閉合電路歐姆定律

第2講 閉合電路歐姆定律一、串、并聯(lián)電路的特點1.特點對比串聯(lián)并聯(lián)電流I＝I1＝I2＝?＝InI＝I1＋I2＋?＋In電壓U＝U1＋U2＋?＋UnU＝U1＝U2＝?＝Un電阻R＝R1＋R2＋?＋Rn1＝1＋1＋?＋1RR1R2Rn2.幾個常用的推論(1)串聯(lián)電路的總電阻大于其中任一部分電路的總電阻.(2)并聯(lián)電路的總電阻小于其中任一支路的總電阻，且小于其中最小的電阻.(3)無論電阻怎樣連接，每一段電路的總耗電功率P總是等于各個電阻耗電功率之和.(4)無論電路是串聯(lián)還是并聯(lián)，電路中任意一個電阻變大時，電路的總電阻變大.自測1 教材P66第2題改編 一個量程為 0～150V的電壓表，內(nèi)阻為20kΩ，把它與一個大電阻串聯(lián)后接在

110V

電路的兩端，電壓表的讀數(shù)是

5V.這個外接電阻是

(

)A.240

Ω

B.420kΩ

C.240kΩ

D.420

Ω答案

B二、電源

閉合電路的歐姆定律1.電源(1)電動勢①計算：非靜電力搬運電荷所做的功與搬運的電荷量的比值，

E＝Wq；②物理含義：電動勢表示電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能本領的大小，在數(shù)值上等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓 .(2)內(nèi)阻：電源內(nèi)部導體的電阻 .2.閉合電路歐姆定律(1)內(nèi)容：閉合電路中的電流跟電源的電動勢成正比，跟內(nèi)、外電阻之和成反比；E(2)公式：I＝R＋r(只適用于純電阻電路 )；(3)其他表達形式①電勢降落表達式： E＝U外＋U內(nèi)或E＝U外＋Ir；2②能量表達式：EI＝UI＋Ir.3.路端電壓與外電阻的關系EE，(1)一般情況：U＝IR＝R＋r·R＝r1＋R當R增大時，U增大；(2)特殊情況：①當外電路斷路時， I＝0，U＝E；②當外電路短路時， I短＝E，U＝0.r自測2教材P63第4題改編電源的電動勢為4.5V.外電阻為4.0Ω時，路端電壓為4.0V，若在外電路中分別并聯(lián)一個6.0Ω的電阻和串聯(lián)一個6.0Ω的電阻.則兩種情況下的路端電壓為()A.4.3V3.72VB.3.73V4.3VC.3.72V4.3VD.4.2V3.73V答案C三、電路中的功率1.電源的總功率(1)任意電路：P總＝IE＝IU外＋IU內(nèi)＝P出＋P內(nèi).22E(2)純電阻電路：P總＝I(R＋r)＝R＋r.2.電源內(nèi)部消耗的功率P內(nèi)＝I2r＝IU內(nèi)＝P總－P出.3.電源的輸出功率(1)任意電路：P出＝IU＝IE－I2r＝P總－P內(nèi).22(2)純電阻電路：P出＝I2R＝ER2＝E2.R＋rR－r＋4rR(3)純電阻電路中輸出功率隨R的變化關系2①當R＝r時，電源的輸出功率最大為Pm＝E.4r②當R>r時，隨著R的增大輸出功率越來越小.③當R<r時，隨著R的增大輸出功率越來越大.自測

3

(多選)如圖

1所示，一直流電動機與阻值

R＝9Ω的電阻串聯(lián)在電源上，

電源的電動勢E＝30V，內(nèi)阻

r＝1Ω，閉合開關，用理想電壓表測出電動機兩端電壓

U＝10V，已知電動機線圈的電阻

RM＝1Ω，則下列說法中正確的是

(

)圖1A.通過電動機的電流為 10AB.電動機的輸入功率為 20WC.電源的輸出功率為 4WD.電動機的輸出功率為 16W答案 BD解析根據(jù)歐姆定律得回路中電流I＝E－U30－10＝A＝2A，故A錯誤；電動機的輸入功R＋r9＋1率為P入＝UI＝10×2W＝20W，故B正確；電源的輸出功率 P出＝EI－I2r＝30×2W－22×1W＝56W，故C錯誤；電動機的輸出功率 P出′＝UI－I2RM＝(10×2－22×1)W＝16W，故正確.命題點一 電路的動態(tài)分析1.動態(tài)電路的特點斷開或閉合開關、滑動變阻器的滑片移動、電阻增大或減小，導致電路電壓、電流、功率等的變化.2.電路動態(tài)分析的兩種方法程序法：電路結(jié)構(gòu)的變化→R的變化→R總的變化→I總的變化→U端的變化→固定支路并聯(lián)分流I→變化支路.串聯(lián)分壓U(2)極限法：即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極端去討論 .例

