人教版高中物理一轮复习试题：第七章.docx

考点内容要求说明考纲解读欧姆定律不要求解反电动势的问题1.应用串、并联电路规律、闭合电路欧姆定律及部分电路欧姆定律进行电路动态分析2非纯电阻电路的分析与计算，将结合实际问题考查电功和电热的关系能量守恒定律在电路中的应用是高考命题的热点，多以计算题或选择题的形式出现3稳态、动态含电容电路的分析，以及电路故障的判断分析，多以选择题形式出现4实验及相关电路的设计，几乎已成为每年高考必考的题型.电阻定律电阻的串、并联电源的电动势和内阻闭合电路的欧姆定律电功率、焦耳定律实验：测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)实验：描绘小电珠的伏安特性曲线实验：测定电源的电动势和内阻实验：练习使用多用电表第1课时电阻定律欧姆定律焦耳定律及电功率考纲解读1.理解欧姆定律、电阻定律、焦耳定律的内容，并会利用它们进行相关的计算与判断.2.会用导体的伏安特性曲线IU图象及UI图象解决有关问题.3.能计算非纯电阻电路中的电功、电功率、电热考点一对电阻、电阻定律的理解和应用1电阻(1)定义式：R.(2)物理意义：导体的电阻反映了导体对电流阻碍作用的大小2电阻定律：R.3电阻率(1)物理意义：反映导体导电性能的物理量，是导体材料本身的属性(2)电阻率与温度的关系金属的电阻率随温度升高而增大；半导体的电阻率随温度升高而减小；超导体：当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻率突然减小为零，成为超导体4电阻与电阻率的区别(1)电阻是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量，电阻大的导体对电流的阻碍作用大电阻率是反映制作导体的材料导电性能好坏的物理量，电阻率小的材料导电性能好(2)导体的电阻大，导体材料的导电性能不一定差；导体的电阻率小，电阻不一定小，即电阻率小的导体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5电阻的决定式和定义式的区别公式RR区别电阻的决定式电阻的定义式说明了电阻的决定因素提供了一种测定电阻的方法，并不说明电阻与U和I有关只适用于粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解质溶液适用于任何纯电阻导体例1一段长为L、电阻为R的均匀电阻丝，把它拉成3L长的均匀细丝后，切成等长的三段，然后把它们并联在一起，其电阻值为()A.B3RC.DR解析根据R可知，原电阻丝被拉长3倍后的总阻值为9R，再切成三段后每段的阻值为3R，把它们并联后的阻值为R，故选项D正确答案D变式题组1电阻定律的应用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()答案A解析根据电阻定律，电阻的阻值最小的应该是横截面积最大、长度最短，选项A正确2电阻定律的应用用电器到发电场的距离为l，线路上的电流为I，已知输电线的电阻率为.为使线路上的电压降不超过U.那么，输电线的横截面积的最小值为()A.B.C.D.答案B解析输电线的总长为2l，由公式R、R得S，故B正确考点二对欧姆定律及伏安特性曲线的理解1I与R的区别(1)I是欧姆定律的数学表达式，表示通过导体的电流I与电压U成正比，与电阻R成反比(2)公式R是电阻的定义式，它表明了一种测量电阻的方法，不能错误地认为“电阻跟电压成正比，跟电流成反比”2对伏安特性曲线的理解(1)图1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(2)图象的斜率表示电阻的倒数，斜率越大，电阻越小，故RaRb(如图甲所示)(3)图线c的电阻随电压的增大而减小，图线d的电阻随电压的增大而增大(如图乙所示)图1(4)伏安特性曲线上每一点的电压坐标与电流坐标的比值对应这一状态下的电阻例2我国已经于2012年10月1日起禁止销售100W及以上的白炽灯，以后将逐步淘汰白炽灯假设某同学研究白炽灯得到某白炽灯的伏安特性曲线如图2所示图象上A点与原点的连线与横轴成角，A点的切线与横轴成角，则()图2A白炽灯的电