2019年度高考物理一輪復習 第八章 恒定電流 第2講 閉合電路歐姆定律課件.ppt

第八章恒定電流 第2講閉合電路歐姆定律 過好雙基關 一 串 并聯(lián)電路的特點1 特點對比 I1 I2 In U1 U2 Un 2 幾個常用的推論 1 串聯(lián)電路的總電阻其中任一部分電路的總電阻 2 并聯(lián)電路的總電阻其中任一支路的總電阻 且小于其中最小的電阻 3 無論電阻怎樣連接 每一段電路的總耗電功率P總是等于各個電阻耗電功率之和 4 無論電路是串聯(lián)還是并聯(lián) 電路中任意一個電阻變大時 電路的總電阻變大 大于 小于 答案 自測1教材P66第2題改編一個量程為0 150V的電壓表 內(nèi)阻為20k 把它與一個大電阻串聯(lián)后接在110V電路的兩端 電壓表的讀數(shù)是5V 這個外接電阻是A 240 B 420k C 240k D 420 二 電源閉合電路的歐姆定律1 電源 1 電動勢 計算 非靜電力搬運電荷所做的功與搬運的電荷量的比值 E 物理含義 電動勢表示電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化成本領的大小 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)部導體的電阻 電能 2 閉合電路歐姆定律 1 內(nèi)容 閉合電路中的電流跟電源的電動勢成 跟內(nèi) 外電阻之和成 2 公式 I 只適用于純電阻電路 3 其他表達形式 電勢降落表達式 E U外 U內(nèi)或E U外 能量表達式 EI UI I2r 正比 反比 Ir 3 路端電壓與外電阻的關系 1 一般情況 U IR 當R增大時 U 2 特殊情況 當外電路斷路時 I 0 U 當外電路短路時 I短 U 0 增大 E 答案 自測2教材P63第4題改編電源的電動勢為4 5V 外電阻為4 0 時 路端電壓為4 0V 若在外電路中分別并聯(lián)一個6 0 的電阻和串聯(lián)一個6 0 的電阻 則兩種情況下的路端電壓為A 4 3V3 72VB 3 73V4 3VC 3 72V4 3VD 4 2V3 73V 三 電路中的功率1 電源的總功率 1 任意電路 P總 IU內(nèi) P出 P內(nèi) 2 純電阻電路 P總 2 電源內(nèi)部消耗的功率P內(nèi) IU內(nèi) P總 P出 IE IU外 I2 R r I2r 3 電源的輸出功率 1 任意電路 P出 IE I2r P總 P內(nèi) 2 純電阻電路 P出 I2R 3 純電阻電路中輸出功率隨R的變化關系 當R r時 電源的輸出功率最大為Pm 當R r時 隨著R的增大輸出功率越來越小 當R r時 隨著R的增大輸出功率越來越大 IU 答案 自測3 多選 如圖1所示 一直流電動機與阻值R 9 的電阻串聯(lián)在電源上 電源的電動勢E 30V 內(nèi)阻r 1 閉合開關 用理想電壓表測出電動機兩端電壓U 10V 已知電動機線圈的電阻RM 1 則下列說法中正確的是A 通過電動機的電流為10AB 電動機的輸入功率為20WC 電源的輸出功率為4WD 電動機的輸出功率為16W 解析 圖1 電動機的輸入功率為P入 UI 10 2W 20W 故B正確 電源的輸出功率P出 EI I2r 30 2W 22 1W 56W 故C錯誤 電動機的輸出功率P出 UI I2RM 10 2 22 1 W 16W 故D正確 研透命題點 1 動態(tài)電路的特點斷開或閉合開關 滑動變阻器的滑片移動 電阻增大或減小 導致電路電壓 電流 功率等的變化 2 電路動態(tài)分析的兩種方法 1 程序法 電路結(jié)構的變化 R的變化 R總的變化 I總的變化 U端的變化 固定支路 變化支路 命題點一電路的動態(tài)分析 基礎考點自主悟透 并聯(lián)分流I串聯(lián)分壓U 2 極限法 即因滑動變阻器滑片滑動引起的電路變化問題 可將滑動變阻器的滑片分別滑至兩個極端去討論 例1 多選 如圖2所示 電源電動勢為E 內(nèi)阻為r 電路中的R2 R3分別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 當開關S閉合時 