2025年高考試題12.2閉合電路歐姆定律（解析版）

高中物理一輪復(fù)習(xí)頁.2閉合電路歐姆定律要點一.電源電動勢和內(nèi)阻1.電動勢E1.定義非靜電力所做的功與所移動的電荷量之比電動勢．2.表達式E＝eq\f(W,q)單位：伏特V3.大小其大小等于不接用電器時，電源兩極的電壓。決定因素：電動勢大小由非靜電力特性決定；與電源體積無關(guān)，與外電路組成及變化均無關(guān)。（屬于電源本身性質(zhì)）4.物理意義電源在使用過程中時間越長，電動勢越小，內(nèi)阻越大。反應(yīng)電源非靜電力做功的本領(lǐng)（把電能轉(zhuǎn)化為其他形式能）。電動勢越大，電路中每通過1C電荷量時，做功越多。電源在使用過程中時間越長，電動勢越小，內(nèi)阻越大。2.電源內(nèi)阻r電源內(nèi)部由導(dǎo)體組成，內(nèi)部導(dǎo)體的電阻電源內(nèi)阻。要點二.閉合電路歐姆定律1.閉合電路的組成閉合電路由內(nèi)電路和外電路組成。1.內(nèi)電路電源內(nèi)部稱為內(nèi)電路，在電源內(nèi)部非靜電力做功從負極到正極搬運電荷。內(nèi)部電壓稱為內(nèi)壓：U內(nèi)2.外電路電源外部稱為外電路，主要包括導(dǎo)線、用電器、開關(guān)等；形成從正極指向負極的恒定電場，由靜電力做功。外電路電壓稱為路端電壓：U外2.閉合電路歐姆定律1.內(nèi)容閉合電路的電流I與電源電動勢E成正比，與內(nèi)外電阻之和成反比。2.公式I＝eq\f(E,R＋r)變形式：E=U外+U內(nèi)E=IR+IrU外=E-Ir要點三.路端電壓與負載的關(guān)系1.路端電壓與電流的關(guān)系1.關(guān)系式U＝E－U內(nèi)＝E－Ir＝E－eq\f(E,R＋r)r2.函數(shù)圖像3.路端電壓隨外電阻的變化規(guī)律(1)當(dāng)外電阻R增大時，由I＝eq\f(E,R＋r)可知電流I減小，路端電壓U＝E－Ir增大．(2)當(dāng)外電阻R減小時，由I＝eq\f(E,R＋r)可知電流I增大，路端電壓U＝E－Ir減?。厥馇闆r1.外電路斷路時：R→∞，I＝0，縱軸截距：U外=E2.外電路短路時：R＝0，U＝0，橫軸截距：Im=E2.閉合電路歐姆定律與部分電路歐姆定律的比較要點四.閉合電路中的功率、效率問題1.功率計算1.電源總功率P總＝IE＝IU外＋IU內(nèi)＝P出＋P內(nèi)．2.電源內(nèi)阻功率P內(nèi)＝I2r＝IU內(nèi)＝P總－P出．3.電源輸出功率P出＝IU＝IE－I2r＝P總－P內(nèi)．=1\*GB3①.P出與U的關(guān)系P出＝UI＝UE-Ur==2\*GB3②.P出與R的關(guān)系P出＝UI＝I2R＝eq\f(E2,R＋r2)R＝eq\f(E2R,R－r2＋4Rr)＝eq\f(E2,\f(R－r2,R)＋4r)4.電源效率η＝eq\f(P出,P總)×100%＝eq\f(U,E)×100%2.輸出功率的動態(tài)分析(1)當(dāng)R＝r時，U=E/2，電源的輸出功率最大，為Pm＝eq\f(E2,4r)；(2)當(dāng)R＞r時，隨著R的增大，電源的輸出功率越來越??；(3)當(dāng)R＜r時，隨著R的增大，電源的輸出功率越來越大；(4)當(dāng)P出＜Pm時，每個輸出功率對應(yīng)兩個外電阻阻值R1和R2，且R1R2＝r2。3.外電路電阻R與各物理量的關(guān)系4.功率與電流之間的關(guān)系eq\o\ac(○,1)直線表示電源的總功率：.eq\o\ac(○,2)曲線表示電源的輸出功率：．eq\o\ac(○,3)曲線表示電源內(nèi)部消耗的功率：．要點五.最大輸出功率及等效電源問題1.部分電路最大功率分析對于線性及非線性元件：利用部分電路歐姆定律：直接分析元件兩端電壓、電流變化，結(jié)合P=UI分析功率變化。2.閉合電路中最大功率分析對于可變電阻（滑動變阻器）把滑動變阻器以外的定值電阻看作電源內(nèi)阻，等效為新電源和滑動變阻器組成的新電路，然后利用閉合電路歐姆定律，分析電源輸出的最大功率.1.分析示例2.等效電源分析在利用閉合電路歐姆定律分析電路時，將電路中除滑動變阻器以外，包含電源的其它部分，全部視為等效電源。1.等效內(nèi)阻分析r等效將等效電源部分視為部分電路，電源視為阻值為r的電阻，利用串并聯(lián)關(guān)系，求和電阻。2.等效電動勢分析E等效等效電源能夠輸出的最大電壓視為等效電動勢，可以視為外電路阻值無窮大時分得的電壓；或者相當(dāng)于在等效外直接接理想變壓器時，所測的電壓。注意：1.串聯(lián)電阻不改變等效電動勢。2.并聯(lián)電阻改變等效電動勢。3.分析示例1.與電源串聯(lián)電阻2.與電源并聯(lián)電阻3.與電源混聯(lián)電阻要點五.閉合電路中動態(tài)分析及故障分析1.