【先学后教新思路】2020高考物理一轮复习-教案8-电路-闭合电路欧姆定律

电路闭合电路欧姆定律考纲解读1.娴熟把握串、并联电路的特点，并能分析、计算.2.理解闭合电路欧姆定律，并能进行电路的动态分析和计算．1．电阻R1与R2并联在电路中，通过R1与R2的电流之比为1∶2，则当R1与R2串联后接入电路中时，R1与R2两端电压之比U1∶U2为 ()A．1∶2 B．2∶1 C．1∶4 D．4∶1答案B解析依据串、并联电路的特点，R1与R2的比值为2∶1，当串联接入电路中时，电压之比为电阻之比，B选项正确．2．下列关于电动势的说法正确的是 ()A．电源的电动势跟电源内非静电力做的功成正比，跟通过的电荷量成反比B．电动势的单位跟电压的单位全都，所以电动势就是两极间的电压C．非静电力做的功越多，电动势就越大D．E＝eq\f(W,q)只是电动势的定义式而非打算式，电动势的大小是由电源内非静电力的特性打算的答案D解析电动势的定义式E＝eq\f(W,q)中，E与W、q无关，E反映的是电源的属性，由电源内部非静电力的特性打算，故A、C错误，D正确；电动势的单位虽然与电压单位相同，但两者有本质的不同，B错误．3．一电池外电路断开时的路端电压为3V，接上8Ω的负载后路端电压降为2.4V，则可以判定电池的电动势E和内阻r为 ()A．E＝2.4V，r＝1Ω B．E＝3V，r＝2ΩC．E＝2.4V，r＝2Ω D．E＝3V，r＝1Ω答案B解析当外电路断路时，I＝0，U外＝E＝3V；接上8Ω负载时，I′＝eq\f(U外′,R)＝eq\f(2.4,8)A＝0.3A，则r＝eq\f(U内,I′)＝eq\f(E－U外′,I′)＝eq\f(3－2.4,0.3)Ω＝2Ω.考点梳理一、串、并联电路的特点1．特点对比串联并联电流I＝I1＝I2＝…＝InI＝I1＋I2＋…＋In电压U＝U1＋U2＋…＋UnU＝U1＝U2＝…＝Un电阻R＝R1＋R2＋…＋Rneq\f(1,R)＝eq\f(1,R1)＋eq\f(1,R2)＋…＋eq\f(1,Rn)2.几个常用的推论(1)串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的总电阻．(2)并联电路的总电阻小于其中任一支路的总电阻，且小于其中最小的电阻．(3)无论电阻怎样连接，每一段电路的总耗电功率P总是等于各个电阻耗电功率之和．(4)无论电路是串联还是并联，电路中任意一个电阻变大时，电路的总电阻变大．二、电源的电动势和内阻1．电动势(1)定义：电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功．(2)表达式：E＝eq\f(W,q).(3)物理意义：反映电源把其他形式的能转化成电能的本事大小的物理量．2．内阻电源内部也是由导体组成的，也有电阻，叫做电源的内阻，它是电源的另一重要参数．三、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eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(I＝\f(E,R＋r)只适用于纯电阻电路,E＝U外＋U内适用于任何电路))3．路端电压U与电流I的关系(1)关系式：U＝E－Ir.(2)U－I图象如图1所示．①当电路断路即I＝0时，纵坐标的截距为电源电动势． 图1②当外电路电压为U＝0时，横坐标的截距为短路电流．③图线的斜率的确定值为电源的内阻．4．一个微型吸尘器的直流电动机的额定电压为U，额定电流为I，线圈电阻为R，将它接在电动势为E、内阻为r的直流电源的两极间，电动机恰好能正常工作，则 ()A．电动机消耗的总功率为UIB．