（全国通用）高三物理一轮复习 第七章 恒定电流.doc

第七章 恒定电流备考指南考 点内 容要求题型把 握 考 情一、电路的基本概念和规律欧姆定律选择、计算找 规 律从近几年高考试题来看，高考对本章内容的考查重点有电路的基本概念和规律、闭合电路的欧姆定律等知识，实验部分则以基本仪器的使用和电路实验为主，题型以填空题的形式出现，分值约15分。电阻定律电阻的串联、并联二、闭合电路欧姆定律电源的电动势和内阻选择、计算闭合电路的欧姆定律电功率、焦耳定律实验七测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)填空明 热 点预计高考命题的重点仍将是对基本概念和规律、闭合电路的欧姆定律的理解和应用，实验则考查基本仪器的使用，实验原理的理解，实验数据的处理等知识。实验八描绘小灯泡的伏安特性曲线实验九测定电源的电动势和内阻实验十练习使用多用电表第1节 电流_电阻_电功_电功率(1)由r知， 导体的电阻与导体两端电压成正比，与流过导体的电流成反比。()(2)根据i，可知i与q成正比。()(3)由知，导体的电阻率与导体的电阻和横截面积的乘积成正比，与导体的长度成反比。()(4)公式wuit及qi2rt适用于任何电路。()(5)公式wti2rt只适用于纯电阻电路。()(1)1826年德国物理学家欧姆通过实验得出欧姆定律。(2)19世纪，焦耳和楞次先后各自独立发现电流通过导体时产生热效应的规律，即焦耳定律。要点一电流的理解及其三个表达式的应用公式适用范围字母含义公式含义定义式i一切电路q为时间t内通过导体横截面的电荷量反映了i的大小，但不能说iq，i微观式inqsv一切电路n：导体单位体积内的自由电荷数q：每个自由电荷的电荷量s：导体横截面积v：电荷定向移动速率从微观上看n、q、s、v决定了i的大小决定式i金属、电解液u：导体两端的电压r：导体本身的电阻i由u、r决定，iui多角练通1如图711所示为一磁流体发电机示意图，a、b是平行正对的金属板，等离子体(电离的气体，由自由电子和阳离子构成，整体呈电中性)从左侧进入，在t时间内有n个自由电子落在b板上，则关于r中的电流大小及方向判断正确的是()图711ai，从上向下bi，从上向下ci，从下向上 di，从下向上解析：选a由于自由电子落在b板上，则a板上落上阳离子，因此r中的电流方向为自上而下，电流大小i。a项正确。2(2015安徽高考)一根长为l、横截面积为s的金属棒，其材料的电阻率为，棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为m、电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为v，则金属棒内的电场强度大小为()图712a. b.cnev d.解析：选c由电流定义可知：inesv，由欧姆定律可得：uirnesvnelv，又e，故enev，选项c正确。3(2016新乡模拟)安培提出了著名的分子电流假说，根据这一假说，电子绕核运动可等效为一环形电流。设电量为e的电子以速率v绕原子核沿顺时针方向做半径为r的匀速圆周运动，关于该环形电流的说法，正确的是()a电流强度为，电流方向为顺时针b电流强度为，电流方向为顺时针c电流强度为，电流方向为逆时针d电流强度为，电流方向为逆时针解析：选c由i得该环形电流为i，其方向与电子定向运动方向相反，为逆时针方向，故选项c正确。要点二电阻、电阻定律的理解与应用1电阻与电阻率的区别(1)电阻反映了导体对电流阻碍作用的大小，而电阻率则反映制作导体的材料导电性能的好坏。(2)导体的电阻大，电阻率不一定大，它的导电性能不一定差；导体的电阻率小，电阻不一定小，即它对电流的阻碍作用不一定小。(3)导体的电阻、电阻率均与温度有关。2电阻的决定式和定义式的比较公式决定式定义式rr区别指明了电阻的决定因素提供了一种测定电阻的方法，电阻与u和i无关适用于粗细均匀的金属导体和分布均匀的导电介质适用于任何纯电阻导体相同点都不能反映电阻的实质(要用微观理论解释) 典例两根完全相同的金属裸导线，如果把其中的一根均匀拉长到原来的2倍，把另一根对折后绞合起来，然后给它们分别加上相同电压后，则在相同时间内通过它们的电荷量之比为()a14b18c116 d161思路点拨本题应根据电阻定律r、欧姆定律i和电流定义式i求解。