12.2 閉合電路的歐姆定律（解析版）

12.2閉合電路的歐姆定律——劃重點(diǎn)之高二暑假預(yù)習(xí)強(qiáng)化精細(xì)講義知識點(diǎn)1：電源的電動勢和內(nèi)阻1.電動勢(1)概念：反映電源內(nèi)部非靜電力做功本領(lǐng)大小的物理量.用符號E表示，在數(shù)值上等于非靜電力把1C的正電荷在電源內(nèi)部從負(fù)極移送到正極所做的功.(2)表達(dá)式：,,單位為伏特(V).W為移送電荷q時非靜電力所做的功.非靜電力做功W非=Eq,靜電力做功把電勢能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，W靜=qU,在電源內(nèi)部靜電力做功，把電勢能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，在電源外部靜電力做功，把電勢能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，公式：W非=W外+W內(nèi)qE=qU外+qU內(nèi)E=U外+U內(nèi).(3)常用電池的電動勢干電池鋰電池鋅汞電池鉛蓄電池1.5V3V或3.6V1.2V2V①電動勢不同，表示電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能的本領(lǐng)不同.②電源的電動勢由電源中非靜電力的特性決定，跟電源的體積無關(guān)，跟外電路的組成及變化情況無關(guān)。③電動勢是用比值定義法定義的物理量，在公式中，E的大小與W、q無關(guān).與的比較(1)區(qū)別；電勢差反映電場力做功，將電勢能轉(zhuǎn)化為其他形式的能；而電動勢反映非靜電力做功，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能，能的轉(zhuǎn)化方向不同.(2)聯(lián)系：電動勢等于電源未接入電路時兩極間的電勢差.2.電源的內(nèi)阻和容量電動勢、內(nèi)阻和容量都是電源的重要參數(shù).(1)電源的內(nèi)阻：電源內(nèi)部導(dǎo)體的電阻叫內(nèi)阻，可通過電源的串、并聯(lián)改變電源的電動勢和內(nèi)阻。(2)電池的容量：電池放電時能輸出的總電荷量叫電池的容量，其單位是A·h或mA·h.比如，1A·h表示電池若以1A的電流為用電器供電，可以工作1h,若以1mA的電流為用電器供電，可工作1000h.(3)對同一種電池來說，體積越大，電池的容量越大，內(nèi)阻越??；使用時間越長，內(nèi)阻越大。知識點(diǎn)2：閉合電路歐姆定律及其能量分析1.閉合電路的組成由導(dǎo)線、電源和用電器連成的電路叫作閉合電路，可以分為外電路和內(nèi)電路.(1)外電路：電源以外的電路叫作外電路，在外電路中，電流由高電勢處流向低電勢處，沿電流方向電勢降低。(2)內(nèi)電路①定義及電流方向：電源內(nèi)部的電路叫作內(nèi)電路，在內(nèi)電路中，即在電源內(nèi)部，非靜電力做功使正電荷由負(fù)極移到正極，故電流由電源負(fù)極流向電源正極.如圖所示，A為正極，B為負(fù)極，A、B可以看成內(nèi)、外電路的分界點(diǎn).在外電路電流由A到B,在內(nèi)電路電流由B到A.②電勢變化情況：在內(nèi)電路中，一方面，因?yàn)殡娫从袃?nèi)阻，沿電流方向電勢降低；另一方面，非靜電力把正電荷從電勢低處移至電勢高處，沿電流方向電勢“躍升”.2.閉合電路的能量轉(zhuǎn)化(1)在外電路中，正電荷在恒定電場作用下由正極移向負(fù)極；在電源中，非靜電力把正電荷從負(fù)極移到正極.所以電源內(nèi)部非靜電力做功，提供全電路消耗的電能.(2)如圖所示的電路中，電源電動勢為E,內(nèi)阻為r,外電路電阻為R,電路中電流為I.在時間t內(nèi)，電源內(nèi)部非靜電力做功為W=Eq=EIt;內(nèi)電路電流做功產(chǎn)生的熱量為Q內(nèi)=I2rt;外電路電流做功產(chǎn)生的熱量為Q外=I2Rt;根據(jù)能量轉(zhuǎn)化及守恒有W=Q外+Q內(nèi)(純電阻電路),整理后得到EIt=I2Rt+I2rt.3.閉合電路的歐姆定律(1)內(nèi)容：閉合電路的電流跟電源的電動勢成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比。(2)表達(dá)式：①，E=U+Ir②,E=U外+U內(nèi)③(3)適用條件：①適用于外電路為純電阻的電路；②③普遍適用.【典例1】手電筒中的干電池的電動勢為1.5V，用它給某小燈泡供電時，電流為0.3A，在某次接通開關(guān)的10s時間內(nèi)，下列說法正確的是（A．該干電池外接電阻越大，輸出功率越大B．干電池在10s內(nèi)將4.5C．干電池把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)比電動勢為2VD．