2024版高考物理一輪復(fù)習(xí)第八章恒定電流第2講閉合電路歐姆定律及其應(yīng)用學(xué)案新人教版

2024版高考物理一輪復(fù)習(xí)第八章恒定電流第2講閉合電路歐姆定

律及其應(yīng)用學(xué)案新人教版第2講閉合電路歐姆定律及其應(yīng)用

知識梳理-雙基自測

ZHISHISHULISHUANGJIZICE

知識梳理

知識點1電源的電動勢和內(nèi)阻

1.電動勢

(1)電源：電源是通過非靜電力做功把其他形式的能轉(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，￡=-,單位：V。

q

(3)電動勢的物理含義：電動勢表示電源把其他形式的能轉(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,叫作電源的內(nèi)阻,它是電源的另一

重要參數(shù)。

知識點2閉合電路佗歐姆定律

1.閉合電路的歐姆定律

(D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

①/=￡(只適用于純電阻電路)；

n-rr

②￡=小土生(適用于所有電路)。

2.路端電壓與外電阻的關(guān)系

FF

一般U-R=~P當(dāng)〃增大時，。增大

情況1+萬

(1)當(dāng)外電路斷路時，/=0,U=E

特殊

情況(2)當(dāng)外電路短路時,I?==,U=G

思考：(1)根據(jù)月=〃+〃畫出電源的。一/圖像？根據(jù)圖線如何求電源的電動勢和內(nèi)阻？

(2)最簡單的閉合回路如圖所示，推導(dǎo)出電源的輸出功率的表達式？并求出電源的最大輸

出功率？

E,r

［答案］⑴

少一/圖像斜率的絕對值表示內(nèi)阻，若橫軸從0開始，縱軸截距表示電動勢。

⑵￡2?一=3+4分'

g

當(dāng)R=r

B'J',^thnax=-o

雙基自測

一、堵點疏通

1.電動勢的方向即為電源內(nèi)部電流的方向，由電源負(fù)極指向正極，電動勢為矢量。

(X)

2.電源的重要參數(shù)是電動勢和內(nèi)阻。電動勢由電源中非靜電力的特性決定，與電源的體

積無關(guān)，與外電路無關(guān)。(V)

3.閉合電路中外電阻越大，路端電壓越大。(J)

4.外電阻越大，電源的輸出功率越大。(X)

5.電源的輸出功率越大，電源的效率越高。(X)

二、對點激活

1.下列說法正確的是(C)

