2025年高考物理复习新题速递之电路与电能（2024年9月）

第1页（共1页）2025年高考物理复习新题速递之电路与电能（2024年9月）一．选择题（共10小题）1．（2023秋•思明区校级月考）如图所示电路，所有电表均为理想电表，R2＝r。当闭合开关S，触片P向左滑动过程中，四块电表的读数均发生变化，设滑片P在滑动过程中A1、A2、V1、V2在同一时刻的读数分别是I1、I2、U1、U2；电表示数的变化量的绝对值分别是ΔI1、ΔI2、ΔU1、ΔU2，那么下列说法正确的是（）A．I1增大，I2减小 B．ΔU1＞ΔU2 C．ΔU2ΔID．电源的输出功率在减小，效率在降低2．（2023秋•顺义区校级月考）在如图所示的电路中，当闭合开关S后，若将滑动变阻器的滑片P向下移动，则正确的是（）A．电压表和电流表的示数都增大 B．灯L2变暗，电流表的示数减小 C．灯L1变亮，电压表的示数减小 D．灯L2变亮，电容器的带电荷量增大3．（2024秋•天心区校级月考）在如图所示电路中，电源电动势为E，内阻不可忽略，R1和R2为定值电阻，R为滑动变阻器，P为滑动变阻器滑片，C为水平放置的平行板电容器，M点为电容器两板间一个固定点，电容器下极板接地（电势为零），下列说法正确的是（）A．左图中电容器上极板带负电 B．左图中滑片P向上移动一定距离，电路稳定后电阻R1上电压减小 C．若将R2换成如右图的二极管，电容器上极板向上移动一定距离，电路稳定后电容器两极板间电压增大 D．在右图中电容器上极板向上移动一定距离，电路稳定后M点电势降低4．（2024春•沙河口区校级期中）三峡集团海上风电场的全球首台16兆瓦级风电机组在9月1日实现24小时满功率运行，单日发电量高达38.41万千瓦时。已知该发电机叶片转动时可形成半径为r的圆面，风速垂直于圆面。若空气密度为ρ，风力发电机能将扫过圆面内20%的空气动能转化为电能，9月1日该发电机发电的平均功率为P，则当天的平均风速可表示为（）A．10Pπr2ρ B．35Pπr25．（2024•成都开学）为比较额定电压为5V、内阻为2.5Ω的USB小电风扇（如图甲）正常工作时和卡住时的功率，将其电机拆下与电动势为6V、内阻为2Ω的电源串联（如图乙），电机恰好能正常工作，则此电路中电机正常工作时的功率与卡住时的功率的比值为（）A．94 B．49 C．169 6．（2024•北京开学）如图所示的电路中，电源电动势为E，内电阻为r，R1、R2、R3和R4为四个可变电阻。要使电容器C1和C2所带的电荷量都减少，下列措施中可行的是（）A．仅减小R1 B．仅减小R2 C．仅减小R3 D．仅减小R47．（2024•青羊区校级开学）如图所示是一种自动测定水箱高度变化的传感器装置。装置中金属杠杆的一端接浮标（浮标与杠杆绝缘），另一端的触点P接滑动变阻器R。水箱液面表由电流表改装而成。为简化模型，动态过程中设电源电动势E不变，内阻r不可忽略。当水从底部快速抽走，水箱内液面下降的过程中，下列说法正确的是（）A．电路中电流增大 B．电路的路端电压减小 C．整个电路的总功率减小 D．电源的效率先增大后减小8．（2024•闽侯县校级开学）如图所示的电路中，通过R1的电流是3A，已知R1＝4Ω，R2＝15Ω，R3＝10Ω，则（）A．电路的总电阻是6Ω B．通过R2的电流是4.5A C．ab两端的电压是12V D．ac两端的电压是18V9．（2024•广西）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1.00m，接入图甲电路。闭合开关S，滑片P从M端滑到N端，理想电压表读数U随滑片P的滑动距离x的变化关系如图乙，则导体L1、L2的电阻率之比约为（）A．2：3 B．2：1 C．5：3 D．1：310．（2024•平谷区模拟）如图所示电路中，有四个完全相同的小灯泡，不考虑电阻随温度的变化，其中最亮的灯泡是（）A．灯泡L1 B．灯泡L2 C．灯泡L3 D．灯泡L4二．多选题（共5小题）（多选）11．（2023秋•抚顺期末）如图所示，U﹣I图线上，a、b、c各点均表示该电路中有一个确定的工作状态，连接O、b时，α＝β，则下列说法正确的是（）A．从a到b时，电源的总功率增大，输出功率减小 B．从b到c时，电源的总功率和输出功率都增大 C．在a、c两点时，电源的输出功率可能相等 D．在b点时，电源的输出功率最大（多选）12．（2024•郫都区校级开学）如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，电表均为理想电表。闭合开关S后，若减小R的阻值，则下列说法正确的是（）A．电流表的示数一定变小 B．电压表的示数一定变小 C．电源的输出功率一定减小 D．R1两端的电压一定减小（多选）13．（2024•南海区校级开学）如图所示，M、N是平行板电容器的两个极板，R为滑动变阻器。用绝缘细线将一带负电的小球悬于电容器内部。闭合开关S，给电容器充电后，悬线偏离竖直方向的夹角为θ。下列说法正确的是（）A．保持S闭合，将滑动变阻器的滑片向a端滑动，则θ增大 B．保持S闭合，将N板向M板靠近，则θ增大 C．断开S，将N板向M板靠近，则θ增大 D．断开S，将N板向下移动少许，则θ增大（多选）14．（2024•广东模拟）中国空间站的电能主要由太阳能电池提供。一太阳能电池接入如图所示的纯电阻工作电路中，S1闭合、S2断开时，电压表的示数为400mV；S1和S2均闭合时，电压表的示数为200mV。已知工作电路的电阻为10Ω，电压表的内阻足够大，下列说法正确的有（）A．太阳能电池的电动势为400mV B．太阳能电池的内阻为10Ω C．S1和S2均闭合时，通过太阳能电池的电流为10mA D．S1和S2均闭合时，通过工作电路的电流为20mA（多选）15．（2024•开福区校级开学）如图所示的电路中，定值电阻R1、R2、R3的阻值均为R0，电源电动势为E，内阻为r，R为滑动变阻器，电表均为理想电表。开关S闭合后，滑动变阻器的滑片从图示位置向左滑动的过程中，电压表示数变化量的绝对值为ΔU，电流表示数变化量的绝对值为ΔI，下列判断正确的是（）A．电压表示数增大 B．R2消耗的功率减小 C．电源的效率减小 D．ΔU三．解答题（共5小题）16．（2023秋•抚顺期末）在如图所示的电路中，两电表均为理想电表，当滑动变阻器的滑片位于最左端时，两电表的示数分别为10V，0.2A；当滑动变阻器的滑片位于最右端时，两电表的示数分别为4V、0.5A。已知R1＝84Ω，求：（1）滑动变阻器的最大电阻值；（2）电源的电动势E、内阻r。17．（2024秋•南通月考）如图所示，已知电源电动势E＝6V，内阻r＝1Ω，保护电阻R0＝0.5Ω，求：（1）当电阻箱R读数为多少时，保护电阻R0消耗的电功率最大，并求这个最大值。（2）当电阻箱R读数为多少时，电阻箱R消耗的功率PR最大，并求这个最大值。（3）若电阻箱R的最大值为3Ω，R0＝5Ω，求：当电阻箱R读数为多少时，电阻箱R的功率最大，并求这个最大值。（4）电源的最大输出功率。18．（2024春•天心区校级期末）如图所示的小型电动机演示电路中，在S1闭合、S2断开的情况下，电流表的示数为1A，在S1、S2均闭合的情况下，电流表的示数为3A，已知电源的电动势为3V，内阻为0.5Ω。