2019屆物理講義第八章 第2講 閉合電路歐姆定律

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精第2講閉合電路歐姆定律一、串、并聯(lián)電路的特點1。特點對比串聯(lián)并聯(lián)電流I＝I1＝I2＝…＝InI＝I1＋I2＋…＋In電壓U＝U1＋U2＋…＋UnU＝U1＝U2＝…＝Un電阻R＝R1＋R2＋…＋Rneq\f(1，R)＝eq\f(1,R1）＋eq\f（1,R2)＋…＋eq\f(1,Rn)2。幾個常用的推論（1）串聯(lián)電路的總電阻大于其中任一部分電路的總電阻。(2)并聯(lián)電路的總電阻小于其中任一支路的總電阻，且小于其中最小的電阻.（3）無論電阻怎樣連接,每一段電路的總耗電功率P總是等于各個電阻耗電功率之和.（4）無論電路是串聯(lián)還是并聯(lián),電路中任意一個電阻變大時，電路的總電阻變大.自測1教材P66第2題改編一個量程為0～150V的電壓表，內阻為20kΩ，把它與一個大電阻串聯(lián)后接在110V電路的兩端，電壓表的讀數是5V.這個外接電阻是（）A.240ΩB.420kΩC.240kΩD.420Ω答案B二、電源閉合電路的歐姆定律1。電源(1)電動勢①計算：非靜電力搬運電荷所做的功與搬運的電荷量的比值，E＝eq\f(W,q）；②物理含義：電動勢表示電源把其他形式的能轉化成電能本領的大小,在數值上等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓.（2）內阻:電源內部導體的電阻.2.閉合電路歐姆定律(1)內容：閉合電路中的電流跟電源的電動勢成正比，跟內、外電阻之和成反比；（2)公式:I＝eq\f（E，R＋r）（只適用于純電阻電路);（3)其他表達形式①電勢降落表達式:E＝U外＋U內或E＝U外＋Ir；②能量表達式:EI＝UI＋I2r。3。路端電壓與外電阻的關系（1）一般情況：U＝IR＝eq\f（E，R＋r)·R＝eq\f（E,1＋\f（r，R)），當R增大時，U增大；(2）特殊情況：①當外電路斷路時,I＝0，U＝E；②當外電路短路時,I短＝eq\f(E,r)，U＝0.自測2教材P63第4題改編電源的電動勢為4。5V.外電阻為4.0Ω時，路端電壓為4。0V,若在外電路中分別并聯(lián)一個6.0Ω的電阻和串聯(lián)一個6.0Ω的電阻.則兩種情況下的路端電壓為()A。4。3V3.72V B。3.73V4。3VC.3。72V4。3V D.4.2V3。73V答案C三、電路中的功率1。電源的總功率(1)任意電路：P總＝IE＝IU外＋IU內＝P出＋P內。(2)純電阻電路：P總＝I2(R＋r）＝eq\f(E2,R＋r）。2.電源內部消耗的功率P內＝I2r＝IU內＝P總－P出.3.電源的輸出功率(1）任意電路：P出＝IU＝IE－I2r＝P總－P內。（2)純電阻電路：P出＝I2R＝eq\f（E2R，R＋r2)＝eq\f(E2,\f（R－r2,R)＋4r).（3）純電阻電路中輸出功率隨R的變化關系①當R＝r時，電源的輸出功率最大為Pm＝eq\f(E2，4r）.②當R>r時，隨著R的增大輸出功率越來越小。③當R<r時，隨著R的增大輸出功率越來越大。自測3(多選）如圖1所示，一直流電動機與阻值R＝9Ω的電阻串聯(lián)在電源上，電源的電動勢E＝30V,內阻r＝1Ω，閉合開關,用理想電壓表測出電動機兩端電壓U＝10V,已知電動機線圈的電阻RM＝1Ω,則下列說法中正確的是(）圖1A.通過電動機的電流為10AB。電動機的輸入功率為20WC.電源的輸出功率為4WD。電動機的輸出功率為16W答案BD解析根據歐姆定律得回路中電流I＝eq\f（E－U，R＋r）＝eq\f(30－10,9＋1）A＝2A，故A錯誤；電動機的輸入功率為P入＝UI＝10×2W＝20W，故B正確；電源的輸出功率P出＝EI－I2r＝30×2W－22×1W＝56W，故C錯誤;電動機的輸出功率P出′＝UI－I2RM＝(10×2－22×1)W＝16W，故D正確.