阻随电压的增大而减小B在A点，白炽灯的电阻可表示为tanC在A点，白炽灯的电功率可表示为U0I0D在A点，白炽灯的电阻可表示为解析白炽灯的电阻随电压的增大而增大，选项A错误；在A点，白炽灯的电阻可表示为，或表示为tan，选项B错误，选项D正确；在A点，白炽灯的电功率可表示为U0I0，选项C正确答案CD变式题组3对导体伏安特性曲线的理解小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图3所示，P为图线上一点，PN为图线在P点的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，则下列说法中错误的是()图3A随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大B对应P点，小灯泡的电阻为RC对应P点，小灯泡的电阻为RD对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积答案C解析小灯泡的电阻R，结合题图知，A、B正确，C错误；小灯泡的功率PU1I2，所以D正确故选C.4对导体伏安特性曲线的理解某一导体的伏安特性曲线如图4中AB(曲线)所示，关于导体的电阻，以下说法正确的是()图4AB点的电阻为12BB点的电阻为40C工作状态从A变化到B时，导体的电阻因温度的影响改变了1D工作状态从A变化到B时，导体的电阻因温度的影响改变了9答案B解析根据电阻的定义式可以求出A、B两点的电阻分别为RA30，RB40，所以RRBRA10，故B对，A、C、D错考点三电功、电功率、电热与热功率1电功(1)定义：导体中的恒定电场对自由电荷的电场力做的功(2)公式：WqUIUt(适用于任何电路)(3)电流做功的实质：电能转化成其他形式能的过程2电功率(1)定义：单位时间内电流所做的功，表示电流做功的快慢(2)公式：PIU(适用于任何电路)3焦耳定律(1)电热：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比(2)公式：QI2Rt.4电功率PIU和热功率PI2R的应用(1)不论是纯电阻还是非纯电阻，电流的电功率均为P电UI，热功率均为P热I2R.(2)对于纯电阻而言：P电P热IUI2R.(3)对于非纯电阻而言：P电IUP热P其他I2RP其他P其他例3如图5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U160V，电压表示数UV110V试求：图5(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v1m/s匀速竖直向上提升重物，求该重物的质量？(g取10 m/s2)解析(1)由电路中的电压关系可得电阻R的分压URUUV(160110)V50V，流过电阻R的电流IRA5A，即通过电动机的电流IMIR5A.(2)电动机的分压UMUV110V，输入电动机的功率P电IMUM550W.(3)电动机的发热功率P热Ir20W，电动机输出的机械功率P出P电P热530W，又因P出mgv，所以m53kg.答案(1)5A(2)550W(3)53kg递进题组5非纯电阻电路中的电功和电热电阻R和电动机M串联接到电路中，如图6所示，已知电阻R跟电动机线圈的电阻值相等，电键接通后，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6AU1Q2DW1W2，Q1IRU1，B错；电流做的功W1IU1t，W2IU2t，因此W1Q.电功只能用公式WUIt来计算，焦耳热只能用公式QI2Rt来计算对于非纯电阻电路，欧姆定律不再适用考点四电流的微观解释和表达式的应用“柱体微元”模型带电粒子在外加电场的作用下，形成定向移动的粒子流，从中取一圆柱形粒子流作为研究对象，即为“柱体微元”模型设柱体微元的长度为L，横截面积为S，单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q，电荷定向移动的速率为v，则：(1)柱体微元中的总电荷量为QnLSq.(2)电荷通过横截面的时间t.(3)电流的微观表达式InqvS.