1

(多選)如圖

2所示，電源電動勢為

E，內(nèi)阻為

r.電路中的

R2、R3分別為總阻值一定的滑動變阻器，

R0為定值電阻，

R1為光敏電阻

(其電阻隨光照強度增大而減小

).當開關

S閉合時，電容器中一帶電微粒恰好處于靜止狀態(tài)

.下列說法中正確的是

(

)圖2A.只逐漸增大對R1的光照強度時，電阻R0消耗的電功率增大，電阻R3中有向上的電流B.只調(diào)節(jié)電阻 R3的滑動端 P2向上端移動時，電源消耗的電功率變大，電阻 R3中有向上的電流C.只調(diào)節(jié)電阻R2的滑動端P1向下端移動時，電壓表示數(shù)變大，帶電微粒向下運動D.若斷開開關S，帶電微粒向下運動答案

AD解析

當逐漸增大光照強度時，

光敏電阻

R1的阻值減小，依據(jù)“串反并同”可知電流

I增大，則PR0增大，

UC增大，

QC＝CUC增大，即電容器充電，

R3中有向上的電流，

A正確；當

P2向上移動時，

UC不變，

R3中沒有電流，故

B錯誤；當

P1向下移動時，

I不變，但

UC變大，EC＝UC變大，電場力FC＝UCq變大，微粒向上運動，故C錯誤；若斷開開關S，電容器放電，ddUC降為0，則微粒只受重力作用而向下運動，故D正確.變式1(2018·安徽黃山模擬)如圖3所示，虛線框內(nèi)為高溫超導限流器，它由超導部件和限流電阻并聯(lián)組成.超導部件有一個超導臨界電流IC，當通過限流器的電流I＞IC時，將造成超導體失超，從超導態(tài)(電阻為零，即R1＝0)轉(zhuǎn)變?yōu)檎B(tài)(一個純電阻，且R1＝3Ω)，以此來限制電力系統(tǒng)的故障電流.已知超導臨界電流IC＝1.2A，限流電阻R2＝6Ω，小燈泡L上標有“6V6W”的字樣，電源電動勢E＝8V，內(nèi)阻r＝2Ω.原來電路正常工作，超導部件處于超導態(tài)，燈泡L正常發(fā)光，現(xiàn)燈泡L突然發(fā)生短路，則()圖3A.燈泡L短路前通過R2的電流為4A7B.燈泡L短路后超導部件將由超導態(tài)轉(zhuǎn)化為正常態(tài)，通過燈泡的電流為1AC.燈泡L短路后通過R1的電流為4A3D.燈泡L短路后通過R2的電流為2A答案CU2解析標有“6V6W”的小燈泡L正常工作時的電阻R＝P＝6Ω，通過燈泡L的電流IP＝U＝1A，超導部件處于超導態(tài)，其電阻為零，1A電流全部通過超導部件，即燈泡L短路前通過R2的電流為零，A錯誤；燈泡L短路后，電流增大超過超導部件的超導臨界電流，將由超導態(tài)轉(zhuǎn)化為正常態(tài)，外電路電阻R1×R2＝2Ω，由閉合電路歐姆定律可得，通過燈R′＝R1＋R2泡的電流I′＝E錯誤；由并聯(lián)電路電流分配規(guī)律可知，燈泡L短路后通過R1＝2A，BR′＋r的電流為4A，通過R2的電流為2A，C正確，D錯誤.33命題點二電路中的功率及效率問題1.電源的效率η＝IU×100%＝U×100%.IE E2.純電阻電路E2P總＝EI＝R＋r，E2P出＝R＋r2R，η＝P出×100%＝R×100%.P總R＋r3.電源的最大輸出功率22P2R＝EER出＝UI＝Ir＋R2R＝R－r2＋4Rr＝E2，R－r2＋4rR22由此式可看出，當R＝r時，P出有最大值，即Pm＝E＝E.4R4rP出與外電阻R的函數(shù)關系可用如圖4所示圖象表示，由圖象可以看出：圖42(1)當R＝r時，輸出功率最大，Pm＝E.4r(2)當R“接近”r時，P出增大，當R“遠離”r時，P出減小.(3)當P出<Pm時，每個輸出功率對應兩個可能的外電阻R1和R2，且R1R2＝r2.例2 如圖5所示，E＝8V，r＝2Ω，R1＝8Ω，R2為變阻器接入電路中的有效阻值，問：圖5(1)要使變阻器獲得的電功率最大，則 R2的取值應是多大？這時 R2的功率是多大？(2)要使R1得到的電功率最大，則 R2的取值應是多大？ R1的最大功率是多少？這時電源的效率是多大？2(3)調(diào)節(jié)R2的阻值，能否使電源以最大的功率 E4r輸出？為什么？答案 (1)10Ω 1.6W (2)0 5.12W 80% (3)不能 理由見解析解析 (1)將R1和電源等效為一新電源，則新電源的電動勢 E′＝E＝8V，內(nèi)阻 r′＝r＋R1＝10Ω，且為定值.利用電源的輸出功率隨外電阻變化的結(jié)論知，當 R2＝r′＝10Ω時，R2有最大功率，E′2 82即P2max＝4r′＝4×10W＝1.6W.(2)因R1是定值電阻，所以流過 R1的電流越大，R1的功率就越大.當R2＝0時，電路中有最大電流，即 Imax＝E＝0.8A，R1的最大功率P1max＝Imax2R1＝5.12WR1＋r這時電源的效率R1η＝ ×100%＝80%.E2(3)不能.因為即使 R2＝0，外電阻R1也大于r，不可能有4r的最大輸出功率 .變式2 (多選)直流電路如圖 6所示，在滑動變阻器的滑片 P向右移動時，電源的 ( )圖6總功率一定減小效率一定增大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答案