A.電源電動勢等于路端電壓

B.把電壓表直接和電源連接時，電壓表的示數(shù)等于電源電動勢

C.閉合電路中的電流跟電源電動勢成正比，跟整個電路的電阻成反比

I).若外電壓減小，內(nèi)電阻不變，內(nèi)電壓也就不變，電源電動勢必然減小

［解析］由閉合電路歐姆定律知￡=〃外+〃內(nèi)，A錯誤；當(dāng)電壓表直接和電源連接時，電

壓表不能視為理想電表，電路中有微小電流，內(nèi)電路有一定的電勢降落，B錯誤；由閉合電路

P

歐姆定律一可知，電流跟電源電動勢成正比，跟整個電路的電阻成反比，C正確；若外

/r+r

電壓減小，內(nèi)電阻不變，內(nèi)電壓將增大，電源電動勢保持不變。D錯誤。

2.一個電源接8Q電阻時，通過電源的電流為0.15A,接13Q電阻時，通過電源的

電流為（）.10A,則電源的電動勢和內(nèi)阻分別為（B）

A.2V1.5QB.1.5V2Q

C.2V2QD.1.5V1.5Q

［解析］根據(jù)閉合電路規(guī)律〃=/"+",代入數(shù)據(jù)聯(lián)立得r=2Q,E=1.5V。

3.（多選）如圖所示的圖線a、6為兩電源的伏安特性曲線，其中兩圖線交縱軸于一點，

假設(shè)兩電源的電動勢分別用￡、及表示，內(nèi)阻分別用/:,、n表示。則下列說法正確的是（AC）

A.Ea=Eb>rAn

B.E>Eg

C.若將同?定值電阻分別接在兩電源上時，通過電源的電流關(guān)系為（〉心

D.若將兩電源分別接入電路，當(dāng)通過電源的電流相等時路端電壓的關(guān)系為。K&,

［解析］由題圖可知，僅=%（圖線的縱截距），兩電源的短路電流/'“>/'式圖線的橫截

距），則乙<八，A正確，B錯誤；當(dāng)把同一電阻分別接在兩電源上時，由閉合電路歐姆定律/

=啟可知，通過電源的電流關(guān)系為/‘，〉//，，C正確；若將兩電源分別接入電路，則路端電壓

K-rr

為U=E-Ir,則有&>%D錯誤。

核心考點-重點突破

HEXINKAODIANZHONGDIANTUP0

考點一閉合電路的動態(tài)分析

1.動態(tài)分析特點

斷開或閉合開關(guān)、滑動變阻器的滑片移動、電阻增大或減小導(dǎo)致電路電壓、電流、功率

等的變化。

2.電路動態(tài)分析的方法

（1）程序法

電路結(jié)構(gòu)的變化一"的變化一"總的變化f/e的變化一心；的變化。

（2）極限法

對于因滑動變阻器的滑片滑動引起電路變化的問題，可將滑動變阻器的滑片分別滑至兩

個極端去討論。此時要注意是否出現(xiàn)極值情況，即變化是否是單調(diào)變化。

⑶特殊值法

A.當(dāng)此所在處出現(xiàn)火情時，顯示器的電流/、報警器兩端的電壓〃都變小

B.當(dāng)尼所在處出現(xiàn)火情時，顯示器的電流/、報警器兩端的電壓〃都變大

C.當(dāng)幾所在處出現(xiàn)火情時,顯示器的電流/、報警器兩端的電壓4都變大

I).當(dāng)此所在處出現(xiàn)火情時,顯示器的電流/、報警器兩端的電壓〃都變小

［解析］本題考查含熱敏電阻的電路的動態(tài)分析。工導(dǎo)體熱敏材料的電阻率隨溫度的升

高而減小，當(dāng)是所在處出現(xiàn)火情時，尼的電阻變小，根據(jù)“串反并同”法可知顯示器的電流/、

報警器兩端的電壓〃都變小，故A正確，B錯誤；同理，當(dāng)此所在處出現(xiàn)火情時，尼的電阻變

小，顯示器的電流/、報警器兩端的電壓〃都變小，故C錯誤。D正確。

考點二電路中的功率及效率問題

1.電源的總功率

〃曲=￡7=〃外/+〃內(nèi)出+產(chǎn)內(nèi)。

若外電路是純電阻電路，則有夕總=/(〃+/)

K-vr

2.電源內(nèi)部消耗的功率

P內(nèi)=fr=U0I=P&—P^

3.電源的輸出功率

P^=UI=EI-fr=P^-P^o

若外電路是純電阻電路，則有

嚴(yán)山=十"=—巨「=-----J-

22

〃山R+rR~r1

由上式可以看出

(1)當(dāng)仁r時，電源的輸出功率最大為凡一=不。

⑵當(dāng)Ar時，隨著"的增大，輸出功率越來越小。

⑶當(dāng)代/時?，隨著〃的增大，輸出功率越來越大。

(4)當(dāng)尸水&x時,每個輸出功率對應(yīng)兩個可能的外電阻用和R,且R\?尼=3

⑸P出與〃的關(guān)系如佟所示。

4.電源的效率

R*UR1

/?=_X1OO%=_X1O3%=-X1OO%=.——X100%

因此彳越大，〃越大；當(dāng)父=r時，電源有最大輸出功率，但效率僅為50機

??■(^2如圖所示，E=S\!,r=2Q,用=8Q,型為變阻器接入電路中的有效阻值,

問：

用凡

—［==)---------

——E-r-------

(1)要使變阻器獲得的電功率最大，則用的取值應(yīng)是多大？這時總的功率是多大？

(2)要使后得到的電功率最大，則心的取值應(yīng)是多大？用的最大功率是多少？這時電源的

效率是多大？

(3)調(diào)節(jié)癥的阻值，能否使電源以最大的功率余諭出？為什么？

［解析］(1)將必和電源等效為一新電源，則新電源的電動勢爐=〃=8V,內(nèi)阻產(chǎn)=r

+用=10。，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(dāng)尼=/=10Q時，

E'2g2

=

必有最大功率，即4x=^~~7vTnW=1.6Wo

(2)因分是定值電阻，所以流過用的電流越大，用的功率就越大。當(dāng)是=0時，電路中有

最大電流，即幾X=G^=Q-8A,用的最大功率外g=心吊=5.12肌這時電源的效率〃=三一

“十rR\~\~r

X100%=80%o

(3)不能。因為即使兄=0,外電阻尼也大于八不可能有￡?、的最大輸出功率。

［答案］(1)10Q1,6W(2)05.12W80%

(3)不能理由見解析

(變式訓(xùn)練2)(多選)如圖(甲)所示，電源電動勢"6V,閉合開關(guān)，將滑動變阻器的

滑片〃從/端滑至8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

不。其中圖(乙)為輸出功率勺路端電壓的關(guān)系曲線，圖(內(nèi))為路端電壓與總電流的關(guān)系曲線，

圖(丁)為電源效率與外電路電阻的關(guān)系曲線，不考慮電表、導(dǎo)線對電路的影響。則下列關(guān)于

圖中a,b,c,d點的坐標(biāo)值正確的是(BD)

（甲）（乙）（丙）（T）

A.a(4V,4.5W)B.6(4.8V,2.88W)

C.c(0.6A,4.5V)D.D(80,80%)

