2025屆高考物理一輪復(fù)習(xí)第八章恒定電流第2講閉合電路歐姆定律學(xué)案粵教版

PAGE23-第2講閉合電路歐姆定律學(xué)問(wèn)要點(diǎn)一、電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻1.電源電源是把正電荷從負(fù)極搬到正極的一種裝置；從能的轉(zhuǎn)化角度看，電源是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。2.電動(dòng)勢(shì)(1)定義：電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于非靜電力把1C的正電荷在電源內(nèi)從負(fù)極移送到正極所做的功。(2)表達(dá)式：E＝eq\f(W,q)。(3)物理意義：反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能的本事大小的物理量。3.內(nèi)阻電源內(nèi)部也是由導(dǎo)體組成的，也有電阻，叫做電源的內(nèi)阻，它是電源的另一重要參數(shù)。二、閉合電路歐姆定律1.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。圖13.路端電壓與外電阻的關(guān)系一般狀況U＝IR＝eq\f(E,R＋r)R＝eq\f(E,1＋\f(r,R))，當(dāng)R增大時(shí)，U增大特別狀況當(dāng)外電路斷路時(shí)，I＝0，U＝E；當(dāng)外電路短路時(shí)，I短＝eq\f(E,r)，U＝04.路端電壓U與電流I的關(guān)系(1)關(guān)系式：U＝E－Ir。(2)U－I圖象如圖2所示。①當(dāng)電路斷路時(shí)，即I＝0時(shí)，縱坐標(biāo)的截距為電動(dòng)勢(shì)。②當(dāng)外電路電壓U＝0時(shí)，橫軸的截距為短路電流。③圖線的斜率的肯定值為電源的內(nèi)阻。圖2基礎(chǔ)診斷1.下列關(guān)于電源電動(dòng)勢(shì)的說(shuō)法正確的是()A.在某電池的電路中，每通過(guò)2C的電荷量，電池供應(yīng)的電能是4J，那么這個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)是0.5VB.電源的路端電壓增大時(shí)，其電源的電動(dòng)勢(shì)肯定也增大C.無(wú)論內(nèi)電壓和外電壓如何變更，其電源的電動(dòng)勢(shì)肯定不變D.電源的電動(dòng)勢(shì)越大，電源所能供應(yīng)的電能就越多解析依據(jù)電動(dòng)勢(shì)定義，由E＝eq\f(W,q)得E＝2V，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；電源的電動(dòng)勢(shì)與外電路無(wú)關(guān)，只由電源自身的性質(zhì)確定，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，C正確；電源的電動(dòng)勢(shì)大，所供應(yīng)的能量不肯定大，電源供應(yīng)的電能等于通過(guò)電源的電荷量與電動(dòng)勢(shì)之積，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案C2.(2024·江蘇卷，3)如圖3所示的電路中，電阻R＝2Ω。斷開(kāi)S后，電壓表的讀數(shù)為3V；閉合S后，電壓表的讀數(shù)為2V，則電源的內(nèi)阻r為()圖3A.1Ω B.2ΩC.3Ω D.4Ω解析當(dāng)S斷開(kāi)后，電壓表讀數(shù)為U＝3V，則電動(dòng)勢(shì)E＝3V當(dāng)S閉合后，由閉合電路的歐姆定律知E＝U′＋I(xiàn)r，且I＝eq\f(U′,R)整理得電源內(nèi)阻r＝eq\f(（E－U′）R,U′)＝1Ω，選項(xiàng)A正確。答案A3.(多選)如圖4所示是某電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖象，下列結(jié)論正確的是()圖4A.電源的電動(dòng)勢(shì)為6.0VB.電源的內(nèi)阻為12ΩC.電源的短路電流為0.5AD.電流為0.3A時(shí)的外電阻是18Ω解析由于該電源的U－I圖象的縱軸坐標(biāo)不是從零起先的，縱軸上的截距仍為電源的電動(dòng)勢(shì)，即E＝6.0V，選項(xiàng)A正確；由于橫軸上的截距0.5A并不是電源的短路電流，故內(nèi)阻應(yīng)按斜率的肯定值計(jì)算，即r＝|eq\f(ΔU,ΔI)|＝eq\f(6.0－5.0,0.5－0)Ω＝2Ω，選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤；由閉合電路歐姆定律可得電流I＝0.3A時(shí)，外電阻R＝eq\f(E,I)－r＝18Ω，故選項(xiàng)D正確。答案AD4.(多選)在如圖5所示的電路中，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的滑片P向下移動(dòng)時(shí)，以下推斷正確的是()圖5A.電源內(nèi)部發(fā)熱功率變小B.小電燈L變亮C.電流表的示數(shù)變小D.