（全国I卷）2017年高考物理一轮复习 第7章 恒定电流（课件+试题）（打包11套）.zip

1基础课时 19 电阻定律 欧姆定律 焦耳定律及电功率一、单项选择题1.电子产品制作车间里常常使用电烙铁焊接电阻器和电容器等零件，技术工人常将电烙铁和一个灯泡串联使用，灯泡还和一只开关并联，然后再接到电源上(如图 1 所示)，下列说法正确的是( )图 1A.开关接通时比开关断开时消耗的总电功率大B.开关接通时，灯泡熄灭，只有电烙铁通电，可使消耗的电功率减小C.开关断开时，灯泡发光，电烙铁也通电，消耗的总功率增大，但电烙铁发热较少D.开关断开时，灯泡发光，可供在焊接时照明使用，消耗总功率不变解析 开关接通时，灯泡被短路，灯泡熄灭，电路的总电阻变小，电路的总功率 P＝ 变大，电烙铁U2R的功率变大。答案 A2.如图 2 所示是饮水机的工作电路简化图，S 是温控开关，当水温升高到一定温度时，它会自动切换，使饮水机处于保温状态；R 0是饮水机加热管电阻，R 是与加热管串联的电阻。表格是从其说明书中摘录的一些技术数据。不考虑 R0、R 的电阻受温度变化的影响，表中的功率均指加热管的功率。当 S 闭合时，下列关于饮水机的工作状态和 R0的阻值正确的是( )A.加热，220 Ω B.加热，88 ΩC.保温，88 Ω D.保温，220 Ω解析 当 S 闭合时，由于电路中的有效电阻只有 R0，故此时电路中的总电阻最小，对应的加热管电阻功率最大，故为加热状态。由 R0＝ 可得其电阻为 88 Ω，B 正确。U2P答案 B3.两根由同种材料制成的均匀电阻丝 A、B 串联在电路中，A 的长度为 L，直径为 d；B 的长度为 2L，直径为 2d，那么通电后在相同的时间内产生的热量之比为( )A.QA∶Q B＝1∶1 B.QA∶Q B＝2∶1C.QA∶Q B＝1∶2 D.QA∶Q B＝4∶12解析 两电阻丝直径之比为 1∶2，则横截面积之比为 1∶4，根据电阻公式 R＝ρ 可知，电阻之比为lS2∶1，根据 Q＝I 2Rt，由于电流相等，则产生的热量之比为 2∶1。答案 B4.在研究微型电动机的性能时，应用如图 3 所示的实验电路。当调节滑动变阻器 R 使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为 0.5 A 和 2.0 V。重新调节 R 使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为 2.0 A 和 24.0 V。则这台电动机正常运转时输出功率为( )图 3A.32 W B.44 W C.47 W D.48 W解析 电动机不转时相当于一个发热的纯电阻，根据通过电动机的电流为 0.5 A、电压为 2 V，可算出电动机内阻 r＝4 Ω。电动机正常工作时，消耗的功率 UI＝48 W，内阻发热消耗的功率为 I2r＝16 W，则输出功率为 UI－I 2r＝32 W。答案 A5.(名师原创)定值电阻 R1、R 2、R 3的阻值均为 2 Ω，在电路中所消耗的电功率的最大值分别为 10 W、10 W、2 W，现将这三个电阻按照如图 4 所示的方式连接，则这部分电路消耗的电功率的最大值为( )图 4A.22 W B.12 W C.15 W D.16 W解析 由题意知 R1＝R 2＝R 3＝2 Ω，P 1＝10 W，P 2＝10 W，P 3＝2 W，首先分析两个并联电阻 R2、R 3所允许的最大消耗功率。因为 R2与 R3并联，则两端电压相等，由公式 P＝ 知道，R 2与 R3所消耗的功U2R率一样。已知 R2与 R3本身允许的最大功率分别是 10 W 和 2 W，所以 R2、R 3在该电路中的最大功率都是 2 W，否则会超过 R3的最大功率。再分析 R1在电路中允许的最大功率。把 R2与 R3看成一个并联电阻 R′，则电路就是 R1与 R′串联，而串联电路所流过的电流一样，再由 P＝I 2R 知道，R 1与 R′所消耗功率之比为 R1∶R′，R 2与 R3的并联阻值 R′＝ ，即 ＝2，所以 R1消耗的功率是并联电阻 R′R22 R1R′的两倍，则 R1的功率是 2×4 W＝8 W＜10 W，所以总功率最大为 2 W＋2 W＋8 W＝12 W。答案 B6.如图 5 所示，电阻 R 和电动机 M 串联接到电路中，已知电阻 R 跟电动机 M 线圈的电阻相等，开关闭合后，电动机正常工作，设电阻 R 和电动机两端的电压分别为 U1和 U2；经过时间 t，电流通过电阻 R 做3功为 W1，产生的热量为 Q1；电流通过电动机 M 做功为 W2，产生的热量为 Q2，则有( )图 5A.U1＝U 2，Q 1＜Q 2 B.W1＜W 2，Q 1＝Q 2C.W1＜W 2，Q 1＜Q 2 D.U1＞U 2，Q 1＝Q 2解析 电阻 R 和电动机 M 串联，流过两用电器的电流相同。