不计电流表的内阻，且灯丝电阻不变，求：（1）灯L的电阻RL；（2）S1、S2均闭合时电动机M的总功率PM。19．（2023秋•大通县期末）2022年7月15日至17日，第十届万魅•北方礼品玩具展在山东临沂举办。如图是一参展玩具起重机的电路示意图。电源电动势为6V，内阻为0.5Ω，电阻R＝2.5Ω，闭合开关S后，当电动机以1m/s的速度匀速向上提升一质量为0.16kg的物体时（不计一切摩擦阻力，重力加速度g取10m/s2），标有“3V0.6W”的灯泡恰好正常发光。求：（1）电动机两端的电压；（2）通过电阻R的电流；（3）电动机的内阻。20．（2024•如皋市二模）如图所示，A为电解槽，N为电炉，当S、S1闭合、S2断开时，电流表示数I1＝5A；当S、S2闭合、S1断开时，电流表示数I2＝3A。已知电源电动势E＝15V，电源内阻r＝1Ω，电解槽内阻RA＝2Ω，求：（1）电炉N的电阻RN；（2）当S、S2闭合、S1断开时，电能转化为化学能的功率P化。

2025年高考物理复习新题速递之电路与电能（2024年9月）参考答案与试题解析一．选择题（共10小题）1．（2023秋•思明区校级月考）如图所示电路，所有电表均为理想电表，R2＝r。当闭合开关S，触片P向左滑动过程中，四块电表的读数均发生变化，设滑片P在滑动过程中A1、A2、V1、V2在同一时刻的读数分别是I1、I2、U1、U2；电表示数的变化量的绝对值分别是ΔI1、ΔI2、ΔU1、ΔU2，那么下列说法正确的是（）A．I1增大，I2减小 B．ΔU1＞ΔU2 C．ΔU2ΔID．电源的输出功率在减小，效率在降低【考点】电路动态分析．【专题】定量思想；推理法；恒定电流专题；推理能力．【答案】B【分析】当滑动触头P向左滑动时，其接入电路的电阻增大，根据闭合电路欧姆定律判断干路电流的变化和路端电压的变化；根据推论：外电阻等于电源的内阻时，电源的输出功率最大，分析电源的输出功率如何变化。根据路端电压的变化分析电源效率的变化。【解答】解：A．当触片P向左滑动过程中，导致电阻R1变大，则总电阻变大，总电流I2减小，电阻R2上电压减小，内电压变小，则U1增大，所以R0上电流I0增大，根据I2＝I1+I0则I1减小，故A错误；BC．根据闭合电路欧姆定律得U1＝E﹣I2（r+R2）所以ΔU由欧姆定律得U2＝I2R2则有ΔU所以ΔU1＞ΔU2故B正确，C错误；D．根据推论：外电阻等于电源的内阻时，电源的输出功率最大，由题意，开始时外电阻大于电源内阻，则当变阻器的滑动触头P向左移动时，外电路总电阻增大，电源输出的电功率减小，电源的效率η=UI外电阻增大，干路电流减小，内电压减小，路端电压U增大，所以电源的效率增大，故D错误。故选：B。【点评】本题要根据闭合电路欧姆定律列式分析，要知道直流电路中，电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值是定值。同时本题按局部到整体，再局部分析电压、电流的变化。2．（2023秋•顺义区校级月考）在如图所示的电路中，当闭合开关S后，若将滑动变阻器的滑片P向下移动，则正确的是（）A．电压表和电流表的示数都增大 B．灯L2变暗，电流表的示数减小 C．灯L1变亮，电压表的示数减小 D．灯L2变亮，电容器的带电荷量增大【考点】含容电路的动态分析；电路动态分析．【专题】定性思想；推理法；恒定电流专题；推理能力．【答案】C【分析】根据闭合电路欧姆定律结合电路构造的分析得出电表示数的变化和灯泡的亮度变化；根据电路构造分析出电容器的电势差变化趋势，结合公式Q＝CU得出电荷量的变化。【解答】解：ABC、将滑动变阻器的滑片P向下移动，滑动变阻器接入电路的电阻减小，R与灯L2并联的电阻减小，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知，干路电流I变大，内电压增大，路端电压U减小，则电压表示数减小，灯L1变亮；R与灯L2并联，并联电路的电压U并＝U﹣U1，U减小，灯L1两端电压U1变大，U并减小，灯L2变暗；流过电流表的电流IA＝I﹣I2，I变大，流过灯L2的电流I2减小，IA变大，电流表的示数变大，故AB错误、C正确；D、U并减小，灯L2变暗，电容器两端的电压变小，则电容器的带电荷量减小，故D错误。故选：C。【点评】本题主要考查了含容电路的动态分析问题，熟悉电路构造的分析，结合闭合电路欧姆定律和电容器电荷量的计算公式即可完成解答。3．（2024秋•天心区校级月考）在如图所示电路中，电源电动势为E，内阻不可忽略，R1和R2为定值电阻，R为滑动变阻器，P为滑动变阻器滑片，C为水平放置的平行板电容器，M点为电容器两板间一个固定点，电容器下极板接地（电势为零），下列说法正确的是（）A．左图中电容器上极板带负电 B．左图中滑片P向上移动一定距离，电路稳定后电阻R1上电压减小 C．若将R2换成如右图的二极管，电容器上极板向上移动一定距离，电路稳定后电容器两极板间电压增大 D．在右图中电容器上极板向上移动一定距离，电路稳定后M点电势降低【考点】含容电路的动态分析．【专题】定量思想；推理法；电容器专题；推理能力．【答案】C【分析】A.根据电容器的极板和电源正负极的连接情况进行分析判断；B.根据直流电路电容器充放电结束稳定后的状态分析电压的变化情况；C.根据电容器定义式结合平行板电容的决定式导出场强公式，结合二极管的特性分析电压变化情况；D.根据下极板接地和场强不变的关系判断电势的变化情况。【解答】解：A．由图可知，电容上极板和电源高电势端连接，故电容器上极板带正电，故A错误；B．滑片P向上移动一定距离后，稳定后电路中电阻和电流均不变，则电阻R1上电压不变，故B错误；C．电容器上极板向上移动一定距离，由于二极管的特性，电容器不能放电，带电量Q不变，根据C=QU=ɛrSD．电容器上极板向上移动一定距离，由于板间场强不变，由U＝Ed知，M与下极板间的电势差不变，下极板接地，所以M点电势将不变，故D错误。故选：C。【点评】考查电容器的动态分析问题，熟练掌握电容的定义式和决定式，并利用电容的变化进行相关量的推导和分析。4．（2024春•沙河口区校级期中）三峡集团海上风电场的全球首台16兆瓦级风电机组在9月1日实现24小时满功率运行，单日发电量高达38.41万千瓦时。已知该发电机叶片转动时可形成半径为r的圆面，风速垂直于圆面。若空气密度为ρ，风力发电机能将扫过圆面内20%的空气动能转化为电能，9月1日该发电机发电的平均功率为P，则当天的平均风速可表示为（）A．10Pπr2ρ B．35Pπr2【考点】用能量守恒定律解决实际问题．【专题】定量思想；推理法；功率的计算专题；推理能力．【答案】D【分析】通过风速和风扇面积计算通过的气流体积，再由密度得到流通气体质量，通过风扇能量转化率可求得风扇功率的表达式，进而求解平均风速。【解答】解：平均风速为v，Δt时间内冲击叶片圆面的气流体积为：ΔV＝Sl其中S＝πr2，l＝vΔtΔt时间内冲击发电机叶片气流的质量为：Δm＝ρΔV平均功率为：P=20%⋅联立解得：v=310Pπr2故选：D。