ABC解析

滑片

P向右移動時外電路電阻

R外增大，由閉合電路歐姆定律知總電流減小，由

P

總＝EI

可知

P總減小，故選項

A正確；R外×100%＝1×100%可知選項B正確；根據(jù)η＝rR外＋r1＋R外由P損＝I2r可知，選項C正確；由P輸－R外圖象可得，因不知道R外的初始值與r的關系，所以無法判斷P輸?shù)淖兓闆r，選項D錯誤.變式3(多選)如圖7甲所示，電源電動勢E＝6V，閉合開關，將滑動變阻器的滑片P從A端滑至B端的過程中，得到電路中的一些物理量的變化如圖乙、丙、丁所示.其中圖乙為輸出功率與路端電壓的關系曲線，圖丙為路端電壓與總電流的關系曲線，圖丁為電源效率與外電路電阻的關系曲線，不考慮電表、導線對電路的影響.則下列關于圖中a、b、c、d點的坐標值正確的是()圖7A.a(4V,4.5W)B.b(4.8V,2.88W)C.c(0.6A,4.5V)D.d(8Ω，80%)答案BD解析由題圖丙可知短路電流為I短＝3A，EE6由I短＝r得r＝I短＝3Ω＝2Ω，電源的效率最大時，滑動變阻器接入電路的電阻最大，由題圖丁可知電源的最大效率為 η＝UI×100%＝R×100%，解得R＝8Ω，滑動變阻器的滑片P在最右端B時，80%，由η＝EIR＋r分別對應 b、c、d三點.當輸出功率達到最大時外電路電阻 R1＝r＝2Ω，此時路端電壓為 Ua＝3V，則Pa＝Pm＝E22＝6W＝4.5W，4r4×2坐標為a(3V,4.5W)；b點、c點：R＝8Ω，Ic＝E＝6A＝0.6A，R＋r8＋2Uc＝E－Icr＝(6－0.6×2)V＝4.8V，Pb＝UcIc＝4.8×0.6W＝2.88W，所以b點的坐標為b(4.8V,2.88W)，c點的坐標為c(0.6A,4.8V)，d點的坐標為d(8Ω，80%)，故選項B、D正確.命題點三 對電源U－I圖線的理解和應用1.截距縱軸上的截距等于電源的電動勢；橫軸上的截距等于外電路短路時的電流，即EI短＝(如圖8r所示).圖82.斜率圖線斜率的絕對值等于電源的內(nèi)阻，即r＝|UE，斜率的絕對值越大，表明電源的內(nèi)阻越I|＝I短大.3.圖線上的點圖線上任一點對應的U、I的比值為此時外電路的電阻，即R＝U.I4.面積面積UI為電源的輸出功率， 而電源的總功率 P總＝EI，P總－P出＝EI－UI為電源的發(fā)熱功率 .例3 (多選)如圖9所示，圖中直線①表示某電源的路端電壓與電流的關系圖線，圖中曲線②表示該電源的輸出功率與電流的關系圖線，則下列說法正確的是 ( )圖9A.電源的電動勢為 50V25B.電源的內(nèi)阻為 3 ΩC.電流為2.5A時，外電路的電阻為15ΩD.輸出功率為120W時，輸出電壓是30V答案ACD解析電源的路端電壓和電流的關系為：U＝E－Ir，顯然直線①的斜率的絕對值等于r，縱50－20Ω，A正確，B錯誤；軸的截距為電源的電動勢，從題圖中看出E＝50V，r＝Ω＝56－0當電流為I1＝2.5A時，由回路中電流I1＝E，解得外電路的電阻R外＝15Ω，C正確；＋R外當輸出功率為 120W時，由題圖中 P－I關系圖線看出對應干路電流為讀取對應的輸出電壓為 30V，D正確.變式4 如圖10，直線A為某電源的 U－I圖線，曲線 B為某小燈泡

