電路與恒定電流-2023年高考物理復(fù)習(xí)練（上海）（解析版）

重難點10電路與恒定電流

知識梳理

一、電流、電源的概念

1.電源的作用：維持電路兩端的電勢差，使電路中保持持續(xù)的電流.

2.恒定電場：由穩(wěn)定分布的電荷所產(chǎn)生的穩(wěn)定的電場.

3.恒定電流：大小和方向都不隨時間變化的電流.

4.電流

（1）定義：自由電荷的定向移動形成電流.

（2）方向：規(guī)定為正電荷定向移動的方向.

（3）三個公式

①定義式：I=";②決定式：I="^;③微觀式：I=nvqS.

tR

（n為導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)；q為自由電荷的電荷量；S為導(dǎo)體橫截面積;

V為自由電荷定向移動的速度）

注意：（1）1=幺是電流的定義式，是普遍適用的.電流的微觀表達式I=nvqS就

t

是由該定義式推得的.

（2）應(yīng)用電流的微觀表達式時，要注意區(qū)分三種速率：

①電子定向移動速率：一般比較小，速率數(shù)量級為1（/5m/s；

②電子熱運動的速率：電子不停地做無規(guī)則熱運動的速率，速率數(shù)量級約為105m∕s;

③電流傳導(dǎo)速率：等于光速，為3.0xl（）8m∕s.

二、歐姆定律及其應(yīng)用

歐姆定律

1.內(nèi)容：導(dǎo)體中的電流I跟導(dǎo)體兩端的電壓U成正比，跟它的電阻R成反比.

2.表達式：I=S

R

3.適用條件：適用于金屬和電解液導(dǎo)電，氣體導(dǎo)電和半導(dǎo)體元件不適用.

4.導(dǎo)體的伏安特性曲線：用橫軸表示電壓U,縱軸表示電流I,畫出的I-U關(guān)系圖

線.

（1）線性元件：伏安特性曲線是直線的電學(xué)元件，適用于歐姆定律.

(2)非線性元件：伏安特性曲線為曲線的電學(xué)元件，即非線性元件的電流與電壓不

成正比.

歐姆定律不同表達式的物理意義

(1)I=Z是歐姆定律的數(shù)學(xué)表達式，表示通過導(dǎo)體的電流I與電壓U成正比，與

R

電阻R成反比.

(2)公式R=。■是電阻的定義式，它表明了一種測量電阻的方法

不能錯誤地認(rèn)

為“電阻跟電壓成正比，跟電流成反比”.

對伏安特性曲線的理解

(1)如圖，圖線a、b表示線性元件，圖線c、d表示非線性元件.

(2)圖象的斜率表示電阻的倒數(shù)，斜率越大，電阻越小，故Ra<Rb(如圖甲所示).

(3)圖線C的電阻減小，圖線d的電阻增大(如圖乙所示).

(4)伏安特性曲線上每一點的電壓坐標(biāo)與電流坐標(biāo)的比值對應(yīng)這一狀態(tài)下的電阻.

深化拓展

(1)在I-U曲線上某點切線的斜率不是電阻的倒數(shù).

(2)要區(qū)分是I-U圖線還是U-I圖線.

(3)對線性元件：R=-=—；對非線性元件：R≠^≠ΔK.應(yīng)注意，線性元

IMIM

件不同狀態(tài)時比值不變，非線性元件不同狀態(tài)時比值不同.

歐姆定律I='的使用

R

對于純電阻，適合歐姆定律，即純電阻兩端的電壓滿足U=IR.

對于非純電阻，不適合歐姆定律，因P電=Ul=P熱+Pj鼬=FR+P其他，所以UI>I2R,

即非純電阻兩端的電壓滿足U>IR.

三、電阻定律

1.電阻定律(1)內(nèi)容：同種材料的導(dǎo)體，其電阻跟它的長度成正比，與它的橫截

面積成反比，導(dǎo)體的電阻還與構(gòu)成它的材料有關(guān).

(2)表達式：R=/?-.

S

2.電阻率

(1)計算式：P=—.

L

(2)物理意義：反映導(dǎo)體的導(dǎo)電性能，是導(dǎo)體材料本身的屬性.

四、電功和電功率

1.電功

(1)電功：電路中電場力移動電荷做的功.

(2)公式：W=qU=IUt.

(3)實質(zhì)：電能轉(zhuǎn)化成其他形式能的過程.

2.電功率

(1)定義：單位時間內(nèi)電流做的功，表示電流做功的快慢.

W

(2)公式：P=-=IU.