电阻 R 跟电动机 M 线圈的电阻相等，则由焦耳定律可知两者产生的热量相等，即 Q1＝Q 2。电动机正常工作时为非纯电阻用电器，消耗的电能绝大部分转化为机械能，所以电流通过电动机 M 做的功要大于电流通过电阻 R 做的功，W 1＜W 2。由W＝UIt 可知 U1110 V，B 灯被烧坏，两灯不能正常发光。对于 B 电路，由于 RA110 V，B 灯被烧坏，两灯不能正常发光。对于 C 电路，B 灯与变阻器并联电阻可能等于 RA，所以可能 UA＝U B＝110 V，两灯可以正常发光。对于 D 电路，若变阻器的有效电阻等于 A、B 的并联电阻，则 UA＝U B＝110 V，两灯可以正常发光。比较 C、D 两个电路，由于 C 电路中变阻器功率为(I A－I B)×110 V，而 D 电路中变阻器功率为(I A＋I B)×110 V，所以 C 电路消耗的功率最小。选项 C 正确。答案 C二、多项选择题9.在如图 7 所示的电路中，将一小灯泡和一定值电阻串联，接在一恒定的电源两端，其中电路中的电压表和电流表均为理想电表，电键闭合后各用电器正常工作，两表均有示数。经过一段时间后，由于电路故障，理想电流表的示数变为零。如果该电路仅有小灯泡或定值电阻中的一个发生了故障，现用一根导线来进行故障检测，下列说法正确的是( )图 7A.如果将导线与定值电阻并联，电流表仍无示数，则定值电阻断路B.如果将导线与小灯泡并联，电流表仍无示数，则小灯泡断路C.如果将导线与定值电阻并联，电流表有示数，则定值电阻断路D.如果将导线与小灯泡并联，电流表有示数，则小灯泡断路解析 电流表 A 的示数变为零，说明电路故障为断路。题中给出仅有小灯泡或定值电阻中的一个发生故障，因此将导线与用电器并联进行检测时，若电流表有示数，说明与导线并联的用电器断路；若电流表无示数，说明另一个用电器断路。若将导线并联在 R 两端，电流表无示数，则 L 断路，故选项 A错误；若将导线并联在 L 两端，电流表无示数，则 R 断路，故选项 B 错误；若将导线并联在 R 两端，电流表有示数，则 R 断路，选项 C 正确；若将导线并联在 L 两端，电流表有示数，则 L 断路，选项 D正确。答案 CD10.在如图 8 所示的电路中，输入电压 U 恒为 8 V，灯泡 L 上标有“3 V 6 W”字样，电动机线圈的电阻RM＝1 Ω。若灯泡恰能正常发光，下列说法正确的是( )5图 8A.电动机的输入电压是 5 VB.流过电动机的电流是 2 AC.电动机的效率是 80%D.整个电路消耗的电功率是 10 W解析 灯泡恰能正常发光，说明灯泡两端电压为 3 V，电流为 2 A，电动机的输入电压是 8 V－3 V＝5 V，流过电动机的电流是 I＝2 A，选项 A、B 正确；电动机内阻消耗的功率为 I2RM＝4 W，输入功率为U′I＝5×2 W＝10 W，则电动机的输出功率为 6 W，效率为 η＝60%，整个电路消耗的电功率是 10 W＋6 W＝16 W，选项 C、D 错误。答案 AB11.(2016·江西南昌调研)如图 9 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 220 V，吹冷风时的功率为 120 W，吹热风时的功率为 1 000 W。关于该电吹风，下列说法正确的是( )图 9A.若 S1、S 2闭合，则电吹风吹冷风B.电热丝的电阻为 55 ΩC.电动机工作时输出的机械功率为 880 WD.当电吹风吹热风时，电动机每秒钟消耗的电能为 120 J解析 开关均闭合时，电动机、电热丝均工作，电吹风吹热风，A 项错误；电动机工作时输出的机械功率为电动机的功率减去自身消耗的功率，其数值一定小于 120 W，C 项错误；由 P＝ 得 R＝ ＝U2R U2PΩ＝55 Ω，B 项正确；电吹风吹热风、冷风时电动机消耗的电功率不变，均为 120 2202（ 1 000－ 120）W，故每秒钟消耗的电能为 120 J，D 项正确。答案 BD12.如图 10 甲所示电路，小灯泡通电后其两端电压 U 随所通过的电流 I 变化的图线如图乙所示，P 为图线上一点，PN 为图线的切线，PM 为 U 轴的垂线，PQ 为 I 轴的垂线，下列说法中正确的是( )6图 10A.随着所通电流的增大，小灯泡的电阻增大B.对应 P 点，小灯泡的电阻为 R＝U1I2C.在电路中灯泡 L 两端的电压为 U1时，电阻 R 两端的电压为 I1RD.