4A，再從U－I圖線L1的U－I圖線的一部分，用該電源和小燈泡確的是( )

L1串聯(lián)起來組成閉合回路時燈泡

L1恰能正常發(fā)光，則下列說法中正圖102A.此電源的內(nèi)電阻為3ΩB.燈泡L1的額定電壓為3V，額定功率為6WC.把燈泡L1換成阻值恒為1Ω的純電阻，電源的輸出功率將變小D.由于小燈泡L1的U－I圖線是一條曲線，所以燈泡發(fā)光過程中歐姆定律不適用答案B解析由圖象知，電源的內(nèi)阻為r＝U4－1Ω＝0.5Ω，A錯誤；因為燈L1正常發(fā)光，I＝6故燈L1的額定電壓為3V，額定功率為P＝UI＝3×2W＝6W，B正確；正常工作時，燈L1U的電阻為R1＝I＝1.5Ω，換成R2＝1Ω的純電阻后，該電阻更接近電源內(nèi)阻r，故電源的輸出功率將變大，C錯誤；小燈泡是純電阻，適用歐姆定律，其U－I圖線是一條曲線的原因是燈泡的電阻隨溫度的變化而發(fā)生變化，故D錯誤.變式

5

(多選)如圖

11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是一個小燈泡的連接，則下列說法正確的是 (

)

U－I圖線，如果把該小燈泡分別與電源

1、電源

2單獨圖11A.電源1比電源2的內(nèi)阻大B.電源1和電源2的電動勢相等C.小燈泡與電源

1連接時消耗的功率比與電源

2連接時消耗的功率小D.小燈泡與電源

1連接時消耗的功率比與電源

2連接時消耗的功率大答案

ABC解析

由閉合電路的歐姆定律

E＝U＋Ir

知，當

I＝0時電動勢

E等于路端電壓

U，即電源的U－I

圖線與

U軸的交點就是電源電動勢的大小，由題圖知，電源

1和電源

2的電動勢相等，U故

B

正確；電源內(nèi)阻

r＝

I

，即電源的

U－I

圖線的斜率的絕對值表示電源的內(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連接時消耗的功率

P1＝U1I1小于小燈泡與電源

2連接時消耗的功率P2＝U2I2，故C正確，D錯誤.命題點四 含電容器電路的分析1.電路簡化把電容器所處的支路視為斷路，簡化電路時可以去掉，求電荷量時再在相應位置補上 .2.電容器的電壓(1)電容器兩端的電壓等于與之并聯(lián)的電阻兩端的電壓 .(2)電容器所在的支路中沒有電流，與之串聯(lián)的電阻無電壓，相當于導體 .3.電容器的電量及變化(1)利用Q＝UC計算電容器初、末狀態(tài)所帶的電量 Q1和Q2；(2)如果變化前后極板帶電的電性相同，通過所連導線的電量為 Q1－Q2；(3)如果變化前后極板帶電的電性相反，通過所連導線的電量為 Q1＋Q2.例