EE6

［解析］由圖(丙)可知短路電流為人=3A,由人=二得,=廣=鼻Q=2Q。電源效率

r/愉u

最高時，滑動變阻器的阻值最大，由圖(丁)知電源的最大效率為〃=80船由于〃=圣=會,

cln~rr

解得仁8。，滑動變阻器的滑片戶在右端〃時，分別對應(yīng)c,b,d三點。當(dāng)輸出功率達到最

EH2

大時，R=r=2Q,此時路端電壓為6=3V,則a點的坐標(biāo)對應(yīng)值為〃=3V,p=—=——W

E6

=4.5W,即坐標(biāo)為(3V,4.5W)；對b點有〃=8Q,，=萬「=三7不A=0.6A,U=E-Ir

r8十/

=6V-0.6X2V=4.8V,/^67=4.8X0.6W=2.88W,所以。點的坐標(biāo)為(4.8V,2.88IV)；

。點的坐標(biāo)為(0.6A,4.8V)；"點坐標(biāo)為(8Q,80%)0選項B,D正確，A,C錯誤。

考點二電源的II-/圖像的理解

p

1.縱軸上的截距等于也源的電動勢；橫軸上的截距等于外電路短路時的電流，即加=;。

u

般一

04I

2.圖線斜率的絕對值等于電源的內(nèi)阻，即「=|%|=；,斜率的絕對值越大，表明電

A11m

源的內(nèi)阻越大。

3.圖線上任一點對應(yīng)的從/的比值為此時外電路的電阻，即47

4.面積0為電源的輸出功率，而電源的總功率〃總=￡/,%一〃出=￡/-0為電源的發(fā)

熱功率。

3如圖所示，直線A為電源的U-I圖線，直線8和C分別為電阻R\,此的U

一，圖線.現(xiàn)用該電源分別與分，將組成閉合電路甲和乙.由圖像一定能確定的是(C)

A.電阻尼＜發(fā)

B.電源輸出功率/K司

C.電源內(nèi)阻消耗的功率

D.電源效率小＜〃2

〃

［解析］根據(jù)〃=亍可知，電阻而》用，選項A錯誤；電源的輸出功率等于電阻〃上消耗的

功率，大小等于電源的〃一/圖線與電阻的〃一/圖線交點所對應(yīng)的電壓、電流的乘積，由圖

像可知，兩種情況下電源的輸出功率無法確定，選項B錯誤；電源內(nèi)阻上的功率為8=7V,

可知電源接用時電流小，則電源內(nèi)阻消耗的功率辦《己2,選項C正確；電源的效率n=77=7

Clc

=￡=~4＞可知外電路的電阻越大，則電源的效率越大，則電源效率內(nèi)＞〃2,選項D錯

1+i

誤。

（變式訓(xùn)練3）（2020?德州月考）圖甲為某電源的〃一/圖線，圖乙為某小燈泡的〃一/圖

線，則下列說法中正確的是（D）

A.電源的內(nèi)阻為0.5Q

B.小燈泡的電阻隨著功率的增大而減小

C.當(dāng)小燈泡兩端的電壓為0.5V時，它的電阻約為不Q

D.把電源和小燈泡組成閉合回路，小燈泡的功率約為3W

［解析］根據(jù)電源的〃一/圖線在縱軸的截距表示電動勢，斜率絕對值表示電源內(nèi)阻可知，

E=L5V,r={Q,選項A錯誤；根據(jù)小燈泡〃一/圖線上某點的縱、橫坐標(biāo)的比值表示電

O

阻可知，小燈泡的電阻隨電流的增大而增大，由々/4知，小燈泡的電阻隨著甩功率的增大

而增大，選項B錯誤；當(dāng)小燈泡兩端的電壓為G-0.5V時，對應(yīng)小燈泡中電流為/=6A,根

據(jù)小燈泡〃一/圖線卜某點的縱、橫坐標(biāo)的比值表示電阻可知,小燈泡電阻R=-=^Q.選

II乙

項c錯誤；把電源和小燈泡組成閉合回路，在題圖乙中畫出圖甲對應(yīng)的圖線，如圖所示，兩

圖線的交點表示電路的工作狀態(tài)，根據(jù)小燈泡〃一/圖線上某點的縱、橫坐標(biāo)的乘積表示消耗

的電功率可知，小燈泡的功率約為3W,選項D正確。

考點四含電容器電路的分析

1.電路的簡化：不分析電容器的充、放電過程時，E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(yīng)位置補上。

2.電路穩(wěn)定時電容器的處理方法：電路穩(wěn)定后，與電容器串聯(lián)的電路中沒有電流，同支

路的電阻相當(dāng)于導(dǎo)線，即日阻不起降低電壓的作用，與目容器串聯(lián)的電阻視為等勢體。電容

器的電壓為與之并聯(lián)的電阻兩端的電壓。

3.電容器所帶電荷量的變化的計算：（1）如果變化前后極板帶電的電性相同，那么通過

所連導(dǎo)線的電荷量等于初、末狀態(tài)電容器所帶電荷量之差；（2）如果變化前后極板帶電的電性

相反，那么通過所連導(dǎo)線的電荷量等于初、末狀態(tài)電容器所帶電荷量之和。

*■（^4（2021?新疆烏魯木齊月考）如圖所示，電源電動勢為區(qū)內(nèi)電阻為八電阻

R\=R?=R3=r,電容器電容為當(dāng)開關(guān)S由接a換到接0且電路達到穩(wěn)定的過程中，通過用

的電荷量是（C）

B.\EC

A.0

J

4

C.-ECD.-EC

J

p1

［解析］s接a時，電容器與其并聯(lián)，電容器的電壓R=RE,此時電容器所

帶電荷量。=4。，且下端為正極；S接〃時，電容器與總并聯(lián)，電容器的電壓〃=不7占一總

K\-rt\2~rr

=；E,此時電容器所帶電荷量且上端為正極。因兩次電容器的極板的電性發(fā)生了變

9

化，故通過后的電荷量A0=Q+a=wa;c正確。

O

（變式訓(xùn)練4）（多選）如圖所示電路中，電源內(nèi)阻不計，三個小燈泡完全相同且外電路變

化時每個燈泡兩端的電壓都不會超過其額定電壓，開始時只有，閉合，當(dāng)S也閉合后，下列

說法中正確的是(AD)