3.電熱：電流流過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量.由焦耳定律來計算，Q=I2Rt.

4.熱功率：單位時間內(nèi)的發(fā)熱量，表達式為：P=I2R.

電功與電熱、電功率與熱功率的理解

純電阻電路非純電阻電路

實例白熾燈、電爐、電飯鍋、電熱毯、電動機、電解槽、日光燈等

電熨斗及轉(zhuǎn)子被卡住的電動機等

W=UIt=qU,Q=I2Rt

W=Ult=qU、Q=I2Rt=?t

電功與電熱W>Q

W=Q

電功率與,U2P電=ULP熱=FR

P電=UI,P熱=產(chǎn)R=——

熱功率RP電>P熱

P電=P熱

電功和電熱的處理方法

無論在純電阻電路還是在非純電阻電路中，發(fā)熱功率都是Fr.處理非純電阻電路的

計算問題時，要善于從能量轉(zhuǎn)化的角度出發(fā)，緊緊圍繞能量守恒定律，利用“電功=

電熱+其他能量''尋找等量關(guān)系求解.

五、電源的電動勢及內(nèi)阻

1.電動勢

（I）電源：電源是通過非靜電力做功把其它形式的能轉(zhuǎn)化成電勢能的裝置.

（2）電動勢：非靜電力搬運電荷所做的功與搬運的電荷量的比值，E=上UZ，單位:

q

V（伏特）.

（3）電動勢的物理含義：電動勢表示電源把其它形式的能轉(zhuǎn)化成電勢能本領(lǐng)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)部也是由導(dǎo)體組成的，也有電阻r,叫做電源的內(nèi)阻，它是電源的

另一重要參數(shù).

六、閉合電路的歐姆定律

1.閉合電路歐姆定律

（1）內(nèi)容：閉合電路里的電流跟電源的電動勢成正比，跟內(nèi)、外電阻之和成反比。

（2）公式：①I=-J（只適用于純電阻電路）；②E=U/+Ir（適用于所有電路）。

R+r

2.路端電壓與外電阻的關(guān)系：

U=IR=-^R=S-

一般情況R+ri+鼻

當(dāng)R增大時，U增大

特殊情況（1）當(dāng)外電路斷路時，1=0,U=E

E

（2）當(dāng)外電路短路時，ISi=￡,U=O

r

七、電路的動態(tài)分析

1.判定總電阻變化情況的規(guī)律

（1）當(dāng)外電路的任何一個電阻增大（或減小）時，電路的總電阻一定增大（或減?。?/p>

（2）若開關(guān)的通、斷使串聯(lián)的用電器增多時，電路的總電阻增大；若開關(guān)的通、斷

使并聯(lián)的支路增多時，電路的總電阻減小。

（3）如圖所示分壓電路中，滑動變阻器可視為由兩段電阻構(gòu)成，其中一段R升與用

電器并聯(lián)，另一段R串與并聯(lián)部分串聯(lián)。A、B兩端的總電阻與R小的變化趨勢一致。

A.

2.分析思路

確定局分析總分析總電戰(zhàn)后分析局

的

部電阻電阻流、路端部電壓、電

變化

的變化電壓的變化流的變化

八、閉合電路歐姆定律的應(yīng)用及電源的功率

總功率AJE

=P山+p內(nèi)

當(dāng)R=時

九、電源的U-I圖象的應(yīng)用

1.根據(jù)U=E-Ir可知，電源的U-I圖線是如圖所示的一條傾斜的直線。

（1）直線斜率的絕對值表示電源的電阻r,縱軸的截距為電源電動勢E。

（2）直線上任何一點A與原點O的連線的斜率表示對應(yīng)的外電路電阻Ro

（3）圖線上每一點的坐標(biāo)的乘積為對應(yīng)情況下電源的輸出功率，對于圖中的A點

有PA=UAIAO

2.對于U-I圖線中縱坐標(biāo)（U）不從零開始的情況，圖線與橫坐標(biāo)的交點坐標(biāo)小

于短路電流，但直線斜率的絕對值仍等于電源的內(nèi)阻。

十、路端電壓和負(fù)載的關(guān)系

討論對給定的電源，E、r為定值，外電阻變化時，電路中的電流、路端電壓的變化.

1.當(dāng)外電路的電阻R增大時，根據(jù)I=」一可知電路中的電流I減小，由于內(nèi)壓U

R+r

內(nèi)=Ir所以內(nèi)壓減小，而E=U內(nèi)+U外即外壓（路端電壓）增加.當(dāng)外阻增加至無窮

大時，外電路斷路，此時1=0,U內(nèi)=0,U=Eo即當(dāng)電源沒有接入電路時兩極間的

電壓等于電源的電動勢.電壓表測電動勢就是利用了這一原理.

