高考物理江蘇專版一輪復(fù)習(xí)講義 恒定電流

第七章eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(,,,,,,,))恒定電流第1節(jié)電流__電阻__電功__電功率(1)由R＝eq\f(U,I)知，導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體兩端電壓成正比，與流過(guò)導(dǎo)體的電流成反比。(×)(2)根據(jù)I＝eq\f(q,t)，可知I與q成正比。(×)(3)由ρ＝eq\f(RS,l)知，導(dǎo)體的電阻率與導(dǎo)體的電阻和橫截面積的乘積成正比，與導(dǎo)體的長(zhǎng)度成反比。(×)(4)公式W＝UIt及Q＝I2Rt適用于任何電路。(√)(5)公式W＝eq\f(U2,R)t＝I2Rt只適用于純電阻電路。(√)(1)1826年德國(guó)物理學(xué)家歐姆通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出歐姆定律。(2)19世紀(jì)，焦耳和楞次先后各自獨(dú)立發(fā)現(xiàn)電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱效應(yīng)的規(guī)律，即焦耳定律。突破點(diǎn)(一)電流的理解及其三個(gè)表達(dá)式的應(yīng)用[題點(diǎn)全練]1.如圖所示的電解液接入電路后，在ts內(nèi)有n1個(gè)一價(jià)正離子通過(guò)溶液內(nèi)截面S，有n2個(gè)二價(jià)負(fù)離子通過(guò)溶液內(nèi)截面S，設(shè)e為元電荷，則以下關(guān)于通過(guò)該截面電流的說(shuō)法正確的是()A．當(dāng)n1＝n2時(shí)，電流大小為零B．電流方向由A指向B，電流I＝eq\f(2n2＋n1e,t)C．當(dāng)n1＜n2時(shí)，電流方向由B指向A，電流I＝eq\f(2n2－n1e,t)D．當(dāng)n1＞n2時(shí)，電流方向由A指向B，電流I＝eq\f(n1－2n2e,t)解析：選B由題意可知，流過(guò)溶液截面的電量q＝(n1＋2n2)e；則電流I＝eq\f(2n2＋n1e,t)；當(dāng)n1＝n2時(shí)，電流大小不為零，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤。2．(2019·威海模擬)一根長(zhǎng)為L(zhǎng)、橫截面積為S的金屬棒，其電阻率為ρ。棒內(nèi)單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為n，電子的電荷量為e，在棒兩端加上恒定電壓U時(shí)，棒內(nèi)產(chǎn)生電流，則自由電子定向移動(dòng)的速率為()A.eq\f(U,neρL)B.eq\f(US,neρL)C.eq\f(US,neρL2)D.eq\f(U,neρ)解析：選A根據(jù)電阻定律有：R＝ρeq\f(L,S)；則由歐姆定律可知，電流為：I＝eq\f(U,R)＝eq\f(US,ρL)；再根據(jù)I＝nevS可得：v＝eq\f(I,neS)＝eq\f(U,neρL)；故A正確，B、C、D錯(cuò)誤。[題后悟通]三個(gè)電流表達(dá)式的比較公式適用范圍字母含義公式含義定義式I＝eq\f(q,t)一切電路q為時(shí)間t內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量eq\f(q,t)反映了I的大小，但不能說(shuō)I∝q，I∝eq\f(1,t)微觀式I＝nqSv一切電路n：導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)q：每個(gè)自由電荷的電荷量S：導(dǎo)體橫截面積v：電荷定向移動(dòng)速率從微觀上看n、q、S、v決定了I的大小決定式I＝eq\f(U,R)金屬、電解液U：導(dǎo)體兩端的電壓R：導(dǎo)體本身的電阻I由U、R決定，I∝UI∝eq\f(1,R)突破點(diǎn)(二)電阻、電阻定律的理解與應(yīng)用1．電阻與電阻率的區(qū)別(1)電阻反映了導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用的大小，而電阻率則反映制作導(dǎo)體的材料導(dǎo)電性能的好壞。(2)導(dǎo)體的電阻大，電阻率不一定大，它的導(dǎo)電性能不一定差；導(dǎo)體的電阻率小，電阻不一定小，即它對(duì)電流的阻礙作用不一定小。(3)導(dǎo)體的電阻、電阻率均與溫度有關(guān)。2．電阻的決定式和定義式的比較公式?jīng)Q定式定義式R＝ρeq\f(l,S)R＝eq\f(U,I)區(qū)別指明了電阻的決定因素提供了一種測(cè)定電阻的方法，電阻與U和I無(wú)關(guān)適用于粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)體和分布均勻的導(dǎo)電介質(zhì)適用于任何純電阻導(dǎo)體相同點(diǎn)都不能反映電阻的實(shí)質(zhì)(要用微觀理論解釋)[典例][多選](2019·江蘇啟東模擬)一根粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)線，在其兩端加上電壓U0時(shí)，通過(guò)導(dǎo)線的電流為I0，導(dǎo)線中自由電子定向移動(dòng)的平均速率為v，若將導(dǎo)線均勻拉長(zhǎng)，使它的橫截面半徑變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(1,2)，再給它兩端加上電壓2U0，則()A．通過(guò)導(dǎo)線的電流為eq\f(I0,8)B．通過(guò)導(dǎo)線的電流為eq\f(I0,16)C．導(dǎo)線中自由電子定向移動(dòng)的速率為eq\f(v,4)D．導(dǎo)線中自由電子定向移動(dòng)的速率為eq\f(v,2)[思路點(diǎn)撥]本題應(yīng)根據(jù)電阻定律R＝ρeq\f(l,S)，結(jié)合歐姆定律I＝eq\f(U,R)和電流的微觀表達(dá)式I＝neSv進(jìn)行分析。[解析]將金屬導(dǎo)線均勻拉長(zhǎng)，因半徑變?yōu)樵瓉?lái)的一半，則橫截面積變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(1,4)，其長(zhǎng)度變?yōu)樵瓉?lái)的4倍，根據(jù)電阻定律R＝ρeq\f(l,S)分析可知，電阻變?yōu)樵瓉?lái)的16倍，又電壓變?yōu)?U0，根據(jù)歐姆定律I＝eq\f(U,R)可知，電流變?yōu)閑q\f(I0,8)，A正確，B錯(cuò)誤；根據(jù)電流的微觀表達(dá)式I＝nevS，其中n、e不變，電流變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(1,8)，橫截面積變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(1,4)，則自由電子定向移動(dòng)的平均速率變?yōu)閑q\f(v,2)，C錯(cuò)誤，D正確。[答案]AD[方法規(guī)律]導(dǎo)體變形后電阻的分析方法某一導(dǎo)體的形狀改變后，討論其電阻變化應(yīng)抓住以下三點(diǎn)：(1)導(dǎo)體的電阻率不變。(2)導(dǎo)體的體積不變，由V＝lS可知l與S成反比。(3)在ρ、l、S都確定之后，應(yīng)用電阻定律R＝ρeq\f(l,S)求解。[集訓(xùn)沖關(guān)]1.(2019·鎮(zhèn)江模擬)有兩個(gè)同種材料制成的導(dǎo)體，兩導(dǎo)體為橫截面為正方形的柱體，柱體高均為h，大柱體柱截面邊長(zhǎng)為a，小柱體柱截面邊長(zhǎng)為b，則()A．從圖示電流方向看大柱體與小柱體的電阻之比為a∶bB．從圖示電流方向看大柱體與小柱體的電阻之比為1∶1C．若電流方向豎直向下，大柱體與小柱體的電阻之比為a∶bD．若電流方向豎直向下，大柱體與小柱體的電阻之比為a2∶b2解析：選B從圖示方向看，根據(jù)電阻定律可知，R1＝eq\f(ρa(bǔ),ah)＝eq\f(ρ,h)，R2＝eq\f(ρb,bh)＝eq\f(ρ,h)，故兩電阻相等，比值為1∶1，故A錯(cuò)誤，B正確。若電流豎直向下，則根據(jù)電阻定律有：R1＝eq\f(ρh,a2)，R2＝eq\f(ρh,b2)，故R1∶R2＝b2∶a2，故C、D錯(cuò)誤。2．兩根完全相同的金屬裸導(dǎo)線，如果把其中的一根均勻拉長(zhǎng)到原來(lái)的2倍，把另一根對(duì)折后絞合起來(lái)，然后給它們分別加上相同電壓后，則在相同時(shí)間內(nèi)通過(guò)它們的電荷量之比為()A．1∶4B．1∶8C．1∶16 D．16∶1解析：選C對(duì)于第一根導(dǎo)線，均勻拉長(zhǎng)到原來(lái)的2倍，則其橫截面積必然變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(1,2)，由電阻定律可得其電阻變?yōu)樵瓉?lái)的4倍，第二根導(dǎo)線對(duì)折后，長(zhǎng)度變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(1,2)，橫截面積變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，故其電阻變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(1,4)。給上述變化后的裸導(dǎo)線加上相同的電壓，由歐姆定律得：I1＝eq\f(U,4R)，I2＝eq\f(U,R/4)＝eq\f(4U,R)，由I＝eq\f(q,t)可知，在相同時(shí)間內(nèi)，電荷量之比q1∶q2＝I1∶I2＝1∶16。突破點(diǎn)(三)伏安特性曲線的理解及應(yīng)用1．定義：用縱坐標(biāo)表示電流I、橫坐標(biāo)表示電壓U，畫出的I-U圖像。2．圖線的意義(1)由于導(dǎo)體的導(dǎo)電性能不同，所以不同的導(dǎo)體有不同的伏安特性曲線。(2)伏安特性曲線上每一點(diǎn)的電壓坐標(biāo)與電流坐標(biāo)的比值，對(duì)應(yīng)這一狀態(tài)下的電阻。3．應(yīng)用：I-U圖像中圖線上某點(diǎn)與O點(diǎn)連線的斜率表示電阻的倒數(shù)，斜率越大，電阻越小。4．兩類圖線(1)線性元件的伏安特性曲線(圖甲中a、b)是過(guò)原點(diǎn)的直線，表明它的電阻是不變的。(2)非線性元件的伏安特性曲線(圖乙中c、d)是曲線，表明它的電阻是變化的。[典例][多選](2019·常州模擬)小燈泡通電后其電流I隨所加電壓U變化的圖線如圖所示，P為圖線上一點(diǎn)，PN為圖線在P點(diǎn)的切線，PQ為U軸的垂線，PM為I軸的垂線，則下列說(shuō)法中正確的是()A．隨著所加電壓的增大，小燈泡的電阻增大B．對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻為R＝eq\f(U1,I2)C．