2018-2019版學(xué)案導(dǎo)學(xué)高中物理選修3-1教科版配套文檔：第二章 直流電路微型專題4

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精微型專題4閉合電路歐姆定律的應(yīng)用[學(xué)習(xí)目標(biāo)］1.知道閉合電路的功率關(guān)系，會(huì)計(jì)算閉合電路的功率。2.會(huì)利用閉合電路歐姆定律進(jìn)行含電容器電路的分析與計(jì)算。3.會(huì)根據(jù)電路中物理量的變化分析閉合電路的故障．一、閉合電路的功率1．電源的總功率：P總＝EI；電源內(nèi)電阻消耗的功率P內(nèi)＝U內(nèi)I＝I2r;電源輸出功率P出＝U外I。2．對(duì)于純電阻電路，電源的輸出功率P出＝I2R＝(eq\f(E，R＋r)）2R＝eq\f(E2，\f(R－r2,R）＋4r)，當(dāng)R＝r時(shí)，電源的輸出功率最大，其最大輸出功率為Pm＝eq\f（E2,4r）.電源輸出功率隨外電阻變化曲線如圖1所示．圖13．電源的效率:指電源的輸出功率與電源的總功率之比，即η＝eq\f（P出，P總)×100％＝eq\f(IU，IE）×100％＝eq\f（U，E）×100％.對(duì)于純電阻電路,電源的效率η＝eq\f(I2R，I2R＋r）×100％＝eq\f(R,R＋r）×100％＝eq\f（1,1＋\f（r,R））×100％，所以當(dāng)R增大時(shí)，效率η提高．當(dāng)R＝r（電源有最大輸出功率)時(shí)，效率僅為50%，效率并不高．例1如圖2所示，電路中E＝3V，r＝0.5Ω，R0＝1.5Ω,變阻器的最大阻值為10Ω。圖2（1)在變阻器的阻值R為多大時(shí)，變阻器上消耗的功率最大？最大為多大?(2)在變阻器的阻值R為多大時(shí)，定值電阻R0上消耗的功率最大？最大為多大？答案(1)2Ωeq\f(9,8)W（2)0eq\f(27,8）W解析（1）此種情況可以把R0歸入等效電源內(nèi)電阻，這樣變阻器上消耗的功率也就是等效電源的輸出功率．即當(dāng)R＝r＋R0＝2Ω時(shí)，R消耗功率最大為：Pm＝eq\f(E2,4R）＝eq\f(32，4×2）W＝eq\f（9，8)W。（2)定值電阻R0上消耗的功率可以表示為:P＝I2R0，因?yàn)镽0不變,當(dāng)電流最大時(shí)功率最大，此時(shí)應(yīng)有電路中電阻最小,即當(dāng)R＝0時(shí)，R0上消耗的功率最大：Pm′＝eq\f(E2,R0＋r2)R0＝eq\f（32，1。5＋0.52）×1.5W＝eq\f(27，8）W.功率最大值的求解方法1．流過電源的電流最大時(shí),電源的功率、內(nèi)損耗功率均最大．2．對(duì)某定值電阻來(lái)說(shuō)，其電流最大時(shí)功率也最大．3．電源的輸出功率在外電阻等于內(nèi)阻時(shí)最大，若不能相等，外電阻越接近內(nèi)阻時(shí),電源的輸出功率越大．例2如圖3所示,直線A為某電源的U－I圖線，直線B為某電阻的U－I圖線,以上述電源和電阻組成閉合電路時(shí)，求：圖3(1)電源的輸出功率P出為多大？（2）電源內(nèi)部損耗的電功率是多少？（3)電源的效率η為多大？答案(1)4W(2)2W(3）66.7％解析（1)根據(jù)題意從A圖線可得E＝3V，r＝eq\f(E,I短）＝eq\f（3,6)Ω＝0。5Ω，從B圖線中可得外電阻R＝1Ω.由閉合電路歐姆定律可得I＝eq\f（E，R＋r)＝eq\f（3,1＋0。5)A＝2A，則電源的輸出功率P出＝I2R＝4W（2）電源內(nèi)部損耗的電功率P內(nèi)＝I2r＝2W，(3)電源的總功率P總＝IE＝6W，故電源的效率η＝eq\f(P出,P總）×100％≈66.7%。