電容器中一帶電微粒恰好處于靜止狀態(tài) 下列說法中正確的是 圖2 A 只逐漸增大對R1的光照強度時 電阻R0消耗的電功率增大 電阻R3中有向上的電流B 只調(diào)節(jié)電阻R3的滑動端P2向上端移動時 電源消耗的電功率變大 電阻R3中有向上的電流C 只調(diào)節(jié)電阻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 若斷開開關S 帶電微粒向下運動 答案 解析 解析當逐漸增大光照強度時 光敏電阻R1的阻值減小 依據(jù) 串反并同 可知電流I增大 則PR0增大 UC增大 QC CUC增大 即電容器充電 R3中有向上的電流 A正確 當P2向上移動時 UC不變 R3中沒有電流 故B錯誤 若斷開開關S 電容器放電 UC降為0 則微粒只受重力作用而向下運動 故D正確 變式1 2018 安徽黃山模擬 如圖3所示 虛線框內(nèi)為高溫超導限流器 它由超導部件和限流電阻并聯(lián)組成 超導部件有一個超導臨界電流IC 當通過限流器的電流I IC時 將造成超導體失超 從超導態(tài) 電阻為零 即R1 0 轉(zhuǎn)變?yōu)檎B(tài) 一個純電阻 且R1 3 以此來限制電力系統(tǒng)的故障電流 已知超導臨界電流IC 1 2A 限流電阻R2 6 小燈泡L上標有 6V6W 的字樣 電源電動勢E 8V 內(nèi)阻r 2 原來電路正常工作 超導部件處于超導態(tài) 燈泡L正常發(fā)光 現(xiàn)燈泡L突然發(fā)生短路 則A 燈泡L短路前通過R2的電流為B 燈泡L短路后超導部件將由超導態(tài)轉(zhuǎn)化為正常態(tài) 通過燈泡的電流為1AC 燈泡L短路后通過R1的電流為D 燈泡L短路后通過R2的電流為2A 答案 解析 圖3 1 電源的效率 命題點二電路中的功率及效率問題 能力考點師生共研 2 純電阻電路 3 電源的最大輸出功率 P出與外電阻R的函數(shù)關系可用如圖4所示圖象表示 由圖象可以看出 圖4 2 當R 接近 r時 P出增大 當R 遠離 r時 P出減小 3 當P出 Pm時 每個輸出功率對應兩個可能的外電阻R1和R2 且R1R2 r2 例2如圖5所示 E 8V r 2 R1 8 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的取值應是多大 這時R2的功率是多大 答案 解析 解析將R1和電源等效為一新電源 則新電源的電動勢E E 8V 內(nèi)阻r r R1 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R2 r 10 時 R2有最大功率 答案10 1 6W 圖5 2 要使R1得到的電功率最大 則R2的取值應是多大 R1的最大功率是多少 這時電源的效率是多大 答案 解析 解析因R1是定值電阻 所以流過R1的電流越大 R1的功率就越大 當R2 0時 電路中有最大電流 即Imax 0 8A R1的最大功率P1max Imax2R1 5 12W這時電源的效率 100 80 答案05 12W80 3 調(diào)節(jié)R2的阻值 能否使電源以最大的功率輸出 為什么 答案 解析 解析不能 因為即使R2 0 外電阻R1也大于r 不可能有的最大輸出功率 答案不能理由見解析 變式2 多選 直流電路如圖6所示 在滑動變阻器的滑片P向右移動時 電源的 圖6 答案 解析 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 解析滑片P向右移動時外電路電阻R外增大 由閉合電路歐姆定律知總電流減小 由P總 EI可知P總減小 故選項A正確 由P損 I2r可知 選項C正確 由P輸 R外圖象可得 因不知道R外的初始值與r的關系 所以無法判斷P輸?shù)淖兓闆r 選項D錯誤 變式3 多選 如圖7甲所示 電源電動勢E 6V 閉合開關 將滑動變阻器的滑片P從A端滑至B端的過程中 得到電路中的一些物理量的變化如圖乙 丙 丁所示 其中圖乙為輸出功率與路端電壓的關系曲線 圖丙為路端電壓與總電流的關系曲線 圖丁為電源效率與外電路電阻的關系曲線 不考慮電表 導線對電路的影響 則下列關于圖中a