（人教版）2021年新高二物理暑假講義-第十九講 閉合電路歐姆定律

【暑假輔導(dǎo)班】2021年新高二物理暑假精品課程(人教版)

第十九講閉合電路歐姆定律

【基礎(chǔ)知識梳理】

1.基本概念、規(guī)律

-電動勢-*

閉￡=3

電源的電

合動勢和內(nèi)阻

電一內(nèi)阻~*%=/r

路閉合電路的電流跟電源的電動勢

歐L內(nèi)容.成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之

姆

定___I和成反比

律公式7=點(加于純電阻皿

L路端電壓fU=E-g=E，r

2.路端電壓與外電阻的關(guān)系

UTR_RR_/當(dāng)R增大時，U增大

一般情況R+r1+2

F

特殊情況當(dāng)外電路斷路時，/=0,U=E；當(dāng)外電路短路時，/短=：,u=o

3.路端電壓跟電流的關(guān)系

(1)關(guān)系式：U=E-Ir.

(2)用圖象表示如圖所示，其中縱軸截距為電動勢,橫軸截距為短路電流,斜率的絕對值為內(nèi)阻.

【模型考點剖析】

一、閉合電路的動態(tài)分析

閉合電路動態(tài)問題的分析方法

1.程序法

(1)分析電路，明確各部分電路的串、并聯(lián)關(guān)系及電流表或電壓表的測量對象;

(2)由局部電阻變化判斷總電阻的變化；

E

⑶由/=看;判斷總電流的變化；

⑷據(jù)U=E—〃判斷路端電壓的變化；

(5)由歐姆定律及串、并聯(lián)電路的規(guī)律判斷各部分的電路電壓及電流的變化.

2.結(jié)論法——“并同串反”

“并同”：是指某一電阻增大時，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大；某

一電阻減小時，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小.

“串反”：是指某一電阻增大時，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減??；某

一電阻減小時，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大.

二、閉合電路的功率

1.電源的總功率

P『EI；電源內(nèi)電阻消耗的功率P內(nèi)="內(nèi)/=/，；電源輸出功率P出

2.對于純電阻電路，電源的輸出功率

P出=伙=（需;}/?=與----,當(dāng)R=r時，，電源的輸出功率最大，其最大輸出功率為/=與.電源輸出

丫+4「

功率隨外電阻變化曲線如圖3所示.

3.電源的效率

指電源的輸出功率與電源的總功率之比，

即X100%=1X100%=-^X100%.

'P&IEE

r2oRi

對于純電阻電路，電源的效率〃=而=X100%=而X100%=--x100%,所以當(dāng)R增大時，效率〃

'"1+斤

提高.當(dāng)R=，?（電源有最大輸出功率）時，效率僅為50%,效率并不高.

三、含電容器電路的分析與計算

1.電路穩(wěn)定后，由于電容器所在支路無電流通過，此支路相當(dāng)于斷路，因此電容器兩極板間的電壓就等于

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，電容器兩極板間的電壓與其并聯(lián)電阻兩端的電壓相等.

3.電路的電流、電壓變化時，將會引起電容器的充（放）電.如果電容器兩端電壓升高，電容器將充電；如

果電壓降低，電容器將通過與它連接的電路放電.

4.根據(jù)公式（2=（：{/或AQ=CAU,求電荷量及其變化量.

【真題分項演練】

1.（2020.北京高考真題）圖甲表示某金屬絲的電阻/?隨攝氏溫度f變化的情況。把這段金屬絲與電池、電

流表串聯(lián)起來（圖乙），用這段金屬絲做測溫探頭，把電流表的刻度改為相應(yīng)的溫度刻度，就得到了一個

簡易溫度計。下列說法正確的是（）

A.乙應(yīng)標在電流較大的刻度上，且溫度與電流是線性關(guān)系

B.r八應(yīng)標在電流較大的刻度上，且溫度與電流是非線性關(guān)系

C.應(yīng)標在電流較大的刻度上，且溫度與電流是線性關(guān)系

D.fp應(yīng)標在電流較大的刻度上，且溫度與電流是非線性關(guān)系

【答案】B

【解析】

由甲圖可知，心點對應(yīng)的電阻阻值較小，由閉合電路歐姆定律知對應(yīng)電路中的電流較大，故心應(yīng)標在電流

較大的刻度匕而1點對應(yīng)的電阻阻值較大，由閉合電路歐姆定律知對應(yīng)電路中的電流較小，故攵應(yīng)標在

電流較小的刻度上；由圖甲得

R=Rg+kt

其中&為圖線的縱截距，由閉合電路歐姆定律得

1=~~--

R+R^+r

聯(lián)立解得

「E&+Rg+r

~klk

可知，與/是非線性關(guān)系，故B正確，ACD錯誤。

故選B。

2.（2020?全國高考真題）圖（a）所示的電路中，K與L間接一智能電源，用以控制電容器C兩端的電壓

Uc。如果Uc隨時間，的變化如圖（b）所示，則下列描述電阻R兩端電壓UR隨時間，變化的圖像中，正確

的是（）

【答案】A

【解析】

根據(jù)電容器的定義式C=,可知

Uc=2，t

'CC

結(jié)合圖像可知，圖像的斜率為器，則1:2s內(nèi)的電流兒與3?5s內(nèi)的電流，35關(guān)系為

，12=2,35

且兩段時間中的電流方向相反，根據(jù)歐姆定律，=巨可知R兩端電壓大小關(guān)系滿足

UR1A21Z=2“Agy

由于電流方向不同，所以電壓方向不同。

故選Ao

3.（2019?江蘇高考真題）如圖所示的電路中，電阻R=2。。斷開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（）