穩(wěn)定電路的U－I圖像有兩種：一是電源的U－I圖像（如圖4中a）；二是用電器的U－I圖像，而用電器的U－I圖像又分兩類：線性（圖中b)和非線性（圖中c）．兩種圖像的交點(diǎn)坐標(biāo)表示該用電器與電源串聯(lián)（電源只向該用電器供電)的工作電流和路端電壓(也是用電器兩端的電壓)．如圖,電源的輸出功率分別為Pb＝U1I1,Pc＝U2I2.圖4二、電路的動(dòng)態(tài)變化和故障分析例3如圖5所示，L1燈與L2燈的電阻相同,閉合開關(guān)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的滑片P向上滑動(dòng)時(shí)，兩燈亮度變化情況是(）圖5A．L1燈變亮，L2燈變亮B．L1燈變暗,L2燈變亮C．L1燈變暗，L2燈變暗D．L1燈變亮，L2燈變暗答案A解析L2與R并聯(lián)后與R0串聯(lián)再與L1并聯(lián)；當(dāng)滑片向上滑動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻增大,外電路總電阻增大，由閉合電路歐姆定律知電路中總電流減小，由U＝E－Ir可知，路端電壓增大，故L1的亮度增大；因路端電壓增大,則L1中的電流增大，但因總電流減小,故流過R0的電流減小,故R0分壓減小，則并聯(lián)部分電壓增大，故L2變亮，A正確．

例4如圖6所示，電燈L的規(guī)格為“4V1W”，滑動(dòng)變阻器R的總電阻為50Ω。閉合開關(guān),當(dāng)滑片P滑至某位置時(shí)，L恰好正常發(fā)光，此時(shí)理想電流表示數(shù)為0.45A．由于外電路發(fā)生故障,電燈L突然熄滅，此時(shí)理想電流表示數(shù)變?yōu)?.5A,理想電壓表示數(shù)為10V．若導(dǎo)線連接完好，電路中各處接觸良好．試問:圖6（1)發(fā)生的故障是短路還是斷路？發(fā)生在何處？(2）發(fā)生故障前，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為多大？（3)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻為多大？答案(1）斷路電燈L(2）20Ω(3)12.5V5Ω解析（1)電路發(fā)生故障后，電流表讀數(shù)增大,路端電壓U＝U2＝IAR2也增大,因此外電路總電阻增大，在外電路某處一定發(fā)生了斷路．由于理想電流表有讀數(shù)，R2不可能斷路，理想電壓表也有讀數(shù)，滑動(dòng)變阻器R也不可能斷路，因此,只可能是電燈L發(fā)生斷路．（2）L斷路后，外電路中只有R2,因無(wú)電流流過R，理想電壓表示數(shù)即為路端電壓U2＝U＝10V,R2＝eq\f（U2,I2）＝eq\f（10，0.5)Ω＝20Ω.L未斷路時(shí)恰好正常發(fā)光，UL＝4V，IL＝eq\f（PL，UL)＝0。25A，U′＝U2′＝I2′·R2＝0。45×20V＝9V，R＝eq\f（UR,IR)＝eq\f(U′－UL,IL）＝eq\f（9－4,0。25）Ω＝20Ω.（3)根據(jù)閉合電路歐姆定律E＝U＋I(xiàn)r，發(fā)生故障前E＝9V＋（0。45＋0.25）A·r，發(fā)生故障后E＝10V＋0.5A·r,得r＝5Ω，E＝12。5V.1．分析閉合電路動(dòng)態(tài)問題的一般順序是:某元件電阻的變化→R總、I總、U內(nèi)、U外的變化→固定元件的電壓、電流變化→變化元件(電路）的電壓、電流變化．2．當(dāng)電路短路時(shí)可以理解為電阻減小，當(dāng)電路斷路時(shí)，可以理解為該部分電阻增大（增大到無(wú)窮大)．三、含電容器電路的分析與計(jì)算1．電路穩(wěn)定后，由于電容器所在支路無(wú)電流通過,所以在此支路中的電阻上無(wú)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．