对应 P 点，小灯泡的功率为图中矩形 PQOM 所围的“面积”解析 由欧姆定律知，U－I 图中任意一点的电阻为该点与坐标原点 O 点的连线的斜率，随着所加电流的增大，小灯泡的电阻增大，选项 A 正确；对应 P 点，小灯泡的电阻为 O、P 连线的斜率，即 R＝ ，U1I2选项 B 正确；对应 P 点，小灯泡的功率为 P＝U 1I2，即图中矩形 PQOM 所围的“面积” ，选项 D 正确；在电路中灯泡 L 两端的电压为 U1时，通过电阻 R 的电流为 I2，其两端的电压为 I2R，选项 C 错误。答案 ABD [高考 导 航 ]考点内容 要求 说 明 高考命 题实 况 命 题热 点2014Ⅰ 卷 2014Ⅱ 卷 2015Ⅰ 卷 2015Ⅱ卷欧姆定律 Ⅱ 不要求解反 电动势的 问题(1)应 用串、并 联电 路 规 律、闭 合 电 路欧姆定律及部分 电 路欧姆定律 进 行 电 路 动态 分析；(2)非 纯电 阻 电 路的分析与 计 算，将 结 合 实际问题 考 查电 功和 电热 的关系。多以 选择题 的形式出 现 ；(3)电 功、 电热 的 计 算及 闭 合电 路欧姆定律与 电 磁感 应 、交变电 流相 联 系的 电 功、 电热 的计 算；(4)实验 及相关 电 路的 设计 ，几乎已成 为 每年高考必考的 题型电 阻定律 Ⅰ 电 阻的串、并 联 Ⅰ 电 源的 电动势 和内阻 Ⅰ 闭 合 电 路的欧姆定律 Ⅱ 电 功率、焦耳定律 Ⅰ 实验 七： 测 定金属的 电 阻率 (同 时练习 使用螺旋 测 微器 ) T226分T239分电 表的改装T239分测电 表的内阻实验 八：描 绘 小 电 珠的伏安特性曲线 实验 九： 测 定 电 源的 电动势 和内阻 T239分 实验 十： 练习 使用多用 电 表 基 础课时 19 电 阻定律 欧姆定律 焦耳定律及 电 功率[知 识 梳理 ]知 识 点一、 电 阻定律1.电 阻(1)定 义 式： R＝ ___。(2)物理意 义 ： 导 体的 电 阻反映了 导 体 对 _____阻碍作用的大小， R越大，阻碍作用越 ___。电 流大2.电 阻定律(1)内容：同种材料的 导 体，其 电 阻跟它的 ______成正比，与它的 _________成反比， 导 体的 电 阻 还 与构成它的材料有关。(2)表达式： R＝ _____。长 度横截面 积3.电 阻率(1)计 算式： ρ＝ _____。(2)物理意 义 ：反映 导 体的 __________，是 导 体材料本身的属性。(3)电 阻率与温度的关系金属： 电 阻率随温度升高而 ______；半 导 体： 电 阻率随温度升高而 ______。导电 性能增大减小知 识 点二、欧姆定律1.内容： 导 体中的 电 流 I跟 导 体两端的 电压 U成 _____，跟 导 体的电 阻 R成 _____。2.公式： I＝ ____。3.适用条件：适用于 _____和 电 解液 导电 ，适用于 纯电 阻 电 路。知 识 点三、 电 功率、焦耳定律1.电 功(1)定 义 ： 导 体中的自由 电 荷在 _______作用下定向移 动 ， 电场 力做的功称 为电 功。(2)公式： W＝ qU＝ ____。(3)电 流做功的 实质 ： _____转 化成其他形式能的 过 程。正比反比金属电场 力IUt电 能2.电 功率(1)定 义 ： 单 位 时间 内 电 流做的功，表示 电 流做功的 _____。IU快慢3.焦耳定律(1)电热 ： 电 流流 过 一段 导 体 时产 生的 _____。(2)计 算式： Q＝ ____。4.热 功率(1)定 义 ： 单 位 时间 内的 发热 量。热 量I2RtI2R[诊 断自 测 ] 1.欧姆不 仅发现 了欧姆定律， 还 研究了 电 阻定律，有一个 长 方体型的金属 电 阻，材料分布均匀， 边长 分 别为 a、 b、 c，且 a＞ b＞ c。 电 流沿以下方向流 过该 金属 电 阻，其中 电 阻 值 最小的是 ()解析 根据电阻定律，电阻值最小的应该是横截面积最大、长度最短，选项 A正确。答案 A2.用 电 器到 发电 厂的距离 为 l， 线 路上的 电 流 为 I，已知 输电线 的电 阻率 为 ρ。 为 使 线 路上的 电压 降不超 过 U。那么， 输电线 的横截面 积 的最小 值为 ( )答案 B3.如 图 所示 电 路中， a、 b两点与一个 稳压 直流 电 源相接，当滑 动变 阻器的滑片 P向 d端移 动 一段距离 时 ，哪一个 电 路中的 电 流表 读 数会 变 小 ( )答案 B4.(2016·宁波二模 )QQ是一款流行的互 联 网即 时 通 讯 工具，新版本 QQ推出了 “ 在 线时长 ” 新功能，用 户 通 过积 累在 线时长 可以 获 得更高等 级 、享受更多服 务 ， 许 多网友 为 追求虚 拟 的等 级而 纯 粹地开机在 线 ，造成大量的 电 能浪 费 。