命題點一電路的動態(tài)分析1。動態(tài)電路的特點斷開或閉合開關、滑動變阻器的滑片移動、電阻增大或減小，導致電路電壓、電流、功率等的變化.2。電路動態(tài)分析的兩種方法(1)程序法:電路結構的變化→R的變化→R總的變化→I總的變化→U端的變化→固定支路eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(并聯(lián)分流I,串聯(lián)分壓U))→變化支路。（2）極限法：即因滑動變阻器滑片滑動引起的電路變化問題，可將滑動變阻器的滑片分別滑至兩個極端去討論.例1（多選)如圖2所示，電源電動勢為E,內阻為r。電路中的R2、R3分別為總阻值一定的滑動變阻器，R0為定值電阻，R1為光敏電阻(其電阻隨光照強度增大而減小)。當開關S閉合時,電容器中一帶電微粒恰好處于靜止狀態(tài)。下列說法中正確的是()圖2A.只逐漸增大對R1的光照強度時,電阻R0消耗的電功率增大，電阻R3中有向上的電流B.只調節(jié)電阻R3的滑動端P2向上端移動時，電源消耗的電功率變大，電阻R3中有向上的電流C。只調節(jié)電阻R2的滑動端P1向下端移動時,電壓表示數變大，帶電微粒向下運動D.若斷開開關S，帶電微粒向下運動答案AD解析當逐漸增大光照強度時，光敏電阻R1的阻值減小，依據“串反并同”可知電流I增大，則PR0增大，UC增大,QC＝CUC增大，即電容器充電，R3中有向上的電流，A正確；當P2向上移動時,UC不變，R3中沒有電流，故B錯誤；當P1向下移動時，I不變，但UC變大，EC＝eq\f（UC,d)變大,電場力FC＝eq\f（UCq，d)變大,微粒向上運動，故C錯誤；若斷開開關S，電容器放電，UC降為0,則微粒只受重力作用而向下運動，故D正確.變式1(2018·安徽黃山模擬)如圖3所示，虛線框內為高溫超導限流器,它由超導部件和限流電阻并聯(lián)組成.超導部件有一個超導臨界電流IC，當通過限流器的電流I＞IC時,將造成超導體失超，從超導態(tài)(電阻為零，即R1＝0）轉變?yōu)檎B(tài)(一個純電阻,且R1＝3Ω)，以此來限制電力系統(tǒng)的故障電流.已知超導臨界電流IC＝1。2A,限流電阻R2＝6Ω,小燈泡L上標有“6V6W"的字樣，電源電動勢E＝8V，內阻r＝2Ω.原來電路正常工作，超導部件處于超導態(tài)，燈泡L正常發(fā)光，現(xiàn)燈泡L突然發(fā)生短路，則()圖3A。燈泡L短路前通過R2的電流為eq\f（4，7）AB.燈泡L短路后超導部件將由超導態(tài)轉化為正常態(tài),通過燈泡的電流為1AC.燈泡L短路后通過R1的電流為eq\f（4，3）AD.燈泡L短路后通過R2的電流為2A答案C解析標有“6V6W”的小燈泡L正常工作時的電阻R＝eq\f(U2,P)＝6Ω,通過燈泡L的電流I＝eq\f（P，U）＝1A，超導部件處于超導態(tài),其電阻為零，1A電流全部通過超導部件,即燈泡L短路前通過R2的電流為零，A錯誤；燈泡L短路后，電流增大超過超導部件的超導臨界電流,將由超導態(tài)轉化為正常態(tài)，外電路電阻R′＝eq\f(R1×R2，R1＋R2)＝2Ω,由閉合電路歐姆定律可得,通過燈泡的電流I′＝eq\f(E，R′＋r）＝2A，B錯誤；由并聯(lián)電路電流分配規(guī)律可知,燈泡L短路后通過R1的電流為eq\f（4，3）A,通過R2的電流為eq\f（2,3）A，C正確,D錯誤。命題點二電路中的功率及效率問題1.電源的效率η＝eq\f(IU,IE)×100%＝eq\f（U，E）×100%.2.純電阻電路P總＝EI＝eq\f(E2，R＋r)，P出＝eq\f（E2，R＋r2)R，η＝eq\f（P出,P總)×100%＝eq\f（R，R＋r)×100%.3。