【先學(xué)后教新思路】2020高考物理一輪復(fù)習(xí)-教案8-電路-閉合電路歐姆定律

電路閉合電路歐姆定律考綱解讀1.嫻熟把握串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)，并能分析、計(jì)算.2.理解閉合電路歐姆定律，并能進(jìn)行電路的動(dòng)態(tài)分析和計(jì)算．1．電阻R1與R2并聯(lián)在電路中，通過(guò)R1與R2的電流之比為1∶2，則當(dāng)R1與R2串聯(lián)后接入電路中時(shí)，R1與R2兩端電壓之比U1∶U2為 ()A．1∶2 B．2∶1 C．1∶4 D．4∶1答案B解析依據(jù)串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)，R1與R2的比值為2∶1，當(dāng)串聯(lián)接入電路中時(shí)，電壓之比為電阻之比，B選項(xiàng)正確．2．下列關(guān)于電動(dòng)勢(shì)的說(shuō)法正確的是 ()A．電源的電動(dòng)勢(shì)跟電源內(nèi)非靜電力做的功成正比，跟通過(guò)的電荷量成反比B．電動(dòng)勢(shì)的單位跟電壓的單位全都，所以電動(dòng)勢(shì)就是兩極間的電壓C．非靜電力做的功越多，電動(dòng)勢(shì)就越大D．E＝eq\f(W,q)只是電動(dòng)勢(shì)的定義式而非打算式，電動(dòng)勢(shì)的大小是由電源內(nèi)非靜電力的特性打算的答案D解析電動(dòng)勢(shì)的定義式E＝eq\f(W,q)中，E與W、q無(wú)關(guān)，E反映的是電源的屬性，由電源內(nèi)部非靜電力的特性打算，故A、C錯(cuò)誤，D正確；電動(dòng)勢(shì)的單位雖然與電壓?jiǎn)挝幌嗤?，但兩者有本質(zhì)的不同，B錯(cuò)誤．3．一電池外電路斷開(kāi)時(shí)的路端電壓為3V，接上8Ω的負(fù)載后路端電壓降為2.4V，則可以判定電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r為 ()A．E＝2.4V，r＝1Ω B．E＝3V，r＝2ΩC．E＝2.4V，r＝2Ω D．E＝3V，r＝1Ω答案B解析當(dāng)外電路斷路時(shí)，I＝0，U外＝E＝3V；接上8Ω負(fù)載時(shí)，I′＝eq\f(U外′,R)＝eq\f(2.4,8)A＝0.3A，則r＝eq\f(U內(nèi),I′)＝eq\f(E－U外′,I′)＝eq\f(3－2.4,0.3)Ω＝2Ω.考點(diǎn)梳理一、串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)1．特點(diǎn)對(duì)比串聯(lián)并聯(lián)電流I＝I1＝I2＝…＝InI＝I1＋I(xiàn)2＋…＋I(xiàn)n電壓U＝U1＋U2＋…＋UnU＝U1＝U2＝…＝Un電阻R＝R1＋R2＋…＋Rneq\f(1,R)＝eq\f(1,R1)＋eq\f(1,R2)＋…＋eq\f(1,Rn)2.幾個(gè)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(wú)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(gè)電阻耗電功率之和．(4)無(wú)論電路是串聯(lián)還是并聯(lián)，電路中任意一個(gè)電阻變大時(shí)，電路的總電阻變大．二、電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻1．電動(dòng)勢(shì)(1)定義：電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于非靜電力把1C的正電荷在電源內(nèi)從負(fù)極移送到正極所做的功．(2)表達(dá)式：E＝eq\f(W,q).(3)物理意義：反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能的本事大小的物理量．2．內(nèi)阻電源內(nèi)部也是由導(dǎo)體組成的，也有電阻，叫做電源的內(nèi)阻，它是電源的另一重要參數(shù)．三、閉合電路歐姆定律1．內(nèi)容：閉合電路的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比．2．公式eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(I＝\f(E,R＋r)只適用于純電阻電路,E＝U外＋U內(nèi)適用于任何電路))3．路端電壓U與電流I的關(guān)系(1)關(guān)系式：U＝E－Ir.(2)U－I圖象如圖1所示．①當(dāng)電路斷路即I＝0時(shí)，縱坐標(biāo)的截距為電源電動(dòng)勢(shì)． 圖1②當(dāng)外電路電壓為U＝0時(shí)，橫坐標(biāo)的截距為短路電流．③圖線的斜率的確定值為電源的內(nèi)阻．4．一個(gè)微型吸塵器的直流電動(dòng)機(jī)的額定電壓為U，額定電流為I，線圈電阻為R，將它接在電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r的直流電源的兩極間，電動(dòng)機(jī)恰好能正常工作，則 ()A．