电动机消耗的热功率为eq\f(U2,R)C．电源的输出功率为EID．电源的效率为1－eq\f(Ir,E)答案AD解析电动机不是纯电阻，电动机消耗的总功率为UI，A选项正确；电动机消耗的热功率为I2R，B选项错误；电源的输出功率为UI，C选项错误；电源的效率为eq\f(U,E)＝eq\f(E－Ir,E)＝1－eq\f(Ir,E)，D选项正确．5．在如图2所示电路中，当滑动变阻器滑片P向下移动时，则 ()A．A灯变亮、B灯变亮、C灯变亮B．A灯变亮、B灯变亮、C灯变暗 图2C．A灯变亮、B灯变暗、C灯变暗D．A灯变亮、B灯变暗、C灯变亮答案D解析滑片P向下移动，滑动变阻器电阻减小，外电路总电阻减小，依据I＝eq\f(E,R＋r)知，电路电流增大，灯A两端电压UA增大而变亮，依据U＝E－Ir，路端电压变小，U＝UA＋UB，所以UB减小，灯B电阻不变，所以灯B电流IB减小，灯B变暗．干路电流I＝IB＋IC，由于I增大，IB减小，所以IC增大，灯C应变亮，选项D正确．方法提炼1．电路中的功率关系：(1)P总＝EI＝P内＋P外＝I2r＋UI.(2)当R外＝r时，电源有最大输出功率．2．电路的动态分析：(1)分析直流电路的动态问题时，一般依据“局部→整体→局部”的思路进行．(2)先分析电路结构未发生变化的支路，再分析电路结构发生变化的支路．考点一电路动态变化的分析1．电路动态分析类问题是指由于断开或闭合开关、滑动变阻器滑片的滑动等造成电路结构发生了变化，一处变化又引起了一系列的变化．2．电路动态分析的方法(1)程序法：电路结构的变化→R的变化→eq\x(R总的变化)→eq\x(I总的变化)→U端的变化→固定支路eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(并联分流I,串联分压U))→eq\x(变化支路).(2)极限法：即因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题，可将滑动变阻器的滑动端分别滑至两个极端去争辩．(3)判定总电阻变化状况的规律①当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时，电路的总电阻确定增大(或减小)．②若开关的通、断使串联的用电器增多时，电路的总电阻增大；若开关的通、断使并联的支路增多时，电路的总电阻减小．图3③在如图3所示分压电路中，滑动变阻器可视为由两段电阻构成，其中一段R并与灯泡并联，另一段R串与并联部分串联．A、B两端的总电阻与R串的变化趋势全都．例1在如图4所示的电路中，当滑动变阻器R3的滑动触头P向下滑动时 ()A．电压表示数变大，电流表示数变小B．电压表示数变小，电流表示数变大 图4C．电压表示数变大，电流表示数变大D．电压表示数变小，电流表示数变小解析R3的滑动触头向下滑动，所以R3接入电路的阻值变大，导致并联电路的阻值变大，电路的总电阻变大，干路电流变小；并联电路的电阻变大，则并联电路的分压增大，即R2、R4串联电路的电压变大，所以流过这一支路的电流变大，由于干路电流变小，所以电流表的示数变小；由于R2、R4串联电路的电压变大，使得R2两端分压变大，电压表示数变大，本题答案为A.答案A突破训练1在如图5所示的电路中，E为电源电动势，r为电源内阻，R1和R3均为定值电阻，R2为滑动变阻器．当R2的滑片在a端时合上开关S，此时三个电表、和的示数分别为I1、I2和U.现将R2的滑片向b端移动，则三个电表示数的变化状况是 ()A．I1增大，I2不变，U增大 图5B．I1减小，I2增大，U减小C．I1增大，I2减小，U增大D．