動態(tài)分析常用方法(1)程序法：遵循“局部—整體—局部”的思路，按以下步驟分析：(2)結(jié)論法：“串反并同”，應(yīng)用條件為電源內(nèi)阻不為零．①所謂“串反”即某一電阻的阻值增大時，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小，反之則增大．②所謂“并同”即某一電阻的阻值增大時，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，反之則減?。?.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．檢測方法(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)部分短路；(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(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．在用歐姆表檢測時，應(yīng)斷開電源．(4)假設(shè)法：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)生某種故障，運用閉合電路或部分電路的歐姆定律進行推理3.含容電路的分析1．電路簡化把電容器所在的支路視為斷路，簡化電路時可以去掉，求電荷量時再在相應(yīng)位置補上．2．電容器的電壓(1)電容器所在的支路中沒有電流，與之串聯(lián)的電阻兩端無電壓，相當(dāng)于導(dǎo)線．(2)電容器兩端的電壓等于與之并聯(lián)的電阻兩端的電壓．3．電容器的電荷量及變化(1)電路中電流、電壓的變化可能會引起電容器的充、放電．若電容器兩端電壓升高，電容器將充電；若電壓降低，電容器將通過與它連接的電路放電．(2)如果變化前后極板帶電的電性相同，通過所連導(dǎo)線的電荷量為|Q1－Q2|；(3)如果變化前后極板帶電的電性相反，通過所連導(dǎo)線的電荷量為Q1＋Q2.

題型1.電動勢與路端電壓的理解經(jīng)典例題典例1電源與外電阻R連接成閉合回路，對于電源的路端電壓U，下列說法正確的是（）A.因U＝IR，則U與R的大小成正比B.因U＝IR，則R＝0時，必有U＝0C.流過電源的電流越大，路端電壓U也越大D.若外電路斷開，回路中電流為0，路端電壓也等于0【答案】B【解析】電源電動勢不變，據(jù)I=ER+r知，當(dāng)R變化時，I也變化，路端電壓U與R的大小不成正比，故A錯誤；當(dāng)R＝0時，電路處于短路狀態(tài)，由U＝IR知，電源路端電壓為0，故B正確；由U=E-Ir典例2(多選)對于電動勢的定義式E＝eq\f(W,q)的理解，正確的是()A．E與W成正比B．E與q成反比C．E的大小與W、q無關(guān)D．W表示非靜電力做的功【答案】CD【解析】電動勢的定義式E＝eq\f(W,q)中，E與W、q無關(guān)，E反映的是電源的屬性，由電源內(nèi)部非靜電力的特性決定，W為非靜電力做的功，故A、B錯誤，C、D正確。鞏固提升鞏固1(多選)關(guān)于電動勢，下列說法正確的是()A．電源兩極間的電壓等于電源電動勢B．電動勢越大的電源，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能就越多C．電源電動勢的數(shù)值等于內(nèi)、外電壓之和D．電源電動勢由電源本身決定，與外電路的組成無關(guān)【答案】CD【解析】電源沒有接入電路時兩極間的電壓等于電源電動勢，在閉合電路中電源兩極間的電壓是路端電壓，電源電動勢的數(shù)值等于內(nèi)、外電壓之和，故A錯誤，C正確；電動勢越大的電源，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)越大，但不是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能就越多，故B錯誤；電動勢是表征電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的物理量，大小由電源本身決定，與外電路的組成無關(guān)，故D正確．鞏固2電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，向可變電阻R供電.關(guān)于路端電壓，下列說法中正確的是（）A.因為電源電動勢不變，所以路端電壓也不變B.因為U＝IR，所以當(dāng)R增大時，路端電壓也增大C.因為U＝IR，所以當(dāng)I增大時，路端電壓也增大D.因為U＝E－Ir，所以當(dāng)I增大時，路端電壓減小【答案】D【解析】電源電動勢不變，而路端電壓隨外電阻的增大而增大，隨外電阻的減小而減小.故A錯誤.當(dāng)R增大時，I減小，不能根據(jù)U＝IR判斷路端電壓的變化，而應(yīng)由U＝E－Ir分析，E、r不變，I減小，得到U增大.