電動(dòng)機(jī)消耗的總功率為UIB．電動(dòng)機(jī)消耗的熱功率為eq\f(U2,R)C．電源的輸出功率為EID．電源的效率為1－eq\f(Ir,E)答案AD解析電動(dòng)機(jī)不是純電阻，電動(dòng)機(jī)消耗的總功率為UI，A選項(xiàng)正確；電動(dòng)機(jī)消耗的熱功率為I2R，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；電源的輸出功率為UI，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；電源的效率為eq\f(U,E)＝eq\f(E－Ir,E)＝1－eq\f(Ir,E)，D選項(xiàng)正確．5．在如圖2所示電路中，當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P向下移動(dòng)時(shí)，則 ()A．A燈變亮、B燈變亮、C燈變亮B．A燈變亮、B燈變亮、C燈變暗 圖2C．A燈變亮、B燈變暗、C燈變暗D．A燈變亮、B燈變暗、C燈變亮答案D解析滑片P向下移動(dòng)，滑動(dòng)變阻器電阻減小，外電路總電阻減小，依據(jù)I＝eq\f(E,R＋r)知，電路電流增大，燈A兩端電壓UA增大而變亮，依據(jù)U＝E－Ir，路端電壓變小，U＝UA＋UB，所以UB減小，燈B電阻不變，所以燈B電流IB減小，燈B變暗．干路電流I＝IB＋I(xiàn)C，由于I增大，IB減小，所以IC增大，燈C應(yīng)變亮，選項(xiàng)D正確．方法提煉1．電路中的功率關(guān)系：(1)P總＝EI＝P內(nèi)＋P外＝I2r＋UI.(2)當(dāng)R外＝r時(shí)，電源有最大輸出功率．2．電路的動(dòng)態(tài)分析：(1)分析直流電路的動(dòng)態(tài)問(wèn)題時(shí)，一般依據(jù)“局部→整體→局部”的思路進(jìn)行．(2)先分析電路結(jié)構(gòu)未發(fā)生變化的支路，再分析電路結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的支路．考點(diǎn)一電路動(dòng)態(tài)變化的分析1．電路動(dòng)態(tài)分析類問(wèn)題是指由于斷開(kāi)或閉合開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器滑片的滑動(dòng)等造成電路結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，一處變化又引起了一系列的變化．2．電路動(dòng)態(tài)分析的方法(1)程序法：電路結(jié)構(gòu)的變化→R的變化→eq\x(R總的變化)→eq\x(I總的變化)→U端的變化→固定支路eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(并聯(lián)分流I,串聯(lián)分壓U))→eq\x(變化支路).(2)極限法：即因滑動(dòng)變阻器滑片滑動(dòng)引起的電路變化問(wèn)題，可將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)端分別滑至兩個(gè)極端去爭(zhēng)辯．(3)判定總電阻變化狀況的規(guī)律①當(dāng)外電路的任何一個(gè)電阻增大(或減小)時(shí)，電路的總電阻確定增大(或減小)．②若開(kāi)關(guān)的通、斷使串聯(lián)的用電器增多時(shí)，電路的總電阻增大；若開(kāi)關(guān)的通、斷使并聯(lián)的支路增多時(shí)，電路的總電阻減?。畧D3③在如圖3所示分壓電路中，滑動(dòng)變阻器可視為由兩段電阻構(gòu)成，其中一段R并與燈泡并聯(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串的變化趨勢(shì)全都．例1在如圖4所示的電路中，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R3的滑動(dòng)觸頭P向下滑動(dòng)時(shí) ()A．電壓表示數(shù)變大，電流表示數(shù)變小B．電壓表示數(shù)變小，電流表示數(shù)變大 圖4C．電壓表示數(shù)變大，電流表示數(shù)變大D．電壓表示數(shù)變小，電流表示數(shù)變小解析R3的滑動(dòng)觸頭向下滑動(dòng)，所以R3接入電路的阻值變大，導(dǎo)致并聯(lián)電路的阻值變大，電路的總電阻變大，干路電流變??；并聯(lián)電路的電阻變大，則并聯(lián)電路的分壓增大，即R2、R4串聯(lián)電路的電壓變大，所以流過(guò)這一支路的電流變大，由于干路電流變小，所以電流表的示數(shù)變??；由于R2、R4串聯(lián)電路的電壓變大，使得R2兩端分壓變大，電壓表示數(shù)變大，本題答案為A.答案A突破訓(xùn)練1在如圖5所示的電路中，E為電源電動(dòng)勢(shì)，r為電源內(nèi)阻，R1和R3均為定值電阻，R2為滑動(dòng)變阻器．