第十二章 电能 能量守恒定律 专项训练（一）-2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

第十二章　电能　能量守恒定律　专项训练（一）（学生版） 目录 考点一　电功与电功率 1 考点二　焦耳定律与电热 2 考点三　电动机与非纯电阻电路 3 考点四　闭合电路欧姆定律的基本计算 4 考点五　电路的动态分析 5 考点六　电源的U-I图像 7 考点一　电功与电功率 【例题】1．如图所示，某地有一风力发电机，其叶片转动时可形成半径为20m的圆面。某时间内该地的风速为，风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为，假如这个风力发电机将此圆面内的空气动能转化为电能。取，则下列说法正确的是（　　） A．此圆面内的空气动能全部转化为内能 B．每秒流经风力发电机空气的动能约为31.2kJ C．风力发电机产生的电功率约为15.6kW D．若风速变为原来的2倍，则电功率将变为原来的4倍 【变式1】2．有两盏电灯和，用如图中所示的两种方式连接到电路中，已知电压U相同，且两盏电灯均能发光，比较在甲、乙两个电路中电灯的亮度，则（    ） A．甲图的电路中灯较亮 B．乙图的电路中灯较亮 C．两个电路中灯一样亮 D．不知它们的额定电压和额定功率，无法判断 【变式2】3．在图甲、乙所示的电路中，所接电源电压均为U，a、c、e、g四个灯泡的规格均为“220V 40W”，b、d、f、h四个灯泡的规格均为“220V 100W”，各个灯泡的实际消耗功率分别为、、、、、、、，且都没有超过自身的额定功率。这八个灯泡实际消耗功率的大小关系为（   ） A．， B．， C．， D．， 【变式3】4．如图所示为某一电路的一部分，其中R1=10Ω， R2=R3=20Ω，下列关于R1、R2、R3消耗的电功率P1、P2、P3，以及R1、R2、R3两端的电压U1、U2、U3的关系正确的是（　　） A．U1：U2：U3=1：2：2 B．U1：U2：U3=1：1：1 C．P1：P2：P3=1：1：1 D．P1：P2： P3=1：2：2 考点二　焦耳定律与电热 【例题】5．某电阻丝的阻值为10 Ω，通电1分钟，产生的热量为，则通过该电阻丝的电流大小为（     ） A．2 A B．5 A C．10 A D．100 A 【变式1】6．如图所示是电饭煲及其内部的简化电路图，R1是阻值为434 Ω的定值电阻，R2是阻值为50 Ω的电热丝，下列说法正确的是（     ） A．开关S接通时，电饭煲处于保温状态 B．电饭煲处于加热状态时，R2的热功率是968 W C．电饭煲处于保温状态时，R2的热功率约为100 W D．电饭煲保温3分钟，电热丝发出的热量约为1800 J 【变式2】7．有一家用电熨斗，其内部电路结构如图所示，改变内部连线方式可以使电熨斗处于断开状态或获得低、中、高三个不同的温度挡，电源电压恒为U，对于不同的连接方式，下列说法正确的是（　　） A．连接1、3时，电熨斗的发热功率为 B．连接2、4时，电熨斗的发热功率为 C．连接1、4时，电熨斗的发热功率为 D．连接2、3时，电熨斗的发热功率为 【变式3】8．用充电宝给手机电池充电时，充电宝输出电能转化为手机电池的化学能和内能，等效电路如图所示。在充电开始后的时间t内，充电宝的输出电压U和输出电流I都可认为是恒定的，若手机电池的内阻为r，则t时间内（　　） A．充电宝输出的电流为 B．充电宝输出的电功率为 C．手机电池产生的焦耳热为 D．手机电池储存的化学能为 考点三　电动机与非纯电阻电路 【例题】9．在如图所示的电路中，电流表的内阻不可忽略，当电池的电动势为1.5 V时，电动机未启动，电流表读数为0.25 A；当电池的电动势增大为6 V时，电动机M运转，电流表读数为0.4 A。若电池的内阻不计，则当电池的电动势为6 V时，电动机的输出功率为（    ） A．