I1减小，I2不变，U减小答案B解析滑片向b端移动时，R2减小，引起总电阻减小，总电流I＝eq\f(E,R总)增大，路端电压U＝E－Ir减小，R3的电流等于总电流，U3＝IR3增大，故并联部分电压U并＝U－U3减小，R1阻值不变，故电流I1减小，I2＝I－I1增大，故选B.考点二电路中的功率及效率问题1．电源的总功率(1)任意电路：P总＝EI＝U外I＋U内I＝P出＋P内．(2)纯电阻电路：P总＝I2(R＋r)＝eq\f(E2,R＋r).2．电源内部消耗的功率：P内＝I2r＝U内I＝P总－P出．3．电源的输出功率(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).(3)输出功率随R的变化关系①当R＝r时，电源的输出功率最大为Pm＝eq\f(E2,4r).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＝r2.⑤P出与R的关系如图6所示．

图64．电源的效率(1)任意电路：η＝eq\f(P出,P总)×100%＝eq\f(U,E)×100%.(2)纯电阻电路：η＝eq\f(R,R＋r)×100%＝eq\f(1,1＋\f(r,R))×100%因此在纯电阻电路中R越大，η越大；当R＝r时，电源有最大输出功率，效率仅为50%.特殊提示当电源的输出功率最大时，效率并不是最大，只有50%；当R→∞时，η→100%，但此时P出→0，无实际意义．例2如图7所示，电阻R1＝2Ω，小灯泡L上标有“3V,1.5W”字样，电源内阻r＝1Ω，滑动变阻器的最大阻值为R0(大小未知)．当触头P滑动到最上端a时，电流表的读数为1A，小灯泡L恰好正常发光，求：(1)滑动变阻器的最大阻值R0； 图7(2)当触头P滑动到最下端b时，电源的总功率及输出功率．审题指导审题时应留意以下两点：(1)滑动触头P在最上端a时，R与L并联．(2)滑动触头P在最下端b时，R与L均被短路．解析(1)当触头P滑动到最上端a时，流过小灯泡L的电流为：IL＝eq\f(PL,UL)＝eq\f(1.5,3)A＝0.5A.流过滑动变阻器的电流：I0＝IA－IL＝1A－0.5A＝0.5A故：R0＝eq\f(UL,I0)＝6Ω.(2)电源电动势为：E＝UL＋IA(R1＋r)＝3V＋1×(2＋1)V＝6V.当触头P滑动到最下端b时，滑动变阻器和小灯泡均被短路．电路中总电流为：I＝eq\f(E,R1＋r)＝2A.故电源的总功率为：P总＝EI＝12W.输出功率为：P出＝EI－I2r＝8W.答案(1)6Ω(2)12W8W对于直流电路的分析与计算，要娴熟把握串、并联电路的特点，知道这两种电路的电压、电流及电功率的支配关系，并能把较为简洁的电路化为简洁、直观的串、并联关系．突破训练2某同学将始终流电源的总功率P总、输出功率P出和电源内部的发热功率P内随电流I变化的图线画在同一坐标系内，如图8所示，依据图线可知 ()A．反映P内变化的图线是bB．电源电动势为8VC．电源内阻为2Ω 图8D．当电流为0.5A时，外电路的电阻为6Ω答案CD解析电源的总功率P总＝IE，与电流成正比，由P内＝I2r知电源内部的发热功率与电流的平方成正比，A错误．当电流为2A时，电源的总功率与发热功率相等，可得出电源电动势为4V，内阻为2Ω.当电流为0.5A时，依据闭合电路欧姆定律可得外电路的电阻为6Ω，B错误，C、D正确．考点三电路故障问题的分析1．故障特点(1)断路特点：表现为电源电压不为零而电流为零；假如外电路中两点间的电压不为零而电流为零，则说明这两点间有断点，而这两点与电源的连接部分没有断点．(2)短路特点：用电器或电阻发生短路，表现为有电流通过电路但它两端电压为零．2．检查方法(1)电压表检测：假如电压表示数为零，则说明可能在并联路段之外有断路，或并联路段短路．(2)电流表检测：当电路中接有电源时，可用电流表测量各部分电路上的电流，通过对电流值的分析，可以确定故障的位置．在运用电流表检测时，确定要留意电流表的极性和量程．(3)欧姆表检测：当测量值很大时，表示该处是断路，当测量值很小或为零时，表示该处是短路．在运用欧姆表检测时，电路确定要切断电源．(4)假设法：将整个电路划分为若干部分，然后逐一假设某部分电路发生某种故障，运用闭合电路或部分电路的欧姆定律进行推理．