對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻為R＝eq\f(U1,I2－I1)D．對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的功率為圖中矩形PQOM所圍的面積大小[解析]I-U圖線的斜率逐漸減小，說(shuō)明電阻逐漸增大，A正確；對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻為R＝eq\f(U1,I2)≠eq\f(U1,I2－I1)，B正確，C錯(cuò)誤；對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的功率為P＝I2U1，此值恰為圖中矩形PQOM所圍面積的大小，D正確。[答案]ABD[易錯(cuò)提醒](1)伏安特性曲線中，導(dǎo)體電阻等于線上點(diǎn)與原點(diǎn)連線斜率的倒數(shù)，而不等于該點(diǎn)切線斜率的倒數(shù)。(2)無(wú)論線性元件還是非線性元件，只要是純電阻元件，電阻都可由R＝eq\f(U,I)計(jì)算。[集訓(xùn)沖關(guān)]1.(2019·鎮(zhèn)江模擬)如圖所示，a、b分別表示由相同材料制成的兩條長(zhǎng)度相同、粗細(xì)均勻的電阻絲的伏安特性曲線，下列判斷中正確的是()A．a(chǎn)代表的電阻絲較粗B．b代表的電阻絲較粗C．a(chǎn)電阻絲的阻值小于b電阻絲的阻值D．圖線表示電阻絲的阻值與電壓成正比解析：選B圖線的斜率表示電阻的倒數(shù)，故Ra>Rb，C錯(cuò)誤；由R＝ρeq\f(l,S)知a的橫截面積較小，A錯(cuò)誤，B正確；由圖像知導(dǎo)體的電阻與電壓無(wú)關(guān)，D錯(cuò)誤。2.[多選]某一熱敏電阻其阻值隨溫度的升高而減小，在一次實(shí)驗(yàn)中，將該熱敏電阻與一小燈泡串聯(lián)，通電后其電流I隨所加電壓U變化的圖線如圖所示，M為兩元件的伏安特性曲線的交點(diǎn)。則關(guān)于熱敏電阻和小燈泡的下列說(shuō)法中正確的是()A．圖中圖線a是小燈泡的伏安特性曲線，圖線b是熱敏電阻的伏安特性曲線B．圖中圖線b是小燈泡的伏安特性曲線，圖線a是熱敏電阻的伏安特性曲線C．圖線中的M點(diǎn)，表示該狀態(tài)小燈泡的電阻大于熱敏電阻的阻值D．圖線中M點(diǎn)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)，小燈泡的功率與熱敏電阻的功率相等解析：選BD小燈泡的燈絲是一個(gè)純電阻，其燈絲溫度會(huì)隨著通電電流增大，阻值也隨著增大，所以圖中b是小燈泡的伏安特性曲線；同理可知，熱敏電阻的溫度隨著通電電流增大，其阻值會(huì)逐漸減小，圖線a是熱敏電阻的伏安特性曲線，故A錯(cuò)誤，B正確；兩圖線的交點(diǎn)M，表示此狀態(tài)兩元件的電壓和電流相同，由歐姆定律可知此時(shí)兩者阻值相同，功率也相同，故C錯(cuò)誤，D正確。3.[多選]我國(guó)已經(jīng)于2019年10月1日起禁止銷售100W及以上的白熾燈，以后將逐步淘汰白熾燈。假設(shè)某同學(xué)研究白熾燈得到某白熾燈的伏安特性曲線如圖所示。圖像上A點(diǎn)與原點(diǎn)的連線與橫軸成α角，A點(diǎn)的切線與橫軸成β角，則()A．白熾燈的電阻隨電壓的增大而減小B．在A點(diǎn)，白熾燈的電阻可表示為tanβC．在A點(diǎn)，白熾燈的電功率可表示為U0I0D．在A點(diǎn)，白熾燈的電阻可表示為eq\f(U0,I0)解析：選CD白熾燈的電阻隨電壓的增大而增大，A錯(cuò)誤；在A點(diǎn)，白熾燈的電阻可表示為eq\f(U0,I0)，不能表示為tanβ或tanα，故B錯(cuò)誤，D正確；在A點(diǎn)，白熾燈的功率可表示為U0I0，C正確。突破點(diǎn)(四)電功、電功率及焦耳定律純電阻電路與非純電阻電路的比較純電阻電路非純電阻電路實(shí)例白熾燈、電爐、電飯鍋、電熱毯、電熨斗及轉(zhuǎn)子被卡住的電動(dòng)機(jī)等電動(dòng)機(jī)、電解槽、日光燈等電功與電熱W＝UIt，Q＝I2Rt＝eq\f(U2,R)tW＝QW＝UIt，Q＝I2RtW>Q電功率與熱功率P電＝UI，P熱＝I2R＝eq\f(U2,R)，P電＝P熱P電＝UI，P熱＝I2R，P電>P熱[典例]有一小型直流電動(dòng)機(jī)，把它接入U(xiǎn)1＝0.3V的電路中時(shí)，電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，測(cè)得流過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流為I1＝0.6A；若把電動(dòng)機(jī)接入U(xiǎn)2＝3.0V的電路中時(shí)，電動(dòng)機(jī)正常工作，工作電流是I2＝1.0A，求：(1)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率是多少？(2)如果電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，轉(zhuǎn)子突然被卡住，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率是多大？[思路點(diǎn)撥](1)當(dāng)電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)，可視為純電阻，由歐姆定律求其內(nèi)電阻。(2)當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，轉(zhuǎn)子突然被卡住，其電流不等于I2＝1.0A，此時(shí)發(fā)熱功率由P＝eq\f(U2,r)計(jì)算。[解析](1)當(dāng)U1＝0.3V，I1＝0.6A時(shí)，電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，此時(shí)電動(dòng)機(jī)為純電阻，故電動(dòng)機(jī)的內(nèi)電阻為r＝eq\f(U1,I1)＝0.5Ω。當(dāng)U2＝3.0V，I2＝1.0A時(shí)，電動(dòng)機(jī)正常工作，此時(shí)電動(dòng)機(jī)為非純電阻，則電動(dòng)機(jī)的輸出功率為P出＝U2I2－I22r＝2.5W。(2)當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常工作被卡住時(shí)，電動(dòng)機(jī)又為純電阻，其熱功率為P熱＝eq\f(U22,r)＝18W。[答案](1)2.5W(2)18W[方法規(guī)律](1)在任何電路中，P電＝UI、P熱＝I2R、W＝UIt、Q＝I2Rt都適用。(2)處理非純電阻電路的計(jì)算問(wèn)題時(shí)，要善于從能量轉(zhuǎn)化的角度出發(fā)，緊緊圍繞能量守恒定律，利用“電功＝電熱＋其他能量”找等量關(guān)系求解。(3)在非純電阻電路中，eq\f(U2,R)t既不表示電功也不表示電熱，是沒(méi)有意義的。[集訓(xùn)沖關(guān)]1.如圖所示是利用電動(dòng)機(jī)提升重物的示意圖，其中D是直流電動(dòng)機(jī)。P是一個(gè)質(zhì)量為m的重物，它用細(xì)繩拴在電動(dòng)機(jī)的軸上。閉合開關(guān)S，重物P以速度v勻速上升，這時(shí)電流表和電壓表的示數(shù)分別是I＝5.0A和U＝110V，重物P上升的速度v＝0.70m/s。已知該裝置機(jī)械部分的機(jī)械效率為70%，重物的質(zhì)量m＝45kg。下列說(shuō)法正確的是()A．電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為550WB．細(xì)繩對(duì)重物做功的機(jī)械功率為325WC．電動(dòng)機(jī)輸出的功率為400WD．電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為5Ω解析：選A根據(jù)電功率關(guān)系式有：P電＝UI＝5×110W＝550W，故電動(dòng)機(jī)消耗的功率為550W，故A正確；以物體為研究對(duì)象，由于物體勻速上升，有：F－mg＝0①P＝Fv②聯(lián)解①②，代入數(shù)據(jù)得：P＝315W；故細(xì)繩對(duì)重物做功的機(jī)械功率為315W，故B錯(cuò)誤；電動(dòng)機(jī)輸出的功率P機(jī)＝eq\f(P機(jī),70%)＝eq\f(315,0.7)＝450W，故C錯(cuò)誤；根據(jù)功能關(guān)系有：P電＝P機(jī)＋P熱③P熱＝I2R④聯(lián)解③④，代入數(shù)據(jù)得：R＝4Ω，故D錯(cuò)誤。2.(2019·啟東期末)如圖所示，M為電動(dòng)機(jī)，N為電爐子，電爐子的電阻R＝4Ω，電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻r＝1Ω，恒定電壓U＝12V。當(dāng)S1閉合、S2斷開時(shí)，電流表A示數(shù)為I1；當(dāng)S1、S2同時(shí)閉合時(shí)，電流表A示數(shù)為I2＝5A；求：(1)I1示數(shù)及電爐子發(fā)熱功率各多大？(2)電動(dòng)機(jī)的輸出功率是多少？解析：(1)電爐子為純電阻元件，由歐姆定律I＝eq\f(U,R)得：I1＝eq\f(U,R)＝eq\f(12V,4Ω)＝3A，其發(fā)熱功率為：PR＝UI1＝12×3W＝36W。(2)當(dāng)S1、S2同時(shí)閉合時(shí)，流過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流為：I3＝I2－I1＝2A，電動(dòng)機(jī)為非純電阻元件，由能量守恒定律得：UI3＝P＋I(xiàn)32r，代入數(shù)據(jù)解得：P＝20W。答案：(1)3A36W(2)20W生活中的用電器生活中，人們?cè)诩抑袝?huì)使用很多用電器，如電飯鍋、空調(diào)、冰箱、電風(fēng)扇、電吹風(fēng)等，這些用電器有的可以視為純電阻，有的則不是純電阻，請(qǐng)結(jié)合以下各題自主領(lǐng)悟：1．一只電飯煲和一臺(tái)洗衣機(jī)并聯(lián)接在輸出電壓為220V的交流電源上(其內(nèi)電阻可忽略不計(jì))，均正常工作。用電流表分別測(cè)得通過(guò)電飯煲的電流是5.0A，通過(guò)洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)的電流是0.50A，則下列說(shuō)法中正確的是()A．電飯煲的電阻為44Ω，洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為440ΩB．電飯煲消耗的電功率為1555W，洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為155.5WC．