b c d點的坐標值正確的是 答案 解析 圖7 A a 4V 4 5W B b 4 8V 2 88W C c 0 6A 4 5V D d 8 80 解析由題圖丙可知短路電流為I短 3A 電源的效率最大時 滑動變阻器接入電路的電阻最大 由題圖丁可知電源的最大效率為 80 由 100 解得R 8 滑動變阻器的滑片P在最右端B時 分別對應b c d三點 當輸出功率達到最大時外電路電阻R1 r 2 此時路端電壓為Ua 3V 坐標為a 3V 4 5W Uc E Icr 6 0 6 2 V 4 8V Pb UcIc 4 8 0 6W 2 88W 所以b點的坐標為b 4 8V 2 88W c點的坐標為c 0 6A 4 8V d點的坐標為d 8 80 故選項B D正確 1 截距縱軸上的截距等于電源的電動勢 橫軸上的截距等于外電路短路時的電流 即I短 如圖8所示 命題點三對電源U I圖線的理解和應用 基礎考點自主悟透 圖8 2 斜率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 表明電源的內(nèi)阻越大 3 圖線上的點圖線上任一點對應的U I的比值為此時外電路的電阻 即4 面積面積UI為電源的輸出功率 而電源的總功率P總 EI P總 P出 EI UI為電源的發(fā)熱功率 A 電源的電動勢為50VB 電源的內(nèi)阻為C 電流為2 5A時 外電路的電阻為15 D 輸出功率為120W時 輸出電壓是30V 例3 多選 如圖9所示 圖中直線 表示某電源的路端電壓與電流的關系圖線 圖中曲線 表示該電源的輸出功率與電流的關系圖線 則下列說法正確的是 答案 解析 圖9 解析電源的路端電壓和電流的關系為 U E Ir 顯然直線 的斜率的絕對值等于r 縱軸的截距為電源的電動勢 從題圖中看出E 50V r 5 A正確 B錯誤 當電流為I1 2 5A時 由回路中電流I1 解得外電路的電阻R外 15 C正確 當輸出功率為120W時 由題圖中P I關系圖線看出對應干路電流為4A 再從U I圖線讀取對應的輸出電壓為30V D正確 變式4如圖10 直線A為某電源的U I圖線 曲線B為某小燈泡L1的U I圖線的一部分 用該電源和小燈泡L1串聯(lián)起來組成閉合回路時燈泡L1恰能正常發(fā)光 則下列說法中正確的是 答案 解析 圖10 A 此電源的內(nèi)電阻為B 燈泡L1的額定電壓為3V 額定功率為6WC 把燈泡L1換成阻值恒為1 的純電阻 電源的輸出功率將變小D 由于小燈泡L1的U I圖線是一條曲線 所以燈泡發(fā)光過程中歐姆定律不適用 解析由圖象知 電源的內(nèi)阻為A錯誤 因為燈L1正常發(fā)光 故燈L1的額定電壓為3V 額定功率為P UI 3 2W 6W B正確 正常工作時 燈L1的電阻為R1 1 5 換成R2 1 的純電阻后 該電阻更接近電源內(nèi)阻r 故電源的輸出功率將變大 C錯誤 小燈泡是純電阻 適用歐姆定律 其U I圖線是一條曲線的原因是燈泡的電阻隨溫度的變化而發(fā)生變化 故D錯誤 變式5 多選 如圖11所示 直線 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 是一個小燈泡的U I圖線 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 答案 解析 圖11 A 電源1比電源2的內(nèi)阻大B 電源1和電源2的電動勢相等C 小燈泡與電源1連接時消耗的功率比與電源2連接時消耗的功率小D 小燈泡與電源1連接時消耗的功率比與電源2連接時消耗的功率大 解析由閉合電路的歐姆定律E U Ir知 當I 0時電動勢E等于路端電壓U 即電源的U I圖線與U軸的交點就是電源電動勢的大小 由題圖知 電源1和電源2的電動勢相等 故B正確 小燈泡的U I圖線與電源的U I圖線的交點即為小燈泡的工作狀態(tài) 由題圖知 小燈泡與電源1連接時消耗的功率P1 U1I1小于小燈泡與電源2連接時消耗的功率P2 U2I2 故C正確 D錯誤 1 電路簡化把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位置補上 2 電容器的電壓 1 