【点评】本题考查能量转化及守恒定律的应用，要明确能量转化方向，并能熟练掌握密度的计算公式，能够利用效率计算能量间的转换。5．（2024•成都开学）为比较额定电压为5V、内阻为2.5Ω的USB小电风扇（如图甲）正常工作时和卡住时的功率，将其电机拆下与电动势为6V、内阻为2Ω的电源串联（如图乙），电机恰好能正常工作，则此电路中电机正常工作时的功率与卡住时的功率的比值为（）A．94 B．49 C．169 【考点】电功和电功率的计算．【专题】定量思想；推理法；恒定电流专题；推理能力．【答案】D【分析】电动机正常工作的时候，电动机属于非纯电阻，电动机消耗的总功率为P电＝UI，电动机不转的时候，电动机属于纯电阻，根据功率的公式P＝I2R计算总功率。【解答】解：电机正常工作时，由闭合电路欧姆定律有E＝UM+Ir，代入数据解得I＝0.5A，电机正常工作的功率P正＝UMI＝5×0.5W＝2.5W，电机卡住时相当于纯电阻，E＝I′（R+r），代入数据解得I'=43此时电机的功率P卡＝I′2R代入数据解得P卡=409所以P故D正确，ABC错误。故选：D。【点评】本题以UBS电风扇为背景，考查了非纯电阻电路的功率问题，特别需要注意的是各种功率公式的应用。6．（2024•北京开学）如图所示的电路中，电源电动势为E，内电阻为r，R1、R2、R3和R4为四个可变电阻。要使电容器C1和C2所带的电荷量都减少，下列措施中可行的是（）A．仅减小R1 B．仅减小R2 C．仅减小R3 D．仅减小R4【考点】含容电路的动态分析；用闭合电路的欧姆定律计算电路中的电压和电流．【专题】定性思想；推理法；电容器专题；推理能力．【答案】B【分析】根据串并联电路的特点分析电容器两端电压的决定因素，再根据欧姆定律分析采取的措施。【解答】解：A．仅减小R1，则电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知，电路总电流增大，路端电压减小；则R2、R3的电压均增大，由于电容器C1电压等于R2的电压，电容器C2电压等于R2与R3的电压之和，所以两个电容器的电压都增大，所带的电荷量都增加，故A错误；B．仅减小R2，则电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知，电路总电流增大，路端电压减小；由于R1、R3的电压均增大，则R2的电压减小，R2与R3的电压之和减小，所以两个电容器的电压都减小，所带的电荷量都减少，故B正确；C．仅减小R3，则电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知，电路总电流增大，路端电压减小；由于R1、R2的电压均增大，则R2与R3的电压之和减小，所以电容器C1电压增大，电容器C1所带的电荷量增加，电容器C2电压减小，电容器C2所带的电荷量减少，故C错误；D．仅减小R4，电路中电流和电压不改变，所以电容器的电压和电量都不改变，故D错误。故选：B。【点评】本题考查了电容器的相关知识，关键是能够分清电路的组成，结合欧姆定律解决。7．（2024•青羊区校级开学）如图所示是一种自动测定水箱高度变化的传感器装置。装置中金属杠杆的一端接浮标（浮标与杠杆绝缘），另一端的触点P接滑动变阻器R。水箱液面表由电流表改装而成。为简化模型，动态过程中设电源电动势E不变，内阻r不可忽略。当水从底部快速抽走，水箱内液面下降的过程中，下列说法正确的是（）A．电路中电流增大 B．电路的路端电压减小 C．整个电路的总功率减小 D．电源的效率先增大后减小【考点】电源的总功率、输出功率和效率．【专题】定量思想；推理法；恒定电流专题；推理能力．【答案】C【分析】根据欧姆定律，结合电路滑动变阻器R接入电路的电阻变大，讨论出总电流减小，再根据电功率表达式分析整个电路消耗的功率和电源输出功率。【解答】解：当水从底部快速抽走，水箱内液面下降的过程中，P点上升，则电阻R变大，总电阻变大，电路中的电流减小，路端电压变大，根据P＝IE可知电路的总功率减小，根据η=I(E-Ir)可知电源效率增大。故ABD错误，C正确。故选：C。【点评】本题考查了欧姆定律与电功、电功率，熟悉外阳等于内阻时电源输出功率最大这个二级结论能更快解决此类问题。8．（2024•闽侯县校级开学）如图所示的电路中，通过R1的电流是3A，已知R1＝4Ω，R2＝15Ω，R3＝10Ω，则（）A．电路的总电阻是6Ω B．通过R2的电流是4.5A C．ab两端的电压是12V D．ac两端的电压是18V【考点】并联电路的特点及应用；欧姆定律的简单应用．【专题】定量思想；推理法；恒定电流专题；理解能力．【答案】C【分析】根据串并联电路电阻的特点分析；根据并联电路电流的特点计算；根据U＝IR计算。【解答】解：A.根据串并联电路的电阻特点可得电路中的总电阻是R=R1+B．根据并联电路中电流的特点可知通过R2的电流是I'=I⋅C．ab两端的电压是Uab＝IR1＝3×4V＝12V，故C正确；D．ac两端的电压是Uac＝IR＝3×10V＝30V，故D错误。故选：C。【点评】掌握串并联电路中电阻、电流的特点，能够分清电路的结构是解题的基础。9．（2024•广西）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1.00m，接入图甲电路。闭合开关S，滑片P从M端滑到N端，理想电压表读数U随滑片P的滑动距离x的变化关系如图乙，则导体L1、L2的电阻率之比约为（）A．2：3 B．2：1 C．5：3 D．1：3【考点】串联电路的特点及应用；利用电阻定律求电阻率．【专题】定量思想；推理法；恒定电流专题；推理能力．【答案】B【分析】本题根据电阻定律结合欧姆定律分析求解。【解答】答：根据电阻定律：R=ρLS，根据欧姆定律：ΔU＝I•ΔR结合乙图可知导体L1、L2的电阻率之比为：ρ故ACD错误，B正确，故选：B。【点评】本题考查了电阻定律和欧姆定律，理解公式中各个物理量的含义，合理结合电路分析是解决此类问题的关键。10．（2024•平谷区模拟）如图所示电路中，有四个完全相同的小灯泡，不考虑电阻随温度的变化，其中最亮的灯泡是（）A．灯泡L1 B．灯泡L2 C．灯泡L3 D．灯泡L4【考点】闭合电路欧姆定律的内容和表达式．【专题】定性思想；推理法；恒定电流专题；理解能力．【答案】A【分析】根据电路结构分析电流的大小关系，从而判断灯泡亮度。【解答】解：根据电路结构可知灯泡L1在干路上，电流等于支路电流之和，则最亮的灯泡是灯泡L1，故A正确，BCD错误；故选：A。【点评】本题考查闭合电路欧姆定律，解题关键掌握干路电流与支路电流的关系。二．多选题（共5小题）（多选）11．（2023秋•抚顺期末）如图所示，U﹣I图线上，a、b、c各点均表示该电路中有一个确定的工作状态，连接O、b时，α＝β，则下列说法正确的是（）A．从a到b时，电源的总功率增大，输出功率减小 B．从b到c时，电源的总功率和输出功率都增大 C．在a、c两点时，电源的输出功率可能相等 D．在b点时，电源的输出功率最大【考点】电功和电功率的计算；闭合电路欧姆定律的内容和表达式．【专题】定性思想；推理法；恒定电流专题；推理能力．