1min內(nèi)電飯煲消耗的電能為6.6×104J，洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)消耗的電能為6.6×103JD．電飯煲發(fā)熱功率是洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)發(fā)熱功率的10倍解析：選C由于電飯煲是純電阻元件，所以R1＝eq\f(U,I1)＝44Ω，P1＝UI1＝1100W，其在1min內(nèi)消耗的電能W1＝UI1t＝6.6×104J，洗衣機(jī)為非純電阻元件，所以R2≠eq\f(U,I2)，P2＝UI2＝110W，其在1min內(nèi)消耗的電能W2＝UI2t＝6.6×103J，其熱功率P熱≠P2，所以電飯煲發(fā)熱功率不是洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)發(fā)熱功率的10倍。2．為了生活方便，電熱水壺已進(jìn)入千家萬(wàn)戶，如果將一電熱水壺接在220V的電源兩端，經(jīng)時(shí)間t0電熱水壺的開關(guān)自動(dòng)切斷，假設(shè)熱量的損失不計(jì)、加熱絲的阻值不受溫度的影響。則()A．如果將電熱水壺接在110V的電源兩端，需經(jīng)2t0的時(shí)間電熱水壺的開關(guān)自動(dòng)切斷B．如果將電熱水壺接在110V的電源兩端，需經(jīng)16t0的時(shí)間電熱水壺的開關(guān)自動(dòng)切斷C．如果將電熱水壺接在55V的電源兩端，需經(jīng)4t0的時(shí)間電熱水壺的開關(guān)自動(dòng)切斷D．如果將電熱水壺接在55V的電源兩端，需經(jīng)16t0的時(shí)間電熱水壺的開關(guān)自動(dòng)切斷解析：選D根據(jù)公式Q＝eq\f(U2,R)t可知，煮沸一壺水所需的熱量為Q＝eq\f(U2,R)t0，當(dāng)電壓變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(1,2)時(shí)，所需熱量沒(méi)變，因此時(shí)間要變?yōu)樵瓉?lái)的4倍，即4t0，A、B錯(cuò)誤；當(dāng)電壓變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(1,4)時(shí)，時(shí)間要變?yōu)樵瓉?lái)的16倍，即16t0，C錯(cuò)誤，D正確。3．[多選]下表列出了某品牌電動(dòng)自行車及所用電動(dòng)機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)，不計(jì)其自身機(jī)械損耗。若該車在額定狀態(tài)下以最大運(yùn)行速度行駛，則()自重40kg額定電壓48V載重75kg額定電流12A最大行駛速度20km/h額定輸出功率350WA．電動(dòng)機(jī)的輸入功率為576WB．電動(dòng)機(jī)的內(nèi)電阻為4ΩC．該車獲得的牽引力為104ND．該車受到的阻力為63N解析：選AD電動(dòng)機(jī)的輸入功率為P入＝UI＝48×12W＝576W，A正確；電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率為Q＝I2r＝P入－P出，代入數(shù)據(jù)解得：r＝1.6Ω，B錯(cuò)誤；由v大＝20km/h＝eq\f(50,9)m/s，根據(jù)P出＝Fv大解得F＝63N，且當(dāng)該車速度最大時(shí)，F(xiàn)＝f＝63N，故C錯(cuò)誤，D正確。eq\a\vs4\al([反思領(lǐng)悟])分析生活中的用電器問(wèn)題的兩條思路1．了解用電器的結(jié)構(gòu)，含有電動(dòng)機(jī)且正常工作的為非純電阻；不含電動(dòng)機(jī)或含電動(dòng)機(jī)但電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)的則為純電阻。2．從能量轉(zhuǎn)化角度來(lái)區(qū)分，如消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為電熱則為純電阻；如消耗的電能有一部分轉(zhuǎn)化為其他能量，則為非純電阻。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：電流的理解及其三個(gè)表達(dá)式的應(yīng)用1.(2019·無(wú)錫檢測(cè))如圖所示的電解槽接入電路后，在t秒內(nèi)有n1個(gè)1價(jià)正離子通過(guò)溶液內(nèi)截面S，有n2個(gè)1價(jià)負(fù)離子通過(guò)溶液內(nèi)截面S，設(shè)e為元電荷，以下說(shuō)法正確的是()A．當(dāng)n1＝n2時(shí)電流強(qiáng)度為零B．當(dāng)n1＞n2時(shí)，電流方向從A→B，電流強(qiáng)度為I＝eq\f(n1－n2e,t)C．當(dāng)n1＜n2時(shí)，電流方向從B→A，電流強(qiáng)度I＝eq\f(n2－n1e,t)D．電流方向從A→B，電流強(qiáng)度I＝eq\f(n2＋n1e,t)解析：選D電荷的定向移動(dòng)形成電流，正電荷的定向移動(dòng)方向是電流方向，由圖示可知，溶液中的正離子從A向B運(yùn)動(dòng)，因此電流方向是A→B，電流I＝eq\f(q,t)＝eq\f(n2＋n1e,t)。2．[多選](2019·揚(yáng)州檢測(cè))如圖所示，R1和R2是同種材料、厚度相同、表面為正方形的導(dǎo)體，但R1的尺寸比R2的尺寸大。在兩導(dǎo)體上加相同的電壓，通過(guò)兩導(dǎo)體的電流方向如圖所示，則下列說(shuō)法中正確的是()A．R1中的電流小于R2中的電流B．R1中的電流等于R2中的電流C．R1中自由電荷定向移動(dòng)的速率大于R2中自由電荷定向移動(dòng)的速率D．R1中自由電荷定向移動(dòng)的速率小于R2中自由電荷定向移動(dòng)的速率解析：選BD設(shè)正方形的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、厚度為d，則I＝eq\f(U,R)，R＝ρeq\f(L,S)＝ρeq\f(L,L·d)＝eq\f(ρ,d)，得I＝eq\f(Ud,ρ)，故R1、R2中的電流相等，A錯(cuò)誤，B正確。由I＝nqSv＝nqLdv得，L大則v小，C錯(cuò)誤，D正確。3．[多選](2019·大慶實(shí)驗(yàn)中學(xué)期中)半徑為R的橡膠圓環(huán)均勻帶正電，總電荷量為Q，現(xiàn)使圓環(huán)繞垂直環(huán)所在平面且通過(guò)圓心的軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則由環(huán)產(chǎn)生的等效電流應(yīng)有()A．若ω不變而使電荷量Q變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，則電流也將變?yōu)樵瓉?lái)的2倍B．若電荷量不變而使ω變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，則電流也將變?yōu)樵瓉?lái)的2倍C．若使ω、Q不變，將橡膠環(huán)拉伸，使環(huán)半徑增大，電流將變大D．若使ω、Q不變，將橡膠環(huán)拉伸，使環(huán)半徑增大，電流將變小解析：選AB環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)一周的時(shí)間為t＝eq\f(2π,ω)；一周內(nèi)通過(guò)某一截面的電量為Q；則電流為I＝eq\f(Q,t)＝eq\f(Q,\f(2π,ω))＝eq\f(Qω,2π)；由以上公式可得：若ω不變而使電荷量Q變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，則電流也將變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，A正確；若電荷量Q不變而使ω變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，則電流也將變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，B正確；若使ω、Q不變，將橡膠環(huán)拉伸，使環(huán)的半徑增大，對(duì)電流沒(méi)有影響，C、D錯(cuò)誤。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：電阻、電阻定律的理解與應(yīng)用4.[多選]如圖是橫截面積、長(zhǎng)度均相同的甲、乙兩根電阻絲的R-I圖像?，F(xiàn)將甲、乙串聯(lián)后接入電路中，則()A．甲電阻絲兩端電壓比乙電阻絲兩端電壓小B．甲電阻絲的電阻率比乙電阻絲的電阻率大C．在相同時(shí)間內(nèi)，電流通過(guò)乙電阻絲產(chǎn)生的焦耳熱較少D．甲電阻絲消耗的電功率比乙電阻絲消耗的電功率小解析：選BC將甲、乙串聯(lián)接入電路中，電流相等，由題圖知，甲電阻大于乙電阻，由電阻定律知甲電阻絲的電阻率大于乙電阻絲的電阻率，B正確；由I＝eq\f(U,R)知甲兩端的電壓比乙大，A錯(cuò)誤；根據(jù)Q＝I2Rt，知乙產(chǎn)生的焦耳熱少，C正確；由P＝I2R知甲消耗的電功率比乙大，D錯(cuò)誤。5．(2019·蘇州聯(lián)考)兩根材料相同的均勻?qū)Ь€X和Y，X長(zhǎng)為L(zhǎng)，Y長(zhǎng)為2L，串聯(lián)在電路中，沿導(dǎo)線長(zhǎng)度方向電勢(shì)φ變化如圖所示，則兩導(dǎo)線的橫截面積之比為()A．2∶3B．1∶3C．1∶2 D．3∶1解析：選B由題圖可知導(dǎo)線X和Y兩端的電壓之比為eq\f(UX,UY)＝eq\f(10－4,4－0)＝eq\f(3,2)，其電流相同，則電阻之比eq\f(RX,RY)＝eq\f(UX,UY)＝eq\f(3,2)，由R＝ρeq\f(l,S)可得eq\f(SX,SY)＝eq\f(1,3)，B正確。6.如圖所示為均勻的長(zhǎng)方形薄片合金電阻板abcd，ab邊長(zhǎng)為L(zhǎng)1，ad邊長(zhǎng)為L(zhǎng)2。當(dāng)端點(diǎn)Ⅰ、Ⅱ或Ⅲ、Ⅳ接入電路時(shí)，導(dǎo)體的電阻分別為R1、R2，則R1∶R2為()A．L1∶L2 B．L2∶L1C．L12∶L22 D．L22∶L12解析：選C設(shè)電阻板厚度為h，由電阻定律有R1＝ρeq\f(L1,hL2)，R2＝ρeq\f(L2,hL1)，所以R1∶R2＝L12∶L22，故C正確。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：伏安特性曲線的理解及應(yīng)用7．[多選](2019·蘇州五校聯(lián)考)如圖所示為A、B兩電阻的伏安特性曲線，關(guān)于兩電阻的描述正確的是()A．電阻A的電阻值隨電流的增大而增大，電阻B阻值不變B．在兩圖線交點(diǎn)處，電阻A的阻值等于電阻BC．