解析对于第一根导线，均匀拉长到原来的2倍，则其横截面积必然变为原来的，由电阻定律可得其电阻变为原来的4倍，第二根导线对折后，长度变为原来的，横截面积变为原来的2倍，故其电阻变为原来的。给上述变化后的裸导线加上相同的电压，由欧姆定律得：i1，i2，由i可知，在相同时间内，电荷量之比q1q2i1i2116。答案c方法规律导体变形后电阻的分析方法某一导体的形状改变后，讨论其电阻变化应抓住以下三点：(1)导体的电阻率不变。(2)导体的体积不变，由vls可知l与s成反比。(3)在、l、s都确定之后，应用电阻定律r求解。针对训练1欧姆不仅发现了欧姆定律，还研究了电阻定律，有一个长方体型的金属电阻，材料分布均匀，边长分别为a、b、c，且abc。电流沿以下方向流过该金属电阻，其中电阻的阻值最小的是()解析：选a根据电阻定律r可知ra，rb，rc，rd，结合abc可得：rcrdrbra，故ra最小，a正确。2一个内电阻可以忽略的电源，给一个绝缘的圆管子里装满的水银供电，电流为0.1 a，若把全部水银倒在一个内径大一倍的绝缘圆管子里，那么通过的电流将是()a0.4 a b0.8 ac1.6 a d3.2 a解析：选c设电源电动势为e，第一次圆管子内部装的水银横截面积为s，长度为l，水银的电阻率为，则i1，第二次圆管子内部装满水银的横截面积为4s，由于水银的体积不变，则水银长度应变为，则i216i11.6 a。故c正确。3. (2015莱芜模拟)某个由导电介质制成的电阻截面如图713所示，导电介质的电阻率为，制成内外半径分别为a和b的半球壳层形状(图中阴影部分)，半径为a、电阻不计的球形电极被嵌入导电介质的球心成为一个引出电极，在导电介质的外层球壳上镀上一层电阻不计的金属膜成为另外一个电极，设该电阻的阻值为r。下面给出r的四个表达式中只有一个是合理的，你可能不会求解r，但是你可以通过一定的物理分析，对下列表达式的合理性做出判断。根据你的判断，r的合理表达式应为()图713ar brcr dr解析：选b根据r，从单位上看，答案中，分子应是长度单位，而分母应是面积单位，只有a、b符合单位，c、d错误；再代入特殊值，若ba，球壳无限薄，此时电阻为零，因此只有b正确，a错误。要点三欧姆定律与伏安特性曲线的理解及应用1图714甲中的图线a、b表示线性元件，图乙中的图线c、d表示非线性元件。2iu图像的斜率表示电阻的倒数，斜率越大，电阻越小，故raq电功率与热功率p电ui，p热i2r，p电p热p电ui，p热i2r，p电p热典例有一小型直流电动机，把它接入u10.3 v的电路中时，电动机不转，测得流过电动机的电流为i10.6 a；若把电动机接入u23.0 v的电路中时，电动机正常工作，工作电流是i21.0 a，求：(1)电动机正常工作时的输出功率是多少？(2)如果电动机正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率是多大？审题指导(1)当电动机不转时，可视为纯电阻，由_定律求其内电阻。提示：欧姆(2)当电动机正常工作时，转子突然被卡住，其电流不等于i21.0 a，此时发热功率由_计算。提示：p解析(1)当u10.3 v，i10.6 a时，电动机不转，此时电动机为纯电阻，故电动机的内电阻为r0.5 。当u23.0 v，i21.0 a时，电动机正常工作，此时电动机为非纯电阻，则电动机的输出功率为p出u2i2i22r2.5 w。(2)当电动机正常工作被卡住时，电动机又为纯电阻，其热功率为p热18 w。答案(1)2.5 w(2)18 w方法规律(1)在非纯电阻电路中，t既不表示电功也不表示电热，是没有意义的。(2)区别纯电阻与非纯电阻的关键是看电能转化的去向，若电能全部转化为电热，则为纯电阻，否则为非纯电阻。针对训练1(2016天津六校联考)电阻r和电动机m串联接到电路中，如图719所示，已知电阻r跟电动机线圈的电阻值相等，开关接通后，电动机正常工作。