第07讲 电能及闭合电路欧姆定律（解析版）-2024-2025学年高二物理上学期中期末复习精细讲义

第07讲电能及闭合电路欧姆定律——划重点之高二期中期末复习精细讲义考点1闭合电路欧姆定律考点2电路中的能量转化考点3含电动机电路的功率计算考点4电源功率及效率考点1：闭合电路欧姆定律1.电动势(1)电源：电源是通过非静电力做功把其它形式的能转化成电势能的装置．(2)电动势：非静电力搬运电荷所做的功与搬运的电荷量的比值，E＝eq\f(W,q).(3)电动势的物理含义：电动势表示电源把其它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.电源的内阻和容量(1)电源的内阻：电源内部导体的电阻叫内阻，可通过电源的串、并联改变电源的电动势和内阻。(2)电池的容量：电池放电时能输出的总电荷量叫电池的容量，其单位是A·h或mA·h.比如，1A·h表示电池若以1A的电流为用电器供电，可以工作1h,若以1mA的电流为用电器供电，可工作1000h.(3)对同一种电池来说，体积越大，电池的容量越大，内阻越小；使用时间越长，内阻越大。3.闭合电路欧姆定律(1)内容：闭合电路里的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电阻之和成反比．(2)公式：I＝eq\f(E,R＋r)(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.②能量表达式：EI＝UI＋I2r.4.闭合电路的欧姆定律的表达形式表达式物理意义适用条件I＝eq\f(E,R＋r)电流与电源电动势成正比，与电路总电阻成反比纯电阻电路E＝I（R＋r）①E＝U外＋Ir②E＝U外＋U内③电源电动势在数值上等于电路中内、外电压之和①式适用于纯电阻电路；②③式普遍适用EIt＝I2Rt＋I2rt④W＝W外＋W内⑤电源提供的总能量等于内、外电路中电能转化为其他形式的能的总和④式适用于纯电阻电路，⑤式普遍适用3．路端电压与外电阻的关系一般情况U＝IR＝eq\f(E,R＋r)·R＝eq\f(E,1＋\f(r,R))，当R增大时，U增大特殊情况①当外电路断路时，I＝0，U＝E②当外电路短路时，I短＝eq\f(E,r)，U＝0【典例1】如图所示，电源电动势E=6V，内电阻r=1Ω，小灯泡L标有“2V

4W”，当调节可变电阻A．流过小灯泡的电流I=1B．电源的路端电压为2VC．可变电阻R此时的阻值为2ΩD．可变电阻R此时消耗的功率为4W【答案】D【详解】A．小灯泡正常发光，则流过小灯泡的电流I=故A错误；B．电源的路端电压U故B错误；C．可变电阻R此时的阻值为R=故C错误；D．可变电阻R此时消耗的功率为P=故D正确。故选D。【典例2】某电路如图所示，其中四个电阻阻值相等，电压表可视为理想电压表，电池E内阻可忽略。开关S断开时，电压表示数为U1；闭合开关S后，电压表示数为U2，U1A．35 B．12 C．25【答案】A【详解】当开关S断开时，等效电路图如图所示电路总阻值R则干路电流I=电压表的示数U解得U当开关S闭合时，等效电路图如图所示电路总阻值R则干路电流I电压表的示数U电压表读数的比值为U故选A。【典例3】工程师对某款新能源汽车的直流蓄电池进行性能测试，测试过程中系统输出的PI2−1I图像如图，其中PA．该蓄电池的电动势为24V B．该蓄电池的内阻为2C．该蓄电池的短路电流为12A D．该蓄电池输出功率最大时电流为12A【答案】D【详解】AB．设该蓄电池的电动势为E，蓄电池的内阻为r，则P=EI−变形可得P结合图像可知，该蓄电池的内阻为r=0.5该蓄电池的电动势为E=故AB错误；C．