電容器兩端的電壓等于與之并聯(lián)的電阻兩端的電壓 2 電容器所在的支路中沒有電流 與之串聯(lián)的電阻無電壓 相當于導體 3 電容器的電量及變化 1 利用Q UC計算電容器初 末狀態(tài)所帶的電量Q1和Q2 2 如果變化前后極板帶電的電性相同 通過所連導線的電量為Q1 Q2 3 如果變化前后極板帶電的電性相反 通過所連導線的電量為Q1 Q2 命題點四含電容器電路的分析 能力考點師生共研 例4 2016 全國卷 17 阻值相等的四個電阻 電容器C及電池E 內(nèi)阻可忽略 連接成如圖12所示電路 開關S斷開且電流穩(wěn)定時 C所帶的電荷量為Q1 閉合開關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 答案 解析 圖12 解析S斷開時等效電路圖如圖甲所示 甲 S閉合時等效電路圖如圖乙所示 乙 變式6如圖13所示 電路中R1 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 閉合開關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R1的阻值B 增大R2的阻值C 增大兩板間的距離D 斷開開關S 答案 解析 圖13 解析由閉合電路歐姆定律可知 增大R1的阻值會使總電阻增大 總電流減小 電源內(nèi)電路電勢降落減小 R1兩端電壓增大 則電容器兩板間電壓增大 板間電場強度增大 油滴受電場力增大 油滴將向上運動 選項A錯誤 電路穩(wěn)定時R2中無電流 R2阻值變化對電路無任何影響 則選項B正確 只增大板間距離d 會使板間電場強度減小 油滴將向下運動 選項C錯誤 斷開開關S 電容器放電 油滴將向下運動 選項D錯誤 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 檢查方法 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)路段短路 2 電流表檢測 當電路中接有電源時 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 命題點五電路故障分析 能力考點師生共研 3 歐姆表檢測 當測量值很大時 表示該處斷路 當測量值很小或為零時 表示該處短路 在運用歐姆表檢測時 被檢測元件應從電路中拆下來 4 假設法 將整個電路劃分為若干部分 然后逐一假設某部分電路發(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 例5如圖14是某同學連接的實驗實物圖 A B燈都不亮 他采用下列兩種方法進行故障檢查 答案 解析 1 應用多用電表的直流擋進行檢查 選擇開關置于10V擋 該同學測試結(jié)果如表1所示 在測試a b間直流電壓時 紅表筆應接觸 選填 a 或 b 根據(jù)測試結(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 圖14 a 解析應用多用電表判斷電路故障 首先要正確使用多用電表 對多用電表而言 電流應從紅表筆流入該表內(nèi) 由題圖能看出a點電勢高于b點電勢 知紅表筆應接觸a 由表1條件可知 d f間有示數(shù) 則d c a 干電池 b f間無斷路 故df段斷路 選項D正確 若燈A短路或燈B短路 不會造成A B燈都不亮 選項A B錯誤 若cd段斷路 則d f間不會有示數(shù) 選項C錯誤 2 多選 將開關斷開 再選擇歐姆擋測試 測量結(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導線斷路 答案 解析 解析由表2可知 c d間有一定的電阻但不是很大 燈A既不短路也不斷路 選項A C錯誤 d e間存在很大電阻 表明d e間導線斷路 選項D正確 e f間電阻為零 則燈B短路 選項B正確 變式7如圖15所示電路中 由于某處出現(xiàn)了故障 導致電路中的A B兩燈變亮 C D兩燈變暗 故障的原因可能是A R1短路B R2斷路C R2短路D R3短路 答案 解析 圖15 解析A燈在干路上 A燈變亮 說明電路中總電流變大 由閉合電路歐姆定律可知電路的外電阻減小 