例3如图9是某同学连接的试验实物图，A、B灯都不亮，他接受下列两种方法进行故障检查．图9(1)应用多用电表的直流挡进行检查，选择开关置于10V挡．该同学测试结果如表1所示，在测试a、b间直流电压时，红表笔应接触________(填a或b)．依据测试结果，可判定故障是________．A．灯A短路 B．灯B短路C．cd段断路 D．df段断路表1测试点电压示数a、b有示数b、c有示数c、d无示数d、f有示数表2测试点指针偏转状况c、dd、ee、f(2)将开关断开，再选择欧姆挡测试，测量结果如表2所示，那么检查出的故障是()A．灯A断路 B．灯B短路C．灯A、B都断路 D．d、e间导线断路答案(1)aD(2)BD解析(1)应用多用电表推断电路故障，首先要正确使用多用电表，对多用电表而言，电流应从红表笔流入该表内，由题图能看出a点电势高于b点电势，知红表笔应接触a.由表1条件可知，d、f间有示数，则d—c—a—干电池—b—f间无断路，故d、f段断路，选项D正确；若灯A短路或灯B短路，不会造成A、B灯都不亮，选项A、B错误；若cd段断路，则d、f间不会有示数，选项C错误．(2)由表2可知，c、d间有确定的电阻但不是很大，灯A既不短路也不断路，选项A、C 错误；d、e间存在很大电阻，表明d、e间导线断路，选项D正确；e、f间电阻为零， 则灯B短路，选项B正确．突破训练3用电压表检查如图10所示电路中的故障，测得Uad＝5.0V，Ucd＝0V，Ubc＝0V，Uab＝5.0V，则此故障可能是 ()图10A．L断路 B．R断路C．R′断路 D．S断路答案B解析可按以下表格逐项分析现象结论答案Uad＝5.0Vdcba间断路，其余电路接通综上所述，故障为R断路，B选项正确.Ucd＝0V灯L短路或其余电路某处断路Ubc＝0V电阻R′短路或其余电路某处断路Uab＝5.0V滑动变阻器R断路，其余电路接通考点四两种U－I图线的比较与应用1．电源的伏安特性曲线是一条斜率为负值的直线，反映的是电源的特征：纵轴上的截距表示电动势，斜率的确定值表示内阻．2．电阻的伏安特性曲线是一条过原点的直线，斜率表示电阻的大小．3．上述两个曲线在同一坐标系中的交点表示电源的工作状态．例4如图11所示为两电源的U－I图象，则下列说法正确的是()A．电源①的电动势和内阻均比电源②大B．当外接相同的电阻时，两电源的输出功率可能相等C．当外接同样的电阻时，两电源的效率可能相等 图11D．不论外接多大的相同电阻，电源①的输出功率总比电源②的输出功率大解析图线在U坐标轴上的截距等于电源电动势，图线的斜率的确定值等于电源的内阻，因此A对；作外接电阻R的U－I曲线分别交电源①、②的伏安特性曲线于S1、S2两点，电源的工作点横、纵坐标的乘积IU为电源的输出功率，由图可知，无论外接多大电阻，两工作点S1、S2横、纵坐标的乘积都不行能相等，且电源①的输出功率总比电源②的输出功率大，故B错，D对；电源的效率η＝eq\f(P出,P总)＝eq\f(I2R,I2R＋r)＝eq\f(R,R＋r)，由于电源内阻不同则电源效率不同，C错．答案AD用图象分析电源的输出功率和效率1.分析图象问题时，确定要明确图线的含义，即要确定两坐标轴表示的物理意义．2．