在兩圖線交點(diǎn)處，電阻A的阻值大于電阻BD．在兩圖線交點(diǎn)處，電阻A的阻值小于電阻B解析：選AB由題圖可知，電阻B的斜率不變，電阻A的斜率在逐漸增大，而在U-I圖像中，圖像的斜率表示電阻值大小，故A正確；兩圖線的交點(diǎn)處，電流和電壓均為U1和I1，由歐姆定律知，兩電阻的大小相等，故B正確，C、D錯(cuò)誤。8.[多選](2019·南京期末)兩電阻R1和R2的伏安特性曲線如圖所示。從圖線可判斷()A．兩電阻阻值的關(guān)系是R1>R2B．電阻一定時(shí)，電流隨著電壓的增大而減小C．電壓相同時(shí)，通過(guò)R1的電流強(qiáng)度較大D．兩電阻串聯(lián)接入電路時(shí)，R1消耗的功率小解析：選CD圖像的斜率k＝eq\f(I,U)＝eq\f(1,R)，即圖像的斜率越大，電阻越小，故有R1<R2，A錯(cuò)誤；根據(jù)圖像可得電阻一定時(shí)，電流隨電壓的增大而增大，B錯(cuò)誤；從圖像中可得電壓相同時(shí)，通過(guò)電阻R1的電流較大，C正確；兩電阻串聯(lián)接入電路時(shí)，通過(guò)兩電阻的電流相同，根據(jù)公式P＝I2R可得電阻越大，消耗的電功率越大，故D正確。9.某一導(dǎo)體的伏安特性曲線如圖AB段(曲線)所示，關(guān)于導(dǎo)體的電阻，以下說(shuō)法正確的是()A．B點(diǎn)的電阻為12ΩB．B點(diǎn)的電阻為40ΩC．導(dǎo)體的電阻因溫度的影響改變了1ΩD．導(dǎo)體的電阻因溫度的影響改變了9Ω解析：選BA點(diǎn)電阻RA＝eq\f(3,1.0×10－1)Ω＝30Ω，B點(diǎn)電阻RB＝eq\f(6,1.5×10－1)Ω＝40Ω，故A錯(cuò)誤、B正確。ΔR＝RB－RA＝10Ω，故C、D錯(cuò)誤。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：電功、電功率及焦耳定律10．下圖中的四個(gè)圖像中，最能正確地表示家庭常用的白熾燈泡在不同電壓下消耗的電功率P與電壓平方U2之間函數(shù)關(guān)系的是()解析：選C白熾燈泡為純電阻，其電功率P＝eq\f(U2,R)，但隨著電壓和燈泡工作時(shí)間的增加，燈絲電阻會(huì)增大，P-U2圖像會(huì)向下彎曲，故C正確。11.(2019·無(wú)錫調(diào)研)如圖所示是某款理發(fā)用的電吹風(fēng)的電路圖，它主要由電動(dòng)機(jī)M和電熱絲R構(gòu)成。當(dāng)閉合開關(guān)S1、S2后，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)葉旋轉(zhuǎn)，將空氣從進(jìn)風(fēng)口吸入，經(jīng)電熱絲加熱，形成熱風(fēng)后從出風(fēng)口吹出。已知電吹風(fēng)的額定電壓為220V，吹冷風(fēng)時(shí)的功率為120W，吹熱風(fēng)時(shí)的功率為1000W。關(guān)于該電吹風(fēng)，下列說(shuō)法正確的是()A．電熱絲的電阻為55ΩB．電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為eq\f(1210,3)ΩC．當(dāng)電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)，電熱絲每秒鐘消耗的電能為1000JD．當(dāng)電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)每秒鐘消耗的電能為1000J解析：選A電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)電熱絲消耗的功率為P＝1000W－120W＝880W，對(duì)電熱絲，由P＝eq\f(U2,R)可得電熱絲的電阻為R＝eq\f(U2,P)＝eq\f(2202,880)Ω＝55Ω，選項(xiàng)A正確；由于不知道電動(dòng)機(jī)線圈的發(fā)熱功率，所以電動(dòng)機(jī)線圈的電阻無(wú)法計(jì)算，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；當(dāng)電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)，電熱絲每秒消耗的電能為880J，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；當(dāng)電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)每秒鐘消耗的電能為120J，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。12．當(dāng)電阻兩端加上某一穩(wěn)定電壓時(shí)，通過(guò)該電阻的電荷量為0.3C，消耗的電能為0.9J。為在相同時(shí)間內(nèi)使0.6C的電荷量通過(guò)該電阻，在其兩端需加的電壓和消耗的電能分別是()A．3V1.8J B．3V3.6JC．6V1.8J D．6V3.6J解析：選D根據(jù)W＝qU，可知通過(guò)該電阻的電荷量為0.3C，消耗電能為0.9J時(shí)，電阻兩端的電壓U＝3V，在相同時(shí)間內(nèi)通過(guò)0.6C的電荷量，則電流變?yōu)樵瓉?lái)的2倍。根據(jù)I＝eq\f(U,R)知，電壓也變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，即U′＝2U＝6V，則W′＝q′U′＝3.6J，故D正確。考點(diǎn)綜合訓(xùn)練13．[多選]如圖所示，把四個(gè)相同的燈泡接成甲、乙兩種電路后，燈泡都正常發(fā)光，且兩個(gè)電路的總功率相等，則這兩個(gè)電路中的U甲、U乙，R甲、R乙之間的關(guān)系正確的是()A．U甲>U乙B．U甲＝4U乙C．R甲＝4R乙 D．R甲＝2R乙解析：選AC設(shè)燈泡正常工作時(shí)電壓為U，電流為I，則U甲I＝U乙×2I，則U甲＝2U乙，A正確，B錯(cuò)誤；根據(jù)I2R甲＝(2I)2R乙得R甲＝4R乙，C正確，D錯(cuò)誤。14．(2019·無(wú)錫模擬)燃油車退出已提上日程，不久的將來(lái)，新能源車將全面替代燃油車。某景區(qū)電動(dòng)車載滿游客時(shí)總質(zhì)量m＝1.75×103kg，以4m/s的速度在水平路面勻速行駛，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸入電流I＝20A，輸入電壓U＝400V，電動(dòng)車行駛時(shí)所受阻力為車重的eq\f(1,10)，g取10m/s2，不計(jì)電機(jī)內(nèi)部摩擦，只考慮驅(qū)動(dòng)電機(jī)的內(nèi)阻發(fā)熱損耗能量，求：(1)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸入功率；(2)電動(dòng)車行駛時(shí)輸出的機(jī)械功率；(3)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的內(nèi)阻。解析：(1)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的輸入功率：P入＝UI＝400V×20A＝8000W。(2)電動(dòng)車行駛時(shí)所受阻力：f＝eq\f(1,10)mg＝1.75×103N；電動(dòng)車勻速行駛時(shí)：F＝f，電動(dòng)車行駛時(shí)輸出的機(jī)械功率：P出＝Fv＝1.75×103×4W＝7×103W。(3)驅(qū)動(dòng)電機(jī)內(nèi)阻的發(fā)熱功率：P熱＝P入－P出＝8000W－7000W＝1000W，根據(jù)P熱＝I2r，有：r＝eq\f(P熱,I2)＝eq\f(1000,202)Ω＝2.5Ω。答案：(1)8000W(2)7×103W(3)2.5Ω15．電動(dòng)自行車因其價(jià)格相對(duì)于摩托車低廉，而且污染小，受到群眾喜愛(ài)，某電動(dòng)車銘牌如下表所示。取g＝10m/s2，試求：規(guī)格后輪驅(qū)動(dòng)直流永磁電機(jī)車型：20″電動(dòng)自行車電機(jī)輸出功率：175W電源輸出電壓：≥36V額定工作電壓/電流：36V/5A整車質(zhì)量：40kg最大載重量：120kg(1)求此車所裝電動(dòng)機(jī)的線圈電阻；(2)求此車所裝電動(dòng)機(jī)在額定電壓下正常工作時(shí)的效率；(3)一個(gè)60kg的人騎著此車，如果電動(dòng)自行車所受阻力為人和車重的0.02倍，求電動(dòng)自行車在平直公路上行駛的最大速度。解析：(1)由表格可知：電機(jī)輸出功率為P出＝175W，電源的輸出電壓為U＝36V，電流為I＝5A，設(shè)內(nèi)阻為R，則根據(jù)能量守恒定律得：UI－I2R＝P出，代入數(shù)據(jù)解得：R＝0.2Ω。(2)電動(dòng)機(jī)的總功率為：P總＝UI＝36×5W＝180W，電機(jī)輸出功率為：P出＝175W，所以電動(dòng)機(jī)的效率為：η＝eq\f(P出,P總)×100%＝eq\f(175,180)×100%＝97.2%。(3)一個(gè)60kg的人騎著此車，車和人的總的質(zhì)量為100kg，此時(shí)電動(dòng)自行車所受阻力為：f＝0.02mg＝0.02×100×10N＝20N，行駛的最大速度是：vm＝eq\f(P,F)＝eq\f(P,f)＝eq\f(175,20)m/s＝8.75m/s。答案：(1)0.2Ω(2)97.2%(3)8.75m/s第2節(jié)閉合電路歐姆定律及其應(yīng)用(1)電動(dòng)勢(shì)是反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)強(qiáng)弱的物理量。(√)(2)電動(dòng)勢(shì)就等于電源兩極間的電壓。(×)(3)閉合電路中外電阻越大，路端電壓越小。(×)(4)在閉合電路中，外電阻越大，電源的輸出功率越大。(×)(5)電源的輸出功率越大，電源的效率越高。(×)突破點(diǎn)(一)電阻的串、并聯(lián)1．串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)串聯(lián)電路并聯(lián)電路電流I＝I1＝I2＝…＝InI＝I1＋I(xiàn)2＋…＋I(xiàn)nI1R1＝I2R2＝…＝InRn電壓eq\f(U1,R1)＝eq\f(U2,R2)＝…＝eq\f(Un,Rn)U1＝U2＝…＝Un總電阻R總＝R1＋R2＋…＋Rneq\f(1,R總)＝eq\f(1,R1)＋eq\f(1,R2)＋…＋eq\f(1,Rn)功率分配eq\f(P1,R1)＝eq\f(P2,R2)＝…＝eq\f(Pn,Rn)P1R1＝P2R2＝…＝PnRn2．三個(gè)有用的結(jié)論(1)串聯(lián)電路的總電阻大于電路中任意一個(gè)電阻，電路中任意一個(gè)電阻變大時(shí)，總電阻變大。(2)并聯(lián)電路的總電阻小于電路中任意一個(gè)電阻，任意一個(gè)電阻變大時(shí)，總電阻變大。