2．當(dāng)電容器和電阻并聯(lián)后接入電路時(shí)，電容器兩極間的電壓與其并聯(lián)電阻兩端的電壓相等．3．電路的電流、電壓變化時(shí),將會(huì)引起電容器的充(放)電．如果電容器兩端電壓升高,電容器將充電；如果電容器兩端電壓降低,電容器將通過與它連接的電路放電．例5如圖7所示,電源電動(dòng)勢(shì)E＝10V,內(nèi)阻可忽略，R1＝4Ω，R2＝6Ω,C＝30μF,求:圖7（1)S閉合后,穩(wěn)定時(shí)通過R1的電流；（2）S原來(lái)閉合，然后斷開，這個(gè)過程中流過R1的總電荷量．答案（1）1A(2)1.2×10－4C解析(1)S閉合后,電路穩(wěn)定時(shí)，R1、R2串聯(lián)，則I＝eq\f(E，R1＋R2）＝1A.（2)S閉合時(shí)，電容器兩端電壓UC＝U2＝IR2＝6V，儲(chǔ)存的電荷量Q＝C·UC。S斷開至達(dá)到穩(wěn)定后電路中電流為零，此時(shí)UC′＝E,儲(chǔ)存的電荷量Q′＝C·UC′.電容器上的電荷量增加了ΔQ＝Q′－Q＝CUC′－CUC＝1。2×10－4C．電容器上電荷量的增加是在S斷開以后才產(chǎn)生的，這只有通過R1這條電路實(shí)現(xiàn),所以流過R1的電荷量就是電容器所帶電荷量的增加量．分析電容器電荷量變化的方法1．首先確定電路的連接方式及電容器和哪部分電路并聯(lián)．2．根據(jù)歐姆定律求并聯(lián)部分的電壓即為電容器兩極板間的電壓．3．最后根據(jù)公式Q＝CU或ΔQ＝CΔU,求電荷量及其變化量．

針對(duì)訓(xùn)練（多選）M、N是一對(duì)水平放置的平行板電容器,將它與一電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r的電源組成如圖8所示的電路,R是并聯(lián)在電容器上的滑動(dòng)變阻器，G是靈敏電流計(jì)，在電容器的兩極板間有一帶電的油滴處于懸浮狀態(tài),如圖所示,現(xiàn)保持開關(guān)S閉合，將滑動(dòng)變阻器的滑片向上滑動(dòng)，則（）圖8A．在滑片滑動(dòng)時(shí)，靈敏電流計(jì)中有從b向a的電流B．在滑片滑動(dòng)時(shí),靈敏電流計(jì)中有從a向b的電流C．帶電油滴將向上運(yùn)動(dòng)D．帶電油滴將向下運(yùn)動(dòng)答案BC解析電容器兩極板間的電壓U＝eq\f(R,R＋r）E，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向上滑動(dòng)時(shí),R增大,U增大，電容器所帶的電荷量增加,處于充電狀態(tài)，靈敏電流計(jì)中有電流，由于電容器上極板帶正電，則靈敏電流計(jì)中有從a向b的電流，故A錯(cuò)誤，B正確；U增大,由E＝eq\f（U，d）分析得知，板間場(chǎng)強(qiáng)增大，則帶電油滴將向上運(yùn)動(dòng)，故C正確，D錯(cuò)誤．1．（電路的動(dòng)態(tài)分析)如圖9所示,E為內(nèi)阻不能忽略的電池,R1、R2、R3為定值電阻，S0、S為開關(guān),與分別為電壓表與電流表．初始時(shí)S0與S均閉合,現(xiàn)將S斷開，則(）圖9A。的讀數(shù)變大，的讀數(shù)變小B.的讀數(shù)變大，的讀數(shù)變大C.的讀數(shù)變小,的讀數(shù)變小D.的讀數(shù)變小,的讀數(shù)變大答案B解析將S斷開，則電路的總電阻變大，總電流變小，由U＝E－Ir知，路端電壓變大，故電壓表的示數(shù)變大；R1兩端的電壓IR1變小，則R3兩端的電壓變大，流過R3的電流變大，電流表的示數(shù)變大，選項(xiàng)B正確．2．