对闭合电路的U－I图象，图线上每一点纵、横坐标的乘积为电源的输出功率；纯电阻电路的图线上每一点纵、横坐标的比值为此时外电路的电阻．突破训练4如图12所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图象；直线B为电源b的路端电压与电流的关系图象；直线C为一个电阻R的两端电压与电流的关系图象．假如将这个电阻R分别接到a、b两电源上，那么有 ()A．R接到a电源上，电源的效率较高 图12B．R接到b电源上，电源的输出功率较大C．R接到a电源上，电源的输出功率较大，但电源效率较低D．R接到b电源上，电阻的发热功率和电源的效率都较高答案C解析由题图推断电源a的内阻大，在纯电阻电路中电源效率η＝eq\f(R,R＋r)×100%，内阻越大，效率越低；电源的输出功率P＝UI对应图线交点坐标的乘积，只有C正确.35．含有电容器电路的分析方法1．电路的简化：不分析电容器的充、放电过程时，把电容器所处的电路视为断路，简化电路时可以去掉，求电荷量时再在相应位置补上．2．电路稳定时电容器的处理方法：电路稳定后，与电容器串联的电路中没有电流，同支路的电阻相当于导线，即电阻不起降低电压的作用，与电容器串联的电阻视为等势体．电容器的电压为与之并联的电阻两端的电压．3．在计算电容器的带电荷量变化时，假如变化前后极板带电的电性相同，那么通过所连导线的电荷量等于初末状态电容器所带电荷量之差；假如变化前后极板带电的电性相反，那么通过所连导线的电荷量等于初末状态电容器所带电荷量之和．例5如图13所示的电路中，电源的电动势E＝6V，内阻r＝1Ω，电阻R1＝3Ω，R2＝6Ω，电容器的电容C＝3.6μF，二极管D具有单向导电性，开头时，开关S1闭合，S2断开．(1)合上S2，待电路稳定以后，求电容器上电荷量变化了多少？ 图13(2)合上S2，待电路稳定以后再断开S1，求断开S1后流过R1的电荷量是多少？解析(1)设开关S1闭合，S2断开时，电容器两端的电压为U1，干路电流为I1，依据闭合电路欧姆定律有I1＝eq\f(E,R1＋r)＝1.5AU1＝I1R1＝4.5V合上开关S2后，电容器两端电压为U2，干路电流为I2.依据闭合电路欧姆定律有I2＝eq\f(E,\f(R1R2,R1＋R2)＋r)＝2AU2＝I2eq\f(R1R2,R1＋R2)＝4V所以电容器上电荷量削减了：ΔQ＝(U2－U1)C＝1.8×10－6(2)合上S2后，电容器上的电荷量为QQ＝CU2＝1.44×10－5再断开S1后，R1和R2的电流与阻值成反比，故流过电阻的电荷量与阻值成反比．故流过电阻R1的电荷量为：Q1＝eq\f(R2,R1＋R2)Q＝9.6×10－6C.答案(1)削减了1.8×10－6C(2)9.6×10－突破训练5如图14所示的电路中，R1、R2、R3是定值电阻，R4是光敏电阻，其阻值随光照强度的增加而减小．当开关S闭合且没有光照射时，电容器C不带电．当用强光照射R4且电路稳定时，则与无光照射时比较 ()图14A．电容器C的上极板带正电B．电容器C的下极板带正电C．通过R4的电流变小，电源的路端电压增大D．通过R4的电流变大，电源供应的总功率变小答案B解析无光照射时，C不带电，说明eq\f(R1,R2)＝eq\f(R3,R4).当有光照射时，R4阻值减小，则R4分压减小，C上板电势低于下板电势，下板带正电．由于R4减小，回路中总电流变大，通过R1、R2电流变小，路端电压减小，通过R4的电流变大，P电源＝EI应变大．只有B正确．高考题组1．(2022·上海单科·17)直流电路如图15所示，在滑动变阻器的滑片P向右移动时，电源的 ()A．总功率确定减小B．效率确定增大 图15C．内部损耗功率确定减小D．