故B錯誤.當(dāng)I增大時，說明R減小，不能根據(jù)U＝IR判斷路端電壓的變化，而由應(yīng)U＝E－Ir分析，E、r不變，I增大，得到U減小.故C錯誤.根據(jù)閉合電路歐姆定律U＝E－Ir可知，I增大時，路端電壓U減小.故D正確.題型2.利用閉合電路歐姆定律基本應(yīng)用（E，r求解）經(jīng)典例題典例1在如圖所示的電路中，電源的內(nèi)電阻為1Ω，外電路電阻為9Ω，閉合開關(guān)后，電流表的示數(shù)為0.3A，電流表的內(nèi)阻不計。電源的電動勢E等于()A．1VB．2VC．3V D．5V【答案】C【解析】根據(jù)閉合電路歐姆定律得電源的電動勢為E＝I(R＋r)＝0.3×(9＋1)V＝3V，故C正確。典例2(多選)如圖所示電路中，電源電動勢E＝9V、內(nèi)阻r＝3Ω，R＝15Ω，下列說法中正確的是()A．當(dāng)S斷開時，UAC＝9VB．當(dāng)S閉合時，UAC＝9VC．當(dāng)S閉合時，UAB＝7.5V，UBC＝0D．當(dāng)S斷開時，UAB＝0，UBC＝0【答案】AC【解析】當(dāng)S斷開時，UAC與UBC都等于電源電動勢，A正確，D錯誤；當(dāng)S閉合時，UAC＝UAB＝eq\f(E,R＋r)R＝7.5V，UBC＝0，B錯誤，C正確。典例3在如圖所示的電路中，閉合開關(guān)S后，把R由2Ω變?yōu)?Ω時，電流減小為原來的一半，則電源的內(nèi)電阻應(yīng)為()A．4Ω B．8ΩC．6Ω D．2Ω【答案】D【解析】根據(jù)閉合電路歐姆定律E＝I(R＋r)，當(dāng)R＝2Ω時，E＝I(2Ω＋r)；當(dāng)R＝6Ω時，E＝eq\f(I,2)(6Ω＋r)，聯(lián)立解得r＝2Ω，故選D.鞏固提升鞏固1如圖所示，已知R1＝R2＝R3＝1Ω.當(dāng)開關(guān)S閉合后，理想電壓表的讀數(shù)為1V；當(dāng)開關(guān)S斷開后，理想電壓表的讀數(shù)為0.8V，則電源的電動勢等于()A．1VB．1.2VC．2V D．4V【答案】C【解析】當(dāng)S閉合時，I＝eq\f(U,R1)＝eq\f(1,1)A＝1A，故有E＝I(1.5Ω＋r)；當(dāng)S斷開時，I′＝eq\f(U′,R1)＝0.8A，故有E＝I′(2Ω＋r)，解得E＝2V，C正確．鞏固2如圖所示，當(dāng)開關(guān)S斷開時，電壓表示數(shù)為3V，當(dāng)開關(guān)S閉合時，電壓表示數(shù)為1.8V，則外電阻R與電源內(nèi)阻r之比為()A．5∶3B．3∶5C．2∶3D．3∶2【解析】選DS斷開時，電壓表的示數(shù)等于電源的電動勢，即：E＝3V，S閉合時，U外＝1.8V，所以U內(nèi)＝E－U外＝1.2V。因U外＝IR，U內(nèi)＝Ir，所以R∶r＝U外∶U內(nèi)＝1.8∶1.2＝3∶2。鞏固3在如圖所示的電路中，電阻R1＝9Ω，R2＝15Ω，R3＝30Ω，電源內(nèi)電阻r＝1Ω，閉合開關(guān)S，理想電流表的示數(shù)I2＝0.4A．求：(1)電阻R3兩端的電壓U3；(2)流過電阻R1的電流I1的大??；(3)電源的總功率P.【答案】(1)6V(2)0.6A(3)7.2W【解析】(1)電阻R3兩端的電壓U3＝I2R2＝0.4×15V＝6V；(2)通過電阻R3的電流大小I3＝eq\f(U3,R3)＝0.2A流過電阻R1的電流大小I1＝I2＋I3＝0.4A＋0.2A＝0.6A；(3)電源的電動勢為：E＝I1r＋I1R1＋U3＝0.6×1V＋0.6×9V＋6V＝12V電源的總功率為P＝I1E＝7.2W或P＝I12(r＋R1＋eq\f(R2·R3,R2＋R3))＝7.2W.拓展拔高拓展1在如圖所示的電路中，電源電動勢E＝1.5V，內(nèi)阻r＝0.6Ω，電阻R1＝3Ω，電阻R2＝4Ω，電阻R3＝6Ω.電壓表為理想電表，閉合開關(guān)S，求：(1)通過電源的電流大??；(2)電源的內(nèi)電壓和電壓表的示數(shù)．【答案】(1)0.25A(2)0.15V0.6V【解析】(1)閉合開關(guān)S時，R2、R3并聯(lián)后與R1串聯(lián)，則R2、R3并聯(lián)電阻R23＝eq\f(R2R3,R2＋R3)＝2.4Ω干路電流I＝eq\f(E,r＋R1＋R23)＝0.25A(2)電源的內(nèi)電壓Ur＝Ir＝0.15V，電壓表的示數(shù)即為R2、R3的并聯(lián)電壓，U＝IR23＝0.6V.拓展2(多選)在如圖所示的電路中，電源的電動勢為3.2V，電阻R的阻值為30Ω，小燈泡L的額定電壓為3.0V，額定功率為4.5W．當(dāng)開關(guān)S接位置1時，理想電壓表的讀數(shù)為3V，假如小燈泡電阻阻值不變，下列說法正確的是()A．電源的內(nèi)電阻為4ΩB．小燈泡的電阻為2ΩC．當(dāng)開關(guān)S接到位置2時，小燈泡不能正常發(fā)光D．