電源的最大輸出功率P出＝UI＝I2R＝eq\f（E2,r＋R2）R＝eq\f（E2R，R－r2＋4Rr）＝eq\f(E2,\f（R－r2,R）＋4r）,由此式可看出，當R＝r時，P出有最大值，即Pm＝eq\f(E2，4R）＝eq\f(E2，4r)。P出與外電阻R的函數關系可用如圖4所示圖象表示，由圖象可以看出:圖4（1）當R＝r時，輸出功率最大，Pm＝eq\f(E2,4r）。(2）當R“接近"r時,P出增大，當R“遠離"r時,P出減小。(3)當P出<Pm時，每個輸出功率對應兩個可能的外電阻R1和R2,且R1R2＝r2。例2如圖5所示，E＝8V，r＝2Ω，R1＝8Ω，R2為變阻器接入電路中的有效阻值,問：圖5（1）要使變阻器獲得的電功率最大，則R2的取值應是多大？這時R2的功率是多大？(2)要使R1得到的電功率最大，則R2的取值應是多大?R1的最大功率是多少？這時電源的效率是多大？(3)調節(jié)R2的阻值，能否使電源以最大的功率eq\f（E2，4r）輸出？為什么？答案(1）10Ω1。6W(2)05.12W80％(3）不能理由見解析解析（1）將R1和電源等效為一新電源，則新電源的電動勢E′＝E＝8V，內阻r′＝r＋R1＝10Ω,且為定值。利用電源的輸出功率隨外電阻變化的結論知,當R2＝r′＝10Ω時，R2有最大功率，即P2max＝eq\f(E′2,4r′)＝eq\f(82,4×10）W＝1.6W.(2）因R1是定值電阻，所以流過R1的電流越大，R1的功率就越大.當R2＝0時，電路中有最大電流，即Imax＝eq\f(E,R1＋r)＝0。8A,R1的最大功率P1max＝Imax2R1＝5.12W這時電源的效率η＝eq\f（R1，R1＋r)×100%＝80％。（3）不能.因為即使R2＝0,外電阻R1也大于r，不可能有eq\f（E2,4r)的最大輸出功率。變式2(多選)直流電路如圖6所示，在滑動變阻器的滑片P向右移動時，電源的()圖6A?？偣β室欢p小B.效率一定增大C。內部損耗功率一定減小D.輸出功率一定先增大后減小答案ABC解析滑片P向右移動時外電路電阻R外增大，由閉合電路歐姆定律知總電流減小，由P總＝EI可知P總減小，故選項A正確；根據η＝eq\f(R外,R外＋r)×100％＝eq\f(1,1＋\f(r，R外）)×100％可知選項B正確；由P損＝I2r可知，選項C正確；由P輸－R外圖象可得，因不知道R外的初始值與r的關系,所以無法判斷P輸的變化情況,選項D錯誤.變式3（多選）如圖7甲所示,電源電動勢E＝6V，閉合開關，將滑動變阻器的滑片P從A端滑至B端的過程中,得到電路中的一些物理量的變化如圖乙、丙、丁所示.其中圖乙為輸出功率與路端電壓的關系曲線，圖丙為路端電壓與總電流的關系曲線，圖丁為電源效率與外電路電阻的關系曲線,不考慮電表、導線對電路的影響.則下列關于圖中a、b、c、d點的坐標值正確的是(）圖7A。a（4V，4.5W） B.b(4。8V,2。88W）C.c（0.6A，4。5V） D.d(8Ω,80%)答案BD解析由題圖丙可知短路電流為I短＝3A，由I短＝eq\f(E，r)得r＝eq\f（E，I短）＝eq\f(6,3）Ω＝2Ω，電源的效率最大時，滑動變阻器接入電路的電阻最大，由題圖丁可知電源的最大效率為η＝80%，由η＝eq\f（UI,EI）×100％＝eq\f(R，R＋r)×100％，解得R＝8Ω，滑動變阻器的滑片P在最右端B時，分別對應b、c、d三點.當輸出功率達到最大時外電路電阻R1＝r＝2Ω，此時路端電壓為Ua＝3V，則Pa＝Pm＝eq\f(E2,4r）＝eq\f(62,4×2）W＝4.5W，坐標為a（3V，4.5W)；b點、c點：R＝8Ω，Ic＝eq\f（E，R＋r）＝eq\f(6，8＋2）A＝0.6A,Uc＝E－Icr＝（6－0。6×2）V＝4。8V，Pb＝UcIc＝4。8×0.6W＝2.88W,所以b點的坐標為b(4.8V,2。88W),c點的坐標為c（0。