如 图 1所示是某网友 QQ界面的 电脑 屏幕抓拍 图 ， 请 你估算他升到下一 级还 要消耗多少 电 能 (假定 QQ用 户 使用台式 电脑 )( )图 1A.0.2 kW·h B.2 kW·hC.20 kW·h D.200 kW·h解析 电脑正常工作时的功率约为 200 W，该网友升到下一级还要消耗的电能为 W＝ Pt＝ 2 kW·h，选项 B正确。答案 B考点一 对 欧姆定律和 电 阻定律的理解与 应 用电 阻的决定式和定 义 式的比 较【例 1】 用 图 2所示的 电 路可以 测 量 电 阻的阻 值 。 图 中 Rx是待测电 阻， R0是定 值电 阻， G是灵敏度很高的 电 流表， MN是一段均匀的 电 阻 丝 。 闭 合开关，改 变 滑 动头 P的位置，当通 过电流表 G的 电 流 为 零 时 ， 测 得 MP＝ l1， PN＝ l2， 则 Rx的阻 值为 ()图 2答案 C反思 总结解 题 的关 键 是根据 “通 过电 流表 G的 电 流 为 零 ” 得出 “ P点的 电势 与 R0和 Rx连 接点的 电势 相等 ” ，由此得出 电压 关系、 电 阻关系。有些同学因看不懂 电 流表与其他 电 阻的串、并联 关系而感到无从下手。【 变 式 训练 】1.(2015·安徽理 综 ， 17)一根 长为 L，横截面 积为 S的金属棒，其材料的 电 阻率 为 ρ，棒内 单 位体 积 自由 电 子数 为 n， 电 子的 质量 为 m， 电 荷量 为 e。在棒两端加上恒定的 电压时 ，棒内 产 生电 流，自由 电 子定向运 动 的平均速率 为 v， 则 金属棒内的 电场强 度大小 为 ( )图 3答案 C考点二 对 伏安特性曲 线 的理解1.图 4甲中， 图线 a、 b表示 线 性元件， 图 乙中 图线 c、 d表示非 线性元件。2.图线 a、 b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 阻随 电压 的增大而减小， 图线 d的 电 阻随 电压 的增大而增大 (如 图 乙所示 )。图 44.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。【例 2】 (多 选 )如 图 5所示是 电 阻 R的 I－ U图 象， 图 中 α＝ 45°，由此得出 ( )图 5A.通 过电 阻的 电 流与两端 电压 成正比B.电 阻 R＝ 0.5 Ω答案 AD【 变 式 训练 】2.(多 选 )我国已 经 禁止 销 售 100 W及以上的白 炽 灯，以后将逐步淘汰白 炽 灯。假 设 某同学研究白 炽 灯得到某白 炽 灯的 U－ I图 象如 图 6所示。 图 象上 A点与原点的 连线 与横 轴 成 α角， A点的切线 与横 轴 成 β角， 则 ( )图 6答案 CD考点三 电 功、 电热 、 电 功率和 热 功率电 功、 电热 、 电 功率和 热 功率的区 别【例 3】 一只 电饭煲 和一台洗衣机并 联 接在 输 出 电压为 220 V的交流 电 源上 (其内 电 阻可忽略不 计 )，均正常工作。用 电 流表分 别测 得通 过电饭煲 的 电 流是 5.0 A，通 过 洗衣机 电动 机的 电流是 0.50 A， 则 下列 说 法中正确的是 ( )A.电饭煲 的 电 阻 为 44 Ω，洗衣机 电动 机 线 圈的 电 阻 为 440 ΩB.电饭煲 消耗的 电 功率 为 1 555 W，洗衣机 电动 机消耗的 电 功率 为 155.5 WC.1 min内 电饭煲 消耗的 电 能 为 6.6× 104 J，洗衣机 电动 机消耗的 电 能 为 6.6× 103 JD.电饭煲发热 功率是洗衣机 电动 机 发热 功率的 10倍答案 C方法提 炼电 功和 电热 的 处 理方法(1)首先要分清所研究的 电 路是 纯电 阻 电 路 还 是非 纯电 阻 电路，正确 选择计 算公式。(2)处 理非 纯电 阻 电 路的 计 算 问题时 ，要善于从能量 转 化的角度出 发 ， 紧紧围绕 能量守恒定律，利用 “ 电 功＝ 电热 ＋其他能量 ” 寻 找等量关系求解。【 变 式 训练 】3.(多 选 )下表列出了某品牌 电动 自行 车 及所用 电动 机的主要技 术参数，不 计 其自身机械 损 耗。若 该车 在 额 定状 态 下以最大运行速度行 驶 ， 则 ( )自重 40 kg 额 定 电压 48 V载 重 75 kg 额 定 电 流 12 A最大行 驶 速度 20 km/h 额 定 输 出功率 350 WA.电动 机的 输 入功率 为 576 WB.电动 机的内 电 阻 为 4 ΩC.该车获 得的 牵 引力 为 104 ND.该车 受到的阻力 为 63 N答案 AD1基础课时 20 电路 闭合电路的欧姆定律一、单项选择题1.如图 1 所示的电路中，电源电动势为 E，内电阻为 r。开关 S 闭合后，电灯 L1、L 2均能发光。