當(dāng)開關(guān)S接到位置2時，小燈泡兩端的電壓為3V【答案】BC【解析】燈泡的額定電流IL＝eq\f(PL,UL)＝eq\f(4.5,3.0)A＝1.5A，電阻RL＝eq\f(UL,IL)＝eq\f(3.0,1.5)Ω＝2Ω，當(dāng)開關(guān)接1時，通過電阻R的電流I＝eq\f(U,R)＝eq\f(3,30)A＝0.1A，根據(jù)閉合電路歐姆定律知E＝U＋Ir，代入數(shù)據(jù)得r＝2Ω，故A錯誤，B正確；當(dāng)開關(guān)接2時，通過燈泡的電流IL′＝eq\f(E,RL＋r)＝eq\f(3.2,2＋2)A＝0.8A，小于燈泡的額定電流，實際功率小于其額定功率，則燈泡L不能正常發(fā)光，此時燈泡兩端的電壓為UL′＝IL′RL＝0.8×2V＝1.6V，故C正確，D錯誤．題型3.閉合電路歐姆定律的圖像問題經(jīng)典例題典例1(多選)如圖所示，這是某一電源的U－I圖像，由圖可知()A．電源電動勢為2VB．電源內(nèi)阻為eq\f(1,3)ΩC．電源短路時電流為6AD．電路路端電壓為1V時，電路中電流為5A【答案】AD【解析】由閉合電路歐姆定律U＝E－Ir得知，當(dāng)I＝0時，U＝E，由圖讀出電源的電動勢E＝2V，故A正確；電源的內(nèi)阻等于圖線斜率的絕對值，為r＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔU,ΔI)))＝eq\f(2－0.8,6)Ω＝0.2Ω，故B錯誤；電源短路時R＝0，電流I短＝eq\f(E,r)＝eq\f(2,0.2)A＝10A，故C錯誤；當(dāng)路端電壓U＝1V時，由E＝U＋Ir可得，I＝eq\f(E－U,r)＝eq\f(2－1,0.2)A＝5A，故D正確。典例2(多選)如圖所示，這是兩個閉合電路中兩個電源的U－I圖像，下列說法中正確的是()A．電動勢E1＝E2，內(nèi)阻r1<r2B．電動勢E1＝E2，內(nèi)阻r1>r2C．電動勢E1＝E2，發(fā)生短路時的電流I1>I2D．當(dāng)兩電源的工作電流變化相同時，電源2的路端電壓變化較大【答案】ACD【解析】電源的電動勢和內(nèi)阻的測定可以通過U－I圖線來完成，由圖線可知，E1＝E2，兩電源的短路電流I1>I2(圖線的橫截距)，故內(nèi)阻r＝eq\f(E,I)，r1<r2，A、C正確，B錯誤；因圖線1的斜率的絕對值小于圖線2的斜率的絕對值，由圖線可以得到ΔU＝rΔI?ΔU2>ΔU1，D正確。典例3如圖甲所示的電路中，R1、R2均為定值電阻，且R1＝100Ω，R2阻值未知，R3為一滑動變阻器，當(dāng)其滑片P從左端滑至右端時，測得電源的路端電壓隨電源中流過的電流變化圖線如圖乙所示，其中A、B兩點是滑片P在變阻器的兩個不同端點得到的，求：(1)電源的電動勢和內(nèi)阻；(2)定值電阻R2的阻值；(3)滑動變阻器的最大阻值?！敬鸢浮?1)20V20Ω(2)5Ω(3)300Ω【解析】(1)題圖乙中AB延長線交U軸于20V處，交I軸于1.0A處，所以電源的電動勢為E＝20V，內(nèi)阻r＝eq\f(E,I短)＝20Ω。(2)當(dāng)P滑到R3的右端時，電路參數(shù)對應(yīng)題圖乙中的B點，即U2＝4V、I2＝0.8A，得R2＝eq\f(U2,I2)＝5Ω。(3)當(dāng)P滑到R3的左端時，由題圖乙知此時U外＝16V，I總＝0.2A，所以R外＝eq\f(U外,I總)＝80Ω。因為R外＝eq\f(R1R3,R1＋R3)＋R2，所以滑動變阻器的最大阻值為：R3＝300Ω。鞏固提升鞏固1如圖所示，圖線AB是某電源的路端電壓隨電流變化的關(guān)系圖線，OM是固定電阻R兩端的電壓隨電流變化的圖線，由圖可知（）A.該電源的電動勢為6V，內(nèi)阻是2ΩB.固定電阻R的阻值為2ΩC.該電源的最大輸出功率為8WD.當(dāng)該電源只向電阻R供電時，其效率約為66.7%【答案】BD【解析】由圖象AB可知電源的電動勢E=6V，短路電流為6A，根據(jù)r=Er=1Ω，故A錯誤；根據(jù)R=

△U△I得：R=2Ω，故B正確；當(dāng)外電路電阻等于內(nèi)阻時，電源的輸出功率最大，所以該電源的最大輸出功率P=I2R＝(