6A，4。8V)，d點的坐標為d（8Ω，80％），故選項B、D正確。命題點三對電源U－I圖線的理解和應用1.截距縱軸上的截距等于電源的電動勢;橫軸上的截距等于外電路短路時的電流，即I短＝eq\f（E，r)（如圖8所示）.圖82。斜率圖線斜率的絕對值等于電源的內阻,即r＝|eq\f（ΔU，ΔI)|＝eq\f(E,I短),斜率的絕對值越大，表明電源的內阻越大。3.圖線上的點圖線上任一點對應的U、I的比值為此時外電路的電阻，即R＝eq\f（U,I）。4.面積面積UI為電源的輸出功率，而電源的總功率P總＝EI，P總－P出＝EI－UI為電源的發(fā)熱功率.例3(多選）如圖9所示，圖中直線①表示某電源的路端電壓與電流的關系圖線，圖中曲線②表示該電源的輸出功率與電流的關系圖線，則下列說法正確的是（）圖9A.電源的電動勢為50VB.電源的內阻為eq\f(25，3)ΩC.電流為2。5A時，外電路的電阻為15ΩD。輸出功率為120W時，輸出電壓是30V答案ACD解析電源的路端電壓和電流的關系為：U＝E－Ir，顯然直線①的斜率的絕對值等于r,縱軸的截距為電源的電動勢，從題圖中看出E＝50V，r＝eq\f（50－20，6－0）Ω＝5Ω，A正確，B錯誤；當電流為I1＝2。5A時，由回路中電流I1＝eq\f（E,r＋R外）,解得外電路的電阻R外＝15Ω，C正確；當輸出功率為120W時，由題圖中P－I關系圖線看出對應干路電流為4A，再從U－I圖線讀取對應的輸出電壓為30V，D正確。變式4如圖10，直線A為某電源的U－I圖線，曲線B為某小燈泡L1的U－I圖線的一部分，用該電源和小燈泡L1串聯(lián)起來組成閉合回路時燈泡L1恰能正常發(fā)光，則下列說法中正確的是（)圖10A.此電源的內電阻為eq\f（2,3）ΩB.燈泡L1的額定電壓為3V,額定功率為6WC。把燈泡L1換成阻值恒為1Ω的純電阻,電源的輸出功率將變小D。由于小燈泡L1的U－I圖線是一條曲線，所以燈泡發(fā)光過程中歐姆定律不適用答案B解析由圖象知，電源的內阻為r＝eq\b\lc\｜\rc\|(\a\vs4\al\co1（\f（ΔU,ΔI））)＝eq\f（4－1,6)Ω＝0.5Ω，A錯誤；因為燈L1正常發(fā)光，故燈L1的額定電壓為3V，額定功率為P＝UI＝3×2W＝6W，B正確；正常工作時，燈L1的電阻為R1＝eq\f（U，I)＝1.5Ω，換成R2＝1Ω的純電阻后,該電阻更接近電源內阻r,故電源的輸出功率將變大,C錯誤；小燈泡是純電阻，適用歐姆定律，其U－I圖線是一條曲線的原因是燈泡的電阻隨溫度的變化而發(fā)生變化，故D錯誤.變式5(多選）如圖11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是一個小燈泡的U－I圖線，如果把該小燈泡分別與電源1、電源2單獨連接，則下列說法正確的是（)圖11A.電源1比電源2的內阻大B.電源1和電源2的電動勢相等C。小燈泡與電源1連接時消耗的功率比與電源2連接時消耗的功率小D。小燈泡與電源1連接時消耗的功率比與電源2連接時消耗的功率大答案ABC解析由閉合電路的歐姆定律E＝U＋Ir知,當I＝0時電動勢E等于路端電壓U，即電源的U－I圖線與U軸的交點就是電源電動勢的大小，由題圖知，電源1和電源2的電動勢相等，故B正確;電源內阻r＝eq\b\lc\｜\rc\|（\a\vs4\al\co1（\f(ΔU,ΔI)））,即電源的U－I圖線的斜率的絕對值表示電源的內阻,由題圖知r1〉r2，故A正確；小燈泡的U－I圖線與電源的U－I圖線的交點即為小燈泡的工作狀態(tài),由題圖知，小燈泡與電源1連接時消耗的功率P1＝U1I1小于小燈泡與電源2連接時消耗的功率P2＝U2I2，故C正確，D錯誤.命題點四含電容器電路的分析1.電路簡化把電容器所處的支路視為斷路，簡化電路時可以去掉，求電荷量時再在相應位置補上。2.電容器的電壓（1）電容器兩端的電壓等于與之并聯(lián)的電阻兩端的電壓.