A.燈泡L變亮

B.燈泡L?變亮

C.電容器。的電荷量增加

D.閉合S2瞬間流過電流表的電流方向自右向左

［解析］根據(jù)電路可知，Si閉合、S?斷開時，L、L?串聯(lián)，則兩燈一樣亮，因L3與電容器

串聯(lián)后接到電源兩端，則1〃不亮，電容器端：電壓等于電源電動勢及當(dāng)S2也閉合后，電路

總阻值變小，流過L的電流變大，L兩端電壓變大，必兩端電壓變小，則燈L變亮，L2變暗；

因電容器此時與燈L并聯(lián)，則電容器兩端電壓變小，電容器上的電荷最變少，電容器對外放

電，乂知電容器左極板與電源正極相連，帶正電，則閉合S?瞬間流過電流表的電流方向自右

向左，綜上所述，選項B、C錯誤，A、D正確。

名師講壇-素養(yǎng)提升

MINGSHIJIANGTANSUYANGTISHENG

電路故障分析問題

電路故障一般是短路或斷路，常見的情況有導(dǎo)線斷芯、燈泡斷絲、燈座短路、電阻器內(nèi)

部斷路、接觸不良等現(xiàn)象，檢查故障的基本方法有兩種：

1.儀表檢測法

(1)電壓表檢測：如果電壓表示數(shù)為零，說明電壓表上無電流通過，則可能在并聯(lián)路段之

外有斷路，或并聯(lián)路段內(nèi)有短路。

如果電壓表有示數(shù)，說明電壓表上有電流通過，則在并聯(lián)路段之外無斷路，或并聯(lián)路段

內(nèi)無短路。

(2)電流表檢測：當(dāng)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，可以確定故隨的位置。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(dāng)測量值很大時，表示該處斷路；當(dāng)測量值很小或為零時，表示該處短

路。在運用歐姆表檢測時二電路一定要切斷電源。

2.假設(shè)法

已知電路發(fā)生某種故障，尋找故障發(fā)生在何處時，可將整個電路劃分為若干部分，然后

逐一假設(shè)某部分電路發(fā)生故障，運用閉合電路或部分電路的歐姆定律進行推埋。推埋結(jié)果若

與題述物理現(xiàn)象不符合，則故隙不是發(fā)生在這部分電路；若推理結(jié)果與題述物理現(xiàn)象符合,

則故障可能發(fā)生在這部分電路，直到找出發(fā)生故障的全部可能為止，此方法亦稱排除法。

??■^5（2020?重慶一診）如圖所示的電路中，閉合開關(guān)S后，燈泡L、L不亮，用

電壓表檢測電壓得到隊=0,圖=6V,若電路中只有一處斷路，則發(fā)生斷路的是（B）

A.匕燈

C.RD.電源

［解析］本題考查電路的故障分析。以=0,由于〃的分壓為零，通過〃中的電流為零，

也就是說發(fā)沒有斷路，而爆=6V,即L?的分壓遠遠大于4的分壓，運用閉合電路中分壓的知

識可知，此時L的電阻遠遠大于"的電阻，所以是L斷路（可近似看成電阻無限大），故B正

確。

（變式訓(xùn)練5）如圖所示，￡為內(nèi)阻不能忽略的電池，吊，發(fā)，后均為定值電阻，電壓表與

電流表均為理想電表；開始時開關(guān)S閉合，電壓表、電流表均有讀數(shù)，某時刻發(fā)現(xiàn)電壓表和

電流表讀數(shù)均變大，則電路中可能出現(xiàn)的故障是（B）

C.用短路D.尼短路

［解析］若片斷路，電流表讀數(shù)為零，與現(xiàn)象不符，故A錯誤；若用斷路，外電路總電

阻增大，總電流減小，內(nèi)電壓減小，則電壓表讀數(shù)變大；分的分壓增大，則電流表的讀數(shù)變大,

與現(xiàn)象相符，故B正確；若招短路，外電路總電阻減小，總電流增大，內(nèi)電壓增大，則電壓

表讀數(shù)變小，電流表的讀數(shù)變大，與現(xiàn)象不符，故C錯誤：若用短路，外電路總電阻減小，

總電流增大，內(nèi)電壓增大，則電壓表讀數(shù)變小，與現(xiàn)象不符，故D錯誤。

2年高考?1年模以

2NIANGAOKAO1NIANMONI

1.（2020?江蘇單科）（多選）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（ABD）

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

［斜析］開關(guān)閉合時，車燈變暗，故流過車燈的電流/燈變小，A正確；電路的路端電壓

為，呢=〃燈=/燈心r，/燈變小，路端電壓變小，B正確；總電流即干路電流為，/干=-

〃路減小，干路電流增大，C錯誤；電源總功率為，Pa=EI「,/干增大，總功率變大，D正確。

故選ABD?