電路中每通過1C的電荷量，電源把4.5【答案】B【詳解】A．當(dāng)該電池外接的電阻與電池的內(nèi)阻大小相等時，電池的輸出功率才最大，所以并不是干電池外接電阻越大，輸出功率越大，故A錯誤；B．干電池在10s內(nèi)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的大小為W=UIt=1.5×0.3×10故B正確；C．由于電動勢是將其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)，而干電池的電動勢是1.5V，故它把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)比電動勢為2V的蓄電池弱，故C錯誤；D．電路中每通過1C的電量，電源的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的大小為W=Eq=1.5×1故D錯誤。故選B?！镜淅?】HWCP60型無線充電器的輸出額定電壓為5V，輸出額定電流為2A。某款HW手機(jī)的電池容量為4000mAh，額定工作電壓為4V，額定工作電流為0.2A。則（）A．HW無線充電器的內(nèi)阻為2.5ΩB．HW無線充電器以額定電流工作時，發(fā)熱功率為10WC．HW手機(jī)電池從滿電量放電到零電量，釋放的化學(xué)能約為5.76×104JD．HW手機(jī)電池充滿電后，以額定工作電流放電時，可以持續(xù)放電2h【答案】C【詳解】AB．充電器線圈電阻和充電器發(fā)熱功率無法通過題中信息求出，故AB錯誤；C．電池充滿電后電荷量q=4000mAh=4×3600C=1.44×104C電池可釋放的化學(xué)能E=qU=1.44×104×4J=5.76×104J故C正確；D．HW手機(jī)電池充滿電后，以額定工作電流放電時，可以持續(xù)放電t=q故D錯誤。故選C?！镜淅?】如圖所示的電路中，S1閉合、S2斷開的情況下，電流表的示數(shù)為10A，S1、S（1）燈L的電阻RL（2）S1、S2均閉合時電動機(jī)M的總功率【答案】（1）1.2Ω【詳解】（1）S1閉合、SE=代入數(shù)據(jù)解得R（2）S1、SU=E?燈泡的電流為I電動機(jī)的電流為I電動機(jī)M的總功率為P知識點(diǎn)3：路端電壓與負(fù)載的關(guān)系1.路端電壓與干路電流的關(guān)系(1)定義路端電壓U:外電路的電勢降落叫作路端電壓，即電源兩端的電壓。干路電流I:外電路干路的電流，即流過電源的電流。(2)圖像根據(jù)閉合電路歐姆定律，可知U=E-Ir,則U-I圖像為傾斜直線.①橫截距:當(dāng)U=0時，,此時的電流叫作短路電流，對應(yīng)圖像與橫軸交點(diǎn)，即橫截距.②縱截距：當(dāng)I=0時，U=E,意味著外電路斷路時，路端電壓等于電動勢.對應(yīng)圖像與縱軸交點(diǎn)，即縱截距.③斜率；由函數(shù)關(guān)系式可知，圖像的斜率為-r,即.斜率絕對值越大，表示電源內(nèi)阻越大。④面積：圖線上某點(diǎn)橫、縱坐標(biāo)的乘積UI為電源的輸出功率，即圖中矩形面積表示電源在路端電壓為U時的輸出功率.U-I圖像中電壓關(guān)系2.路端電壓與負(fù)載的關(guān)系(1)函數(shù)關(guān)系：U=IR=E-Ir=E-r.(純電阻電路)特例：①當(dāng)外電路斷路時，R→∞,U內(nèi)=0,U=E,即外電路斷路時路端電壓等于電源電動勢.②當(dāng)外電路短路時R=0，,即短路電流.由于一般情況下r很小，電路中電流會很大，容易燒壞電源，所以嚴(yán)禁把電源兩極不經(jīng)負(fù)載直接相接.(2)變化關(guān)系對某一給定的閉合電路而言，電流、路端電壓、內(nèi)電壓均會隨外電阻的變化而變化、總結(jié)如下.外電阻RR↑R→∞R↓R→0電流I↓I→0I↑I→內(nèi)電壓U內(nèi)↓U內(nèi)→0U內(nèi)↑U內(nèi)→E路端電壓U↑U→EU↓U→03.電阻的U-I圖線與電源的U-I圖線的比較電阻電源U-I圖像研究對象對某一固定電阻而言，兩端電壓與通過的電流成正比關(guān)系對電源進(jìn)行研究，電源的路端電壓隨電流的變化關(guān)系圖像的物理意義表示導(dǎo)體的性質(zhì)，,R不隨U與I的變化而變化表示電源的性質(zhì)，圖線與縱軸的交點(diǎn)表示電源電動勢，圖線斜率的絕對值表示電源的內(nèi)阻【典例4】如圖為兩個不同閉合電路中兩個不同電源的U-I圖像，下列判斷正確的是（

