2023屆高三物理一輪復(fù)習(xí)60電動(dòng)勢(shì) 閉合電路歐姆定律 閉合電路的功率和效率 電源的U－I圖象與定值電阻的U－I圖象（原卷版）

專題60電動(dòng)勢(shì)閉合電路歐姆定律

閉合電路的功率和效率電源的U-I圖象與定值電阻的U-I圖象

考點(diǎn)一電動(dòng)勢(shì)（1-2T）

考點(diǎn)二閉合電路歐姆定律（3-9T）

考點(diǎn)三閉合電路的功率和效率（10—20T）

考點(diǎn)四電源的U-I圖象與定值電阻的U-I圖象（21—25T）

考點(diǎn)一電動(dòng)勢(shì)

1.電動(dòng)勢(shì)定義：非靜電力所做的功與所移動(dòng)的電荷量之比叫作電動(dòng)勢(shì).

2.公式：E=-.

Q

3.單位：伏特，用“V”表示.

4.電動(dòng)勢(shì)大小由電源中非靜電力的特性決定，與電源的體積無(wú)關(guān)，跟外電路的組成及變化無(wú)關(guān).

1.下列關(guān)于電源電動(dòng)勢(shì)的說(shuō)法正確的是（）

A.由公式E=匕可知，￡與“成正比，與g成反比

q

B.電路中電動(dòng)勢(shì)為電源正、負(fù)兩極之間直接用電壓表所測(cè)電壓值

C.電動(dòng)勢(shì)、電勢(shì)、電勢(shì)差的單位都是伏特，三者本質(zhì)上一樣

D.電動(dòng)勢(shì)公式E=些中的/與電壓U="中的/不是同種性質(zhì)力所做的功

qq

2.鉛蓄電池的電動(dòng)勢(shì)為2V,這表示（）

①電路通過(guò)IC的電荷量，電源把2J的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能；

②電源沒(méi)有接入電路時(shí)，其兩極間的電壓為2V；

③電池內(nèi)電壓為2V；

④鉛蓄電池把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)比一節(jié)干電池大

A.①@③B.②③④C.①@④D.①②④

考點(diǎn)二閉合電路歐姆定律

L內(nèi)容：閉合電路的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比。

2.公式：I=白①

2l^Γ-Γ

或E=IR+Ir②

或八〃外+〃內(nèi)③

適用條件：①、②適用于外電路為純電阻電路，③適用于一切電路。

3.外電壓〃與電流/的關(guān)系

由勺￡一“可知，圖象是一條斜向下的直線，如圖所示。

（D圖象中〃軸截距￡表示電源的電動(dòng)勢(shì)。

（2）/軸截距T0等于短路電流。

（3）圖線斜率的絕對(duì)值表示電源的內(nèi)阻，即k∣答|。

注意兩種特殊情況：①當(dāng)外電路斷開(kāi)時(shí)，電流/變?yōu)榱?，U=E.這就是說(shuō)，斷路時(shí)的路端電壓等于電

F

源電動(dòng)勢(shì)。②當(dāng)電源兩端短路時(shí)，外電阻40,此時(shí)/=一。

r

3.一電池具有一定的電阻，經(jīng)測(cè)量其斷路時(shí)的電壓為1V,如果用導(dǎo)線將其短路，經(jīng)測(cè)量電流為0.05A0

如果將該電池與一定值電阻十串聯(lián)在一起，已知Q20Ω,則電池的內(nèi)阻所分得的電壓為（）

A.0.4VB.0.5V

C.1VD.0.8V

4.圖示電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)E=6V、內(nèi)阻為r,電流表A為理想電表，小燈泡L標(biāo)有''4V,4W”字樣。心、

/?2為兩根同材料電阻絲，已知Rl的長(zhǎng)度是口2的兩倍，Rl的橫截面積是/?2的一半，當(dāng)開(kāi)關(guān)S接1時(shí)，小燈泡

正常發(fā)光，開(kāi)關(guān)S接2時(shí)，電流表示數(shù)為1.5A。則開(kāi)關(guān)S接3時(shí)，電流表示數(shù)為（不考慮溫度對(duì)電阻的影