F

電路的電阻R減小時，根據(jù)I=—￡一可知電路中的電流I增大，由于內(nèi)壓U內(nèi)=Ir

所以內(nèi)壓增大，而E=U內(nèi)+U外即外壓（路端電壓）減小.當(dāng)外阻減小至最小零時,

F

外電路短路，此時U=O,I=-（I稱短路電流）即當(dāng)外電路短路時，外壓為零，

短路電流很大，容易將電路燒毀.

②圖象表示：電源的伏安特性曲線（路端電壓U隨電流I變化的圖象）

圖象的函數(shù)表達：U=E-Ir

當(dāng)外電路斷路時：（即RTOO,1=0）,縱軸上的截距表示電源的電動勢E（E=U端）

當(dāng)外電路短路時：（R=0,U=O）,橫坐標(biāo)的截距表示電源的短路電流I短=E/r；

圖線的斜率：的絕對值為電源的內(nèi)電阻.

某點縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)值的乘積：為電源的輸出功率，在圖中的那塊矩形的“面積”表

示電源的輸出功率。

該直線上任意一點與原點連線的斜率：表示該狀態(tài)時外電阻的大小；當(dāng)U=E∕2（即

R=r）時，P出最大.η=50%

注意：坐標(biāo)原點是否都從零開始：若縱坐標(biāo)上的取值不從零開始取，則該截距不表

示短路電流.

③電源的外特性曲線和導(dǎo)體的伏安特性曲線

（I）電源的外特性曲線：

在電源的電動勢E和內(nèi)阻r一定的條件下，通過改變外電路的電阻R使路端電壓U

隨電流I變化的圖線，遵循閉合電路歐姆定律.U=E-Ir,圖線與縱軸的截距表示

電動勢E,斜率的絕對值表示內(nèi)阻r.

（II）導(dǎo)體的伏安特性曲線：在給定導(dǎo)體（電阻R）的條件下，通過改變加在導(dǎo)體

兩端的電壓而得到的電流I隨電壓U變化的圖線；遵循部分電路歐姆定律1=4,

圖線斜率的倒數(shù)值表示導(dǎo)體的電阻R.

圖中a為電源的U-I圖象；b為外電阻的U-I圖象；兩者的圖象；兩者的交點坐

標(biāo)表示該電阻接入電路時電路的總電流和路端電壓；該點和原點之間的矩形的面積

表示輸出功率；a的斜率的絕對值表示內(nèi)阻大小；b的斜率的絕對值表示外電阻的大

??；當(dāng)兩個斜率相等時（即內(nèi)、外電阻相等時圖中矩形面積最大，即輸出功率最大

（可以看出當(dāng)時路端電壓是電動勢的一半，電流是最大電流的一半）.

命題趨勢

電路與恒定電流這部分內(nèi)容，相對力學(xué)和電磁學(xué)，較為獨立。要么是較為深刻地考

查閉合電路歐姆定律、動態(tài)電路分析、電功率和圖像等問題，要么是與能量、電磁

感應(yīng)等結(jié)合在一起考查，較為綜合。整體而言，有了初中電路的基礎(chǔ)，結(jié)合電動勢、

內(nèi)阻、功率、電磁感應(yīng)定律等，多加練習(xí)，難度不會太大。所涉及的實驗有“用DIS

測定電源的電動勢和內(nèi)阻”和“測定直流電動機的效率”，將由專題講義展開。

，限時檢測］

（建議用時：60分鐘）

一、單選題

1.如圖所示電路，在滑動變阻器的滑片P向上端滑動過程中，電壓表、電流表的示數(shù)變化

A.兩電表示數(shù)都增大B.兩電表示數(shù)都減少

C.電壓表示數(shù)減少，電流表示數(shù)增大D.電壓表示數(shù)增大，電流表示數(shù)減少

【答案】D

【詳解】當(dāng)滑動變阻器的滑片P向。端滑動時，接入電路的電阻增大，外電路總電阻RM增

大，總電流/減少，電壓表讀數(shù)

U=E-I(r+Rl)

可知U增大，即電壓表讀數(shù)增大，流過&的電流為

&

可知/2增大，電流表的讀數(shù)