现将滑动变阻器 R 的滑片 P 稍向上移动，下列说法正确的是( )图 1A.电灯 L1、L 2均变亮B.电灯 L1变亮，L 2变暗C.电流表的示数变小D.电源的总功率变小解析 滑片 P 稍向上移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变小，外电路的总电阻变小，干路电流 I 变大，灯 L1变亮；干路电流 I 变大时，电源的总功率 P＝EI 变大，并联部分的电压 U 并 ＝E－I(r＋R L1)变小，灯 L2变暗，选项 B 正确，A、D 错误；干路电流 I 变大，流过灯泡 L2的电流变小，所以电流表的示数变大，选项 C 错误。答案 B2.(2015·陕西咸阳二模)如图 2 所示电路中，电源电动势为 E，内电阻为 r，R 1、R 2为定值电阻，R 3为可变电阻，C 为电容器。在可变电阻 R3由较小逐渐变大的过程中( )图 2A.电容器放电B.流过 R2的电流方向是由 a 到 bC.电容器的带电量在逐渐增大D.电源内部消耗的功率变大解析 当可变电阻 R3逐渐变大时，总电阻增大，干路电流减小，则电容器上电压 U＝E－I(R 1＋r)将增大，电容器的带电量 Q＝CU 增大，即电容器充电，A 错误，C 正确；因为电容器上极板带正电，所以充电电流方向为 b→R 2→a，故 B 错误；电源内部消耗的功率为 Pr＝I 2r 变小，D 错误。答案 C3.如图 3 所示的电路中，电源的电动势为 6 V，当开关 S 接通后，灯泡 L1、L 2都不亮，用电压表测得各部分的电压是 Uab＝6 V，U ad＝0 V，U cd＝6 V，由此可判定( )2图 3A.L1和 L2的灯丝都烧断了B.L1的灯丝烧断了C.L2的灯丝烧断了D.变阻器 R 断路解析 由 Uab＝6 V 可知，电源完好，灯泡都不亮，说明电路中出现断路故障，且在 a、b 之间。由Ucd＝6 V 可知，灯泡 L1与滑动变阻器 R 是接通的，断路故障出现在 c、d 之间，故灯 L2断路，所以选项 C 正确。答案 C4.(2015·四川成都石室中学一诊)在如图所示的四个电路中，电源电动势为 E，内阻为 r，定值电阻阻值为 R0，当滑动变阻器 R 的滑片 P 从 a 向 b 滑动时，理想电压表读数将变大的是( )解析 图 A 中，当滑片 P 从 a 向 b 滑动时，理想电压表的示数始终为零；图 B 中，电压表测量的是 Pb部分的电压，滑片 P 从 a 向 b 滑动时，电压表的示数减小；图 C 中，滑片 P 从 a 向 b 滑动时，电路的总电阻增大，电路的电流变小，R 0上的电压变小，电压表的示数变小；图 D 中，滑片 P 从 a 向 b 滑动时，电路的电阻增大，电流减小，电源内部的电压减小，路端电压增大，所以理想电压表读数增大的是 D。答案 D5.如图 4 所示的电路中，S 1闭合，S 2断开的情况下，电流表的示数为 1.0 A，S 1、S 2均闭合的情况下，电流表的示数为 7.0 A，电源的电动势为 13 V，内阻为 1 Ω。若电流表的内阻不计，且灯丝电阻不变，则 S1、S 2均闭合时，灯 L 的功率为( )3图 4A.3 W B.6 W C.9 W D.12 W解析 S 1闭合、S 2断开时，电源内电压 Ur＝I 1r＝1.0×1 V＝1 V，灯 L 两端的电压 UL＝13 V－1 V＝12 V，灯的功率为 P＝U LI1＝12×1 W＝12 W；S 1、S 2均闭合时，电源内电压 Ur′＝I 2r＝7×1 V＝7 V，灯 L 两端的电压 UL′＝13 V－7 V＝6 V，因灯 L 的电阻不变，两端电压为原来的 ，由公式 P＝12知，灯 L 的功率应为原来的 ，即为 3 W，所以选项 A 正确。U2R 14答案 A6.如图 5 甲所示的电路中，a、b、c 是三个完全相同的灯泡，已知灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，已知图线过点(0.4，0.125)，闭合电键后流过电源的电流为 0.25 A，则下列说法正确的是( )图 5A.灯泡 a 两端的电压为 b 两端的电压的 2 倍B.灯泡 a 的功率为 0.75 WC.灯泡 b 的阻值为 12 ΩD.灯泡 a、b 的电功率之比为 4∶1解析 由伏安特性曲线可知三个灯泡不是定值电阻，其阻值也不是线性变化的，当电路中的总电流为0.25 A 时，通过灯泡 b、c 的电流均为 0.125 A，由图象可知，灯泡 a 两端的电压为 3.0 V，灯泡 b 两端的电压是 0.4 V，灯泡 a 的功率 Pa＝I aUa＝0.25×3 W＝0.75 W，A 错误，B 正确；灯泡 b 和灯泡 c的阻值为 R＝ ＝ Ω＝3.2 Ω，C 错误；灯泡 b 消耗的功率 Pb＝I bUb＝0.125×0.4 W＝0.05 W，UI 0.40.125灯泡 a、b 消耗的电功率之比 Pa∶P b＝15∶1，D 错误。