例4在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束已知电子的电荷量为e、质量为m，则在刚射出加速电场时，一小段长为l的电子束内的电子个数是()A.B.C.D.解析设电子刚射出电场时的速度为v，则eUmv2，所以v.加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束，由IneSv，可得n，所以长度为l的电子束内的电子数NlSn.答案B变式题组7.电流微观表达式的应用如图7所示是一根粗细均匀的橡胶棒，其横截面积为S，由于与毛皮发生摩擦而均匀带负电，若已知该橡胶棒每米所带的电荷量为q，则当该棒沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动时，形成的等效电流为()图7AvqB.CqvSD.答案A8电流微观表达式的应用一横截面积为S的铝导线，当有电压加在该导线上时，导线中的电流强度为I.设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电荷量为e，此时电子定向移动的速度为v，则在t时间内，通过导体横截面的自由电子数目可表示为()AnvStBnvtC.D.答案AC解析由电流强度的微观表达式IneSv、电流强度的定义式I和带电体所带的电荷量qne，可得t时间内通过导体横截面的自由电子数目NnvSt.高考模拟明确考向1(2013安徽19)用图8所示的电路可以测量电阻的阻值图中Rx是待测电阻，R0是定值电阻，是灵敏度很高的电流表，MN是一段均匀的电阻丝闭合开关，改变滑动头P的位置，当通过电流表的电流为零时，测得MPl1，PNl2，则Rx的阻值为()图8A.R0B.R0C.R0D.R0答案C解析设R0、Rx与三者的结点为Q，当通过电流表的电流为零时，说明PQ，则UR0URMP，URxURPN，IR0IRxI0，IRMPIRPNI，故I0R0IRMP，I0RxIRPN.两式相除有，所以RxR0R0，正确选项为C.2(2012浙江17)功率为10W的发光二极管(LED灯)的亮度与功率为60W的白炽灯相当根据国家节能战略，2016年前普通白炽灯应被淘汰假设每户家庭有2只60W的白炽灯，均用10W的LED灯替代，估算出全国一年节省的电能最接近()A8108 kWh B81010 kWhC81011 kWh D81013 kWh答案B解析按每户一天亮灯5小时计算，每户一年节省的电能为(260210)1035365kWh182.5kWh，假设全国共有4亿户家庭，则全国一年节省的电能为182.54108kWh7.31010kWh，最接近于B选项，故选项B正确，选项A、C、D错误3当电阻两端加上某一稳定电压时，通过该电阻的电荷量为0.3C，消耗的电能为0.9J为在相同时间内使0.6C的电荷量通过该电阻，在其两端需加的电压和消耗的电能分别是()A3V,1.8JB3V,3.6JC6V,1.8JD6V,3.6J答案D解析设两次加在电阻R上的电压分别为U1和U2，通电的时间都为t.由W1U1q1和W1t可得：U13V，0.1s/.再由W2U2q2和W2t可求出：U26V，W23.6J，故选项D正确4如图9所示，一直流电动机与阻值R9的电阻串联在电源上，电源电动势E30V，内阻r1，用理想电压表测出电动机两端电压U10V，已知电动机线圈的电阻RM1，则下列说法中正确的是()图9A通过电动机的电流为10AB电动机的输入功率为20WC电动机的热功率为4WD电动机的输出功率为16W答案BCD解析由E30V，电动机两端电压10V可得R和电源内阻上分担的电压为20V，则IA2A，故A错误；电动机输入功率PUI10V2A20W，故B正确；P热I2RM41W4W，故C正确；P输出PP热20W4W16W，故D正确5在电喷汽车的进气管道中，广泛地使用着一种叫“电热丝式空气流量传感器”的部件，其核心部分是一种用特殊的合金材料制作的电热丝如图10所示，电源的输出电压恒定当进气管道中的冷空气流速越大时，电阻R0两端的电压U0越高，反之，电压U0就越低这样，管道内空气的流速就转变成了可以测量的电压信号，便于汽车内的电脑系统实现自动控制，如果将这种电热丝从汽车的进气管道中取出，放在实验室