4

(2016·全國卷Ⅱ·17)阻值相等的四個電阻、

電容器

C及電池

E(內(nèi)阻可忽略

)連接成如圖12所示電路

.開關

S斷開且電流穩(wěn)定時，

C所帶的電荷量為

Q1；閉合開關

S，電流再次穩(wěn)定后，C

所帶的電荷量為

Q2.Q1與

Q2的比值為

(

)圖122132A.5B.2C.5D.3答案C解析S斷開時等效電路圖如圖甲所示.甲211電容器兩端電壓為U1＝2×3R×2＝5E；R＋3RS閉合時等效電路圖如圖乙所示 .乙E1×11電容器兩端電壓為U2＝2R＝3E，R＋2RQ1U13由Q＝CU得Q2＝U2＝5，故選項C正確.變式6如圖13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 S，電路達到穩(wěn)定時， 帶電油滴懸浮在兩板之間靜止不動 .如果僅改變下列某一個條件，油滴仍能靜止不動的是 ( )圖13A.增大R1的阻值 B.增大R2的阻值C.增大兩板間的距離 D.斷開開關 S答案 B解析 由閉合電路歐姆定律可知： 增大R1的阻值會使總電阻增大， 總電流減小，電源內(nèi)電路電勢降落減小， R1兩端電壓增大，則電容器兩板間電壓增大，板間電場強度增大，油滴受電場力增大，油滴將向上運動，選項 A錯誤；電路穩(wěn)定時 R2中無電流，R2阻值變化對電路無任何影響，則選項 B正確；只增大板間距離 d，會使板間電場強度減小，油滴將向下運動，選項C錯誤；斷開開關 S，電容器放電，油滴將向下運動，選項 D錯誤.命題點五 電路故障分析1.故障特點(1)斷路特點：表現(xiàn)為路端電壓不為零而電流為零；(2)短路特點：用電器或電阻發(fā)生短路， 表現(xiàn)為有電流通過電路但用電器或電阻兩端電壓為零 .2.檢查方法(1)電壓表檢測：如果電壓表示數(shù)為零， 則說明可能在并聯(lián)路段之外有斷路， 或并聯(lián)路段短路；(2)電流表檢測：當電路中接有電源時，可用電流表測量各部分電路上的電流，通過對電流值的分析，可以確定故障的位置.在運用電流表檢測時，一定要注意電流表的極性和量程；(3)歐姆表檢測：當測量值很大時，表示該處斷路；當測量值很小或為零時，表示該處短路 .在運用歐姆表檢測時，被檢測元件應從電路中拆下來；(4)假設法：將整個電路劃分為若干部分，然后逐一假設某部分電路發(fā)生某種故障，運用閉合電路或部分電路的歐姆定律進行推理 .例5如圖14是某同學連接的實驗實物圖，A、B燈都不亮，他采用下列兩種方法進行故障檢查.圖

14(1)應用多用電表的直流擋進行檢查，選擇開關置于測試a、b間直流電壓時，紅表筆應接觸

10V擋.該同學測試結(jié)果如表1所示，在(選填“a”或“b”).根據(jù)測試結(jié)果，可判定故障是

.A.燈

A短路

B.燈

B短路C.cd段斷路

D.df

段斷路表

1測試點 電壓示數(shù)a、b 有示數(shù)b、c 有示數(shù)c、d 無示數(shù)d、f 有示數(shù)表2測試點 指針偏轉(zhuǎn)情況c、dd、ee、f(2)(多選)將開關斷開，再選擇歐姆擋測試， 測量結(jié)果如表 2所示，那么檢查出的故障是 ( )A.燈A斷路 B.燈B短路C.燈A、B都斷路 D.d、e導線斷路答案 (1)a D (2)BD解析 (1)應用多用電表判斷電路故障，首先要正確使用多用電表，對多用電表而言，電流應從紅表筆流入該表內(nèi)，由題圖能看出 a點電勢高于 b點電勢，知紅表筆應接觸 a.由表1條件可知，d、f間有示數(shù)，則 d—c—a—干電池—b—f間無斷路，故 df段斷路，選項 D正確；若燈A短路或燈 B短路，不會造成 A、B燈都不亮，選項 A、B錯誤；若 cd段斷路，則 d、f間不會有示數(shù)，選項 C錯誤.(2)由表2可知，c、d間有一定的電阻但不是很大， 燈A既不短路也不斷路， 選項A、C錯誤；d、e間存在很大電阻，表明 d、e間導線斷路，選項 D正確；e、f間電阻為零，則燈 B短路，選項B正確.變式7 如圖15所示電路中，由于某處出現(xiàn)了故障，導致電路中的 A、B兩燈變亮，C、D兩燈變暗，故障的原因可能是 ( )圖15A.R1短路B.R2斷路C.R2短路D.R3短路答案D解析A燈在干路上，A燈變亮，說明電路中總電流變大，由閉合電路歐姆定律可知電路的外電阻減小，這就說明電路中只會出現(xiàn)短路而不會出現(xiàn)斷路，選項B被排除.因為短路部分的電阻變小，分壓作用減小，與其并聯(lián)的用電器兩端的電壓減小，C、D兩燈變暗，A、B兩燈變亮，這說明發(fā)生短路的電阻與 C、D兩燈是并聯(lián)的，而與 A、B兩燈是串聯(lián)的 .觀察電路中電阻的連接形式，只有