當(dāng)R2的滑片在a端時(shí)合上開(kāi)關(guān)S，此時(shí)三個(gè)電表、和的示數(shù)分別為I1、I2和U.現(xiàn)將R2的滑片向b端移動(dòng)，則三個(gè)電表示數(shù)的變化狀況是 ()A．I1增大，I2不變，U增大 圖5B．I1減小，I2增大，U減小C．I1增大，I2減小，U增大D．I1減小，I2不變，U減小答案B解析滑片向b端移動(dòng)時(shí)，R2減小，引起總電阻減小，總電流I＝eq\f(E,R總)增大，路端電壓U＝E－Ir減小，R3的電流等于總電流，U3＝IR3增大，故并聯(lián)部分電壓U并＝U－U3減小，R1阻值不變，故電流I1減小，I2＝I－I1增大，故選B.考點(diǎn)二電路中的功率及效率問(wèn)題1．電源的總功率(1)任意電路：P總＝EI＝U外I＋U內(nèi)I＝P出＋P內(nèi)．(2)純電阻電路：P總＝I2(R＋r)＝eq\f(E2,R＋r).2．電源內(nèi)部消耗的功率：P內(nèi)＝I2r＝U內(nèi)I＝P總－P出．3．電源的輸出功率(1)任意電路：P出＝UI＝EI－I2r＝P總－P內(nèi)．(2)純電阻電路：P出＝I2R＝eq\f(E2R,R＋r2)＝eq\f(E2,\f(R－r2,R)＋4r).(3)輸出功率隨R的變化關(guān)系①當(dāng)R＝r時(shí)，電源的輸出功率最大為Pm＝eq\f(E2,4r).②當(dāng)R>r時(shí)，隨著R的增大輸出功率越來(lái)越?。郛?dāng)R<r時(shí)，隨著R的增大輸出功率越來(lái)越大．④當(dāng)P出<Pm時(shí)，每個(gè)輸出功率對(duì)應(yīng)兩個(gè)可能的外電阻R1和R2，且R1R2＝r2.⑤P出與R的關(guān)系如圖6所示．

圖64．電源的效率(1)任意電路：η＝eq\f(P出,P總)×100%＝eq\f(U,E)×100%.(2)純電阻電路：η＝eq\f(R,R＋r)×100%＝eq\f(1,1＋\f(r,R))×100%因此在純電阻電路中R越大，η越大；當(dāng)R＝r時(shí)，電源有最大輸出功率，效率僅為50%.特殊提示當(dāng)電源的輸出功率最大時(shí)，效率并不是最大，只有50%；當(dāng)R→∞時(shí)，η→100%，但此時(shí)P出→0，無(wú)實(shí)際意義．例2如圖7所示，電阻R1＝2Ω，小燈泡L上標(biāo)有“3V,1.5W”字樣，電源內(nèi)阻r＝1Ω，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為R0(大小未知)．當(dāng)觸頭P滑動(dòng)到最上端a時(shí)，電流表的讀數(shù)為1A，小燈泡L恰好正常發(fā)光，求：(1)滑動(dòng)變阻器的最大阻值R0； 圖7(2)當(dāng)觸頭P滑動(dòng)到最下端b時(shí)，電源的總功率及輸出功率．審題指導(dǎo)審題時(shí)應(yīng)留意以下兩點(diǎn)：(1)滑動(dòng)觸頭P在最上端a時(shí)，R與L并聯(lián)．(2)滑動(dòng)觸頭P在最下端b時(shí)，R與L均被短路．解析(1)當(dāng)觸頭P滑動(dòng)到最上端a時(shí)，流過(guò)小燈泡L的電流為：IL＝eq\f(PL,UL)＝eq\f(1.5,3)A＝0.5A.流過(guò)滑動(dòng)變阻器的電流：I0＝IA－IL＝1A－0.5A＝0.5A故：R0＝eq\f(UL,I0)＝6Ω.(2)電源電動(dòng)勢(shì)為：E＝UL＋I(xiàn)A(R1＋r)＝3V＋1×(2＋1)V＝6V.當(dāng)觸頭P滑動(dòng)到最下端b時(shí)，滑動(dòng)變阻器和小燈泡均被短路．電路中總電流為：I＝eq\f(E,R1＋r)＝2A.故電源的總功率為：P總＝EI＝12W.輸出功率為：P出＝EI－I2r＝8W.答案(1)6Ω(2)12W8W對(duì)于直流電路的分析與計(jì)算，要嫻熟把握串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)，知道這兩種電路的電壓、電流及電功率的支配關(guān)系，并能把較為簡(jiǎn)潔的電路化為簡(jiǎn)潔、直觀的串、并聯(lián)關(guān)系．突破訓(xùn)練2某同學(xué)將始終流電源的總功率P總、輸出功率P出和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率P內(nèi)隨電流I變化的圖線畫(huà)在同一坐標(biāo)系內(nèi)，如圖8所示，依據(jù)圖線可知 ()A．反映P內(nèi)變化的圖線是bB．電源電動(dòng)勢(shì)為8VC．電源內(nèi)阻為2Ω 圖8D．當(dāng)電流為0.5A時(shí)，外電路的電阻為6Ω答案CD解析電源的總功率P總＝IE，與電流成正比，由P內(nèi)＝I2r知電源內(nèi)部的發(fā)熱功率與電流的平方成正比，A錯(cuò)誤．當(dāng)電流為2A時(shí)，電源的總功率與發(fā)熱功率相等，可得出電源電動(dòng)勢(shì)為4V，內(nèi)阻為2Ω.當(dāng)電流為0.5A時(shí)，依據(jù)閉合電路歐姆定律可得外電路的電阻為6Ω，B錯(cuò)誤，C、D正確．