A.IQB.2cC.3CD.4c

【答案】A

【解析】

E

開關(guān)s斷開時有：七=3V,開s閉合時有：2=-R,其中H=2C，解得：r=lQ）

R+r

故A正確.

4.（2007?寧夏高考真題）在如圖所示的電路中，E為電源電動勢，/■為電源內(nèi)阻，R和R3均為定值電阻,

后為滑動變阻器.當(dāng)R2的滑動觸點在。端時合上開關(guān)S,此時三個電表Ai、A2和V的示數(shù)分別為h/2

和U.現(xiàn)將R2的滑動觸點向〃端移動，則三個電表示數(shù)的變化情況是

B./1減小，/2增大，U減小

C.增大，/2減小，。增大

D.八減小，/2不變，U減小

【答案】B

【解析】

&的滑動觸點向6端移動時，&減小，整個電路的總電阻減小，總電流增大，內(nèi)電壓增大，外電壓減小，

即電壓表示數(shù)減小，R3電壓增大，R、&并聯(lián)電壓減小，通過R的電流R減小，即Al示數(shù)減小，而總電

流/增大，則流過此的電流上增大，即A2示數(shù)增大.故A、C、D錯誤，B正確.

5.（2014?天津高考真題）如圖所示，電路中Ri、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.閉合電鍵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（）

A.增大Ri的阻值B.增大Rz的阻值

C.增大兩板間的距離D.斷開電鍵S

【答案】B

【解析】

試題分析：以油滴為研究對象進行受力分析可知，油滴靜止不動，所受電場力與重力平衡，即

.=磔=上寫，現(xiàn)欲使油滴仍能處于平衡狀態(tài)，則保證電場強度不發(fā)生變化即可，Ri的電壓不變即可，

iS"

題中R2沒有電流通過，故改變R2時時電路工作狀態(tài)無影響，所以選項B正確、A錯誤；而增大兩板間距

離時，電場強度減小，油滴下落，所以選項C錯誤；斷開電鍵S時，電容器與可變電阻構(gòu)成閉合回路，電

容器放電，油滴下落，所以選項D錯誤；

考點：閉合電路歐姆定律、平行板電容器

6.（2009?廣東高考真題）如圖所示，電動勢為E、內(nèi)阻不計的電源與三個燈泡和三個電阻相接，只合上開

關(guān)子,三個燈泡都能正常工作，如果再合上S2,則下列表述正確的是（）

B.Li上消耗的功率增大

C.通過用上的電流增大

D.通過用上的電流增大

【答案】C

【解析】

A.只合上開關(guān)Si,三個燈泡都能正常工作，再合上S2,并聯(lián)部分的電阻減小，外電路總電阻減小，根據(jù)

閉合電路歐姆定律得知，干路電流增大.由于電源的內(nèi)阻不計，電源的輸出功率P=EI,與電流成正比，則

電源輸出功率增大.故A錯誤.

B.由于并聯(lián)部分的電阻減小，根據(jù)串聯(lián)電路的特點，并聯(lián)部分分擔(dān)的電壓減小，L兩端的電壓減小，其消

耗的功率減小.故B錯誤.

C.再合上S2,外電路總電阻減小，干路電流增大，而Ri在干路中，通過Ri上的電流增大.故C正確.

D.并聯(lián)部分的電壓減小，通過R3上的電流將減小.故D錯誤.

7.（2011?海南高考真題）如圖，E為內(nèi)阻不能忽略的電池，R、&、R3為定值電阻，So、S為開關(guān)，V與

A分別為電壓表與電流表.初始時So與S均閉合，現(xiàn)將S斷開，則（）

A.V的讀數(shù)變大，A的讀數(shù)變小B.V的讀數(shù)變大，A的讀數(shù)變大

C.V的讀數(shù)變小，A的讀數(shù)變小D.V的讀數(shù)變小，A的讀數(shù)變大

【答案】B

【解析】

S斷開，相當(dāng)于電阻變大，則由閉合電路歐姆定律可得電路中總電流減小，故路端電壓增大，V的讀數(shù)變大;

把當(dāng)歸為內(nèi)阻，內(nèi)電壓減小，故當(dāng)中的電壓增大，由歐姆定律可知以中的電流也增大，電流表示數(shù)增大,

A.分析得V的讀數(shù)變大，A的讀數(shù)變大，故A錯誤；

B,分析得V的讀數(shù)變大，A的讀數(shù)變大，故B正確；

C.分析得V的讀數(shù)變大，A的讀數(shù)變大，故C錯誤；

D.分析得V的讀數(shù)變大，A的讀數(shù)變大，故D錯誤；

8.（2020.江蘇高考真題）某汽車的電源與啟動電機、車燈連接的簡化電路如圖所示。當(dāng)汽車啟動時，開關(guān)