1.44 W B．0.96 W C．0.72 W D．0.36 W 【变式1】10．一电熨斗和一电风扇并联接在输出电压为的交流电源上，均正常工作。用电流表分别测得通过电熨斗的电流为10.0A，通过风扇电动机的电流是2.0A，说法正确的是（     ） A．风扇电动机线圈的电阻为 B．内，电熨斗消耗的电能为 C．电熨斗和风扇电动机的总电功率为 D．电熨斗发热功率是风扇电动机发热功率的25倍 【变式2】11．如图，内阻为4.4Ω的电解槽和一盏标有“110V，60W”的灯泡串联后接在电压为220V恒压电源两端，灯泡正常发光，则 A．电解槽消耗的电功率为60W B．电解槽的发热功率为60W C．电解槽中将电能转化为化学能的功率为60W D．整个电路消耗的总功率为60W 【变式3】12．白炽灯与电动机串联接入电路，两者均正常工作，流过白炽灯的电流为；电动机的内电阻为，两端电压为，流过的电流为，则（　　） A． B． C． D． 考点四　闭合电路欧姆定律的基本计算 【例题】13．如图电路中，电阻R＝2Ω。断开S后，理想电压表的读数为4V；闭合S后，电压表的读数为2V，则电源的内阻为（　　） A．4Ω B．3Ω C．2Ω D．1Ω 【变式1】14．某品牌手机电池上的文字说明如图所示，由此可知该电池不接负载时两端电压和所储存的最大电能是（　　） ZTE锂离子电池　　GB/T18287－2000 型号：Li3706T42P3h614062 标称电压：3.7 V　　充电限制电压：4.2 V 额定容量：6 000 mA·h A．4.2 V　9.07×104 J B．3.7 V　9.07×104 J C．4.2 V　7.99×104 J D．3.7 V　7.99×104 J 【变式2】15．一电源与电阻箱R、定值电阻R0连接成闭合回路，如图甲所示。已知，测得电阻箱消耗功率P与其两端电压U的关系如图乙所示。下列说法正确的是（     ） A．电阻箱消耗功率P最大时，路端电压为4 V B．电源电动势E=5.25 V C．定值电阻R0消耗功率最大时，电阻箱R=2.0Ω D．电源内阻r=0.5Ω 【变式3】16．某一电源的路端电压与电流的关系和电阻R1、R2的电压与电流的关系如图所示。用此电源和电阻R1、R2组成电路。R1、R2可以同时接入电路，也可以单独接入电路。根据以上情形，以下说法不正确的是（　　） A．电动势为3V B．电源内阻为1Ω C．将R1、R2串联后接到电源两端，电源两端电压最大 D．将R1、R2并联后接到电源两端，电源内电压最大 考点五　电路的动态分析 【例题】17．如图所示电路中，当开关S闭合，滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动时，以下判断正确的是（　　） A．电压表示数变大，通过灯L1的电流变大，灯L2变亮 B．电压表示数变小，通过灯L1的电流变小，灯L2变暗 C．电压表示数变大，通过灯L2的电流变小，灯L1变亮 D．电压表示数变小，通过灯L2的电流变大，灯L1变暗 【变式1】18．传感器是将其他信号转化为电信号的电学仪器，广泛应用于日常生产生活中。某种酒精检测仪的主要元件是酒精气体传感器，其电阻值与酒精气体浓度的关系如图甲所示。该酒精检测仪电路原理如图乙所示，为定值电阻。利用该检测仪进行检测时，下列说法中正确的是（     ） A．当被检测者没有饮酒时，电压表的示数为零 B．在对饮酒者进行测试时，检测仪消耗功率变大 C．在对饮酒者进行测试时，电流表的示数减小 D．在对饮酒者进行测试时，电压表的示数增大 【变式2】19．如图所示的电路中，电源的电动势E和内阻r恒定不变，灯泡L恰能正常发光。如果变阻器的滑片向a端滑动，则（　　） A．灯泡L变暗，电流表的示数减小 B．灯泡L变亮，电流表的示数增大 C．灯泡L变暗，电流表的示数增大 D．灯泡L变亮，电流表的示数不变 【变式3】20．