考點(diǎn)三電路故障問(wèn)題的分析1．故障特點(diǎn)(1)斷路特點(diǎn)：表現(xiàn)為電源電壓不為零而電流為零；假如外電路中兩點(diǎn)間的電壓不為零而電流為零，則說(shuō)明這兩點(diǎn)間有斷點(diǎn)，而這兩點(diǎn)與電源的連接部分沒(méi)有斷點(diǎn)．(2)短路特點(diǎn)：用電器或電阻發(fā)生短路，表現(xiàn)為有電流通過(guò)電路但它兩端電壓為零．2．檢查方法(1)電壓表檢測(cè)：假如電壓表示數(shù)為零，則說(shuō)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(cè)：當(dāng)電路中接有電源時(shí)，可用電流表測(cè)量各部分電路上的電流，通過(guò)對(duì)電流值的分析，可以確定故障的位置．在運(yùn)用電流表檢測(cè)時(shí)，確定要留意電流表的極性和量程．(3)歐姆表檢測(cè)：當(dāng)測(cè)量值很大時(shí)，表示該處是斷路，當(dāng)測(cè)量值很小或?yàn)榱銜r(shí)，表示該處是短路．在運(yùn)用歐姆表檢測(cè)時(shí)，電路確定要切斷電源．(4)假設(shè)法：將整個(gè)電路劃分為若干部分，然后逐一假設(shè)某部分電路發(fā)生某種故障，運(yùn)用閉合電路或部分電路的歐姆定律進(jìn)行推理．

例3如圖9是某同學(xué)連接的試驗(yàn)實(shí)物圖，A、B燈都不亮，他接受下列兩種方法進(jìn)行故障檢查．圖9(1)應(yīng)用多用電表的直流擋進(jìn)行檢查，選擇開(kāi)關(guān)置于10V擋．該同學(xué)測(cè)試結(jié)果如表1所示，在測(cè)試a、b間直流電壓時(shí)，紅表筆應(yīng)接觸________(填a或b)．依據(jù)測(cè)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(cè)試點(diǎn)電壓示數(shù)a、b有示數(shù)b、c有示數(shù)c、d無(wú)示數(shù)d、f有示數(shù)表2測(cè)試點(diǎn)指針偏轉(zhuǎn)狀況c、dd、ee、f(2)將開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，再選擇歐姆擋測(cè)試，測(cè)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間導(dǎo)線斷路答案(1)aD(2)BD解析(1)應(yīng)用多用電表推斷電路故障，首先要正確使用多用電表，對(duì)多用電表而言，電流應(yīng)從紅表筆流入該表內(nèi)，由題圖能看出a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì)，知紅表筆應(yīng)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(wú)斷路，故d、f段斷路，選項(xiàng)D正確；若燈A短路或燈B短路，不會(huì)造成A、B燈都不亮，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；若cd段斷路，則d、f間不會(huì)有示數(shù)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．(2)由表2可知，c、d間有確定的電阻但不是很大，燈A既不短路也不斷路，選項(xiàng)A、C 錯(cuò)誤；d、e間存在很大電阻，表明d、e間導(dǎo)線斷路，選項(xiàng)D正確；e、f間電阻為零， 則燈B短路，選項(xiàng)B正確．突破訓(xùn)練3用電壓表檢查如圖10所示電路中的故障，測(cè)得Uad＝5.0V，Ucd＝0V，Ubc＝0V，Uab＝5.0V，則此故障可能是 ()圖10A．L斷路 B．R斷路C．R′斷路 D．S斷路答案B解析可按以下表格逐項(xiàng)分析現(xiàn)象結(jié)論答案Uad＝5.0Vdcba間斷路，其余電路接通綜上所述，故障為R斷路，B選項(xiàng)正確.Ucd＝0V燈L短路或其余電路某處斷路Ubc＝0V電阻R′短路或其余電路某處斷路Uab＝5.0V滑動(dòng)變阻器R斷路，其余電路接通考點(diǎn)四兩種U－I圖線的比較與應(yīng)用1．電源的伏安特性曲線是一條斜率為負(fù)值的直線，反映的是電源的特征：縱軸上的截距表示電動(dòng)勢(shì)，斜率的確定值表示內(nèi)阻．2．電阻的伏安特性曲線是一條過(guò)原點(diǎn)的直線，斜率表示電阻的大小．3．上述兩個(gè)曲線在同一坐標(biāo)系中的交點(diǎn)表示電源的工作狀態(tài)．例4如圖11所示為兩電源的U－I圖象，則下列說(shuō)法正確的是()A．電源①的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻均比電源②大B．當(dāng)外接相同的電阻時(shí)，兩電源的輸出功率可能相等C．當(dāng)外接同樣的電阻時(shí)，兩電源的效率可能相等 圖11D．