S閉合，電機工作，車燈突然變暗，此時（)

車燈

E,r

A.車燈的電流變小B.路端電壓變小

C.電路的總電流變小D.電源的總功率變大

【答案】ABD

【解析】

A.開關(guān)閉合時，車燈變暗，故流過車燈的電流/燈變小，A正確；

B.電路的路端電壓為

。路=。燈―/燈R燈

/燈變小，路端電壓變小，B正確；

C.總電流即干路電流為

_"內(nèi)_七一"路

/干一------------------

u路減小，干路電流增大，C錯誤；

D.電源總功率為

%=EI干

/干增大，總功率變大，D正確。

故選ABD。

9.（2012.上海高考真題）直流電路如圖所示，在滑動變阻器的滑片P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(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】

當(dāng)滑動變阻器的滑片P向右移動時，接入電路的電阻變大，整個回路的電流變小，內(nèi)部消耗的功率P=/2「

定減小，C正確；總功率P=EI一定減小，A正確；而內(nèi)電壓降低，外電壓升高，電源的效率〃=旦=?■增

ElE

大，B正確；當(dāng)內(nèi)電阻等于外電阻時，輸出功率最大，此題中無法知道內(nèi)外電阻的關(guān)系，因此D不對

10.(2016?江蘇高考真題)如圖所示的電路中，電源電動勢為12V,內(nèi)阻為2C,四個電阻的阻值已在圖

中標出.閉合開關(guān)S,下列說法正確的有

A.路端電壓為10V

B.電源的總功率為10W

C.〃、〃間電壓的大小為5V

D.a、b間用導(dǎo)線連接后，電路的總電流為1A

【答案】AC

【解析】

20x20E12

外阻為R：R=-------Q=10Q,則/=-----=------A=1A,則外壓U=IR=10V,功率P=EI=12W,

20+20R+r10+2

則A正確,B錯誤；根據(jù)并聯(lián)電路的特點可求流過a、b電流均為0.5A,所以Ub；,=0.5x(15-5)=5V,故C正

15x5

確；a、b間用導(dǎo)線連接后，根據(jù)電路的連接可求外電路電阻為R=2x(-----)0=7.50,電流

15+5

E12

r=A?1.26A故D錯

R'+r7.5+2

【點睛】

考查串并聯(lián)電路電阻的求解及全電路歐姆定律，計算前要明確電路結(jié)構(gòu)是求解問題的關(guān)鍵；

11.(2014?上海高考真題)如圖，電路中定值電阻阻值R大于電源內(nèi)阻阻值r.將滑動變阻器滑片向下滑

動，理想電壓表X、VsV3示數(shù)變化量的絕對值分別為AV|、理想電流表示數(shù)變化量的絕

2AV2,AV3,A

對值A(chǔ)Z,則

B.匕的示數(shù)增大

C.AV?與△/的比值大于rD.△匕大于△匕

【答案】ACD

【解析】

A.滑動變阻器的滑片向下滑動，導(dǎo)致滑動變阻器阻值變小，由于電壓表斷路，定值電阻和滑動變阻器為串

聯(lián)，滑動變阻器阻值變小，總電阻變小，電源電動勢不變，總電流變大，即電流表示數(shù)變大，選項A對；

B.電壓表乂測量定值電阻R的電壓，電阻不變，總電流變大，所以電壓變大即匕示數(shù)增大.電壓表匕測

量定值電阻和滑動變阻器總電壓即路端電壓，示數(shù)變小，選項B錯；

D.電壓表匕測量滑動變阻器電壓，設(shè)電流增加量為△/，則根據(jù)△K=A/XR,AK=AZxr,所以

AV1>△匕，選項D對；

C.電壓表匕的變化量△匕=A/x（r+H）,所以等=（r+/?）>r，選項c對.

三、實驗題

12.（2021?湖南高考真題）某實驗小組需測定電池的電動勢和內(nèi)阻，器材有：一節(jié)待測電池、一個單刀雙

擲開關(guān)、一個定值電阻（阻值為&）、一個電流表（內(nèi)阻為此）、一根均勻電阻絲（電阻絲總阻值大于凡，

并配有可在電阻絲上移動的金屬夾）、導(dǎo)線若干。由于缺少刻度尺，無法測量電阻絲長度，但發(fā)現(xiàn)桌上有

一個圓形時鐘表盤。某同學(xué)提出將電阻絲繞在該表盤上，利用圓心角來表示接入電路的電阻絲長度。主要

實驗步驟如下：

（1）將器材如圖（a）連接:

電嚶金屬夾

O9

圖(b)圖(c)

圖(a)

