电路中电源的最大输出功率(如图)
P出=UI=I2R=R==。
当R=r时,电源的输出功率最大,为Pm=。
由P出与外电阻R的关系图像可知:
①当R>r时,随着R的增大输出功率越来越小。
②当R<r时,随着R的增大输出功率越来越大。
③当P出<Pm时,每个输出功率对应两个可能的外电阻R1和R2,且有R1=R2,得R1·R2=r2。
6.提高纯电阻电路效率的方法
η=×100%=×100%=×100%,R越大,η越高。
能力素养提升
1.电源的U-I图像与电阻的U-I图像比较
电源U-I图像
电阻U-I图像
图像
物理意义
电源的路端电压随电路中电流的变化关系
电阻两端的电压随电阻中电流的变化关系
截距
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
过坐标原点,表示电流为零时电阻两端的电压为零
图线斜率的绝对值
电源内阻r
电阻大小(电阻为纯电阻)
图线上每一点坐标的乘积UI
表示电源的输出功率
表示电阻消耗的功率
图线上每一点对应的U、I比值
表示外电阻的大小,不同点对应的外电阻大小不同
表示电阻的大小,每一点对应的比值均等大
【温馨提示】在同一坐标系中画出电源的U-I图像与电阻的U-I图像,两图像的交点表示电阻的实际工作点,即交点的纵坐标表示实际工作电压,横坐标表示实际工作电流,乘积表示实际功率。
2 含有电容器的电路
(1).电路简化
把电容器所在的支路稳定时视为断路,简化电路时可以去掉,求电荷量时再在相应位置补上。
(2).电容器的电压
(i)电容器所在的支路中没有电流,与之串联的电阻两端无电压,相当于导线。
(ii)电容器两端的电压等于与之并联的电阻两端的电压。
(3).电容器的电荷量及变化
(i)电路中电流、电压的变化可能会引起电容器的充、放电。若电容器两端电压升高,电容器将充电;若电压降低,电容器将通过与它连接的电路放电。
(ii)如果变化前后极板带电的电性相同,通过所连导线的电荷量为|Q1-Q2|。
(iii)如果变化前后极板带电的电性相反,通过所连导线的电荷量为Q1+Q2。
3 等效电源
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等效为电动势E'。
(2)两点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:
针对性训练
1..(2026·湖北省孝感一中开学考)将横截面相同、材料不同的两段导体L1、L2无缝连接成一段导体,总长度为0.6 m,接入图甲电路(电源内阻忽略不计)。闭合开关S,滑片P从M端滑到N端,理想电流表读数的倒数随滑片P的滑动距离x的变化关系如图乙,则导体L1、L2的电阻率之比为( )
A.2∶3 B.3∶2
C.3∶1 D.4∶3
答案 C
解析 根据欧姆定律I=,当x=0时,1 A×(R0+R1+R2)=E;当x=0.2 m时,2 A×(R0+R2)=E;当x=0.6 m时,6 A×R0=E,故R1∶R2=3∶2,又根据电阻定律R=ρ,其中L2=2L1,得导体L1、L2的电阻率之比为ρ1∶ρ2=3∶1,故选C。
2. (2026四川绵阳中学二模)电子秤在日常生活中应用很广泛。某同学在研究性学习活动中自制两种电子秤,原理如图甲、乙所示。用理想电压表的示数指示物体的质量,托盘与电阻可忽略的金属弹簧相连,托盘与弹簧的质量均不计,滑动变阻器R的滑片与弹簧上端连接。当托盘中没有放物体时,滑片恰好指在变阻器的最上端。已知滑动变阻器总电阻,长度,电源电动势,内阻,限流电阻,弹簧劲度系数,除重力外,不计其他作用力,。下列说法正确的是( )
A. 甲、乙两图托盘中没有放物体时,电压表示数为0
B. 甲、乙两图流过的电流均随着托盘中物体质量增大而增大
C. 当图甲电压表示数为2V时,可推测托盘中所放物体质量为0.4kg
D. 当图乙电压表示数为2.4V时,可推测托盘中所放物体质量为0.4kg
【答案】AD
【解析】
当托盘中没有放物体时,两电路图滑动变阻器接入电路的电阻均为0,则电压表示数均为0,故A错误;
经过 的电流增大,说明 接入电路阻值变小,盘中物体质量减小,故B错误;