鞏固2如圖所示，直線OAC為某一直流電源的總功率P總隨電流I變化的圖線，拋物線OBC為該直流電源內(nèi)部的熱功率Pr隨電流I化的圖線，A、B兩點對應(yīng)的橫坐標為2A，則下列說法正確的是（）A.電源電動勢為3V，內(nèi)電阻為1ΩB.電流為2A時，電源的內(nèi)部發(fā)熱功率6wC.電流為2A時，電源的總功率為2WD.此電源的總功率可以超過9W，圖線還可延長【答案】A【解析】A.電源的總功率P=EIC點表示I=3A，P=9W，則電源的電動勢由圖看出，C點表示外電路短路，電源內(nèi)部熱功率等于電源的總功率，則有P=I2r代入解得，r=1Ω故A正確。BC.AB段表示的功率為PAB=EI′-I′2r=3×2-22×1=6-4=2W根據(jù)功率公式可知：電源的輸出功率為2W，總功率為6W，內(nèi)部產(chǎn)熱功率為4W，故BC錯誤。D.當(dāng)電源短路時，回路電流最大，根據(jù)P=EI可知，總功率最大，不能再變大了，故D錯誤。鞏固3用標有“6V3W”的燈泡L1、“6V6W”的燈泡L2與理想電壓表和理想電流表連接成如圖甲所示的實驗電路，其中電源電動勢E＝9V.圖乙是通過兩個燈泡的電流隨兩端電壓變化的曲線.當(dāng)其中一個燈泡正常發(fā)光時（）A.電流表的示數(shù)為1AB.電壓表的示數(shù)約為6VC.電路輸出功率為4WD.電源內(nèi)阻為0.5Ω【答案】C【解析】因為兩燈泡串聯(lián)，則電流相等，根據(jù)I=PU可知兩燈泡的額定電流分別為：0.5A、1A；當(dāng)一個燈泡正常發(fā)光時，只能是L1燈泡，此時電路中的電流為0.5A，即電流表的示數(shù)為0.5A，選項A錯誤；從圖中看出另一只燈泡LP出=P1+P2=3W+0.5A×2V=4W，選項C正確；外電路的電壓為8V，則內(nèi)阻上的電壓為1V，內(nèi)阻為：r=U拓展拔高拓展1(多選)如圖所示，圖中直線①表示某純電阻電路中電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖線，圖中曲線②表示該電路中電源的輸出功率與電流的關(guān)系圖線，則下列說法正確的是()A．電源的電動勢為50VB．電源的內(nèi)阻為eq\f(25,3)ΩC．回路中電流為2.5A時，外電路的電阻為15ΩD．電源的輸出功率為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(guān)系為U＝E－Ir，顯然題圖中直線①的斜率的絕對值等于r，縱軸的截距為電源的電動勢，從題圖中可看出E＝50V，r＝eq\f(50－20,6－0)Ω＝5Ω，A正確，B錯誤；當(dāng)回路中電流I1＝2.5A時，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)電源的輸出功率為120W時，由題圖中P-I關(guān)系圖線可看出對應(yīng)干路電流為4A，再從U-I圖線讀出對應(yīng)的輸出電壓為30V，D正確．拓展2如圖所示，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是一個小燈泡的伏安特性曲線，如果把該小燈泡分別與電源1、電源2單獨連接，則下列說法正確的是()A．電源1與電源2的內(nèi)阻之比是11∶7B．電源1與電源2的電動勢之比是1∶1C．在這兩種連接狀態(tài)下，小燈泡消耗的功率之比是1∶2D．在這兩種連接狀態(tài)下，小燈泡的電阻之比是1∶2【答案】ABC【解析】根據(jù)電源的路端電壓隨輸出電流變化的特性圖線斜率的絕對值表示電源內(nèi)阻可知，電源1與電源2的內(nèi)阻之比是11∶7，選項A正確；根據(jù)電源的路端電壓隨輸出電流變化的特性圖線在縱軸的截距表示電源電動勢可知，電源1與電源2的電動勢之比是1∶1，選項B正確；根據(jù)曲線交點表示工作點，交點的縱、橫坐標的乘積表示電源輸出功率，在這兩種連接狀態(tài)下，小燈泡消耗的功率之比是1∶2，選項C正確；根據(jù)曲線交點的縱、橫坐標的比值表示小燈泡電阻，在這兩種連接狀態(tài)下，小燈泡的電阻之比是18∶25，選項D錯誤。題型4.閉合電路中的動態(tài)分析經(jīng)典例題典例1如圖所示電路，電源內(nèi)阻不可忽略。開關(guān)S閉合后，在變阻器R0的滑動端向下滑動的過程中()A.電壓表與電流表的示數(shù)都減小B.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【解析】滑動變阻器R0的滑片向下滑動的過程中，R0接入電路的電阻變小，電路的總電阻變小，總電流變大，電源的內(nèi)電壓變大，外電壓變小，電壓表的示數(shù)變小，R1兩端的電壓變大，R2兩端的電壓變小，電流表的示數(shù)變小，A正確?！敬鸢浮緼鞏固提升鞏固1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，理想電壓表示數(shù)V1、V2、V3變化量的絕對值分別為ΔV1、ΔV2、ΔV3，理想電流表A示數(shù)變化量的絕對值為ΔI，則（）A.A的示數(shù)增大B.V2的示數(shù)增大C.ΔV3與ΔI的比值大于rD.