【答案】CD【分析】斜率为负值的图线是电源的路端电压与电流关系的图线，斜率为正值的图线是定值电阻的U﹣I图线；根据电源的输出功率规律可明确电源的输出功率。【解答】解：D、U﹣I图像中，直线的斜率代表电阻的大小，连接O、b时，a＝β，所以此时定值电阻R和电源的内电阻r相等，此时电源的输出功率最大，故D正确；C、在a点时，外电阻较小，但电流较大，在c点时，外电阻较大，但电流较小，根据P＝I2R可知，电源的输出功率可能相等，故C正确；AB、电源的总功率P＝EI，则a点对应的总功率最大，从a→b时，电源的总功率减小，而输出功率变大，从b到c时，电源的总功率和输出功率都减小，故AB错误。故选：CD。【点评】本题关键明确电源总功率P＝EI；当R＝r时，电源的输出功率最大；而电源的效率随着外电压的增大而增大。（多选）12．（2024•郫都区校级开学）如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，电表均为理想电表。闭合开关S后，若减小R的阻值，则下列说法正确的是（）A．电流表的示数一定变小 B．电压表的示数一定变小 C．电源的输出功率一定减小 D．R1两端的电压一定减小【考点】电路动态分析；电功和电功率的计算．【专题】比较思想；控制变量法；恒定电流专题；推理能力．【答案】BD【分析】当减小R的阻值时，电路的总电阻减小，由闭合电路欧姆定律分析干路电流与路端电压的变化，即可知道电流表和电压表示数的变化。分析R2两端电压的变化，可得电路中并联部分两端的电压变化，即可知道R1两端的电压的变化。根据内外电阻的关系分析电源的输出功率如何变化。【解答】解：AB、减小R的阻值，R与R1的并联电阻减小，电路的总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律分析可知，干路电流增大，由闭合电路欧姆定律得U＝E﹣Ir可知，路端电压减小，所以电流表的示数一定增大，电压表的示数一定减小，A错误，B正确；C、当电源的外电阻与内电阻相等时，电源的输出功率最大，由于不知外电阻与内电阻的大小关系，所以当电源的负载电阻减小，输出功率不一定减小，也可能增大，故C错误；D、干路电流增大，根据欧姆定律可知电阻R2两端电压增大，而路端电压减小，则R1两端的电压一定减小，故D正确。故选：BD。【点评】本题考查电路动态分析的问题，由局部电阻的变化，分析总电阻的变化，再分析干路电流变化为切入点，依据串并联电路的分压和分流特点，再判断局部的电压和电流的变化。（多选）13．（2024•南海区校级开学）如图所示，M、N是平行板电容器的两个极板，R为滑动变阻器。用绝缘细线将一带负电的小球悬于电容器内部。闭合开关S，给电容器充电后，悬线偏离竖直方向的夹角为θ。下列说法正确的是（）A．保持S闭合，将滑动变阻器的滑片向a端滑动，则θ增大 B．保持S闭合，将N板向M板靠近，则θ增大 C．断开S，将N板向M板靠近，则θ增大 D．断开S，将N板向下移动少许，则θ增大【考点】含容电路的动态分析．【专题】定性思想；推理法；电容器专题；推理能力．【答案】BD【分析】电容和电源相连时电容器两端间的电压与滑动变阻器两端的电压之和相等，通过判断滑动变阻器两端间电压的变化，知道极板间电场的变化，从而知道电场力的变化及拉力的变化，判断θ的变化情况；电容器和电源断开后，电容器上的电量不变，根据电容器的定义式、电容的决定式和电场强度公式联立可得电场强度E与板间距无关，与正对面积有关，从而明确小球受电场力的变化，再根据平衡条件确定夹角的变化。【解答】解：根据对小球的受力分析可知，悬线偏离竖直方向的夹角符合tanθ=Eq因此两极板间的场强越大，θ越大。A．保持S闭合，极板间的电压大小等于电源电动势。滑动变阻器的滑片位置不会影响极板上的电压大小，则场强大小不变，θ不变。故A错误；B．保持S闭合，极板间电压不变时，将N板向M板靠近，则板间距离d减小，根据场强E=Ud可知场强大小增大，则θ增大。故C．断开S，则极板上的电荷量Q不变，将N板向M板靠近，则根据C=εrS可得U=4πkQd极板间的场强E=U极板间距离d增大或减小不影响场强大小，其余物理量均不变，则场强大小不变，θ不变。故C错误；D．根据上述分析，断开S，将N板向下移动少许，则极板间的正对面积S减小，则场强E增大，则θ增大。故D正确。故选：BD。【点评】解决本题的关键是：1、熟悉含容电路的特点：电容两端间的电压与其并联部分的电压相等；含容支路中的电阻相当于导线。2、会正确的进行受力分析，搞清楚什么力变化导致拉力的变化。（多选）14．（2024•广东模拟）中国空间站的电能主要由太阳能电池提供。一太阳能电池接入如图所示的纯电阻工作电路中，S1闭合、S2断开时，电压表的示数为400mV；S1和S2均闭合时，电压表的示数为200mV。已知工作电路的电阻为10Ω，电压表的内阻足够大，下列说法正确的有（）A．太阳能电池的电动势为400mV B．太阳能电池的内阻为10Ω C．S1和S2均闭合时，通过太阳能电池的电流为10mA D．S1和S2均闭合时，通过工作电路的电流为20mA【考点】闭合电路欧姆定律的内容和表达式；电路动态分析；电动势的概念和物理意义．【专题】定量思想；推理法；恒定电流专题；推理能力．【答案】ABD【分析】S1闭合、S2断开时，电压表的示数等于电池的电动势；S1和S2均闭合时，根据欧姆定律可得电路中电流；S1和S2均闭合时，根据闭合电路欧姆定律求解电源内阻。【解答】解：A、因电压表的内阻足够大，故可认为电压表为理想电压表。S1闭合、S2断开时，电压表的示数为400mV，可知太阳能电池的电动势为E＝400mV，故A正确；CD、S1和S2均闭合时，电压表的示数为U＝200mV，工作电路的电阻为R＝10Ω。根据欧姆定律可得通过太阳能电池的电流为：I=200mV10Ω=20mA，故CB、S1和S2均闭合时，根据闭合电路欧姆定律可得：E＝I（R+r），代入数据得：400mV＝20mA×（10Ω+r），解得：r＝10Ω，故B正确。故选：ABD。【点评】本题考查了闭合电路欧姆定律的应用。基础题，根据电路的结构应用欧姆定律和闭合电路欧姆定律解答。（多选）15．（2024•开福区校级开学）如图所示的电路中，定值电阻R1、R2、R3的阻值均为R0，电源电动势为E，内阻为r，R为滑动变阻器，电表均为理想电表。开关S闭合后，滑动变阻器的滑片从图示位置向左滑动的过程中，电压表示数变化量的绝对值为ΔU，电流表示数变化量的绝对值为ΔI，下列判断正确的是（）A．电压表示数增大 B．R2消耗的功率减小 C．电源的效率减小 D．ΔU【考点】电路动态分析．【专题】定量思想；推理法；恒定电流专题；推理能力．【答案】AD【分析】理想电压表内阻无穷大，相当于断路，理想电流表内阻为零，相当短路。分析电路的连接结构，根据串并联电路的特点，闭合电路欧姆定律，以及欧姆定律分析各部分电压和电流的变化；根据η=U【解答】解：A.滑动变阻器的滑片从图示位置向左滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的阻值增大，则外电路总阻值增大，根据闭合电路欧姆定律可得：I干=Er+R外，可知干路电流减小，电压表的示数为：U＝E﹣l干B.R2消耗的功率为PR2=U2R2，因UC.