）A．電動勢E1=E2，內(nèi)阻r1>r2B．電動勢E1=E2，發(fā)生短路時的電流Ii>I2C．電動勢E1>E2，內(nèi)阻r1<r2D．當(dāng)兩電源的工作電流變化量相同時，電源2的路端電壓變化小【答案】B【詳解】ABC．由E=U+Ir，解得U=E?IrU-I圖像中與U軸的交點(diǎn)表示電源的電動勢，電動勢E1=E2U-I圖像斜率的絕對值表示內(nèi)阻r1＜r2U-I圖像與I軸的交點(diǎn)表示短路電流I故AC錯誤，B正確；D．根據(jù)U=E-Ir可知，當(dāng)兩電源的工作電流變化量相同時，電源2的路端電壓變化大，故D錯誤。故選B?！镜淅?】如圖所示，圖線a是太陽能電池在某光照強(qiáng)度下路端電壓U和干路電流I的關(guān)系圖像，電池內(nèi)阻不是常量。圖線b是某光敏電阻的U?I圖像，虛直線c為圖線a過P點(diǎn)的切線，在該光照強(qiáng)度下將它們組成閉合回路時（）A．太陽能電池的電動勢為6V B．光敏電阻的功率為1WC．光敏電阻的阻值為40Ω D．太陽能電池的內(nèi)阻為【答案】D【詳解】A．由閉合電路歐姆定律可得，當(dāng)電流為0時，圖線a的縱截距表示電源電動勢，所以E=5故A錯誤；C．由圖可知在某光照強(qiáng)度下將它們組成閉合回路時，則該電阻兩端電壓為4V，通過該電阻的電流為0.2A，則該電阻的阻值為R=故C錯誤；B．光敏電阻的功率為P=UI=0.8故B錯誤；D．太陽能電池的內(nèi)阻為r=故D正確。故選D?！镜淅?】如圖，直線A為電源的U?I圖線，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，曲線B為燈泡的U?I圖線，當(dāng)小燈泡接在該電源兩端，此時燈泡電阻為R，則以下說法正確的是（）A．R=2B．E=3V，C．當(dāng)燈泡接入該電源時，電源的輸出功率為6WD．將某電阻接在該電源兩端，改變外電阻的阻值時，該電源的最大輸出功率為4.5W【答案】D【詳解】A．兩圖線交點(diǎn)為燈泡的工作點(diǎn)，所以此時燈泡電阻為R=故A錯誤；B．電源的U?I圖線縱截距表示電源電動勢，斜率的絕對值表示內(nèi)阻E=3r=0.5故B錯誤；C．電源的輸出功率等于燈泡此時消耗的電功率，為P=UI=4故C錯誤；D．當(dāng)電源內(nèi)阻等于外電阻時，電源輸出功率最大，即該電源的最大輸出功率P=故D正確。故選D?！镜淅?】（多選）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是一個小燈泡的伏安特性曲線，如果把該小燈泡先后分別與電源1和電源2單獨(dú)連接，則下列說法正確的是（）A．在這兩種連接狀態(tài)下，小燈泡的電阻之比是1:2B．在這兩種連接狀態(tài)下，小燈泡消耗的功率之比是1:2C．電源1和電源2的內(nèi)阻之比是7:11D．電源1和電源2的電動勢之比是1:1【答案】BD【詳解】A．小燈泡與電源1連接時的電阻為R小燈泡與電源2連接時的電阻為R所以在這兩種連接狀態(tài)下，小燈泡的電阻之比是RA錯誤;B．小燈泡與電源1連接時小燈泡消耗的功率為P小燈泡與電源2連接時小燈泡消耗的功率為P所以在這兩種連接狀態(tài)下，小燈泡消耗的功率之比是PB正確;C．電源1的內(nèi)阻為r電源2的內(nèi)阻為r電源1和電源2的內(nèi)阻之比rC錯誤；D．由圖像可得電源1和電源2的電動勢都為10V，則電源1和電源2的電動勢之比是1:1，D正確。故選BD。知識點(diǎn)4:歐姆表1.歐姆表內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)：電流計(jì)、電池、滑動變阻器.2.歐姆表測電阻原理歐姆表是根據(jù)閉合電路歐姆定律制成的，其工作電路如圖甲所示，G是電流計(jì)(表頭),內(nèi)阻為Rg,滿偏電流為Ig,電池的電動勢為E,內(nèi)阻為r.電阻R是可變電阻，也叫調(diào)零電阻.(1)當(dāng)紅、黑表筆直接接觸(短接)時，如圖乙所示，相當(dāng)于被測電阻Rx=0,調(diào)節(jié)R的阻值，使,此時表頭的指針指到滿刻度，所以刻度盤上指針滿偏(I=Ig)的位置對應(yīng)歐姆表刻度的零點(diǎn).此時歐姆表的內(nèi)阻為RΩ==r+Rg+R。(2)當(dāng)紅、黑表筆不接觸(斷路)時，如圖丙所示，相當(dāng)于被測電阻Rx→∞,此時表頭中沒有電流，表頭的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，指向電流為0的位置，所以刻度盤上指針不偏轉(zhuǎn)(I=0)的位置對應(yīng)歐姆表刻度的∞位置.(3)當(dāng)紅、黑表筆之間接入待測電阻Rx時，如圖丁所示，此時電路中的電流,與Ix對應(yīng)的電阻值。改變Rx,則電流Ix隨之改變，每個Rx值都對應(yīng)一個電流值Ix、若在刻度盤上直接標(biāo)出與Ix值對應(yīng)的Rx值，就可以從刻度盤上直接讀出被測電阻Rx的阻值，即由閉合電路歐姆定律，把電流刻度盤改刻成電阻刻度盤.(1)對于歐姆表，其指針偏轉(zhuǎn)情況與前面學(xué)習(xí)的電流表、電壓表不同，指針偏角越大，電阻越??；指針偏角越小，電阻越大.(2)歐姆表的電流是內(nèi)部電源提供的，在歐姆表中，紅表筆接內(nèi)部電源的負(fù)極、黑表筆接內(nèi)部電源的正極.