（2）開關(guān)閉合前，金屬夾應(yīng)夾在電阻絲的端（填Z"或“”）；

（3）改變金屬夾的位置，閉合開關(guān)，記錄每次接入電路的電阻絲對應(yīng)的圓心角。和電流表示數(shù)/,得到多

組數(shù)據(jù)；

（4）整理數(shù)據(jù)并在坐標紙上描點繪圖，所得圖像如圖（b）所示，圖線斜率為左,與縱軸截距為d,設(shè)單

位角度對應(yīng)電阻絲的阻值為石，該電池電動勢和內(nèi)阻可表示為￡=，r=（用與、

&、k、d、4表示）

（5）為進一步確定結(jié)果，還需要測量單位角度對應(yīng)電阻絲的阻值%。利用現(xiàn)有器材設(shè)計實驗，在圖（c）

方框中畫出實驗電路圖（電阻絲用滑動變阻器符號表示）；

（6）利用測出的“，可得該電池的電動勢和內(nèi)阻。

【答案】b?華一飛一&

Kk

【解析】

（2）[1]開關(guān)閉合前，為了保護電路中的元件，應(yīng)將電阻絲的最大阻值接入電路，根據(jù)電阻定律R=「"可

3

知電阻絲接入越長，接入電阻越大，金屬夾應(yīng)夾在電阻絲的人端。

（4）[2]設(shè)圓心角為。時，電阻絲接入電路中的電阻為。石,根據(jù)閉合電路歐姆定律七=。+〃可知

E=/（&+凡+。石）+〃

整理得

1=功?&+&+廠

1一EE

結(jié)合圖象的斜率和截距滿足

E

解得電源電動勢和內(nèi)阻為

E1

k

亍一RA

（5）13］實驗器材中有定值電阻&和單刀雙擲開關(guān)，考慮使用等效法測量電阻絲電阻，如圖

原理的簡單說明：

①將開關(guān)置于凡位置，讀出電流表示數(shù)/。：

②將開關(guān)置于電阻絲處，調(diào)節(jié)電阻絲的角度，直到電流表示數(shù)為/。，讀出此時角度。；

③此時即可求得為的數(shù)值。

13.（2019,全國高考真題）某小組利用圖（a）所示的電路，研究硅二極管在恒定電流條件下的正向電壓U

與溫度f的關(guān)系，圖中VI和V2為理想電壓表；R為滑動變阻器，Ro為定值電阻（阻值100C）；S為開關(guān)，

E為電源.實驗中二極管置于控溫爐內(nèi)，控溫爐內(nèi)的溫度f由溫度計（圖中未畫出）測出.圖（b）是該小

組在恒定電流為50.0HA時得到的某硅二極管UY關(guān)系曲線.回答下列問題：

（1）實驗中，為保證流過二極管的電流為50.0pA,應(yīng)調(diào)節(jié)滑動變阻器R,使電壓表Vi的示數(shù)為。產(chǎn)mV；

根據(jù)圖（b）可知，當(dāng)控溫爐內(nèi)的溫度f升高時，硅二極管正向電阻（填“變大”或“變小”），電壓表

Vi示數(shù)（填"增大”或"減小”），此時應(yīng)將R的滑片向（填“A”或"B”）端移動，以使V示數(shù)仍為

l/i.

（2）由圖（b）可以看出U與，成線性關(guān)系，硅二極管可以作為測溫傳感器，該硅二極管的測溫靈敏度為

xlO-3V/℃（保留2位有效數(shù)字）.

Ar

【答案】5.00變小增大B2.8

【解析】

（1）U產(chǎn)/Ro=1000x50xlO-6A=5xl（y3v=5mV由R=?,/不變，溫度升高，U減小，故R減小;由于R

變小，總電阻減小，電流增大；&兩端電壓增大，即Vi表示數(shù)變大，只有增大電阻才能使電流減小，故滑

動變阻器向右調(diào)節(jié)，即向B端調(diào)節(jié).

△U

（2）由圖可知,=2.8x10-,V/℃

△t

14.（2011.山東高考真題）（1）某探究小組設(shè)計了“用一把尺子測定動摩擦因數(shù)”的實驗方案.如圖所示,

將一個小球和一個滑塊用細繩連接，跨在斜面上端.開始時小球和滑塊均靜止，剪斷細繩后，小球自由下

落，滑塊沿斜面下滑，可先后聽到小球落地和滑塊撞擊擋板的聲音，保持小球和滑塊釋放的位置不變，調(diào)

整擋板位置，重復(fù)以上操作，直到能同時聽到小球落地和滑塊撞擊擋板的聲音.用刻度尺測出小球下落的

高度H、滑塊釋放點與擋板處的高度差h和沿斜面運動的位移x.（空氣阻力對本實驗的影響可以忽略）

①滑塊沿斜面運動的加速度與重力加速度的比值為

②滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為.

③以下能引起實驗誤差的是.

a.滑塊的質(zhì)量

b.當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊拇笮?/p>

c.長度測量時的讀數(shù)誤差

d.小球落地和滑塊撞擊擋板不同時

（2）某同學(xué)利用圖甲所示電路，探究了電源在不同負載下的輸出功率.

①所得實驗數(shù)據(jù)如下圖，請在給出的直角坐標系上（見答題卡）畫出U-I的圖像.