根据电源的效率η=U端I干EI干=U端E，而路端电压U端＝D.根据上述分析，干路电流减小，并联电路中通过R2、R3所在的两个支路的电流均增大，则通过的电流表所在支路电流减小，且电流表示数的减小量Δl大于通过另两个支路的电流总的增加量ΔI′，则有：ΔUΔI又有：U=I'×R联立可得：ΔUΔI＜R故选：AD。【点评】本题是电路的动态分析问题，关键弄清楚电路的结构，明确电表各测量哪部分电路的电压或电流，根据闭合电路欧姆定律进行分析。三．解答题（共5小题）16．（2023秋•抚顺期末）在如图所示的电路中，两电表均为理想电表，当滑动变阻器的滑片位于最左端时，两电表的示数分别为10V，0.2A；当滑动变阻器的滑片位于最右端时，两电表的示数分别为4V、0.5A。已知R1＝84Ω，求：（1）滑动变阻器的最大电阻值；（2）电源的电动势E、内阻r。【考点】闭合电路欧姆定律的内容和表达式．【专题】定量思想；推理法；恒定电流专题；推理能力．【答案】（1）滑动变阻器的最大电阻值为84Ω；（2）电源的电动势E为14V、内阻r为20Ω。【分析】（1）当滑动变阻器的滑片位于最左端时，滑动变阻器的最大电阻值，由部分电路里的欧姆定律，电阻关系式求滑动变阻器的最大电阻值；（2）由闭合回路里的欧姆定律，求出电源的电动势和内阻。【解答】解：（1）当滑动变阻器的滑片位于最右端时，有U＝IR2，当滑动变阻器的滑片位于最左端时，滑动变阻器的最大电阻值R3，有I′R外＝U′，其中外部电路的电阻R外解得：R3＝84Ω。（2）当滑动变阻器的滑片位于最右端时，由闭合回路里的欧姆定律：E＝U+Ir，当滑动变阻器的滑片位于最左端时，E＝U′+I′r，联立解得：E＝14V，r＝20Ω。答：（1）滑动变阻器的最大电阻值为84Ω；（2）电源的电动势E为14V、内阻r为20Ω。【点评】本题考查闭合回路里的欧姆定律，解题关键是分滑动变阻器的滑片位于最左端和最右端列出闭合回路里的欧姆定律。17．（2024秋•南通月考）如图所示，已知电源电动势E＝6V，内阻r＝1Ω，保护电阻R0＝0.5Ω，求：（1）当电阻箱R读数为多少时，保护电阻R0消耗的电功率最大，并求这个最大值。（2）当电阻箱R读数为多少时，电阻箱R消耗的功率PR最大，并求这个最大值。（3）若电阻箱R的最大值为3Ω，R0＝5Ω，求：当电阻箱R读数为多少时，电阻箱R的功率最大，并求这个最大值。（4）电源的最大输出功率。【考点】电源的最大输出功率和条件；电功和电功率的计算；用闭合电路的欧姆定律计算电路中的电压和电流．【专题】定量思想；推理法；电场力与电势的性质专题；推理能力．【答案】（1）当电阻箱R读数为0时，保护电阻R0消耗的电功率最大，最大值为8W。（2）当电阻箱R读数为1.5Ω时，电阻箱R消耗的功率PR最大，最大值为6W。（3）当电阻箱R读数为3Ω时，电阻箱R的功率最大，最大值为43W（4）电源的最大输出功率为9W。【分析】（1）（2）（3）（4）根据电功率的公式结合欧姆定律解得电功率的表达式，结合数学方法分析计算。【解答】解：（1）保护电阻消耗的电功率为P0=因R0和r是常量，而R是变量，所以R最小时，P0最大，即R＝0时P0max=E2R（2）这时要把保护电阻R0与电源内阻r算在一起，据以上结论，当R＝R0+r，即R＝1Ω+0.5Ω＝1.5Ω时，电阻箱R消耗的功率最大PRmax=E24(r+（3）把R0＝5Ω当作电源内阻的一部分，则等效电源内阻r等为6Ω，而电阻箱R的最大值为3Ω，小于6Ω，由P=(ER+可知不能满足R＝r等，所以当电阻箱R的电阻取3Ω时，R消耗功率最大，最大值为P=代入数据解得P=（4）由电功率公式P出当R外＝r时，P出最大，即R＝r﹣R0＝1Ω﹣0.5Ω＝0.5Ω时有P出答：（1）当电阻箱R读数为0时，保护电阻R0消耗的电功率最大，最大值为8W。（2）当电阻箱R读数为1.5Ω时，电阻箱R消耗的功率PR最大，最大值为6W。（3）当电阻箱R读数为3Ω时，电阻箱R的功率最大，最大值为43W（4）电源的最大输出功率为9W。【点评】本题关键是把电源与保护电阻等效为新的电源，明确当外电阻等于等效电源的内电阻时，等效电源的输出功率最大。18．（2024春•天心区校级期末）如图所示的小型电动机演示电路中，在S1闭合、S2断开的情况下，电流表的示数为1A，在S1、S2均闭合的情况下，电流表的示数为3A，已知电源的电动势为3V，内阻为0.5Ω。不计电流表的内阻，且灯丝电阻不变，求：（1）灯L的电阻RL；（2）S1、S2均闭合时电动机M的总功率PM。【考点】计算电动机正常工作时输出的机械功或机械功率．【专题】计算题；定量思想；等效替代法；恒定电流专题；分析综合能力．【答案】（1）灯L的电阻RL为2.5Ω；（2）S1、S2均闭合时电动机M的总功率PM为3.6W。【分析】（1）S1闭合、S2断开，根据闭合电路欧姆定律求解灯L的电阻RL；（2）S1、S2均闭合时，根据闭合电路欧姆定律求解路端电压，根据U＝IR求出通过灯L的电流，从而得到通过电动机的电流，再根据电功率公式P＝UI求解电动机的总功率PM。【解答】解：（1）当S1闭合、S2断开时，电流表的示数为I1＝1A，由闭合电路欧姆定律得E＝I1（RL+r）代入数据解得：RL＝2.5Ω（2）当S1、S2均闭合时，电流表的示数为I2＝3A，由闭合电路欧姆定律可得路端电压为U＝E﹣I2r灯泡的电流为IL电动机的电流为IM＝I2﹣IL电动机M的总功率为PM＝UIM联立并代入数据解得：PM＝3.6W答：（1）灯L的电阻RL为2.5Ω；（2）S1、S2均闭合时电动机M的总功率PM为3.6W。【点评】本题考查闭合电路欧姆定律和非纯电阻电路的计算，注意非纯电阻电路不能用U＝IR计算电流。19．（2023秋•大通县期末）2022年7月15日至17日，第十届万魅•北方礼品玩具展在山东临沂举办。如图是一参展玩具起重机的电路示意图。电源电动势为6V，内阻为0.5Ω，电阻R＝2.5Ω，闭合开关S后，当电动机以1m/s的速度匀速向上提升一质量为0.16kg的物体时（不计一切摩擦阻力，重力加速度g取10m/s2），标有“3V0.6W”的灯泡恰好正常发光。求：（1）电动机两端的电压；（2）通过电阻R的电流；（3）电动机的内阻。【考点】闭合电路欧姆定律的内容和表达式；电功和电功率的计算．【专题】计算题；定量思想；推理法；恒定电流专题；推理能力．【答案】（1）电动机两端的电压为3V；（2）通过电阻R的电流为1A；（3）电动机的内阻为1.25Ω。【分析】（1）根据并联电路的特点求出电动机两端电压；（2）再根据欧姆定律解决流过R的电流；（3）根据干路电流＝各支路电流之和的特点求出流过电动机的电流，再根据题目中对外的输出功率即可解决。【解答】解：（1）由图可知，灯泡与电动机并联，灯泡正常发光，电压为UL＝3V，因此电动机两端的电压为：UM＝UL＝3V（2）R和电源内阻r串联，其两端的总电压为U1＝3V，由闭合电路欧姆定律，可得流经电阻R的总电流为：I=（3）灯泡的电流为：I电动机的电流为：IM＝I−IL＝1A−0.2A＝0.8A由题意可得电动机的输出功率为P=mgv=代入数据解得：rM＝1.25Ω。