電壓表和電流表內(nèi)部無電源，只能測其他含電源電路的電壓和電流.3.歐姆表的刻度盤(1)刻度不均勻根據(jù)閉合電路歐姆定律，通過表頭的電流為,式中r、Rg為定值、調(diào)零電阻R也為定值，則I與Rx一一對應(yīng)，但是電流I與被測電阻Rx是非線性關(guān)系，所以電阻值刻度是不均勻的.(2)刻度左大右小根據(jù)電流I與被測電阻Rx的關(guān)系式可知，Rx越大，I越小，即指針偏角越小，所以左側(cè)標(biāo)示的電阻值比右側(cè)大.(3)刻度左密右疏被測電阻Rx與電流I是非線性關(guān)系，所以歐姆表的表盤刻度不均勻.從表盤上看“左密右疏”,即刻度盤左邊刻度值變化大，相同間隔，電阻差值更大些.①歐姆表內(nèi)部對電流方向有要求的是表頭，通過表頭的電流必須從正極進(jìn)，負(fù)極出，即紅表筆進(jìn)，黑表筆出，簡稱“紅進(jìn)黑出”.而歐姆表的電流是內(nèi)部電源提供的，所以，紅表筆接內(nèi)部電源的負(fù)極，黑表筆接內(nèi)部電源的正極.②當(dāng)兩表筆直接接觸時，被測電阻Rx=0,調(diào)節(jié)調(diào)零電阻R,使電流表指針滿偏，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知,所以電流表滿偏刻度對應(yīng)歐姆表刻度的零點(diǎn).③RΩ=r+Rg+R是歐姆表的內(nèi)阻，當(dāng)被測電阻Rx=RΩ時，通過表頭的電流,即通過表頭的電流為滿偏電流的一半，此時指針指在刻度盤的中央，所以歐姆表表盤中央的刻度對應(yīng)的電阻值等于歐姆表內(nèi)阻.【典例8】如圖（a）所示，某同學(xué)根據(jù)所學(xué)知識制作了一個簡易的歐姆表，表盤刻度如圖（b）所示，中間刻度為15，表頭G的滿偏電流Ig=300μA，內(nèi)阻Rg=100Ω，電源電動勢E=4.5V。(1)圖（a）中B端應(yīng)接表筆。（填“紅”或“黑”）(2)將旋鈕旋到×1k擋，進(jìn)行歐姆調(diào)零后，該歐姆表的內(nèi)阻為kΩ。(3)將旋鈕旋到×100擋，歐姆調(diào)零后接入一待測電阻，指針如圖（b）所示，則讀數(shù)為，若繼續(xù)接入另一電阻測量時發(fā)現(xiàn)指針偏角過大，則應(yīng)換用更倍率（填“大”或“小”）(4)圖（a）中R1=Ω。（計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字）(5)若電池老化，內(nèi)阻變大，電動勢變小，但仍可進(jìn)行歐姆調(diào)零，則測量結(jié)果將。（填“偏大”“偏小”或“不變”）【答案】(1)紅(2)15(3)1400小(4)11.1(5)偏大【詳解】（1）流過表頭G的電流方向?yàn)閺挠蚁蜃螅珺端應(yīng)接紅表筆。（2）將旋鈕旋到×1k擋時，有R內(nèi)（3）[1][2]旋鈕旋到×100擋，讀數(shù)為1400Ω，若繼續(xù)接入另一電阻測量時發(fā)現(xiàn)指針偏角過大，則應(yīng)換用更小的擋位。（4）旋鈕旋到×100擋時R內(nèi)則I=所以I根據(jù)歐姆定律有R1（5）若該歐姆表使用一段時間后，電池電動勢E變小、內(nèi)阻變大，根據(jù)I由于E變小，內(nèi)阻R內(nèi)偏小，用歐姆表測電阻時，電流I=由于R內(nèi)偏小，I偏小，指針偏左，測量結(jié)果與原結(jié)果相比較偏大?！镜淅?】如圖甲所示是一個多量程多用電表的簡化電路圖，請完成下列問題。(1)測量直流電流、直流電壓和電阻各有兩個量程。當(dāng)S旋到位置時，電表可測量直流電流，且量程較小。(2)若該多用表使用一段時間后，電池電動勢變小，內(nèi)阻變大，但此表仍能歐姆調(diào)零，用正確使用方法再測量同一個電阻，則測得的電阻值將（填“偏大”“偏小”或“不變”）。(3)某實(shí)驗(yàn)小組利用下列器材研究歐姆擋不同倍率的原理，組裝如圖乙所示的簡易歐姆表。實(shí)驗(yàn)器材如下：A．干電池（電動勢E為3.0V，內(nèi)阻r不計(jì)）；B．電流計(jì)G（量程300μA，內(nèi)阻99Ω）；C．可變電阻器R；D．定值電阻R0=1Ω；E.導(dǎo)線若干，紅黑表筆各一只。①表盤上100μA刻度線對應(yīng)的電阻刻度值是Ω；②如果將R0與電流計(jì)并聯(lián)，如圖丙所示，這相當(dāng)于歐姆表換擋，則換擋前、后倍率之比為?！敬鸢浮?1)2(2)偏大(3)2×104100:1【詳解】（1）由圖甲所示電路圖可知，當(dāng)S旋到位置2時與表頭G并聯(lián)的電阻阻值較大，此時電流表量程較小。（2）當(dāng)電池電動勢變小、內(nèi)阻變大時，歐姆得重新調(diào)零，由于滿偏電流Ig不變，由公式I歐姆表內(nèi)阻R內(nèi)得調(diào)小，待測電阻的測量值是通過電流表的示數(shù)體現(xiàn)出來的，由I=可知當(dāng)R內(nèi)變小時，I變小，指針跟原來的位置相比偏左了，故歐姆表的示數(shù)變大了，測得的電阻值將偏大。