如图所示，为热敏电阻（阻值随温度升高而减小），和均为定值电阻，电源电动势为、内阻为，电压表和电流表均为理想电表。如果的温度降低，则（　　） A．电压表示数增大，电流表示数减小 B．电压表、电流表示数均增大 C．电压表示数减小，电流表示数增大 D．电压表、电流表示数均减小 考点六　电源的U-I图像 【例题】21．如图所示的U-I图像中，直线A为电源的路端电压与电流的关系，直线B、C分别是电阻R1、R2的电压与电流的关系。若将这两个电阻分别直接与该电源连接成闭合电路，则 （　　） A．两个电阻的电功率相等 B．R1接在电源上时，电源的输出功率较大 C．R2接在电源上时，电源内阻的热功率较大 D．两种情况下，电源中非静电力做功的功率相等 【变式1】22．如图所示的U-I图像中，直线I为某电源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。用该电源与电阻R连接成闭合电路，由图像可知（　　） A．R的阻值为3Ω B．电源的输出功率为3.0W C．电源电动势为3.0V，内阻为1.5Ω D．电阻R消耗的功率为3.0W 【变式2】23．如图所示，U-I图像中的甲、乙两条图线分别表示某一定值电阻R两端的电压与通过该电阻的电流关系和某一电源的路端电压随干路电流的变化关系。若将该电源与两个定值电阻R串联构成闭合回路，下列分析中正确的是（     ） A．甲反映定值电阻R的U-I关系，R=1.5 Ω B．乙反映电源的U-I关系，其内阻r=3.0 Ω C．通过定值电阻R的电流大小为1.2 A D．电源内阻r消耗的热功率为6.75W 【变式3】24．图甲为某一小灯泡的图线，现将两盏这样的小灯泡串联后再与一个19Ω的定值电阻R串联，接在内阻r为1Ω、电动势E为6V的电源两端，电流表为理想电流表，如图乙所示。则通过每盏小灯泡的电流I和每盏小灯泡的电功率P分别约为（     ） A．0.2A，0.6W B．0.3A，0.6W C．0.2A，0.2W D．0.27A，0.5W 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十二章　电能　能量守恒定律　专项训练（一）（解析版） 目录 考点一　电功与电功率 1 考点二　焦耳定律与电热 4 考点三　电动机与非纯电阻电路 6 考点四　闭合电路欧姆定律的基本计算 8 考点五　电路的动态分析 10 考点六　电源的U-I图像 13 考点一　电功与电功率 【例题】1．如图所示，某地有一风力发电机，其叶片转动时可形成半径为20m的圆面。某时间内该地的风速为，风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为，假如这个风力发电机将此圆面内的空气动能转化为电能。取，则下列说法正确的是（　　） A．此圆面内的空气动能全部转化为内能 B．每秒流经风力发电机空气的动能约为31.2kJ C．风力发电机产生的电功率约为15.6kW D．若风速变为原来的2倍，则电功率将变为原来的4倍 【答案】C 【知识点】能量的多种形式 【详解】A．此圆面内剩余的动能，其中可能有部分动能没有被吸收利用而耗散掉有的转化为内能，故A错误； B．单位时间内风力发电机叶片圆面的气流的体积为 每秒流经涡轮机空气的动能约为 故B错误； C．依题意，风力发电机产生的电功率约为 故C正确； D．风力发电机产生的电功率 若风速变为原来2倍，则电功率将变为8倍，故D错误。 故选C。 【变式1】2．有两盏电灯和，用如图中所示的两种方式连接到电路中，已知电压U相同，且两盏电灯均能发光，比较在甲、乙两个电路中电灯的亮度，则（    ） A．甲图的电路中灯较亮 B．乙图的电路中灯较亮 C．两个电路中灯一样亮 D．不知它们的额定电压和额定功率，无法判断 【答案】B 【知识点】计算串联和并联电路的电功和电功率 【详解】因为电压U相同，两盏电灯串联后，电压要按照电灯阻值的大小分配，L2两端电压小于U；两盏电灯并联后，加在电灯两端的电压都为U，因此并联后的灯泡较亮，所以乙图的电路中灯较亮，故选B。 