尸Ak

②根據(jù)所畫。一/的

0.050.15

,____

圖像，可求得電流/=0.20A時電源的輸出功率為W.（保留兩位有效數(shù)）

③實驗完成后，該同學(xué)對實驗方案進行了反思，認為按圖甲電路進行實驗操作的過程中存在安全隱患，并

對電路重新設(shè)計.在圖乙所示的電路中，你認為既能測出電源在不同負載下的輸出功率，又能消除安全隱

患的是—.（Rx阻值未知）

【答案】0.37be

【解析】

分析：（1）由于同時聽到小球落地和滑塊撞擊擋板的聲音，說明小球和滑塊的運動時間相同，由勻加速運

動的位移時間公式和自由落體的位移時間公式即可求得加速度的比值；由牛頓第二定律及幾何關(guān)系即可求

得滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)；由卜i的數(shù)學(xué)表達式就可以知道能引起實驗誤差的因數(shù)，還要注意小球落地

和滑塊撞擊擋板不同時也會造成誤差：

（2）由圖可知：電流I=0.20A時，電源輸出電壓為1.85V,就可以求出電源的輸出功率.電路a當(dāng)滑動變

阻器滑動片滑動到最右端，電源短路，存在安全隱患；電路d電壓表測量的電源路端電壓，不能測出電源

在不同負載下的輸出功率，既能測出電源在不同負載下的輸出功率，又能消除安全隱患的是電路be.

解答：解：（1）①由于同時聽到小球落地和滑塊撞擊擋板的聲音，說明小球和滑塊的運動時間相同，

rhx=—at2H=—gt2：-=—；

22gH

②根據(jù)幾何關(guān)系可知：sina=〃，cosa=~

對滑塊由牛頓第二定律得：mgsina-nmgcosa=ma,R.a=紀，聯(lián)立方程解得口=（h-二）,.

HHylx2-h2

③由H得表達式可知，能引起實驗誤差的是長度x、h、H測量時的讀數(shù)誤差，同時要注意小球落地和滑塊

撞擊擋板不同時也會造成誤差，故第三小問選cd；

（2）①如題圖所示：

（"A

②電流I=0.20A0寸，電源輸出電壓為1.85V,電源的輸出功率為P=UI=1.85xO.2OW=O.37W.

③電路a當(dāng)滑動變阻器滑動片滑動到最右端，電源短路，存在安全隱患；電路d電壓表測量的電源路端電

壓，不能測出電源在不同負載下的輸出功率，既能測出電源在不同負載下的輸出功率，又能消除安全隱患

的是電路be.

故答案為（I）①二；②（h-匚）-7=^=十；③cd；（2）①如圖所示；②0.37；③be.

HHylx2-h2

點評：本題考查了勻加速直線運動和自由落體運動的基本公式，要求同學(xué)們能學(xué)會對實驗進行誤差分析,

并能根據(jù)題意設(shè)計或分析電路圖，要求較高.

四、解答題

15.（2018?北京高考真題）如圖1所示，用電動勢為從內(nèi)阻為廠的電源，向滑動變阻器R供電.改變變

阻器R的阻值，路端電壓U與電流/均隨之變化.

0"------------

圖2

（1）以。為縱坐標，/為橫坐標，在圖2中畫出變阻器阻值R變化過程中U-/圖像的示意圖，并說明U-/

圖像與兩坐標軸交點的物理意義.

（2）a.請在圖2畫好的U-/關(guān)系圖線上任取一點，畫出帶網(wǎng)格的圖形，以其面積表示此時電源的輸出功率;

b.請推導(dǎo)該電源對外電路能夠輸出的最大電功率及條件.

（3）請寫出電源電動勢定義式，并結(jié)合能量守恒定律證明：電源電動勢在數(shù)值上等于內(nèi)、外電路電勢降落

之和.

【答案】（1）U-/圖象如圖所示：

圖象與縱軸交點的坐標值為電源電動勢，與橫軸交點的坐標值為短路電流

（2）a如圖所示

（3）見解析

【解析】

（1）U-/圖像如圖所示,

其中圖像勺縱軸交點的坐標值為電源電動勢，與橫軸交點的坐標值為短路電流

(2)a.如圖所示

p—『R一(")2R_E

b.電源輸出的電功率：(R+J?/

R+2r+——

R

當(dāng)外電路電阻R=r時，電源輸出的電功率最大，為匕?=互

4r

(3)電動勢定義式：后=電蟹也

q

根據(jù)能量守恒定律，在圖1所示電路中，非靜電力做功卬產(chǎn)生的電能等于在外電路和內(nèi)電路產(chǎn)生的電熱,

即

W=I-rt+I-Rt=lrq+lRq

E=Ir+IR=l/內(nèi)+U外

本題答案是：(1)U-/圖像如圖所示，

其中圖像與縱軸交點的坐標值為電源電動勢，與橫軸交點的坐標值為短路電流

(2)a.如圖所示

當(dāng)外電路電阻R=r時，電源輸出的電功率最大，為匕?=7

（3）E=U內(nèi)+U外

點睛：運用數(shù)學(xué)知識結(jié)合電路求出回路中最大輸出功率的表達式，并求出當(dāng)R=，?時，輸出功率最大.