這就說明電路中只會出現(xiàn)短路而不會出現(xiàn)斷路 選項B被排除 因為短路部分的電阻變小 分壓作用減小 與其并聯(lián)的用電器兩端的電壓減小 C D兩燈變暗 A B兩燈變亮 這說明發(fā)生短路的電阻與C D兩燈是并聯(lián)的 而與A B兩燈是串聯(lián)的 觀察電路中電阻的連接形式 只有R3短路符合條件 故選D A 將導線并聯(lián)在R兩端 電流表無示數(shù) 一定是L斷路B 將導線并聯(lián)在L兩端 電流表無示數(shù) 一定是R斷路C 將導線并聯(lián)在R兩端 電流表有示數(shù) 一定是R斷路D 將導線并聯(lián)在L兩端 電流表有示數(shù) 一定是L斷路 變式8 多選 如圖16所示的電路中 電源電壓保持不變 閉合開關S 電路正常工作 過了一會兒 電流表的示數(shù)變?yōu)榱?若電路中故障發(fā)生在燈L 電阻R上 用一根導線來判斷電路故障 則下列判斷正確的是 答案 解析 圖16 解析電流表的示數(shù)變?yōu)榱?說明電路故障為斷路 將導線與用電器并聯(lián)進行檢測時 若電流表有示數(shù) 說明與導線并聯(lián)的用電器斷路 若電流表無示數(shù) 說明另一個用電器斷路或兩個用電器都斷路 若將導線并聯(lián)在R兩端 電流表無示數(shù) 則可能是L斷路 也可能是R L都斷路 故選項A錯誤 若將導線并聯(lián)在L兩端 電流表無示數(shù) 則可能是R斷路 也可能是R L都斷路 故選項B錯誤 若將導線并聯(lián)在R兩端 電流表有示數(shù) 則一定是R斷路 選項C正確 若將導線并聯(lián)在L兩端 電流表有示數(shù) 則一定是L斷路 選項D正確 課時作業(yè) 1 多選 在如圖1所示的U I圖象中 直線 為某一電源的路端電壓與電流的關系圖線 直線 為某一電阻R的U I圖線 用該電源直接與電阻R相連組成閉合電路 由圖象可知A 電源的電動勢為3V 內(nèi)阻為0 5 B 電阻R的阻值為1 C 電源的輸出功率為4WD 電源的效率為50 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 圖1 解析由圖線 可知 電源的電動勢為3V 內(nèi)阻為r 0 5 由圖線 可知 電阻R的阻值為1 該電源與電阻R直接相連組成的閉合電路的電流為I 2A 路端電壓U IR 2V 可由題圖讀出 電源的輸出功率為P UI 4W 電源的效率為 100 66 7 故選項A B C正確 D錯誤 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解析由變阻器R0的滑動端向下滑動可知 R0接入電路的有效電阻減小 R總減小 由I 可知I增大 由U內(nèi) Ir可知U內(nèi)增大 由E U內(nèi) U外可知U外減小 故電壓表示數(shù)減小 由U1 IR1可知U1增大 由U外 U1 U2可知U2減小 由I2 可知電流表示數(shù)減小 故A正確 2 2018 貴州遵義調(diào)研 如圖2所示電路 電源內(nèi)阻不可忽略 開關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 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 圖2 A 電燈L變亮B 電燈L變暗C 電流表的示數(shù)減小D 電流表的示數(shù)增大 3 多選 已知磁敏電阻在沒有磁場時電阻很小 有磁場時電阻變大 并且磁場越強電阻值越大 為探測有無磁場 利用磁敏電阻作為傳感器設計了如圖3所示電路 電源的電動勢E和內(nèi)阻r不變 在沒有磁場時調(diào)節(jié)變阻器R使電燈L正常發(fā)光 若探測裝置從無磁場區(qū)進入強磁場區(qū) 則 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解析 圖3 解析探測裝置從無磁場區(qū)進入強磁場區(qū)時 磁敏電阻阻值變大 則電路的總電阻變大 根據(jù)I 可知總電流變小 所以電流表的示數(shù)減小 根據(jù)U E Ir 