電源的效率提高解析由題圖可知，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的滑片P向下移動(dòng)時(shí)，意味著外電路的電阻增大，由閉合電路歐姆定律I＝eq\f(E,R＋r)知，干路電流I減小，由P＝I2r知，電源內(nèi)部發(fā)熱功率變小，故A項(xiàng)正確；由U＝E－Ir(R1＋r)知，路端電壓變大，電流表的示數(shù)增大，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；由I＝IA＋I(xiàn)燈，小電燈L通過(guò)的電流變小，小電燈變暗，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；電動(dòng)勢(shì)不變，路端電壓變大，電源的效率提高，故D項(xiàng)正確。答案AD閉合電路歐姆定律及動(dòng)態(tài)分析1.動(dòng)態(tài)電路的特點(diǎn)斷開(kāi)或閉合開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器的滑片移動(dòng)、電阻增大或減小，導(dǎo)致電路電壓、電流、功率等的變更。2.電路動(dòng)態(tài)分析的兩種方法(1)程序法：電路結(jié)構(gòu)的變更→R的變更→R總的變更→I總的變更→U端的變更→固定支路→變更支路。(2)極限法：即因滑動(dòng)變阻器滑片滑動(dòng)引起的電路變更問(wèn)題，可將滑動(dòng)變阻器的滑片分別滑至兩個(gè)極端去探討?！纠?】(多選)在如圖6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，A、V分別為志向電流表和電壓表。在滑動(dòng)變阻器的滑片P自a端向b端滑動(dòng)的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()圖6A.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點(diǎn)的電勢(shì)降低解析法一程序法滑片P由a端向b端滑動(dòng)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值減小，則電路總電阻減小，總電流增大，電阻R1兩端電壓增大，電壓表V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)，故I2減小，電流表A的示數(shù)IA＝I總－I2增大，B正確；由于電容器兩端的電壓UC＝U2減小，由Q＝CUC知電容器所帶電荷量Q削減，C錯(cuò)誤；Uab＝φa－φb＝φa＝U2，故φa降低，D正確。法二極限法若將滑片P滑至b點(diǎn)，則R3＝0，φa＝φb＝0，D正確；R2兩端電壓為零，則電容器C兩端電壓也為零，電容器所帶電荷量Q＝0，C錯(cuò)誤；當(dāng)R3＝0時(shí)，電路總電阻最小，總電流最大，R1兩端電壓最大，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。答案BD1.如圖7所示，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)電阻為r。兩電壓表可看作志向電表，當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)，將滑動(dòng)變阻器的滑片由右向左滑動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法中正確的是()圖7A.小燈泡L1、L2均變暗B.小燈泡L1變亮，電壓表V1的讀數(shù)變大C.小燈泡L2變亮，電壓表V2的讀數(shù)不變D.小燈泡L1變暗，電壓表V1的讀數(shù)變小解析由題圖知：滑動(dòng)變阻器與小燈泡L1并聯(lián)后再與小燈泡L2串聯(lián)。電壓表V1測(cè)量路端電壓，電壓表V2測(cè)量小燈泡L2兩端的電壓。將滑動(dòng)變阻器的滑片由右向左滑動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻變小，滑動(dòng)變阻器與小燈泡L1并聯(lián)的電阻變小，外電路總電阻減小，路端電壓減小，電壓表V1的讀數(shù)變小。由閉合電路歐姆定律可知，干路電流增大，小燈泡L2變亮，電壓表V2的讀數(shù)變大。小燈泡L1兩端的電壓U1＝E－I(r＋RL2)減小，燈泡L1變暗。故A、B、C錯(cuò)誤，D正確。答案D2.在如圖8所示的電路中，電源內(nèi)阻不能忽視，兩個(gè)電壓表均為志向電表。當(dāng)滑動(dòng)變阻器R2的滑動(dòng)觸頭P滑動(dòng)時(shí)，關(guān)于兩個(gè)電壓表V1與V2的示數(shù)，下列推斷正確的是()圖8A.P向a滑動(dòng)，V1的示數(shù)減小、V2的示數(shù)增大B.P向b滑動(dòng)，V1的示數(shù)增大、V2的示數(shù)減小C.P向a滑動(dòng)，V1示數(shù)變更量的肯定值小于V2示數(shù)變更量的肯定值D.P向b滑動(dòng)，V1示數(shù)變更量的肯定值大于V2示數(shù)變更量的肯定值解析P向a滑動(dòng)，滑動(dòng)變阻器R2接入電路的電阻變小，分壓U2減小，依據(jù)閉合電路的歐姆定律有E＝Ur＋U1＋U2，其余部分電路的分壓相對(duì)增大，減小量和增大量的肯定值相等，即|ΔU2|＝|Δ(U1＋Ur)|，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，C正確；同理，P向b滑動(dòng)，V1的示數(shù)減小、V2的示數(shù)增大，V1示數(shù)變更量的肯定值小于V2示數(shù)變更量的肯定值，選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤。答案C3.如圖9所示，平行金屬板中帶電質(zhì)點(diǎn)P處于靜止?fàn)顟B(tài)，不考慮電流表和電壓表對(duì)電路的影響，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R4的滑片向b端移動(dòng)時(shí)，則()圖9A.質(zhì)點(diǎn)P將向上運(yùn)動(dòng)B.電流表讀數(shù)減小C.電壓表讀數(shù)減小D.R3上消耗的功率漸漸增大解析由題圖可知，R2與滑動(dòng)變阻器R4串聯(lián)后與R3并聯(lián)，再與R1串聯(lián)接在電源兩端，電容器與R3并聯(lián)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R4的滑片向b端移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻減小，則電路中總電阻減小，電路中總電流增大，路端電壓減小，R1兩端的電壓增大，故并聯(lián)部分的電壓減小。由歐姆定律可知流過(guò)R3的電流減小，而流過(guò)并聯(lián)部分的電流增大，故電流表示數(shù)增大，故B錯(cuò)誤；因并聯(lián)部分電壓減小，而R2中電壓增大，故電壓表示數(shù)減小，故C正確；因R3兩端的電壓減小，由公式P＝eq\f(U2,R)可知，R3上消耗的功率減小，故D錯(cuò)誤；因電容器兩端電壓減小，故質(zhì)點(diǎn)P受到的向上電場(chǎng)力減小，則重力大于電場(chǎng)力，質(zhì)點(diǎn)P將向下運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤。答案C閉合電路中的功率和效率問(wèn)題1.電源的功率和效率電源總功率隨意電路：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出電源的輸出功率隨意電路：P出＝UI＝P總－P內(nèi)純電阻電路：P出＝I2R＝eq\f(E2R,（R＋r）2)P出與外電阻R的關(guān)系電源的效率隨意電路：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%2.電源的輸出功率與外電阻的關(guān)系由P出與外電阻R的關(guān)系圖象可知：(1)當(dāng)R＝r時(shí)，電源的輸出功率最大，最大值Pmax＝eq\f(E2,4r)。(2)當(dāng)R＞r時(shí)，隨著R的增大，輸出功率P出越來(lái)越小。(3)當(dāng)R＜r時(shí)，隨著R的增大，輸出功率P出越來(lái)越大。(4)當(dāng)P出＜Pmax且不為0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?！纠?】如圖10所示，已知電源電動(dòng)勢(shì)為6V，內(nèi)阻為1Ω，愛(ài)護(hù)電阻R0＝0.5Ω，則當(dāng)愛(ài)護(hù)電阻R0消耗的電功率最大時(shí)，這個(gè)電阻箱R的讀數(shù)和電阻R0消耗的電功率的最大值為()圖10A.1Ω4W B.1Ω8WC.08W D.0.5Ω8W解析愛(ài)護(hù)電阻消耗的功率為P0＝eq\f(E2R0,（r＋R＋R0）2)，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＋R0）2)＝eq\f(62×0.5,1.52)W＝8W。故選項(xiàng)C正確。答案C【拓展提升1】【例2】中的條件不變，則當(dāng)電阻箱R的讀數(shù)為多少時(shí)，電阻箱R消耗的功率PR最大且這個(gè)最大值為()A.1Ω6W B.0.5Ω8WC.1Ω1.5W D.1.5Ω6W解析這時(shí)要把愛(ài)護(hù)電阻R0與電源內(nèi)阻r合在一起，等效為電源內(nèi)阻(r＋R0)，依據(jù)以上結(jié)論，當(dāng)R＝r＋R0＝(1＋0.5)Ω＝1.5Ω時(shí)，PRmax＝eq\f(E2,4（r＋R0）)＝eq\f(62,4×1.5)W＝6W。故選項(xiàng)D正確。答案D【拓展提升2】在【例2】中，若電阻箱R的最大值為3Ω，R0＝5Ω，則當(dāng)電阻箱R讀數(shù)為多少時(shí)，電阻箱R的功率最大且這個(gè)最大值為()A.3Ω4W B.2Ωeq\f(4,3)WC.3Ωeq\f(4,3)W D.1Ω4W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，電阻箱R消耗的功率P＝(eq\f(E,R＋r等))2R＝eq\f(E2,\f(（R－r等）2,R)＋4r等)，則不能滿(mǎn)意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\f(E,R＋r等))2R＝eq\f(4,3)W。故選項(xiàng)C正確。答案C【拓展提升3】【例2】中的條件不變，則電源的最大輸出功率為()A.3W B.4WC.5W D.9W解析由電功率公式P出＝(eq\f(E,R外＋r))2R外＝eq\f(E2,\f(（R外－r）2,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。故選項(xiàng)D正確。答案D1.(多選)如圖11所示，R1為定值電阻，R2為電阻箱，E為電源的電動(dòng)勢(shì)，r為電源的內(nèi)阻，以下說(shuō)法中正確的是()圖11A.當(dāng)R2＝R1＋r時(shí)，R2獲得最大功率B.當(dāng)R1＝R2＋r時(shí)，R1獲得最大功率C.當(dāng)R2＝0時(shí)，R1獲得最大功率D.