输出功率确定先增大后减小答案ABC解析滑片P向右移动时，外电路电阻R外增大，由闭合电路欧姆定律知总电流I减小，由P总＝EI可得P总减小，故选项A正确．依据η＝eq\f(R外,R外＋r)＝eq\f(1,1＋\f(r,R外))可知选项B正确．由P损＝I2r可知，选项C正确．由P输出－R外图象，因不知道R外的初始值与r的关系，所以无法推断P输出的变化状况，选项D错误．2．(2011·北京理综·17)如图16所示电路，电源内阻不行忽视．开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中()A．电压表与电流表的示数都减小 图16B．电压表与电流表的示数都增大C．电压表的示数增大，电流表的示数减小D．电压表的示数减小，电流表的示数增大答案A解析变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中，变阻器R0接入电路中的电阻变小，从而使整个电路中的外电阻变小，干路电流变大，内阻r分得的电压U内＝Ir变大，U外变小，电压表示数变小．由U1＝IR1知U1变大，因U外＝U1＋U2，故U2变小，由于I2＝eq\f(U2,R2)，所以流过R2的电流变小，电流表示数变小，选项A正确．3．(2011·海南·2)如图17所示，E为内阻不能忽视的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关，与分别为电压表与电流表．初始时S0与S均闭合，现将S断开，则()A.的读数变大，的读数变小B.的读数变大，的读数变大C.的读数变小，的读数变小 图17D.的读数变小，的读数变大答案B解析当S断开时，R2所在支路断路，外电路总电阻R变大，依据I＝eq\f(E,R＋r)知，干路电流I变小，依据U＝E－Ir知，路端电压变大，即读数变大；依据U＝IR知，R1两端电压U1＝IR1变小，而U＝U1＋U3，所以R3两端的电压U3＝U－U1变大，通过R3的电流I3＝eq\f(U3,R3)变大，即的读数变大，所以B正确．4．(2010·课标全国·19)电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比．在测电源电动势和内阻的试验中得到的试验图线如图18所示，图中U为路端电压，I为干路电流，a、b为图线上的两点，相应状态下电源的效率分别为ηa、ηb.由图可知ηa、ηb的值分别为 ()图18A.eq\f(3,4)、eq\f(1,4) B.eq\f(1,3)、eq\f(2,3) C.eq\f(1,2)、eq\f(1,2) D.eq\f(2,3)、eq\f(1,3)答案D解析本题考查电路的U－I图象以及电源的效率．设电源电动势为E，U－I图象纵轴单位电压为U0，则可知电源的电动势E为6U0，则a、b两点处对应的路端电压分别为4U0、2U0，电源的效率η＝eq\f(UI,EI)＝eq\f(U,E)，所以ηa＝eq\f(U1,E)＝eq\f(2,3)，ηb＝eq\f(U2,E)＝eq\f(1,3)，正确选项为D.模拟题组5．如图19所示，平行金属板中带电质点P原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，则 () 图19A．电压表读数减小B．电流表读数减小C．质点P将向上运动D．R1上消耗的功率渐渐增大答案BC解析R4的滑片向b端移动时，R4↑→R总↑→I总↓→U端↑，分析电流表示数变化时可把R1和R3等效为电源内阻，示数即可等效为总电流，由上面分析知其示数减小，B正确；分析示数的变化时，可把R1、R2和R3都等效为电源内阻，其示数即为等效路端电压，增大，A错；分析电容器两板间电压时，可把R1等效为电源内阻，UC＝U端，E＝eq\f(UC,d)，增大，C正确；P1＝Ieq\o\al(2,总)R1，D错．