2023届高三物理一轮复习60电动势 闭合电路欧姆定律 闭合电路的功率和效率 电源的U－I图象与定值电阻的U－I图象（原卷版）

专题60电动势闭合电路欧姆定律

闭合电路的功率和效率电源的U-I图象与定值电阻的U-I图象

考点一电动势（1-2T）

考点二闭合电路欧姆定律（3-9T）

考点三闭合电路的功率和效率（10—20T）

考点四电源的U-I图象与定值电阻的U-I图象（21—25T）

考点一电动势

1.电动势定义：非静电力所做的功与所移动的电荷量之比叫作电动势.

2.公式：E=-.

Q

3.单位：伏特，用“V”表示.

4.电动势大小由电源中非静电力的特性决定，与电源的体积无关，跟外电路的组成及变化无关.

1.下列关于电源电动势的说法正确的是（）

A.由公式E=匕可知，£与“成正比，与g成反比

q

B.电路中电动势为电源正、负两极之间直接用电压表所测电压值

C.电动势、电势、电势差的单位都是伏特，三者本质上一样

D.电动势公式E=些中的/与电压U="中的/不是同种性质力所做的功

qq

2.铅蓄电池的电动势为2V,这表示（）

①电路通过IC的电荷量，电源把2J的化学能转化为电能；

②电源没有接入电路时，其两极间的电压为2V；

③电池内电压为2V；

④铅蓄电池把化学能转化为电能的本领比一节干电池大

A.①@③B.②③④C.①@④D.①②④

考点二闭合电路欧姆定律

L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=白①

2l^Γ-Γ

或E=IR+Ir②

或八〃外+〃内③

适用条件：①、②适用于外电路为纯电阻电路，③适用于一切电路。

3.外电压〃与电流/的关系

由勺£一“可知，图象是一条斜向下的直线，如图所示。

（D图象中〃轴截距£表示电源的电动势。

（2）/轴截距T0等于短路电流。

（3）图线斜率的绝对值表示电源的内阻，即k∣答|。

注意两种特殊情况：①当外电路断开时，电流/变为零，U=E.这就是说，断路时的路端电压等于电

F

源电动势。②当电源两端短路时，外电阻40,此时/=一。

r

3.一电池具有一定的电阻，经测量其断路时的电压为1V,如果用导线将其短路，经测量电流为0.05A0

如果将该电池与一定值电阻十串联在一起，已知Q20Ω,则电池的内阻所分得的电压为（）

A.0.4VB.0.5V

C.1VD.0.8V

4.图示电路中，电源的电动势E=6V、内阻为r,电流表A为理想电表，小灯泡L标有''4V,4W”字样。心、

/?2为两根同材料电阻丝，已知Rl的长度是口2的两倍，Rl的横截面积是/?2的一半，当开关S接1时，小灯泡

正常发光，开关S接2时，电流表示数为1.5A。则开关S接3时，电流表示数为（不考虑温度对电阻的影

响）（）

A.1.5AB.1.2AC.O.6AD.O.2A

5.两个相同的电阻反当它们串联后接在电动势为£的电源上，通过一个电阻的电流为/；若将它们并联后

仍接在该电源上，通过一个电阻的电流仍为/,则电源的内阻为（）

R

A.4RB.Rc∙2D.无法计算

6.如图所示电路，开关S原来断开,现将S合上，则4、B两点的电势UrUB与S断开时相比（)