當(dāng)R2＝0時(shí)，電源的輸出功率最大答案AC2.(多選)如圖12所示，電源電動(dòng)勢(shì)E＝6V，小燈泡L的規(guī)格為“3V0.9W”，開(kāi)關(guān)S接1，當(dāng)滑動(dòng)變阻器調(diào)到R＝8Ω時(shí)，小燈泡L正常發(fā)光，現(xiàn)將開(kāi)關(guān)S接2，小燈泡L和電動(dòng)機(jī)M均正常工作，已知電動(dòng)機(jī)的線圈電阻R0＝2Ω。則()圖12A.電源內(nèi)阻為2ΩB.電動(dòng)機(jī)正常工作的電壓為3VC.電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率為0.54W，其效率為75%D.電源的效率約為75%解析小燈泡正常工作時(shí)的電阻RL＝eq\f(Ueq\o\al(2,額),P額)＝10Ω，流過(guò)小燈泡的電流I＝eq\f(P額,U額)＝0.3A，當(dāng)開(kāi)關(guān)S接1時(shí)，R總＝eq\f(E,I)＝20Ω，電源內(nèi)阻r＝R總－RL－R＝2Ω，選項(xiàng)A正確；由“小燈泡正常發(fā)光”可知當(dāng)開(kāi)關(guān)S接2時(shí)，電路中的電流與開(kāi)關(guān)S接1時(shí)的電流相同，所以電動(dòng)機(jī)的正常工作電壓U機(jī)＝E－I(RL＋r)＝2.4V，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；電動(dòng)機(jī)的輸入功率P入＝U機(jī)I＝0.72W，而它的熱功率P熱＝I2R0＝0.18W，則它輸出的機(jī)械功率P機(jī)出＝P入－P熱＝0.54W，電動(dòng)機(jī)的效率η機(jī)＝eq\f(P機(jī)出,P入)×100%＝eq\f(0.54,0.72)×100%＝75%，選項(xiàng)C正確；電源的效率η＝eq\f(P出,P總)×100%＝eq\f(（E－Ir）I,EI)×100%＝90%，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案AC對(duì)電源U－I圖線的理解和應(yīng)用電源U－I圖象電阻U－I圖象圖形物理意義電源的路端電壓隨電路中電流的變更關(guān)系電阻兩端的電壓隨電阻中電流的變更關(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)原點(diǎn)，表示電流為零時(shí)電阻兩端的電壓為零坐標(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)的外電阻大小不同表示電阻的大小，每一點(diǎn)對(duì)應(yīng)的比值均等大斜率的肯定值電源內(nèi)阻r電阻大小【例3】(多選)如圖13所示，a、b分別是一電源和一小燈泡的U－I圖線，圖線a與縱、橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為(0，U1)和(I1，0)，兩條圖線的交點(diǎn)坐標(biāo)為(I2，U2)，圖線b在交點(diǎn)的切線與橫軸交點(diǎn)的坐標(biāo)為(I3，0)，則下列說(shuō)法正確的是()圖13A.小燈泡的電阻隨著電流的增大而減小B.電源與小燈泡形成閉合回路且通過(guò)的電流都為I2時(shí)小燈泡的電阻eq\f(U2,I2－I3)C.電源的電動(dòng)勢(shì)為U1D.電源的內(nèi)阻為eq\f(U1,I1)解析從圖線b可以看出小燈泡的eq\f(U,I)值隨著電流的增大而增大，即小燈泡的電阻隨著電流的增大而增大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；當(dāng)小燈泡與電源串聯(lián)形成閉合電路時(shí)，由U－I圖線可知，回路中的電流為I2時(shí)，路端電壓為U2，由電阻的定義可知R＝eq\f(U2,I2)，而不是R＝eq\f(ΔU,ΔI)＝eq\f(U2,I2－I3)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由閉合電路歐姆定律有U＝E－Ir，結(jié)合U－I圖線可知電源的電動(dòng)勢(shì)為E＝U1，內(nèi)阻r＝eq\f(U1,I1)，選項(xiàng)C、D正確。答案CD1.(多選)如圖14所示的U－I圖象中，直線Ⅰ為某電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖線，直線Ⅱ?yàn)槟骋浑娮鑂的U－I圖線，用該電源干脆與電阻R連接成閉合電路，由圖象可知()圖14A.R的阻值為1.5ΩB.電源電動(dòng)勢(shì)為3V，內(nèi)阻為0.5ΩC.電源的輸出功率為3.0WD.電源內(nèi)部消耗功率為1.5W解析電阻R的U－I圖線Ⅱ的斜率等于電阻R的阻值，R＝1.5Ω，選項(xiàng)A正確；由電源的路端電壓與電流的關(guān)系曲線Ⅰ知E＝3.0V，圖線Ⅰ的斜率的肯定值等于電源內(nèi)阻，r＝1.5Ω，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖線和電阻R的U－I圖線交點(diǎn)縱、橫坐標(biāo)的乘積表示電源的輸出功率，P出＝UI＝1.5×1.0W＝1.5W，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由EI＝P出＋P內(nèi)解得電源內(nèi)部消耗的功率為P內(nèi)＝EI－P出＝3.0×1.0W－1.5W＝1.5W，選項(xiàng)D正確。