(2)電容器所在的支路中沒有電流，與之串聯(lián)的電阻無電壓，相當于導體.3。電容器的電量及變化(1)利用Q＝UC計算電容器初、末狀態(tài)所帶的電量Q1和Q2；(2)如果變化前后極板帶電的電性相同，通過所連導線的電量為Q1－Q2；（3）如果變化前后極板帶電的電性相反，通過所連導線的電量為Q1＋Q2。例4(2016·全國卷Ⅱ·17)阻值相等的四個電阻、電容器C及電池E（內阻可忽略）連接成如圖12所示電路。開關S斷開且電流穩(wěn)定時，C所帶的電荷量為Q1；閉合開關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（）圖12A.eq\f(2,5）B.eq\f（1，2）C.eq\f(3，5）D.eq\f(2,3）答案C解析S斷開時等效電路圖如圖甲所示。甲電容器兩端電壓為U1＝eq\f(E,R＋\f（2,3）R)×eq\f（2，3)R×eq\f(1，2)＝eq\f(1，5）E;S閉合時等效電路圖如圖乙所示。乙電容器兩端電壓為U2＝eq\f(E，R＋\f(1，2)R)×eq\f(1,2）R＝eq\f(1，3）E，由Q＝CU得eq\f（Q1，Q2）＝eq\f（U1,U2）＝eq\f(3,5)，故選項C正確.變式6如圖13所示,電路中R1、R2均為可變電阻，電源內阻不能忽略，平行板電容器C的極板水平放置。閉合開關S，電路達到穩(wěn)定時，帶電油滴懸浮在兩板之間靜止不動.如果僅改變下列某一個條件，油滴仍能靜止不動的是（）圖13A.增大R1的阻值 B。增大R2的阻值C.增大兩板間的距離 D。斷開開關S答案B解析由閉合電路歐姆定律可知：增大R1的阻值會使總電阻增大，總電流減小,電源內電路電勢降落減小,R1兩端電壓增大，則電容器兩板間電壓增大，板間電場強度增大,油滴受電場力增大，油滴將向上運動，選項A錯誤；電路穩(wěn)定時R2中無電流，R2阻值變化對電路無任何影響,則選項B正確;只增大板間距離d，會使板間電場強度減小，油滴將向下運動,選項C錯誤；斷開開關S，電容器放電，油滴將向下運動,選項D錯誤.命題點五電路故障分析1。故障特點（1）斷路特點：表現(xiàn)為路端電壓不為零而電流為零；(2）短路特點:用電器或電阻發(fā)生短路，表現(xiàn)為有電流通過電路但用電器或電阻兩端電壓為零.2.檢查方法（1）電壓表檢測：如果電壓表示數為零，則說明可能在并聯(lián)路段之外有斷路，或并聯(lián)路段短路；（2)電流表檢測：當電路中接有電源時，可用電流表測量各部分電路上的電流，通過對電流值的分析，可以確定故障的位置。在運用電流表檢測時,一定要注意電流表的極性和量程；（3）歐姆表檢測：當測量值很大時，表示該處斷路；當測量值很小或為零時,表示該處短路。在運用歐姆表檢測時，被檢測元件應從電路中拆下來；（4）假設法:將整個電路劃分為若干部分，然后逐一假設某部分電路發(fā)生某種故障，運用閉合電路或部分電路的歐姆定律進行推理.例5如圖14是某同學連接的實驗實物圖,A、B燈都不亮，他采用下列兩種方法進行故障檢查.圖14（1)應用多用電表的直流擋進行檢查，選擇開關置于10V擋.該同學測試結果如表1所示，在測試a、b間直流電壓時，紅表筆應接觸（選填“a”或“b”).根據測試結果，可判定故障是.A.燈A短路 B.燈B短路C.cd段斷路 D。df段斷路表1測試點電壓示數a、b有示數b、c有示數c、d無示數d、f有示數表2測試點指針偏轉情況c、dd、ee、f(2)（多選)將開關斷開,再選擇歐姆擋測試，測量結果如表2所示，那么檢查出的故障是（）A。燈A斷路 B。燈B短路C。燈A、B都斷路 D.d、e導線斷路答案（1)aD（2)BD解析（1)應用多用電表判斷電路故障，首先要正確使用多用電表，對多用電表而言，電流應從紅表筆流入該表內，由題圖能看出a點電勢高于b點電勢,知紅表筆應接觸a.