答：（1）电动机两端的电压为3V；（2）通过电阻R的电流为1A；（3）电动机的内阻为1.25Ω。【点评】此题考查闭合电路欧姆定律的相关知识。要知道电动机工作时，其电路为非纯电阻电路，不能直接用欧姆定律求解。20．（2024•如皋市二模）如图所示，A为电解槽，N为电炉，当S、S1闭合、S2断开时，电流表示数I1＝5A；当S、S2闭合、S1断开时，电流表示数I2＝3A。已知电源电动势E＝15V，电源内阻r＝1Ω，电解槽内阻RA＝2Ω，求：（1）电炉N的电阻RN；（2）当S、S2闭合、S1断开时，电能转化为化学能的功率P化。【考点】闭合电路欧姆定律的内容和表达式；电功和电功率的计算．【专题】定量思想；推理法；恒定电流专题；分析综合能力．【答案】（1）电炉N的电阻RN为2Ω；（2）当S、S2闭合、S1断开时，电能转化为化学能的功率P化为18W。【分析】（1）当S1闭合、S2断开时，电炉子工作，根据闭合电路欧姆定律求解电阻；（2）根据P总＝EI求解电源总电功率，根据能量守恒定律求解电能转化为化学能的功率。【解答】解：（1）根据闭合电路欧姆定律得：I1=ERN+r（2）电源的总功率P总＝EI2整个回路的热功率为P根据能量守恒定律可得电解槽中电能转化为化学能的功率为P化＝P总﹣P热代入数据解得：P化＝18W答：（1）电炉N的电阻RN为2Ω；（2）当S、S2闭合、S1断开时，电能转化为化学能的功率P化为18W。【点评】电解槽电路在正常工作时是非纯电阻电路，不能用欧姆定律求解其电流，只能根据电路中电流关系求电流、根据焦耳定律求解发热功率。

考点卡片1．欧姆定律的简单应用【知识点的认识】欧姆定律1．内容：导体中的电流I跟导体两端的电压U成正比，跟它的电阻R成反比．2．表达式：I=U3．适用条件：适用于金属和电解液导电，气体导电和半导体元件不适用．4．导体的伏安特性曲线：用横轴表示电压U，纵轴表示电流I，画出的I﹣U关系图线．（1）线性元件：伏安特性曲线是直线的电学元件，适用于欧姆定律．（2）非线性元件：伏安特性曲线为曲线的电学元件，即非线性元件的电流与电压不成正比．【命题方向】（1）第一类常考题型是考查欧姆定律不同表达式的物理意义：对于欧姆定律的理解，下列说法中错误的是（）A．由I=UB．由U＝IR，对一定的导体，通过它的电流强度越大，它两端的电压也越大C．由R=UI，导体的电阻跟它两端的电压成正比，D．对一定的导体，它两端的电压与通过它的电流强度的比值保持不变分析：根据欧姆定律的内容可知，通过电阻的电流强度跟它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比，电阻的大小是由导体本身决定的，与电压的大小无关．解：A、根据欧姆定律可知，通过电阻的电流强度跟它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比，所以A正确；B、由U＝IR，对一定的导体，电流与电压成正比，所以通过它的电流强度越大，它两端的电压也越大，所以B正确；C、导体的电阻与电压的大小无关，是由导体本身决定的，所以C错误；D、对一定的导体，它两端的电压与通过它的电流强度的比值保持不变，即为电阻的大小，所以D正确．本题选错误的，故选C．点评：本题就是考查学生对欧姆定律的理解，掌握住电阻是由导体本身决定的，与电压的大小无关，即可解决本题．（2）第二类常考题型是考查对伏安特性曲线的理解：如图所示为电阻R1和R2的伏安特性曲线，并且把第一象限分为了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域．现把R1和R2并联在电路中，消耗的电功率分别用P1和P2表示；并联的总电阻设为R．下列关于P1与P2的大小关系及R的伏安特性曲线应该在的区域正确的是（）A．特性曲线在Ⅰ区，P1＜P2B．特性曲线在Ⅲ区，P1＜P2C．特性曲线在Ⅰ区，P1＞P2D．特性曲线在Ⅲ区，P1＞P2分析：伏安特性曲线的斜率等于电阻的倒数．当两个电阻并联后总电阻R比任何一个电阻都要小，R的伏安特性曲线的斜率大于R1和R2的伏安特性曲线的斜率．R1和R2并联在电路中，电压相等，由图读出电流关系，再研究功率关系．解：把R1和R2并联在电路中，并联的总电阻R比R1和R2都小，则R的伏安特性曲线的斜率大于R1和R2的伏安特性曲线的斜率，则R的伏安特性曲线应该Ⅰ区．R1和R2并联在电路中，电压相等，由图读出流过电阻R1的电流较大，则功率P1＞P2．故选C．点评：本题首先要从数学角度理解图线的物理意义：斜率越大，电阻越小．其次抓住并联电路的基本特点：支路两端的电压相等．【解题方法点拨】1．欧姆定律不同表达式的物理意义（1）I=UR是欧姆定律的数学表达式，表示通过导体的电流I与电压U成正比，与电阻（2）公式R=U2．对伏安特性曲线的理解（1）如图，图线a、b表示线性元件，图线c、d表示非线性元件．（2）图象的斜率表示电阻的倒数，斜率越大，电阻越小，故Ra＜Rb（如图甲所示）．（3）图线c的电阻减小，图线d的电阻增大（如图乙所示）．（4）伏安特性曲线上每一点的电压坐标与电流坐标的比值对应这一状态下的电阻．3．深化拓展（1）在I﹣U曲线上某点切线的斜率不是电阻的倒数．（2）要区分是I﹣U图线还是U﹣I图线．（3）对线性元件：R=UI=△U4．欧姆定律I=U对于纯电阻，适合欧姆定律，即纯电阻两端的电压满足U＝IR．对于非纯电阻，不适合欧姆定律，因P电＝UI＝P热+P其他＝I2R+P其他，所以UI＞I2R，即非纯电阻两端的电压满足U＞IR．2．利用电阻定律求电阻率【知识点的认识】电阻定律的表达式为R＝ρlS，则导体的电阻率为ρ=RSl，R是导体的电阻，S【命题方向】如图所示，P是一个表面均匀镀有很薄电热膜的长陶瓷管，其长度为L，直径为D，镀膜材料的电阻率为ρ，膜的厚度为d．管两端有导电金属箍M、N．现把它接入电路中，测得M、N两端电压为U，通过它的电流I．则金属膜的电阻率的值为（）A、UIB、πUD24ILC、分析：镀膜材料的截面积为陶瓷管的周长和膜的厚度为d的乘积，根据欧姆定律求出电阻的大小，再根据电阻定律R＝ρLs解答：由欧姆定律可得，镀膜材料的电阻R=U镀膜材料的截面积为S＝2πD2•d＝πDd根据电阻定律可得，R＝ρLs所以镀膜材料的电阻率ρ为，ρ=sRL=故选：C。点评：本题容易出错的地方就是如何计算镀膜材料的截面积，在计算时可以把它看成是边长为陶瓷管周长，宽为d的矩形，计算出截面积，再根据电阻定律计算即可．【解题思路点拨】电阻定律R＝ρlS中，l是沿电流方向的长度，S是垂直于电流方向的横截面积，在用此式及其变形时，一定要注意l、S和R3．串联电路的特点及应用【知识点的认识】1．串、并联电路的特点串联电路并联电路电路电流I＝I1＝I2＝…＝InI＝I1+I2+…+In电压U＝U1+U2+…+UnU＝U1＝U2＝…＝Un总电阻R总＝R1+R2+…+Rn1R功率分配P1P总＝P1+P2+…PnP1P总＝P1+P2+…+Pn【命题方向】如图中，AB间的电压为30V，改变滑动变阻器触头的位置，可以改变CD间的电压，则UCD的变化范围是（）A、0～10VB、0～20VC、10～20VD、20～30V分析：根据串联电路电压与电阻的关系分析得知，当滑动变阻器触头置于变阻器的最上端时，UCD最大，当滑动变阻器触头置于变阻器的最下端时，UCD最小，分别求出UCD最小值和最大值，再得到UCD的变化范围．