答案 B7.(2016·河北邢台高考摸底)如图 6 所示的电路中，电源内阻不可忽略，当滑动变阻器滑片处在某一位置时，电流表的读数为 I＝0.5 A，电压表 V1的读数为 U1＝1 V，电压表 V2的读数为 U2＝2 V。则向右移动滑动变阻器的滑片后，三个电表可能得到的读数是( )4图 6A.I＝2 A，U 1＝2 V，U 2＝0 VB.I＝1 A，U 1＝1.6 V，U 2＝3 VC.I＝0.3 A，U 1＝0.9 V，U 2＝1.1 VD.I＝0.2 A，U 1＝0.8 V，U 2＝2.4 V解析 滑片向右移动，滑动变阻器接入电路的电阻增大，电路的总电阻增大，故电路的总电流减小，此时电压表 V1的示数减小，由 U＝E－Ir 知路端电压增大，则 V2的示数增大。电流表的示数减小，由于内电压减小，则两电压表示数之和增大。故 D 正确，A、B、C 错误。答案 D二、多项选择题8.如图 7 所示为某电源甲和两定值电阻乙和丙的伏安特性曲线，如果将乙和丙分别接在电源甲的两端。则下列说法正确的是( )图 7A.定值电阻乙接在电源两端时，电源的效率高B.定值电阻丙接在电源两端时，电源的效率高C.定值电阻丙接在电源两端时，电源的输出功率大D.无论定值电阻乙还是定值电阻丙接在电源两端，电源的输出功率一样大解析 乙接在电源上时，输出电压高，电源的效率高，A 正确，B 错误；图线交点的纵、横坐标的乘积等于输出功率，所以丙接在电源上时，电源的输出功率大，C 正确，D 错误。答案 AC9.(2016·江苏淮安模拟)如图 8 所示，E 为电源，其内阻不可忽略，R T为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，L 为指示灯泡，C 为平行板电容器，G 为灵敏电流计。闭合开关 S，当环境温度明显升高时，下列说法正确的是( )图 85A.L 变亮B.RT两端电压变大C.C 所带的电荷量保持不变D.G 中电流方向由 a 到 b解析 当环境温度升高时，热敏电阻的阻值减小，电路中电流增大，L 变亮，选项 A 正确；电源的内压 U 内 ＝Ir 也增大，所以 RT两端电压变小，选项 B 错误；电容器上的电压等于电路的路端电压，路端电压 U＝E－Ir 减小，所以电容器上的电荷量将减小，G 中电流的方向由 a 到 b，选项 C 错误，D 正确。答案 AD10.在如图 9 甲所示的电路中，电源的电动势为 E，内阻为 r，R 1为定值电阻，R 2为滑动变阻器，闭合开关 S，在滑动变阻器的滑动触头 P 向上滑动的过程中，四个理想电表的示数都发生了变化。图乙中的三条图线分别表示了三个电压表示数的变化情况。则下列说法正确的是( )图 9A.图线 a 表示的是电压表 V1的示数的变化情况B.图线 c 表示的是电压表 V2的示数的变化情况C.此过程中电压表 V1示数的变化量 ΔU 1和电流表 A 示数的变化量 ΔI 的比值的绝对值变大D.此过程中电压表 V3示数的变化量 ΔU 3和电流表 A 示数的变化量 ΔI 的比值的绝对值不变解析 在滑动变阻器的滑动触头 P 向上滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，总电流增大，可知路端电压减小，即电压表 V1的示数减小，电压表 V2的示数增大，电压表V3的示数减小，则图线 a 表示的是电压表 V3的示数的变化情况，图线 c 表示的是电压表 V2的示数的变化情况，A 错误，B 正确；由闭合电路欧姆定律得 U1＝E－Ir，则| |＝r 保持不变，C 错误；由Δ U1Δ I闭合电路欧姆定律得 U3＝E－I(r＋R 1)，则| |＝r＋R 1保持不变，D 正确。Δ U3Δ I答案 BD11.在如图 10 所示的 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，在 b 点α＝β，则下列说法中正确的是( )6图 10A.在 b 点时电源有最大输出功率B.在 b 点时电源的总功率最大C.从 a→b，β 角增大，电源的总功率和输出功率可能都将增大D.从 b→c，β 角增大，电源的总功率和输出功率可能都将减小解析 b 点对应内、外电路电阻相等，电源有最大输出功率，A 正确；电源的总功率 P 总 ＝IE，当回路电流最大时电源总功率最大，即外电路短路时电源的总功率最大，B 错误；从 a→b，路端电压升高，回路电流减小，电源的总功率减小，C 错误；若 ＝r，由路端电压和干路电流可判断从 b→c 外电路UbIb电阻增大电源的输出功率和总功率都减小，D 正确。