（3）[1]歐姆表內(nèi)阻為R內(nèi)又因?yàn)镮1解得R=2×104Ω；[2]電流表內(nèi)阻為99Ω，給電流表并聯(lián)1Ω的電阻，電流表量程擴(kuò)大100倍，用該電流表改裝成歐姆表，同一刻度對應(yīng)的電阻值變?yōu)樵瓉淼?100重難點(diǎn)1：閉合電路中的功率和效率如圖所示為電阻R與電源構(gòu)成的一個閉合電路，電源電動勢為E,內(nèi)阻為r.(1)電源提供的總功率：P總=EI=P內(nèi)+P外(2)內(nèi)電路消耗的電功率(電源內(nèi)耗功率):P內(nèi)=I2r(3)外電路消耗的電功率(電源輸出功率P出)①P出=U外I,當(dāng)外電路為純電阻電路時，P出=I2R.②電源輸出功率與外電路電阻的關(guān)系(外電路為純電阻電路):當(dāng)R=r時，P出有最大值，即,此時路端電壓,電流。電源輸出功率隨外電路電阻R變化的圖像如圖所示.從圖像上可以看出：①當(dāng)R<r時，若R增大，則P出增大；當(dāng)R>r時，若R增大，則P出減?。患碔R-rl越大，P出越??；IR-rl越小，P出越大；IR-rl=0，P出最大②當(dāng)P出<Pm時，每個P出對應(yīng)兩個可能的外電阻，如圖中R1、R2所示，根據(jù)功率相等可以推導(dǎo)出R1·R2=r2.(4)電源的效率對于電源來說，外電路電阻越大，路端電壓越大，電源的效率越高，但電源的輸出功率不一定越大，只有外電路電阻越接近電源內(nèi)阻時，輸出功率才越大.【典例10】如圖所示，電源電動勢E=6V，內(nèi)阻r=4Ω，電阻箱R1的最大阻值為99Ω，定值電阻RA．電源總功率最大值為6W B．R1的最大電功率為9C．R2的最大電功率為18W D．r【答案】A【詳解】A．當(dāng)R1P選項(xiàng)A正確；B．將R2等效為電源的內(nèi)阻則r當(dāng)R1=r'P選項(xiàng)B錯誤；CD．當(dāng)R1=0時，電路總電阻最小，此時電流最大，此時R2和rI=R2Pr的最大電功率為P選項(xiàng)CD錯誤。故選A?！镜淅?1】如圖甲所示電路，電源內(nèi)阻r=1.0Ω，R1為一定值電阻，R2為一滑動變阻器，電流表、電壓表均為理想電表。閉合開關(guān)，將滑動變阻器的滑片從A端逐漸滑到B

A．電源的電動勢大小為4.5V B．定值電阻R1的大小為3ΩC．圖乙中Px的值為1.5W D．圖丙中U【答案】D【詳解】A．電壓表測滑動變阻器兩端的電壓，則電流表測量干路電流，根據(jù)閉合電路歐姆定律U=E?I整理得I=?R2E所以E=6故A錯誤；B．根據(jù)I-U的關(guān)系式可知R故B錯誤；CD．根據(jù)I-U的關(guān)系式可知當(dāng)I=0.5A時U則P故C錯誤，D正確。故選D?！镜淅?2】（多選）如圖1所示，電源的電動勢為E，內(nèi)阻為r。圖2為電源的輸出功率P與電阻箱讀數(shù)R的關(guān)系圖像，電源輸出功率最大值為6W，電阻箱讀數(shù)分別為4Ω、9Ω時電源輸出功率相等為A．電源的電動勢為12B．電源的內(nèi)阻為6.5C．當(dāng)電阻箱阻值為4ΩD．當(dāng)電阻箱阻值為6Ω【答案】AD【詳解】ABD．根據(jù)題意可知，電源的輸出功率為P=由數(shù)學(xué)知識可知，當(dāng)R=即R=r時，電源輸出功率最大，最大功率為P當(dāng)R=4ΩP當(dāng)R=9ΩP解得r=6則當(dāng)電阻箱阻值為6Ω6解得E=12故AD正確，B錯誤；C．電源效率為η=又有I=可知，當(dāng)電阻箱接入電路的阻值最大時，電源效率最大，故C錯誤。故選AD。重難點(diǎn)2：閉合電路的動態(tài)分析1.動態(tài)分析所謂動態(tài)分析就是電路中某些元件的參量發(fā)生了變化(如滑動變阻器的阻值增大或減小、開關(guān)的通斷等),這會引起其他元件的相關(guān)物理量如電壓、電流、電功率等隨之發(fā)生變化，將變化過程分析清楚2.分析思路基本思路是“部分→整體→部分”,從阻值發(fā)生變化的部分入手，由歐姆定律和串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)進(jìn)行分析，同時還要掌握一定的思維方法，例如程序法、極限法、“串反并同”法、特殊值法等.(1)程序法具體步驟①對給定的電源，可認(rèn)為E、r不變.②在純電阻電路中，無論外電路電阻間是串聯(lián)還是并聯(lián)，任何一個電阻的增大(或減小),都將引起電路總電阻的增大(或減小),該電阻兩端的電壓一定會增大(或減小).③在分析燈泡亮暗變化時，電壓、電流、功率均可作為參考依據(jù).(2)極限法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端點(diǎn)去討論.有時需討論是否單調(diào)變化.