【变式2】3．在图甲、乙所示的电路中，所接电源电压均为U，a、c、e、g四个灯泡的规格均为“220V 40W”，b、d、f、h四个灯泡的规格均为“220V 100W”，各个灯泡的实际消耗功率分别为、、、、、、、，且都没有超过自身的额定功率。这八个灯泡实际消耗功率的大小关系为（   ） A．， B．， C．， D．， 【答案】A 【知识点】计算混联电路各电阻的电功和电功率 【详解】根据 可知Ra = Rc > Rb = Rd ab并联的电阻与cd并联的电阻相同，串联电路，分压相同，故Uab = Ucd 又因为Ua = Ub      ，Uc = Ud 故Ua = Ub = Uc = Ud 根据 可得Pa < Pb，Pc < Pd 且Pa = Pc，Pb = Pd 故有Pa = Pc < Pb = Pd 由题意可知e、g灯泡的电阻 f、h灯泡的电阻 根据并联电路的特点知f、g并联后的总电阻 大电阻分大电压，所以f、g两端的电压小于h灯泡的电压，根据 可得 e、h灯串联，电流相等，根据 知则P与成正比，则 故功率大小顺序为： 故选A。 【变式3】4．如图所示为某一电路的一部分，其中R1=10Ω， R2=R3=20Ω，下列关于R1、R2、R3消耗的电功率P1、P2、P3，以及R1、R2、R3两端的电压U1、U2、U3的关系正确的是（　　） A．U1：U2：U3=1：2：2 B．U1：U2：U3=1：1：1 C．P1：P2：P3=1：1：1 D．P1：P2： P3=1：2：2 【答案】B 【知识点】计算混联电路各电阻的电功和电功率、计算电阻混联时的电压、电流和电阻 【详解】AB．设流过R1的电流为I，则 可得 U1：U2：U3=1：1：1 故A错误，B正确； CD．根据公式 可得 故CD错误。 故选B。 考点二　焦耳定律与电热 【例题】5．某电阻丝的阻值为10 Ω，通电1分钟，产生的热量为，则通过该电阻丝的电流大小为（     ） A．2 A B．5 A C．10 A D．100 A 【答案】C 【知识点】电流强度的定义及单位、焦耳定律的内容和含义、电功和电功率定义、表达式及简单应用 【详解】根据焦耳定律，纯电阻通电产生的热量满足公式 其中通电时间需统一为国际单位。 对公式变形可得电流表达式 代入数值计算得 故选C。 【变式1】6．如图所示是电饭煲及其内部的简化电路图，R1是阻值为434 Ω的定值电阻，R2是阻值为50 Ω的电热丝，下列说法正确的是（     ） A．开关S接通时，电饭煲处于保温状态 B．电饭煲处于加热状态时，R2的热功率是968 W C．电饭煲处于保温状态时，R2的热功率约为100 W D．电饭煲保温3分钟，电热丝发出的热量约为1800 J 【答案】B 【知识点】计算串联和并联电路的电功和电功率、焦耳定律的内容和含义 【详解】A．开关S接通时，回路中总电阻较小，电饭煲功率较大，故电饭煲处于加热状态，故A错误； B．开关S接通时，电饭煲处于加热状态，则的热功率，故B正确； C．开关S断开时，回路中总电阻较大，电饭煲功率较小，电饭煲处于保温状态时，的热功率约为，故C错误； D．电饭煲保温3分钟，电热丝发出的热量约为，故D错误。 故选B。 【变式2】7．有一家用电熨斗，其内部电路结构如图所示，改变内部连线方式可以使电熨斗处于断开状态或获得低、中、高三个不同的温度挡，电源电压恒为U，对于不同的连接方式，下列说法正确的是（　　） A．连接1、3时，电熨斗的发热功率为 B．连接2、4时，电熨斗的发热功率为 C．连接1、4时，电熨斗的发热功率为 D．连接2、3时，电熨斗的发热功率为 【答案】D 【知识点】计算串联和并联电路的电功和电功率 【详解】A．连接1、3时，由电路图可知电熨斗的发热功率为，故A错误； B．