葭=ITl

則電流表示數(shù)將減少。故選D。

2.電池甲和乙的電動勢分別為片和反，內(nèi)電阻分別為彳和弓。用甲、乙電池分別向某個電

阻R供電，則在這個電阻上所消耗的電功率相同。若用甲、乙電池分別向某個電阻R'供電，

則在R'上消耗的電功率分別為6和6，路端電壓分別為G和U2,電源的效率分別為〃和%,

已知El>后2，Rf>R,則()

A.η<r2B.Pt<P2C.U↑<^2D.ηl<η2

【答案】D

【詳解】A.根據(jù)電功率和閉合電路歐姆定律可得

因為片>6，電阻消耗功率相同，所以4>々，故A錯誤；

BC.根據(jù)題意畫出兩電源閉合電路歐姆定律圖像

圖像交點表示電路接入電源中的實際電流和電壓，則可得

Ul>u2

6>g

故BC錯誤；

D.電源效率為

211

H=I---R--'--------=R--------=--------

2,

Z(r+Λ)R'+r1+_L

R,

因為4>4，所以/<“，故D正確。故選D。

3.在如圖所示的電路中，E為電源電動勢，廠為電源內(nèi)阻，&和%均為定值電阻，&為滑

動變阻器，已知Rl的總阻值大于R?,4=&=乙合上開關(guān)s,V示數(shù)為U,Al和A2示數(shù)

分別為L、/2,現(xiàn)將Rl的滑動觸點由最左端向右端移動的過程中，則下列判斷正確的是()

A.U先減小后增大，八先減小后增大

B.U先增大后減小，L一直增大

C.U的變化量與I2變化量的比值的絕對值先變大后變小

D.U與人的乘積先增大后減小

【答案】B

【詳解】A.設(shè)Rl的滑動觸點向右移動后和電阻&串聯(lián)的阻值為《，則并聯(lián)電路總電阻為

Rr+凡_r_(R-&-1)2

(K-/?、)(&+Rr)(K-RJ(∕?+R,)"」+2('2)

“ΛI+Λ2Ri+rRt+r

滑動觸點由最左端向右端移動的過程中，尺逐漸增大，并聯(lián)電路總電阻先增大后減小，電

路的總電阻先增大后減小，根據(jù)閉合電路歐姆定律

可知電路的總電流先減小后增大，即A2示數(shù)人先減小后增大，根據(jù)路端電壓公式

U=E-I2r

路端電壓先增大后減小，即V示數(shù)U先增大后減小，故A錯誤；

B.并聯(lián)電路兩端的電壓為

Ujt=E-I2(r+Ri)=E-2I2r

可知道并聯(lián)電路兩端的電壓先增大后減小，當(dāng)并聯(lián)電路電壓增大時，與Al串聯(lián)的電阻減小，

電流L增大；當(dāng)并聯(lián)電路電壓減小時，總電流逐漸增大，通過此電流減小，則A2示數(shù)L增

大，故電流。一直增大，故B正確；

C.根據(jù)上述公式有

AU=-?∕2r

即

絲=,

所以。的變化量與A變化量的比值的絕對值不變，故C錯誤；

D.U與A的乘積等于電源的輸出功率，由于&=6=乙外電路的總電阻大于人且外電路

的總電阻先增大后減小，所以U與人的乘積先減小后增大，故D錯誤。故選B。

4.如圖，電源電動勢恒定且內(nèi)阻不可忽略，K/、R2、R3為定值電阻，以為滑動變阻器，圖

中均為理想電表。閉合電鍵后，//、/2分別表示兩個電流表的示數(shù)，5、U2、S分別表示三

個電壓表的示數(shù)。現(xiàn)將舊的滑片稍向上滑動，A/hA/2分別表示兩個電流表示數(shù)變化量的絕

對值，AU/、AS、AS分別表示三個電壓表示數(shù)變化量的絕對值，以下正確的是()

A.%變小B.大于A4

U一ΔU.,AU,

C.丁2變小D.黃小于R

I2?∕1?∕l

【答案】D

【詳解】A.根據(jù)閉合電路歐姆定律可得

U2=E-Il(Rl+r)

現(xiàn)將壯的滑片稍向上滑動，以接入電路的阻值增大，回路總電阻增大，則總電流//減小,

所以S增大，故A錯誤；

B.因為S增大，所以通過&的電流增大，而總電流減小，所以通過R3和&的電流減小,

Rj兩端電壓減小，而

—%

所以

?t∕3>?t∕2

故B錯誤;

C.根據(jù)部分電路歐姆定律可得

=R3+R4

*2

將滑動變阻器叢的滑片稍向上滑動一些,以接入電路的阻值增大,所以與增大,故C錯誤;

D.根據(jù)閉合電路歐姆定律有

Ui=E-I,r

所以

AU、

----l=r

結(jié)合A項分析可知

△3d

——J=Rl+r

所以

Δ(∕,?u.