该蓄电池短路时，电流最大，最大电流为I故C错误；D．输出功率为P=EI−其中I≤24AI=时，输出功率最大。故D正确。故选D。【典例4】如图所示，电流表和电压表均为理想电表，电容器的电容C=6µF，定值电阻R1=3Ω，R2=5(1)电源内阻r。(2)电容器带的电荷量。(3)将开关S断开，通过R2【答案】(1)2Ω(2)1.8×(3)1.8×【详解】（1）开关S闭合一段时间后，电流表的读数为0.6A，根据闭合电路欧姆定律有I解得r=2（2）开关S闭合一段时间后，定值电阻R2U根据电容的定义式有C=解得Q（3）将开关S断开后，电容器对定值电阻R2放电，结合上述可知，通过RQ【典例5】如图所示的电路中，R1=2Ω(1)电阻R3(2)电源电动势E和内阻r的值。【答案】(1)R(2)E=6V，r=2Ω【详解】（1）S闭合时，R2两端电压U2=I2R2=1.2V所以，R1两端电压为U1=U－U2=2.4V流过R1的电流I流过电阻R3的电流I3=I1－I2=0.6A所以电阻R3的阻值R（2）由闭合电路欧姆定律，当S闭合时E=U＋I1r当S断开时E=I(代入数据，联立解得E=6V，r=2Ω考点2：电路中的能量转化1.电功：电路中电场力移动电荷做的功．表达式为.2.电功率：单位时间内电流做的功．表示电流做功的快慢．表达式为.3.焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比．表达式为Q＝I2Rt.4.热功率：单位时间内的发热量．表达式为P＝eq\f(Q,t).5.纯电阻电路和非纯电阻电路中的能量转化纯电阻电路非纯电阻电路元件特点电路中只有电阻，电能全部转化成内能除内能外，还把电能转化成其他形式的能能量转化情况电功热功关系W=QW＞Q,W=Q+E其他电功率热功率关系P=P热P＞P热,P=P热+P其他欧姆定律是否成立成立，有U=IR，不成立，有U＞IR，元件举例电阻、电炉丝、白炽灯等电动机、电解槽等【典例6】如图，一充电器对锂电池充电电路图，已知输出电压U=3.0V，输出电流为I=100mA，锂电池的内阻r=2ΩA．有18J的电能转化为化学能B．充电过程中电流做的功为18JC．该过程中锂电池产生的热量为1.2JD．该过程中有16.8J的化学能储存在锂电池中【答案】A【详解】B．充电过程中电流做的功为W=UIt=3.0×0.1×60故B正确，不满足题意要求；C．该过程中锂电池产生的热量为Q=故C正确，不满足题意要求；AD．根据能量守恒定律有UIt=解得E可知，有16.8J的电能转化为化学能，即该过程中有16.8J的化学能储存在锂电池中，故A错误，满足题意要求；D正确，不满足题意要求。故选A。【典例7】下图是某款理发用的电吹风的简化电路图，它主要由电动机M和电热丝R构成。当闭合开关S1、S2后，电动机驱动风叶旋转，将空气从进风口吸入，经电热丝加热，形成热风后从出风口吹出。已知电吹风的额定电压为220V，吹冷风时的功率为120W，吹热风时的功率为1000W。关于该电吹风，下列说法正确的是（）A．电热丝的电阻为55B．电动机的电阻为1210C．当电吹风吹热风时，电热丝每秒消耗的电能为1000JD．当电吹风吹热风时，电动机每秒消耗的电能为1120J【答案】A【详解】A．吹热风时电热丝消耗的功率为P=1000W-120W=880W，又由P=可得电热丝的电阻为R=故A正确；B．由于不知道电动机线圈的发热功率，所以电动机线圈的电阻无法计算，故B错误；C．当电吹风吹热风时，电热丝每秒钟消耗的电能为880J，故C错误；D．当电吹风吹热风时，电动机每秒钟消耗的电能为120J，故D错误；故选A。