连接2、4时，由电路图可知电熨斗的发热功率为0，故B错误； C．连接1、4时，由电路图可知电熨斗的发热功率为0，故C错误； D．连接2、3时，由电路图可知电熨斗的发热功率为，故D正确。 故选D。 【变式3】8．用充电宝给手机电池充电时，充电宝输出电能转化为手机电池的化学能和内能，等效电路如图所示。在充电开始后的时间t内，充电宝的输出电压U和输出电流I都可认为是恒定的，若手机电池的内阻为r，则t时间内（　　） A．充电宝输出的电流为 B．充电宝输出的电功率为 C．手机电池产生的焦耳热为 D．手机电池储存的化学能为 【答案】D 【知识点】其他非纯电阻元件 【详解】A．手机电池不是纯电阻，则输出电流 故A错误； B．因为充电宝的输出电压为U和输出电流为I，故充电宝输出的电功率为，故B错误； C．手机电池产生的焦耳热为 故C错误； D．手机电池储存的化学能为 故D正确。 故选D。 考点三　电动机与非纯电阻电路 【例题】9．在如图所示的电路中，电流表的内阻不可忽略，当电池的电动势为1.5 V时，电动机未启动，电流表读数为0.25 A；当电池的电动势增大为6 V时，电动机M运转，电流表读数为0.4 A。若电池的内阻不计，则当电池的电动势为6 V时，电动机的输出功率为（    ） A．1.44 W B．0.96 W C．0.72 W D．0.36 W 【答案】A 【知识点】含有电动机电路综合计算 【详解】设电流表内阻和电动机线圈电阻之和为，电动机未启动时的电池电动势、电流分别为和。此时电动机没有机械功率输出，可视为纯电阻元件。电池内阻不计，由欧姆定律得 代入数据得 设电动机运转时电池电动势和电流分别为和，电动机输出功率为。根据电功率公式、焦耳定律及能量守恒，电池提供的电功率等于电动机输出功率与电流表、线圈的总热功率之和，即 解得电动机输出功率为 故选A。 【变式1】10．一电熨斗和一电风扇并联接在输出电压为的交流电源上，均正常工作。用电流表分别测得通过电熨斗的电流为10.0A，通过风扇电动机的电流是2.0A，说法正确的是（     ） A．风扇电动机线圈的电阻为 B．内，电熨斗消耗的电能为 C．电熨斗和风扇电动机的总电功率为 D．电熨斗发热功率是风扇电动机发热功率的25倍 【答案】C 【知识点】电动机工作时的能量转化、计算串联和并联电路的电功和电功率、电功和电功率定义、表达式及简单应用 【详解】电熨斗是纯电阻用电器；电风扇电动机是非纯电阻用电器，不能用计算线圈电阻。并联电路，两端电压，（电熨斗），（风扇） A．电动机是非纯电阻，，，A错误； B． 电熨斗消耗的电能为，B错误； C．并联总电流 电熨斗和风扇电动机的总电功率为，C正确； D．电熨斗发热功率 风扇电动机总功率 电动机总功率等于输出机械功率与线圈发热功率之和，线圈发热功率，所以电熨斗发热功率不是风扇电动机发热功率的25倍，D错误。 故选。 【变式2】11．如图，内阻为4.4Ω的电解槽和一盏标有“110V，60W”的灯泡串联后接在电压为220V恒压电源两端，灯泡正常发光，则 A．电解槽消耗的电功率为60W B．电解槽的发热功率为60W C．电解槽中将电能转化为化学能的功率为60W D．整个电路消耗的总功率为60W 【答案】A 【知识点】其他非纯电阻元件 【详解】A、由于灯泡正常发光，所以电解槽的电压为220-110=110V，由于电解槽和灯泡串联，它们的电流相等，所以，所以电解槽的输入功率为：P=UI=60W，所以A正确．B、电解槽的发热功率为：，所以B错误．C、对电解槽由能量守恒，可得，故C错误；D、电路的总功率等于电解槽的输入功率和灯泡的功率之和为：P总=P+P=120W，所以D错误．故选A. 【点睛】在计算电功率的公式中，总功率用P=IU来计算，发热的功率用P=I2R来计算，如果是计算纯电阻的功率，这两个公式的计算结果是一样的，但对于电动机、电解槽等非纯电阻，第一个计算的是总功率，第二个只是计算发热的功率，这两个的计算结果是不一样的． 