2.（2019?江蘇卷，3）如圖所示的電路中，電阻〃=2。。斷開S后，電壓表的讀數(shù)為3

V；閉合S后，電壓表的讀數(shù)為2V,則電源的內(nèi)阻［?為（A）

A.1Q

C.3QD.4Q

［解析］當(dāng)S斷開后，電壓表讀數(shù)為少±3V,可認(rèn)為電動勢夕=3V,

當(dāng)S閉合后，由閉合電路歐姆定律知

If

E=U'+7r,且/=-7

K

p—ffR

整理得電源內(nèi)阻r=-yr----=1C,選項A正確。

3.（2020?湖南長郡中學(xué)第五次月考）（多選）如圖電路中，￡為電源電動勢，/為電源內(nèi)

阻，用和尼均為定值電阻，是為滑動變阻器。當(dāng)眼的滑動觸點在〃端時合上開關(guān)S,此時三個

電表V、Ai、A?的示數(shù)分別為〃、L,I”現(xiàn)將是的滑動觸點向力端移動，則三個電表示數(shù)的變

化情況是（BC）

A.A增大,A增大,A減小

B.〃減小，/增大，2.增大

c./變化量的絕對值小于心變化量的絕對值

D.〃.變化量的絕對值小于電源內(nèi)電壓變化量的絕對值

［解析］此的滑動觸點向b端移動時，是接入電路的電阻減小，整個電路的總電阻減小，

則總電流增大，即人增大，內(nèi)電壓增大，外電壓減小，即電壓表示數(shù)〃減小，用兩端電壓增

大，尼、尼兩端的并聯(lián)電壓減小，通過用的電流減小，而總電流/增大，則流過用的電流心

增大，故A錯誤，B正確；通過用的電流減小，則流過此的電流上增大，4的增加量減去通

過此電流的減小量的絕對值等于總電流入的增加量，所以4變化量的絕對值小于占變化量的

絕對值，故C正確；路端電壓的減小量等于內(nèi)電壓的增加量，故D錯誤。故選B、C。

4.（2020?湖北黃岡月考）（多選）如圖所示：由電源、開關(guān)、雙偏電流表、定值電阻（吊、

發(fā)、砂和滑動變阻器組成的電路。已知雙偏電流表有電流經(jīng)過時指針偏向電流流入端，且a

端接正接線柱，。端接負(fù)接線柱?；瑒幼冏杵鏖_始時滑動觸頭位于中間位置。連好電路后閉合

開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表指針偏向正接線柱，則滑動變阻器觸頭向哪端滑動可使電流表指針歸零？

若電流表指針歸零后，過一段時間發(fā)現(xiàn)電流表指針又向負(fù)接線柱偏轉(zhuǎn)，說明滑動變阻器發(fā)生

了什么故障？（BD）

C.短路D,斷路

［解析］電流表指針偏向正接線柱，說明電流由a端流向〃端，說明a端電勢高于右端

電勢。應(yīng)將滑動變阻器"的電阻調(diào)大一些，向d端滑動，故A項錯誤，B項正確。當(dāng)電流表指

針歸零后，過一段時間發(fā)現(xiàn)電流表指針偏向負(fù)接線柱，則說明發(fā)的阻值變大，說明彳發(fā)生了

斷路，故C項錯誤，D項正確。

第八章恒定電流

綜合過關(guān)規(guī)范限時檢測

滿分：100分考試時間：45分鐘

一、選擇題（本題共8小題，每小題6分，共計48分。每小題給出的四個選項中，第1?

5題只有一項符合題目要求，第6?8題有多項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不

全的得3分，有選錯的得。分）

1.掃地機器人是智能家用電器的一種，它利用自身攜帶的小型吸塵部件進行吸塵清掃，

如圖為某款掃地機器人，已知其電池是容量為3000mA-h的鋰電池，額定工作電壓為15V,

額定功率為30M則下列說法正確的是（B）

A.題中，A?h”是能量的單位

B.掃地機器人正常工作時的電流是2A

C.掃地機器人充滿電后可以工作的時間約為2h

D.掃地機器人儲存的電能大約是2000J

［解析］題中“mA-h”是電荷量的單位，故A錯誤；掃地機器人正常工作時的電流Z=y.