答案 AD12.电源、开关 S、定值电阻 R1、R 2、光敏电阻 R3和电容器连接成如图 11 所示的电路，电容器的两平行板水平放置。当开关 S 闭合，并且无光照射光敏电阻 R3时，一带电液滴恰好静止在电容器两板间的 M点，当用强光照射光敏电阻 R3时，光敏电阻的阻值变小，则( )图 11A.液滴向下运动B.液滴向上运动C.电容器所带电荷量减少D.电容器两极板间电压变大解析 电路稳定时电容器两端电压等于电阻 R1两端电压，当用强光照射光敏电阻 R3时，光敏电阻的阻值变小，电路中的电流变大，电阻 R1两端电压变大，电容器继续充电，电荷量增加，并且带电液滴所受电场力增大，液滴向上运动。答案 BD 基础课时 20 电路 闭合电路的欧姆定律[知 识 梳理 ]知识点一、电阻的串、并联I1＋ I2＋ … ＋ InU1＝ U2＝ … ＝ Un知识点二、电源的电动势和内阻1.电动势(1)电 源： 电 源是通 过 非静 电 力做功把 _________的能 转 化成 _______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＝ ____， 单 位： V。(3)电动势 的物理含 义 ： 电动势 表示 电 源________________ ___________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.内阻： 电 源内部也是由 导 体 组 成的，也有 电 阻 r，叫做 电 源的 _____，它是 电 源的另一重要参数。其他形式电势 能化成 电势 能把其他形式的能 转内阻知识点三、闭合电路的欧姆定律1.闭 合 电 路的欧姆定律(1)内容闭 合 电 路里的 电 流跟 电 源的 电动势 成 _____，跟内、外 电 阻之和成 _____。(2)公式① I＝ ______ (只适用于 纯电 阻 电 路 )；② E＝ _______(适用于所有 电 路 )。正比反比U外 ＋ Ir2.路端电压与外电阻的关系E增大[思考 ](1)根据 E＝ U＋ Ir画出 电 源的 U－ I图 象？根据 图线 如何求 电 源的电动势 和内阻？(2)最 简单 的 闭 合回路如 图 1所示，推 导 出 电 源的 输 出功率的表达式？并求出 电 源的最大 输 出功率？图 1[诊 断自 测 ] 答案 D2.(2016·上海普陀区一模 )如果 闭 合 电 路中 电 源的 电动势为 12 V，外 电压为 10 V，当有 0.5 C电 荷量通 过电 路 时 ，下列 结论正确的是 ( )A.在 电 源内部，非静 电 力将 5 J的其他形式的能 转 化 为电 能B.在 电 源内部，静 电 力将 6 J的其他形式的能 转 化 为电 能C.在 电 源外部，静 电 力将 5 J的 电 能 转 化 为 其他形式的能D.在 电 源外部，静 电 力将 6 J的 电 能 转 化 为 其他形式的能解析 在电源内部，根据公式有 W＝ qE＝ 0.5× 12 J＝ 6 J，非静电力将 6 J的其他形式的能转化为电能，故 A、 B都错误；在电源外部，根据公式有 W＝ qU＝ 0.5× 10 J＝ 5 J，静电力将 5 J的电能转化为其他形式的能，故 C正确， D错误。答案 C3.(2015·长春调研 )如 图 2所示， 电 源 电动势为 E、内阻 为 r， R1、 R2为 定 值电 阻， R0为 滑 动变 阻器，当滑 动变 阻器的滑片向右滑 动时 ，关于 电压 表、 电 流表示数 变 化的情况，以下 说 法正确的是 ( )图 2A.V的示数 变 大， A的示数 变 小B.V的示数 变 大， A的示数 变 大C.V的示数 变 小， A的示数 变 小D.V的示数 变 小， A的示数 变 大解析 由闭合电路的欧姆定律可得，滑动变阻器滑片向右移，外电阻增大，总电流减小，路端电压增大， V的示数变大。干路电流减小， R1两端电压减小， R2两端电压增大，流过 R2的电流增大， A的示数变大，可知选项 B正确。答案 B4.直流 电 路 图 如 图 3所示，在滑 动变 阻器的滑片 P向右移 动时 ，电 源的 ( )图 3A.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解析 当滑动变阻器的滑片 P向右移动时，接入电路的电阻变大，整个回路的电流变小，电源内部损耗的功率 P内 ＝ I2r一定减小，选项 C正确；总功率 P＝ EI一定减小，选项 A正确；而内电压降低，外电压升高，电源的效率增大，选项 B正确；当内电阻等于外电阻时，输出功率最大，此题中无法知道内、外电阻的大小关系，因此选项 D错误。答案 ABC5.(多选 )如 图 4所示是某 电 源的路端 电压 与 电 流的关系 图 象，下列结论 正确的是 ( )图 4A.