可知I減小 U增大 所以燈泡兩端的電壓增大 所以電燈L變亮 故A C正確 B D錯誤 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 A 通過每盞小燈泡的電流約為0 2A 此時每盞小燈泡的電功率約為0 6WB 通過每盞小燈泡的電流約為0 3A 此時每盞小燈泡的電功率約為0 6WC 通過每盞小燈泡的電流約為0 2A 此時每盞小燈泡的電功率約為0 2WD 通過每盞小燈泡的電流約為0 3A 此時每盞小燈泡的電功率約為0 4W 4 2017 寧夏銀川2月模擬 如圖4甲所示為某一小燈泡的U I圖線 現(xiàn)將兩盞這樣的小燈泡并聯(lián)后再與一個4 的定值電阻R串聯(lián) 接在內(nèi)阻為1 電動勢為3V的電源兩端 如圖乙所示 則 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 圖4 解析 解析由題圖甲可以看出 當通過小燈泡的電流為0 2A時 對應燈泡兩端的電壓為1V 此時小燈泡的電阻為 5 兩小燈泡并聯(lián)后的總電阻R并 2 5 燈泡兩端電壓U并 E 3V 1V 恰好符合串聯(lián)電路電壓關系 則每盞小燈泡的功率PL 0 2W 則A項錯誤 C項正確 同理 可知B D項錯誤 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 A 電流表 電壓表的讀數(shù)均變小B 電源內(nèi)阻消耗的功率變大C 液滴將向上運動D 電源的輸出功率變大 5 如圖5所示的電路中 兩平行金屬板之間的帶電液滴處于靜止狀態(tài) 電流表和電壓表均為理想電表 由于某種原因燈泡L的燈絲突然燒斷 其余用電器均不會損壞 則下列說法正確的是 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 圖5 解析當L的燈絲突然燒斷時電路中總電阻增大 則總電流減小 電源的內(nèi)電壓和R1兩端的電壓減小 由閉合電路的歐姆定律可知 路端電壓增大 故電容器C的電壓增大 板間場強增大 帶電液滴所受的電場力增大 則該液滴將向上運動 C正確 由于C兩端的電壓增大 R2 R3中的電流增大 則電流表 電壓表的讀數(shù)均變大 A錯誤 因干路電流減小 則電源內(nèi)阻消耗的功率變小 B錯誤 由于電源的內(nèi) 外電阻的關系未知 不能判斷電源的輸出功率如何變化 D錯誤 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 6 如圖6所示的電路中 閉合開關S 燈L1 L2正常發(fā)光 由于電路突然出現(xiàn)故障 發(fā)現(xiàn)燈L1變亮 燈L2變暗 電流表的讀數(shù)變小 根據(jù)分析 發(fā)生的故障可能是A R1斷路B R2斷路C R3短路D R4短路 圖6 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解析分析電路的連接方式可知 R1與L1并聯(lián) R2與R3先并聯(lián)再與電流表 R4串聯(lián) 然后與L2并聯(lián) 出現(xiàn)故障后 發(fā)現(xiàn)燈L1變亮 燈L2變暗 說明L1兩端的電壓變大 L2兩端的電壓變小 可能是R1斷路 A正確 如果R2斷路 則燈L2變亮 燈L1變暗 與現(xiàn)象不符 B錯誤 若R3短路或R4短路 與電流表示數(shù)變小不符 C D錯誤 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 7 多選 如圖7所示 R1為定值電阻 R2為可變電阻 E為電源電動勢 r為電源內(nèi)電阻 以下說法中正確的是A 當R2 R1 r時 R2獲得最大功率B 當R1 R2 r時 R1獲得最大功率C 當R2 0時 R1獲得最大功率D 當R2 0時 電源的輸出功率最大 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 圖7 解析在討論R2的電功率時 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與電動勢為E 