答案AD2.(多選)(2024·上海虹口模擬)如圖15甲所示的電路中，將滑動(dòng)變阻器R2的滑片由a端向b端移動(dòng)，用兩個(gè)電表分別測(cè)量電壓和電流，得到部分U－I圖象如圖乙所示，則()圖15A.電源的電動(dòng)勢(shì)為6VB.滑動(dòng)變阻器的總阻值為20ΩC.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)，R2消耗的功率最大解析當(dāng)滑片位于中心時(shí)，并聯(lián)電阻最大，并聯(lián)電阻兩端的電壓最大，故Pa部分電阻為eq\f(R2,2)＝eq\f(U,I)＝eq\f(5.0,0.50)Ω＝10Ω，解得R2＝20Ω，B正確；當(dāng)滑片位于中心時(shí)，電壓表的示數(shù)最大，外電阻也最大，電源的效率η＝eq\f(P出,P總)＝eq\f(R外,R外＋r)最高，即當(dāng)電壓表示數(shù)為5.0V時(shí)，電源的效率最高，C正確；當(dāng)電壓表的示數(shù)為4V時(shí)，電流表的示數(shù)為0.25A，此時(shí)Pa部分電阻RPa＝eq\f(4,0.25)Ω＝16Ω，Pb部分電阻RPb＝R2－RPa＝4Ω，通過(guò)Pb部分支路的電流為eq\f(4,4)A＝1.00A，干路電流為0.25A＋1.00A＝1.25A，依據(jù)閉合電路歐姆定律得E＝4V＋1.25A×(R1＋r)，E＝5V＋1A×(R1＋r)，聯(lián)立解得R1＋r＝4Ω，E＝9V，A錯(cuò)誤；當(dāng)R2兩部分的并聯(lián)電阻等于R1＋r＝4Ω時(shí)，R2消耗的功率最大，此時(shí)電壓表的示數(shù)是4.5V，D錯(cuò)誤。答案BC電路故障的分析方法1.斷路與短路的特點(diǎn)(1)斷路特點(diǎn)：表現(xiàn)為路端電壓不為零而電流為零；(2)短路特點(diǎn)：用電器或電阻發(fā)生短路，表現(xiàn)為有電流通過(guò)電路但用電器或電阻兩端電壓為零。2.斷路故障的檢測(cè)方法(1)用直流電壓擋①將電壓表與電源并聯(lián)，若電壓表示數(shù)不為零，說(shuō)明電源良好，若電壓表示數(shù)為零，說(shuō)明電源損壞。②在電源完好時(shí)，再將電壓表與外電路的各部分電路并聯(lián)。若電壓表示數(shù)等于電源電動(dòng)勢(shì)，則說(shuō)明該部分電路中有斷點(diǎn)。(2)用直流電流擋將電流表串聯(lián)在電路中，若電流表的示數(shù)為零，則說(shuō)明與電流表串聯(lián)的部分電路斷路。(3)用歐姆擋檢測(cè)若電路中無(wú)二極管，將各元件與電源斷開(kāi)，然后接到紅、黑表筆間，若有阻值(或有電流)說(shuō)明元件完好，若電阻無(wú)窮大(或無(wú)電流)說(shuō)明此元件斷路。3.短路故障的檢測(cè)方法(1)將電壓表與電源并聯(lián)，若電壓表示數(shù)為零，說(shuō)明電源被短路；若電壓表示數(shù)不為零，則外電路的部分電路不被短路或不完全被短路。(2)用電流表檢測(cè)，若串聯(lián)在電路中的電流表示數(shù)不為零，故障應(yīng)是短路。【例4】二極管具有單向?qū)щ娦?，?dāng)正極接電源正極(正接)時(shí)二極管導(dǎo)通(電流可以通過(guò)二極管，且二極管的阻值很小，可忽視)，當(dāng)負(fù)極接電源正極(反接)時(shí)二極管截止(阻值很大，電流為零)。為了驗(yàn)證二極管的這一特性，將其接入如圖16所示電路cd之間的D處，閉合開(kāi)關(guān)時(shí)燈不亮。經(jīng)初步檢查各接線均堅(jiān)固正確，為了確定電路故障的位置，四位同學(xué)各自進(jìn)行了以下操作圖16操作步驟現(xiàn)象1S閉合，多用電表調(diào)至電壓擋，紅表筆接a，黑表筆分別接b、c、d、e示數(shù)分別為0、0、6V、6V2S閉合，斷開(kāi)導(dǎo)線bc的c端，用c端分別接d、e、f燈泡均亮3S斷開(kāi)，多用電表調(diào)至歐姆擋，紅表筆接c，黑表筆接d指針有大角度偏轉(zhuǎn)4S斷開(kāi)，多用電表調(diào)至歐姆擋，紅表筆接d，黑表筆接c指針有微小偏轉(zhuǎn)由此可推斷()A.同學(xué)1的操作說(shuō)明故障在a、b之間B.同學(xué)2的操作說(shuō)明故障在b、c之間C.依據(jù)同學(xué)1、3的操作即可推斷故障的緣由是二極管正、負(fù)極接錯(cuò)D.依據(jù)同學(xué)2、4的操作即可推斷故障的緣由是二極管已損壞斷開(kāi)解析同學(xué)1的操作結(jié)果中，電壓為零的點(diǎn)為b、c，黑表筆與電源是斷開(kāi)的，電壓為6V的點(diǎn)d、e與電源是相通的，說(shuō)明故障只在c、d之間，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；同學(xué)2的操作結(jié)果與同學(xué)1相同，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；同學(xué)3的操作說(shuō)明二極管的正極接在d點(diǎn)，被反接了，結(jié)合同學(xué)1的結(jié)果可以推斷故障緣由是二極管正、負(fù)極接錯(cuò)，選項(xiàng)C正確；由于二極管正、負(fù)極接錯(cuò)，同學(xué)4的操作測(cè)定的是二極管的反向電阻，應(yīng)當(dāng)很大，并不能表明二極管已損壞斷開(kāi)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案C1.