中测量它的伏安特性曲线，得到结果正确的是()图10答案D活页练习一、单项选择题1关于电阻和电阻率，下列说法中正确的是()A把一根粗细均匀的导线分成等长的两段，则每部分的电阻、电阻率均变为原来的一半B由可知，R，C材料的电阻率随温度的升高而增大D对某一确定的导体，当温度升高时，若不计导体的体积和形状变化，发现它的电阻增大，说明该导体材料的电阻率随温度的升高而增大答案D2某同学做三种导电元件的导电性实验，他根据所测数据分别绘制了三种元件的IU图象如图1所示，则下列判断正确的是()图1A只有乙图象是正确的B甲、丙图象是曲线，肯定误差太大C甲、丙为线性元件，乙为非线性元件D甲、乙、丙三个图象都可能是正确的，并不一定有较大误差答案D解析金属的电阻率随温度的升高而增大，题图丙可能为金属导体；半导体材料的电阻率随温度升高而减小，如题图甲；某些线性元件的电阻率不随温度变化，如题图乙因此，甲、乙、丙三个图象都可能正确，并不一定因误差引起3电子产品制作车间里常常使用电烙铁焊接电阻器和电容器等零件，技术工人常将电烙铁和一个灯泡串联使用，灯泡还和一只开关并联，然后再接到电压为220V的交流电上(如图2所示)，下列说法正确的是()图2A开关接通时比开关断开时消耗的总电功率大B开关接通时，灯泡熄灭，只有电烙铁通电，可使消耗的电功率减小C开关断开时，灯泡发光，电烙铁也通电，消耗的总功率增大，但电烙铁发热较少D开关断开时，灯泡发光，可供在焊接时照明使用，消耗的总功率不变答案A4一台国产封闭型贮水式电热水器的铭牌上所列的主要技术参数如表所示根据表中所提供的数据，计算出此电热水器在额定电压下处于加热状态时，通过电热水器的电流约为()额定容量54L最高水温75额定功率1500W额定压力0.7MPa额定电压220V电器类别类A.6.8AB0.15AC4.4AD0.23A答案A解析由PUI可知，该电热水器在额定电压下处于加热状态时的电流为：IA6.8A，故选项A正确二、多项选择题5电位器是变阻器的一种如图3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3A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，灯泡变亮答案AD解析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通常一次闪电过程历时约0.20.3s，它由若干个相继发生的闪击构成每个闪击持续时间仅4080s，电荷转移主要发生在第一个闪击过程中在某一次闪电前云地之间的电势差约为1.0109V，云地间距离约为1km；第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为6C，闪击持续时间约为60s.假定闪电前云地间的电场是均匀的根据以上数据，下列判断正确的是()A闪电电流的瞬时值可达到1105AB整个闪电过程的平均功率约为11014WC闪电前云地间的电场强度约为1106V/mD整个闪电过程向外释放的能量约为6106J答案AC解析由电流的定义式I知IA1105A，A正确；整个过程的平均功率W31010W(t代入0.2s或0.3s)，B错误；由EV/m1106 V/m，C正确；整个闪电过程向外释放的能量为电场力做的功WqU6109J，D错误7如图4所示，用输出电压为1.4V、输出电流为100mA的充电器对内阻为2的镍氢电池充电下列说法正确的是()图4A电能转化为化学能的功率为0.12WB充电器输出的电功率为0.14WC充电时，电池消耗的热功率为0.02WD充电器把0.14W的功率储存在电池内答案ABC解析充电器对电池的充电功率为P总UI0.14W，电池充电时的热功率为P热I2r0.02W，所以电能转化为化学能的功率为P化P总P热0.12W，因此充电器把0.12W的功率储存在电池内，故A、B、C正确，D错误8.