【典例8】如下图所示，A、B两灯泡额定电压都为110V，额定功率PA=100WA． B．C． D．【答案】C【详解】根据公式P=UR灯泡B的电阻RA．选项A图是灯泡A和灯泡B串联，然后接到220V的电源上，根据串联电路的分压特点可知灯泡B两端的电压大于110V，所以不能使两灯泡均正常发光，故A错误；B．图是灯泡A和可变电阻R并联后又和灯泡B串联，灯泡要想正常工作，必须满足灯泡A与可变电阻R并联后和灯泡B的电阻相等；但并联电路中，总电阻小于任何一个分电阻，所以此电路中灯泡A和灯泡B也不能正常工作，故B错误；CD．选项C图中是灯泡B和可变电阻R并联后又和灯泡A串联，灯泡要想正常工作，必须满足灯泡B与可变电阻R并联后和灯泡A的电阻相等，所以可以使灯泡A和灯泡B正常工作，可得整个电路消耗的总功率为P选项D图中是灯泡A和灯泡B并联后又与可变电阻R串联，灯泡要想正常工作，必须满足灯泡A与灯泡B并联后和可变电阻R的阻值相等，所以可以使A、B灯泡均正常发光，此时整个电路消耗的电功率为P显然，选项C中电路消耗的总功率最小，故C正确，D错误。故选C。【典例9】（多选）如图所示，有一个半径为r的金属球远离其他物体，通过电阻R与大地相连。电子束从远处以速度v落到球上且不反弹，在各物理量达稳定后每秒有n个电子落到球上。已知电子的质量为m，电子的电荷量为e，则下列说法正确的是（

）A．通过电阻的电流大小为neB．通过电阻的电流方向由金属球流向大地C．若以地面为零电势，则球的电势为φ=neRD．每秒钟金属球产生的热量为nm【答案】AD【详解】AB．稳定之后，落到球面上的电子数应等于通过电阻流到地面上的电子数，则电流强度I=ne方向由大地流向金属球，故A正确，B错误；C．因为电阻R两端的电压为neR，若以地面为零电势，则球的电势为φ=−neR故C错误；D．设每秒有n个电子落到球上，这些电子的总动能E在电阻器上转化为热的功率P=由能量守恒定律，单位时间内球产生的热量Q=故D正确。故选AD。【典例10】如图所示的电路，电源两端电压保持不变，R1=20Ω。当闭合开关S1、S3，断开S2时，电流表的示数为0.3A；当闭合开关S（1）求两端电源电压；（2）求电阻R2（3）当闭合S1，断开S2、S3时，电路消耗的电功率为P1；闭合S2，断开S1、S3（4）求整个电路消耗的最大和最小电功率。【答案】（1）6V；（2）5Ω；（3）10Ω；（4）9W，1.2W【详解】（1）因为电源两端的电压保持不变，当闭合开关S1、S2，断开S2时，R3被短路，R2U=（2）当闭合开关S2、S3，断开S1时，电阻R3被短路，R（3）闭合S1，断开S2、S3时，电阻R2支路为断路，此时P闭合S2，断开S1、S3时，电阻R1支路为断路，此时P又因为P1R（4）因为电源两端的电压保持不变，所以整个电路中的电压都是不变的，根据P=可知，电路中电阻最大的时候就是电路功率最小的时候，根据串联电路的总电阻总是大于其中任一电阻，并联电路的总电阻总是小于其中最小的电阻的规律可知，当R1、RP当R1、RP考点3：含电动机电路的功率计算电动机模型如图所示，电动机由线圈电阻和其他元件组成.电动机正常工作时，部分电压加在线圈电阻上，大部分电压加在其他元件上用来将电能转化为机械能，此时电路为非纯电阻电路；电动机通电但不工作时，电压全部加在线圈电阻上，此时电路为纯电阻电路电动机的特性电动机是一种非纯电阻用电器，它把电能转化为机械能和内能，在电路计算中，欧姆定律不再适用输入功率电动机消耗的功率即总功率P总=UI输出功率电动机做有用功的功率，如图所示，P出=mgv(设重物匀速上升)热功率电动机线圈上有电阻，电流通过线圈时要发热，热功率功率关系P总=P出+P热电动机的效率【典例11】（多选）如图所示是某型号电吹风的电路图，它主要由电动机M和电热丝R构成。