—<—

?∕1ΔZ,

故D正確。故選D,

5.如圖所示電路中，電源的內(nèi)電阻為r,"R3、R均為定值電阻，電表均為理想電表。

閉合電鍵S,當(dāng)滑動變阻器心的滑動觸頭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A/、?t∕,下列說法不正確的是（）

【答案】D

【詳解】AB.當(dāng)滑動變阻器小的滑動觸頭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，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，均不符合題意；

CD.設(shè)通過電源的電流為/&,根據(jù)U=E-∕jir得

MJ

-----=r

△/總

根據(jù)電路的結(jié)構(gòu)得

/總=/+4

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，即變小，電流表的示數(shù)/變小，與滑動變阻器并聯(lián)的Q的電流//變大，所以

△/>ΔZ總

所以

?t∕&U

----<-----=r

Δ/Mn

所以

-----<r

Δ7

C正確，不符合題意，D錯誤，符合題意。

故選D。

6.如圖電路中，Rl為定值電阻，電表均為理想電表。移動滑動變阻器與的滑片，V、V1、

V2和A四個電表的示數(shù)分別記為U、U、、%和I,則必有（）

~^qV-1

'——O~~

O昌

AqNU陶楞

A.-L>——B.

Δ/Δ/

等幅

?（71MJI

c?"KF<同D?

【答案】B

【詳解】根據(jù)歐姆定律可得

留卜

根據(jù)閉合電路歐姆定律可得

U=E--Ir

U2=E-Kr+RJ

所以有

△U=r,IAl升=r+R∣

^?Γ∣^Δ

由于『和"的大小關(guān)系未知，所以無法判斷I牌一|和I箸I的關(guān)系，但一定有

Ri+r>R

N+"r

所以一定有

川叫

M

m?ιAU

?7

故選Bo

7.如圖電路是將滑動變阻器作分壓器用的電路C、。為分壓器的輸入端，A、3為分壓器

的輸出端，把變阻器的滑動片P放在變阻器正中間，下列判斷中正確的是（)

A.空載時輸出電壓為UAB=UCQ

B.當(dāng)接上負(fù)載R時，輸出電壓為UAB

C.負(fù)載電阻R的阻值越小，UAB越接近3

D.滑動片P向下滑動，可實現(xiàn)U4B="L

2

【答案】B

【詳解】AD.空載時，變阻器下部分電阻為R',輸出電壓為

UAB~上~^~uUCD

?θ

滑動片尸從中間向下滑動，則輸出電壓從半逐漸減小，AD錯誤;

BC.當(dāng)接上負(fù)載R時，負(fù)載與變阻器下部分電阻并聯(lián)，有

輸出電壓為

Rit111

UAB=RUa）=RR,U"

&-R+R井R-R+1RO-R+12

R并R'

當(dāng)負(fù)載電阻R的阻值越小，并聯(lián)電阻越小，輸出電壓也越小。UAB越遠離組。B正確，C

2

錯誤。故選B。

8.如圖所示，電源的電動勢和內(nèi)阻分別為E、r,在滑動變阻器的滑片P由。向b移動的過

程中，理想電流表、理想電壓表的示數(shù)變化情況為（）

A.電流表示數(shù)一直減小，電壓表示數(shù)先增大后減小

B.電流表示數(shù)先增大后減小，電壓表示數(shù)先減小后增大

C.電流表示數(shù)先減小后增大，電壓表示數(shù)一直增大

D.電流表示數(shù)一直增大，電壓表示數(shù)一直減小

【答案】A

【詳解】當(dāng)變阻器滑片滑到中點時，變阻器兩部分并聯(lián)電阻最大，則在滑動變阻器的滑片P

由α向中點移動的過程中，外電阻變大，總電阻變大，由歐姆定律知，干路電流變小，路端

電壓變大，變阻器的總電壓增大，變阻器Pb部分電阻變小，通過尸。部分的電流增大，則

知通過電流表的電流減小，即有電流表示數(shù)減小，電壓表示數(shù)增大?；琍由中點向b移動

的過程中，外電阻變小，總電阻變小，由歐姆定律知，干路電流變大，路端電壓變小，變阻

器的總電壓減小，而變阻器Pa部分電阻增大，則通過電流表的電流減小，即電流表的示數(shù)