(3)某電路中無(wú)論電阻怎樣連接，該電路消耗的電功率P總等于各個(gè)電阻消耗的電功率之和。[題點(diǎn)全練]1．[多選](2019·鹽城模擬)如圖所示，圖線1表示導(dǎo)體A的電阻，設(shè)為R1，圖線2表示導(dǎo)體B的電阻，設(shè)為R2，則下列說(shuō)法正確的是()A．R1∶R2＝1∶3B．把A拉長(zhǎng)為原來(lái)的3倍后其電阻等于B的電阻R2C．將A與B串聯(lián)后接在電源上，二者消耗的功率之比P1∶P2＝1∶3D．將A與B并聯(lián)后接于電源上，通過(guò)二者的電流之比I1∶I2＝1∶3解析：選AC根據(jù)I-U圖像知，圖線的斜率表示電阻的倒數(shù)，所以R1∶R2＝1∶3，A正確；根據(jù)公式R＝ρeq\f(l,S)可得，把A拉長(zhǎng)為原來(lái)的3倍后，橫截面積減小為原來(lái)的eq\f(1,3)，所以電阻變?yōu)樵瓉?lái)的9倍，B錯(cuò)誤；串聯(lián)電路電流相等，將A與B串聯(lián)后接于電源上，根據(jù)公式P＝I2R可得，消耗的功率之比P1∶P2＝1∶3，C正確；并聯(lián)電路電壓相等，電流之比等于電阻之反比，所以將A與B并聯(lián)后接在電源上，通過(guò)二者的電流之比I1∶I2＝3∶1，D錯(cuò)誤。2.(2019·寧德質(zhì)檢)電阻R1和R2分別標(biāo)有“2Ω1.0A”和“4Ω0.5A”，將它們串聯(lián)后接入電路中，如圖所示，則此電路中允許消耗的最大功率為()A．1.5WB．3.0WC．5.0W D．6.0W解析：選A由題意可知，兩電阻串聯(lián)后能通過(guò)的最大電流為I＝0.5A，則電路允許消耗的最大電功率為P＝I2(R1＋R2)＝1.5W，A正確。3.[多選]一個(gè)T形電路如圖所示，電路中的電阻R1＝10Ω，R2＝120Ω，R3＝40Ω。另有一測(cè)試電源，電動(dòng)勢(shì)為100V，內(nèi)阻忽略不計(jì)。則()A．當(dāng)cd端短路時(shí)，ab之間的等效電阻是40ΩB．當(dāng)ab端短路時(shí)，cd之間的等效電阻是40ΩC．當(dāng)ab兩端接通測(cè)試電源時(shí)，cd兩端的電壓為80VD．當(dāng)cd兩端接通測(cè)試電源時(shí)，ab兩端的電壓為80V解析：選AC當(dāng)cd端短路時(shí)，R2與R3并聯(lián)再與R1串聯(lián)，ab之間的等效電阻為40Ω，A正確；同理可得B錯(cuò)誤；當(dāng)ab兩端接通測(cè)試電源時(shí)，R1、R3串聯(lián)，R2無(wú)效，cd兩端的電壓就等于R3分得的電壓，可以求得為80V，C正確；同理可得D錯(cuò)誤。突破點(diǎn)(二)閉合電路的動(dòng)態(tài)分析1．程序法2．“串反并同”結(jié)論法(1)所謂“串反”，即某一電阻增大時(shí)，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小，反之則增大。(2)所謂“并同”，即某一電阻增大時(shí)，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大，反之則減小。即：eq\b\lc\\rc\)(\a\vs4\al\co1(U串↓,I串↓,P串↓))←R↑→eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(U并↑,I并↑,P并↑))3．極限法因變阻器滑片滑動(dòng)引起電路變化的問(wèn)題，可將變阻器的滑片分別滑至兩個(gè)極端，讓電阻最大或電阻為零去討論。[典例][多選](2019·大連模擬)在如圖所示的電路中，電源的負(fù)極接地，其電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)電阻為r，R1、R2為定值電阻，R3為滑動(dòng)變阻器，C為電容器，為理想電流表和電壓表。在滑動(dòng)變阻器滑片P自a端向b端滑動(dòng)的過(guò)程中，下列說(shuō)法中正確的是()A．電壓表示數(shù)減小B．電流表示數(shù)增大C．電容器C所帶電荷量增多 D．a(chǎn)點(diǎn)的電勢(shì)降低[方法應(yīng)用](一)由題明3法基礎(chǔ)解法(程序法)：P由a端向b端滑動(dòng)，其阻值減小，則總電阻減小，總電流增大，電阻R1兩端電壓增大，示數(shù)變大，A錯(cuò)誤；電阻R2兩端的電壓U2＝E－I總(R1＋r)，I總增大，則U2減小，I2＝eq\f(U2,R2)，I2減小，的示數(shù)IA＝I總－I2增大，B正確；由于電容器的電壓UC＝U2減小，由Q＝CUC知Q減小，C錯(cuò)誤；Uab＝φa－φb＝φa＝U2，故φa降低，D正確。能力解法一(結(jié)論法)：由于R3減小，R2與R3并聯(lián)，則U2、I2均減小，而UC＝U2，Q＝CUC知Q減小，C錯(cuò)誤；Uab＝U2＝φa－φb＝φa減小，D正確；因?yàn)镽1間接與R3串聯(lián)，故I1、U1均增大，故示數(shù)增大，A錯(cuò)誤；根據(jù)IA＝I1－I2知IA增大，B正確。能力解法二(極限法)：設(shè)滑片P滑至b點(diǎn)，則R3＝0，φa＝φb＝0，D正確；R2上電壓為零，則C上電壓也為零，Q＝0，C錯(cuò)誤；當(dāng)R3＝0時(shí)，總電阻最小，總電流最大，R1上電壓最大，故A錯(cuò)誤；由于IA＝I1－I2，此時(shí)I1最大，I2＝0最小，故IA最大，B正確。(二)3法比較(1)“程序法”：較繁瑣，準(zhǔn)確度高，學(xué)生易掌握。(2)“結(jié)論法”：較簡(jiǎn)單，要求學(xué)生要準(zhǔn)確判斷電路中各元件的串、并聯(lián)關(guān)系。(3)“極限法”：較簡(jiǎn)單，僅適用于物理量單調(diào)變化的情況，如果電阻先增大后減小或先減小后增大，則不宜用該方法。[集訓(xùn)沖關(guān)]1.(2019·蘇州期末)如圖所示，電源內(nèi)阻不能忽略，電流表、電壓表均可視為理想電表，在滑動(dòng)變阻器R的觸頭從a端滑到b端的過(guò)程中()A．電壓表V的示數(shù)先增大后減小，電流表A的示數(shù)增大B．電壓表V的示數(shù)先增大后減小，電流表A的示數(shù)減小C．電壓表V的示數(shù)先減小后增大，電流表A的示數(shù)增大D．電壓表V的示數(shù)先減小后增大，電流表A的示數(shù)減小解析：選A當(dāng)滑動(dòng)頭從a端滑到中點(diǎn)時(shí)，變阻器左右并聯(lián)的電阻增大，分擔(dān)的電壓增大，變阻器右邊電阻減小，則通過(guò)電流表的電流增大。外電路總電阻增大，干路電流減小，電源的內(nèi)電壓減小，路端電壓增大，則電壓表的示數(shù)增大；當(dāng)滑動(dòng)頭從中點(diǎn)滑到b端時(shí)，變阻器左右并聯(lián)的電阻減小，分擔(dān)的電壓減小，外電路總電阻減小，干路電流增大，而通過(guò)變阻器左側(cè)的電流減小，則通過(guò)電流表的電流增大。電源的內(nèi)電壓增大，路端電壓減小。所以電壓表的示數(shù)先增大后減小，電流表示數(shù)一直增大，故A正確。2.[多選](2019·湖北省公安縣期末)如圖所示電路中，電源內(nèi)阻不能忽略，兩個(gè)電壓表均為理想電表。當(dāng)滑動(dòng)變阻器R2的滑動(dòng)觸頭P移動(dòng)時(shí)，關(guān)于兩個(gè)電壓表V1與V2的示數(shù)，下列判斷正確的是()A．P向a移動(dòng)，V1示數(shù)增大、V2的示數(shù)減小B．P向b移動(dòng)，V1示數(shù)增大、V2的示數(shù)減小C．P向a移動(dòng)，V1示數(shù)改變量的絕對(duì)值小于V2示數(shù)改變量的絕對(duì)值D．P向b移動(dòng)，V1示數(shù)改變量的絕對(duì)值大于V2示數(shù)改變量的絕對(duì)值解析：選ACP向a移動(dòng)，R2連入電路的電阻減小，根據(jù)“并同串反”可知V2示數(shù)減小，V1示數(shù)增大，U內(nèi)增大，A正確；同理，B錯(cuò)誤；由E＝U內(nèi)＋U外＝U內(nèi)＋UV1＋UV2，電源電動(dòng)勢(shì)不變可得：U內(nèi)示數(shù)改變量絕對(duì)值與V1示數(shù)改變量絕對(duì)值之和等于V2示數(shù)改變量絕對(duì)值，C正確；同理，D錯(cuò)誤。3．[多選](2019·黃山二模)某溫度檢測(cè)、光電控制加熱裝置原理如圖所示。圖中RT為熱敏電阻(隨溫度升高阻值減小)，用來(lái)探測(cè)加熱電阻絲R的溫度，RG為光敏電阻(隨光照強(qiáng)度增大阻值減小)，接收小燈泡L的光照，除RT、RG外，其他電阻均為定值電阻。當(dāng)R處溫度降低時(shí)()A．L變亮B．通過(guò)R3的電流減小C．E2的路端電壓增大 D．R消耗的功率減小解析：選BC當(dāng)R處溫度降低時(shí)，熱敏電阻RT阻值變大，由閉合電路歐姆定律可知，左側(cè)電路中的電流減小，通過(guò)小燈泡L的電流減小，小燈泡L的光照強(qiáng)度減小，光敏電阻RG的阻值變大，對(duì)右側(cè)電路，由閉合電路歐姆定律可知，通過(guò)R2的電流變小，右側(cè)電路中的電源E2的路端電壓變大，R兩端電壓變大，通過(guò)R的電流也變大，R消耗的功率變大，通過(guò)R3的電流變小，選項(xiàng)B、C正確。突破點(diǎn)(三)閉合電路的功率及效率問(wèn)題電源總功率任意電路：P總＝EI＝P出＋P內(nèi)純電阻電路：P總＝I2(R＋r)＝eq\f(E2,R＋r)電源內(nèi)部消耗的功率P內(nèi)＝I2r＝P總－P出電源的輸出功率任意電路：P出＝UI＝P總－P內(nèi)純電阻電路：P出＝I2R＝eq\f(E2R,R＋r2)P出與外電阻R的關(guān)系電源的效率任意電路：η＝eq\f(P出,P總)×100%＝eq\f(U,E)×100%純電阻電路：η＝eq\f(R,R＋r)×100%由P出與外電阻R的關(guān)系圖像可知①當(dāng)R＝r時(shí)，電源的輸出功率最大為Pm＝eq\f(E2,4r)。②當(dāng)R＞r時(shí)，隨著R的增大輸出功率越來(lái)越小。③當(dāng)R＜r時(shí)，隨著R的增大輸出功率越來(lái)越大。④當(dāng)P出＜Pm時(shí)，每個(gè)輸出功率對(duì)應(yīng)兩個(gè)外電阻R1和R2，且R1R2＝r2。[典例]如圖所示，已知電源電動(dòng)勢(shì)為6V，內(nèi)阻為1Ω，保護(hù)電阻R0＝0.5Ω，求：當(dāng)電阻箱R讀數(shù)為多少時(shí)，保護(hù)電阻R0消耗的電功率最大，并求這個(gè)最大值。[解析]保護(hù)電阻消耗的功率為P0＝eq\f(E2R0,r＋R＋R02)，因R0和r是常量，而R是變量，所以R最小時(shí)，P0最大，即R＝0時(shí)，P0max＝eq\f(E2R0,r＋R02)＝eq\f(62×0.5,1.52)W＝8W。[答案]R＝0P0max＝8W[多維探究][變式1]例題中條件不變，求當(dāng)電阻箱R讀數(shù)為多少時(shí)，電阻箱R消耗的功率PR最大，并求這個(gè)最大值。