內(nèi)阻為 R1 r 的電源 等效電源 連成的閉合電路 如圖甲所示 R2的電功率是等效電源的輸出功率 顯然當R2 R1 r時 R2獲得的電功率最大 A項正確 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 討論R1的電功率時 由于R1為定值 根據(jù)P I2R知 電路中電流越大 R1上的電功率就越大 P1 I2R1 所以 當R2 0時 等效電源內(nèi)阻最小 等于r 如圖乙所示 R1獲得的電功率最大 故B項錯誤 C項正確 討論電源的輸出功率時 R1 R2 為外電阻 內(nèi)電阻r恒定 由于題目沒有給出R1和r的具體數(shù)值 所以當R2 0時 電源輸出功率不一定最大 故D項錯誤 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 8 多選 如圖8所示 已知電源的內(nèi)電阻為r 固定電阻R0 r 可變電阻R的總阻值為2r 若滑動變阻器的滑片P由A端向B端滑動 則下列說法中正確的是A 電源的輸出功率由小變大B 固定電阻R0上消耗的電功率由小變大C 電源內(nèi)部的電壓即內(nèi)電壓由小變大D 滑動變阻器R上消耗的電功率變小 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 圖8 解析由閉合電路歐姆定律推出電源的輸出功率隨外電阻變化的規(guī)律表達式P出 根據(jù)上式作出P出 R外圖象如圖所示 當滑片P由A端向B端滑動時 外電路電阻的變化范圍是由圖可知 當外電路電阻由0增加到時 電源的輸出功率一直變大 選項A正確 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 R0是定值的純電阻 所以其消耗的電功率PR0 因全電路的總電壓即電源電動勢E一定 當滑動變阻器的滑片P由A端向B端滑動時 外電阻增大 總電流減小 內(nèi)電壓減小 外電壓升高 R0上消耗的電功率也一直增大 選項B正確 C錯誤 討論滑動變阻器R上消耗的電功率的變化情況時 可以把定值電阻R0當作電源內(nèi)電阻的一部分 即電源的等效內(nèi)電阻為r 這時滑動變阻器R上消耗的電功率相當于外電路消耗的功率 即等效電源的輸出功率 隨著滑片P由A端向B端滑動 在R的阻值增大到之前 滑動變阻器R上消耗的電功率是一直增大的 則根據(jù)閉合電路歐姆定律可知 當R 時 滑動變阻器R上消耗的電功率達到最大值 滑片P再繼續(xù)向B端滑動 則滑動變阻器R上消耗的電功率就會逐漸減小 故選項D錯誤 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 9 2018 河南開封質(zhì)檢 硅光電池是一種太陽能電池 具有低碳環(huán)保的優(yōu)點 如圖9所示 圖線a是該電池在某光照強度下路端電壓U和電流I的關系圖線 電池內(nèi)阻不是常數(shù) 圖線b是某電阻R的U I圖線 在該光照強度下將它們組成閉合回路時 硅光電池的內(nèi)阻為A 8 0 B 10 C 12 D 12 5 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 圖9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 10 多選 如圖10所示 C1 6 F C2 3 F R1 3 R2 6 電源電動勢E 18V 內(nèi)阻不計 下列說法正確的是A 開關S斷開時 a b兩點電勢相等B 開關S閉合后 a b兩點間的電流是2AC 開關S斷開時C1帶的電荷量比開關S閉合后C1帶的電荷量大D 不論開關S斷開還是閉合 C1帶的電荷量總比C2帶的電荷量大 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 圖10 解析S斷開時外電路處于斷路狀態(tài) 兩電阻中均無電流通過 電阻兩端電勢相等 由題圖知a點電勢與電源負極電勢相等 而b點電勢與電源正極電勢相等 A錯誤 S斷開時兩電容器兩端電壓都等于電源電動勢 而C1 C2 由Q CU知此時Q1 