ΔV1大于ΔV2【答案】ACD【解析】由電路圖可知，該電路是有滑動變阻器和電阻R串聯(lián)所形成的電路，電路中電壓表V1測量電阻R兩端的電壓，電壓表V3測量滑動變阻器兩端的電壓，而電壓表V2測量的是路端電壓值，電流表測量回路中的總電流；當(dāng)滑動變阻器滑片向下滑動時，滑動變阻器接入電路中的電阻變小，則回路中的總電阻減小，由閉合回路歐姆定律可知，回路中的總電流增大，電阻R兩端的電壓增大，電源的內(nèi)電壓增大，故回路路端電壓減小，即A的示數(shù)增大，V3的示數(shù)變大，V2的示數(shù)變小，故A正確，B錯誤；由上述分析知，V2的變化量即V3變化量與V1的變化量之差，即ΔV2=ΔV3-ΔV1，而ΔV鞏固2(多選)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，R為定值電阻，閉合開關(guān)，小燈泡能正常發(fā)光。現(xiàn)將滑動變阻器的滑片向左滑動一段距離，滑動前后理想電壓表V1、V2、V3示數(shù)變化量的絕對值分別為ΔU1、ΔU2、ΔU3，理想電流表A示數(shù)變化量的絕對值為ΔI，則()A．電源的輸出功率一定增大B．燈泡逐漸變暗C.eq\f(ΔU1,ΔI)、eq\f(ΔU2,ΔI)、eq\f(ΔU3,ΔI)均保持不變D．當(dāng)電路穩(wěn)定后，斷開開關(guān)，小燈泡立刻熄滅【答案】BC【解析】將滑動變阻器的滑片向左滑動時，其接入電路的阻值變大，由于電源內(nèi)阻和外電阻的大小關(guān)系不確定，因此電源輸出功率的變化情況不確定，選項A錯誤；回路總電阻變大，回路總電流減小，燈泡逐漸變暗，選項B正確；R＝eq\f(ΔU1,ΔI)，保持不變；根據(jù)U2＝E－Ir，得r＝eq\f(ΔU2,ΔI)，保持不變；根據(jù)U3＝E－I(R＋r)，得R＋r＝eq\f(ΔU3,ΔI)，保持不變，選項C正確；當(dāng)電路穩(wěn)定后，斷開開關(guān)，電容器放電，小燈泡亮度逐漸降低直至熄滅，選項D錯誤。鞏固3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a向b移動的過程中，下列各物理量變化情況為()A．電流表的讀數(shù)逐漸減小B．R0C．電源的輸出功率可能先減小后增大D．電壓表與電流表讀數(shù)的改變量的比值?U?I【答案】C【解析】AB、在滑動變阻器的滑片P由a向b移動的過程中，變阻器并聯(lián)的總電阻先增大后減小，根據(jù)閉合電路歐姆定律分析可知，電路中的總電流I先減小后增大，則電流表的讀數(shù)先減小后增大，R0的功率先減小后增大．故A錯誤，B錯誤；C、由于電源的內(nèi)阻與外電阻的關(guān)系未知，若電源的內(nèi)阻一直比外電阻小，則電源的輸出功率先減小后增大．故C正確；D、電壓表測量路端電壓，根據(jù)閉合電路歐姆定律得：U=E﹣Ir得：△U/△I=r，不變，故D錯誤．故選C．拓展拔高拓展1(多選)在如圖2所示電路中，閉合開關(guān)S，當(dāng)滑動變阻器的滑片P向下滑動時，各電表的示數(shù)分別用I、U1、U2和U3表示，電表示數(shù)變化量的大小分別用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示．下列說法正確的是()A.eq\f(U1,I)不變，eq\f(ΔU1,ΔI)不變B.eq\f(U2,I)變大，eq\f(ΔU2,ΔI)變大C.eq\f(U2,I)變大，eq\f(ΔU2,ΔI)不變D.eq\f(U3,I)變大，eq\f(ΔU3,ΔI)不變答案ACD解析由題圖電路圖可知，U1、U2分別是R1、R2兩端的電壓，電流表測通過這個電路的總電流，U3是路端電壓，由歐姆定律可知R1＝eq\f(U1,I)＝eq\f(ΔU1,ΔI)(因R1是定值電阻)，故A正確；U2＝E－I(R1＋r)(因E、R1、r均是定值)，eq\f(U2,I)＝R2，R2變大，eq\f(U2,I)變大，eq\f(ΔU2,ΔI)的大小為R1＋r，保持不變，故B錯誤，C正確；eq\f(U3,I)＝R1＋R2，因R2變大，則eq\f(U3,I)變大，又由于U3＝E－Ir，可知eq\f(ΔU3,ΔI)的大小為r，保持不變，故D正確．拓展2如圖甲所示的電路中，R1、R2均為定值電阻，且R1＝100Ω，R2阻值未知，R3為滑動變阻器.當(dāng)其滑片P從左端滑至右端時，測得電源的路端電壓隨電源中流過的電流變化圖線如圖乙所示，其中A、B兩點是滑片P在變阻器的兩個不同端點得到的.計算：（1）定值電阻R2的阻值；（2）滑動變阻器的最大阻值；（3）電源的電動勢和內(nèi)阻.【答案】（1）5Ω（2）300Ω（3）20V；20Ω【解析】（1）當(dāng)R3的滑片滑到最右端時，R3、R1均被短路，此時外電路電阻等于R2，且對應(yīng)于圖線上B點，故由B點的U、I值可求出R2的阻值為：R（2）滑動變阻器的滑片置于最左端時，R3阻值最大.設(shè)此時外電路總電阻為R，由圖像中A點坐標求出：R=R=代入數(shù)據(jù)解得滑動變阻器最大阻值R（3）由閉合電路歐姆定律得：E=U+Ir將圖像中A、B兩點的電壓和電流代入得：E=16+0.2rE=4+0.8r解得E=20Vr=20題型5.