解析：這時(shí)要把保護(hù)電阻R0與電源內(nèi)阻r算在一起，據(jù)以上結(jié)論，當(dāng)R＝R0＋r即R＝(1＋0.5)Ω＝1.5Ω時(shí)，PRmax＝eq\f(E2,4r＋R0)＝eq\f(62,4×1.5)W＝6W。答案：R＝1.5ΩPRmax＝6W[變式2]在例題中，若電阻箱R的最大值為3Ω，R0＝5Ω，求：當(dāng)電阻箱R讀數(shù)為多少時(shí)，電阻箱R的功率最大，并求這個(gè)最大值。解析：把R0＝5Ω當(dāng)作電源內(nèi)阻的一部分，則等效電源內(nèi)阻r等為6Ω，而電阻箱R的最大值為3Ω，小于6Ω，P＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(E,R＋r等)))2R＝eq\f(E2,\f(R－r等2,R)＋4r等)，則不能滿足R＝r等，當(dāng)電阻箱R的電阻取3Ω時(shí)，R消耗功率最大，最大值為：P＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(E,R＋r等)))2R＝eq\f(4,3)W。答案：R＝3ΩP＝eq\f(4,3)W[變式3]例題中條件不變，求電源的最大輸出功率。解析：由電功率公式P出＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(E,R外＋r)))2R外＝eq\f(E2,\f(R外－r2,R外)＋4r)，當(dāng)R外＝r時(shí)，P出最大，即R＝r－R0＝0.5Ω時(shí)，P出max＝eq\f(E2,4r)＝eq\f(62,4×1)W＝9W。答案：9W[變式4]如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E＝2V，內(nèi)阻r＝1Ω，電阻R0＝2Ω，可變電阻的阻值范圍為0～10Ω。求可變電阻為多大時(shí)，R上消耗的功率最大，最大值為多少？解析：方法一：PR＝eq\f(U2,R)，根據(jù)閉合電路歐姆定律，路端電壓U＝E·eq\f(\f(R0R,R0＋R),r＋\f(R0R,R0＋R))＝eq\f(ER0R,rR0＋rR＋R0R)，所以PR＝eq\f(E2R02R,rR0＋rR＋R0R2)，代入數(shù)據(jù)整理得PR＝eq\f(16,\f(4,R)＋9R＋12)，當(dāng)R＝eq\f(2,3)Ω時(shí)，R上消耗的功率最大，PRmax＝eq\f(2,3)W。方法二：采用等效電源法分析，把定值電阻等效到電源的內(nèi)部，即把電源和定值電阻看作電動(dòng)勢(shì)為E′＝eq\f(R0,R0＋r)E，內(nèi)阻為r′＝eq\f(R0r,R0＋r)的電源，當(dāng)R＝r′＝eq\f(R0r,R0＋r)時(shí)，電源對(duì)外電路R的輸出功率最大PR＝eq\f(E′2,4r′)。把數(shù)值代入各式得：E等＝E′＝eq\f(R0,R0＋r)E＝eq\f(4,3)V；r等＝r′＝eq\f(R0r,R0＋r)＝eq\f(2,3)Ω。所以：PR＝eq\f(E等2,4r等)＝eq\f(2,3)W。答案：R＝eq\f(2,3)ΩP＝eq\f(2,3)W

突破點(diǎn)(四)兩類U-I圖像的比較與應(yīng)用兩種圖像的比較電源U-I圖像電阻U-I圖像圖形物理意義電源的路端電壓隨電路電流的變化關(guān)系電阻中的電流隨電阻兩端電壓的變化關(guān)系截距與縱軸交點(diǎn)表示電源電動(dòng)勢(shì)E，與橫軸交點(diǎn)表示電源短路電流eq\f(E,r)過(guò)坐標(biāo)軸原點(diǎn)，表示沒(méi)有電壓時(shí)電流為零坐標(biāo)U、I的乘積表示電源的輸出功率表示電阻消耗的功率坐標(biāo)U、I的比值表示外電阻的大小，不同點(diǎn)對(duì)應(yīng)的外電阻大小不同每一點(diǎn)對(duì)應(yīng)的比值均等大，表示此電阻的大小斜率(絕對(duì)值)電源電阻r電阻大小[題點(diǎn)全練]1．[多選](2019·蘇州期末)如圖所示，甲、乙分別表示兩個(gè)電源的路端電壓與通過(guò)它們的電流I的關(guān)系，下列說(shuō)法中正確的是()A．電源甲的電動(dòng)勢(shì)大于乙的電動(dòng)勢(shì)B．電源甲的內(nèi)阻小于乙的內(nèi)阻C．電流都是I0時(shí)，兩電源的內(nèi)電壓相等D．路端電壓都為U0時(shí)，它們所在電路的外電阻相等解析：選AD圖線與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)表示電源的電動(dòng)勢(shì)，圖線斜率的大小表示電源的內(nèi)阻，由題圖可知E甲>E乙，r甲>r乙，A正確，B錯(cuò)誤；當(dāng)電流都為I0時(shí)，兩電源的路端電壓相等，內(nèi)電壓不相等，C錯(cuò)誤；當(dāng)路端電壓為U0時(shí)，電流為I0，外電阻R＝eq\f(U0,I0)相等，D正確。2．[多選](2019·衡水中學(xué)模擬)在如圖所示的圖像中，直線Ⅰ為某一電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖像，直線Ⅱ?yàn)槟骋浑娮鑂的伏安特性曲線。用該電源直接與電阻R相連組成閉合電路。由圖像可知()A．電源的電動(dòng)勢(shì)為3V，內(nèi)阻為0.5ΩB．電阻R的阻值為1ΩC．電源的輸出功率為2WD．電源的效率為66.7%解析：選ABD圖線Ⅰ與縱軸的交點(diǎn)表示電源電動(dòng)勢(shì)E為3V，圖線Ⅰ的斜率的絕對(duì)值表示電源內(nèi)阻r為0.5Ω，A正確。圖線Ⅱ的斜率表示電阻R的阻值為1Ω，B正確。由Ⅰ、Ⅱ圖線的交點(diǎn)坐標(biāo)可知電流I＝2A，路端電壓U＝2V，電源輸出功率P＝UI＝4W，C錯(cuò)誤。電源效率η＝eq\f(P出,P總)＝eq\f(U,E)≈66.7%，D正確。3．[多選](2019·南京模擬)如圖所示，圖線甲、乙分別為電源和某金屬導(dǎo)體的伏安特性曲線，電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻分別用E、r表示，根據(jù)所學(xué)知識(shí)分析下列選項(xiàng)正確的是()A．E＝50VB．r＝eq\f(25,3)ΩC．當(dāng)該導(dǎo)體直接與該電源相連時(shí)，該導(dǎo)體的電阻為20ΩD．當(dāng)該導(dǎo)體直接與該電源相連時(shí)，電路消耗的總功率為80W解析：選AC由圖像的物理意義可知電源的電動(dòng)勢(shì)E＝50V，內(nèi)阻r＝eq\f(ΔU,ΔI)＝eq\f(50－20,6－0)Ω＝5Ω，故A正確，B錯(cuò)誤；該導(dǎo)體與該電源相連時(shí)，電阻的電壓、電流分別為U＝40V，I＝2A，則R＝eq\f(U,I)＝20Ω，此時(shí)，電路消耗的總功率P總＝EI＝100W，故C正確，D錯(cuò)誤。突破點(diǎn)(五)含電容器的電路1．電路的簡(jiǎn)化不分析電容器的充、放電過(guò)程時(shí)，把電容器所處的支路視為斷路，簡(jiǎn)化電路時(shí)可以去掉，求電荷量時(shí)再在相應(yīng)位置補(bǔ)上。2．電路穩(wěn)定時(shí)電容器的處理方法電容器所在的支路中沒(méi)有電流，同支路的電阻相當(dāng)于導(dǎo)線，即電阻不降低電壓，是等勢(shì)體。電容器兩端的電壓等于與之并聯(lián)的支路兩端的電壓。3．電容器所帶電荷量及其變化的計(jì)算(1)利用Q＝UC計(jì)算電容器所帶的電荷量；(2)如果變化前后極板帶電的電性相同，那么通過(guò)所連導(dǎo)線的電荷量等于初、末狀態(tài)電容器所帶電荷量之差；(3)如果變化前后極板帶電的電性相反，那么通過(guò)所連導(dǎo)線的電荷量等于初、末狀態(tài)電容器所帶電荷量之和。[典例](2019·全國(guó)卷Ⅱ)阻值相等的四個(gè)電阻、電容器C及電池E(內(nèi)阻可忽略)連接成如圖所示電路。開關(guān)S斷開且電流穩(wěn)定時(shí)，C所帶的電荷量為Q1；閉合開關(guān)S，電流再次穩(wěn)定后，C所帶的電荷量為Q2。Q1與Q2的比值為()A.eq\f(2,5)B.eq\f(1,2)C.eq\f(3,5)D.eq\f(2,3)[思路點(diǎn)撥]開關(guān)S斷開時(shí)、閉合時(shí)的簡(jiǎn)化電路分別如圖甲、乙所示。[解析]斷開S和閉合S后等效電路分別如圖甲、乙所示。根據(jù)串聯(lián)電路的電壓與電阻成正比可得甲、乙兩圖中電容器兩極板間的電壓U1＝eq\f(1,5)E，U2＝eq\f(1,3)E，C所帶的電荷量Q＝CU，則Q1∶Q2＝3∶5，選項(xiàng)C正確。[答案]C[方法規(guī)律]含容電路問(wèn)題的解題思路第一步理清電路的串并聯(lián)關(guān)系第二步確定電容器兩極板間的電壓。在電容器充電和放電的過(guò)程中，歐姆定律等電路規(guī)律不適用，但對(duì)于充電或放電完畢的電路，電容器的存在與否不再影響原電路，電容器接在某一支路兩端，可根據(jù)歐姆定律及串、并聯(lián)規(guī)律求解該支路兩端的電壓U第三步分析電容器所帶的電荷量。針對(duì)某一狀態(tài)，由電容器兩端的電壓U求電容器所帶的電荷量Q＝CU，由電路規(guī)律分析兩極板電勢(shì)的高低，高電勢(shì)板帶正電，低電勢(shì)板帶負(fù)電[集訓(xùn)沖關(guān)]1.(2019·南通一模)如圖所示的電路，R1是定值電阻，R2是滑動(dòng)變阻器，L是小燈泡，C是電容器，電源內(nèi)阻為r。開關(guān)S閉合后，在滑動(dòng)變阻器觸頭向上移動(dòng)過(guò)程中()A．小燈泡變亮 B．電容器所帶電荷量增大C．電壓表示數(shù)變小 D．電源的總功率變大解析：選B閉合開關(guān)S后，當(dāng)滑動(dòng)變阻器觸頭P向上移動(dòng)時(shí)，R2增大，外電路總電阻增大，干路中電流減小，則小燈泡亮度變暗。電源的內(nèi)電壓減小，路端電壓增大，則電壓表的示數(shù)變大。故A、C錯(cuò)誤。電路穩(wěn)定時(shí)電容器的電壓等于R2的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路電壓分配規(guī)律可知，R2增大，電容器的電壓增大，則電容器所帶電荷量增大，故B正確。電源的總功率為P＝EI，干路電流I減小，則電源的總功率變小，故D錯(cuò)誤。2.如圖所示，開關(guān)S閉合后，帶電質(zhì)點(diǎn)P在平行金屬板中處于靜止?fàn)顟B(tài)。則()A．質(zhì)點(diǎn)P一定帶正電B．滑片向a端移動(dòng)時(shí)，兩只電表的示數(shù)均增大C．滑片向a端移動(dòng)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P將向上板運(yùn)動(dòng)D．若將開關(guān)S斷開，質(zhì)點(diǎn)P將向下板運(yùn)動(dòng)解析：選C由電路圖可知，R2與R4串聯(lián)后與R3并聯(lián)，再與R1串聯(lián)，電容器與并聯(lián)部分并聯(lián)；電容器的上極板帶正電，板間場(chǎng)強(qiáng)向下，質(zhì)點(diǎn)處于平衡狀態(tài)，則知受到的電場(chǎng)力向上，故質(zhì)點(diǎn)P帶負(fù)電，故A錯(cuò)誤。