电 源的 电动势为 6.0 VB.电 源的内阻 为 12 ΩC.电 源的短路 电 流 为 0.5 AD.电 流 为 0.3 A时 的外 电 阻是 18 Ω答案 AD考点一 电路的动态分析1.判定 总电 阻 变 化情况的 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 阻一定增大 (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。(3)在如 图 5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 与用 电 器并 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 一致。图 52.电路动态分析的方法(1)程序法： 遵循 “ 局部－整体－部分 ” 的思路，按以下步 骤 分析：(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 讨论 。(3)串反并同法 ： “ 串反 ” 是指某一 电 阻增大 (或减小 )时 ，与它串 联 或 间 接串 联 的 电 阻中的 电 流、两端 电压 、 电 功率都将减小(或增大 )。 “ 并同 ” 是指某一 电 阻增大 (或减小 )时 ，与它并 联 或间 接并 联 的 电 阻中的 电 流、两端 电压 、 电 功率都将增大 (或减小 )。【例 1】 (2015·湖北武 汉 二模 )在如 图 6所示的 电 路中， 电 源的负 极接地，其 电动势为 E、内 电 阻 为 r， R1、 R2为 定 值电 阻，R3为 滑 动变 阻器， C为电 容器， 、 为 理想 电 流表和 电压 表。在滑 动变 阻器滑 动头 P自 a端向 b端滑 动 的 过 程中，下列 说 法中正确的是 ( )图 6A.电压 表示数减小 B.电 流表示数减小C.电 容器 C所 带电 荷量增多 D.a点的 电势 降低答案 D方法提炼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 容器两端的 电压为 与之并 联的 电 阻两端的 电压 。【变式训练】1.(多选 )如 图 7所示， 电 源 电动势为 E，内 电 阻 为 r，不 计电压 表和电 流表内阻 对电 路的影响，当开关 闭 合后，两只小灯泡均能 发光。 现 将滑 动变 阻器的滑片逐 渐 向右滑 动 ，下列 说 法正确的是 ()图 7A.小灯泡 L1、 L2均 变 暗B.小灯泡 L1变 亮， L2变 暗C.电 流表 的 读 数 变 小， 电压 表 的 读 数 变 大D.电 流表 的 读 数 变 大， 电压 表 的 读 数 变 小解析 画出等效电路如图所示，滑片向右滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的阻值变大，电路中的总电阻变大，路端电压变大，总电流变小，故电流表 的读数变小，电压表 的读数变大， L2变暗， L1变亮， B、 C正确。答案 BC图 8【例 2】 (多 选 )如 图 9甲所示， 电 源 电动势 E＝ 6 V， 闭 合开关，将滑 动变 阻器的滑片 P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 9乙、丙、丁所示。其中 图 乙 为输 出功率与路端 电压 的关系曲 线 ， 图 丙 为 路端 电压 与 总电 流的关系曲 线 ， 图 丁 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、 d点的坐标值 正确的是 ( )图 9A.a(4 V， 4.5 W) B.b(4.8 V， 2.88 W)C.c(0.6 A， 4.5 V) D.d(8 Ω， 80%)答案 BD【变式训练】2.如图 10所示，电源的电动势为 E、内阻为 r，定值电阻 R的阻值也为 r，滑动变阻器的最大阻值是 2r。当滑动变阻器的滑片 P由 a端向 b端滑动过程中，下列说法中正确的是 ( )图 10A.电压 表的示数 变 大B.电 流表的示数 变 小C.滑 动变 阻器消耗的功率 变 小D.定 值电 阻 R消耗的功率先 变 大后 变 小解析 等效电路图如图所示。滑片从 a端滑向 b端，其接入电路的阻值 RPb减小，由 “ 串反并同 ” 原则有，电压表示数减小，电流表示数增大，电阻 R消耗的功率增大， A、 B、 D错误；把电阻 R当作电源内电阻 (等效电源 )，则 R内 ＝ 2r， RPb减小，且 RPb2r，等效电源的输出功率减小，即滑动变阻器的功率减小， C正确。答案 C