(3)“串反并同”法在某一確定的閉合電路中，如果只有一個電阻阻值變化(斷路可看成阻值變大，短路可看成阻值變小),那么其他元件的電壓、電流、電功率變化情況均符合“串反并同”的規(guī)律.具體如下：①與變化電阻為串聯(lián)關(guān)系的元件，它們的電壓、電流、電功率的變化情況與變化電阻阻值變化相反，即變化電阻的阻值增大，串聯(lián)元件的電學(xué)量減??；變化電阻的阻值減小，串聯(lián)元件的電學(xué)量增大.②與變化電阻為并聯(lián)關(guān)系的元件，它們的電壓、電流、電功率的變化情況與變化電阻阻值變化相同，即變化電阻的阻值增大，并聯(lián)元件的電學(xué)量增大；變化電阻的阻值減小，并聯(lián)元件的電學(xué)量減小。【典例13】對如圖所示的含光敏電阻R2（阻值隨光照強(qiáng)度的增大而減?。┑拈]合電路，R0、R1是定值電阻，電源的電動勢和內(nèi)阻分別為E、rA．電源的內(nèi)電壓減小 B．R0C．電流表的示數(shù)增大 D．光敏電阻的功率一定增大【答案】C【詳解】A．增大光敏電阻的光照強(qiáng)度，光敏電阻R2的電阻減小，總電阻減小，

由閉合電路歐姆定律可得通過內(nèi)阻rB．由閉合電路歐姆定律U=E?Ir可得R0C．R0的電流減小，則R1、D．R2故選C?！镜淅?4】（多選）如圖所示的電路中，電源內(nèi)阻不可忽略。開關(guān)S閉合后，在變阻器R0的滑動端向上滑動的過程中，下列說法正確的是（

A．電壓表的示數(shù)增大，電流表的示數(shù)減小 B．電壓表的示數(shù)減小，電流表的示數(shù)增大C．R1上消耗的功率增大 D．R【答案】AD【詳解】開關(guān)S閉合后，在變阻器R0的滑動端向上滑動的過程中，變阻器R0連入電路的長度變長，阻值變大，根據(jù)結(jié)論法，“串反并同”，電壓表和電阻R2與變阻器R0并聯(lián)，變化趨勢相同，電壓表的示數(shù)變大，R2上消耗的功率增大；電流表和電阻R故選AD?！军c(diǎn)睛】根據(jù)結(jié)論法，“串反并同”，先判斷電表和電阻跟變阻器的串并聯(lián)關(guān)系，然后判斷電表的示數(shù)變化趨勢和各電阻消耗的功率變化【典例15】（多選）如圖所示電路中，電源的內(nèi)電阻為r，R1、R3、R4均為定值電阻，電表均為理想電表。閉合電鍵S，當(dāng)滑動變阻器R2的滑動觸頭P向右滑動時，電表的示數(shù)都發(fā)生變化，電流表和電壓表的示數(shù)變化量的大小分別為ΔI、ΔA．電壓表示數(shù)變大 B．電流表示數(shù)變小C．ΔUΔI【答案】AB【詳解】AB．當(dāng)滑動變阻器R2的滑動觸頭P向右滑動時，滑動變阻器接入電路的阻值R2增大，根據(jù)串反并同規(guī)律，與滑動變阻器串聯(lián)的電流表的示數(shù)減小，與滑動變阻器并聯(lián)的電壓表的示數(shù)增大，AB正確；C．設(shè)通過電源的電流為I總U=E?得Δ根據(jù)電路的結(jié)構(gòu)得I總當(dāng)滑動變阻器R2的滑動觸頭P向右滑動時，滑動變阻器接入電路的阻值增大，根據(jù)串反并同規(guī)律，I總變小，電流表的示數(shù)I變小，與滑動變阻器并聯(lián)的R1的電流I1變大，所以ΔI>所以Δ所以Δ故C錯誤；D．根據(jù)歐姆定律可得U故D錯誤。故選AB?！镜淅?6】（多選）在如圖所示電路中，電壓表，電流表均為理想電表，電源內(nèi)阻不可忽略。開關(guān)S閉合后，在滑動變阻器R1的滑片P向右端滑動的過程中（）A．電壓表的示數(shù)減小 B．電壓表的示數(shù)增大C．電流表的示數(shù)減小 D．電流表的示數(shù)增大【答案】BD【詳解】AB．在滑動變阻器R1的滑片P向右端滑動的過程中，滑動變阻器接入電路的阻值增大，電路總電阻增大，總電流減小，電源內(nèi)阻兩端的電壓減小，路端電壓增大，電壓表的示數(shù)增大，故A錯誤，B正確；CD．在滑動變阻器R1的滑片P向右端滑動的過程中，總電流減小，電源內(nèi)阻、定值電阻R3兩端的電壓減小，定值電阻R2兩端的電壓增大，通過定值電阻故選BD。重難點(diǎn)3含電容器的電路分析電容器是一個儲存電能的元件，在直流電路中，當(dāng)電容器充、放電時，電路中有電流.一旦電路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，電容器在電路中就相當(dāng)于一個電阻無窮大的元件，電容器所在支路可視為斷路，簡化電路時可去掉.分析和計(jì)算含有電容器的直流電路時，關(guān)鍵是準(zhǔn)確地判斷并求出電容器兩端的電壓，其具體方法是：(1)電路穩(wěn)定后，由于電容器所在支路無電流通過，所以在此支路中的電阻上無電壓降，因此電容器兩極間的電壓就等于該支路兩端的電壓，如圖所示，UAD=UAB+UBD=Uc+IR,由于I=0,則Uc=UAD=U.畫等效電路時可將電器所在支路去掉，需要求電容器所帶電荷量時再加回來。(2)當(dāng)電容器和電阻并聯(lián)后接入電路時，電容器兩極拔間的電壓與其并聯(lián)的電阻兩端的電壓相等.(3)在計(jì)算電容器所帶電荷量的變化時，如果變化前后極板所帶電荷的電性相同，那么通過所連導(dǎo)線的電荷量等于初末狀態(tài)電容器所帶電荷量之差；如果變化前后極板所帶電荷的電性相反，那么通過所連導(dǎo)線的電荷量等于初末狀態(tài)電容器所帶電荷量之和.(4)電勢高的極板帶正電。【典例17】如圖所示的電路中，已知電源電動勢為E，內(nèi)阻不計(jì)，電容器電容為C，閉合開關(guān)K，待電路穩(wěn)定后，電容器的帶電情況正確的是（）