(電源的輸出功率和效率）（多選)如圖10所示，圖線AB是某電源的路端電壓隨電流變化的關(guān)系圖線，OM是固定電阻R兩端的電壓隨電流變化的圖像，由圖可知()圖10A．該電源的電動(dòng)勢(shì)為6V，內(nèi)阻是2ΩB．固定電阻R的阻值為1ΩC．該電源的最大輸出功率為9WD．當(dāng)該電源只向電阻R供電時(shí)，其效率約為66.7％答案CD解析由圖線AB可知電源的電動(dòng)勢(shì)E＝6V，短路電流為I短＝6A,根據(jù)r＝eq\f(E，I短）＝1Ω，故A錯(cuò)誤；根據(jù)R＝eq\f（ΔU，ΔI)得R＝2Ω，故B錯(cuò)誤；當(dāng)外電路電阻等于內(nèi)阻時(shí)，電源的輸出功率最大,所以該電源的最大輸出功率P＝eq\f（E2,4r）＝9W,故C正確；當(dāng)該電源只向電阻R供電時(shí)，電源效率η＝eq\f(UI,EI)×100％＝eq\f（4，6）×100％≈66.7%，故D正確．3。(含容電路的分析與計(jì)算)(多選）如圖11所示，C1＝6μF，C2＝3μF,R1＝3Ω，R2＝6Ω,電源電動(dòng)勢(shì)E＝18V,內(nèi)阻不計(jì)．下列說(shuō)法正確的是()圖11A．開關(guān)S斷開時(shí)，a、b兩點(diǎn)電勢(shì)相等B．開關(guān)S閉合后,a、b兩點(diǎn)間的電流是2AC．開關(guān)S斷開時(shí)C1帶的電荷量比開關(guān)S閉合后C1帶的電荷量大D．不管開關(guān)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(shí)外電路處于斷路狀態(tài)，兩電阻中無(wú)電流通過，電阻兩端電勢(shì)相等，由電路圖知a點(diǎn)電勢(shì)與電源負(fù)極電勢(shì)相等，而b點(diǎn)電勢(shì)與電源正極電勢(shì)相等，A錯(cuò)誤．S斷開時(shí)兩電容器兩端電壓都等于電源電動(dòng)勢(shì)，而C1〉C2，由Q＝CU知此時(shí)Q1〉Q2，當(dāng)S閉合時(shí)，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(shí)兩電阻兩端電壓分別為U1＝IR1＝6V、U2＝IR2＝12V，則此時(shí)兩電容器所帶電荷量分別為Q1′＝C1U1＝3.6×10－5C、Q2′＝C2U2＝3。6×10－5C,對(duì)電容器C1來(lái)說(shuō)，S閉合后其兩端電壓減小，所帶電荷量也減小,故B、C正確，D錯(cuò)誤．4．(閉合電路中功率的計(jì)算)如圖12所示，電源電動(dòng)勢(shì)E＝14V，內(nèi)電阻r＝1Ω,小燈泡標(biāo)有：“2V，4W"，電動(dòng)機(jī)D的內(nèi)阻r′＝0。5Ω，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值R調(diào)到1Ω時(shí)，小燈泡和電動(dòng)機(jī)均能正常工作,求:圖12(1）通過小燈泡的電流；（2)電路消耗的總功率；(3）電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率．答案(1)2A(2）28W(3）14W解析（1)燈泡正常工作，電路電流即通過小燈泡的電流I＝IL＝eq\f(PL,UL)＝eq\f(4,2）A＝2A.（2)電路消耗的總功率P＝EI＝28W。（3）電動(dòng)機(jī)兩端電壓UD＝E－Ir－IR－UL＝8V，電動(dòng)機(jī)的輸入功率P入＝UDI＝16W，電動(dòng)機(jī)的熱功率PQ＝I2r′＝2W，電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率P機(jī)＝P入－PQ＝14W.