如图5所示是某导体的IU图线，图中45，下列说法正确的是()图5A通过该导体的电流与其两端的电压成正比B此导体的电阻R2CIU图线的斜率表示电阻的倒数，所以Rcot451.0D在该导体两端加6.0V电压时，每秒通过导体截面的电荷量是3.0C答案ABD解析由题图可知，通过该导体的电流I与其两端电压U成正比，A正确；导体电阻R2，对应IU图线斜率的倒数，但Rcot45，B正确，C错误；当U6.0V时，I3.0A，故每秒通过该导体截面的电荷量为qIt3.0C，D正确9在如图6甲所示的电路中，L1、L2、L3为三个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示当开关S闭合后，电路中的总电流为0.25A，则此时()图6AL1两端的电压为L2两端电压的2倍BL1消耗的电功率为0.75WCL2的电阻为12DL1、L2消耗的电功率的比值大于41答案BD解析电路中的总电流为0.25A，L1中电流为0.25A，由小灯泡的伏安特性曲线可知电压为3.0V，故L1消耗的电功率为PUI0.75W，选项B正确根据并联电路规律，L2中电流为0.125A，由小灯泡的伏安特性曲线可知电压大约为0.3V，L1两端的电压大约为L2两端电压的10倍，选项A错误由欧姆定律可知L2的电阻大约为R2.4，选项C错误L2消耗的电功率为PUI0.30.125W0.0375W，故L1、L2消耗的电功率的比值大于41，选项D正确三、非选择题10.有一种“电测井”技术，用钻头在地上钻孔，通过在钻孔中进行电特性测量，可以反映地下的有关情况，如图7所示为一钻孔，其形状为圆柱体，半径为10cm，设里面充满浓度均匀的盐水，其电阻率0.314m，现在钻孔的上表面和底部加上电压，测得U100V，I100mA.求该钻孔的深度(取3.14)图7答案100m解析盐水电阻R1000，由电阻定律知，R，Sr23.14102m2.解得h100m11如图8所示，A为电解槽，M为电动机，N为电炉子，恒定电压U12V，电解槽内阻rA2，当S1闭合，S2、S3断开时，示数为6A；当S2闭合，S1、S3断开时，示数为5A，且电动机输出功率为35W；当S3闭合，S1、S2断开时，示数为4A求：图8(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答案(1)272W(2)1(3)16W解析(1)电炉子为纯电阻元件，由欧姆定律得：R2其发热功率为：PUI1126W72W.(2)电动机为非纯电阻元件，由能量守恒定律得：UI2IrMP输出所以：rM1.(3)电解槽为非纯电阻元件，由能量守恒定律得：P化UI3IrA所以P化(124422) W16W.第2课时电路闭合电路欧姆定律考纲解读1.熟练掌握串、并联电路的特点，并能分析、计算.2.理解闭合电路欧姆定律，并能进行电路的动态分析和计算考点一电路的动态分析1闭合电路欧姆定律的公式2路端电压U与电流I的关系图1(1)关系式：UEIr.(2)UI图象如图1所示当电路断路即I0时，纵坐标的截距为电源电动势当外电路短路即U0时，横坐标的截距为短路电流图线的斜率的绝对值为电源的内阻3电路动态分析的方法(1)程序法：电路结构的变化R的变化U端的变化固定支路.(2)极限法：即因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题，可将滑动变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论例1如图2所示，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关，与分别为电压表与电流表初始时S0与S均闭合，现将S断开，则()图2A.的读数变大，的读数变小B.的读数变大，的读数变大C.的读数变小，的读数变小D.的读数变小，的读数变大解析当S断开后，闭合电路的总电阻增加，根据闭合电路欧姆定律可知，总电流减小，故路端电压UEIr增加，即的读数变大；由于定值电阻R1两端的电压减小，故R3两端的电压增加，通过R3的电流增加，即的读数变大，选项B正确答案B变式题组1电路的动态分析如图3所示电路，电源内阻不可忽略开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中()图3A电压表与电流表的示数都减小B电压表与电流表的示数都增大C电压表的示数增大，电流表的示数减小D电压表的示数减小，电流表的示数增大答案A解析滑片向下滑动，则滑动变阻器接入电路中的电阻减小，则总电阻减小，电路中总电流增大，电源