A．上板帶正電，電荷量為0.2CE B．上板帶負(fù)電，電荷量為0.2CEC．上板帶正電，電荷量為0.4CE D．上板帶負(fù)電，電荷量為0.4CE【答案】D【詳解】電路穩(wěn)定后，由于電源內(nèi)阻不計(jì)，則整個回路可看成3R、2R的串聯(lián)部分與R、4R的串聯(lián)部分并聯(lián)，若取電源負(fù)極為零電勢點(diǎn)，則電容器上極板的電勢為φ電容器下極板的電勢為φ因下極板電勢高，因此下極板帶正電；電容兩端的電壓U則電容器上的電荷量為Q=C故選D。【典例18】如圖所示的電路中有一個平行板電容器，一個帶電液滴P位于電容器中間且處于靜止?fàn)顟B(tài)，電流表和電壓表為理想電表，電源內(nèi)阻不可忽略，當(dāng)滑動變阻器R4的滑片向a端移動時，則（

A．電壓表示數(shù)減小 B．電阻R1C．質(zhì)點(diǎn)P將向下運(yùn)動 D．電源的總功率一定增大【答案】B【詳解】ABD．滑動變阻器R4的滑片向aP1=電阻R1C．由于電容器電勢差增大，根據(jù)E=電場強(qiáng)度增大，則電場力增大，質(zhì)點(diǎn)P將向上運(yùn)動，C錯誤。故選B。【典例19】如圖，電路中電源電動勢8V、內(nèi)阻0.5Ω，電流表內(nèi)阻不計(jì)，R為定值電阻，M為電動機(jī)，P、Q兩極板正對，間距為d。閉合開關(guān)S、S1電流表示數(shù)為3.2A，電子從P板以速度v?垂直于極板射出，恰能到達(dá)兩極板中央。再將S2閉合，穩(wěn)定后電流表示數(shù)為4A。下列說法正確的是（）A．電動機(jī)M的輸出功率為6WB．電動機(jī)M的繞線電阻為6ΩC．定值電阻R消耗的功率減小18WD．再讓電子從P板以速度2v?垂直于極板射出，能到達(dá)Q板【答案】D【詳解】AB．閉合開關(guān)S、S1時，電流表示數(shù)為I1I=解得定值電阻R的阻值為R=再將S2閉合，穩(wěn)定后電流表示數(shù)為I2=4AE=U+Ir解得兩者的電壓為U通過定值電阻的電流為I通過電動機(jī)的電流為I因電動機(jī)為非純電阻電路，則電動機(jī)的繞線電阻小于UMIMC．閉合開關(guān)S、S1時，定值電阻R消耗的功率為P再將S2閉合，穩(wěn)定后定值電阻R消耗的功率為P定值電阻R消耗的功率的變化為Δ因此定值電阻R消耗的功率減小2.48WD．設(shè)電子從P板以速度2v?垂直于極板射出，運(yùn)動的距離為x，根據(jù)動能定理可得?eE??eE'x=0?由于極板間電壓減小，則電場強(qiáng)度減小，聯(lián)立解得x>2d>d因此讓電子從P板以速度2v?垂直于極板射出，能到達(dá)Q板，故D正確。故選D?！镜淅?0】在如圖甲所示的電路中，定值電阻。R1=4Ω、R2=5Ω，電容器的電容C=3μF，電源路端電壓U隨總電流I的變化關(guān)系如圖乙所示。現(xiàn)閉合開關(guān)S，則電路穩(wěn)定后（

）A．電源的內(nèi)阻為2ΩB．電源的效率為75%C．電容器所帶電荷量為1.5×10-5CD．若增大電容器兩極板間的距離，電容器內(nèi)部的場強(qiáng)不變【答案】C【詳解】A．由電源路端電壓U隨總電流I的變化關(guān)系有U=E?Ir則可得E=10r=故A錯誤；B．電源的效率為η=故B錯誤；C．電容器在電路中為斷路，則電路中的電流為I=電容器所帶電荷量為Q=C故C正確；D．電容器并聯(lián)在R2兩端，則其電壓不變，若增大電容器兩極板間的距離，電容器內(nèi)部的場強(qiáng)為E=故選C。一、單選題1．A、B、C是三個不同規(guī)格的燈泡，按圖所示方式連接恰好能正常發(fā)光，已知電源的電動勢為E，內(nèi)電阻為r，將滑動變阻器的滑片P向右移動，則三個燈亮度變化是（）A．都比原來亮 B．都比原來暗C．A、B燈比原來亮，C燈變暗 D．A、B燈比原來暗，C燈變亮【答案】D【詳解】滑片向右滑，阻值變大，根據(jù)串反并同法判斷，并聯(lián)的C燈泡，電壓電流變大，變亮；串聯(lián)的A和燈泡B，電壓電流變小，比原來變暗。故選D。2．如圖所示，電源的電動勢為E=5V，內(nèi)阻為r=2Ω，保護(hù)電阻R0=3Ω，ab是一段粗細(xì)均勻且電阻率較大的電阻絲，總阻值為R=20Ω，長度為l=1m，橫截面積為S=0.2cm2。下列說法正確的是（）