设电阻r和电动机m两端的电压分别为u1和u2，经过时间t，电流通过电阻r做功为w1，产生热量为q1，电流通过电动机做功为w2，产生热量为q2，则有()图719au1u2，q1q2bu1u2，q1q2cw1w2，q1q2 dw1w2，q1q2解析：选a由于电阻r跟电动机线圈的电阻值相等，开关接通后，根据焦耳定律，二者产生的热量相等，q1q2。电流通过电动机做功w2大于电流通过电阻r做功w1，即w1w2。电动机m两端的电压大于电阻两端电压，即u1u2。所以选项a正确。2.如图7110所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图。电动机内电阻r0.8 ，电路中另一电阻r10 ，直流电压u160 v，电压表示数uv110 v。试求：(1)通过电动机的电流；(2)输入电动机的电功率；(3)若电动机以v1 m/s匀速竖直向上提升重物，求该重物的质量。(g取10 m/s2)图7110解析：(1)由电路中的电压关系可得电阻r的分压uruuv(160110)v50 v，流过电阻r的电流ir a5 a，即通过电动机的电流，imir5 a。(2)电动机的分压umuv110 v，输入电动机的功率p电imum550 w。(3)电动机的发热功率p热im2r20 w，电动机输出的机械功率p出p电p热530 w，又因p出mgv，所以m53 kg。答案：(1)5 a(2)550 w(3)53 kg 生活中的用电器生活中，人们在家中会使用很多用电器，如电饭锅、空调、冰箱、电风扇、电吹风等，这些用电器有的可以视为纯电阻，有的则不是纯电阻，现举例如下： 1一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为220 v的交流电源上(其内电阻可忽略不计)，均正常工作。用电流表分别测得通过电饭煲的电流是5.0 a，通过洗衣机电动机的电流是0.50 a，则下列说法中正确的是()a电饭煲的电阻为44 ，洗衣机电动机线圈的电阻为440 b电饭煲消耗的电功率为1 555 w，洗衣机电动机消耗的电功率为155.5 wc1 min内电饭煲消耗的电能为6.6104 j，洗衣机电动机消耗的电能为 6.6103 jd电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍解析：选c由于电饭煲是纯电阻元件，所以r144 ，p1ui11 100 w，其在1 min内消耗的电能 w1ui1t6.6104 j，洗衣机为非纯电阻元件，所以r2，p2ui2110 w，其在1 min 内消耗的电能 w2ui2t6.6103 j，其热功率p热p2，所以电饭煲发热功率不是洗衣机电动机发热功率的10倍。2有一只风扇，标有“u、p”，电动机线圈电阻为r，把它接入电压为u的电路中，以下几种计算电风扇发出热量的方法，正确的是()aqbqptcq2rt d以上三种都可以解析：选c风扇为非纯电阻，风扇正常工作时电流为i，则风扇发出的热量为：qi2rt2rt，c正确。3(多选)下表列出了某品牌电动自行车及所用电动机的主要技术参数，不计其自身机械损耗。若该车在额定状态下以最大运行速度行驶，则()自重40 kg额定电压48 v载重75 kg额定电流12 a最大行驶速度20 km/h额定输出功率350 wa电动机的输入功率为576 wb电动机的内电阻为4 c该车获得的牵引力为104 nd该车受到的阻力为63 n解析：选ad电动机的输入功率为p入ui4812 w576 w，a正确；电动机的发热功率为qi2rp入p出，代入数据解得：r1.6 ，b错误；由v大20 km/h m/s，根据p出fv大解得f63 n，且当该车速度最大时，ff63 n，故c错误，d正确。反思领悟分析生活中的用电器问题的两条思路1了解用电器的结构，含有电动机且正常工作的为非纯电阻；不含电动机或含电动机但电动机不转的则为纯电阻。2从能量转化角度来区分，如消耗的电能全部转化为电热则为纯电阻；如消耗的电能有一部分转化为其他能量，则为非纯电阻。对点训练：电流及其三个表达式的应用1在长度为l、横截面积为s、单位体积内自由电子数为n的金属导体两端加上电压，导体中就会产生匀强电场。导体内电荷量为e的自由电子在电场力作用下先做加速运动，然后与做热运动的阳离子碰撞而减速，如此往复所以，我们通常将自由电子的这种运动简化成速率为v(不随时间变化)的定向运动。