R3短路符合條件，故選

D.變式

8

(多選)如圖

16所示的電路中，電源電壓保持不變，閉合開關

S，電路正常工作，過了一會兒，電流表 的示數(shù)變?yōu)榱汶娐饭收?，則下列判斷正確的是 (

.若電路中故障發(fā)生在燈)

L、電阻

R上，用一根導線來判斷圖16A.將導線并聯(lián)在R兩端，電流表無示數(shù)，一定是L斷路B.將導線并聯(lián)在L兩端，電流表無示數(shù)，一定是R斷路C.將導線并聯(lián)在R兩端，電流表有示數(shù)，一定是R斷路D.將導線并聯(lián)在L兩端，電流表有示數(shù)，一定是L斷路答案 CD解析 電流表 的示數(shù)變?yōu)榱?，說明電路故障為斷路 .將導線與用電器并聯(lián)進行檢測時， 若電流表有示數(shù)，說明與導線并聯(lián)的用電器斷路；若電流表無示數(shù)，說明另一個用電器斷路或兩個用電器都斷路 .若將導線并聯(lián)在 R兩端，電流表無示數(shù)，則可能是 L斷路，也可能是 R、L都斷路，故選項 A錯誤；若將導線并聯(lián)在 L兩端，電流表無示數(shù)，則可能是 R斷路，也可能是R、L都斷路，故選項B錯誤；若將導線并聯(lián)在 R兩端，電流表有示數(shù)，則一定是 R斷路，選項C正確；若將導線并聯(lián)在 L兩端，電流表有示數(shù)，則一定是 L斷路，選項 D正確.1.(多選)在如圖1所示的U－I圖象中，直線Ⅰ為某一電源的路端電壓與電流的關系圖線，直線Ⅱ為某一電阻 R的U－I圖線.用該電源直接與電阻 R相連組成閉合電路，由圖象可知( )圖1A.電源的電動勢為 3V，內(nèi)阻為 0.5ΩB.電阻R的阻值為 1ΩC.電源的輸出功率為 4WD.電源的效率為 50%答案

ABC解析

由圖線Ⅰ可知，電源的電動勢為

3V，內(nèi)阻為

r＝

E＝0.5

Ω；由圖線Ⅱ可知，電阻

RI短的阻值為

1Ω，該電源與電阻

R直接相連組成的閉合電路的電流為

I＝

E ＝2A，路端電壓r＋RU＝IR＝2V(可由題圖讀出

)，電源的輸出功率為

P＝UI＝4

W，電源的效率為

UIη＝EI100%≈66.7%，故選項A、B、C正確，D錯誤.2.(2018貴·州遵義調(diào)研)如圖2所示電路，電源內(nèi)阻不可忽略 .開關S閉合后，在變阻器 R0的滑動端向下滑動的過程中 ( )圖2電壓表與電流表的示數(shù)都減小電壓表與電流表的示數(shù)都增大C.電壓表的示數(shù)增大，電流表的示數(shù)減小D.電壓表的示數(shù)減小，電流表的示數(shù)增大答案 A解析由變阻器R0的滑動端向下滑動可知，R0接入電路的有效電阻減小，R總減小，由I＝E可知I增大，由U內(nèi)＝Ir可知U內(nèi)增大，由E＝U內(nèi)＋U外可知U外減小，故電壓表示數(shù)R總＋rU2減小.由U1＝IR1可知U1增大，由U外＝U1＋U2可知U2減小，由I2＝R2可知電流表示數(shù)減小，故

A

正確.3.(多選)已知磁敏電阻在沒有磁場時電阻很小，

有磁場時電阻變大，

并且磁場越強電阻值越大

.為探測有無磁場，利用磁敏電阻作為傳感器設計了如圖

3所示電路，電源的電動勢

E和內(nèi)阻r不變，在沒有磁場時調(diào)節(jié)變阻器

R使電燈

L正常發(fā)光

.若探測裝置從無磁場區(qū)進入強磁場區(qū)，則(

)圖3A.電燈L變亮 B.電燈L變暗C.電流表的示數(shù)減小 D.電流表的示數(shù)增大答案 AC解析 探測裝置從無磁場區(qū)進入強磁場區(qū)時，磁敏電阻阻值變大，則電路的總電阻變大，根據(jù)I＝