A

=2A,故B正確；掃地機器人充滿電后可以工作的時間°。7?憶1.5h,故C錯

1ZA

誤；掃地機器人額定功率30W,根據(jù)￡=W'=&=30義5400J=162000J,故D項錯誤。

2.（2020?青島高三聯(lián)考）如圖所示，〃是一根粗細(xì)均勻電阻絲的中點，現(xiàn)將比'段均勻拉

伸到〃點，將電俎絲接入電路中，卜列說法正確的是（C）

A8D

A.8〃段的電阻是,傷段的2倍

B.〃〃段兩端的電壓是4〃段的2倍

C.初段的熱功率是四段的4倍

D.物段自由電荷的定向移動速率是48段的4倍

［解析］由R=。〈可知〃〃段的甩阻是/仍段的4倍，故A項錯誤；由U=可知破段兩

端的電壓是那段的4倍，故B項錯誤；由A/4可知曲段的熱功率是/伊段的4倍，故C項

正確；由可知劭段自由電荷的定向移動速率是/仿段的2倍，故D項錯誤。

3.如圖所示，燈泡L、L2原來都正常發(fā)光，由于故障兩燈突然熄滅，（假設(shè)電路中僅有一

處故障）下列說法正確的是（C）

A.將多用表的電壓擋并聯(lián)在a。兩端，示數(shù)為零，說明加間斷路

B.將多用表的電壓擋并聯(lián)在cd兩端，有示數(shù)，說明cd間完好

C.將多用表的電壓擋并聯(lián)在ad兩端,有示數(shù)；并聯(lián)在ac兩端，示數(shù)為零，說明。、d

間斷路

I）.斷開S,將I」拆下，使用多用電表歐姆擋，調(diào)零后將紅黑表筆連接在匕兩端，如果指

針不偏轉(zhuǎn)，說明L完好

［解析］本題考查電路故障分析問題。若a、c間斷路，則將多用表的電壓擋并聯(lián)在北

兩端時多用電表有示數(shù)，巨示數(shù)應(yīng)該等于電源的電動勢￡,選項A錯誤；將多用表的電壓擋并

聯(lián)在cd兩端，有示數(shù)，說明cd間斷路，選項B錯誤；將多用表的電壓擋并聯(lián)在ad兩端，有

示數(shù)，則ac間或cd間斷路：并聯(lián)在ac兩端，示數(shù)為零，說明cd間斷路，選項C正確；斷

開S,將L拆下，使用多用電表歐姆擋，調(diào)零后將紅黑表筆連接在L兩端，如果指針不偏轉(zhuǎn)，

說明L電阻無窮大，即3斷路，選項D錯誤。

4.某實物投影機有10個相同的強光燈L?LM24V220W）和10個相同的指示燈燈?

X.o（22OV2W）,將其連接在220v的交流電源上，電路圖如圖所示，若工作一段時間后L燈

絲燒斷，則下列說法正確的是（C）

r^"i

L_0_r

A.Xi的功率減小，L的功率增大

B.B的功率增大,【”的功率增大

C.X?的功率增大,其池指示燈的功率減小

D.%的功率減小，其他指示燈的功率增大

［解析］由串、并聯(lián)電路的知識可知，若L燈絲燒斷，電路的總阻值變大，電流變小,

除X2兩端的電壓變大外，其他部分電壓均變小，C項正確，A、B、D項錯誤。

5.如圖所示，電源內(nèi)阻為人直流電動機必的線圈電阻為能當(dāng)該電動機正常工作時,

電動機兩端電壓為匕通過電動機的電流為/,下列說法正確的是（A）

A.電動機的機械功率為〃,一/"