已知阻碍电子运动的阻力大小与电子定向移动的速率v成正比，即fkv(k是常量)，则该导体的电阻应该等于()a.b.c. d.解析：选b电子定向移动，由平衡条件，kve，则u，导体中的电流inesv，电阻r，选项b正确。2. (多选)(2015枣庄期末检测)如图1所示，r1和r2是同种材料、厚度相同、表面为正方形的导体，但r1的尺寸比r2的尺寸大。在两导体上加相同的电压，通过两导体的电流方向如图所示，则下列说法中正确的是()图1ar1中的电流小于r2中的电流br1中的电流等于r2中的电流cr1中自由电荷定向移动的速率大于r2中自由电荷定向移动的速率dr1中自由电荷定向移动的速率小于r2中自由电荷定向移动的速率解析：选bd设正方形的边长为l、厚度为d，则i，r，得i，故r1、r2中的电流相等，a错误，b正确。由inqsvnqldv得，l大则v小，c错误，d正确。3. (2015安徽高考)一根长为l、横截面积为s的金属棒，其材料的电阻率为，棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为m、电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为v，则金属棒内的电场强度大小为()图2a.b.cnev d.解析：选c由电流定义可知：inesv，由欧姆定律可得：uirnesvnelv，又e，故enev，选项c正确。对点训练：电阻及电阻定律的应用4(多选)如图3是横截面积、长度均相同的甲、乙两根电阻丝的ri图像。现将甲、乙串联后接入电路中，则()图3a甲电阻丝两端电压比乙电阻丝两端电压小b甲电阻丝的电阻率比乙电阻丝的电阻率大c在相同时间内，电流通过乙电阻丝产生的焦耳热较少d甲电阻丝消耗的电功率比乙电阻丝消耗的电功率小解析：选bc将甲、乙串联接入电路中，电流相等，由题图知，甲电阻大于乙电阻，由电阻定律知甲电阻丝的电阻率大于乙电阻丝的电阻率，b正确；由i知甲两端的电压比乙大，a错误；根据qi2rt，知乙产生的焦耳热少，c正确；由pi2r知甲消耗的电功率比乙大，d错误。5(多选)电位器是变阻器的一种，如图4所示，如果把电位器与灯泡串联起来，利用它改变灯泡的亮度，下列说法正确的是()图4a串接a、b使滑动触头顺时针转动，灯泡变暗b串接a、c使滑动触头逆时针转动，灯泡变亮c串接a、c使滑动触头顺时针转动，灯泡变暗d串接b、c使滑动触头顺时针转动，灯泡变亮解析：选ad根据电位器结构和连线可知：串接a、b使滑动触头顺时针转动时回路电阻增大，回路电流减小，灯泡变暗，a正确；同理，d正确；串接a、c时，滑动触头不能改变回路电阻，灯泡亮度不变，故b、c错误。6.如图5所示为均匀的长方形薄片合金电阻板abcd，ab边长为l1，ad边长为l2。当端点、或、接入电路时，导体的电阻分别为r1、r2，则r1r2为()图5al1l2 bl2l1cl12l22 dl22l12解析：选c设电阻板厚度为h，由电阻定律有r1，r2，所以r1r2l12l22，故c正确。对点训练：欧姆定律、伏安特性曲线的应用7如图6所示，a、b分别表示由相同材料制成的两条长度相同、粗细均匀电阻丝的伏安特性曲线，下列判断中正确的是()图6aa代表的电阻丝较粗bb代表的电阻丝较粗ca电阻丝的阻值小于b电阻丝的阻值d图线表示的电阻丝的阻值与电压成正比解析：选bb图线的斜率大，表示电阻小，由电阻定律r，可知b代表的电阻丝较粗，选项b正确，a、c错误；电阻是导体本身的性质，与电阻两端的电压无关，选项d错误。8.某一导体的伏安特性曲线如图7中ab段(曲线)所示，关于导体的电阻，以下说法正确的是()图7ab点的电阻为12 bb点的电阻为40 c导体的电阻因温度的影响改变了1 d导体的电阻因温度的影响改变了9 解析：选b根据电阻的定义式可以求出a、b两点的电阻分别为ra 30 ，rb 40 ，所以rrbra10 ，故b对，a、c、d错。对点训练：电功、电功率及焦耳定律9下图中的四个图像中，最能正确地表示家庭常用的白炽灯泡在不同电压下消耗的电功率p与电压平方u2之间函数关系的是()解析：选c白炽灯泡为纯电阻，其电功率p，但随着电压和灯泡工作时间的增加，灯丝电阻会增大，pu2图像会向下弯曲，故c正确。