響）（）

A.1.5AB.1.2AC.O.6AD.O.2A

5.兩個(gè)相同的電阻反當(dāng)它們串聯(lián)后接在電動(dòng)勢(shì)為￡的電源上，通過(guò)一個(gè)電阻的電流為/；若將它們并聯(lián)后

仍接在該電源上，通過(guò)一個(gè)電阻的電流仍為/,則電源的內(nèi)阻為（）

R

A.4RB.Rc?2D.無(wú)法計(jì)算

6.如圖所示電路，開(kāi)關(guān)S原來(lái)斷開(kāi),現(xiàn)將S合上，則4、B兩點(diǎn)的電勢(shì)UrUB與S斷開(kāi)時(shí)相比（)

B.〃降低,UB升高

C.都升高D.都降低

7.如圖所示是甲、乙為兩個(gè)獨(dú)立電源的路端電壓〃與通過(guò)它們的電流/的關(guān)系圖線，下列說(shuō)法中正確的是

A.路端電壓都為為時(shí)，它們的外電阻相等B.電流都是/,時(shí)，兩電源的內(nèi)電壓相等

C.電源甲的電動(dòng)勢(shì)小于電源乙的電動(dòng)勢(shì)D.電源甲的內(nèi)阻小于電源乙的內(nèi)阻

8.利用電動(dòng)機(jī)通過(guò)如圖所示的電路提升重物，已知電源電動(dòng)勢(shì)斤6V,電源內(nèi)阻片IQ,電阻廬3Q,重物

質(zhì)量爐0.20kg。當(dāng)將重物固定時(shí)，電壓表的示數(shù)為5V。當(dāng)重物不固定，且電動(dòng)機(jī)最后以穩(wěn)定的速度勻速提

升重物時(shí)，電壓表的示數(shù)為5.5V。不計(jì)摩擦，g取IOm/1。下列說(shuō)法正確的是（）

1

JsΦ

A.電動(dòng)機(jī)內(nèi)部線圈的電阻為IQ

B.穩(wěn)定勻速提升重物時(shí)，流過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流為IA

C.重物勻速上升時(shí)的速度為0.75m∕s

D,勻速提升重物時(shí)電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率是2W

9.(2022?廣東?模擬預(yù)測(cè))如圖，圖甲中M為一電動(dòng)機(jī)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器斤的觸頭從左端滑到另一端的過(guò)

程中，兩電壓表的讀數(shù)隨電流表讀數(shù)的變化情況如圖乙所示。已知電流表讀數(shù)在0.2A以下時(shí)，電動(dòng)機(jī)沒(méi)有發(fā)

生轉(zhuǎn)動(dòng)，不考慮電表對(duì)電路的影響，以下判斷正確的是()

A.電路中電源電動(dòng)勢(shì)為3.4VB.變阻器向右滑動(dòng)時(shí)，V2讀數(shù)逐漸減小

C.此過(guò)程中，電動(dòng)機(jī)的輸出功率最大值為0?54WI).變阻器的最大阻值為20Q

考點(diǎn)三閉合電路的功率和效率

1.電源輸出功率特點(diǎn)

當(dāng)外電路為純電阻電路時(shí)討論如下：

7_5=

(I)/H=UI=fR=—HR—ιR=g_r_2+4貶=-R—r—，由此式可看出，當(dāng)Ar時(shí),

P出有最大值，即石。

(2)電源輸出功率與外電阻的關(guān)系圖象，如圖所示。

①當(dāng)7?=r時(shí)，輸出功率最大，產(chǎn)出="。

②當(dāng)Λ<r時(shí)，若火增大，PIii增大；當(dāng)Ar時(shí)，若K增大,則P出減小。

③除Qr外，圖象上總有兩點(diǎn)輸出功率尸國(guó)相等，如圖中尼與尼，則由(石令)2石=(33)2%整理得

K?~rr∕6-rr

=

R\Riro

注意當(dāng)外電阻增大時(shí)，輸出功率可能增大也可能減小，關(guān)鍵是看外電阻的初始值與電源內(nèi)阻的關(guān)系。

2.各部分功率關(guān)系

(D電源的功率(電路的總功率)：力屈=皮"

(2)電源的輸出功率：1)電源輸出功率大小的計(jì)算利用產(chǎn)出=0

2)電源輸出功率變化的分析利用產(chǎn)出于圖像(如下圖)