内阻两端的电压增大，则由闭合电路欧姆定律可知，电路的路端电压减小，故电压表示数减小；由欧姆定律可知，R1上的分压增大，故并联部分电压减小，即可知电流表示数减小，故A正确，B、C、D错误2电路的动态分析(2013江苏单科4)在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发现，设计了一种报警装置，电路如图4所示M是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻RM发生变化，导致S两端电压U增大，装置发出警报，此时()图4ARM变大，且R越大，U增大越明显BRM变大，且R越小，U增大越明显CRM变小，且R越大，U增大越明显DRM变小，且R越小，U增大越明显答案C解析此装置电路中RM先与R并联后再与RS串联根据闭合电路欧姆定律得I，S两端的电压UIRS增大，则电流I增大，故R并减小，所以并联的一条支路电阻减小，即RM必减小，故排除选项A和B.由于，即R并，当RRM时，0，则R并RM，RM变化了多少，R并也变化了多少，对U的变化影响明显，即R越大，U增大越明显，选项C正确，选项D错误判定总电阻变化情况的规律(1)当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时，电路的总电阻一定增大(或减小)(2)若开关的通、断使串联的用电器增多时，电路的总电阻增大；若开关的通、断使并联的支路增多时，电路的总电阻减小考点二电路中的功率及效率问题1电源的总功率(1)任意电路：P总IEIU外IU内P出P内(2)纯电阻电路：P总I2(Rr).2电源内部消耗的功率：P内I2rIU内P总P出3电源的输出功率(1)任意电路：P出IUIEI2rP总P内(2)纯电阻电路：P出I2R.(3)纯电阻电路中输出功率随R的变化关系当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.P出与R的关系如图5所示图54电源的效率(1)任意电路：100%100%.(2)纯电阻电路：100%100%因此在纯电阻电路中R越大，越大；当Rr时，电源有最大输出功率，效率仅为50%.例2如图6所示，已知电源电动势E5V，内阻r2，定值电阻R10.5，滑动变阻器R2的阻值范围为010.求：图6(1)当滑动变阻器R2的阻值为多大时，电阻R1消耗的功率最大？最大功率是多少？(2)当滑动变阻器的阻值为多大时，滑动变阻器消耗的功率最大？最大功率是多少？(3)当滑动变阻器的阻值为多大时，电源的输出功率最大？最大功率是多少？解析(1)定值电阻R1消耗的电功率为P1I2R1，可见当滑动变阻器的阻值R20时，R1消耗的功率最大，最大功率为P1m2W.(2)将定值电阻R1看做电源内阻的一部分，则电源的等效内阻rR1r2.5，故当滑动变阻器的阻值R2r2.5时，滑动变阻器消耗的功率最大，最大功率为P2m2.5W.(3)由电源的输出功率与外电阻的关系可知，当R1R2r，即R2rR1(20.5) 1.5时，电源有最大输出功率，最大功率为P出m3.125W.答案(1)02W(2)2.52.5W(3)1.53125W变式题组3电路中的功率与效率电源的电动势为E30V，内阻为r1，将它与一只“6V12W”的灯泡和一台电阻为2的小电动机串联组成闭合电路，当灯泡正常发光时，若不计摩擦，电动机输出机械功率与输入电功率之比为()A91%B82%C67%D60%答案B4电路中功率的动态分析(2012上海17)直流电路如图7所示，在滑动变阻器的滑片P向右移动时，电源的()图7A总功率一定减小B效率一定增大C内部损耗功率一定减小D输出功率一定先增大后减小答案ABC解析当滑动变阻器的滑片P向右移动时，接入电路的电阻变大，整个回路的电流变小，电源内部损耗的功率P内I2r一定减小，C正确；总功率PEI一定减小，A正确；而内电压降低，外电压升高，电源的效率增大，B正确；当内电阻等于外电阻时，输出功率最大，此题中无法知道内、外电阻的大小关系，因此D错误对闭合电路功率的两点认识(1)闭合电路是一个能量转化系统，电源将其他形式的能转化为电能内、外电路将电能转化为其他形式的能，IEP内P外就是能量守恒定律在闭合电路中的体现(2)外电阻