由表1條件可知,d、f間有示數，則d—c—a-干電池—b—f間無斷路，故df段斷路,選項D正確;若燈A短路或燈B短路，不會造成A、B燈都不亮，選項A、B錯誤；若cd段斷路，則d、f間不會有示數，選項C錯誤.（2)由表2可知，c、d間有一定的電阻但不是很大，燈A既不短路也不斷路，選項A、C錯誤；d、e間存在很大電阻，表明d、e間導線斷路，選項D正確;e、f間電阻為零，則燈B短路，選項B正確。變式7如圖15所示電路中，由于某處出現(xiàn)了故障，導致電路中的A、B兩燈變亮，C、D兩燈變暗，故障的原因可能是（)圖15A。R1短路 B.R2斷路C.R2短路 D。R3短路答案D解析A燈在干路上,A燈變亮,說明電路中總電流變大，由閉合電路歐姆定律可知電路的外電阻減小，這就說明電路中只會出現(xiàn)短路而不會出現(xiàn)斷路，選項B被排除.因為短路部分的電阻變小，分壓作用減小，與其并聯(lián)的用電器兩端的電壓減小,C、D兩燈變暗,A、B兩燈變亮，這說明發(fā)生短路的電阻與C、D兩燈是并聯(lián)的，而與A、B兩燈是串聯(lián)的。觀察電路中電阻的連接形式，只有R3短路符合條件，故選D。變式8（多選）如圖16所示的電路中，電源電壓保持不變，閉合開關S，電路正常工作，過了一會兒,電流表的示數變?yōu)榱?。若電路中故障發(fā)生在燈L、電阻R上，用一根導線來判斷電路故障，則下列判斷正確的是（）圖16A。將導線并聯(lián)在R兩端，電流表無示數，一定是L斷路B.將導線并聯(lián)在L兩端,電流表無示數，一定是R斷路C。將導線并聯(lián)在R兩端，電流表有示數，一定是R斷路D.將導線并聯(lián)在L兩端，電流表有示數，一定是L斷路答案CD解析電流表的示數變?yōu)榱?，說明電路故障為斷路。將導線與用電器并聯(lián)進行檢測時，若電流表有示數，說明與導線并聯(lián)的用電器斷路；若電流表無示數，說明另一個用電器斷路或兩個用電器都斷路。若將導線并聯(lián)在R兩端，電流表無示數，則可能是L斷路，也可能是R、L都斷路,故選項A錯誤；若將導線并聯(lián)在L兩端,電流表無示數，則可能是R斷路，也可能是R、L都斷路，故選項B錯誤；若將導線并聯(lián)在R兩端，電流表有示數，則一定是R斷路，選項C正確；若將導線并聯(lián)在L兩端，電流表有示數,則一定是L斷路,選項D正確.1.(多選)在如圖1所示的U－I圖象中,直線Ⅰ為某一電源的路端電壓與電流的關系圖線，直線Ⅱ為某一電阻R的U－I圖線。用該電源直接與電阻R相連組成閉合電路,由圖象可知（)圖1A。電源的電動勢為3V，內阻為0。5ΩB.電阻R的阻值為1ΩC。電源的輸出功率為4WD.電源的效率為50％答案ABC解析由圖線Ⅰ可知，電源的電動勢為3V,內阻為r＝eq\f（E，I短）＝0。5Ω;由圖線Ⅱ可知，電阻R的阻值為1Ω，該電源與電阻R直接相連組成的閉合電路的電流為I＝eq\f（E，r＋R）＝2A,路端電壓U＝IR＝2V（可由題圖讀出)，電源的輸出功率為P＝UI＝4W，電源的效率為η＝eq\f（UI，EI)×100％≈66.7%，故選項A、B、C正確，D錯誤.2。（2018·貴州遵義調研）如圖2所示電路，電源內阻不可忽略.開關S閉合后，在變阻器R0的滑動端向下滑動的過程中（）圖2A.電壓表與電流表的示數都減小B。電壓表與電流表的示數都增大C。電壓表的示數增大，電流表的示數減小D。電壓表的示數減小，電流表的示數增大答案A解析由變阻器R0的滑動端向下滑動可知,R0接入電路的有效電阻減小，R總減小,由I＝eq\f(E，R總＋r)可知I增大，由U內＝Ir可知U內增大，由E＝U內＋U外可知U外減小,故電壓表示數減小。由U1＝IR1可知U1增大，由U外＝U1＋U2可知U2減小,由I2＝eq\f（U2,R2)可知電流表示數減小，故A正確。3。（多選)已知磁敏電阻在沒有磁場時電阻很小，有磁場時電阻變大,并且磁場越強電阻值越大.