B.電動機內(nèi)部的發(fā)熱功率為

C.電源電動勢為/（〃+?,）

0.電源的輸出功率為〃/+/〃

［解析］電動機的機械功率等于輸入功率減去熱功率，即電動機的機械功率為〃兄

A項正確；根據(jù)焦耳定律可得電動機內(nèi)部的發(fā)熱功率為「凡B項錯誤；電源電動勢￡=〃+",

C項錯誤；電源的輸出功率為〃/，D項錯誤。

6.如圖所示的電路中，電源電動勢E=3V,內(nèi)阻不=1Q,定值電阻用=3Q,是=2Q,

電容器的電容C=100〃F,則下列說法正確的是（AC）

C

A.閉合開關(guān)S,電路穩(wěn)定后電容器兩端的電壓為1.5V

B.閉合開關(guān)S,電路穩(wěn)定后電容器所帶電荷量為3.OXIO'C

C.閉合開關(guān)S,電路穩(wěn)定后電容器所帶電荷量為1.5X10TC

D.電路穩(wěn)定后斷開開關(guān)S,通過電阻外的電荷量為3.oxi。-'C

P

［解析］閉合開關(guān)S,電路穩(wěn)定后的電流匚-=0.5A,電容器兩端的電壓為U

K\~rK2\r

=//?＞=1.5V,A項正確；電路穩(wěn)定后電容器所帶電荷量＜2=CQ10（）Xl（）fXL5c=1.5X］（）

一"C,B項錯誤，C項正確：電路穩(wěn)定后斷開開關(guān)S,電容器通過電阻片放電，通過電阻A的

電荷量為1.5X10-4C,D項錯誤。

7.（2020?東平高三模擬）如圖所示，把滑動變阻器的滑片P從右端向左端移動以改變理

3

想電壓表和電流表的示數(shù)。當(dāng)滑片P在距左端彳位置時，電壓表和電流表的示數(shù)分別為3.6V

和1.0A；當(dāng)滑片，繼續(xù)向左移動到某位置時，電壓表和電流表的示數(shù)改變了0.6V和0.5A。

在滑片〃從右端移到左端的過程中（BC）

A.電源的最大輸出功率為3.84W

B.電源的最大輸出功率為4.8W

C.電源的最大效率為80與

D.電源的最大效率為50%

［解析］電源內(nèi)阻為：r=|-^.|=1.2Q,根據(jù)閉合電路歐姆定律可得：E=U+lr=4.8

QU

V,根據(jù)歐姆定律可知：-y?=-=3.6Q,所以滑動變阻器的總阻值為：斤=4.8C。在滑片P

從右端移到左端的過程中，當(dāng)滑動變阻器接入電路中的目值與電源內(nèi)阻相等時，電源的輸出

功率最大：〃=捻=4.8W,故A項錯誤、B項正確；當(dāng)滑動變阻器接入電路中的阻值最大時，

電源的效率最大：〃=多＜100舟=不4義100%=80%，故C項正確、I）項錯誤。

匕K-rr

8.（2020?河北承德一中期中）在如圖所示電路中，閉合開關(guān)S,當(dāng)滑動變阻器后的滑動

觸頭P向上滑動時，四個理想電表的示數(shù)都發(fā)生變化，電表的示數(shù)分別用/、4、〃和僅表示,

電表不數(shù)變化量的絕對值分別用人/、AM、△￡5和A總表示。下列說法正確的是（CD）

A.〃變小，5變大，四變小，/變大

B.〃變大，〃變小，區(qū)變大，/變大

c.7不變，,變小，7變小

D-X7不變，3不變，工，不變

［解析］本題綜合考查閉合電路的動態(tài)分析。當(dāng)滑動變阻器總的滑動觸頭P向上滑動時,

其接入電路的阻值變小，則電路總電阻變小，電流表示數(shù)/變大，內(nèi)電壓變大，及變小，用

兩端的電壓〃變大，故是兩端的電壓么變小，故A、B錯誤；因用是定值電阻，則有）=等

=用不變；因為5=他是變小，則今變小，）=片+是變小，故C正確；根據(jù)閉合電路歐姆定

AIkAa

律得d=￡—/（r+尼），則3=2'+尼不變；&=6一/（用+T+品），則中=用+/+后不變，

故D正確。

二、非選擇題（本題共3小題，共52分。）

9.（20分）（2021?山東博興一中月考）某同學(xué)用如圖甲所示的電路測量一節(jié)干電池的電動

勢和內(nèi)阻，改變滑動變阻器的阻值，測得多組電壓表的讀數(shù)〃和電流表的讀數(shù)/,畫出u-i

圖像如圖乙所示。

（1）若把電壓表和電流表均當(dāng)作理想電表來處理,則電源電動勢￡=LMV,內(nèi)阻r=L_0Q。

⑵若電流表內(nèi)阻吊不能忽略，則（1）中測得的電源內(nèi)阻大于真實值（填“大于”或“小

于”）。為了測得電源內(nèi)阻的真實值，這位同學(xué)采用了如圖丙所示的電路測量出了吊，實驗操

作步驟如下：

①按圖丙連接好電路，斷開Si、S2,將斤調(diào)到最大；

②閉合工，調(diào)節(jié)彳使電流表滿偏；

③保持〃不變，閉合調(diào)節(jié)電阻箱使電流表指針偏錯：

④斷開S2,讀出川的阻值為0.3

實驗中尸遠大于川,則可認(rèn)為電流表內(nèi)阻Q,則電源內(nèi)阻直實值為色4。。

△〃/1C_1Q

［解析］⑴由題圖乙知，電源電動勢Q1.5V,內(nèi)阻？=—='-Q=1.0Q

aIUn.0ro

（2）若電流表內(nèi)阻不能忽略，由閉合電路歐姆定律得￡=〃+/（吊+r）,解得〃=￡—/（兄+

二），則圖線的斜率大小表示8+廣故測得的電源內(nèi)阻大于直實值：由于“遠大于肥,則可

12

認(rèn)為閉合開關(guān)8時通過電源的電流不變，故電流表指針偏轉(zhuǎn)可時，通過川的電流為可人，由并

JO

聯(lián)電路中電流與電阻成反比知吊=2〃=0.6C,電源內(nèi)阻真實值/=不一吊=0.4Qo

10.（12分）欲測量一個電流表的內(nèi)阻，根據(jù)以下要求來選擇器材并設(shè)計電路：

a.無論怎樣調(diào)節(jié)變阻器，電流表都不會超量程。

b.有盡可能高的測量精度，并能測得多組數(shù)據(jù)。

現(xiàn)備有如下器材：

A.待測電流表區(qū)）（量程3mA,內(nèi)阻約為50。）

B.電壓表泥（量程3V,內(nèi)阻未知）

C.電流表⑥（量程15mA,內(nèi)阻為10Q）

D.保護電阻4120Q

E.直流電源雙電動勢2V,內(nèi)阻忽略不計）

F.滑動變阻器（總阻值10Q,額定電流0.5A）

G.開關(guān)一個，導(dǎo)線若干

（1）在以上提供的淵材中，除A、E、F、G以外，還應(yīng)選擇g。（填字母代號）。

（2）請在虛線框中畫出符合要求的實驗電路圖。

［答案］

<s>

［解析］根據(jù)題中給H的備用器材，選擇伏安法測段電流表的內(nèi)阻。選擇內(nèi)阻已知的電

流表?作為電壓表，選擇保護電〃及與并聯(lián)的兩個電流表串聯(lián)。由于電流表兩端電壓最大只

有0.15V,滑動變阻器最大電阻只有10Q,所以選擇分壓電路，電路圖如圖所示。

11.（20分）如圖所示，電源電動勢￡=12V,內(nèi)阻r=lQ,定值電阻尼=10O,滑動

變阻器“可在0?19。范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，平行板電容器板長￡=10cm,板間距離d=4cm,一質(zhì)