解答：当滑动变阻器触头置于变阻器的最上端时，UCD最大，最大值为Umax=2R3RU=23×30v=20V；当滑动变阻器触头置于变阻器的最下端时，UCD最小，最小值为Umin=R3R故选：C。点评：本题实质是分压器电路，考查对串联电路电压与电阻成正比特点的理解和应用能力．【解题思路点拨】解决串联电路问题的基本逻辑是：串联电路中电流处处相等，所以电压之比等于电阻之比，功率之比也等于电阻之比。4．并联电路的特点及应用【知识点的认识】串、并联电路的特点串联电路并联电路电路电流I＝I1＝I2＝…＝InI＝I1+I2+…+In电压U＝U1+U2+…+UnU＝U1＝U2＝…＝Un总电阻R总＝R1+R2+…+Rn1R功率分配P1P总＝P1+P2+…PnP1P总＝P1+P2+…+Pn【命题方向】将一只阻值为数千欧的电阻R1和一只阻值为千分之几欧的电阻R2并联起来，则总电阻（）A、很接近R1而略大于R1B、很接近R1而略小于R1、C、很接近R2而略大于R2D、很接近R2而略小于R2分析：通过并联电阻的计算公式即可求解．解答：根据1RR=因为R1较大，R2很小，所以R2所以R很接近R2而略小于R2故选：D。点评：本题主要考查了求并联电阻的公式，难度不大，属于基础题．【解题思路点拨】1.解决并联电路问题的基本逻辑是：并联电路中并联部分的电压相等，根据欧姆定律I=UR分析电流关系以及P2.不管是串联电路还是并联电路，电路的总功率都等于各个电子元器件消耗的功率之和。5．电功和电功率的计算【知识点的认识】1.电功的计算公式：W＝qU＝UIt2.电功率的计算公式：P=W3.如果是纯电阻电路，电流做的功完全用来发热，则有W＝qU＝UIt＝I2Rt=UP＝UI＝I2R=U【解题思路点拨】四个定值电阻连成如图所示的电路。RA、RC的规格为“6V6W”，RB、RD的规格为“6V12W”。将该电路接在输出电压U＝11V的恒压电源上，则（）A、RA的功率最大，为6WB、RB的功率最小，为0.67WC、RC的功率最小，为1.33WD、RD的功率最大，为12W分析：根据P=U2R求出每个电阻值，根据欧姆定律求出电路总电流，进而求出每个并联电阻两端的电压，根据P＝I2R和解答：由P=U2R知，RA＝RC=U12P1=626Ω＝6电阻B和C并联的电阻RBC=RBRC则电路的总电流I=UR=则并联电阻两端电压UBC＝IRBC＝1×2V＝2V则RA的功率为PA＝I2RA＝12×6W＝6WRB的功率为PB=UBC2RC的功率为PC=UBC2RD的功率为PD＝I2RD＝12×3W＝3W由此可知：RA的功率最大，为6WRC的功率最小，为0.67W故A正确，BCD错误；故选：A。点评：本题考查闭合电路的欧姆定律以及电阻功率的求法。注意并联电阻的求解，以及求功率时，串联电路常用P＝I2R而并联电路常用P=U【解题思路点拨】根据具体的电路，电功和电功率的计算有很多公式可选，要先具体分析电路条件，选择出合适的公式，进而计算电功或电功率。6．计算电动机正常工作时输出的机械功或机械功率【知识点的认识】1.电动机正常工作时的具体能量转化如下（1）电动机的输入功率是电动机消耗的总功率，P入＝UI。（2）电动机的热功率是线圈上电阻的发热功率，P热＝I2r。（3）电动机的输出功率是电动机将电能转化为机械能的功率，P出＝UI﹣I2r。（4）电动机的效率η=P出P入2.本考点主要针对电动机问题中输出功率、输出功与机械效率的计算。【命题方向】如图所示，电阻R1＝8Ω，电动机绕组电阻R0＝2Ω，当开关S断开时，电阻R1消耗的电功率是2.88W；当开关S闭合时，电阻R1消耗的电功率是2W．若电源的电动势为6V，求开关S闭合时，电动机输出的机械功率．分析：当开关S断开时，电阻R1消耗的电功率求出电路中电流，由欧姆定律求出电源的内阻r．当开关S闭合时，根据电阻R1消耗的电功率求出R1的电流和电压，根据欧姆定律求出干路电流，得到电动机的电流，再求出电动机输出的机械功率．解答：当开关S断开时，由P1=I12R1得：I整个电路有闭合电路的欧姆定律有：E＝I1×（R1+r）代入数据解得：r＝2Ω当开关S闭合时，由P2=I22R1得：IR1的电压为：U＝I2R1＝4V设干路中电流为I，则有：I=E-U电动机的电流为：IM＝I﹣I2＝0.5A故电动机的机械功率为：P＝UIM-IM2R答：开关S闭合时，电动机输出的机械功率为1.5W．点评：本题考查处理非纯电阻电路问题的能力．对于电动机正常时，其电路是非纯电阻电路，欧姆定律不成立，本题不能用IM=U【解题思路点拨】电动机电路的分析与计算7．电动势的概念和物理意义【知识点的认识】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.非静电力：电源内将正电荷从电源的负极搬运到电源正极的作用力称为非静电力。从功能角度看，非静电力做功，使电荷的电势能增加。3.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=Wq，单位：4.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，等于非静电力把1C正电荷从电源负极搬运到正极所做的功。【命题方向】铅蓄电池的电动势为2V，这表示（）A、电路中每通过1C电荷量，电源把2J的化学能转化为电能B、蓄电池将化学能转变为电能的本领比一节干电池（电动势为1.5V）的大C、蓄电池与电路断开时两极间的电压为2VD、蓄电池在1s内将2J的化学能转变成电能分析：电动势在数值上等于非静电力将1C的正电荷在电源内从负极移到正极所做的功，电动势大，非静电力做功的本领就大，即将其它形式的能转化为电能的本领就大．解答：A．电动势在数值上等于非静电力将1C的正电荷在电源内从负极移到正极所做的功，所以对于铅蓄电池的电动势为2V，电路中每通过1C电荷量，电源把2J的化学能转化为电能。故A正确。B．电动势大，非静电力做功的本领就大，即将其它形式的能转化为电能的本领就大。故B正确。C．电源未接入电路时两端间的电压等于电动势。故C正确。D．电动势是2V，意义是移动1C的正电荷在电源内从负极移到正极，非静电力做功2J，即有2J的化学能转变成电能，不是1s内将2J的化学能转变成电能。故D错误。故选：ABC。点评：解决本题的关键理解电动势的大小反映将其它形式的能转变为电能本领的大小以及电动势是电源非静电力特性决定，与电源的体积无关，与外电路无关．【解题思路点拨】1.电源的电动势是表征电源把其他形式的能转化为电势能的本领大小的物理量，即非静电力移送相同电荷量的电荷做功越多，则电动势越大。2.公式E=Wq是电动势的定义式而不是决定式，E的大小与W和8．闭合电路欧姆定律的内容和表达式【知识点的认识】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.