A．當(dāng)電阻絲接入電路的阻值為2Ω時，保護(hù)電阻的功率最大B．當(dāng)電阻絲接入電路的阻值為5Ω時，電阻絲的功率最大C．電源輸出效率的最小值為80%D．電阻絲的電阻率為1×10-4Ω·m【答案】B【詳解】A．根據(jù)P可知，電路中電流越大，保護(hù)電阻的功率越大，當(dāng)電阻絲接入電路的阻值為0時，保護(hù)電阻的功率最大，故A錯誤；B．當(dāng)外電阻與電源內(nèi)阻相等時，電路的輸出功率最大。將保護(hù)電阻等效為內(nèi)阻，當(dāng)電阻絲接入電路的阻值為R=時電阻絲的功率最大，故B正確；C．根據(jù)η=外電阻越小，電源效率越小，當(dāng)電阻絲接入電路的阻值為0時，電源效率最小，為η=故C錯誤；D．根據(jù)電阻定律R=ρ代入數(shù)據(jù)可得電阻絲的電阻率為ρ=4×故D錯誤。故選B。3．如圖所示的閉合電路，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，定值電阻R1=5Ω、R2=10Ω，滑動變阻器R3最大值是10Ω。在A、B之間接有水平放置的平行板電容器C，滑動變阻器RA．微粒帶負(fù)電B．若滑片向左滑動，微粒受的電場力將變小C．若滑片向左滑動，微粒在運(yùn)動的過程中電勢能將增加D．若滑片向右滑動，微粒在運(yùn)動的過程中電勢能將增加【答案】D【詳解】A．電容器上極板與電源負(fù)極連接，下極板與電源的正極相連，上極板帶負(fù)電，下極板正電，可知兩極板間的電場方向由下極板指向上極板，根據(jù)平衡條件可知，微粒所受電場力豎直向上，根據(jù)帶正電的粒子所受電場力的方向與電場強(qiáng)度的方向相同，可知帶電微粒帶正電，故A錯誤；BC．若滑片向左滑動，滑動變阻器R3接入電路中的電阻增大，電路中的總電阻增大，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，電路中總電流減小，內(nèi)電壓減小，路端電壓增大，而滑動變阻器與定值電阻R2串聯(lián)，由于電路中電流減小則可知R2兩端的電壓減小，但路端電壓增大，因此可知RD．滑動變阻器向右滑動，滑動變阻器R3接入電路中的電阻減小，電路中的總電阻減小，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，電路中總電流增大，內(nèi)電壓增大，路端電壓減小，而滑動變阻器與定值電阻R2串聯(lián)，由于電路中電流增大，則可知R2兩端的電壓增大，但路端電壓減小，因此可知R故選D。4．如圖甲所示是來測量脂肪積累程度的儀器，其原理是根據(jù)人體電阻的大小來判斷脂肪所占比例（體液中含有鈉離子、鉀離子等，而脂肪不容易導(dǎo)電），模擬電路如圖乙所示。測量時，閉合開關(guān)，測試者分握兩手柄，體型相近的兩人相比，脂肪含量低者（）A．R1B．電源的效率大C．電壓表示數(shù)與電流表示數(shù)的比值UID．電壓表示數(shù)變化量與電流表示數(shù)變化量的比值ΔU【答案】C【詳解】A．脂肪不容易導(dǎo)電，脂肪含量低者，人體電阻R越小，電流越大，R1消耗的功率越大，A錯誤；B．根據(jù)η=脂肪不容易導(dǎo)電，脂肪含量低者，人體電阻R越小，電源的效率越小，B錯誤；C．根據(jù)U電壓表示數(shù)與電流表示數(shù)的比值等于人體電阻R，脂肪不容易導(dǎo)電，脂肪含量低者，人體電阻R越小，UID．電壓表示數(shù)變化量與電流表示數(shù)變化量的比值為Δ脂肪不容易導(dǎo)電，脂肪含量低者，人體電阻R越小，ΔU故選C。5．如圖所示，直線A為某電源的U?I圖線，曲線B為某小燈泡的U?I圖線的一部分，用該電源和小燈泡組成閉合電路，下列說法中正確的是（

）A．此電源的內(nèi)阻為0.5Ω B．電源的總功率為C．電源的輸出功率為8W D．電源的效率為【答案】A【詳解】A．由直線A讀出電源電動勢E=4圖線斜率的絕對值表示內(nèi)阻，則r=故A正確；BC．燈泡與電源連接時，工作電壓、電流分別為U=3V，則電源的總功率P電源的輸出功率P故BC錯誤；D．電源的效率為η=故D錯誤。故選A。6．在如圖甲所示的電路中，定值電阻R1=4Ω、R2=5Ω，電容器的電容A．電源的內(nèi)阻為2B．電源的效率為75%C．電容器所帶電荷量為1.5×D．若增大電容器兩極板間的距離，電容器內(nèi)部的場強(qiáng)不變【答案】C【詳解】A．由乙圖可知E=10故A錯誤；B．電源的效率為η=故B錯誤；C．電容器極板間電壓為U電容器所帶電荷量為Q=故C正確；D．根據(jù)E可知若增大電容器兩極板間的距離，電容器內(nèi)部的場強(qiáng)變小。故D錯誤。故選C。7．如圖所示，平行金屬板中帶電質(zhì)點(diǎn)P原處于靜止?fàn)顟B(tài)，不考慮電流表和電壓表對電路的影響，當(dāng)滑動變阻器R4的滑片向b端移動時，則（

）A．電壓表讀數(shù)變大 B．電流表讀數(shù)變大C．質(zhì)點(diǎn)P將向上運(yùn)動 D．R3上消耗的功率逐漸增大【答案】B【詳解】BD．當(dāng)滑動變阻器R4的滑片向b