含電容器的電路分析經(jīng)典例題典例1如圖所示的電路中，電源電動勢E=3V，內(nèi)電阻r=1Ω，定值電阻R1=3Ω，R2=2Ω，電容器的電容C=100μF，（1）閉合開關(guān)S，電路穩(wěn)定后電容器極板a所帶電荷量為多少？（2）先閉合開關(guān)S，電路穩(wěn)定后斷開開關(guān)S，通過電阻R1的電荷量為多少？【答案】（1）1.5×10-4【解析】（1）由閉合電路歐姆定律可知，電路中的電流為：I=R1兩端的電壓為：U則電容所帶電量為：Q=UC=1.5×1×1（2）斷開S后，電容器與電源斷開，電容器放電，故電量均通過R1，故通過R1的電量為：1.5×1典例2值相等的四個電阻、電容器C及電池E(內(nèi)阻可忽略)連接成如圖所示電路．開關(guān)S斷開且電流穩(wěn)定時，C所帶的電荷量為Q1；閉合開關(guān)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()A.eq\f(2,5)B.eq\f(1,2)C.eq\f(3,5) D.eq\f(2,3)【答案】C【解析】電路中四個電阻阻值相等，開關(guān)S斷開時，外電路的連接等效為圖1，由于不計電池的內(nèi)阻，設(shè)每個定值電阻的阻值為R，根據(jù)串并聯(lián)電路的特點可知，電容器兩端的電壓為U1＝eq\f(1,2)×eq\f(\f(2,3)R,\f(2,3)R＋R)E＝eq\f(1,5)E；當(dāng)開關(guān)S閉合后，外電路的連接等效為圖2，則電容器兩端的電壓為U2＝eq\f(\f(1,2)R,\f(1,2)R＋R)E＝eq\f(1,3)E，由Q＝CU可知，eq\f(Q1,Q2)＝eq\f(U1,U2)＝eq\f(3,5)，故C項正確．鞏固提升鞏固1在如圖所示的電路中，電源電動勢，內(nèi)電阻；電阻，，，；電容器的電容，電容器原來不帶電。求接通開關(guān)后流過的總電荷量?！敬鸢浮俊窘馕觥坑呻娮璧拇⒙?lián)公式得閉合電路的總電阻．

由歐姆定律得通過電源的電流．電源的路端電壓．兩端的電壓．

通過的總電荷量就是電容器的電荷量．

由以上各式并代入數(shù)據(jù)解得．拓展拔高拓展1（多選)在如圖所示的電路中，電源的負極接地，其電動勢為E、內(nèi)電阻為r，R1、R2為定值電阻，R3為滑動變阻器，C為電容器，A、V為理想電流表和電壓表。在滑動變阻器滑片P自a端向b端滑動的過程中，下列說法中正確的是A．電壓表示數(shù)減小B．電流表示數(shù)增大C．電容器C所帶電荷量增多D．a(chǎn)點的電勢降低【答案】BD【解析】基礎(chǔ)解法(程序法)：P由a端向b端滑動，其阻值減小，則總電阻減小，總電流增大，電阻R1兩端電壓增大，V示數(shù)變大，A錯誤；電阻R2兩端的電壓U2＝E－I總(R1＋r)，I總增大，則U2減小，I2＝eq\f(U2,R2)，I2減小，A的示數(shù)IA＝I總－I2增大，B正確；由于電容器的電壓UC＝U2減小，由Q＝CUC知Q減小，C錯誤；Uab＝φa－φb＝φa＝U2，故φa降低，D正確。能力解法一(結(jié)論法)：由于R3減小，R2與R3并聯(lián)，則U2、I2均減小，而UC＝U2，Q＝CUC知Q減小，C錯誤；Uab＝U2＝φa－φb＝φa減小，D正確；因為R1間接與R3串聯(lián)，故I1、U1均增大，故V示數(shù)增大，A錯誤；根據(jù)IA＝I1－I2知IA增大，B正確。能力解法二(極限法)：設(shè)滑片P滑至b點，則R3＝0，φa＝φb＝0，D正確；R2上電壓為零，則C上電壓也為零，Q＝0，C錯誤；當(dāng)R3＝0時，總電阻最小，總電流最大，R1上電壓最大，故A錯誤；由于IA＝I1－I2，此時I1最大，I2＝0最小，故IA最大，B正確。拓展2(多選)如圖6所示，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r.電路中的R2、R3均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(dāng)電鍵S閉合時，電容器中一帶電微粒恰好處于靜止狀態(tài)．有關(guān)下列說法中正確的是()A．只逐漸增大R1的光照強度，電阻R0消耗的電功率變大，電阻R3中有向上的電流B．只調(diào)節(jié)滑動變阻器R3的滑動端P2向上端移動時，電源消耗的功率變大，電阻R3中有向上的電流C．只調(diào)節(jié)滑動變阻器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．