【变式3】12．白炽灯与电动机串联接入电路，两者均正常工作，流过白炽灯的电流为；电动机的内电阻为，两端电压为，流过的电流为，则（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【知识点】计算电阻串联或并联时的电压、电流和电阻、其他非纯电阻元件 【详解】D．白炽灯与电动机串联，电流相等， ，故D错误； ABC．电动机是非纯电阻元件，根据输入功率和输出功率的关系 因此 整理得 综上可知，故A正确，BC错误。 故选A。 考点四　闭合电路欧姆定律的基本计算 【例题】13．如图电路中，电阻R＝2Ω。断开S后，理想电压表的读数为4V；闭合S后，电压表的读数为2V，则电源的内阻为（　　） A．4Ω B．3Ω C．2Ω D．1Ω 【考点】用闭合电路的欧姆定律计算电源的电动势和内阻． 【专题】定量思想；等效替代法；恒定电流专题；分析综合能力． 【答案】C 【分析】断开S后，理想电压表的读数等于电源电动势。闭合S后，根据闭合电路欧姆定律计算电源的内阻。 【解答】解：断开S后，理想电压表的读数为4V，则电源的电动势E＝4V 闭合S后，电压表的读数为U＝2V，则根据闭合电路欧姆定律有 解得电源的内阻为r＝2Ω，故ABD错误，C正确。 故选：C。 【点评】解答本题时，要知道理想电压表对电路没有影响，开路电压等于电源电动势。 【变式1】14．某品牌手机电池上的文字说明如图所示，由此可知该电池不接负载时两端电压和所储存的最大电能是（　　） ZTE锂离子电池　　GB/T18287－2000 型号：Li3706T42P3h614062 标称电压：3.7 V　　充电限制电压：4.2 V 额定容量：6 000 mA·h A．4.2 V　9.07×104 J B．3.7 V　9.07×104 J C．4.2 V　7.99×104 J D．3.7 V　7.99×104 J 【答案】D 【知识点】常见的电源种类及其电动势、判断电源内部带电粒子移动方向和能量转化 【详解】由铭牌可知，该电池不接负载时两端电压 U＝3.7 V 储存总电荷量 Q＝6000mA·h 根据电流做的功等于消耗的电能，所以储存的最大电能 E电能＝W＝QU＝6000×10－3×3600×3.7 J≈7.99×104 J 故选D。 【变式2】15．一电源与电阻箱R、定值电阻R0连接成闭合回路，如图甲所示。已知，测得电阻箱消耗功率P与其两端电压U的关系如图乙所示。下列说法正确的是（     ） A．电阻箱消耗功率P最大时，路端电压为4 V B．电源电动势E=5.25 V C．定值电阻R0消耗功率最大时，电阻箱R=2.0Ω D．电源内阻r=0.5Ω 【答案】D 【知识点】计算电源的输出电压、总功率、输出功率、效率 【详解】D．电阻箱消耗功率为 由数学知识可知，当时，电阻箱消耗功率P最大。由图乙可知，此时 ，电阻箱的阻值为，则解得r=0.5Ω，故D正确； B．据闭合电路欧姆定律，电源电动势，故B错误； C．定值电阻R0消耗功率为 则当电流I最大时，定值电阻R0消耗功率最大，根据闭合电路欧姆定律可知，当电阻箱的阻值R最小时，即R=0时，电流I最大，R0消耗的功率最大，故C错误； A．电阻箱消耗功率P最大时，电路中的电流I=1.5 A 路端电压为，故A错误。 故选D。 【变式3】16．某一电源的路端电压与电流的关系和电阻R1、R2的电压与电流的关系如图所示。用此电源和电阻R1、R2组成电路。R1、R2可以同时接入电路，也可以单独接入电路。根据以上情形，以下说法不正确的是（　　） A．电动势为3V B．电源内阻为1Ω C．将R1、R2串联后接到电源两端，电源两端电压最大 D．将R1、R2并联后接到电源两端，电源内电压最大 【答案】B 【知识点】电源的U-I图像、路端电压随负载的变化规律 【详解】AB．根据可知电源的图像的纵截距表示电源电动势，斜率的绝对值表示电源内阻，由图可知，电源的电动势和内阻分别为，，故A正确，不符合题意；B错误，符合题意； C．