B.〃降低,UB升高

C.都升高D.都降低

7.如图所示是甲、乙为两个独立电源的路端电压〃与通过它们的电流/的关系图线，下列说法中正确的是

A.路端电压都为为时，它们的外电阻相等B.电流都是/,时，两电源的内电压相等

C.电源甲的电动势小于电源乙的电动势D.电源甲的内阻小于电源乙的内阻

8.利用电动机通过如图所示的电路提升重物，已知电源电动势斤6V,电源内阻片IQ,电阻庐3Q,重物

质量炉0.20kg。当将重物固定时，电压表的示数为5V。当重物不固定，且电动机最后以稳定的速度匀速提

升重物时，电压表的示数为5.5V。不计摩擦，g取IOm/1。下列说法正确的是（）

1

JsΦ

A.电动机内部线圈的电阻为IQ

B.稳定匀速提升重物时，流过电动机的电流为IA

C.重物匀速上升时的速度为0.75m∕s

D,匀速提升重物时电动机输出的机械功率是2W

9.(2022•广东•模拟预测)如图，图甲中M为一电动机，当滑动变阻器斤的触头从左端滑到另一端的过

程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙所示。已知电流表读数在0.2A以下时，电动机没有发

生转动，不考虑电表对电路的影响，以下判断正确的是()

A.电路中电源电动势为3.4VB.变阻器向右滑动时，V2读数逐渐减小

C.此过程中，电动机的输出功率最大值为0∙54WI).变阻器的最大阻值为20Q

考点三闭合电路的功率和效率

1.电源输出功率特点

当外电路为纯电阻电路时讨论如下：

7_5=

(I)/H=UI=fR=—HR—ιR=g_r_2+4贬=-R—r—，由此式可看出，当Ar时,

P出有最大值，即石。

(2)电源输出功率与外电阻的关系图象，如图所示。

①当7?=r时，输出功率最大，产出="。

②当Λ<r时，若火增大，PIii增大；当Ar时，若K增大,则P出减小。

③除Qr外，图象上总有两点输出功率尸国相等，如图中尼与尼，则由(石令)2石=(33)2%整理得

K∖~rr∕6-rr

=

R\Riro

注意当外电阻增大时，输出功率可能增大也可能减小，关键是看外电阻的初始值与电源内阻的关系。

2.各部分功率关系

(D电源的功率(电路的总功率)：力屈=皮"

(2)电源的输出功率：1)电源输出功率大小的计算利用产出=0

2)电源输出功率变化的分析利用产出于图像(如下图)

(3)电源内部消耗的功率:只=Fr

(4)功率关系：尸疙=Plll十月

3.电源的效率

(1)定义：输出功率跟电路消耗的总功率的比值，即〃=普

ClD

JTTDD1

(2)如果外电路为纯电阻电路，则”=导言含一=H=一'，所以外电路电阻越大，电源效率越

c1K-vrK-Vr-r

1+R

高。

(3)当电源输出功率最大时Qr,〃=50%

10.(2022•北京•模拟预测)(多选)直流电路如图所示，在滑动变阻器的滑片2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

11.（多选）在如图所示的电路中，电阻箱的阻值为/?2,定值电阻、电源的内阻分别为治、r。则下列说法

正确的是（）

A.如果R2=R1+r,则电阻箱消耗的功率最大

B.如果R2=R[+r,则定值电阻消耗的功率最大

C.当电阻箱的阻值调为零时，定值电阻消耗的功率最大

D.当电阻箱的阻值调为零时，电源的输出功率最大

12.（2022•全国•高三课时练习）（多选）为了探究变化电阻消耗的功率随其电阻值的变化规律，设计电

路如图1所示，电源电动势恒定，定值电阻吊3Ωo测得电阻箱所消耗的功率/随电阻箱读数A变化的曲

线如图2所示，随着电阻箱电阻值Λj的增大，下列判断正确的是（）

B.电源的输出功率一直增大

C.电源输出功率最大值为75W

D.电阻箱所消耗的功率。最大时，电源效率大于50%

13.如图所示，当开关S闭合后，小型直流电动机材和指示灯/都恰能正常工作。已知电源电动势为笈内

阻为r,指示灯Z的电阻为吊，额定电流为/,电动机"的线圈电阻为此则

A.电动机的额定电压为力？

B.电动机的输出功率为历TR

C.电源的输出功率为厉Fr

D.整个电路的热功率为F（吊+/?）

14.如图，电源电动势E=IOV,小灯泡L'L的额定电压和额定功率分别为“3V,6W”和“6V,6W”，

闭合开关，两小灯泡正常发光，电动机M正常工作，则下列说法正确的是（）

A.电动机的线圈电阻为60B.电动机输出的机械功率为6W

C.电源内阻r=1/2D.电源的效率为90%

15.（2023•全国•高三专题练习）如图所示为汽车启动电路原理图，汽车电动机启动时车灯会瞬间变暗。

在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表的示数为10A；电动机启动时电流表的示数为58A。已知电源