量為/〃=1X1（）26kg（不計重力），電荷量＜7=8X10C的帶正電的粒子以速度vb=2X量m/s

從兩板正中間射入，未接通電源時，粒子擊中距電容器右側(cè)b=20cm的熒光屏的正中心0,

則當(dāng)開關(guān)閉合后，求：

（1）用在什么范圍內(nèi)調(diào)節(jié)可使該粒子打到熒光屏上？

⑵粒子打到熒光屏上距。點的最大距離為多少？（熒光屏足夠長）

［答案］（1）4CWMW19Q⑵加尸10cm

［解析］（1）若粒子剛好從下極板邊緣飛出，此時分的最小值為吊°,則豎直方向有

11

-d=-at2,a=一）

22md

水平方向有

U=IRz

￡=/（用此+r）

解得用“=4Q

用的取值范圍為4CWKW19Qo

⑵設(shè)最大距離為必四由類平拋運動規(guī)律可知

b+E

dL

22

解得為,x=0.1m=10cm。

實驗九電學(xué)實驗基礎(chǔ)

實驗知識-自主回顧

SHIYANZHISHIZIZHUHUIGU

知識點1游標(biāo)卡尺的構(gòu)造、原理及讀數(shù)

1.構(gòu)造

（如圖）主尺、游標(biāo)尺（主尺和游標(biāo)尺上各有一個內(nèi)、外測量爪）、游標(biāo)尺上還有一個深度

尺，尺身上還有一個緊固螺釘。

2.原理

利用主尺的最小分度與游標(biāo)尺的最小分度的差值制成。不管游標(biāo)尺上有多少個小等份刻

度，它的刻度部分的總長度比主尺上的同樣多的小等份刻度少1mnio常見的游標(biāo)卡尺的游標(biāo)

尺上小等份刻度有10個的、20個的、50個的，見下表：

刻度格數(shù)每小格與精確度

刻度總長度

（分度）1mm的差值（可準(zhǔn)確到）

109mm0.1mir0.1mm

2019mm0.05mm0.05mm

5049mm0.02mm0.02mm

3.讀數(shù)

若用及表示由主尺上讀出的整亳米數(shù)，x表示從游標(biāo)尺上讀出與主尺上某一刻線對齊的游

標(biāo)的格數(shù)，則其讀數(shù)為￡=Zo+履，其中衣為精確度。

知識點2螺旋測微器的構(gòu)造、原理及讀數(shù)

1.螺旋測微器的構(gòu)造

如下圖所示是常用的螺旋測微器。它的測砧力和固定刻度S固定在尺架尸上。旋鈕4、微

調(diào)旋鈕A”和可動刻度〃、測微螺桿〃連在一起，通過精密螺紋套在S上。

2.螺旋測微器的原理

測微螺桿尸與固定刻度S之間的精密螺紋的螺距為0.5mm,即旋鈕4每旋轉(zhuǎn)一周.產(chǎn)前

進或后退0.5mm,而可動刻度〃上的刻度為50等份，每轉(zhuǎn)動一小格，〃前進或后退0.01mm0

即螺旋測微器的精確度為Q01mm。讀數(shù)時估讀到亳米的千分位上，因此，螺旋測微器又叫千

分尺。

3.讀數(shù)

測量時被測物體長度的整數(shù)亳米數(shù)或半亳米數(shù)由固定刻度讀出，小數(shù)部分由可動刻度讀

出。

測量值（mm）=固定刻度數(shù)（mm）（注意半亳米刻度線是否露出）+可動刻度數(shù)（估讀一

位）X0.01（mm）o

核心考點-重點突破

HEXINKAODIANZHONGDIANTUP0

考點一測量儀器、儀表的讀數(shù)

1.游標(biāo)卡尺讀數(shù)注意事項

（1）看清精確度

①例如（如圖所示）

0510

易錯成11mm+5X0.1mm=11.50mm

正確的應(yīng)為11.5mm,游標(biāo)卡尺不需要估讀，后面不能隨意加零或去零;

②例如（如圖所示）

易錯成10nuii+14X0.05mm=10.7mm

正確的應(yīng)為10.7()mm0

(2)主尺上的單位為厘米

主尺上標(biāo)識的1、2、3等數(shù)字通常是指厘米，讀數(shù)時應(yīng)將毫米和厘米分清，游標(biāo)卡尺主

尺上的最小刻度是1mm.

例如(如圖所示)

5cm67

1||小山川州仲山

0510152D

易錯成5mm+2X0.05mm=5.10mm

正確的應(yīng)為50mm+2X0.05mm=5().1()nun。

(3)區(qū)分零刻度與游標(biāo)尺最前端

例如(如圖所示)

易錯成13mm+10X0.05mm=13.50mm

正確讀數(shù)為14mm+1GX0.05mm=14.50mm。

2.螺旋測微器的讀數(shù)需要估讀

2°

最后一位數(shù)字為估讀數(shù)字.讀數(shù)和記數(shù)H時估讀位為有效數(shù)字的最后一位。

例如(如圖所示)

固定刻度示數(shù)為2.()mm,不足半亳米的部分從可動刻度上讀得示