不論外接多大的相同電阻，電源①的輸出功率總比電源②的輸出功率大解析圖線在U坐標(biāo)軸上的截距等于電源電動(dòng)勢(shì)，圖線的斜率的確定值等于電源的內(nèi)阻，因此A對(duì)；作外接電阻R的U－I曲線分別交電源①、②的伏安特性曲線于S1、S2兩點(diǎn)，電源的工作點(diǎn)橫、縱坐標(biāo)的乘積IU為電源的輸出功率，由圖可知，無(wú)論外接多大電阻，兩工作點(diǎn)S1、S2橫、縱坐標(biāo)的乘積都不行能相等，且電源①的輸出功率總比電源②的輸出功率大，故B錯(cuò)，D對(duì)；電源的效率η＝eq\f(P出,P總)＝eq\f(I2R,I2R＋r)＝eq\f(R,R＋r)，由于電源內(nèi)阻不同則電源效率不同，C錯(cuò)．答案AD用圖象分析電源的輸出功率和效率1.分析圖象問(wèn)題時(shí)，確定要明確圖線的含義，即要確定兩坐標(biāo)軸表示的物理意義．2．對(duì)閉合電路的U－I圖象，圖線上每一點(diǎn)縱、橫坐標(biāo)的乘積為電源的輸出功率；純電阻電路的圖線上每一點(diǎn)縱、橫坐標(biāo)的比值為此時(shí)外電路的電阻．突破訓(xùn)練4如圖12所示，直線A為電源a的路端電壓與電流的關(guān)系圖象；直線B為電源b的路端電壓與電流的關(guān)系圖象；直線C為一個(gè)電阻R的兩端電壓與電流的關(guān)系圖象．假如將這個(gè)電阻R分別接到a、b兩電源上，那么有 ()A．R接到a電源上，電源的效率較高 圖12B．R接到b電源上，電源的輸出功率較大C．R接到a電源上，電源的輸出功率較大，但電源效率較低D．R接到b電源上，電阻的發(fā)熱功率和電源的效率都較高答案C解析由題圖推斷電源a的內(nèi)阻大，在純電阻電路中電源效率η＝eq\f(R,R＋r)×100%，內(nèi)阻越大，效率越低；電源的輸出功率P＝UI對(duì)應(yīng)圖線交點(diǎn)坐標(biāo)的乘積，只有C正確.35．含有電容器電路的分析方法1．電路的簡(jiǎn)化：不分析電容器的充、放電過(guò)程時(shí)，把電容器所處的電路視為斷路，簡(jiǎn)化電路時(shí)可以去掉，求電荷量時(shí)再在相應(yīng)位置補(bǔ)上．2．電路穩(wěn)定時(shí)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(méi)有電流，同支路的電阻相當(dāng)于導(dǎo)線，即電阻不起降低電壓的作用，與電容器串聯(lián)的電阻視為等勢(shì)體．電容器的電壓為與之并聯(lián)的電阻兩端的電壓．3．在計(jì)算電容器的帶電荷量變化時(shí)，假如變化前后極板帶電的電性相同，那么通過(guò)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；假如變化前后極板帶電的電性相反，那么通過(guò)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．例5如圖13所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)E＝6V，內(nèi)阻r＝1Ω，電阻R1＝3Ω，R2＝6Ω，電容器的電容C＝3.6μF，二極管D具有單向?qū)щ娦?，開(kāi)頭時(shí)，開(kāi)關(guān)S1閉合，S2斷開(kāi)．(1)合上S2，待電路穩(wěn)定以后，求電容器上電荷量變化了多少？ 圖13(2)合上S2，待電路穩(wěn)定以后再斷開(kāi)S1，求斷開(kāi)S1后流過(guò)R1的電荷量是多少？解析(1)設(shè)開(kāi)關(guān)S1閉合，S2斷開(kāi)時(shí)，電容器兩端的電壓為U1，干路電流為I1，依據(jù)閉合電路歐姆定律有I1＝eq\f(E,R1＋r)＝1.5AU1＝I1R1＝4.5V合上開(kāi)關(guān)S2后，電容器兩端電壓為U2，干路電流為I2.依據(jù)閉合電路歐姆定律有I2＝eq\f(E,\f(R1R2,R1＋R2)＋r)＝2AU2＝I2eq\f(R1R2,R1＋R2)＝4V所以電容器上電荷量削減了：ΔQ＝(U2－U1)C＝1.8×10－6(2)合上S2后，電容器上的電荷量為QQ＝CU2＝1.44×10－5再斷開(kāi)S1后，R1和R2的電流與阻值成反比，故流過(guò)電阻的電荷量與阻值成反比．故流過(guò)電阻R1的電荷量為：Q1＝eq\f(R2,R1＋R2)Q＝9.6×10－6C.答案(1)削減了1.8×10－6C(2)9.6×10－突破訓(xùn)練5如圖14所示的電路中，R1、R2、R3是定值電阻，R4是光敏電阻，其阻值隨光照強(qiáng)度的增加而減?。?dāng)開(kāi)關(guān)S閉合且沒(méi)有光照射時(shí)，電容器C不帶電．當(dāng)用強(qiáng)光照射R4且電路穩(wěn)定時(shí)，則與無(wú)光照射時(shí)比較 ()圖14A．電容器C的上極板帶正電B．電容器C的下極板帶正電C．通過(guò)R4的電流變小，電源的路端電壓增大D．通過(guò)R4的電流變大，電源供應(yīng)的總功率變小答案B解析無(wú)光照射時(shí)，C不帶電，說(shuō)明eq\f(R1,R2)＝eq\f(R3,R4).當(dāng)有光照射時(shí)，R4阻值減小，則R4分壓減小，C上板電勢(shì)低于下板電勢(shì)，下板帶正電．