的电动势为12.5V,内阻为0.05Q,设电流表的内阻不计、车灯的电阻不变。则（）

Λ.车灯的电阻为1.0Q

B.电动机的内阻为0.2Q

C.打开车灯、电动机启动时，电动机的输入功率为480W

D.打开车灯、电动机启动时，电源的工作效率为60%

16.如图甲所示，电阻吊的阻值为0.25吊，灯泡L的电阻值恒为1.5吊，是是热敏电阻，其阻值随温度变化

的关系如图乙所示。已知电流表为理想电表，电源的内阻片吊。则下列说法中正确的是（）

甲乙

A.当温度升高时，电流表的示数减小，此两端的电压减小

B.当温度降低时，灯泡L的亮度变暗

C.在O方。℃范围内，当温度为O°C时，灯泡L和总的总功率最大

D.在OEO℃范围内，当温度为60℃时，电源的输出功率最大

17.如图所示，曲线Ci、C2分别是纯电阻直流电路中，内、外电路消耗的电功率随电流变化的图线。

由该图可知下列说法中正确的是（）

B.电源的内电阻为IQ

C.电源输出功率最大值为8W

D.电源被短路时，电源消耗的最大功率可达16W

18.（2022•烟台•模拟预测）某同学将一直流电源的总功率、输出功率和电源内部的发热功率随电流I

变化的图线画在了同一坐标系中，如图所示，下列说法正确的是（）

B.电源的电动势为8V

C.电源的内阻为2Q

D.当电流为0.5A时，外电路的电阻为4Q

19.（多选）如图所示，此为定值电阻，e为滑动变阻器（最大阻值25Q）,现闭合电路中的开关S,将滑动

变阻器的滑动触头P从最左端滑到最右端的过程中，由电表的测量数据得到%/图线如右下图所示（电表

均为理想表）。则下列说法正确的是（）

Λ.电源电动势为4VB.电源内电阻的阻值为5Q

C.电源的最大输出功率为1.8WD.滑动变阻器兄的最大功率为1.2W

20.（2022•江苏•模拟预测）如图（甲）所示的电路中，将滑动变阻器兄的滑动片由a端向6端移动,

用两个电表分别测量电压和电流，得到部分〃-/关系图象如图（乙）所示，则（）

图（甲）

A.电源的电动势为6V

B.滑动变阻器的总阻值为IoQ

C.当电压表示数为5.0V时，电源效率最高

D.当电压表示数为5.0V时，是消耗的总功率最大

考点四电源的U-I图象与定值电阻的U-I图象

下图a为电源的〃一/图象，图6为定值电阻的人/图象

（1）两者的交点坐标表示该电阻接入电路时电路的总电流和路端电压；

（2）以交点和原点的连线为对角线的矩形的面积表示输出功率；

（3）当a、6斜率相等时，即内、外电阻相等时，图中矩形面积最大，即输出功率最大，此时路端电压

是电动势的一半，电流是最大电流的一半。

21.（多选）如图所示，直线力为电源a的路端电压与电流的关系图像，直线6为电源6的路端电压与电流

的关系图像，直线，为一个电阻A两端的电压与电流的关系图像。将这个电阻不分别接到a、6两电源上,

那么（）

A.彳接到6电源上，电源的输出功率较大

B.接到6电源上，电源的效率较高

C.不接到a电源上，电源的输出功率较大，但电源效率较低

D.力接到。电源上，电阻的发热功率和电源的效率都较高

22.（2022•重庆•模拟预测）图是测定甲、乙两个直流电源的电动势6与内阻r时，得到的路端电压〃

与干路电流/的U-/图象。若将这两个直流电源分别与同一定值电阻A串联，下列说法正确的是（）

A.甲电源内阻是乙电源内阻的2倍B.电源的效率一定