已知电吹风的额定电压为220V，吹冷风时的功率为120W，吹热风时的功率为1000W，关于该电吹风，下列说法正确的是（）A．电热丝的电阻为55ΩB．若S1、SC．当电吹风吹热风时，电动机每秒钟消耗的电能为120JD．电动机工作时输出的机械功率为120W【答案】AC【详解】A．电动机和电热丝并联，当吹热风时，电热丝消耗的功率P=由P=UR=故A正确；B．若S1、SC．当吹热风时，电动机消耗的电功率仍为120W，故每秒钟消耗的电能为120J，故C正确；D．电动机工作时的输入功率为吹冷风时的功率，即为120W，由于电动机内部线圈有电阻，会产生一定的热功率，可知电动机工作时输出的机械功率小于120W，故D错误。故选AC。【典例12】如图所示，电源电动势E=3V，小灯泡L标有“2V、0.4W”，开关S接l，当变阻器调到R=4Ω时，小灯泡L正常发光；现将开关S接2，小灯泡L和电动机M均正常工作。则（）A．电路中的电流约为0.21AB．电动机的内阻为4ΩC．电动机正常工作电压为1VD．电源效率约为93.3%【答案】D【详解】A．由于小灯泡与电动机串联，此时二者均正常工作，故电路中的电流与通过灯泡的电流相等，则有IA错误；BC．设电源的内阻为r，当开关S接l，则有E=解得r=1现将开关S接2，电动机分担的电压U电动机工作时，有一部分能量转化为内能，故其内阻RBC均错误；D．电源的效率η=D正确。故选D。【典例13】某节水喷灌系统如图所示，水以v0=15m/sA．每秒水泵对水做功为75JB．每秒水泵对水做功为225JC．水泵输入功率为400WD．电动机线圈的电阻为5Ω【答案】C【详解】AB．每秒喷出水的质量为m0W=故AB错误；C．水泵的输出能量转化为水的机械能，则P所以水泵的输入功率PC正确；D．电动机的输出功率等于水泵所需要的输入功率，则电动机的机械功率为P而电动机的电功率P=UI=故电动机的热功率P又因为P解得线圈的电阻r=10D错误。故选C。【典例14】直流电动机在生产和生活中有着广泛的应用，但是电动机启动瞬间，转子还未转动，电动机的启动电流很大。为了减小启动电流，保护用电器，如图所示，将一线圈电阻为rM的电动机与电阻箱串联后接在电源电动势E=8V，内阻r=1Ω的电源两端，电压表可以视为理想表，现利用电动机竖直向上牵引一质量为m=0.1kg的物体，已知重力加速度为g=10m/s2。调节电阻箱至A．电动机的线圈电阻rB．电动机转动稳定时，其输入电压为4VC．电动机转动稳定时，其输出功率为6WD．调节电阻箱至R=17Ω【答案】A【详解】电动机转子稳定时，输出功率P电阻箱的电压U=3.4VI=内阻的分压为U则电动机的输入电压为U由P可得电动机的内阻r电动机启动时，转子未转动，电动机为纯电阻元件，启动电流为I=故选A。【典例15】如图所示为直流电动机提升重物装置，电动机的内阻一定，闭合开关K，当把它接入电压为U1=0.2V的电路时，电动机不转，测得此时流过电动机的电流是I1=0.5（1）电动机线圈的电阻r；（2）当U2（3）如果重物质量m=1.0kg，当U2=4.0V时电动机提升重物的速度大小是多少?（【答案】（1）0.4Ω；（2）3.6W；（3）【详解】（1）电动机不转时，此时电动机为纯电阻元件，则r=（2）电动机正常工作时消耗的功率为P=电动机正常工作时线圈电阻损耗的功率为P电动机正常工作时输出功率为P（3）匀速提升时，拉力等于重力，即F=mg=10由电动机的输出功率P可得提升重物的速度为v=考点4：电源功率及效率1.