在如圖17所示的電路中，閉合開(kāi)關(guān)S后，L1、L2兩燈泡都正常發(fā)光，后來(lái)由于某種故障使L2突然變亮，電壓表讀數(shù)減小，由此推斷，該故障可能是()圖17A.L1燈絲燒斷 B.電阻R2斷路C.電阻R2短路 D.電容器被擊穿短路解析若電阻R2短路，則通過(guò)L2的電流為零，L2不亮，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；若L1燈絲燒斷，則總電阻增大，總電流減小，L2兩端電壓減小，L2變暗，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；若R2斷路，則總電阻增大，電壓表讀數(shù)增大，總電流減小，L1與R1并聯(lián)部分兩端的電壓減小，故L2兩端的電壓增大，L2變亮，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；若電容器被擊穿短路，則電路總電阻減小，路端電壓減小，總電流增大，L2變亮，D正確。答案D2.(多選)在如圖18所示的電路中，將一小燈泡和肯定值電阻串聯(lián)，接在一恒定的電源兩端，其中電路中的電壓表和電流表均為志向電表，電鍵閉合后各用電器正常工作，兩表均有示數(shù)。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，由于電路故障，志向電流表的示數(shù)變?yōu)榱?。假如該電路僅有小燈泡或定值電阻中的一個(gè)發(fā)生了故障，現(xiàn)用一根導(dǎo)線來(lái)進(jìn)行故障檢測(cè)，下列說(shuō)法正確的是()圖18A.假如將導(dǎo)線與定值電阻并聯(lián)，電流表仍無(wú)示數(shù)，則定值電阻斷路B.假如將導(dǎo)線與小燈泡并聯(lián)，電流表仍無(wú)示數(shù)，則小燈泡斷路C.假如將導(dǎo)線與定值電阻并聯(lián)，電流表有示數(shù)，則定值電阻斷路D.假如將導(dǎo)線與小燈泡并聯(lián)，電流表有示數(shù)，則小燈泡斷路解析電流表A的示數(shù)變?yōu)榱?，說(shuō)明電路故障為斷路。題中給出僅有小燈泡或定值電阻中的一個(gè)發(fā)生故障，因此將導(dǎo)線與用電器并聯(lián)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，若電流表有示數(shù)，說(shuō)明與導(dǎo)線并聯(lián)的用電器斷路；若電流表無(wú)示數(shù)，說(shuō)明另一個(gè)用電器斷路。若將導(dǎo)線并聯(lián)在R兩端，電流表無(wú)示數(shù)，則L斷路，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；若將導(dǎo)線并聯(lián)在L兩端，電流表無(wú)示數(shù)，則R斷路，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；若將導(dǎo)線并聯(lián)在R兩端，電流表有示數(shù)，則R斷路，選項(xiàng)C正確；若將導(dǎo)線并聯(lián)在L兩端，電流表有示數(shù)，則L斷路，選項(xiàng)D正確。答案CD課時(shí)作業(yè)(時(shí)間：40分鐘)基礎(chǔ)鞏固練1.[人教選修3－1·P63·T1]一個(gè)電源接8Ω電阻時(shí)，通過(guò)電源的電流為0.15A，接13Ω電阻時(shí)，通過(guò)電源的電流為0.10A，則電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻分別為()A.2V1.5Ω B.1.5V2ΩC.2V2Ω D.1.5V1.5Ω解析由閉合電路歐姆定律得E＝I1(R1＋r)E＝I2(R2＋r)代入數(shù)據(jù)聯(lián)立得r＝2Ω，E＝1.5V。答案B2.(2024·四川樂(lè)山調(diào)研)如圖1所示，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器R的滑片，發(fā)覺(jué)“電流表的示數(shù)為零，電壓表的示數(shù)漸漸增大”，則電路的可能故障為()圖1A.小燈泡短路 B.小燈泡斷路C.電流表斷路 D.滑動(dòng)變阻器斷路解析若小燈泡短路，電壓表也被短路，示數(shù)應(yīng)為零，與題不符，故A錯(cuò)誤；若小燈泡斷路，電壓表與電流表組成串聯(lián)電路，由于電壓表內(nèi)阻很大，電流表示數(shù)很小幾乎為零，電壓表干脆測(cè)量滑片與a端間的電壓，在滑片從a向b端移動(dòng)時(shí)，電壓表的示數(shù)將增大，與題相符，故B正確；若電流表斷路，電壓表中無(wú)電流，將沒(méi)有讀數(shù)，與題不符，故C錯(cuò)誤；若變阻器的滑片右端斷開(kāi)，兩個(gè)電表均無(wú)示數(shù)，若滑片左端斷開(kāi)，兩個(gè)電表均有示數(shù)，不符合題意，故D錯(cuò)誤。答案B3.在校內(nèi)冬季平安大檢查中，某學(xué)習(xí)小組發(fā)覺(jué)學(xué)校宿舍樓的火警報(bào)警裝置的電路如圖2所示，R1為熱敏電阻，溫度上升時(shí)，R1急劇減小，當(dāng)電鈴兩端電壓達(dá)到肯定值時(shí)，電鈴會(huì)響，則下列說(shuō)法正確的是()圖2A.若報(bào)警器的電池老化(內(nèi)阻變大，電動(dòng)勢(shì)不變)，不會(huì)影響報(bào)警器的平安性能B.若試驗(yàn)時(shí)發(fā)覺(jué)當(dāng)有火時(shí)裝置不響，應(yīng)把R2的滑片P向下移C.