一、選擇題考點(diǎn)一電路的動(dòng)態(tài)變化與故障分析1.如圖1所示的電路中，電源的內(nèi)阻r≠0，R1和R2是兩個(gè)定值電阻．閉合開關(guān),當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的滑片向a端移動(dòng)時(shí)，電路中的電流I1、I2的變化情況是（)圖1A．I1不變 B．I1變大C．I2變大 D．I2變小答案C解析當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的滑片向a端移動(dòng)時(shí),滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻變小，整個(gè)回路的總電阻變小,根據(jù)閉合電路歐姆定律可知,干路電流I＝eq\f(E,R外＋r）變大，路端電壓U＝E－Ir變小，I1變小，A、B錯(cuò)誤；又I＝I1＋I(xiàn)2，所以I2變大，C正確，D錯(cuò)誤．2．在如圖2所示的電路中,R1、R2、R3和R4都是定值電阻,RP是可變電阻，電源的電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r。設(shè)電路中的總電流為I,電流表的示數(shù)為I′，電壓表的示數(shù)為U，閉合開關(guān)S，當(dāng)RP的滑片P向a端移動(dòng)時(shí)（）圖2A．I′變大，U變小 B．I′變大，U變大C．I′變小，U變大 D．I′變小,U變小答案D解析當(dāng)滑片P向a端移動(dòng)時(shí)，RP減小，外電路總電阻也隨著減?。蒊＝eq\f（E，R＋r）知，電路中的總電流I增大．由U＝E－Ir知，路端電壓U減小，即電壓表的示數(shù)減小．同時(shí)，I的增大使R1與R3兩端的電壓增大，而U＝U1＋U并＋U3，則U并減小，電流表的示數(shù)I′也減小,所以選項(xiàng)D正確．3．如圖3所示的電路中，燈泡A和燈泡B原來(lái)都是正常發(fā)光的，現(xiàn)在突然燈泡A比原來(lái)變暗了些，燈泡B比原來(lái)變亮了些，則電路中出現(xiàn)的故障可能是(）圖3A．R3斷路 B．R2斷路C．R1短路 D．R1、R2同時(shí)短路答案B考點(diǎn)二含容電路的分析與計(jì)算4．在如圖4所示的電路中,閉合開關(guān)，電路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片向下移動(dòng)時(shí),關(guān)于電燈L的亮度及電容器C所帶電荷量Q的變化判斷正確的是（）圖4A．L變暗，Q增大 B．L變暗，Q減小C．L變亮，Q增大 D．L變亮,Q減小答案B解析當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片向下移動(dòng)時(shí)，變阻器接入電路的電阻減小，外電路總電阻減小，由閉合電路歐姆定律得知,干路電流增大，電源的內(nèi)電壓增大,則路端電壓減小，燈L變暗．通過L燈的電流減小，而干路電流增大，則通過R1的電流增大，R1兩端的電壓也增大，則變阻器兩端的電壓減小，電容器板間電壓減小,電容器所帶電荷量Q減小，故B正確．5.如圖5所示，電路中R1、R2均為可變電阻，電源內(nèi)阻不能忽略,平行板電容器C的極板水平放置．閉合開關(guān)S，電路達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，帶電油滴懸浮在兩板之間靜止不動(dòng)．如果僅改變下列某一個(gè)條件，油滴仍能靜止不動(dòng)的是(）圖5A．增大R1的阻值 B．增大R2的阻值C．