和電壓表的示數(shù)均減小。故電流表示數(shù)一直減小，電壓表示數(shù)先增大后減??；故選A。

9.如圖所示的電路中，定值電阻R的阻值大于電源內(nèi)阻r的阻值，將滑動變阻器滑片向下

滑動，理想電壓表Vi、V2、V3示數(shù)變化量的絕對值分別為AU/、Rlh'AS，理想電流表A

示數(shù)變化量的絕對值為△/，則（）

A.A的示數(shù)減小

B.AU/小于AR

C.AS與△/的比值等于r

D.電阻R消耗的功率一定增大

【答案】D

【詳解】A.電流表、電阻R與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表Vi、V2、V3分別測量R兩端的電壓、

路端電壓和滑動變阻器兩端電壓，電流表A測量干路電流。當(dāng)滑片向下滑動時，接入電路

的有效電阻值減小，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，電路中電流增大。故A錯誤；

B.根據(jù)閉合電路歐姆定律，可得

U1=E-Ir

則有

XU、?t∕P

——-=r,——lL=R

MM

由題意得

R>r

則

^?Γ^?Γ

故

Δt7l>?u2

故B錯誤；

C.根據(jù)閉合電路歐姆定律，可得

Ui=E-l[R+r)

則得

△U、

-----?-=Rd-?-r>r

M

則As與△/的比值大于八故C錯誤；

D.電路中電流增大，則電阻R消耗的功率一定增大，故D正確。故選D。

10.如圖所示的電路中，電源電動勢為E,內(nèi)阻為r(&<r<N+&),電表均視為理想電

表。閉合開關(guān)S后，調(diào)節(jié)R的阻值，使電流表Al的示數(shù)增大了ΔΛ,在這一過程中，電流表

的A2示數(shù)變化量的大小為Δ∕2,電壓表示數(shù)的變化量的大小為AU,則

A.A2增大,且Δ∕2<ΔΛB.萬的大小變大

C.電源的效率降低了經(jīng)

D.電源的輸出功率一定增大了

E

【答案】C

【詳解】A.要使電流表Al示數(shù)增大，則R應(yīng)減??；因總電流增大，則內(nèi)阻及小分壓增大,

并聯(lián)部分電壓減小，則流過R/的電流減小，因此流過R的電流增大，即A2的示數(shù)變大，因

京，+〃(.)=/()

則

AI2>?∕l

故A錯誤。

B.根據(jù)

E=Ui+Ur

可得：

△U=NJγ

則

_N_U_—_?_U_r!——V

故其大小不會隨R的變化而變化；故B錯誤。

C.電源的效率

77=—X1OO%

E

因電壓的改變量為期“；故說明電源的效率降低了當(dāng)」；故D正確。

E

D.當(dāng)內(nèi)外電阻相等時，電源的輸出功率最大；因不明確內(nèi)外電阻的關(guān)系，故無法明確功率

的變化情況；故D錯誤。故選C。

二、填空題

11.如圖所示電路中，電源的內(nèi)電阻為r,Ri、R2、R3均為定值電阻，電表均為理想電表。

閉合電鍵S,當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭P向右滑動時，電壓表示數(shù),電流表示數(shù)O

若電流表和電壓表的示數(shù)變化量的大小分別為△/、?U,則當(dāng)______八（前兩空均選填"變

Δ/

大、變小、不變或無法判斷"；最后一空選填“大于、等于、小于或無法判斷"）

【答案】變大變小小于

【詳解】［1］電路的結(jié)構(gòu)為Q與R2并聯(lián)后再與R”串聯(lián)，然后再與&并聯(lián)接在電源兩端，滑

動變阻器七的滑動觸頭P向右滑動時，心接入電路的阻值增大，電路總電阻增大，電路總

電流減小，內(nèi)電壓減小，外電壓增大，電壓表測的是路端電壓，電壓表示數(shù)增大；

⑵設(shè)電壓表示數(shù)為U,電路總電流為/的電流表示數(shù)為/,滑動變阻器Rz的滑動觸頭P向

右滑動時，&接入電路的阻值增大，電路總電阻增大，電路總電流/成減小，內(nèi)電壓減小，

外電壓U增大；流過Rs的電流

增大，流過心的電流

h=II3

減小，后兩端的電壓減小，Q兩端的電壓

UI=U-U4

增大，流過a的電流//增大，電流表測量流過R2和4的電流之和，等于

/=Is.-h

入減小，//增大，則/減小，可知電流表示數(shù)減小；

［3］電路電流關(guān)系為

/,e=I+h

小減小，/減小，//增大，則△/大于Δ/總；據(jù)閉合電路歐姆定律有

U=E-Mr

則:

?UNU

----<-----=r

M△/總

12.如圖所示電路中，燈。的電阻為K=6Ω,燈右的電阻為E=3C,閉合電鍵S后，電

壓表示數(shù)為9V,電流表示數(shù)為IA,由于某個燈斷路而使電壓表示數(shù)改變了3.6V,電流表

示數(shù)改變了0.8A,則燈4的電阻為Ω,該電源的電動勢為V。

0S

'<A>HgΛ

【答案】318

【詳解】［1］閉合電鍵時，電壓表測得是R?兩端電壓，故有

∕=S=2A=3A

R33

…+右

可知，流過燈泡七的電流為2A,根據(jù)并聯(lián)電路電壓相同，可得

/內(nèi)=//?

解得

R2=3Ω

［2］根據(jù)分析，易得剛閉合電鍵的時候，路端電壓為15V,根據(jù)閉合電路歐姆定律有

E=15V+3r

某燈泡斷路后，由于電壓表只改變的3.6V,如果是心斷路，電壓表測的是開路電壓為電源

電動勢，故肯定不是心斷路；由于電流表只改變的0.8A,如果是L斷路，電流變示數(shù)應(yīng)該

改變1A,故肯定不是卻斷路，綜上分析可得斷路的為L，根據(jù)"串反并同"，電壓表與匕

是串聯(lián)關(guān)系，故電壓表示數(shù)減小，故此時小兩端電壓為

,

(∕3=(9-3.6)V=5.4V

電流變示數(shù)增大，則有

U：=6×(l+0.8)V=10.8V

此時路端電壓為16.2V,根據(jù)閉合電路歐姆定律有

E=16.2V+1.8r

可解得

E=18V

13.如圖，電源電動勢為E,內(nèi)阻為r,兩個完全相同的燈泡電阻不變。當(dāng)滑片P從最大阻

值滑到中點的過程中，電壓表V的變化量為△（7,電流表A的變化量為Δ/,電壓表Vl的變

化量為Aq,電流表Al的變化量為A∕∣,（選填

或。（電表均為理想電表）

【答案】r>

【詳解】⑴電壓表測量的是路端電壓U,電流表A測量的是干路電流/,改變滑動變阻器的

值，相當(dāng)于改變外電路電阻，根據(jù)

U=E-Ir

即比值為電源的內(nèi)阻，保持不變；

⑵將電源和干路的燈泡等效成電動勢為匯，內(nèi)電阻為"的一個電源，其他電阻等效成電路

外電阻，電壓表Al測量的是路端電壓S，電流表A測量的是等效干路電流/,改變滑動變

阻器的值，相當(dāng)于改變外電路電阻，根據(jù)Ua

可知

√=r+RL=

同理可知將干路燈泡和電源串聯(lián)后再和滑動變阻器并聯(lián)看成等效電源，內(nèi)阻為有

有

根據(jù)并聯(lián)電路電阻關(guān)系可知

則

ΔC∕l

?/△i\

14.如圖，電源電動勢E=12V,內(nèi)阻r=lQ,%、&為兩個可調(diào)電阻。己知電動機的額定

電壓U=8V,線圈電阻RM=1。。開關(guān)S閉合后，可調(diào)電阻Rl取1C、&取8Ω時，電動機

恰能正常工作，則電動機正常工作時的效率"=。在電動機正常工作的前提下調(diào)節(jié)

【詳解】田將可變阻電阻Rl與電源視為一個整體，設(shè)該整體兩端的電壓為G,以為電動機

正常工作，有

Ut=E-UM=4V

其電流為

/=-^—=2A

M+r

通過此的電流為

l

I2=^-=??