若試驗(yàn)時(shí)發(fā)覺(jué)當(dāng)有火時(shí)裝置不響，應(yīng)把R2的滑片P向上移D.增大電源的電動(dòng)勢(shì)，會(huì)使報(bào)警的臨界溫度上升解析設(shè)電鈴工作電壓為U，當(dāng)IR2＝U時(shí)報(bào)警，若電池內(nèi)阻較大，同一溫度時(shí)，R2上電壓較小，可能不會(huì)報(bào)警，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；R2減小時(shí)，R1上電壓增大，R2上電壓減小，可能不報(bào)警，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；反之，R2上電壓增大，易報(bào)警，選項(xiàng)C正確；電源電動(dòng)勢(shì)增大時(shí)，報(bào)警的臨界溫度應(yīng)降低，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案C4.如圖3所示，電源為“9V1Ω”的電池組，要將“4V4W”的燈泡接入虛線框中，在正常發(fā)光的條件下，最多能接燈泡的個(gè)數(shù)為()圖3A.2個(gè) B.3個(gè)C.4個(gè) D.5個(gè)解析要使燈泡正常發(fā)光，燈泡兩端電壓為4V，每個(gè)燈泡的工作電流為1A。當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為零時(shí)，所接燈泡最多，此時(shí)電源內(nèi)電壓為5V，電路中的總電流為5A，所以最多能接5個(gè)燈泡。答案D5.如圖4所示電路中，L1、L2為兩只完全相同、阻值恒定的燈泡，R為光敏電阻(光照越強(qiáng)，阻值越小)。閉合電鍵S后，隨著光照強(qiáng)度漸漸增加()圖4A.L1漸漸變暗，L2漸漸變亮B.L1漸漸變亮，L2漸漸變暗C.電源內(nèi)電路消耗的功率漸漸減小D.光敏電阻R和L1消耗的總功率漸漸增大解析當(dāng)光照增加時(shí)，光敏電阻的阻值減小，電路的總電阻減小，由閉合電路歐姆定律可得，電路中總電流漸漸增大，則L2漸漸變亮，U內(nèi)＝Ir增大，由U＝E－Ir可知，路端電壓減小，L2兩端的電壓增大，則L1兩端的電壓漸漸減小，故L1漸漸變暗，故選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；電路中總電流增大，由P＝I2r知電源內(nèi)電路消耗功率漸漸增大，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；將L2看成電源內(nèi)電路的一部分，光敏電阻R和L1消耗的總功率是等效電源的輸出功率，由于等效電源的內(nèi)阻大于外電阻，所以當(dāng)光敏電阻的阻值減小，即外電阻減小時(shí)，等效電源的內(nèi)、外電阻相差更大，輸出功率減小，則光敏電阻R和L1消耗的總功率漸漸減小，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案A6.(多選)(2024·佛山模擬)如圖5所示電路中，4個(gè)電阻阻值均為R，開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，有質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球靜止于水平放置的平行板電容器的正中間?，F(xiàn)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，則下列說(shuō)法正確的是()圖5A.小球帶負(fù)電B.斷開(kāi)開(kāi)關(guān)后電容器的帶電荷量減小C.斷開(kāi)開(kāi)關(guān)后帶電小球向下運(yùn)動(dòng)D.斷開(kāi)開(kāi)關(guān)后帶電小球向上運(yùn)動(dòng)解析帶電荷量為q的小球靜止于水平放置的平行板電容器的正中間，說(shuō)明所受電場(chǎng)力向上，小球帶負(fù)電，選項(xiàng)A正確；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)后電容器兩端電壓減小，電容器的帶電荷量減小，帶電小球所受電場(chǎng)力減小，帶電小球向下運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B、C正確，D錯(cuò)誤。答案ABC7.(2024·湖南八校聯(lián)考)在如圖6所示的電路中，開(kāi)關(guān)S閉合后，由于電阻元件發(fā)生短路或斷路故障，某時(shí)刻電壓表和電流表的讀數(shù)都增大，則可能出現(xiàn)了下列哪種故障()圖6A.R1短路 B.R2短路C.R3短路 D.R1斷路解析若電路正常，則電流表測(cè)量流過(guò)R1的支路電流，電壓表測(cè)量R3兩端的電壓。若R1短路，則R2被短路，外電路只有電阻R3接在電源兩端，電流表測(cè)量干路電流，電壓表測(cè)量路端電壓，兩表示數(shù)均增大，A正確；若R2短路，則R1被短路，電流表示數(shù)為零，B錯(cuò)誤；若R3短路，則電壓表示數(shù)為零，C錯(cuò)誤，若R1斷路，則電流表示數(shù)為零，D錯(cuò)誤。答案A8.(多選)如圖7所示，圖中直線①表示某電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖線，圖中曲線②表示該電源的輸出功率與電流的關(guān)系圖線，則下列說(shuō)法正確的是()圖7A.