增大兩板間的距離 D．?dāng)嚅_開關(guān)S答案B解析在直流電路中，R2與電容器串聯(lián)的支路不通，因此電容器兩端的電壓等于R1兩端的電壓，增大R1的阻值，R1兩端的電壓增大，電容器兩端的電壓增大，由E＝eq\f（U,d)可知，電容器兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度增大，因此板間帶電油滴受到的電場(chǎng)力增大,會(huì)向上運(yùn)動(dòng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；增大R2的阻值不改變電路中的總電阻,不改變R1兩端的電壓，因此電容器中油滴仍保持靜止，B項(xiàng)正確；增大兩板間的距離，而電容器兩板間的電壓一定，由E＝eq\f（U，d)可知，板間的場(chǎng)強(qiáng)減小，油滴受到的電場(chǎng)力減小，油滴會(huì)向下運(yùn)動(dòng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；斷開開關(guān)S，電容器會(huì)通過R1、R2進(jìn)行放電，使板間場(chǎng)強(qiáng)減小,油滴受到的電場(chǎng)力減小而向下運(yùn)動(dòng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤．6.(多選)如圖6所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)E＝6V，內(nèi)阻r＝1Ω，電阻R1＝6Ω，R2＝5Ω，R3＝3Ω，電容器的電容C＝2×10－5F．若將開關(guān)S閉合，電路穩(wěn)定時(shí)通過R2的電流為I；斷開開關(guān)S后，通過R1的電荷量為q。則()圖6A．I＝0。75A B．I＝0。5AC．q＝2×10－5C D．q＝1×10－5C答案AD解析開關(guān)S閉合時(shí)，I＝eq\f(E，r＋R并＋R2）＝0。75A,選項(xiàng)A對(duì)，B錯(cuò)；此時(shí)UC＝UR并＝1.5V,QC＝C·UC＝3×10－5C，若將開關(guān)S斷開,則電容器上所帶的電荷量通過R1、R3放掉，因I1∶I3＝R3∶R1＝1∶2，根據(jù)q＝It可知，通過R1的電荷量q＝eq\f(1,3)QC＝1×10－5C,選項(xiàng)C錯(cuò),D對(duì)．考點(diǎn)三閉合電路的功率與效率7.如圖7所示，直線OAC為某一直流電源的總功率P隨電流I變化的圖線,曲線OBC表示同一直流電源內(nèi)部的熱功率隨電流I變化的圖線．若A、B點(diǎn)的橫坐標(biāo)均為1A,那么AB線段表示的功率為(）圖7A．1W B．6WC．2W D．2。5W答案C解析由題圖可知，在C點(diǎn)電源的總功率等于電源內(nèi)部的熱功率,所以電源的電動(dòng)勢(shì)為E＝3V，短路電流為I短＝3A，所以電源的內(nèi)阻為r＝eq\f（E,I短）＝1Ω。題圖上AB線段表示的功率為PAB＝P總－I2r＝(1×3－12×1)W＝2W．故正確選項(xiàng)為C。8．(多選）如圖8所示的電路，a、b、c為三個(gè)相同的燈泡，其電阻大于電源內(nèi)阻,當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的滑片P向上移動(dòng)時(shí),下列判斷中正確的是（）圖8A．b燈中電流變化值小于c燈中電流變化值B．a(chǎn)、b兩燈變亮,c燈變暗C．電源輸出功率增大D．電源的供電效率增大答案BC解析當(dāng)滑片向上移動(dòng)時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻變小，并聯(lián)部分的總電阻變小，所以外電路總電阻變小，電路中的總電流變大，a燈變亮．