10(2016武汉调研)如图8所示是某款理发用的电吹风的电路图，它主要由电动机m和电热丝r构成。当闭合开关s1、s2后，电动机驱动风叶旋转，将空气从进风口吸入，经电热丝加热，形成热风后从出风口吹出。已知电吹风的额定电压为220 v，吹冷风时的功率为120 w，吹热风时的功率为1 000 w。关于该电吹风，下列说法正确的是()图8a电热丝的电阻为55 b电动机线圈的电阻为 c当电吹风吹热风时，电热丝每秒钟消耗的电能为1 000 jd当电吹风吹热风时，电动机每秒钟消耗的电能为1 000 j解析：选a电吹风吹热风时电热丝消耗的功率为p1 000 w120 w880 w，对电热丝，由p可得电热丝的电阻为r 55 ，选项a正确；由于不知道电动机线圈的发热功率，所以电动机线圈的电阻无法计算，选项b错误；当电吹风吹热风时，电热丝每秒消耗的电能为880 j，选项c错误；当电吹风吹热风时，电动机每秒钟消耗的电能为120 j，选项d错误。11. (2015岳阳联考)(多选)如图9所示，定值电阻r120 ，电动机绕线电阻r210 ，当开关s断开时，电流表的示数是i10.5 a，当开关合上后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，电流表的示数i和电路消耗的电功率p应是()图9ai1.5 a bi1.5 acp15 w dp15 w解析：选bd当开关s断开时，由欧姆定律得ui1r110 v，当开关闭合后，通过r1的电流仍为0.5 a，通过电动机的电流i21 a，故电流表示数i0.5 a1 a1.5 a，b正确；电路中电功率puiu乙bu甲4u乙cr甲4r乙 dr甲2r乙解析：选ac设灯泡正常工作时电压为u，电流为i，则u甲iu乙2i，则u甲2u乙，a正确，b错误；根据i2r甲(2i)2r乙得r甲4r乙，c正确，d错误。14. (多选)锂电池因能量密度高、绿色环保而广泛使用在手机等电子产品中。现用充电器为一手机锂电池充电，等效电路如图12所示，充电器电源的输出电压为u，输出电流为i，手机电池的内阻为r，下列说法正确的是()图12a电能转化为化学能的功率为uii2rb充电器输出的电功率为uii2rc电池产生的热功率为i2rd充电器的充电效率为100%解析：选ac充电器将电能转化为锂电池的化学能和内能，即uite化i2rt，充电器输出的电功率为ui，电池产生的热功率为i2r，据此可知，电能转化为化学能的功率为uii2r，充电器的充电效率为100%，所以选项a、c正确。15.如图13所示，a为电解槽， 为电动机，n为电炉子，恒定电压u12 v，电解槽内阻ra2 ，s1闭合，s2、s3断开时，电流表 示数为6 a，当s2闭合，s1、s3断开时，电流表 示数为5 a，且电动机输出功率为35 w；当s3闭合，s1、s2断开时，电流表 示数为4 a。求：(1)电炉子的电阻及发热功率；(2)电动机的内阻；(3)在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率为多少。图13解析：(1)电炉子为纯电阻元件，由欧姆定律得：r 2 其发热功率为：pui1126 w72 w。(2)电动机为非纯电阻元件，由能量守恒定律得：ui2i22 rmp输出所以：rm 1 。(3)电解槽为非纯电阻元件，由能量守恒定律得：p化ui3i32ra所以p化(124422) w16 w。答案：(1)2 72 w(2)1 (3)16 w第2节闭合电路欧姆定律及其应用(1)电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量。()(2)电动势就等于电源两极间的电压。()(3)闭合电路中外电阻越大，路端电压越小。()(4)在闭合电路中，外电阻越大，电源的输出功率越大。()(5)电源的输出功率越大，电源的效率越高。()要点一电阻的串、并联1串、并联电路的特点 电路特点串联电路并联电路电流ii1i2inii1i2ini1r1i2r2inrn电压u1u2un总电阻r总r1r2rn功率分配p1r1p2r2pnrn2几个有用的结论(1)串联电路的总电阻大于电路中任意一个电阻，电路中任意一个电阻变大时，总电阻变大。