【分類過關(guān)檢測】

一、多選題

1.（2020?江蘇省木瀆高級中學(xué)高一月考）在如圖所示的電路中，Ri=10C,R2=8C,當(dāng)〃、人兩點間接理想

電流表時，其讀數(shù)為0.5A,當(dāng)外兩點間接理想電壓表時，其讀數(shù)為2.5V,則該電源的電動勢和內(nèi)電阻分

別為（）

—??—

ab

口1」

A.E=2.5VB.￡=5VC./=1QD.r=2C

【答案】BD

【解析】

當(dāng)。、〃兩點間接理想電流表時.，與被理想電流表短路，根據(jù)閉合電路的歐姆定律有

E

-------=0.5A

r+/?2

當(dāng)ab兩點間接理想電壓表時，電壓表讀數(shù)即為&兩端電壓，可得

E

------------R.=2.5V

r+/?|+/?2

聯(lián)立兩式解得

￡=5V

r=2Q

故選BD?

2.（2020?江蘇蘇州市?蘇州中學(xué)高二月考）如圖所示，電路中電源電動勢為E,內(nèi)阻為r,C為電容器，L

為小燈泡，合為定值電阻，足為光敏電阻（隨光照強度增大阻值減?。?，閉合電鍵，小燈泡能正常發(fā)光。

現(xiàn)增大照射光的強度，增大照射光的強度前后理想電壓表V2、V3示數(shù)變化量的絕對值分別為△3、AS、

A173,理想電流表A示數(shù)變化量的絕對值為△/,不考慮燈絲電阻變化，則（）

L%

A.電源的輸出功率一定增大

B.燈泡亮度變亮

【答案】BC

【解析】

A.設(shè)回路中外電阻為凡則電源的輸出功率為

根據(jù)數(shù)學(xué)知識可知，當(dāng)/?>/■時，尸隨R的增大而減??；當(dāng)時，。隨R的增大而增大。增大照射光強

度后，R減小，但由于R與7?大小關(guān)系未知，所以電源的輸出功率不一定增大，故A錯誤；

B.增大照射光強度后，/?減小，回路中電流增大，所以燈泡亮度變亮，故B正確；

CD.根據(jù)歐姆定律可得

U\=嗎

根據(jù)閉合電路歐姆定律可得

U,=E-Ir

t/3=E-/(r+/?1)

所以

△4

可知生、包“和繳均保持不變，故C正確，D錯誤。

MM△/

故選BC。

3.（2021?浙江舟山市?高二期末）如圖所示，電源電動勢為E,內(nèi)阻為r,R是定值電阻，熱敏電阻&的阻

值隨溫度的降低而增大，C是平行板電容器，電路中的電表均為理想電表。閉合開關(guān)S,帶電液滴剛好靜止

在C內(nèi)。分別用/、Q、力和4表示電流表A、電壓表Y、電壓表V2和電壓表V3的示數(shù)，用△/、MJ、、

AU2和AU3表示電流表A、電壓表V1、電壓表V2和電壓表K的示數(shù)變化量的絕對值。當(dāng)溫度降低時，關(guān)

于該電路工作狀態(tài)的變化，下列說法正確的是（）

A.4、牛、（，一定都不變

C.帶電液滴一定向下加速運動熱敏電阻弓的功率可能一直減小

【答案】BD

【解析】

A.根據(jù)電路知識知，V3測路端電壓，V2測熱敏電阻Rr的電壓，VI測定值電阻R的電壓；根據(jù)歐姆定律可

得

在溫度降低的過程中，熱敏電阻的阻值增大，牛不變，牛和（，增大，A錯誤;

B.根據(jù)歐姆定律可得

保持不變

根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得

U2=E-l(r+R)

得

保持不變

根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得

U3=E-Ir

不變，B正確；

C.帶電液滴在平行板中受到向上的電場力和向下的重力處于平衡狀態(tài)，在溫度降低的過程，熱敏電阻吊

阻值變大，回路中電流變小，路端電壓增大，由于流過定值電阻R的電流變小，所以分的電壓也就變小，

而路端電壓增大，故V2讀數(shù)增大，平行板間的電場強度也增大，導(dǎo)致帶電液滴向上運動，C錯誤；

D.在溫度降低的過程，熱敏電阻Rr阻值變大，回路中電流變小，根據(jù)

2

P=IRT

熱敏電阻的功率可能一宜減小，D正確。

故選BD。

4.（2020.莆田華僑中學(xué)高二期中）在如圖所示的U—/圖像中，直線I為某一電源的路端電壓與電流的關(guān)