6．如图20所示的沟通电路中，抱负变压器输入电压为U1，输入功率为P1，输出功率为P2，各沟通电表均为抱负电表．当滑动变阻器R的滑动触头向下移动时 ()A．灯L变亮 图20B．各个电表读数均变大C．由于U1不变，所以P1不变D．P1变大，且始终有P1＝P2答案D►题组1电路的动态分析1．在如图1所示的电路中，E为电源，其内阻为r，L为小灯泡(其灯丝电阻可视为不变)，R1、R2为定值电阻，R3为光敏电阻，其阻值大小随所受照射光强度的增大而减小，V为抱负电压表．若将照射R3的光的强度减弱，则 () 图1A．电压表的示数变大B．小灯泡消耗的功率变小C．通过R2的电流变小D．电源内阻的电压变大答案B解析若将照射R3的光的强度减弱，则R3的电阻将增大，电路中的总电阻将增大，总电流减小，故电压表的示数变小，内电压也减小，A、D错误；而电阻R2两端的电压将变大，通过R2的电流变大，而总电流减小，所以通过小灯泡的电流减小，小灯泡消耗的功率变小，B正确，C错误．2．如图2所示的电路中，电源电动势为E，电源内阻为r，闭合开关S，待电流达到稳定后，将滑动变阻器的滑动触头P从图示位置向a端移动一些，则待电流再次达到稳定后，与P移动前相比 ()图2A．电流表示数变小，电压表示数变大B．小灯泡L变亮C．电容器C的电荷量减小D．电源的总功率变大答案A解析对电路分析可知，将滑动变阻器的滑动触头P从图示位置向a端移动一些，滑动变阻器连入电路的电阻增大，总电流减小，路端电压增大，因此电流表示数变小，电压表示数变大，选项A正确；通过小灯泡的电流减小，小灯泡L将变暗，选项B错误；小灯泡分得的电压减小，因此滑动变阻器两端电压增大，即电容器C两端电压增大，由Q＝CU知，电容器C的电荷量将增大，选项C错误；电源总功率由P＝eq\f(E2,R＋r)可知，电源的总功率变小，选项D错误．3．如图3所示，闭合开关S后，A灯与B灯均正常发光，当滑动变阻器的滑片P向左滑动时，以下说法中正确的是 ()A．A灯变亮B．B灯变亮C．电源的输出功率可能减小 图3D．电源的总功率增大答案AC解析滑动变阻器的滑片P向左滑动，R的阻值增大，外电路的总电阻增大，由闭合电路欧姆定律知，干路电流I＝eq\f(E,R外＋r)减小，则B灯变暗，路端电压U＝E－Ir增大，灯泡A两端的电压UA＝U－UB增大，A灯变亮，故A选项正确，B选项错误；电源的输出功率P外＝UI＝eq\f(E2,R外＋2r＋\f(r2,R外))，可能减小，但电源的总功率P＝EI减小，则C选项正确，D选项错误．►题组2电路中的功率与效率4．如图4所示，R1为定值电阻，R2为可变电阻，E为电源电动势，r为电源内阻，以下说法中正确的是 ()A．当R2＝R1＋r时，R2上获得最大功率B．当R2＝R1＋r时，R1上获得最大功率 图4C．当R2＝0时，R1上获得最大功率D．当R2＝0时，电源的输出功率最大答案AC解析在争辩R2的电功率时，可将R1视为电源内阻的一部分，即将原电路等效为外电阻R2与电动势为E、内阻为R1＋r的电源(等效电源)连成的闭合电路如图所示，R2的电功率是等效电源的输出功率，明显当R2＝R1＋r时，R2获得的电功率最大，选项A正确．在争辩R1的电功率时，由I＝eq\f(E,R1＋R2＋r)及P1＝I2R1可知，R2＝0时，R1获得的电功率最大，故选项B错误，选项C正确．在争辩电源的输出功率时，R1＋R2为外电阻，内电阻r恒定，由于题目没有给出R1和r的具体数值，所以当R2＝0时，电源输出功率并不愿定最大，故选项D错误．5．