為探測有無磁場，利用磁敏電阻作為傳感器設計了如圖3所示電路,電源的電動勢E和內阻r不變,在沒有磁場時調節(jié)變阻器R使電燈L正常發(fā)光。若探測裝置從無磁場區(qū)進入強磁場區(qū)，則（)圖3A。電燈L變亮 B。電燈L變暗C。電流表的示數減小 D。電流表的示數增大答案AC解析探測裝置從無磁場區(qū)進入強磁場區(qū)時,磁敏電阻阻值變大，則電路的總電阻變大，根據I＝eq\f（E,R總)可知總電流變小,所以電流表的示數減小，根據U＝E－Ir，可知I減小，U增大,所以燈泡兩端的電壓增大，所以電燈L變亮，故A、C正確,B、D錯誤.4.（2017·寧夏銀川2月模擬）如圖4甲所示為某一小燈泡的U－I圖線，現(xiàn)將兩盞這樣的小燈泡并聯(lián)后再與一個4Ω的定值電阻R串聯(lián)，接在內阻為1Ω、電動勢為3V的電源兩端，如圖乙所示，則()圖4A.通過每盞小燈泡的電流約為0。2A,此時每盞小燈泡的電功率約為0。6WB。通過每盞小燈泡的電流約為0.3A，此時每盞小燈泡的電功率約為0。6WC.通過每盞小燈泡的電流約為0.2A，此時每盞小燈泡的電功率約為0。2WD.通過每盞小燈泡的電流約為0.3A，此時每盞小燈泡的電功率約為0。4W答案C解析由題圖甲可以看出,當通過小燈泡的電流為0.2A時，對應燈泡兩端的電壓為1V,此時小燈泡的電阻為eq\f(1V,0。2A)＝5Ω，兩小燈泡并聯(lián)后的總電阻R并＝2。5Ω，燈泡兩端電壓U并＝eq\f(R并,R總)E＝eq\f(2.5,7.5）×3V＝1V，恰好符合串聯(lián)電路電壓關系，則每盞小燈泡的功率PL＝0.2W,則A項錯誤，C項正確。同理，可知B、D項錯誤。5.如圖5所示的電路中，兩平行金屬板之間的帶電液滴處于靜止狀態(tài)，電流表和電壓表均為理想電表，由于某種原因燈泡L的燈絲突然燒斷，其余用電器均不會損壞，則下列說法正確的是()圖5A.電流表、電壓表的讀數均變小B。電源內阻消耗的功率變大C.液滴將向上運動D.電源的輸出功率變大答案C解析當L的燈絲突然燒斷時電路中總電阻增大，則總電流減小，電源的內電壓和R1兩端的電壓減小,由閉合電路的歐姆定律可知，路端電壓增大，故電容器C的電壓增大，板間場強增大，帶電液滴所受的電場力增大,則該液滴將向上運動，C正確；由于C兩端的電壓增大，R2、R3中的電流增大,則電流表、電壓表的讀數均變大,A錯誤；因干路電流減小,則電源內阻消耗的功率變小,B錯誤；由于電源的內、外電阻的關系未知，不能判斷電源的輸出功率如何變化，D錯誤.6.如圖6所示的電路中，閉合開關S,燈L1、L2正常發(fā)光.由于電路突然出現(xiàn)故障，發(fā)現(xiàn)燈L1變亮,燈L2變暗，電流表的讀數變小，根據分析,發(fā)生的故障可能是(）圖6A.R1斷路 B.R2斷路C。R3短路 D.R4短路答案A解析分析電路的連接方式可知，R1與L1并聯(lián)；R2與R3先并聯(lián)再與電流表、R4串聯(lián)，然后與L2并聯(lián).出現(xiàn)故障后，發(fā)現(xiàn)燈L1變亮,燈L2變暗，說明L1兩端的電壓變大，L2兩端的電壓變小，可能是R1斷路，A正確；如果R2斷路，則燈L2變亮,燈L1變暗，與現(xiàn)象不符,B錯誤；若R3短路或R4短路，與電流表示數變小不符,C、D錯誤。7.(多選）如圖7所示，R1為定值電阻，R2為可變電阻，E為電源電動勢,r為電源內電阻,以下說法中正確的是（）圖7A.當R2＝R1＋r時,R2獲得最大功率B.當R1＝R2＋r時，R1獲得最大功率C。當R2＝0時，R1獲得最大功率D.當R2＝0時,電源的輸出功率最大答案AC解析在討論R2的電功率時,可將R1視為電源內阻的一部分，即將原電路等效為外電阻R2與電動勢為E、內阻為（R1＋r）的電源(等效電源)連成的閉合電路（如圖甲所示），R2的電功率是等效電源的輸出功率。