当电压表示数为2V时,题图甲电路的电流为 ,则变阻器接入电路的电阻为 ,弹簧长度变化量 ,托盘中放上的物体质量为 ,故C错误;
题图乙中,设托盘上放上质量为 的物体时,弹簧的压缩量为 ,由平衡条件可得 ,解得 ,由闭合电路欧姆定律可知 ,则 ,联立解得 ,将 代入得 ,故D正确。
3 (2025·上海杨浦二模)用图示电路测量电池的电动势和内阻,将两个阻值分别为12 Ω和20 Ω的定值电阻连入电路中,当开关S从位置1切换到位置2时,发现电流表示数变为原来的1.5倍。则( )
A.R1=20 Ω,r=4 Ω
B.R2=12 Ω,E=24 V
C.R1=12 Ω,r=2 Ω
D.R2=20 Ω,E=12 V
答案 A
解析 当开关S从位置1切换到位置2时,发现电流表示数变为原来的1.5倍,则R1=20 Ω,R2=12 Ω,根据E=I(R1+r),E=1.5I(R2+r)得r=4 Ω,电源电动势无法得出,故A正确。
4.(2025·广西桂林期末)“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%
答案 C
解析: 对电热丝,有P=I2R,解得回路电流为I=5 A,故A错误;根据闭合电路欧姆定律,有E=Ir+UM+IR,解得电源的内阻为r=4 Ω,故B错误;电动机的转子被卡住,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%,解得η=90%,故D错误。
5 .(2026·黑龙江哈尔滨市期中)如图所示,在U-I图像中直线a为某电源的路端电压与电流的关系,直线b为某电阻R的电压与电流的关系。现用该电源直接与电阻R连接成闭合电路,则下列说法正确的是( )
A.该电源的电动势为4 V
B.该电源的内阻为3 Ω
C.电阻R的阻值为2 Ω
D.该电源的输出功率为4 W
答案 D
解析 根据闭合电路欧姆定律U=E-Ir,结合直线a可知,该电源的电动势为6 V,电源的内阻为r=||= Ω=2 Ω,故A、B错误;根据题图中直线b可知,电阻R的阻值为R== Ω=4 Ω,故C错误;交点坐标表示闭合电路的电流和电阻R两端的电压,电源的输出功率为P出=UI=4×1 W=4 W,故D正确。
6 .(2025·内蒙古赤峰市期中)某工厂相邻两车间A、B的照明电路由一个开关控制,其电路图如图所示,电源电动势为E、内阻为r,闭合开关S后,两车间内相同的a、b灯都正常发光,后来由于某种故障,A车间内的a灯突然变亮,B车间内的b灯突然变暗,已知电阻RA=RB,此故障可能是( )
A.电阻R0短路
B.电阻RA短路
C.电阻RB短路
D.电阻RA、RB同时短路
答案 B
解析 若电阻R0短路,总电阻减小,干路电流增大,两支路电流均增大,两灯均变亮,故A错误;若电阻RA短路,总电阻减小,干路电流增大,并联部分电压减小,b灯变暗,由b灯支路电流减小知a灯支路电流增大,a灯变亮,故B正确;若电阻RB短路,总电阻减小,干路电流增大,并联部分电压减小,a灯变暗,由a灯支路电流减小知b灯支路电流增大,b灯变亮,故C错误;若电阻RA、RB同时短路,开始时两灯泡通过的电流相等,当总电阻减小,干路电流增大,流过两灯泡的电流也相等,故两支路电流均增大,则a、b灯均变亮,故D错误。
7 .(2025·江苏宿迁市三模)如图所示,电源电动势为E,内阻不计,定值电阻的阻值分别为R1、R2,电容器的电容为C。闭合开关S,电路稳定后( )
A.通过电阻R1的电流为零
B.电容器所带电荷量为CE
C.断开S的瞬间,通过电阻R2的电流为
D.断开S后,通过电阻R2的电荷量为
答案 C
解析 电路稳定后,根据闭合电路欧姆定律可知通过电阻R1的电流为I=,故A错误;电容器两端电压等于电阻R2两端电压,则有U2=IR2=,电容器所带电荷量为Q=CU2=,故B错误;断开S的瞬间,电容器与电阻R2构成回路进行放电,通过电阻R2的电流为I2==,故C正确;断开S后,电容器与电阻R2构成回路进行放电,则通过电阻R2的电荷量为,故D错误。