电源的总功率电源的功率P电源将其他形式的能转化为电能的功率，也称为电源的总功率（电源的输入功率）计算式①任意电路：P总＝IE＝IU外＋IU内＝P出＋P内；②纯电阻电路：2.电源内部消耗的功率：电源内阻的热功率也称为电源的损耗功率计算式P内＝I2rP内＝I2r＝U内I＝P总－P出3.电源的输出功率电源输出功率P外电路上消耗的功率计算式①任意电路：P出＝UI＝EI－I2r＝P总－P内②纯电阻电路：P出＝I2R＝eq\f(E2R,R＋r2)＝eq\f(E2,\f(R－r2,R)＋4r)（只适用于外电路为纯电阻的电路）4.功率分配关系：闭合电路上功率分配关系P＝P外＋P内普遍适用EI＝UI＋I2r只适用于外电路为纯电阻的电路EI＝I2R＋I2r5.纯电阻电路中输出功率随R的变化关系：当R=r时，P出有最大值，即,此时路端电压,电流R＝r电源的输出功率最大，为Pm＝eq\f(E2,4r)R＞r随着R的增大输出功率越来越小R＜r随着R的增大输出功率越来越大P出＜Pm每个输出功率对应两个可能的外电阻R1和R2，且R1R2＝r26.电源的效率电源的效率输出功率与总功率的比值计算式任意电路η＝eq\f(P出,P总)×100%＝eq\f(U,E)×100%纯电阻电路η＝eq\f(R,R＋r)×100%＝eq\f(1,1＋\f(r,R))×100%注意①在纯电阻电路中R越大，η越大；当R＝r时，电源有最大输出功率，效率仅为50%。外电阻越大，电源的效率就越高；②输出功率与效率是两个不同的概念，其变化规律并不相同，特别要注意，纯电阻电路中当外电阻等于内电阻而输出功率最大时，效率并非很大，此时效率η＝eq\f(R,R＋r)×100%＝50%7.等效电源法若在电路中除可变电阻外，只有定值电阻，则在分析此可变电阻消耗功率的变化情况时，利用等效电源更简便。串联等效电源法将定值电阻R1和电源看成一个等效电源，图中等效电源的电动势E′=E,内阻r′=R1+r并联等效电源法将定值电阻R1和电源看成一个等效电源，图中等效电源的电动势,内阻【典例16】如图所示，电路中电源为一节电动势为E=4V，内阻为r=1Ω的干电池，保护电阻R0=3Ω，滑动变阻器Rp，阻值范围为0-10Ω。关于该电路，下列说法正确的是（

）A．保护电阻的最大功率为2WB．滑动变阻器最大功率为1WC．电源最大输出功率4WD．滑动变阻器阻值由0增大到10Ω的过程，电源的输出功率先增大后减小【答案】B【详解】A．保护电阻的最大功率为P由欧姆定律有I=可知当滑动变阻器电阻最小时，电流达到最大值，有I联立解得P故A错误；B．滑动变阻器消耗的功率为P当R得滑动变阻器最大功率为P故B正确；C．电源输出功率为P理论上R外R所以外电阻越小，电源输出功率越大，故当R电源输出功率最大，有P故C错误；D．因为电源的输出功率为P理论上R外R所以滑动变阻器阻值由0增大到10Ω的过程，电源的输出功率一直减小，故D错误。故选B。【典例17】如图所示，电源电动势E＝16V，内阻r＝4Ω，R0＝1Ω，直流电动机内阻R′0＝1Ω。当调节滑动变阻器R1时可使图甲中电路中R1消耗的功率最大；调节R2时可使图乙中电路的输出功率最大，且此时电动机刚好正常工作（额定输出功率为P0＝2W），则R1和R2连入电路中的阻值分别为（）A．3Ω、3Ω B．5Ω、3Ω C．5Ω、2.5Ω D．3Ω、2.5Ω【答案】C【详解】对于电路甲，根据闭合电路欧姆定律I=则R1消耗的功率为P当R1=r+R0对于电路乙P根据闭合电路欧姆定律U将E=16V，r=4Ω，R0'故选C。【点睛】对于电功率的计算，一定要分析清楚是不是纯电阻电路，对于非纯电阻电路，总功率和发热功率的计算公式是不一样的。【典例18】（多选）如图所示，R=3Ω，R0为最大阻值是5Ω的滑动变阻器，EA．