滑片向a端移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電阻增大，則總電阻增大，總電流減小，內(nèi)電壓減小，由閉合電路的歐姆定律可知路端電壓增大，R1兩端的電壓減小，故并聯(lián)部分電壓增大；電容器兩端的電壓增大，質(zhì)點(diǎn)所受的電場(chǎng)力增大，則質(zhì)點(diǎn)將向上移動(dòng)；因并聯(lián)部分電壓增大，則R3中的電流增大，而干路電流減小，故電流表中的電流減??；由于電流表示數(shù)減小，由歐姆定律可知R2兩端的電壓減小，故R4兩端的電壓增大，電壓表示數(shù)增大，故B錯(cuò)誤，C正確；開關(guān)S斷開，電容器兩端的電壓等于電源的電動(dòng)勢(shì)，電容器兩端電壓增大，板間場(chǎng)強(qiáng)增大，質(zhì)點(diǎn)P受到的電場(chǎng)力變大，質(zhì)點(diǎn)P將向上運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤。電路故障問(wèn)題1．電路故障一般是短路或斷路。常見(jiàn)的情況有導(dǎo)線斷芯、燈泡斷絲、燈泡短路、電阻內(nèi)部斷路、接觸不良等現(xiàn)象。故障的特點(diǎn)如下：斷路狀態(tài)的特點(diǎn)短路狀態(tài)的特點(diǎn)電源電壓不為零而電流為零；若外電路某兩點(diǎn)之間的電壓不為零，則這兩點(diǎn)間有斷點(diǎn)，而這兩點(diǎn)與電源連接部分無(wú)斷點(diǎn)有電流通過(guò)電路而電壓為零2．利用電流表、電壓表判斷電路故障的方法：常見(jiàn)故障故障解讀原因分析正常無(wú)數(shù)“電流表示數(shù)正常”表明電流表所在電路為通路，“電壓表無(wú)示數(shù)”表明無(wú)電流通過(guò)電壓表。故障原因可能是：a．電壓表?yè)p壞；b．電壓表接觸不良；c．與電壓表并聯(lián)的用電器短路。正常無(wú)數(shù)“電壓表有示數(shù)”表明電壓表有電流通過(guò)，“電流表無(wú)示數(shù)”說(shuō)明沒(méi)有或幾乎沒(méi)有電流流過(guò)電流表。故障原因可能是：a．電流表短路；b．和電壓表并聯(lián)的用電器斷路。、均無(wú)數(shù)“兩表均無(wú)示數(shù)”表明無(wú)電流通過(guò)兩表。除了兩表同時(shí)被短路外，可能是干路斷路導(dǎo)致無(wú)電流。[應(yīng)用體驗(yàn)]1.如圖所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)為6V，當(dāng)開關(guān)S接通后，燈泡L1和L2都不亮，用電壓表測(cè)得各部分的電壓是Uab＝6V，Uad＝0V，Ucd＝6V，由此可斷定()A．L1和L2的燈絲都燒斷了B．L1的燈絲燒斷了C．L2的燈絲燒斷了 D．變阻器R斷路解析：選C由Uab＝6V可知，電源完好，燈泡都不亮，說(shuō)明電路中出現(xiàn)斷路故障，且在a、b之間。由Ucd＝6V可知，燈泡L1與變阻器R是通的，斷路故障出現(xiàn)在c、d之間，故燈L2斷路。所以選項(xiàng)C正確。2.(2019·江陰模擬)在如圖所示的電路中，由于某一電阻發(fā)生短路或斷路，A燈變暗，B燈變亮，則故障可能是()A．R1短路B．R2斷路C．R3短路D．R4斷路解析：選CR1短路，外電路總電阻減小，并聯(lián)部分電壓增大，A、B燈變亮，故A錯(cuò)誤；R2斷路，A燈不亮，故B錯(cuò)誤；R3短路，外電路總電阻減小，則并聯(lián)部分電壓減小，所以A燈變暗，通過(guò)A燈電流減小，通過(guò)B燈電流增大，所以B燈變亮，故C正確；R4斷路，外電路總電阻變大，并聯(lián)部分電壓增大，A燈變亮，故D錯(cuò)誤。eq\a\vs4\al([反思領(lǐng)悟])已知電路發(fā)生某種故障，尋找故障發(fā)生的位置時(shí)，可將整個(gè)電路劃分為若干部分；然后逐一假設(shè)某部分電路發(fā)生故障，運(yùn)用歐姆定律進(jìn)行推理，推理結(jié)果若與題述物理現(xiàn)象符合，則故障可能發(fā)生在這部分電路；若不符合，則故障不發(fā)生在這部分電路。用這種方法逐段找下去，直至找到發(fā)生故障的全部可能為止，這里應(yīng)用了排除法。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：電阻的串、并聯(lián)1．電阻R1與R2并聯(lián)在電路中，通過(guò)R1與R2的電流之比為1∶2，則當(dāng)R1與R2串聯(lián)后接入電路中時(shí)，R1與R2兩端電壓之比U1∶U2為()A．1∶2B．2∶1C．1∶4 D．4∶1解析：選B由并聯(lián)特點(diǎn)可知：eq\f(R1,R2)＝eq\f(I2,I1)＝eq\f(2,1)，又由串聯(lián)電路特點(diǎn)可得：eq\f(U1,U2)＝eq\f(R1,R2)＝eq\f(2,1)，故B正確。2.(2019·無(wú)錫調(diào)研)電子式互感器是數(shù)字變電站的關(guān)鍵設(shè)備之一。如圖所示，某電子式電壓互感器探頭的原理為電阻分壓，ac間的電阻是cd間電阻的(n－1)倍，某次測(cè)量中輸出端數(shù)字電壓表的示數(shù)為U，則輸入端的電壓為()A．nUB.eq\f(U,n)C．(n－1)UD.eq\f(U,n－1)解析：選ARac與Rcd串聯(lián)，電流I＝eq\f(Uab,Rac＋Rcd)，對(duì)輸出端電壓Ucd＝U＝IRcd＝eq\f(UabRcd,Rac＋Rcd)＝eq\f(Uab,n)，即輸入端電壓為Uab＝nU。3．(2019·常州檢測(cè))如圖所示，a、b、c、d、e是五個(gè)相同的電阻，如果將電壓逐漸升高，則最先燒壞的電阻應(yīng)是()A．a(chǎn)和b B．cC．d D．e解析：選D由題圖可知，a和b并聯(lián)后與e串聯(lián)，最后跟c和d的串聯(lián)電路并聯(lián)，設(shè)電阻都為R，則c和d的電壓都為eq\f(U,2)，a和b并聯(lián)電阻為eq\f(R,2)，所以a和b的電壓都為eq\f(U,3)，e的電壓為eq\f(2U,3)，所以e的電壓最大，所以隨著電壓U升高時(shí)，先燒壞的電阻應(yīng)是e。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：閉合電路的動(dòng)態(tài)分析4.[多選]如圖所示，閉合開關(guān)S并調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片P的位置，使A、B、C三燈亮度相同。若繼續(xù)將P向下移動(dòng)，則三燈亮度變化情況為()A．A燈變亮 B．B燈變亮C．B燈變暗 D．C燈變亮解析：選ACD將變阻器滑片P向下移動(dòng)時(shí)，接入電路的電阻減小，外電路總電阻減小，根據(jù)全電路歐姆定律得知，總電流IA增大，則A燈變亮。并聯(lián)部分的電壓U并＝E－IA(RA＋r)，E、RA、r不變，IA增大，U并減小，B燈變暗。通過(guò)C燈的電流IC＝I－IB，I增大，IB減小，則IC增大，C燈變亮，故A、C、D正確。5.[多選](2019·昆山月考)恒流源是一種特殊的電源，其輸出的電流能始終保持不變，如圖所示的電路中，當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭P向右移動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法中正確的是()A．R0上的電壓變小B．R2上的電壓變大C．R1上的電壓變大D．R1上電壓變化量大于R0上的電壓變化量解析：選AC觸頭P由圖示位置向右移動(dòng)時(shí)，接入電路的電阻減小，則總電阻也減小，而電源輸出電流不變，由歐姆定律可知，并聯(lián)部分電壓減小，所以R2上的電壓變小，R2是定值電阻，所以通過(guò)R2的電流減小，總電流不變，則通過(guò)R1電流增大，所以R1的電壓變大，而并聯(lián)電路電壓是減小的，則R0上的電壓變小，故A、C正確，B錯(cuò)誤；R1的電壓變大，R0上的電壓變小，R1和R0的電壓之和減小，則R1上電壓變化量小于R0上的電壓變化量，故D錯(cuò)誤。6.如圖為某控制電路，由電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r的電源與定值電阻R1、R2及電位器(滑動(dòng)變阻器)R連接而成，L1、L2是兩個(gè)指示燈。當(dāng)電位器的觸片由b端滑向a端時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()A．L1、L2都變亮 B．L1、L2都變暗C．L1變亮，L2變暗 D．L1變暗，L2變亮解析：選B當(dāng)滑片由b端向a端滑動(dòng)時(shí)，R接入電阻增大，總電阻增大；由閉合電路的歐姆定律可知電路中總電流減小，則內(nèi)電壓減小，由U＝E－Ir可知路端電壓增大，則R1兩端的電壓增大，所以通過(guò)R1的電流增大，而總電流減小，所以通過(guò)L1的電流變小，即L1變暗；L1兩端電壓減小，并聯(lián)電壓增大，所以R2兩端的電壓增大，所以通過(guò)R2電流增大，而通過(guò)L1的電流變小，所以通過(guò)L2電流變小，即L2變暗。故B正確。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：閉合電路的功率及效率問(wèn)題7．(2019·湖北七市聯(lián)考)有一個(gè)電動(dòng)勢(shì)為3V、內(nèi)阻為1Ω的電源。下列電阻與其連接后，使電阻的功率大于2W，且使該電源的效率大于50%的是()A．0.5Ω B．1ΩC．1.5Ω D．2Ω解析：選C由閉合電路歐姆定律得I＝eq\f(E,R＋r)，電源效率η＝eq\f(I2R,I2R＋r)×100%，電阻的功率P＝I2R。將四個(gè)選項(xiàng)代入分析得，只有C符合題目要求，故C正確。8.[多選](2019·江蘇高考)如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為12V，內(nèi)阻為2Ω，四個(gè)電阻的阻值已在圖中標(biāo)出。閉合開關(guān)S，下列說(shuō)法正確的有()A．路端電壓為10VB．電源的總功率為10WC．a(chǎn)、b間電壓的大小為5VD．a(chǎn)、b間用導(dǎo)線連接后，電路的總電流為1A解析：選AC根據(jù)串并聯(lián)電路的特點(diǎn)可得，外電路總電阻為10Ω，根據(jù)閉合電路歐姆定律得通過(guò)電源的電流為I＝eq\f(12,2＋10)A＝1A，則路端電壓為U＝IR外＝10V，選項(xiàng)A正確；電源的總功率P＝EI＝12W，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；若取電源負(fù)極的電勢(shì)為0，則a點(diǎn)電勢(shì)為φa＝2.5V，b點(diǎn)電勢(shì)為φb＝7.5V，a、b間電壓的大小為5V，選項(xiàng)C正確；a、b間用導(dǎo)線連接起來(lái)后外電路總電阻為7.5Ω，電路的總電流為I＝eq\f(12,2＋7.5)A≈1.26A，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。