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不动,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%
答案 C
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;电动机的转子被卡住不动,回路电流为I'==12.5 A,电热丝消耗的功率P'=I'2R=625 W,故C正确;火星车正常行驶时,电动机的效率为η=×100%=90%,故D错误。
9 . (2025·四川雅安市二模)控制体内脂肪积累可有效控制体重,图甲为脂肪测量仪,被测试者手握把手P、Q,通过测量流经双手的微弱电流来测量电阻,从而测定身体脂肪率,其简化原理如图乙所示。体型相近的测试者,脂肪率越高的,电阻越大。则两体型相近者参加测试时( )
A.脂肪率高者测试时,R1消耗功率较大
B.脂肪率高者测试时,电源效率较高
C.脂肪率高者测试时,电压表示数和电流表示数比值较小
D.电压表示数变化量和电流表示数变化量比值的绝对值恒定
答案 BD
解析 脂肪率高者测试时,电阻较大,回路中电流较小,所以R1消耗功率较小,故A错误;电源的效率为η=×100%=×100%=×100%,由此可知,外电阻越大,电源效率越高,故B正确;脂肪率高者测试时,电阻较大,则电压表示数和电流表示数比值较大,故C错误;根据闭合电路欧姆定律可得U=E-I(r+R1+R2),所以||=r+R1+R2,即电压表示数变化量和电流表示数变化量比值的绝对值恒定,故D正确。
10 .(2023·海南卷·7)如图所示电路,已知电源电动势为E,内阻不计,电容器电容为C,闭合开关K,待电路稳定后,电容器上电荷量为( )
A.CE B.CE C.CE D.CE
答案 C
解析 看似是一个电桥,但只需将电源负极接地(就是取电势为零),则电容器上极板电势为,下极板电势为,极板间电势差U=,由Q=CU,可知C正确。
11 (2025·北京市朝阳区期末)如图甲所示的电路中,R1为滑动变阻器,R2为定值电阻,电流表、电压表均为理想电表。改变滑动变阻器R1的滑片位置,两电压表的示数随电流变化的图线a、图线b分别画在图乙所示的坐标系中。下列选项正确的是( )
A.图线a对应电压表 V1
B.定值电阻为4 Ω
C.电源电动势大小为12 V
D.电源内阻为2 Ω
答案 C
解析 电压表 V1测量路端电压,则图线b对应电压表 V1,图线a对应电压表 V2,选项A错误;由图线a可得定值电阻R2==2 Ω,选项B错误;由图线b可得电源内阻为r=||= Ω=4 Ω,选项D错误;由题图乙可知,a、b两图线相交时R1=0,I=2 A,路端电压U=4 V,此时E=U+Ir=(4+2×4) V=12 V,故选项C正确。
12 (2025·江苏常州市检测)在如图所示的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,曲线Ⅱ为某一小灯泡L的伏安特性曲线,曲线Ⅱ与直线Ⅰ的交点坐标为(1.5,0.75),该点的切线与横轴的交点坐标为(1.0,0),用该电源直接与小灯泡L连接成闭合电路,由图像可知( )
A.电源电动势为2.0 V
B.电源内阻为0.5 Ω
C.小灯泡L接入电源时的电阻为1.5 Ω
D.小灯泡L实际消耗的电功率为1.125 W
答案 D
解析 根据题意,由闭合电路欧姆定律有
U=E-Ir
代入题中数据有0.75=E-1.5r
0=E-2.0r
解得E=3.0 V,r=1.5 Ω,故A、B错误;根据题意可知,当用该电源直接与小灯泡L连接成闭合电路时,灯泡L两端的电压为0.75 V,流过灯泡的电流为1.5 A,由欧姆定律可得,小灯泡L接入电源时的电阻为RL==0.5 Ω
小灯泡L实际消耗的电功率为P=UI=1.125 W,故C错误,D正确。
13 (2025·安徽合肥市检测)将一电源与电阻箱R、定值电阻R0=4 Ω连接成闭合回路,如图甲所示。测得电阻箱所消耗功率P与电阻箱读数R的关系如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.电源内阻r=5 Ω
B.电源电动势E=30 V
