2023屆高三物理一輪復習60電動勢 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電動勢閉合電路歐姆定律

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

考點一電動勢（1-2T）

考點二閉合電路歐姆定律（3-9T）

考點三閉合電路的功率和效率（10—20T）

考點四電源的U-I圖象與定值電阻的U-I圖象（21—25T）

考點一電動勢

1.電動勢定義：非靜電力所做的功與所移動的電荷量之比叫作電動勢.

2.公式：E=-.

Q

3.單位：伏特，用“V”表示.

4.電動勢大小由電源中非靜電力的特性決定，與電源的體積無關，跟外電路的組成及變化無關.

1.下列關于電源電動勢的說法正確的是（）

A.由公式E=匕可知，￡與“成正比，與g成反比

q

B.電路中電動勢為電源正、負兩極之間直接用電壓表所測電壓值

C.電動勢、電勢、電勢差的單位都是伏特，三者本質上一樣

D.電動勢公式E=些中的/與電壓U="中的/不是同種性質力所做的功

qq

2.鉛蓄電池的電動勢為2V,這表示（）

①電路通過IC的電荷量，電源把2J的化學能轉化為電能；

②電源沒有接入電路時，其兩極間的電壓為2V；

③電池內電壓為2V；

④鉛蓄電池把化學能轉化為電能的本領比一節(jié)干電池大

A.①@③B.②③④C.①@④D.①②④

考點二閉合電路歐姆定律

L內容：閉合電路的電流跟電源的電動勢成正比，跟內、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￡表示電源的電動勢。

（2）/軸截距T0等于短路電流。

（3）圖線斜率的絕對值表示電源的內阻，即k∣答|。

注意兩種特殊情況：①當外電路斷開時，電流/變?yōu)榱?，U=E.這就是說，斷路時的路端電壓等于電

F

源電動勢。②當電源兩端短路時，外電阻40,此時/=一。

r

3.一電池具有一定的電阻，經測量其斷路時的電壓為1V,如果用導線將其短路，經測量電流為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，電源的電動勢E=6V、內阻為r,電流表A為理想電表，小燈泡L標有''4V,4W”字樣。心、

/?2為兩根同材料電阻絲，已知Rl的長度是口2的兩倍，Rl的橫截面積是/?2的一半，當開關S接1時，小燈泡

正常發(fā)光，開關S接2時，電流表示數為1.5A。則開關S接3時，電流表示數為（不考慮溫度對電阻的影

響）（）

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

5.兩個相同的電阻反當它們串聯(lián)后接在電動勢為￡的電源上，通過一個電阻的電流為/；若將它們并聯(lián)后

仍接在該電源上，通過一個電阻的電流仍為/,則電源的內阻為（）

R

A.4RB.Rc?2D.無法計算

6.如圖所示電路，開關S原來斷開,現將S合上，則4、B兩點的電勢UrUB與S斷開時相比（)

B.〃降低,UB升高

C.都升高D.都降低

7.如圖所示是甲、乙為兩個獨立電源的路端電壓〃與通過它們的電流/的關系圖線，下列說法中正確的是

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

C.電源甲的電動勢小于電源乙的電動勢D.電源甲的內阻小于電源乙的內阻

8.利用電動機通過如圖所示的電路提升重物，已知電源電動勢斤6V,電源內阻片IQ,電阻廬3Q,重物

質量爐0.20kg。當將重物固定時，電壓表的示數為5V。當重物不固定，且電動機最后以穩(wěn)定的速度勻速提

升重物時，電壓表的示數為5.5V。不計摩擦，g取IOm/1。下列說法正確的是（）

1

JsΦ

A.電動機內部線圈的電阻為IQ

B.穩(wěn)定勻速提升重物時，流過電動機的電流為IA

C.重物勻速上升時的速度為0.75m∕s

D,勻速提升重物時電動機輸出的機械功率是2W

9.(2022?廣東?模擬預測)如圖，圖甲中M為一電動機，當滑動變阻器斤的觸頭從左端滑到另一端的過

程中，兩電壓表的讀數隨電流表讀數的變化情況如圖乙所示。已知電流表讀數在0.2A以下時，電動機沒有發(fā)

生轉動，不考慮電表對電路的影響，以下判斷正確的是()

A.電路中電源電動勢為3.4VB.變阻器向右滑動時，V2讀數逐漸減小

C.此過程中，電動機的輸出功率最大值為0?54WI).變阻器的最大阻值為20Q

考點三閉合電路的功率和效率

1.電源輸出功率特點

當外電路為純電阻電路時討論如下：

7_5=

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

P出有最大值，即石。

(2)電源輸出功率與外電阻的關系圖象，如圖所示。

①當7?=r時，輸出功率最大，產出="。

②當Λ<r時，若火增大，PIii增大；當Ar時，若K增大,則P出減小。

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

K?~rr∕6-rr

=

R\Riro

注意當外電阻增大時，輸出功率可能增大也可能減小，關鍵是看外電阻的初始值與電源內阻的關系。

2.各部分功率關系

(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算利用產出=0

2)電源輸出功率變化的分析利用產出于圖像(如下圖)