的阻值向接近内阻的阻值方向变化时，电源的输出功率变大考点三电路故障问题1故障特点(1)断路特点：表现为路端电压不为零而电流为零(2)短路特点：用电器或电阻发生短路，表现为有电流通过电路但它两端电压为零2检查方法(1)电压表检测：如果电压表示数为零，则说明可能在并联路段之外有断路，或并联路段短路(2)电流表检测：当电路中接有电源时，可用电流表测量各部分电路上的电流，通过对电流值的分析，可以确定故障的位置在运用电流表检测时，一定要注意电流表的极性和量程(3)欧姆表检测：当测量值很大时，表示该处断路，当测量值很小或为零时，表示该处短路在运用欧姆表检测时，电路一定要切断电源(4)假设法：将整个电路划分为若干部分，然后逐一假设某部分电路发生某种故障，运用闭合电路或部分电路的欧姆定律进行推理例3如图8是某同学连接的实验实物图，开关闭合后A、B灯都不亮，他采用以下方法进行故障检查图8选用量程为10V的已校准的电压表进行检查，测试结果如表1所示根据测试结果，可判定故障是_A灯A短路B灯B短路Ccd段断路Ddf段断路表1测试点电压示数a、b有示数b、c有示数c、d无示数d、f有示数解析由表1条件可知，d、f间有示数，则dca干电池bf间无断路，又因为c、d间无示数，故d、f段断路，选项D正确；若灯A短路或灯B短路，不会造成A、B灯都不亮，选项A、B错误；若cd段断路，则d、f间不会有示数，选项C错误答案D递进题组5电路故障的判断如图9所示的电路中，电源的电动势为6V，当开关S接通后，灯泡L1、L2都不亮，用电压表测得各部分的电压是Uab6V，Uad0V，Ucd6V，由此可判定()图9AL1和L2的灯丝都烧断了BL1的灯丝烧断了CL2的灯丝烧断了D变阻器R断路答案C解析由Uab6V可知，电源完好，灯泡都不亮，说明电路中出现断路故障，且在a、b之间由Ucd6V可知，灯泡L1与滑动变阻器R是接通的，断路故障出现在c、d之间，故灯L2断路，所以选项C正确6电路故障的判断在如图10所示的电路中，由于某一电阻发生短路或断路，A灯变暗，B灯变亮，则故障可能是()图10AR1短路BR2断路CR3断路DR4短路答案BC解析由于A灯串联于干路中，且故障发生后，A灯变暗，故知电路中总电流变小，即电路总电阻变大，由此推知，故障应为某一电阻断路，排除选项A、D.假设R2断路，则其断路后，电路总电阻变大，总电流变小，A灯变暗，同时R2断路必引起与之并联的B灯中电流变大，使B灯变亮，推理结果与现象相符，故选项B正确假设R3断路，则也引起总电阻变大，总电流变小，使A灯变暗，同时R3断路也必引起与之并联的电路(即R1所在支路)中电流增大，B灯中分得的电流也变大，B灯变亮，故选项C正确考点四电源和电阻UI图象的比较图象上的特征物理意义电源UI图象电阻UI图象图形图象表述的物理量变化关系电源的路端电压随电路电流的变化关系电阻两端电压随电阻中的电流的变化关系图线与坐标轴交点与纵轴交点表示电源电动势E，与横轴交点表示短路电流过坐标轴原点，表示没有电压时电流为零图线上每一点坐标的乘积UI表示电源的输出功率表示电阻消耗的功率图线上每一点对应的U、I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，表示此电阻的大小不变图线斜率的绝对值大小内电阻r电阻大小例4在如图11所示的UI图象中，直线为某一电源的路端电压与电流的关系图线，直线为某一电阻R的UI图线用该电源直接与电阻R相连组成闭合电路，由图象可知()图11A电源的电动势为3V，内阻为0.5B电阻R的阻值为1C电源的输出功率为4WD电源的效率为50%解析由图线可知，电源的电动势为3V，内阻为r0.5；由图线可知，电阻R的阻值为1，该电源与电阻R直接相连组成的闭合电路的电流为I2A，路端电压UIR2V(可由题图读出)，电源的输出功率为PUI4W，电源的效率为100%66.7%，故选项A、B、C正确，D错误答案ABC变式题组7两种UI图象的理解如图12所示，直线A为某电源的UI图线，曲线B为某小灯泡的UI图线，用该电源和小灯泡组成闭合电路时，电源的输出功率和电源的总功率分别是()图12A4W,8WB2W,4WC2W,3WD4W,6W答案D解析用该电源和小灯泡组成闭合电路时，电源的输出功率P出UI22W4W