由于R4減小，回路中總電流變大，通過(guò)R1、R2電流變小，路端電壓減小，通過(guò)R4的電流變大，P電源＝EI應(yīng)變大．只有B正確．高考題組1．(2022·上海單科·17)直流電路如圖15所示，在滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)時(shí)，電源的 ()A．總功率確定減小B．效率確定增大 圖15C．內(nèi)部損耗功率確定減小D．輸出功率確定先增大后減小答案ABC解析滑片P向右移動(dòng)時(shí)，外電路電阻R外增大，由閉合電路歐姆定律知總電流I減小，由P總＝EI可得P總減小，故選項(xiàng)A正確．依據(jù)η＝eq\f(R外,R外＋r)＝eq\f(1,1＋\f(r,R外))可知選項(xiàng)B正確．由P損＝I2r可知，選項(xiàng)C正確．由P輸出－R外圖象，因不知道R外的初始值與r的關(guān)系，所以無(wú)法推斷P輸出的變化狀況，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．2．(2011·北京理綜·17)如圖16所示電路，電源內(nèi)阻不行忽視．開(kāi)關(guān)S閉合后，在變阻器R0的滑動(dòng)端向下滑動(dòng)的過(guò)程中()A．電壓表與電流表的示數(shù)都減小 圖16B．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解析變阻器R0的滑動(dòng)端向下滑動(dòng)的過(guò)程中，變阻器R0接入電路中的電阻變小，從而使整個(gè)電路中的外電阻變小，干路電流變大，內(nèi)阻r分得的電壓U內(nèi)＝Ir變大，U外變小，電壓表示數(shù)變小．由U1＝IR1知U1變大，因U外＝U1＋U2，故U2變小，由于I2＝eq\f(U2,R2)，所以流過(guò)R2的電流變小，電流表示數(shù)變小，選項(xiàng)A正確．3．(2011·海南·2)如圖17所示，E為內(nèi)阻不能忽視的電池，R1、R2、R3為定值電阻，S0、S為開(kāi)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(kāi)，則()A.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 圖17D.的讀數(shù)變小，的讀數(shù)變大答案B解析當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)，R2所在支路斷路，外電路總電阻R變大，依據(jù)I＝eq\f(E,R＋r)知，干路電流I變小，依據(jù)U＝E－Ir知，路端電壓變大，即讀數(shù)變大；依據(jù)U＝IR知，R1兩端電壓U1＝IR1變小，而U＝U1＋U3，所以R3兩端的電壓U3＝U－U1變大，通過(guò)R3的電流I3＝eq\f(U3,R3)變大，即的讀數(shù)變大，所以B正確．4．(2010·課標(biāo)全國(guó)·19)電源的效率η定義為外電路電阻消耗的功率與電源的總功率之比．在測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的試驗(yàn)中得到的試驗(yàn)圖線如圖18所示，圖中U為路端電壓，I為干路電流，a、b為圖線上的兩點(diǎn)，相應(yīng)狀態(tài)下電源的效率分別為ηa、ηb.由圖可知ηa、ηb的值分別為 ()圖18A.eq\f(3,4)、eq\f(1,4) B.eq\f(1,3)、eq\f(2,3) C.eq\f(1,2)、eq\f(1,2) D.eq\f(2,3)、eq\f(1,3)答案D解析本題考查電路的U－I圖象以及電源的效率．設(shè)電源電動(dòng)勢(shì)為E，U－I圖象縱軸單位電壓為U0，則可知電源的電動(dòng)勢(shì)E為6U0，則a、b兩點(diǎn)處對(duì)應(yīng)的路端電壓分別為4U0、2U0，電源的效率η＝eq\f(UI,EI)＝eq\f(U,E)，所以ηa＝eq\f(U1,E)＝eq\f(2,3)，ηb＝eq\f(U2,E)＝eq\f(1,3)，正確選項(xiàng)為D.模擬題組5．如圖19所示，平行金屬板中帶電質(zhì)點(diǎn)P原處于靜止?fàn)顟B(tài)，不考慮電流表和電壓表對(duì)電路的影響，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R4的滑片向b端移動(dòng)時(shí)，則 () 圖19A．電壓表讀數(shù)減小B．電流表讀數(shù)減小C．質(zhì)點(diǎn)P將向上運(yùn)動(dòng)D．R1上消耗的功率漸漸增大答案BC解析R4的滑片向b端移動(dòng)時(shí)，R4↑→R總↑→I總↓→U端↑，分析電流表示數(shù)變化時(shí)可把R1和R3等效為電源內(nèi)阻，示數(shù)即可等效為總電流，由上面分析知其示數(shù)減小，B正確；分析示數(shù)的變化時(shí)，可把R1、R2和R3都等效為電源內(nèi)阻，其示數(shù)即為等效路端電壓，增大，A錯(cuò)；分析電容器兩板間電壓時(shí)，可把R1等效為電源內(nèi)阻，UC＝U端，E＝eq\f(UC,d)，增大，C正確；P1＝Ieq\o\al(2,總)R1，D錯(cuò)．