R0B．R0=4ΩC．R0D．R0【答案】BD【详解】AB．电源的输出功率P=由于R=3则有R根据数学对勾函数的规律可知，当R0B．R0P由于R0为最大阻值是5Ω，大于R+r=4Ω，根据数学对勾函数的规律可知，当RC．电源的效率η=可知，随R0的减小，电源的效率减小，即R故选BD。【典例19】（多选）如图所示的电路中，电源电动势E=8V，内阻r=1Ω，定值电阻R1=9Ω，R2=10Ω，R3=5Ω；滑动变阻器R4的取值范围为0~15Ω。闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，使R4取不同的阻值接入电路，则下列说法正确的是（）A．定值电阻R1消耗的最大功率为3.24WB．电源内阻消耗的功率的最小值为0.5WC．R4=10Ω时，R4消耗的功率最大D．R4=15Ω时，电源的效率最高【答案】ACD【详解】A．定值电阻R1消耗的最大功率在干路电流最大时取得，可知R4R由闭合电路欧姆定律得干路电流为I定值电阻R1消耗的最大功率为P故A正确；B．根据电功率表达式可知当电源内阻消耗的功率最小时，干路总电流最小，对应的外电阻最大，故当R4R由闭合电路欧姆定律得干路电流为I电源内阻消耗的功率的最小值为P故B错误；C．为求滑动变阻器R4易知，等效电源的等效电动势E′=4V，等效内阻r′P可知当R4=r′P故C正确；D．由于电源效率为η=显然，当总的外电阻R外最大时，η取得最大值，此时R故选ACD。【典例20】如图所示的电路中，所用电源的电动势E=4V，内电阻r=1Ω，电阻R1在0~10Ω范围内可调。已知R2=6Ω，R3=3Ω，求：(1)为了使A、B之间电路的电功率在开关S接通时能达到最大值，应将R1的阻值调到多大？这时A、B间消耗的最大电功率是多少？(2)为了使R1的功率达到最大值，应将开关S接通还是断开，最大电功率是多少？【答案】(1)R1=0，3.556W(2)开关S接通，43W【详解】（1）开关接通时，A、B之间的总电阻R为一定值，所以只有当R1=0时，总电流最大，A、B之间的电功率才最大，则有I=则A、B间消耗的最大电功率是P（2）开关接通时，A、B之间的总电阻R23=2Ω为定值，当R1=R23+r=3Ω时，R1电功率最大，则有P开关断开时，A、B之间的总电阻R2=6Ω为定值，当R1=R2+r=7Ω时，R1电功率最大，则有P综上，S接通时最大R1电功率最大，最大为43W一、单选题1．如图所示是某种手机电池外壳上的文字说明，则下列说法正确的是（

）A．该电池的容量为0.7CB．该电池待机时的平均工作电流约为14.58mAC．mA⋅D．该电池通过静电力做功将其它形式的能转化为电能【答案】B【详解】A．该电池的容量为Q=700mA选项A错误；B．该电池待机时的平均工作电流约为I=选项B正确；C．mA⋅D．该电池通过非静电力做功将其它形式的能转化为电能，选项D错误。故选B。2．在下图所示的电路中，电源电动势为3.0V，内阻不计，L1、L2、L3为3个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图所示，当开关S闭合后，下列判断正确的是（）A．灯泡L1的电阻为15B．通过灯泡L1的电流为通过灯泡L2的电流的2倍C．灯泡L1消耗的电功率为0.35WD．灯泡L2消耗的电功率为0.30W【答案】D【详解】AC．当开关S闭合后，由于电源内阻不计，则灯泡L1的电压为3.0V，由小灯泡的伏安特性曲线可知此时电流为0.25A，则灯泡L1的电阻为R灯泡L1P故AC错误；B．