表达式：I=ER+r，E表示电动势，I表示干路总电流，R表示外电路总电阻，3.闭合电路中的电压关系：闭合电路中电源电动势等于内、外电路电势降落之和E＝U外+U内。4.由E＝U外+U内可以得到闭合电路欧姆定律的另一个变形U外＝E﹣Ir。【命题方向】在已接电源的闭合电路里，关于电源的电动势、内电压、外电压的关系应是（）A、如外电压增大，则内电压增大，电源电动势也会随之增大B、如外电压减小，内电阻不变，内电压也就不变，电源电动势必然减小C、如外电压不变，则内电压减小时，电源电动势也随内电压减小D、如外电压增大，则内电压减小，电源的电动势始终为二者之和，保持恒量分析：闭合电路里，电源的电动势等于内电压与外电压之和．外电压变化时，内电压也随之变化，但电源的电动势不变．解答：A、如外电压增大，则内电压减小，电源电动势保持不变。故A错误。B、如外电压减小，内电阻不变，内电压将增大，电源电动势保持不变。故B错误。C、如外电压不变，则内电压也不变。故C错误。D、根据闭合电路欧姆定律得到，电源的电动势等于内电压与外电压之和，如外电压增大，则内电压减小，电源的电动势保持恒量。故D正确。故选：D。点评：本题要抓住电源的电动势是表征电源的本身特性的物理量，与外电压无关．【解题思路点拨】闭合电路的几个关系式的对比9．用闭合电路的欧姆定律计算电路中的电压和电流【知识点的认识】闭合电路的欧姆定律的表达式为（1）I=（2）E＝U内+U外（3）U＝E﹣Ir可以根据具体的问题选择合适的公式计算电路的电压、电流、电阻等参数。【命题方向】如图所示的电路中，电源电动势E＝6V，电源的内阻r＝2Ω，电阻R1＝3Ω，电阻R2＝6Ω．当闭合电键S后，流过R2的电流为（）A、12AB、1AC、211AD、分析：根据闭合电路的欧姆定律求出通过电源的电流，再由并联电路的特点知通过R2的电流。解答：R1，R2并联后的电阻R=R1根据闭合电路的欧姆定律，流过电源的电流I=ER+r通过R1的电流为I2=R1R1+R2I故选：A。点评：本题主要考查了闭合电路欧姆定律的直接应用，要求同学们能正确分析电路的结构，掌握并联电阻的计算方法。【解题思路点拨】闭合电路的几个关系式的对比10．电源的总功率、输出功率和效率【知识点的认识】1.闭合电路的能量关系如下（1）t时间内电源提供的电能：W＝qE＝IEt电源的总功率：P＝IEI表示干路电流，E表示电动势，q表示干路通过的电荷量（2）t时间内电源内电路消耗的电能：Q内＝I2rt内电路消耗的功率：P内＝I2rI表示干路电流，r表示内阻（3）t时间内电源外电路消耗的电能（外电路是纯电阻电路时）：W外＝IU外t＝I2Rt外电路消耗的功率（外电路是纯电阻电路时）：P外＝IU外＝I2R（4）t时间内电源外电路消耗的电能（外电路是非纯电阻电路时）：W外＝W﹣W内＝IEt﹣I2rt外电路消耗的功率（外电路是非纯电阻电路时）：P外＝P﹣P内＝IE﹣I2r（5）闭合电路中能量守恒：IEt＝IU外t+I2rt（E＝U外+Ir）当外电路是纯电阻电路时：IEt＝I2Rt+I2rt（E＝IR+Ir）2.电源的效率η=P外P如果是纯电阻电路η=R【命题方向】如图所示，直线OC为某一直流电源的总功率P总随着总电流I变化的图线，曲线OBC为同一直流电源内部的热功率Pr随电流I的变化图线，若A、B对应的横坐标为2A，则下面说法中不正确的是（）A、电源电动势为3V，内阻为1ΩB、线段AB表示的功率为2WC、电流为2A时，纯电阻外电路电阻为0.5ΩD、电流为3A时，外电路电阻为2Ω分析：根据电源的总功率P＝EI，由C点的坐标求出电源的电动势和内阻．AB段表示外电路的功率，再求解AB段表示的功率．解答：AD、在C点电源的总功率和电源的内部的热功率Pr相等，说明此时，只有内电路，外电路短路，即外电阻为0，电源的总功率P＝EI，C点表示I＝3A，P＝9W，则电源的电动势E＝3V。由图看出，C点表示外电路短路，电源内部热功率等于电源的总功率，则有P＝I2r，代入解得，r＝1Ω，所以A正确，D错误；B、AB段表示的功率为PAB＝EI′﹣I′2r＝3×2﹣22×1（W）＝2W．所以B正确；C、根据闭合电路欧姆定律，有I=Er+R，解得外电阻：R=EI-r=本题选错误的故选：D。点评：本题关键在：（1）理解电源的总功率P总随电流I变化的图象与电源内部热功率Pr随电流I变化的图象的涵义；（2）分清三种功率及其关系：电源的总功率P总＝EI，电源内部发热功率P热＝I2r，外电路消耗功率P外＝UI＝I2R，且根据能量关系得P总＝P外+P热．【解题思路点拨】对于闭合电路中的功率计算，要结合纯电阻电路和非纯电阻电路的区别选择合适的公式。11．电源的最大输出功率和条件【知识点的认识】1.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，计算式为：P＝IE（普遍适用），P=E2R+r=I2.电源内阻消耗功率P内：电源内阻的热功率也称为电源的损耗功率，计算公式为P＝I2r。3.电源的输出功率P出：外电路上消耗的功率，计算式为P外＝IU外（普遍适用），P出＝I2R=E4.输出功率随外电阻R的变化关系电源的输出功率P出＝U外I=由上式可以看出：（1）当R＝r时，电源的输出功率最大，P出=E24r，此时电源效率η（2）当R＞r时，随着R的增大，输出功率越来越小。（3）当R＜r时，随着R的增大，输出功率越来越大。（4）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R1R2＝r2，（可转化为关于R的一元二次方程，利用根与系数的关系得出）（5）P与R的关系如图所示：5.电源的效率：η=η=RR+r，只适用于外电路为纯电阻的电路，由上式可知，外电阻【命题方向】2021年10月，“神舟十三号”载人飞船将三名宇航员送至太空，并将完成长达6个月的太空作业。飞船在太空飞行，主要靠太阳能电池提供能量。有一太阳能电池板，测得它的开路电压为800mV，短路电流为40mA。则（）A、该太阳能电池板的内阻为20ΩB、该太阳能电池板的内阻为20mΩC、该太阳能电池板的最大输出功率为3.2×10﹣2WD、该太阳能电池板的最大输出功率为8×10﹣3W分析：根据开路电压等于电源电动势，即可求出电动势；再根据电动势和短路电流求出内电阻。解答：AB、当电池板不接负载时所测量电压为电源的电动势；故E约为800mV；则是可知电池板的内阻为：r=EI=800mV40mA=20C、当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，此时最大输出功率Pmax=E24r故选：AD。点评：本题关键根据电源开路和短路的特点，求解电源的内电阻，明确当内外电阻相等时，电源的输出功率最大。【解题思路点拨】功率最大值的求解方法（1）流过电源的电流最大时，电源的功率、内损耗功率均最大。（2）对某定值电阻来说，其电流最大时功率也最大。（3）电源的输出功率在外电阻等于内阻时最大。若不能相等，外电阻越接近内阻时，电源的输出功率越大。（4）对于外电路中部分不变电阻来说，可以写出其功率表达式，利用数学知识求其极值