系圖像，直線II為某一電阻R的伏安特性曲線。用該電源直接與電阻R相連組成閉合電路。則（）

A.電源的電動勢為3V

B.電源的內(nèi)阻為2。

C.電源的工作效率為75%

D.電路消耗的總功率為6W

【答案】AD

【解析】

A.根據(jù)閉合電路歐姆定律得

U=E-lr

當(dāng)/=0時

U=E

則由圖I讀出電源的電動勢

E=3V

A正確；

B.內(nèi)阻等于圖線的斜率大小，則

r=—=-Q=0.6Q

M5

B錯誤；

C.兩圖線的交點表示該電源直接與電阻R相連組成閉合電路時工作狀態(tài)，由圖讀出路端電壓U=2V,電路

中電流/=2A,則電源的效率

=—x100%?66.7%

/7EI

C錯誤；

D.電路消耗的總功率

P=￡7=3X2W=6W

D正確。

故選AD。

5.（2020?莆田華僑中學(xué)高二期中）在如圖所示的電路中，電源電動勢為E、內(nèi)電阻為r,C為電容器，Ro

為定值電阻，R為滑動變阻器。開關(guān)閉合后，燈泡L能正常發(fā)光。當(dāng)滑動變阻器的滑片向右移動時?，下列

判斷正確的是（）

C.電容器c的電量將增加

D.電容器C的電壓將不變

【答案】AC

【解析】

AB.當(dāng)滑動變阻器的滑片向右移動時，滑動變阻器的電阻值增大，外電阻增大，根據(jù)閉合電路的歐姆定律,

通過燈泡的電流減小，燈泡L將變暗，B錯誤A正確；

CD.當(dāng)滑動變阻器的滑片向右移動時;滑動變阻器的電阻值增大，外電阻增大，外電壓增大，則電容器兩

端的電壓增大，根據(jù)

u

C的電量將增加，D錯誤C正確。

故選AC。

二、單選題

6.（2020.江蘇蘇州市.蘇州中學(xué)高二月考）如圖所示的電路中，電源電動勢為12V,內(nèi)阻為2C,四個電阻

的阻值己在圖中標出，閉合開關(guān)S,下列說法正確的有（）

A.路端電壓為10V

B.電源的總功率為10W

C.6間電壓的大小為6V

D.db間用導(dǎo)線連接后，電路的總電流為1A

【答案】A

【解析】

A.根據(jù)電阻的串并聯(lián)規(guī)律可知電路的外電阻為

R=20-20c=i0c

20+20

根據(jù)閉合電路歐姆定律可知路端電壓為

ER

U=------=10V

R+r

故A正確;

B.電源的總功率為

E2

P=------=12W

R+r

故B錯誤；

C.規(guī)定電源負極為電勢零點，則“點電勢為

(p=U--U=2.5V

04

b點電勢為

微=U」U=7.5V

b4

所以4、〃間電壓的大小為

故C錯誤；

D./b間用導(dǎo)線連接后，根據(jù)電阻的串并聯(lián)規(guī)律可知電路外電阻為

/?=2xl^Q=7.5Q

15+5

根據(jù)閉合電路歐姆定律可知電路的總電流為

E

/=—=—?1.26A

R'+r

故D錯誤。

故選Ao

7.（2021?浙江舟山市?高二期末）機器人的使用提高了工作效率，將人們從繁重的生產(chǎn)勞動中解放出來。

如圖所示，款微型機器人的直流電動機額定電壓為U,額定電流為/,線圈電阻為R,將它接在電動勢為區(qū)

內(nèi)阻為r的直流電源的兩極間，電動機恰好能正常工作。下列說法正確的是（）

A.電動機消耗的總功率為E7

B.電源的效率為三E一-lLrx1()0%

E

C.電源的輸出功率為

D.若用該機器人豎直提升質(zhì)量為，〃的重物，則重物穩(wěn)定后的速度為"

mg

【答案】B

【解析】

A.電動機正常工作，其額定電壓為U,通過的電流為/,則電動機消耗的總功率為

P「U1

A錯誤；

B.根據(jù)