Q2 當S閉合時 穩(wěn)定狀態(tài)下C1與R1并聯(lián) C2與R2并聯(lián) 電路中電流I 2A 此時兩電阻兩端電壓分別為U1 IR1 6V U2 IR2 12V 則此時兩電容器所帶的電荷量分別為Q1 C1U1 3 6 10 5C Q2 C2U2 3 6 10 5C 對電容器C1來說 S閉合后其兩端電壓減小 所帶的電荷量也減小 故B C正確 D錯誤 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 11 在如圖11所示電路中 已知電表均為理想儀表 且小燈泡的電阻小于電源的內(nèi)阻 電流表A 電壓表V1 電壓表V2的讀數(shù)分別為I U1和U2 P為被細線懸掛在兩平行金屬板間的帶電小球 細線與豎直方向間的夾角為 則當滑動變阻器的滑片向右滑動一小段距離的過程中 電流表A 電壓表V1 電壓表V2讀數(shù)變化量大小分別是 I U1和 U2 下列說法中正確的是A U2大于 U1B 燈泡變亮 細線與豎直方向間的夾角 變大C 電源的輸出功率變大 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 圖11 解析 解析滑動變阻器電阻增大 總電流減小 電流表示數(shù)I減小 則V1示數(shù)U1增大 V2示數(shù)U2增大 R1兩端的電壓UR1減小 且有U1 UR1 U2 U1 UR1 U2 U1 U1 UR1 UR1 U2 U2 U1 UR1 U2 U1 U2 UR1 0 則 U1 U2 故A錯誤 U外增大 即燈泡兩端電壓增大 燈泡變亮 R1電壓減小 即電容器兩端電壓變小 細線與豎直方向間的夾角 變小 則B錯誤 小燈泡的電阻小于電源的內(nèi)阻 再并聯(lián)R1 R2外電阻就更小了 因外電阻等于內(nèi)電阻時 P出最大 所以當外電阻小于內(nèi)電阻時 外電阻增大 P出增大 則C正確 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 12 在如圖12所示的電路中 電容器的電容C 2 F 電源電壓為12V且恒定不變 R1 R2 R3 R4 1 2 6 3 則電容器極板a所帶電荷量為A 8 10 6CB 4 10 6CC 4 10 6CD 8 10 6C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案 解析 圖12 設R1 R2 R3 R4的電阻分別為R 2R 6R 3R 電路穩(wěn)定后 電容器所在支路無電流 其中R1和R2支路中電流I1 R3和R4支路中電流I2 令電源正極的電勢 0 則 a I1R1 4V b I2R3 8V 得Uab a b 4V 即電容器極板a帶正電荷 電荷量Q CUab 8 10 6C D正確 解析電路結(jié)構如圖所示 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 13 多選 如圖13所示 D是一只理想二極管 水平放置的平行板電容器AB內(nèi)部原有帶電微粒P處于靜止狀態(tài) 下列措施下 關于P的運動情況說法正確的是A 保持S閉合 增大A B板間距離 P仍靜止B 保持S閉合 減小A B板間距離 P向上運動C 斷開S后 增大A B板間距離 P向下運動D 斷開S后 減小A B板間距離 P仍靜止 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案 解析 圖13 解析保持S閉合 電源的路端電壓不變 增大A B板間距離 電容減小 由于二極管的單向?qū)щ娦?電容器不能放電 其電量不變 由推論E 得到 板間場強不變 微粒所受電場力不變 仍處于靜止狀態(tài) 故A正確 保持S閉合 電源的路端電壓不變 電容器的電壓不變 減小A B板間距離 由E 可知 板間場強增大 電場力增大 微粒將向上運動 故B正確 斷開S后 電容器的電量Q不變 由推論E 得到 板間場強不變 微粒所受電場力不變 仍處于靜止狀態(tài) 故C錯誤 D正確 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13