E

可知總電流變小，所以電流表的示數(shù)減小，根據(jù)

U＝E－Ir，可知

I減小，

U增大，R總所以燈泡兩端的電壓增大，所以電燈

L變亮，故

A、C正確，

B、D

錯誤.4.(2017

寧·夏銀川

2月模擬)如圖

4甲所示為某一小燈泡的

U－I圖線，現(xiàn)將兩盞這樣的小燈泡并聯(lián)后再與一個乙所示，則(

4Ω的定值電阻)

R串聯(lián)，接在內(nèi)阻為

1Ω、電動勢為

3V

的電源兩端，如圖圖4A.通過每盞小燈泡的電流約為0.2A，此時每盞小燈泡的電功率約為0.6WB.通過每盞小燈泡的電流約為0.3A，此時每盞小燈泡的電功率約為0.6WC.通過每盞小燈泡的電流約為0.2A，此時每盞小燈泡的電功率約為0.2WD.通過每盞小燈泡的電流約為0.3A，此時每盞小燈泡的電功率約為0.4W答案C解析由題圖甲可以看出，當通過小燈泡的電流為0.2A時，對應燈泡兩端的電壓為1V，此1VR并時小燈泡的電阻為0.2A＝5Ω，兩小燈泡并聯(lián)后的總電阻R并＝2.5Ω，燈泡兩端電壓U并＝R總2.5E＝7.5×3V＝1V，恰好符合串聯(lián)電路電壓關系，則每盞小燈泡的功率PL＝0.2W，則A項錯誤，C項正確.同理，可知 B、D項錯誤.5.如圖5所示的電路中，兩平行金屬板之間的帶電液滴處于靜止狀態(tài)，電流表和電壓表均為理想電表，由于某種原因燈泡 L的燈絲突然燒斷，其余用電器均不會損壞，則下列說法正確的是( )圖5電流表、電壓表的讀數(shù)均變小電源內(nèi)阻消耗的功率變大C.液滴將向上運動D.電源的輸出功率變大答案C解析當L的燈絲突然燒斷時電路中總電阻增大，則總電流減小，電源的內(nèi)電壓和R1兩端的電壓減小，由閉合電路的歐姆定律可知，路端電壓增大，故電容器C的電壓增大，板間場強增大，帶電液滴所受的電場力增大，則該液滴將向上運動，C正確；由于C兩端的電壓增大，R2、R3中的電流增大，則電流表、電壓表的讀數(shù)均變大，A錯誤；因干路電流減小，則電源內(nèi)阻消耗的功率變小，B錯誤；由于電源的內(nèi)、外電阻的關系未知，不能判斷電源的輸出功率如何變化，D錯誤.6.如圖6所示的電路中，閉合開關S，燈L1、L2正常發(fā)光.由于電路突然出現(xiàn)故障，發(fā)現(xiàn)燈L1變亮，燈L2變暗，電流表的讀數(shù)變小，根據(jù)分析，發(fā)生的故障可能是()圖6A.R1斷路B.R2斷路C.R3短路D.R4短路答案A解析分析電路的連接方式可知，R1與L1并聯(lián)；R2與R3先并聯(lián)再與電流表、R4串聯(lián)，然后與L2并聯(lián).出現(xiàn)故障后，發(fā)現(xiàn)燈L1變亮，燈L2變暗，說明L1兩端的電壓變大，L2兩端的電壓變小，可能是R1斷路，A正確；如果R2斷路，則燈L2變亮，燈L1變暗，與現(xiàn)象不符，B錯誤；若R3短路或R4短路，與電流表示數(shù)變小不符，C、D錯誤.7.(多選)如圖7所示，R1為定值電阻，R2為可變電阻，E為電源電動勢，r為電源內(nèi)電阻，以下說法中正確的是 ( )圖7A.當R2＝R1＋r時，R2獲得最大功率B.當R1＝R2＋r時，R1獲得最大功率C.當R2＝0時，R1獲得最大功率D.當R2＝0時，電源的輸出功率最大答案AC解析在討論R2的電功率時，可將R1視為電源內(nèi)阻的一部分，即將原電路等效為外電阻R2與電動勢為E、內(nèi)阻為(R1＋r)的電源(等效電源)連成的閉合電路(如圖甲所示)，R2的電功率是等效電源的輸出功率.顯然當R2＝R1＋r時，R2獲得的電功率最大，A項正確；討論R1的電功率時，由于R1為定值，根據(jù)P＝I2R知，電路中電流越大，R1上的電功率就越大(P1＝I2R1)，所以，當R2＝0時，等效電源內(nèi)阻最小(等于r，如圖乙所示)，R1獲得的電功率最大，故B項錯誤，