6．如圖20所示的溝通電路中，抱負(fù)變壓器輸入電壓為U1，輸入功率為P1，輸出功率為P2，各溝通電表均為抱負(fù)電表．當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的滑動(dòng)觸頭向下移動(dòng)時(shí) ()A．燈L變亮 圖20B．各個(gè)電表讀數(shù)均變大C．由于U1不變，所以P1不變D．P1變大，且始終有P1＝P2答案D?題組1電路的動(dòng)態(tài)分析1．在如圖1所示的電路中，E為電源，其內(nèi)阻為r，L為小燈泡(其燈絲電阻可視為不變)，R1、R2為定值電阻，R3為光敏電阻，其阻值大小隨所受照射光強(qiáng)度的增大而減小，V為抱負(fù)電壓表．若將照射R3的光的強(qiáng)度減弱，則 () 圖1A．電壓表的示數(shù)變大B．小燈泡消耗的功率變小C．通過(guò)R2的電流變小D．電源內(nèi)阻的電壓變大答案B解析若將照射R3的光的強(qiáng)度減弱，則R3的電阻將增大，電路中的總電阻將增大，總電流減小，故電壓表的示數(shù)變小，內(nèi)電壓也減小，A、D錯(cuò)誤；而電阻R2兩端的電壓將變大，通過(guò)R2的電流變大，而總電流減小，所以通過(guò)小燈泡的電流減小，小燈泡消耗的功率變小，B正確，C錯(cuò)誤．2．如圖2所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為E，電源內(nèi)阻為r，閉合開(kāi)關(guān)S，待電流達(dá)到穩(wěn)定后，將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P從圖示位置向a端移動(dòng)一些，則待電流再次達(dá)到穩(wěn)定后，與P移動(dòng)前相比 ()圖2A．電流表示數(shù)變小，電壓表示數(shù)變大B．小燈泡L變亮C．電容器C的電荷量減小D．電源的總功率變大答案A解析對(duì)電路分析可知，將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P從圖示位置向a端移動(dòng)一些，滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻增大，總電流減小，路端電壓增大，因此電流表示數(shù)變小，電壓表示數(shù)變大，選項(xiàng)A正確；通過(guò)小燈泡的電流減小，小燈泡L將變暗，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；小燈泡分得的電壓減小，因此滑動(dòng)變阻器兩端電壓增大，即電容器C兩端電壓增大，由Q＝CU知，電容器C的電荷量將增大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；電源總功率由P＝eq\f(E2,R＋r)可知，電源的總功率變小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．3．如圖3所示，閉合開(kāi)關(guān)S后，A燈與B燈均正常發(fā)光，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向左滑動(dòng)時(shí)，以下說(shuō)法中正確的是 ()A．A燈變亮B．B燈變亮C．電源的輸出功率可能減小 圖3D．電源的總功率增大答案AC解析滑動(dòng)變阻器的滑片P向左滑動(dòng)，R的阻值增大，外電路的總電阻增大，由閉合電路歐姆定律知，干路電流I＝eq\f(E,R外＋r)減小，則B燈變暗，路端電壓U＝E－Ir增大，燈泡A兩端的電壓UA＝U－UB增大，A燈變亮，故A選項(xiàng)正確，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；電源的輸出功率P外＝UI＝eq\f(E2,R外＋2r＋\f(r2,R外))，可能減小，但電源的總功率P＝EI減小，則C選項(xiàng)正確，D選項(xiàng)錯(cuò)誤．?題組2電路中的功率與效率4．如圖4所示，R1為定值電阻，R2為可變電阻，E為電源電動(dòng)勢(shì)，r為電源內(nèi)阻，以下說(shuō)法中正確的是 ()A．當(dāng)R2＝R1＋r時(shí)，R2上獲得最大功率B．當(dāng)R2＝R1＋r時(shí)，R1上獲得最大功率 圖4C．當(dāng)R2＝0時(shí)，R1上獲得最大功率D．當(dāng)R2＝0時(shí)，電源的輸出功率最大答案AC解析在爭(zhēng)辯R2的電功率時(shí)，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(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為R1＋r的電源(等效電源)連成的閉合電路如圖所示，R2的電功率是等效電源的輸出功率，明顯當(dāng)R2＝R1＋r時(shí)，R2獲得的電功率最大，選項(xiàng)A正確．