在纯电阻电路中，当用一个固定的电源(E、r是定值)向变化的外电阻供电时，关于电源的输出功率P随外电阻R变化的规律如图5所示，则 ()A．当R＝r时，电源有最大的输出功率B．当R＝r时，电源的效率η＝50% 图5C．电源的功率P′随外电阻R的增大而增大D．电源的效率η随外电阻R的增大而增大答案ABD解析由题图可知，R＝r时电源有最大输出功率eq\f(E2,4r)，A正确；电源的功率P′＝IE，随外电阻R的增大而减小，C错误；由η＝eq\f(IU,IE)＝eq\f(R,R＋r)＝eq\f(1,1＋\f(r,R))可知B、D正确．►题组3对电路故障及U－I图象的考查6．在如图6所示的电路中，由于某一电阻发生短路或断路，使A灯变暗，B灯变亮，则故障可能是 ()A．R1短路B．R2断路C．R3断路 图6D．R4短路答案BC解析由于A灯串联于干路中，且故障发生后，A灯变暗，故知电路中总电流变小，即电路总电阻变大，由此推知，故障应为某一电阻断路，排解选项A、D.假设R2断路，则其断路后，电路总电阻变大，总电流变小，A灯变暗，同时R2断路必引起与之并联的灯B中电流变大，使B灯变亮，推理结果与现象相符，故选项B正确．假设R3断路，则也引起总电阻变大，总电流变小，使A灯变暗，同时R3断路也必引起与之并联的电路(即R1所在支路)中电流增大，B灯中分得电流也变大，B灯变亮，故选项C正确．7．如图7所示，直线A是电源的路端电压和电流的关系图线，直线B、C分别是电阻R1、R2两端的电压与电流的关系图线．若将这两个电阻分别接到该电源上，则 ()A．R1接在电源上时，电源的效率高 图7B．R2接在电源上时，电源的效率高C．R1接在电源上时，电源的输出功率大D．电源的输出功率一样大答案A解析电源的效率η＝eq\f(P出,P总)＝eq\f(UI,EI)＝eq\f(U,E)，由于UB>UC，故R1接在电源上时，电源的效率高，A项正确，B项错误；将电阻接在电源上，电阻的U－I图象与电源两端电压与电流关系图象的交点，表示将这个电阻接到此电源上的输出电压和电流，从图象中只可看出电流的数值，由于图线的斜率等于电阻的阻值，由题图可知，R2与电源的内阻相等，所以R2接在电源上时，电源的输出功率大，故C、D项错误．8．如图8所示，图中直线①表示某电源的路端电压与电流的关系图象，图中曲线②表示该电源的输出功率与电流的关系图象，则下列说法正确的是 ()图8A．电源的电动势为50VB．电源的内阻为eq\f(25,3)ΩC．电流为2.5A时，外电路的电阻为15ΩD．输出功率为120W时，输出电压是30V答案ACD解析电源的输出电压和电流的关系为：U＝E－Ir，明显直线①的斜率的确定值等于r，纵轴的截距为电源的电动势，从题图中看出截距为50V，斜率的大小等于r＝eq\f(50－20,6－0)Ω＝5Ω，A正确，B错误；当电流为I1＝2.5A时，由回路中电流I1＝eq\f(E,r＋R外)，解得外电路的电阻R外＝15Ω，C正确；当输出功率为120W时，由题图中P－I关系图线中看出对应干路电流为4A，再从U－I图线中读取对应的输出电压为30V，D正确．9．如图9甲所示，其中R两端电压U随通过该电阻的电流I的变化关系如图乙所示，电源电动势为7.0V(内阻不计)，且R1＝1000Ω(不随温度变化)．若转变R2，使AB与BC间的电压相等，这时 ()图9A．R的阻值为1000Ω B．R的阻值为1333ΩC．通过R的电流为1.5mA D．通过R的电流为2.0mA答案BC解析要使AB与BC间的电压相等，即有E＝UAB＋UBC，UAB＝UBC，解得UBC＝3.5V．而UBC＝U＋IR1，U＝UBC－IR1，将UBC＝3.5V，R1＝1000Ω代入得U＝3.5－1000I，在题图中作出函数关系U＝3.5－1000