C.定值电阻R0功率最大时,电阻箱R=1 Ω
D.电阻箱所消耗功率P最大时,电源效率为90%
答案 D
解析 根据题图乙,由电阻箱功率最大的条件可知,此时满足R=R0+r,解得电源内阻r=1 Ω,故A错误;由Pmax=,解得E=20 V,故B错误;由P0=I2R0=()2R0可知,当R=0时,定值电阻R0功率最大,故C错误;电阻箱所消耗功率P最大时,电源效率η=×100%=90%,故D正确。
14 (2025·辽宁大连市期中)在如图所示的电路中,定值电阻R1=2 Ω、R2=3 Ω、R3=1 Ω、R4=3 Ω、R5=4 Ω,电容器的电容C=4 μF,电源的电动势E=10 V,内阻不计。闭合开关S1、S2,电路稳定后,求:
(1)若保持开关S1、S2闭合,电阻R3突然断路,电路稳定后,电阻R2的电功率;
(2)若保持开关S1闭合,断开开关S2,电路稳定后,流过R5的电荷量。
答案 (1)12 W (2)1.6×10-5 C
解析 (1)若保持开关S1、S2闭合,电阻R3突然断路,电路稳定后的电流I1=,
电阻R2的电功率P1=R2,解得P1=12 W。
(2)开关S1、S2闭合时,由于电源内阻不计,则通过R2的电流与I1相等,
令电源负极电势为0,则有φa-0=I1R2,解得φa=6 V,
通过R4的电流I2=,则有φb-0=I2R4,解得φb=7.5 V,
电容器下极板带正电,根据电容的定义式有C=,
若保持开关S1闭合,断开开关S2,电路稳定后,通过电路的电流等于I2,
此时电容器两端电压U2=I2R3,电容器下极板带负电,
根据电容的定义式有C=,
则流过R5的电荷量Q=Q1+Q2,解得Q=1.6×10-5 C。
15.(2027吉林名校联考)如图所示,某灯光控制电路的部分电路,定值电阻,为电阻箱,其最大阻值为,电流表、电压表为理想电表,当电阻箱示数时,电压表读数为;当电阻箱示数时,电压表读数为。
(1)求两次电流表读数和;
(2)求电源的电动势和内电阻。
答案.(1),
(2),
【解析】(1)当电阻箱示数时,根据欧姆定律可得
当电阻箱示数时,根据欧姆定律可得
(2)根据闭合电路欧姆定律可得,
联立解得,
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高中物理人教版必修三重点考点解读
考点13 闭合电路欧姆定律和直流动态电路
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考点解读
考点1. 电源
(1)电动势
①定义:非静电力所做的功与所移动的电荷量的比值,E=;
②物理含义:电动势表示电源把其他形式的能转化成电势能本领的大小,在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压。
(2)内阻:电源内部导体的电阻。
考点2. 闭合电路欧姆定律
(1)内容:闭合电路的电流跟电源的电动势成正比,跟内、外电路的电阻之和成反比;
(2)公式:I=(只适用于纯电阻电路);
(3)其他表达形式
①电势降落表达式:E=U外+U内或E=U外+Ir(适用于任意电路);
②功率表达式:EI=UI+I2r。
考点 3. 路端电压与外电阻的关系
(1)一般情况:U=IR=·R=,当R增大时,U增大;
(2)特殊情况:
①当外电路断路时,I=0,U=E;
②当外电路短路时,I短=,U=0。
考点4 电源的功率及效率
1.电源的总功率
(1)任意电路:P总=IE。
(2)纯电阻电路:P总=I2(R+r)。
2.电源内部消耗的功率
P内=I2r=P总-P出。
3.电源的输出功率
(1)任意电路:P出=IU=IE-I2r。
(2)纯电阻电路:P出=I2R。
4.电源的效率
(1)任意电路:η=×100%=×100%。
(2)纯电阻电路:η=×100%。
5.纯电阻电路中电源的最大输出功率(如图)
P出=UI=I2R=R==。
当R=r时,电源的输出功率最大,为Pm=。
由P出与外电阻R的关系图像可知:
①当R>r时,随着R的增大输出功率越来越小。
②当R<r时,随着R的增大输出功率越来越大。