9.[多選]直流電路如圖所示，在滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)時(shí)，電源的()A．總功率一定減小B．效率一定增大C．內(nèi)部損耗功率一定減小D．輸出功率一定先增大后減小解析：選ABC滑片P向右移動(dòng)時(shí)，外電路電阻R外增大，由閉合電路歐姆定律知總電流減小，由P總＝EI可得P總減小，故A正確。根據(jù)η＝eq\f(R外,R外＋r)＝eq\f(1,1＋r/R外)，可知B正確。由P損＝I2r可知，C正確。P出-R外圖像如圖所示，因不知道R外的初始值與r的大小關(guān)系，所以無(wú)法判斷P出的變化情況，D錯(cuò)誤。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：兩類U-I圖像的比較與應(yīng)用10．[多選]如圖所示，直線Ⅰ、Ⅱ分別是電源1與電源2的路端電壓隨輸出電流變化的特性圖線，曲線Ⅲ是一個(gè)小燈泡的伏安特性曲線，曲線Ⅲ與直線Ⅰ、Ⅱ相交點(diǎn)的坐標(biāo)分別為P(5.2,3.5)、Q(6,5)。如果把該小燈泡分別與電源1、電源2單獨(dú)連接，則下列說(shuō)法正確的是()A．電源1與電源2的內(nèi)阻之比是3∶2B．電源1與電源2的電動(dòng)勢(shì)之比是1∶1C．在這兩種連接狀態(tài)下，小燈泡的電阻之比是1∶2D．在這兩種連接狀態(tài)下，小燈泡消耗的功率之比是7∶10解析：選AB根據(jù)圖像可知，E1＝E2＝10V，r1＝eq\f(5,4)Ω，r2＝eq\f(5,6)Ω，所以r1∶r2＝3∶2，E1∶E2＝1∶1，選項(xiàng)A、B正確；曲線Ⅲ與其他兩條直線的交點(diǎn)坐標(biāo)表示該小燈泡在這兩種連接狀態(tài)下的工作電壓和工作電流，根據(jù)坐標(biāo)值可求出此時(shí)小燈泡消耗的功率分別為P1＝18.2W和P2＝30W，小燈泡的電阻分別為R1＝eq\f(35,52)Ω，R2＝eq\f(5,6)Ω，所以選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。11．[多選](2019·鎮(zhèn)江模擬)如圖甲所示，不計(jì)電表對(duì)電路的影響，改變滑動(dòng)變阻器的滑片位置，測(cè)得電壓表○eq\a\vs4\al(V1)和○eq\a\vs4\al(V2)隨電流表○eq\a\vs4\al(A)的示數(shù)變化規(guī)律如圖乙中a、b所示，下列判斷正確的是()A．圖線a的延長(zhǎng)線與縱軸交點(diǎn)的坐標(biāo)值等于電源電動(dòng)勢(shì)B．圖線b斜率的絕對(duì)值等于電源的內(nèi)阻C．圖線a、b交點(diǎn)的橫、縱坐標(biāo)之積等于此狀態(tài)下電源的輸出功率D．圖線a、b交點(diǎn)的橫、縱坐標(biāo)之積等于此狀態(tài)下電阻R0消耗的功率解析：選ACD當(dāng)電路中電流增大時(shí)，電壓表V2的示數(shù)增大，電源的內(nèi)電壓增大，電壓表V1的讀數(shù)減小，則根據(jù)圖像可知，圖像a是電壓表V1的示數(shù)與I的關(guān)系圖像。則圖線a的延長(zhǎng)線與縱軸交點(diǎn)的坐標(biāo)值等于電源電動(dòng)勢(shì)，故A正確。由上分析知，圖像b是電壓表V2的示數(shù)與I的關(guān)系圖像，由于V2測(cè)量的是定值電阻的電壓，定值電阻的電壓與電流成正比，則圖像b的斜率的絕對(duì)值等于R0的阻值，故B錯(cuò)誤。圖像a反映電源的特性，圖像b反映定值電阻R0的特性，兩圖像的交點(diǎn)表示定值電阻R0接在該電源上的工作狀態(tài)，則交點(diǎn)的橫、縱坐標(biāo)值的乘積等于該狀態(tài)下定值電阻R0消耗的瞬時(shí)功率，也即電源的輸出功率。故C、D正確。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：含電容器的電路12.如圖所示的電路中，開關(guān)S閉合一段時(shí)間后，下列說(shuō)法中正確的是()A．滑片M向上滑動(dòng)過(guò)程中，電容器充電B．滑片N向左滑動(dòng)過(guò)程中，流過(guò)R2電流向上C．滑片N向左滑動(dòng)，電源輸出功率一定增大D．將滑片N向右滑動(dòng)，電容器的電能減少解析：選D當(dāng)滑片M向上滑動(dòng)時(shí)，對(duì)電路結(jié)構(gòu)沒(méi)有影響，電路總電阻沒(méi)有變化，故電容器保持原來(lái)的狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；滑片N向左滑動(dòng)過(guò)程中，變阻器R3的阻值增大，電路總電阻增大，總電流減小，R3兩端的電壓U＝E－I(R1＋r)增大，電容器兩端的電壓增大，電容器充電，流過(guò)R2的電流向下，故B錯(cuò)誤；滑片N向左滑動(dòng)，變阻器R3的電阻變大，外電阻增大，但因?yàn)椴恢纼?nèi)外電阻的關(guān)系，所以電源的輸出功率變化情況無(wú)法判斷，故C錯(cuò)誤；將滑片N向右滑動(dòng)，變阻器R3的阻值減小，電路總電阻減小，總電流增大，變阻器兩端的電壓U＝E－I(R1＋r)減小，電容器兩端的電壓等于變阻器R3兩端的電壓，根據(jù)Q＝CU知電容器放電，電容器的電能減少，故D正確。13．(2019·南京模擬)如圖所示的電路，R1、R2、R4均為定值電阻，R3為熱敏電阻(溫度升高，電阻減小)，電源的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，初期電容器中懸停一質(zhì)量為m的帶電塵埃，當(dāng)環(huán)境溫度降低時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()A．電壓表和電流表的示數(shù)都減小B．電壓表和電流表的示數(shù)都增大C．電壓表和電流表的示數(shù)變化量之比保持不變D．帶電塵埃將向下極板運(yùn)動(dòng)解析：選C當(dāng)環(huán)境溫度降低時(shí)，R3的阻值增大，外電路總電阻增大，則總電流減小，所以電流表的示數(shù)減小，圖中并聯(lián)部分的總電阻增大，由串聯(lián)電路電壓與電阻成正比的規(guī)律知：并聯(lián)部分的電壓增大，則電壓表的示數(shù)增大。故A、B錯(cuò)誤。電壓表的示數(shù)為U＝E－I(R1＋r)，則電壓表和電流表的示數(shù)變化量之比為eq\f(ΔU,ΔI)＝R1＋r，保持不變，故C正確。電容器板間電壓增大，板間場(chǎng)強(qiáng)增大，帶電塵埃所受的電場(chǎng)力增大，則帶電塵埃將向上極板運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤。考點(diǎn)綜合訓(xùn)練14．[多選](2019·黑龍江省實(shí)驗(yàn)中學(xué)高三期末)在如圖所示電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為12V，電源內(nèi)阻為1.0Ω，電路中電阻R0為1.5Ω，小型直流電動(dòng)機(jī)M的內(nèi)阻為0.5Ω。閉合開關(guān)S后，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，電流表的示數(shù)為2.0A。則以下判斷中正確的是()A．電動(dòng)機(jī)的輸出功率為12WB．電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為7.0VC．電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率為4.0WD．電源輸出的電功率為24W解析：選AB電路中電流表示數(shù)為2.0A，所以電動(dòng)機(jī)的電壓為U＝E－Ir－IR0＝7V，則電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率為P熱＝I2RM＝2W；電動(dòng)機(jī)的輸出功率為P出＝UI－P熱＝12W，故A、B正確，C錯(cuò)誤；電源的輸出功率為P輸出＝EI－I2r＝20W，故D錯(cuò)誤。15．[多選]如圖所示，M、N是兩塊水平放置的平行金屬板，R0為定值電阻，R1和R2為可變電阻，開關(guān)S閉合。質(zhì)量為m的帶正電荷的微粒從P點(diǎn)以水平速度v0射入金屬板間，沿曲線打在N板上的O點(diǎn)。若經(jīng)下列調(diào)整后，微粒仍從P點(diǎn)以水平速度v0射入，則關(guān)于微粒打在N板上的位置說(shuō)法正確的是()A．保持開關(guān)S閉合，增大R1，粒子打在O點(diǎn)左側(cè)B．保持開關(guān)S閉合，增大R2，粒子打在O點(diǎn)左側(cè)C．?dāng)嚅_開關(guān)S，M極板稍微上移，粒子打在O點(diǎn)右側(cè)D．?dāng)嚅_開關(guān)S，N極板稍微下移，粒子打在O點(diǎn)右側(cè)解析：選AD保持開關(guān)S閉合，由串并聯(lián)電壓關(guān)系可知，R0兩端的電壓為U＝eq\f(E,R0＋R1)·R0，增大R1，U將減小，電容器兩端的電壓減小，故粒子受重力和電場(chǎng)力mg－qE＝ma，平行板兩極板電壓減小，產(chǎn)生的加速度增大，則eq\f(d,2)＝eq\f(1,2)at2，水平位移為x＝v0t＝v0eq\r(\f(d,a))，水平位移將減小，故粒子打在O點(diǎn)左側(cè)，故A正確；保持開關(guān)S閉合，增大R2，不會(huì)影響電阻R0兩端的電壓，故粒子打在O點(diǎn)，故B錯(cuò)誤；斷開開關(guān)，平行板帶電量不變，平行板間的電場(chǎng)強(qiáng)度為E＝eq\f(U,d)，結(jié)合C＝eq\f(Q,U)及C＝eq\f(εrS,4πkd)可得E＝eq\f(4πkQ,Sεr)，電場(chǎng)強(qiáng)度不變，故加速度不變，M極板稍微上移，不會(huì)影響離子的運(yùn)動(dòng)，故還打在O點(diǎn)，故C錯(cuò)誤；如N板稍微下移，則粒子將打在O點(diǎn)右側(cè)，D正確。實(shí)驗(yàn)七決定導(dǎo)線電阻的因素一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．掌握電流表、電壓表和滑動(dòng)變阻器的使用方法。2．掌握螺旋測(cè)微器的使用方法和讀數(shù)方法。3．學(xué)會(huì)利用伏安法測(cè)電阻，進(jìn)一步測(cè)出金屬絲的電阻率。二、實(shí)驗(yàn)器材被測(cè)金屬絲、螺旋測(cè)微器、毫米刻