顯然當R2＝R1＋r時，R2獲得的電功率最大，A項正確;討論R1的電功率時，由于R1為定值,根據P＝I2R知，電路中電流越大,R1上的電功率就越大(P1＝I2R1)，所以，當R2＝0時，等效電源內阻最?。ǖ扔趓，如圖乙所示)，R1獲得的電功率最大,故B項錯誤，C項正確；討論電源的輸出功率時，（R1＋R2)為外電阻,內電阻r恒定，由于題目沒有給出R1和r的具體數值,所以當R2＝0時,電源輸出功率不一定最大，故D項錯誤.8。（多選）如圖8所示，已知電源的內電阻為r，固定電阻R0＝r,可變電阻R的總阻值為2r，若滑動變阻器的滑片P由A端向B端滑動，則下列說法中正確的是()圖8A。電源的輸出功率由小變大B。固定電阻R0上消耗的電功率由小變大C.電源內部的電壓即內電壓由小變大D。滑動變阻器R上消耗的電功率變小答案AB解析由閉合電路歐姆定律推出電源的輸出功率隨外電阻變化的規(guī)律表達式P出＝eq\f（E2,\f（R外－r2，R外）＋4r)，根據上式作出P出－R外圖象如圖所示.當滑片P由A端向B端滑動時,外電路電阻的變化范圍是0~eq\f（2,3)r，由圖可知,當外電路電阻由0增加到eq\f(2，3)r時，電源的輸出功率一直變大，選項A正確；R0是定值的純電阻,所以其消耗的電功率PR0＝eq\f（U2，R0),因全電路的總電壓即電源電動勢E一定，當滑動變阻器的滑片P由A端向B端滑動時，外電阻增大，總電流減小,內電壓減小，外電壓升高，R0上消耗的電功率也一直增大，選項B正確,C錯誤;討論滑動變阻器R上消耗的電功率的變化情況時,可以把定值電阻R0當作電源內電阻的一部分，即電源的等效內電阻為r′＝eq\f（rR0，r＋R0)＝eq\f（r,2）,這時滑動變阻器R上消耗的電功率相當于外電路消耗的功率,即等效電源的輸出功率.隨著滑片P由A端向B端滑動,在R的阻值增大到eq\f(r,2）之前，滑動變阻器R上消耗的電功率是一直增大的；則根據閉合電路歐姆定律可知，當R＝eq\f(r，2）時，滑動變阻器R上消耗的電功率達到最大值，滑片P再繼續(xù)向B端滑動，則滑動變阻器R上消耗的電功率就會逐漸減小，故選項D錯誤。9.（2018·河南開封質檢)硅光電池是一種太陽能電池，具有低碳環(huán)保的優(yōu)點。如圖9所示，圖線a是該電池在某光照強度下路端電壓U和電流I的關系圖線（電池內阻不是常數)，圖線b是某電阻R的U－I圖線.在該光照強度下將它們組成閉合回路時,硅光電池的內阻為（）圖9A.8.0Ω B.10ΩC.12Ω D。12。5Ω答案A解析由閉合電路歐姆定律得U＝E－Ir，當I＝0時，E＝U，由圖線a與縱軸的交點讀出電動勢為E＝3.6V。根據兩圖線交點處的狀態(tài)可知,電阻兩端的電壓為2V，則內阻r＝eq\f(3.6－2,0.2）Ω＝8.0Ω，故A正確.10。（多選）如圖10所示，C1＝6μF，C2＝3μF,R1＝3Ω，R2＝6Ω,電源電動勢E＝18V,內阻不計，下列說法正確的是(）圖10A。開關S斷開時,a、b兩點電勢相等B。開關S閉合后,a、b兩點間的電流是2AC.開關S斷開時C1帶的電荷量比開關S閉合后C1帶的電荷量大D.不論開關S斷開還是閉合，C1帶的電荷量總比C2帶的電荷量大答案BC解析S斷開時外電路處于斷路狀態(tài)，兩電阻中均無電流通過,電阻兩端電勢相等，由題圖知a點電勢與電源負極電勢相等,而b點電勢與電源正極電勢相等,A錯誤。S斷開時兩電容器兩端電壓都等于電源電動勢，而C1＞C2，由Q＝CU知此時Q1＞Q2.當S閉合時,穩(wěn)定狀態(tài)下C1與R1并聯(lián)，C2與R2并聯(lián),電路中電流I＝eq\f（E,R1＋R2）＝2A，此時兩電阻兩端電壓分別為U1＝IR1＝6V、U2＝IR2＝12V,則此時兩電容器所帶的電荷量分別為Q1′＝C1U1＝3.6×10－5C、Q2′＝C2U2＝3。6×10－5C,對電容器C1來說，S閉合后其兩端電壓減小，所帶的電荷量也減小，故B、C正確，D錯誤.11。在如圖11所示