③当P出<Pm时,每个输出功率对应两个可能的外电阻R1和R2,且有R1=R2,得R1·R2=r2。
6.提高纯电阻电路效率的方法
η=×100%=×100%=×100%,R越大,η越高。
能力素养提升
1.电源的U-I图像与电阻的U-I图像比较
电源U-I图像
电阻U-I图像
图像
物理意义
电源的路端电压随电路中电流的变化关系
电阻两端的电压随电阻中电流的变化关系
截距
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
过坐标原点,表示电流为零时电阻两端的电压为零
图线斜率的绝对值
电源内阻r
电阻大小(电阻为纯电阻)
图线上每一点坐标的乘积UI
表示电源的输出功率
表示电阻消耗的功率
图线上每一点对应的U、I比值
表示外电阻的大小,不同点对应的外电阻大小不同
表示电阻的大小,每一点对应的比值均等大
【温馨提示】在同一坐标系中画出电源的U-I图像与电阻的U-I图像,两图像的交点表示电阻的实际工作点,即交点的纵坐标表示实际工作电压,横坐标表示实际工作电流,乘积表示实际功率。
2 含有电容器的电路
(1).电路简化
把电容器所在的支路稳定时视为断路,简化电路时可以去掉,求电荷量时再在相应位置补上。
(2).电容器的电压
(i)电容器所在的支路中没有电流,与之串联的电阻两端无电压,相当于导线。
(ii)电容器两端的电压等于与之并联的电阻两端的电压。
(3).电容器的电荷量及变化
(i)电路中电流、电压的变化可能会引起电容器的充、放电。若电容器两端电压升高,电容器将充电;若电压降低,电容器将通过与它连接的电路放电。
(ii)如果变化前后极板带电的电性相同,通过所连导线的电荷量为|Q1-Q2|。
(iii)如果变化前后极板带电的电性相反,通过所连导线的电荷量为Q1+Q2。
3 等效电源
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等效为电动势E'。
(2)两点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:
针对性训练
1..(2026·湖北省孝感一中开学考)将横截面相同、材料不同的两段导体L1、L2无缝连接成一段导体,总长度为0.6 m,接入图甲电路(电源内阻忽略不计)。闭合开关S,滑片P从M端滑到N端,理想电流表读数的倒数随滑片P的滑动距离x的变化关系如图乙,则导体L1、L2的电阻率之比为( )
A.2∶3 B.3∶2
C.3∶1 D.4∶3
2. (2026四川绵阳中学二模)电子秤在日常生活中应用很广泛。某同学在研究性学习活动中自制两种电子秤,原理如图甲、乙所示。用理想电压表的示数指示物体的质量,托盘与电阻可忽略的金属弹簧相连,托盘与弹簧的质量均不计,滑动变阻器R的滑片与弹簧上端连接。当托盘中没有放物体时,滑片恰好指在变阻器的最上端。已知滑动变阻器总电阻,长度,电源电动势,内阻,限流电阻,弹簧劲度系数,除重力外,不计其他作用力,。下列说法正确的是( )
A. 甲、乙两图托盘中没有放物体时,电压表示数为0
B. 甲、乙两图流过的电流均随着托盘中物体质量增大而增大
C. 当图甲电压表示数为2V时,可推测托盘中所放物体质量为0.4kg
D. 当图乙电压表示数为2.4V时,可推测托盘中所放物体质量为0.4kg
3 (2025·上海杨浦二模)用图示电路测量电池的电动势和内阻,将两个阻值分别为12 Ω和20 Ω的定值电阻连入电路中,当开关S从位置1切换到位置2时,发现电流表示数变为原来的1.5倍。则( )
A.R1=20 Ω,r=4 Ω
B.R2=12 Ω,E=24 V
C.R1=12 Ω,r=2 Ω
D.R2=20 Ω,E=12 V
4.(2025·广西桂林期末)“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%
5 .(2026·黑龙江哈尔滨市期中)如图所示,在U-I图像中直线a为某电源的路端电压与电流的关系,直线b为某电阻R的电压与电流的关系。现用该电源直接与电阻R连接成闭合电路,则下列说法正确的是( )
A.该电源的电动势为4 V
B.该电源的内阻为3 Ω