若斷開電鍵S，帶電微粒向下運動答案AD解析只逐漸增大R1的光照強度，R1的阻值減小，外電路總電阻減小，總電流增大，電阻R0消耗的電功率變大，滑動變阻器R2兩端的電壓變大，電容器兩端的電壓增大，電容器下極板的帶電荷量變大，所以電阻R3中有向上的電流，故選項A正確；電路穩(wěn)定時，電容器所在支路相當(dāng)于斷路，只調(diào)節(jié)滑動變阻器R3的滑動端P2向上端移動時，對電路沒有影響，故選項B錯誤；只調(diào)節(jié)滑動變阻器R2的滑動端P1向下端移動時，電容器并聯(lián)部分的電阻變大，所以電容器兩端的電壓變大，由E＝eq\f(U,d)可知電場強度變大，帶電微粒向上運動，故選項C錯誤；若斷開電鍵S，電容器處于放電狀態(tài)，電荷量變小，板間場強減小，帶電微粒所受的電場力減小，帶電微粒將向下運動，故選項D正確．題型6.閉合電路中的故障分析經(jīng)典例題典例1某同學(xué)在測定標稱“3.8V"的小燈泡時是采用伏安法進行的，但他將電壓表、電流表的位置顛倒了，接成了如圖所示的電路，這將會使：A、小燈泡損壞；B、小燈泡不亮；C、電流表讀數(shù)很??；D、電壓表讀數(shù)大約為5V?！敬鸢浮緽CD典例2如圖7所示的電路中，電源的電動勢為6V，當(dāng)開關(guān)S閉合后，燈泡L1和L2都不亮，用電壓表測得各部分的電壓分別為Uab＝6V，Uad＝0V，Ucd＝6V，由此可斷定()A．L1和L2的燈絲都燒斷了B．L1的燈絲燒斷了C．L2的燈絲燒斷了D．滑動變阻器R斷路答案C解析由Uab＝6V可知電源完好，燈泡都不亮，說明電路中出現(xiàn)斷路故障，由Ucd＝6V可知，燈泡L1與滑動變阻器R完好，斷路故障出現(xiàn)在c、d之間，故燈泡L2斷路，選項C正確．鞏固提升鞏固1如圖所示是某物理小組同學(xué)研究串聯(lián)電路中電流、電壓特點的實物連接圖，當(dāng)開關(guān)閉合時，燈L1亮，燈L2不亮，電流表和電壓表均有讀數(shù)，則故障原因可能是()A．L1斷路 B．L1短路C．L2斷路 D．L2短路【答案】D【解析】電流表有示數(shù)，說明電路故障不可能是斷路，故A、C錯誤；電壓表有示數(shù)，說明電壓表所測部分沒有短路，綜合判斷，是L2短路，故B錯誤，D正確．鞏固2如圖所示，移動滑動變阻器R的滑片，發(fā)現(xiàn)“電流表的示數(shù)為零，電壓表的示數(shù)逐漸增大”，則電路的可能故障為()A．小燈泡短路 B．小燈泡斷路C．電流表斷路 D．滑動變阻器斷路【答案】B【解析】若小燈泡短路，電壓表也被短路，示數(shù)應(yīng)為零，與題不符，故A錯誤；若小燈泡斷路，電壓表與電流表組成串聯(lián)電路，由于電壓表內(nèi)阻很大，電流表示數(shù)很小幾乎為零，電壓表直接測量滑片與a端間的電壓，在滑片從a向b端移動時，電壓表的示數(shù)將增大，與題相符，故B正確；若電流表斷路，電壓表中無電流，將沒有讀數(shù)，與題不符，故C錯誤；若變阻器的滑片右端斷開，兩個電表均無示數(shù)，若滑片左端斷開，兩個電表均有示數(shù)，不符合題意，故D錯誤。拓展拔高拓展1如圖所示的電路中，已知，電流表讀數(shù)為，電壓表讀數(shù)為，現(xiàn)由于某一只電阻斷路，使電流表示數(shù)為，電壓表的示數(shù)變?yōu)?。求：?）是哪一只電阻發(fā)生了斷路？（2）電源的電動勢和內(nèi)阻各是多少？【答案】（1）斷路（2），．

【解析】

（1）由題意知一定是斷路。

（2）斷路后，電源的外電路只有，電壓表示數(shù)為路端電壓，電流表示數(shù)為總電流。即．?dāng)嗦非?，流過的電流，電路中的總電流，路端電壓．所以有，，代入數(shù)據(jù)，，解得，．拓展2(多選)如圖所示的電路中，閉合開關(guān)S后，燈L1和L2都正常發(fā)光，后來由于某種故障使燈L2突然變亮，由此推斷，以下故障可能的是()A．燈L1燈絲燒斷B．電阻R2斷路C．電阻R2短路D．電容器被擊穿短路【答案】BD【解析】當(dāng)L2突然變亮?xí)r，說明L2所在支路的電流增大，故有可能是R2斷路，使電路的總電阻增大，總電流減小，R1并聯(lián)部分電壓與內(nèi)電壓之和減小，使L2兩端的電壓增大，L2會變亮，B正確；若L1燈絲燒斷，同理可知，L2的亮度會變暗，若是R2短路，L2會因被短路而熄滅，A、C錯誤；若電容器被擊穿，由于電路的總電阻減小，總電流增大，R2與L2阻值不變，L2分得的電流變大，L2變亮，D正確．題型6.閉合電路中的功率、最大功率、效率問題（等效電壓分析法）經(jīng)典例題典例1如圖所示，E＝8V，r＝2Ω，R1＝8Ω，R2為變阻器接入電路中的有效阻值，問：(1)要使變阻器獲得的電功率最大，則R2的取值應(yīng)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(yīng)是多大？R1的最大功率是多大？這時電源的效率是多大？(3)調(diào)節(jié)R2的阻值，能否使電源以最大的功率eq\f(E2,4r)輸出？為什么？【答案】(1)10Ω1.6W(2)05.12W80%(3)不能理由見解析【解析】(1)將R1和電源(E，r)等效為一新電源，則新電源的電動勢E′＝E＝8V內(nèi)阻