(2)并联电路的总电阻小于电路中任意一个电阻，任意一个电阻变大时，总电阻变大。(3)某电路中无论电阻怎样连接，该电路消耗的电功率p总等于各个电阻消耗的电功率之和。多角练通1(2015宁德质检)电阻r1和r2分别标有“2 1.0 a”和“4 0.5 a”，将它们串联后接入电路中，如图721所示，则此电路中允许消耗的最大功率为()图721a1.5 wb3.0 wc5.0 w d6.0 w解析：选a由题意可知，两电阻串联后能通过的最大电流为i0.5 a，则电路允许消耗的最大电功率为pi2(r1r2)1.5 w，a正确。2. (多选)在如图722所示的电路中，通过电阻r1的电流i1是()图722ai1bi1ci1 di1解析：选bci1，r1与r2串联，故i1i2，从整体计算i1i2，故b、c正确。3(多选)一个t形电路如图723所示，电路中的电阻r110 ，r2120 ，r340 。另有一测试电源，电动势为100 v，内阻忽略不计。则()图723a当cd端短路时，ab之间的等效电阻是40 b当ab端短路时，cd之间的等效电阻是40 c当ab两端接通测试电源时，cd两端的电压为80 vd当cd两端接通测试电源时，ab两端的电压为80 v解析：选ac当cd端短路时，r2与r3并联再与r1串联，ab之间的等效电阻为40 ，a正确；同理可得b错误；当ab两端接通测试电源时，r1、r3串联，r2无效，cd两端的电压就等于r3分得的电压，可以求得为80 v，c正确；同理可得d错误。要点二电路的动态分析1程序法：固定支路2“串反并同”结论法：(1)所谓“串反”，即某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小，反之则增大。(2)所谓“并同”，即某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大，反之则减小。即：r3极限法：因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑片分别滑至两个极端，让电阻最大或电阻为零去讨论。典例(多选)(2016长沙四校联考)如图724所示，图中的四个电表均为理想电表，当滑动变阻器滑片p向右端移动时，下面说法中正确的是()图724a电压表v1的读数减小，电流表a1的读数增大b电压表v1的读数增大，电流表a1的读数减小c电压表v2的读数减小，电流表a2的读数增大d电压表v2的读数增大，电流表a2的读数减小解析滑动变阻器滑片p向右端移动，使得rp变小，总电阻变小，总电流变大，即电流表a1的读数增大。内电压变大，r1所分电压变大，并联电路电压即电压表v1的读数变小。即r3两端电压变小，通过r3的电流变小即电流表a2的读数减小，由于总电流增大，所以经过另外一个支路即经过r2的电流变大，r2两端电压变大，即电压表v2的读数增大，对照选项a、d正确。答案ad方法规律电路的动态分析技巧(1)遵循“部分整体部分”的程序，逐一判断。(2)先分析串联电阻，后分析并联电阻；先分析定值电阻，后分析可变电阻。(3)分析每一电阻的电压和电流的变化情况。针对训练1(多选)如图725所示，四个电表均为理想电表，当滑动变阻器的滑动触头p向左端移动时，下列说法中正确的是()图725a电压表v1的读数减小，电流表a1的读数增大b电压表v1的读数增大，电流表a1的读数减小c电压表v2的读数减小，电流表a2的读数增大d电压表v2的读数增大，电流表a2的读数减小解析：选bc当滑动变阻器的滑动触头p向左端移动时，滑动变阻器接入电路的电阻增大，电路中的总电阻增大，由闭合电路欧姆定律可知，干路中的电流减小，电源内阻及r1分担的电压减小，电压表v1的读数增大，电流表a1的读数减小，选项a错误，b正确；由于电压表v1的读数增大，由部分电路欧姆定律可得通过r3的电流增大，则电流表a2的读数增大，由i1ir3ir2可知通过r2的电流减小，则电压表v2的读数减小，选项c正确，d错误。2(多选) (2015湖北省公安县期末)如图726所示电路中，电源内阻不能忽略，两个电压表均为理想电表。