(3)電源內(nèi)部消耗的功率:只=Fr

(4)功率關(guān)系：尸疙=Plll十月

3.電源的效率

(1)定義：輸出功率跟電路消耗的總功率的比值，即〃=普

ClD

JTTDD1

(2)如果外電路為純電阻電路，則”=導(dǎo)言含一=H=一'，所以外電路電阻越大，電源效率越

c1K-vrK-Vr-r

1+R

高。

(3)當(dāng)電源輸出功率最大時(shí)Qr,〃=50%

10.(2022?北京?模擬預(yù)測(cè))(多選)直流電路如圖所示，在滑動(dòng)變阻器的滑片2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

11.（多選）在如圖所示的電路中，電阻箱的阻值為/?2,定值電阻、電源的內(nèi)阻分別為治、r。則下列說(shuō)法

正確的是（）

A.如果R2=R1+r,則電阻箱消耗的功率最大

B.如果R2=R[+r,則定值電阻消耗的功率最大

C.當(dāng)電阻箱的阻值調(diào)為零時(shí)，定值電阻消耗的功率最大

D.當(dāng)電阻箱的阻值調(diào)為零時(shí)，電源的輸出功率最大

12.（2022?全國(guó)?高三課時(shí)練習(xí)）（多選）為了探究變化電阻消耗的功率隨其電阻值的變化規(guī)律，設(shè)計(jì)電

路如圖1所示，電源電動(dòng)勢(shì)恒定，定值電阻吊3Ωo測(cè)得電阻箱所消耗的功率/隨電阻箱讀數(shù)A變化的曲

線如圖2所示，隨著電阻箱電阻值Λj的增大，下列判斷正確的是（）

B.電源的輸出功率一直增大

C.電源輸出功率最大值為75W

D.電阻箱所消耗的功率。最大時(shí)，電源效率大于50%

13.如圖所示，當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合后，小型直流電動(dòng)機(jī)材和指示燈/都恰能正常工作。已知電源電動(dòng)勢(shì)為笈內(nèi)

阻為r,指示燈Z的電阻為吊，額定電流為/,電動(dòng)機(jī)"的線圈電阻為此則

A.電動(dòng)機(jī)的額定電壓為力？

B.電動(dòng)機(jī)的輸出功率為歷TR

C.電源的輸出功率為厲Fr

D.整個(gè)電路的熱功率為F（吊+/?）

14.如圖，電源電動(dòng)勢(shì)E=IOV,小燈泡L'L的額定電壓和額定功率分別為“3V,6W”和“6V,6W”，

閉合開(kāi)關(guān)，兩小燈泡正常發(fā)光，電動(dòng)機(jī)M正常工作，則下列說(shuō)法正確的是（）

A.電動(dòng)機(jī)的線圈電阻為60B.電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率為6W

C.電源內(nèi)阻r=1/2D.電源的效率為90%

15.（2023?全國(guó)?高三專題練習(xí)）如圖所示為汽車啟動(dòng)電路原理圖，汽車電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)車燈會(huì)瞬間變暗。

在打開(kāi)車燈的情況下，電動(dòng)機(jī)未啟動(dòng)時(shí)電流表的示數(shù)為10A；電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)電流表的示數(shù)為58A。已知電源