在爭(zhēng)辯R1的電功率時(shí)，由I＝eq\f(E,R1＋R2＋r)及P1＝I2R1可知，R2＝0時(shí)，R1獲得的電功率最大，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤，選項(xiàng)C正確．在爭(zhēng)辯電源的輸出功率時(shí)，R1＋R2為外電阻，內(nèi)電阻r恒定，由于題目沒(méi)有給出R1和r的具體數(shù)值，所以當(dāng)R2＝0時(shí)，電源輸出功率并不愿定最大，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤．5．在純電阻電路中，當(dāng)用一個(gè)固定的電源(E、r是定值)向變化的外電阻供電時(shí)，關(guān)于電源的輸出功率P隨外電阻R變化的規(guī)律如圖5所示，則 ()A．當(dāng)R＝r時(shí)，電源有最大的輸出功率B．當(dāng)R＝r時(shí)，電源的效率η＝50% 圖5C．電源的功率P′隨外電阻R的增大而增大D．電源的效率η隨外電阻R的增大而增大答案ABD解析由題圖可知，R＝r時(shí)電源有最大輸出功率eq\f(E2,4r)，A正確；電源的功率P′＝IE，隨外電阻R的增大而減小，C錯(cuò)誤；由η＝eq\f(IU,IE)＝eq\f(R,R＋r)＝eq\f(1,1＋\f(r,R))可知B、D正確．?題組3對(duì)電路故障及U－I圖象的考查6．在如圖6所示的電路中，由于某一電阻發(fā)生短路或斷路，使A燈變暗，B燈變亮，則故障可能是 ()A．R1短路B．R2斷路C．R3斷路 圖6D．R4短路答案BC解析由于A燈串聯(lián)于干路中，且故障發(fā)生后，A燈變暗，故知電路中總電流變小，即電路總電阻變大，由此推知，故障應(yīng)為某一電阻斷路，排解選項(xiàng)A、D.假設(shè)R2斷路，則其斷路后，電路總電阻變大，總電流變小，A燈變暗，同時(shí)R2斷路必引起與之并聯(lián)的燈B中電流變大，使B燈變亮，推理結(jié)果與現(xiàn)象相符，故選項(xiàng)B正確．假設(shè)R3斷路，則也引起總電阻變大，總電流變小，使A燈變暗，同時(shí)R3斷路也必引起與之并聯(lián)的電路(即R1所在支路)中電流增大，B燈中分得電流也變大，B燈變亮，故選項(xiàng)C正確．7．如圖7所示，直線A是電源的路端電壓和電流的關(guān)系圖線，直線B、C分別是電阻R1、R2兩端的電壓與電流的關(guān)系圖線．若將這兩個(gè)電阻分別接到該電源上，則 ()A．R1接在電源上時(shí)，電源的效率高 圖7B．R2接在電源上時(shí)，電源的效率高C．R1接在電源上時(shí)，電源的輸出功率大D．電源的輸出功率一樣大答案A解析電源的效率η＝eq\f(P出,P總)＝eq\f(UI,EI)＝eq\f(U,E)，由于UB>UC，故R1接在電源上時(shí)，電源的效率高，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；將電阻接在電源上，電阻的U－I圖象與電源兩端電壓與電流關(guān)系圖象的交點(diǎn)，表示將這個(gè)電阻接到此電源上的輸出電壓和電流，從圖象中只可看出電流的數(shù)值，由于圖線的斜率等于電阻的阻值，由題圖可知，R2與電源的內(nèi)阻相等，所以R2接在電源上時(shí)，電源的輸出功率大，故C、D項(xiàng)錯(cuò)誤．8．如圖8所示，圖中直線①表示某電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖象，圖中曲線②表示該電源的輸出功率與電流的關(guān)系圖象，則下列說(shuō)法正確的是 ()圖8A．電源的電動(dòng)勢(shì)為50VB．電源的內(nèi)阻為eq\f(25,3)ΩC．電流為2.5A時(shí)，外電路的電阻為15ΩD．輸出功率為120W時(shí)，輸出電壓是30V答案ACD解析電源的輸出電壓和電流的關(guān)系為：U＝E－Ir，明顯直線①的斜率的確定值等于r，縱軸的截距為電源的電動(dòng)勢(shì)，從題圖中看出截距為50V，斜率的大小等于r＝eq\f(50－20,6－0)Ω＝5Ω，A正確，B錯(cuò)誤；當(dāng)電流為I1＝2.5A時(shí)，由回路中電流I1＝eq\f(E,r＋R外)，解得外電路的電阻R外＝15Ω，C正確；當(dāng)輸出功率為120W時(shí)，由題圖中P－I關(guān)系圖線中看出對(duì)應(yīng)干路電流為4A，再?gòu)腢－I圖線中讀取對(duì)應(yīng)的輸出電壓為30V，D正確．9．如圖9甲所示，其中R兩端電壓U隨通過(guò)該電阻的電流I的變化關(guān)系如圖乙所示，電源電動(dòng)勢(shì)為7.0V(內(nèi)阻不計(jì))，且R1＝1000Ω(不隨溫度變化)．若轉(zhuǎn)變R2，使AB與BC間的電壓相等，這時(shí) ()圖9A．R的阻值為1000Ω B．R的阻值為1333ΩC．通過(guò)R的電流為1.5mA D．通過(guò)R的電流為2.0mA答案BC解析要使AB與BC間的電壓相等，即有E＝UAB＋UBC，UAB＝UBC，解得UBC＝3.5V．而UBC＝U＋I(xiàn)R1，U＝UBC－IR1，將UBC＝3.5V，R1＝1000Ω代入得U＝3.5－1000I，在題圖中作出函數(shù)關(guān)系U＝3.5－1000