当滑动变阻器r2的滑动触头p移动时，关于两个电压表v1与v2的示数，下列判断正确的是()图726ap向a移动，v1示数增大、v2的示数减小bp向b移动，v1示数增大、v2的示数减小cp向a移动，v1示数改变量的绝对值小于v2示数改变量的绝对值dp向b移动，v1示数改变量的绝对值大于v2示数改变量的绝对值解析：选acp向a移动，r2连入电路的电阻减小，根据“并同串反”可知v2示数减小，v1示数增大，u内增大，a正确；同理，b错误；由eu内u外u内uv1uv2，电源电动势不变可得：u内示数改变量绝对值与v1示数改变量绝对值之和等于v2示数改变量绝对值，c正确；同理，d错误。要点三闭合电路的功率及效率问题电源总功率任意电路：p总eip出p内纯电阻电路：p总i2(rr)电源内部消耗的功率p内i2rp总p出电源的输出功率任意电路：p出uip总p内纯电阻电路：p出i2rp出与外电阻r的关系电源的效率任意电路：100%100%纯电阻电路：100%由p出与外电阻r的关系图像可知当rr时，电源的输出功率最大为pm。当rr时，随着r的增大输出功率越来越小。当rr时，随着r的增大输出功率越来越大。当p出pm时，每个输出功率对应两个外电阻r1和r2，且r1r2r2。典例如图727所示，已知电源电动势为6 v，内阻为1 ，保护电阻r00.5 ，求：当电阻箱r读数为多少时，保护电阻r0消耗的电功率最大，并求这个最大值。图727解析保护电阻消耗的功率为p0，因r0和r是常量，而r是变量，所以r最小时，p0最大，即r0时，p0max w8 w。答案r0p0max8 w多维探究变式1例题中条件不变，求当电阻箱r读数为多少时，电阻箱r消耗的功率pr最大，并求这个最大值。解析：这时要把保护电阻r0与电源内阻r算在一起，据以上结论，当rr0r即r(10.5) 1.5 时，prmax w6 w。答案：r1.5 prmax6 w变式2在例题中，若电阻箱r的最大值为3 ，r05 ，求：当电阻箱r读数为多少时，电阻箱r的功率最大，并求这个最大值。解析：把r05 当作电源内阻的一部分，则等效电源内阻r等为6 ，而电阻箱r的最大值为3 ，小于6 ，p2r，则不能满足rr等，当电阻箱r的电阻取3 时，r消耗功率最大，最大值为：p2r w。答案：r3 p w变式3例题中条件不变，求电源的最大输出功率。解析：由电功率公式p出2r外，当r外r时，p出最大，即rrr00.5 时，p出max w9 w。答案：9 w变式4如图728所示，电源电动势e2 v，内阻r1 ，电阻r02 ，可变电阻的阻值范围为010 。求可变电阻为多大时，r上消耗的功率最大，最大值为多少？图728解析：方法一：pr，根据闭合电路欧姆定律，路端电压ue，所以pr， 代入数据整理得pr，当r 时，r上消耗的功率最大，prmax w。方法二：采用等效电源法分析，把定值电阻等效到电源的内部，即把电源和定值电阻看作电动势为ee，内阻为r的电源，当rr时，电源对外电路r的输出功率最大pr。把数值代入各式得：e等ee v；r等r 。所以：pr w。答案：r p w要点四两类ui图线的比较与应用两种图像的比较电源ui图像电阻ui图像图形物理意义电源的路端电压随电路电流的变化关系电阻中的电流随电阻两端电压的变化关系截距与纵轴交点表示电源电动势e，与横轴交点表示电源短路电流过坐标轴原点，表示没有电压时电流为零坐标u、i的乘积表示电源的输出功率表示电阻消耗的功率坐标u、i的比值表示外电阻的大小，不同点对应的外电阻大小不同每一点对应的比值均等大，表示此电阻的大小斜率(绝对值)电源电阻r电阻大小典例如图729所示直线a为某电源的ui图线，曲线b为某小灯泡l1的ui图线的一部分，用该电源和小灯泡l1串联起来组成闭合回路时灯泡l1恰能正常发光，则下列说法中正确的是()图729a此电源的内电阻为 b灯泡l1的额定电压为3 v，额定功率为6 wc把灯泡l1换成阻值恒为1 的纯电阻，电源的输出功率将变小d由于小灯泡l1的ui图线是一条曲线，所以灯泡发光过程中欧姆定律不适用解析由图像知，电源的内阻为r 0.5 ，a错误；因为灯l1正常发光，故灯l1的额定电压为3 v，额定功率为pui32 w6 w，b正确；正常工作时，灯l1的电阻为r11.5 ，换成r21 的纯电阻后，该电阻更接近电源内阻r，故电源的输出功率将变大，c错误；虽然灯泡l1的ui图线是一条曲线，但由于小灯泡为纯电阻，所以欧姆定律仍适用，d错误。