两个电阻串联的总电阻为，比任何一个电阻都大，所以将R1、R2串联后接到电源两端，外电阻最大，根据可知总电流最小，根据可知内电压最小，外电压（即电源两端电压）最大，故C正确，不符合题意； D．两个电阻并联的总电阻，可知比任何一个电阻都小，所以将R1、R2并联后接到电源两端，外电阻最小，总电流最大，内电压也最大，故D正确，不符合题意。 故选B。 考点五　电路的动态分析 【例题】17．如图所示电路中，当开关S闭合，滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动时，以下判断正确的是（　　） A．电压表示数变大，通过灯L1的电流变大，灯L2变亮 B．电压表示数变小，通过灯L1的电流变小，灯L2变暗 C．电压表示数变大，通过灯L2的电流变小，灯L1变亮 D．电压表示数变小，通过灯L2的电流变大，灯L1变暗 【考点】电路动态分析． 【专题】定性思想；推理法；恒定电流专题；推理论证能力． 【答案】D 【分析】滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动时，变阻器接入电路的电阻变小，根据串反并同分析灯泡亮度变化和电压表示数变化即可。 【解答】解：滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动时，变阻器接入电路的电阻变小，其中灯泡L1、电压表都和变阻器并联，灯泡L2与变阻器串联，根据串反并同可知，电压表示数变小，通过灯L1的电流变小，灯L1变暗，通过灯L2的电流变大，灯L2变亮，故D正确，ABC错误。 故选：D。 【点评】能够看懂电路的结构是解题的关键，掌握串反并同二级结论的应用是解题的基础。 【变式1】18．传感器是将其他信号转化为电信号的电学仪器，广泛应用于日常生产生活中。某种酒精检测仪的主要元件是酒精气体传感器，其电阻值与酒精气体浓度的关系如图甲所示。该酒精检测仪电路原理如图乙所示，为定值电阻。利用该检测仪进行检测时，下列说法中正确的是（     ） A．当被检测者没有饮酒时，电压表的示数为零 B．在对饮酒者进行测试时，检测仪消耗功率变大 C．在对饮酒者进行测试时，电流表的示数减小 D．在对饮酒者进行测试时，电压表的示数增大 【答案】B 【知识点】计算电阻串联或并联时的电压、电流和电阻、利用局部→整体→局部的方法分析动态电路、闭合电路欧姆定律的内容及公式、计算电源的输出电压、总功率、输出功率、效率 【详解】A．被检测者没有饮酒时，酒精浓度为0，由图甲可知是一个大于0的定值，根据串联分压规律，会分得部分电源电压，因此电压表示数不为零，故A错误； BC．对饮酒者测试时，酒精浓度升高，阻值减小，电路总电阻减小，设电源电动势为，内阻为，则电路总电流 可知电路总电流增大，即电流表示数增大；检测仪消耗功率 故检测仪消耗功率变大，故B正确，C错误； D．在对饮酒者进行测试时，酒精浓度升高，阻值减小，电路总电流增大，根据闭合电路的欧姆定律可知，电压表示数满足 可知电压表的示数减小，故D错误。 故选B。 【变式2】19．如图所示的电路中，电源的电动势E和内阻r恒定不变，灯泡L恰能正常发光。如果变阻器的滑片向a端滑动，则（　　） A．灯泡L变暗，电流表的示数减小 B．灯泡L变亮，电流表的示数增大 C．灯泡L变暗，电流表的示数增大 D．灯泡L变亮，电流表的示数不变 【答案】C 【知识点】根据串反并同判断电阻电压和电流的变化 【详解】变阻器的滑片向a端滑动时，电阻R1变小，根据“串反并同”可知，与并联的灯泡L功率变小，即灯泡变暗； 由于总电阻减小，电动势不变，则电流表电流变大。 故选C。 【变式3】20．如图所示，为热敏电阻（阻值随温度升高而减小），和均为定值电阻，电源电动势为、内阻为，电压表和电流表均为理想电表。如果的温度降低，则（　　） A．