(3)電源內部消耗的功率:只=Fr

(4)功率關系：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)當電源輸出功率最大時Qr,〃=50%

10.(2022?北京?模擬預測)(多選)直流電路如圖所示，在滑動變阻器的滑片2向右移動時，電源的()

A.總功率一定減小

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

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

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.當電阻箱的阻值調為零時，定值電阻消耗的功率最大

D.當電阻箱的阻值調為零時，電源的輸出功率最大

12.（2022?全國?高三課時練習）（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，設計電

路如圖1所示，電源電動勢恒定，定值電阻吊3Ωo測得電阻箱所消耗的功率/隨電阻箱讀數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，電源效率大于50%

13.如圖所示，當開關S閉合后，小型直流電動機材和指示燈/都恰能正常工作。已知電源電動勢為笈內

阻為r,指示燈Z的電阻為吊，額定電流為/,電動機"的線圈電阻為此則

A.電動機的額定電壓為力？

B.電動機的輸出功率為歷TR

C.電源的輸出功率為厲Fr

D.整個電路的熱功率為F（吊+/?）

14.如圖，電源電動勢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”，

閉合開關，兩小燈泡正常發(fā)光，電動機M正常工作，則下列說法正確的是（）

A.電動機的線圈電阻為60B.電動機輸出的機械功率為6W

C.電源內阻r=1/2D.電源的效率為90%

15.（2023?全國?高三專題練習）如圖所示為汽車啟動電路原理圖，汽車電動機啟動時車燈會瞬間變暗。

在打開車燈的情況下，電動機未啟動時電流表的示數為10A；電動機啟動時電流表的示數為58A。已知電源

的電動勢為12.5V,內阻為0.05Q,設電流表的內阻不計、車燈的電阻不變。則（）

Λ.車燈的電阻為1.0Q

B.電動機的內阻為0.2Q

C.打開車燈、電動機啟動時，電動機的輸入功率為480W

D.打開車燈、電動機啟動時，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

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

甲乙

A.當溫度升高時，電流表的示數減小，此兩端的電壓減小

B.當溫度降低時，燈泡L的亮度變暗

C.在O方?！娣秶鷥?，當溫度為O°C時，燈泡L和總的總功率最大

D.在OEO℃范圍內，當溫度為60℃時，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、外電路消耗的電功率隨電流變化的圖線。

由該圖可知下列說法中正確的是（）

B.電源的內電阻為IQ

C.電源輸出功率最大值為8W

D.電源被短路時，電源消耗的最大功率可達16W

18.（2022?煙臺?模擬預測）某同學將一直流電源的總功率、輸出功率和電源內部的發(fā)熱功率隨電流I

變化的圖線畫在了同一坐標系中，如圖所示，下列說法正確的是（）

B.電源的電動勢為8V

C.電源的內阻為2Q

D.當電流為0.5A時，外電路的電阻為4Q

19.（多選）如圖所示，此為定值電阻，e為滑動變阻器（最大阻值25Q）,現閉合電路中的開關S,將滑動

變阻器的滑動觸頭P從最左端滑到最右端的過程中，由電表的測量數據得到%/圖線如右下圖所示（電表

均為理想表）。則下列說法正確的是（）

Λ.電源電動勢為4VB.電源內電阻的阻值為5Q

C.電源的最大輸出功率為1.8WD.滑動變阻器兄的最大功率為1.2W

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

用兩個電表分別測量電壓和電流，得到部分〃-/關系圖象如圖（乙）所示，則（）

圖（甲）

A.電源的電動勢為6V

B.滑動變阻器的總阻值為IoQ

C.當電壓表示數為5.0V時，電源效率最高

D.當電壓表示數為5.0V時，是消耗的總功率最大

考點四電源的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）兩者的交點坐標表示該電阻接入電路時電路的總電流和路端電壓；

（2）以交點和原點的連線為對角線的矩形的面積表示輸出功率；

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

是電動勢的一半，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系圖像，直線6為電源6的路端電壓與電流

的關系圖像，直線，為一個電阻A兩端的電壓與電流的關系圖像。將這個電阻不分別接到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?模擬預測）圖是測定甲、乙兩個直流電源的電動勢6與內阻r時，得到的路端電壓〃

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

A.甲電源內阻是乙電源內阻的2倍B.電源的效率一定