叫

通過電動機的電流為

∕M=∕-∕2=1A

所以其效率為

=/MRMX100%=87.5%

44

⑵將可變阻電阻與與電源視為一個整體,設(shè)該整體兩端的電壓為U2,以為電動機正常工作,

有

U2=E-Ut

其電流為

R1+r

路端電壓為

U=E-Tr

電源輸出功率為

P=IV

通過以上各式，代數(shù)整理得

根據(jù)基本不等式有

4

1+Λl

整理后有當(dāng)N=C時，該式取等號，即取得最大值，但電阻飛的最小值為0,故當(dāng)其取

為零時，輸出功率取得最大值，其值為

囁*=32W

15.在如圖所示電路中，電源電動勢為6V,內(nèi)阻為1Q,電阻R∕=5Q,R2=6Ω,滑動變阻器

的阻值0-30。.閉合電鍵K,當(dāng)滑動變阻器的滑動頭P由。端向6端滑動時。理想電流農(nóng)和理

想電壓表示數(shù)變化量的大小分別用從A/、AU表示，則當(dāng)=Ω,R/消耗的最大

功率為w,A表最小示數(shù)為A,

【答案】650.4

【詳解】四將Rl看成電源的內(nèi)阻，則當(dāng)?shù)扔诘刃щ娫吹膬?nèi)阻，即有如下關(guān)系

Δ/

絲=N+r=5+l=6C

Δ/1

⑵由于Rl是定值電阻，由定值電阻的電功率公式

P=I2R

可知，滑動變阻器的滑動觸頭P由。端向人端滑動時，滿足如下關(guān)系

R∣,b+R1=R'單

此時并聯(lián)電路的電阻最大，滑動觸頭P滑動到“時，滑動變阻器和R?被短路，總電阻最小,

通過凡的電流最大，此時電功率也最大，電路中電流最大值為

-?='A=IA

maxR[+r5+1

則Q消耗的最大功率為

RaX=/之與=F?5W=5W

⑶由第二問可知，當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭尸由。端向b端滑動時，滿足

RPb+&=R<ψ

此時并聯(lián)電路的電阻最大，即Rg=12C時總電阻最大，且并聯(lián)部分總電阻為

+/?1818

M^2)^×ω,9ω

凡「+(3+&)-18+18―

通過干路的電流最小，則有

1.=互=—^―A=0.4A

m'"R迄1+5+9

16.如圖所示，AB,8為兩根平行并且均勻的相同電阻絲，直導(dǎo)線E尸可以在AB、CDk

滑行并保持與AB垂直，EF與AB、CD接觸良好，圖中電壓表為理想電壓表，當(dāng)EF處于圖

中位置時電壓表讀數(shù)為1=8.OV.已知將E尸由圖中位置向左移動一段ΔΔ后電壓表讀數(shù)變

為=6.0伏，則電路中電阻的變化量Δ∕?與變化前電路的總電阻R之比Δ/?:/?=。若

將E尸由圖中位置向右移一段相同DL后，那么電壓表讀數(shù)%=V。

【詳解】[1]EF移動前

Ut_E

REFREF+R+-

向左移動后

U2E

REFREF+R'+/

所以

R足…力ul

EFU1

⑵由于移動的距離相同，所以

n1

R-R=R-R=ERrA-——-)

U,U1

解得

R"=R-E-RFJ-——-)

U2U1

喑E-REF-.4%一2)

=2x耀E-RFF-：E

U?U2

所以電壓表示數(shù)

E

=REF12ov

REF+〃+R"T-Γ=?

G5

17.如圖電路中，電源的內(nèi)電阻為，，R2、R3、&均為定值電阻，電表均為理想電表.閉合

開關(guān)S,當(dāng)滑動變阻器R/的滑動觸頭P向右滑動時，電壓表示數(shù)_（選填"變大"、"變小"

或"不變"），若電流表和電壓表的示數(shù)變化量的大小分別為皿、回U,則絲_r（選填"大于"、

"小于"或"等于"）.

∣?≤

<γp

【答案】變大小于

【詳解】⑴電路的結(jié)構(gòu)為昭與&并聯(lián)后再與七串聯(lián)，然后再與R3并聯(lián)接在電源兩端，滑

動變阻器R/的滑動觸頭P向右滑動時，E接入電路的阻值增大，電路總電阻增大，電路總

電流減小，內(nèi)電壓減小，外電壓增大，電壓表測的是路端電壓，電壓表示數(shù)增大；

⑵設(shè)電壓表示數(shù)為U,電路總電流為/風(fēng)電流表示數(shù)為/,滑動變阻器Q的滑動觸頭P向

右滑動時?，R/接入電路的阻值增大，電路總電阻增大，電路總電流/#減小，內(nèi)電壓減小，

外電壓U增大；流過&的電流4=/增大，流過對的電流L=/總-4減小，七兩端的電壓

“減小，&兩端的電壓Q=U-U4增大，流過&的電流人增大，流過R的電流/=/,-/2減

??；電路電流關(guān)系為/總=/+/?+/,，/總減小，/減小，/2增大，/3增大，則回/大于回/徵；據(jù)閉

合電路歐姆定律有:

U=E-1&r

則:

△U