答案b易错提醒(1)电源ui图线的纵坐标u不以零开始的话，横轴的截距小于短路电流，但直线的斜率的绝对值仍为电源的内阻。(2)电源和电阻的ui图线的交点表示该电源与电阻组成回路的该电阻的工作电压和工作电流。针对训练1. (多选)在如图7210所示的ui图线上，a、b、c各点均表示该电路中有一个确定的工作状态，在b点，则下列说法中正确的是()图7210a在b点时电源有最大输出功率b在b点时电源的总功率最大c从ab，角增大，电源的总功率和输出功率可能都将增大d从bc，角增大，电源的总功率和输出功率可能都将减小解析：选adb点对应内、外电路电阻相等，电源有最大输出功率，a正确；电源的总功率p总ie，当回路电流最大时电源总功率最大，即外电路短路时电源的总功率最大，b错误；从ab，路端电压升高，回路电流减小，电源的总功率减小，c错误；因r，由路端电压和干路电流可判断从bc外电路电阻增大，电源的输出功率和总功率都减小，d正确。2. (多选)(2015衡水中学模拟)在如图7211所示的图像中，直线为某一电源的路端电压与电流的关系图像，直线为某一电阻r的伏安特性曲线。用该电源直接与电阻r相连组成闭合电路。由图像可知()图7211a电源的电动势为3 v，内阻为0.5 b电阻r的阻值为1 c电源的输出功率为2 wd电源的效率为66.7%解析：选abd图线与纵轴的交点表示电源电动势e为3 v，图线的斜率的绝对值表示电源内阻r为0.5 ，a正确。图线的斜率表示电阻r的阻值为1 ，b正确。由、图线的交点坐标可知电流i2 a，路端电压u2 v，电源输出功率pui4 w，c错误。电源效率66.7%，d正确。要点五含电容器的电路1电路的简化不分析电容器的充、放电过程时，把电容器所处的支路视为断路，简化电路时可以去掉，求电荷量时再在相应位置补上。2电路稳定时电容器的处理方法电容器所在的支路中没有电流，同支路的电阻相当于导线，即电阻不降低电压，是等势体。电容器两端的电压等于与之并联的支路两端的电压。3电容器所带电荷量及其变化的计算(1)利用quc计算电容器所带的电荷量；(2)如果变化前后极板带电的电性相同，那么通过所连导线的电荷量等于初、末状态电容器所带电荷量之差；(3)如果变化前后极板带电的电性相反，那么通过所连导线的电荷量等于初、末状态电容器所带电荷量之和。 典例(多选)(2015东北三校二模)如图7212所示，c16 f，c23 f，r13 ，r26 ，电源电动势e18 v，内阻不计。下列说法正确的是()图7212a开关s断开时，a、b两点电势相等b开关s闭合后，a、b两点间的电流是2 ac开关s断开时c1带的电荷量比开关s闭合后c1带的电荷量大d不论开关s断开还是闭合，c1带的电荷量总比c2带的电荷量大思路点拨(1)请画出s断开时的简化电路，并说明电容器c1、c2两端的电压是怎样的？提示：电容器c1、c2两端的电压均为电源电动势。(2)请画出s闭合时的简化电路，并说明电容器c1、c2两端的电压是怎样的？提示：电容器c1、c2两端电压分别为r1、r2两端的电压。解析s断开时外电路处于断路状态，两电阻中无电流通过，电阻两端电势相等，由图知a点电势与电源负极电势相等，而b点电势与电源正极电势相等，a错误。s断开时两电容器两端电压都等于电源电动势，而c1c2，由qcu知此时q1q2，当s闭合时，稳定状态下c1与r1并联，c2与r2并联，电路中电流i2 a，此时两电阻两端电压分别为u1ir16 v、u2ir212 v，则此时两电容器所带电荷量分别为q1c1u13.6105c、q2c2u23.6105c，对电容器c1来说，s闭合后其两端电压减小，所带电荷量也减小，故b、c正确，d错误。答案bc方法规律含容电路问题的解题思路第一步理清电路的串并联关系第二步确定电容器两极板间的电压。在电容器充电和放电的过程中，欧姆定律等电路规律不适用，但对于充电或放电完毕的电路，电容器的存在与否不再影响原电路，电容器接在某一支路两端，可根据欧姆定律及串、并联