由电路图可知，灯泡L1两端的电压为3V，灯泡L2两端的电压为1.5V，由小灯泡的伏安特性曲线可知，此时灯泡L1电流为0.25A，，灯泡L2的电流为0.20A，可知通过灯泡L1的电流不是通过灯泡L2的电流的2倍，故B错误；D．灯泡L2两端的电压为1.5V，电流为0.20A，则灯泡L2消耗的电功率为P故D正确。故选D。3．如图所示，电动机M的内阻是0.6Ω，电阻R=10Ω，直流电压U=160V，理想电压表示数110V，以下判断A．电动机通过的电流为5A B．电动机消耗的电功率为C．电动机输出的机械功率为150W D．电动机工作1分钟所产生的热量为【答案】C【详解】A．直流电压U=160V，理想电压表示数110V，则将在RI=故A正确，不满足题意要求；B．电动机消耗的电功率为P=故B正确，不满足题意要求；C．电动机输出的机械功率为P故C错误，满足题意要求；D．电动机工作1分钟所产生的热量为Q=故D正确，不满足题意要求。故选C。4．如图所示，电路中通过R1的电流是4A，已知R1=3Ω，R2=3Ω，R3=6Ω，则下列说法正确的是（）A．电路的总电阻是6ΩB．通过三电阻的电流之比是3:2:2C．三电阻两端的电压之比为3:2:1D．三电阻消耗的电功率之比为9:4:2【答案】D【详解】A．电路的总电阻为R=故A错误；B．设通过R2、R3的电流分别为I2I1=联立解得I2=则通过三电阻的电流之比为I故B错误；C．三电阻两端的电压之比为U故C错误；D．三电阻消耗的电功率之比为P故D正确。故选D。5．如图所示的电路中；当滑动变阻器滑片B在图示位置时，电压表和电流表的示数分别为1.6V、0.4A，当滑动变阻器滑片B从图示位置向右滑到另一位置时，它们的示数各改变了0.1V和0.1A，则（）A．此时电压表示数为1.7V B．电源的电动势为3VC．电源的内阻为4Ω 【答案】D【详解】ABC．向右滑则总电阻变小，电流增加，则电压减小，此时电压表示数为1.5V，由闭合电路欧姆定律E=U+Ir得E=1.6+0.4rE=1.5+0.5r联立解得r=1Ω，E故ABC错误；D．电源的输出功率为P=UI=1.5×0.5W=0.75W故D正确；故选D。6．将一电源、定值电阻R0=1Ω及电阻箱连成如图甲所示的闭合回路，闭合开关后调节电阻箱的阻值，测得电阻箱功率与电阻箱读数变化关系曲线如图乙所示，则下列说法中正确的是（）A．该电源电动势为9V B．该电源内阻为2ΩC．调整R，电源最大输出功率为9W D．电阻箱功率最大时电源效率为50%【答案】B【详解】B．由图乙可得电阻箱电阻R=3Ω时，功率P=3W，此时电阻箱阻值等于定值电阻和电源内阻之和，解得r=R−故B正确；A．电阻箱电阻R=3Ω时，根据P=可得此时电路电流为I=1根据闭合电路欧姆定律有E=I解得E=6故A错误；C．调整R，电源输出功率P=因此可知外电阻等于电源内阻时，电源输出功率最大，所以当电阻箱电阻R=1Ω时，电源输出功率最大P=故C错误；D．电阻箱功率最大时电源效率η=故D错误。故选B。7．随着我国机器人产业的蓬勃发展，仿生机器人关节电动机需求量越来越大。小明同学拆下一个类似旧电动机，测得电动机的绕线电阻R0=1Ω，上面标注工作电压“8V-12V”，然后把此电动机接入如图所示电路，电路中电源电动势E=12V，内阻r=1Ω，标有“8V，16W”字样的灯泡L恰能正常发光，则（）A．电动机的输出功率12WB．通过电源的电流为10AC．电动机把电能转化为机械能的效率为67%D．若电动机的转子被卡住电动机消耗的功率变为64W【答案】A【详解】AB．干路电流为I=电动机电流为I则电动机输出功率为PA正确，B错误；C．电动机把电能转化为机械能的效率为η=C错误；D．