电压表示数增大，电流表示数减小 B．电压表、电流表示数均增大 C．电压表示数减小，电流表示数增大 D．电压表、电流表示数均减小 【答案】A 【知识点】根据串反并同判断电阻电压和电流的变化 【详解】如果的温度降低，其电阻增大，电路总电流减小，电流表示数减小，电源内压及电压减小，电压表示数增大，选项A正确，故选A。 考点六　电源的U-I图像 【例题】21．如图所示的U-I图像中，直线A为电源的路端电压与电流的关系，直线B、C分别是电阻R1、R2的电压与电流的关系。若将这两个电阻分别直接与该电源连接成闭合电路，则 （　　） A．两个电阻的电功率相等 B．R1接在电源上时，电源的输出功率较大 C．R2接在电源上时，电源内阻的热功率较大 D．两种情况下，电源中非静电力做功的功率相等 【答案】B 【知识点】利用电源的U-I图像求解可变电阻的实际功率 【详解】AB．由两图线的交点读出，R1接在电源上时 U1=0.5U0 I1=0.5I0 电源的输出功率 P1=U1I1=0.25U0I0 R2接在电源上时电压 U2=0.75U0 通过R2的电流 I2=0.25I0 则电源的输出功率 所以R1接在电源上时，电源的输出功率较大，故B正确，A错误； C．由图可知，电源接R1时电路中的电流大，所以电源内阻的热功率较大，故C错误； D．电源非静电力做功的功率为 所以电流大的，非静电力的功率大，故D错误。 故选B。 【变式1】22．如图所示的U-I图像中，直线I为某电源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。用该电源与电阻R连接成闭合电路，由图像可知（　　） A．R的阻值为3Ω B．电源的输出功率为3.0W C．电源电动势为3.0V，内阻为1.5Ω D．电阻R消耗的功率为3.0W 【答案】C 【知识点】线性元件的伏安特性曲线、电源的U-I图像、计算电源的输出电压、总功率、输出功率、效率 【详解】A．R的阻值为，A错误； B．电源的输出功率为P=UI=1.5×1.0W=1.5W，B错误； C．根据U=E-Ir，结合图像可知，电源电动势为E=3.0V，内阻为，C正确； D．电阻R消耗的功率等于电源的输出功率，为1.5W，D错误。 故选C。 【变式2】23．如图所示，U-I图像中的甲、乙两条图线分别表示某一定值电阻R两端的电压与通过该电阻的电流关系和某一电源的路端电压随干路电流的变化关系。若将该电源与两个定值电阻R串联构成闭合回路，下列分析中正确的是（     ） A．甲反映定值电阻R的U-I关系，R=1.5 Ω B．乙反映电源的U-I关系，其内阻r=3.0 Ω C．通过定值电阻R的电流大小为1.2 A D．电源内阻r消耗的热功率为6.75W 【答案】C 【知识点】线性元件的伏安特性曲线、计算串联和并联电路的电功和电功率、闭合电路欧姆定律的内容及公式、电源的U-I图像 【详解】A．甲反映定值电阻R的U-I关系，根据图像，故A错误； B．乙反映电源的U-I关系，根据图像，故B错误； CD．根据图乙知电源电动势 若将该电源与两个定值电阻R串联构成闭合回路，通过定值电阻R的电流大小 电源内阻r消耗的热功率为，故C正确，D错误。 故选C。 【变式3】24．图甲为某一小灯泡的图线，现将两盏这样的小灯泡串联后再与一个19Ω的定值电阻R串联，接在内阻r为1Ω、电动势E为6V的电源两端，电流表为理想电流表，如图乙所示。则通过每盏小灯泡的电流I和每盏小灯泡的电功率P分别约为（     ） A．0.2A，0.6W B．0.3A，0.6W C．0.2A，0.2W D．0.27A，0.5W 【答案】C 【知识点】非线性元件的伏安特性曲线、电源的U-I图像 【详解】设图乙中，每个灯泡的实际电压和实际电流分别为U、I，根据闭合电路欧姆定律可得 代入数据可得 在图甲中画出上述关系图线，如图所示 由图中交点可知， 则每盏小灯泡的电功率为 故选C。 学科网（北京）股份有限公司 $