E=U+Ir

電源的效率

B正確；

C.電源的輸出功率等于電動機的輸入功率，即為

C錯誤；

D.電動機的熱功率

W=

重物穩(wěn)定后電動機的輸出功率

珠=UI-I2R=mgv

解得

Ul-I-R

v=-------------

"吆

D錯誤。

故選B。

8.（2021?浙江溫州市?高二期末）如圖甲是用氣敏電阻改裝的酒精含量測試儀電路圖，測試儀用以測試汽

車司機是否酒駕，與為定值電阻，R2為氣敏電阻。R2的阻值隨酒精氣體濃度的變化曲線如圖乙，電源電

動勢保持不變。若測試對象呼出的氣體中酒精氣體濃度越大，則（）

A.測試儀中電壓表的示數(shù)越小B.測試儀中電流表的示數(shù)越小

C.電路消耗的總功率越大D.電壓表與電流表示數(shù)的比值越小

【答案】B

【解析】

AB.山圖乙可知，酒精濃度越大，氣敏電阻阻值越大，所以電路中的總電阻越大，根據(jù)閉合電路歐姆定律

可知，電路中的電流就越小，即電流表示數(shù)越小。根據(jù)閉合電路歐姆定律

U=E-I（^+r）

可得氣敏電阻兩端電壓就越大，電壓表示數(shù)就越大，A錯誤B正確；

C.電路消耗的總功率為

P=EI

由上面的分析可知酒精濃度越大，電路中的電流越小，電路消耗的總功率越小，C錯誤；

D.壓表與電流表示數(shù)的比值表示氣敏電阻的阻值大小，因為酒精濃度越大，氣敏電阻阻值就越大，所以電

壓表與電流表示數(shù)的比值就越大，D錯誤。

故選B。

9.（2021?江蘇宿遷市?高一期末）交警使用的某型號酒精測試儀如圖甲，其工作原理如圖乙所示，傳感器

電阻R的電阻值隨酒精氣體濃度的增大而減小，電源的電動勢為E、內(nèi)阻為r,電路中的電表均為理想電表,

且％當(dāng)一位酒駕駕駛員對著測試儀吹氣時，下列說法中正確的是（)

A.電壓表的示數(shù)減小，電流表的示數(shù)減小

B.電壓表的示數(shù)增大，電流表的示數(shù)減小

C.電源對外輸出功率減小

D.電壓表示數(shù)變化量bU與電流表示數(shù)變化量AZ的絕對值之比不變

【答案】D

【解析】

AB.當(dāng)酒駕駕駛員對著測試儀吹氣時，傳感器電阻減小，電路中電流增大，內(nèi)電阻及凡上的電壓增大，則

傳感器電阻上的電壓減小，電壓表示數(shù)減小。AB錯誤；

C.當(dāng)內(nèi)外電阻相等時，電源輸出功率最大，當(dāng)傳感器電阻減小時，外電阻阻值接近內(nèi)電阻，所以電源輸出

功率變大。C錯誤；

D.根據(jù)閉合電路的歐姆定律得

U=-I（&+r）+E

則有

即比值不變。D正確。

故選D。

10.（2021?江蘇南通市?高一期末）汽車胎壓監(jiān)測的簡化電路如圖所示，Ri、&為定值電阻，島為壓敏電阻,

胎內(nèi)氣壓越大其電阻越小，監(jiān)測R。兩端的電壓可判斷胎壓是否正常。如果輪胎漏氣，則（）

A.電壓表的示數(shù)增大

B.路端電壓減小

C.4中的電流增大

D.R2中的電流減小

【答案】A

【解析】

AD.如果輪胎漏氣，輪胎內(nèi)氣體的壓強減小，壓敏電阻的阻值增大，根據(jù)串反并同規(guī)律，與壓敏電阻并聯(lián)

的電壓表的讀數(shù)增大，與壓敏電阻并聯(lián)的&的電流增大，A正確，D錯誤；

C.如果輪胎漏氣，輪胎內(nèi)氣體的壓強減小，壓敏電阻的阻值增大，根據(jù)串反并同規(guī)律，與壓敏電阻串聯(lián)的

體的電流減小，C錯誤；

B.根據(jù)閉合電路歐姆定律

U=E-Ir

如果輪胎漏氣，輪胎內(nèi)氣體的壓強減小，壓敏電阻的阻值增大，總電阻增大，總電流減小，路端電壓增大,

B錯誤。

故選A。

11.（2021.浙江寧波市?高二期末）如圖所示，用和凡是材料相同、厚度相同、上下表面都為正方形的導(dǎo)

體，但號的尺寸比尺2大得多，把它們分別連接在如圖所示的電路的48兩端，接飛時電壓表的讀數(shù)為G,

電源的輸出功率為片，接此時電壓表的讀數(shù)為。2，電源的輸出功率為鳥，則下列判斷正確的是（）

A.&<R-,B./?,>/?,C.U[=U?D.PX>P2

【答案】C

【解析】

AB.設(shè)正方向的邊長為“，則導(dǎo)體的電阻

DLap

R=p-=p—=—

Sadd

由兩導(dǎo)體的夕與d相同，則兩導(dǎo)體的電阻相等，即

故AB錯誤；

CD.導(dǎo)體接入電路中，電壓表示數(shù)

E

U=IR=------R

R+r

由于電源電動勢E,內(nèi)阻心導(dǎo)體電阻R相同，則電壓表示數(shù)U相同，由

P上

R

可得功率相同，故C正確，D錯誤。

故選C。

12.（2021?江蘇徐州市?高一期末）如圖所示，電源電動勢為E、內(nèi)阻為r,電阻Q=2r,滑動變阻器的最大

阻值R=5r,最初滑動變阻器的滑片處于b端，則當(dāng)滑動變阻器的滑片緩慢向a端滑動時（）

Er

LYp

?（V）口凡

—TJ

aRb

A.電流表示數(shù)逐漸減小

B.電壓表示數(shù)逐漸減小

C.滑動變阻器消耗的電功率先增大后減小

D.當(dāng)滑動變阻器的電阻R=3r時，電阻e的功率最大

【答案】C

【解析】

AB.當(dāng)滑動變阻器的滑片緩慢向〃端滑動時，阻值減小，總電阻減小，則電流變大，即電流表示數(shù)逐漸變

大，尺上的電壓變大，則電壓表示數(shù)逐漸變大，選項AB錯誤；

C.將電阻