電源內(nèi)阻消耗電壓增大，路端電壓變小，并聯(lián)部分電壓變小,通過c燈的電流變小，c燈變暗；總電流變大，通過c燈的電流變小,所以通過b燈的電流變大,b燈變亮，且b燈中電流變化值大于c燈中電流的變化值，所以A錯(cuò),B對(duì)．在外電阻大于內(nèi)阻的情況下，當(dāng)滑片上移時(shí)，外電阻減小，電源輸出功率增大，故C正確．電源的供電效率η＝eq\f(U，E）×100%減小，D錯(cuò)誤．9．（多選）如圖9所示，a表示某電源路端電壓隨電流變化的圖線，b表示外電阻兩端電壓隨電流變化的圖線，下列判斷正確的是(）圖9A．陰影部分的面積表示電源內(nèi)阻上消耗的功率B．陰影部分的面積表示電源的輸出功率C．當(dāng)α＝β時(shí),電源的輸出功率最大D．當(dāng)α＝β時(shí),電源的效率最高答案BC解析陰影部分的面積大小等于P＝UI，代表外電阻消耗的功率或電源的輸出功率,A錯(cuò)誤，B正確；當(dāng)α＝β時(shí)說(shuō)明外電阻的阻值R與電源內(nèi)阻r相等,此時(shí)電源的輸出功率最大,此時(shí)電源的效率為η＝eq\f(R,R＋r）×100%＝50％，故C正確，D錯(cuò)誤．10．(多選)如圖10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(gè)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(dú)連接，則下列說(shuō)法正確的是（）圖10A．電源1比電源2的內(nèi)阻大B．電源1和電源2的電動(dòng)勢(shì)相等C．小燈泡與電源1連接時(shí)消耗的功率比與電源2連接時(shí)消耗的功率小D．小燈泡與電源1連接時(shí)消耗的功率比與電源2連接時(shí)消耗的功率大答案ABC解析由閉合電路的歐姆定律E＝U＋I(xiàn)r知，當(dāng)I＝0時(shí)路端電壓U等于電動(dòng)勢(shì)E,即電源的U－I圖線與U軸的交點(diǎn)坐標(biāo)值就是電源電動(dòng)勢(shì)的大小，由題圖知，電源1和電源2的電動(dòng)勢(shì)相等，故B正確;電源內(nèi)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(duì)值表示電源的內(nèi)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(diǎn)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(shí)消耗的功率P1＝U1I1小于小燈泡與電源2連接時(shí)消耗的功率P2＝U2I2,故C正確,D錯(cuò)誤．二、非選擇題11.（閉合電路中功率的計(jì)算)如圖11所示電路中，電池組的電動(dòng)勢(shì)E＝42V,內(nèi)阻r＝2Ω，定值電阻R＝20Ω,D是電動(dòng)機(jī)，其線圈電阻R′＝1Ω。電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，理想電壓表示數(shù)為20V．求：圖11（1）通過定值電阻R的電流；(2）電動(dòng)機(jī)的電功率；（3)電動(dòng)機(jī)的輸出功率．答案(1）1A（2）20W(3）19W解析(1）由E＝UV＋UR＋r可得R和電源內(nèi)阻的電壓之和為:UR＋r＝E－UV由閉合電路歐姆定律可得電路電流為：I＝eq\f（E－UV，r＋R)＝eq\f(42－20,2＋20)A＝1A（2)電動(dòng)機(jī)為非純電阻元件，故其功率為：P電＝UVI＝20×1W＝20W(3)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率為：P熱＝I2R′＝12×1W＝1W故電動(dòng)機(jī)的輸出功率為:P出＝P電－P熱＝20W－1W＝19W。12．(閉合電路中功率的計(jì)算）如圖12所示的電路中