C項正確；討論電源的輸出功率時，

(R1＋R2)為外電阻，內(nèi)電阻

r恒定，由于題目沒有給出

R1和r

的具體數(shù)值，所以當

R2＝0時，電源輸出功率不一定最大，故

D項錯誤

.8.(多選)如圖8所示，已知電源的內(nèi)電阻為r，固定電阻R0＝r，可變電阻R的總阻值為2r，若滑動變阻器的滑片P由A端向B端滑動，則下列說法中正確的是()圖8電源的輸出功率由小變大固定電阻R0上消耗的電功率由小變大C.電源內(nèi)部的電壓即內(nèi)電壓由小變大D.滑動變阻器 R上消耗的電功率變小答案AB解析由閉合電路歐姆定律推出電源的輸出功率隨外電阻變化的規(guī)律表達式P出＝E2，根據(jù)上式作出P出－R外圖象如圖所示.R外－r24rR外當滑片P由A端向B端滑動時，外電路電阻的變化范圍是0～23r，由圖可知，當外電路電阻2選項A正確；R0是定值的純電阻，所以其消耗由0增加到r時，電源的輸出功率一直變大，3U2的電功率PR0＝R0，因全電路的總電壓即電源電動勢E一定，當滑動變阻器的滑片P由A端向B端滑動時，外電阻增大，總電流減小，內(nèi)電壓減小，外電壓升高，R0上消耗的電功率也一直增大，選項B正確，C錯誤；討論滑動變阻器R上消耗的電功率的變化情況時，可以把定值電阻R0當作電源內(nèi)電阻的一部分，即電源的等效內(nèi)電阻為r′＝rR0r＝2，這時滑動變r＋R0阻器R上消耗的電功率相當于外電路消耗的功率，即等效電源的輸出功率.隨著滑片P由A端向B端滑動，在R的阻值增大到r之前，滑動變阻器R上消耗的電功率是一直增大的；則2根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，當R＝r時，滑動變阻器R上消耗的電功率達到最大值，滑片P2再繼續(xù)向B端滑動，則滑動變阻器R上消耗的電功率就會逐漸減小，故選項D錯誤.9.(2018河·南開封質(zhì)檢)硅光電池是一種太陽能電池，具有低碳環(huán)保的優(yōu)點.如圖9所示，圖線a是該電池在某光照強度下路端電壓U和電流I的關系圖線(電池內(nèi)阻不是常數(shù))，圖線b是某電阻R的U－I圖線.在該光照強度下將它們組成閉合回路時，硅光電池的內(nèi)阻為()圖9A.8.0ΩB.10ΩC.12ΩD.12.5Ω答案A解析由閉合電路歐姆定律得U＝E－Ir，當I＝0時，E＝U，由圖線a與縱軸的交點讀出電3.6－2動勢為E＝3.6V.根據(jù)兩圖線交點處的狀態(tài)可知，電阻兩端的電壓為2V，則內(nèi)阻r＝0.2Ω8.0Ω，故A正確.10.(多選)如圖10所示，C1＝6μF，C2＝3μF，R1＝3Ω，R2＝6Ω，電源電動勢 E＝18V，內(nèi)阻不計，下列說法正確的是 ( )圖10A.開關S斷開時，a、b兩點電勢相等B.開關S閉合后，a、b兩點間的電流是2AC.開關S斷開時C1帶的電荷量比開關S閉合后D.不論開關 S斷開還是閉合， C1帶的電荷量總比

C1帶的電荷量大C2帶的電荷量大答案BC解析S斷開時外電路處于斷路狀態(tài)，兩電阻中均無電流通過，電阻兩端電勢相等，由題圖知a點電勢與電源負極電勢相等，而b點電勢與電源正極電勢相等，A錯誤.S斷開時兩電容器兩端電壓都等于電源電動勢，而C1＞C2，由Q＝CU知此時Q1＞Q2.當S閉合時，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＝E＝2A，此時兩電阻兩端電壓分別為R1＋R2U1＝IR1＝6V、U2＝IR2＝12V，則此時兩電容器所帶的電荷量分別為Q1′＝C1U1＝3.6×10－52′＝C22＝3.6×10－51來說，S閉合后