的電動(dòng)勢(shì)為12.5V,內(nèi)阻為0.05Q,設(shè)電流表的內(nèi)阻不計(jì)、車燈的電阻不變。則（）

Λ.車燈的電阻為1.0Q

B.電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為0.2Q

C.打開(kāi)車燈、電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)的輸入功率為480W

D.打開(kāi)車燈、電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，電源的工作效率為60%

16.如圖甲所示，電阻吊的阻值為0.25吊，燈泡L的電阻值恒為1.5吊，是是熱敏電阻，其阻值隨溫度變化

的關(guān)系如圖乙所示。已知電流表為理想電表，電源的內(nèi)阻片吊。則下列說(shuō)法中正確的是（）

甲乙

A.當(dāng)溫度升高時(shí)，電流表的示數(shù)減小，此兩端的電壓減小

B.當(dāng)溫度降低時(shí)，燈泡L的亮度變暗

C.在O方?！娣秶鷥?nèi)，當(dāng)溫度為O°C時(shí)，燈泡L和總的總功率最大

D.在OEO℃范圍內(nèi)，當(dāng)溫度為60℃時(shí)，電源的輸出功率最大

17.如圖所示，曲線Ci、C2分別是純電阻直流電路中，內(nèi)、外電路消耗的電功率隨電流變化的圖線。

由該圖可知下列說(shuō)法中正確的是（）

B.電源的內(nèi)電阻為IQ

C.電源輸出功率最大值為8W

D.電源被短路時(shí)，電源消耗的最大功率可達(dá)16W

18.（2022?煙臺(tái)?模擬預(yù)測(cè)）某同學(xué)將一直流電源的總功率、輸出功率和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率隨電流I

變化的圖線畫在了同一坐標(biāo)系中，如圖所示，下列說(shuō)法正確的是（）

B.電源的電動(dòng)勢(shì)為8V

C.電源的內(nèi)阻為2Q

D.當(dāng)電流為0.5A時(shí)，外電路的電阻為4Q

19.（多選）如圖所示，此為定值電阻，e為滑動(dòng)變阻器（最大阻值25Q）,現(xiàn)閉合電路中的開(kāi)關(guān)S,將滑動(dòng)

變阻器的滑動(dòng)觸頭P從最左端滑到最右端的過(guò)程中，由電表的測(cè)量數(shù)據(jù)得到%/圖線如右下圖所示（電表

均為理想表）。則下列說(shuō)法正確的是（）

Λ.電源電動(dòng)勢(shì)為4VB.電源內(nèi)電阻的阻值為5Q

C.電源的最大輸出功率為1.8WD.滑動(dòng)變阻器兄的最大功率為1.2W

20.（2022?江蘇?模擬預(yù)測(cè)）如圖（甲）所示的電路中，將滑動(dòng)變阻器兄的滑動(dòng)片由a端向6端移動(dòng),

用兩個(gè)電表分別測(cè)量電壓和電流，得到部分〃-/關(guān)系圖象如圖（乙）所示，則（）

圖（甲）

A.電源的電動(dòng)勢(shì)為6V

B.滑動(dòng)變阻器的總阻值為IoQ

C.當(dāng)電壓表示數(shù)為5.0V時(shí)，電源效率最高

D.當(dāng)電壓表示數(shù)為5.0V時(shí)，是消耗的總功率最大

考點(diǎn)四電源的U-I圖象與定值電阻的U-I圖象

下圖a為電源的〃一/圖象，圖6為定值電阻的人/圖象

（1）兩者的交點(diǎn)坐標(biāo)表示該電阻接入電路時(shí)電路的總電流和路端電壓；

（2）以交點(diǎn)和原點(diǎn)的連線為對(duì)角線的矩形的面積表示輸出功率；

（3）當(dāng)a、6斜率相等時(shí)，即內(nèi)、外電阻相等時(shí)，圖中矩形面積最大，即輸出功率最大，此時(shí)路端電壓

是電動(dòng)勢(shì)的一半，電流是最大電流的一半。

21.（多選）如圖所示，直線力為電源a的路端電壓與電流的關(guān)系圖像，直線6為電源6的路端電壓與電流

的關(guān)系圖像，直線，為一個(gè)電阻A兩端的電壓與電流的關(guān)系圖像。將這個(gè)電阻不分別接到a、6兩電源上,

那么（）

A.彳接到6電源上，電源的輸出功率較大

B.接到6電源上，電源的效率較高

C.不接到a電源上，電源的輸出功率較大，但電源效率較低

D.力接到。電源上，電阻的發(fā)熱功率和電源的效率都較高

22.（2022?重慶?模擬預(yù)測(cè)）圖是測(cè)定甲、乙兩個(gè)直流電源的電動(dòng)勢(shì)6與內(nèi)阻r時(shí)，得到的路端電壓〃

與干路電流/的U-/圖象。若將這兩個(gè)直流電源分別與同一定值電阻A串聯(lián)，下列說(shuō)法正確的是（）

A.甲電源內(nèi)阻是乙電源內(nèi)阻的2倍B.電源的效率一定