電源的電動(dòng)勢(shì)為50VB.電源的內(nèi)阻為eq\f(25,3)ΩC.電流為2.5A時(shí)，外電路的電阻為15ΩD.輸出功率為120W時(shí)，輸出電壓是30V解析電源的路端電壓和電流的關(guān)系為U＝E－Ir，明顯直線①的斜率的肯定值等于r，縱軸的截距為電源的電動(dòng)勢(shì)，從題圖中看出E＝50V，r＝eq\f(50－20,6－0)Ω＝5Ω，A正確，B錯(cuò)誤；當(dāng)電流為I1＝2.5A時(shí)，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(dāng)輸出功率為120W時(shí)，由題圖中P－I關(guān)系圖線看出對(duì)應(yīng)干路電流為4A，再?gòu)腢－I圖線讀取對(duì)應(yīng)的輸出電壓為30V，D正確。答案ACD9.將一電源與一電阻箱連接成閉合回路，測(cè)得電阻箱所消耗功率P與電阻箱讀數(shù)R變更的曲線如圖8所示，由此可知()圖8A.電源最大輸出功率可能大于45WB.電源內(nèi)阻肯定等于5ΩC.電源電動(dòng)勢(shì)為45VD.電阻箱所消耗功率P最大時(shí)，電源效率大于50%解析由于題述將一電源與一電阻箱連接成閉合回路，電阻箱所消耗功率P等于電源輸出功率。由電阻箱所消耗功率P與電阻箱讀數(shù)R變更的曲線可知，電阻箱所消耗功率P最大為45W，所以電源最大輸出功率為45W，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由電源輸出功率最大的條件可知，電源輸出功率最大時(shí)，外電路電阻等于電源內(nèi)阻，所以電源內(nèi)阻肯定等于5Ω，選項(xiàng)B正確；由電阻箱所消耗功率P最大值為45W可知，此時(shí)電阻箱讀數(shù)為R＝5Ω，電流I＝eq\r(\f(P,R))＝3A，電源電動(dòng)勢(shì)E＝I(R＋r)＝30V，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；電阻箱所消耗功率P最大時(shí)，電源效率為50%，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案B綜合提能練10.(多選)如圖9所示，D是一只志向二極管，水平放置的平行板電容器AB內(nèi)部原有帶電微粒P處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列措施下，關(guān)于P的運(yùn)動(dòng)狀況說(shuō)法正確的是()圖9A.保持S閉合，增大A、B板間距離，P仍靜止B.保持S閉合，減小A、B板間距離，P向上運(yùn)動(dòng)C.斷開(kāi)S后，增大A、B板間距離，P向下運(yùn)動(dòng)D.斷開(kāi)S后，減小A、B板間距離，P仍靜止解析保持S閉合，電源的路端電壓不變，增大A、B板間距離，電容減小，由于二極管的單向?qū)щ娦?，電容器不能放電，其電荷量不變，由推論E＝eq\f(4πkQ,εrS)得到，板間場(chǎng)強(qiáng)不變，微粒所受電場(chǎng)力不變，仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，故A正確；保持S閉合，電源的路端電壓不變，電容器的電壓不變，減小A、B板間距離，由E＝eq\f(U,d)可知，板間場(chǎng)強(qiáng)增大，電場(chǎng)力增大，微粒將向上運(yùn)動(dòng)，故B正確；斷開(kāi)S后，電容器的電荷量Q不變，由推論E＝eq\f(4πkQ,εrS)得到，板間場(chǎng)強(qiáng)不變，微粒所受電場(chǎng)力不變，仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，故C錯(cuò)誤，D正確。答案ABD11.(多選)(2024·廣東四校聯(lián)考)如圖10所示，電路中開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，燈泡A、B均能正常發(fā)光。若電阻R2發(fā)生斷路，其余元件正常，則()圖10A.燈泡A變暗B.電容器所帶電荷量減小C.燈泡A兩端的電壓變更量ΔUA大于燈泡B兩端的電壓變更量ΔUBD電源的總功率變大解析電阻R2斷路可以認(rèn)為是這個(gè)支路的電阻變成了無(wú)窮大。依據(jù)A燈泡與R2并聯(lián)可知，UA增大，A燈變亮，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；電容器與A燈泡及R2串聯(lián)，則電容器兩端的電壓減小，所以電容器所帶電荷量減小，選項(xiàng)B正確；燈泡B兩端的電壓UB變小，U并＝UA＋UB變大，且UA變大，則燈泡A兩端的電壓變更量ΔUA＞ΔUB，選項(xiàng)C正確；由于總電流變小，由P＝EI可知電源的總功率變小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案BC12.(多選)有一種測(cè)量人體重的電子秤，其原理如圖11中的虛線所示，它主要由三部分構(gòu)成：踏板、壓力傳感器R(是一個(gè)阻值可隨壓力大小而變更的電阻器)、顯示體重的儀表G(實(shí)質(zhì)是志向電流表)。設(shè)踏板的質(zhì)量可忽視不計(jì)，已知志向電流表的量程為3A，電源電動(dòng)勢(shì)為12V，內(nèi)阻為2Ω，電阻R隨壓力變更的函數(shù)式為R＝30－0.02F(F和R的單位分別是N和Ω)。下列說(shuō)法正確的是()圖11A.該秤能測(cè)量的最大體重是1400NB.該秤