若电动机的转子被卡住，则视电动机为纯电阻，灯泡阻值为R灯泡与电动机并联的阻值为R此时电动机两端电压为U电动机消耗的功率为PD错误。故选A。8．如图所示，电源的电动势E=15V，内阻r=1Ω，定值电阻R=8Ω，M是电动机，其线圈电阻R'=1Ω，电动机正常工作时，理想电压表示数为6V，则下列说法错误的是（）A．通过电源的电流为1.5AB．定值电阻R两端的电压为8VC．电动机的输出功率为5WD．电源的效率约为93.3%【答案】A【详解】A．设理想电压表示数为U，电路中电流为I，由闭合电路欧姆定律得E=U+I(R+r)可得I=E−U则通过电源和电动机的电流为1A，故A错误；B．根据欧姆定律可知定值电阻R两端的电压为UR故B正确；C．电动机消耗的电功率为P=UI=6W电动机的发热功率为P热故电动机的输出功率为P出故C正确；D．电源的效率为η=故D正确．本题选择错误选项；故选A。9．如图所示，电路中灯泡均正常发光，阻值分别为R1=1Ω，R2=3Ω，A．R1 B．R2 C．R3【答案】B【详解】由电路图可知R3与R4串联后与R2并联，再与R1串联。并联电路部分的等效电阻为R由闭合电路欧姆定律可知，干路电流即经过R1的电流为I并联部分各支路电流大小与电阻成反比，则II四个灯泡的实际功率分别为PPPP故四个灯泡中功率最大的是R2。故选B。10．现有标有“110V

40W”的灯泡L1和标有“110V

100W”的灯泡L2及一只最大阻值为500Ω的滑动变阻器R，将它们接在220V的电路中，在如图所示的几种接法中，为了保证两个灯泡可以正常发光，且消耗功率最小的电路是（）A．

B．

C．

D．

【答案】C【详解】A．L1（110V

40W）和L2（110V

100W）的额定电压相同，由P=可知R1>R2由串联电路电流相等，两灯的电压不相等，可知图中L1、L2一定不会同时正常发光，故A错误；D．图中灯L2与滑动变阻器并联，总电阻小于L2的电阻，所以灯L2两端的电压小于灯L1两端的电压，图中L1、L2一定不会同时正常发光，故D错误；BC．并联电路电压相等特点可知图B中L1、L2可以相等，两灯可以正常发光；图C中L1与滑动变阻器并联，总电阻小于L1的阻值，可能与L2的阻值相等，但B中P总＝2（P1＋P2）C中P所以P所以消耗功率最小的电路是C图电路，故B错误，C正确。故选C。11．如图甲所示，电源电动势E=6V，闭合开关，将滑动变阻器的滑片C从A端滑至B端的过程中，得到电路中的一些物理量的变化如图Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ所示。其中图Ⅰ为输出功率与路端电压的关系曲线，图Ⅱ为路端电压与总电流的关系曲线，图Ⅲ为电源效率与外电路电阻的关系曲线，不考虑电表、导线对电路的影响。则下列关于图中a、b、c、dA．a0.6A,4.5V B．b4V【答案】C【详解】由题图乙可知短路电流为I由I短r=电源的效率最大时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，由题图丙可知电源的最大效率为η=80由η=解得R=8当输出功率达到最大时，外电路电阻R此时路端电压为U故可得b点对应的电压U1P则b点坐标为3V,4.5W；滑动变阻器的滑片在最右端B时，分别对应c、aR=8则I2=此时UP所以a点的坐标为0.6A,4.8V，c点的坐标为4.8V,2.88故选C。二、多选题12．如图所示，两段长度和材料相同、各自粗细均匀的金属导线a、b串联连接在电路中，横截面积之比Sa:SA．两导线电阻之比为2:3 B．两导线中的电场强度之比为2:3C．两导线的焦耳热功率之比为3:2 D．自由电子在两