C.电阻R的阻值为2 Ω
D.该电源的输出功率为4 W
6 .(2025·内蒙古赤峰市期中)某工厂相邻两车间A、B的照明电路由一个开关控制,其电路图如图所示,电源电动势为E、内阻为r,闭合开关S后,两车间内相同的a、b灯都正常发光,后来由于某种故障,A车间内的a灯突然变亮,B车间内的b灯突然变暗,已知电阻RA=RB,此故障可能是( )
A.电阻R0短路
B.电阻RA短路
C.电阻RB短路
D.电阻RA、RB同时短路
7 .(2025·江苏宿迁市三模)如图所示,电源电动势为E,内阻不计,定值电阻的阻值分别为R1、R2,电容器的电容为C。闭合开关S,电路稳定后( )
A.通过电阻R1的电流为零
B.电容器所带电荷量为CE
C.断开S的瞬间,通过电阻R2的电流为
D.断开S后,通过电阻R2的电荷量为
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不动,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%
9 . (2025·四川雅安市二模)控制体内脂肪积累可有效控制体重,图甲为脂肪测量仪,被测试者手握把手P、Q,通过测量流经双手的微弱电流来测量电阻,从而测定身体脂肪率,其简化原理如图乙所示。体型相近的测试者,脂肪率越高的,电阻越大。则两体型相近者参加测试时( )
A.脂肪率高者测试时,R1消耗功率较大
B.脂肪率高者测试时,电源效率较高
C.脂肪率高者测试时,电压表示数和电流表示数比值较小
D.电压表示数变化量和电流表示数变化量比值的绝对值恒定
10 .(2023·海南卷·7)如图所示电路,已知电源电动势为E,内阻不计,电容器电容为C,闭合开关K,待电路稳定后,电容器上电荷量为( )
A.CE B.CE C.CE D.CE
11 (2025·北京市朝阳区期末)如图甲所示的电路中,R1为滑动变阻器,R2为定值电阻,电流表、电压表均为理想电表。改变滑动变阻器R1的滑片位置,两电压表的示数随电流变化的图线a、图线b分别画在图乙所示的坐标系中。下列选项正确的是( )
A.图线a对应电压表 V1
B.定值电阻为4 Ω
C.电源电动势大小为12 V
D.电源内阻为2 Ω
12 (2025·江苏常州市检测)在如图所示的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,曲线Ⅱ为某一小灯泡L的伏安特性曲线,曲线Ⅱ与直线Ⅰ的交点坐标为(1.5,0.75),该点的切线与横轴的交点坐标为(1.0,0),用该电源直接与小灯泡L连接成闭合电路,由图像可知( )
A.电源电动势为2.0 V
B.电源内阻为0.5 Ω
C.小灯泡L接入电源时的电阻为1.5 Ω
D.小灯泡L实际消耗的电功率为1.125 W
13 (2025·安徽合肥市检测)将一电源与电阻箱R、定值电阻R0=4 Ω连接成闭合回路,如图甲所示。测得电阻箱所消耗功率P与电阻箱读数R的关系如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.电源内阻r=5 Ω
B.电源电动势E=30 V
C.定值电阻R0功率最大时,电阻箱R=1 Ω
D.电阻箱所消耗功率P最大时,电源效率为90%
14 (2025·辽宁大连市期中)在如图所示的电路中,定值电阻R1=2 Ω、R2=3 Ω、R3=1 Ω、R4=3 Ω、R5=4 Ω,电容器的电容C=4 μF,电源的电动势E=10 V,内阻不计。闭合开关S1、S2,电路稳定后,求:
(1)若保持开关S1、S2闭合,电阻R3突然断路,电路稳定后,电阻R2的电功率;
(2)若保持开关S1闭合,断开开关S2,电路稳定后,流过R5的电荷量。
15.(2027吉林名校联考)如图所示,某灯光控制电路的部分电路,定值电阻,为电阻箱,其最大阻值为,电流表、电压表为理想电表,当电阻箱示数时,电压表读数为;当电阻箱示数时,电压表读数为。
(1)求两次电流表读数和;
(2)求电源的电动势和内电阻。
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