，电源的总功率P总EI32W6W，选项D正确8电源UI图象与功率图象的结合如图13所示，图中直线表示某电源的路端电压与电流的关系图象，图中曲线表示该电源的输出功率与电流的关系图象，则下列说法正确的是()图13A电源的电动势为50VB电源的内阻为C电流为2.5A时，外电路的电阻为15D输出功率为120W时，输出电压是30V答案ACD解析电源的输出电压和电流的关系为：UEIr，显然直线的斜率的绝对值等于r，纵轴的截距为电源的电动势，从题图中看出E50V，r5，A正确，B错误；当电流为I12.5A时，由回路中电流I1，解得外电路的电阻R外15，C正确；当输出功率为120W时，由题图中PI关系图线看出对应干路电流为4A，再从UI图线读取对应的输出电压为30V，D正确考点五含电容器电路的分析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：电路稳定后，与电容器串联的电路中没有电流，同支路的电阻相当于导线，即电阻不起降低电压的作用，与电容器串联的电阻视为等势体电容器的电压为与之并联的电阻两端的电压3电容器所带电荷量的变化的计算：(1)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；(2)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例5如图14所示，C16F，C23F，R13，R26，电源电动势E18V，内阻不计，下列说法正确的是()图14A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2AC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带的电荷量大解析S断开时外电路处于断路状态，两电阻中均无电流通过，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I2A，此时两电阻两端电压分别为U1IR16V、U2IR212V，则此时两电容器所带的电荷量分别为Q1C1U13.6105C、Q2C2U23.6105C，对电容器C1来说，S闭合后其两端电压减小，所带的电荷量也减小，故B、C正确，D错误答案BC变式题组9含容电路的分析电源、开关S、定值电阻R1、R2、光敏电阻R3和电容器连接成如图15所示电路，电容器的两平行板水平放置当开关S闭合，并且无光照射光敏电阻R3时，一带电液滴恰好静止在电容器两板间的M点，当用强光照射光敏电阻R3时，光敏电阻的阻值变小，则()图15A液滴向下运动B液滴向上运动C电容器所带电荷量减少D电容器两极板间电压变大答案BD解析电路稳定时电容器两端电压等于电阻R1两端电压，当用强光照射光敏电阻R3时，光敏电阻的阻值变小，电路中的电流变大，电阻R1两端电压变大，电容器继续充电，电荷量增加，并且带电液滴所受电场力增大，液滴向上运动10含容电路的分析如图16所示，R1、R2、R3、R4均为可变电阻，C1、C2均为电容器，电源的电动势为E，内阻r0.若改变四个电阻中的一个阻值，则()图16A减小R1，C1、C2所带的电荷量都增加B增大R2，C1、C2所带的电荷量都增加C增大R3，C1、C2所带的电荷量都增加D减小R4，C1、C2所带的电荷量都增加答案BD解析R1上没有电流流过，R1是等势体，故减小R1，C1两端电压不变，C2两端电压不变，C1、C2所带的电荷量都不变，选项A错误；增大R2，C1、C2两端电压都增大，C1、C2所带的电荷量都增加，选项B正确；增大R3，C1两端电压减小，C2两端电压增大，C1所带的电荷量减小，C2所带的电荷量增加，选项C错误；减小R4，C1、C2两端电压都增大，C1、C2所带的电荷量都增加，选项D正确高考模拟明确考向1(2014天津2)如图17所示，电路中R1、R2均为可变电阻，电源内阻不能忽略，平行板电容器C的极板水平放置，闭合电键S，电路达到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动如果仅改变下列某一个条件，油滴仍能静止不动的是()图17A增大R1的阻值B增大R2的阻值C增大两板间的距离D断开电键S答案B解析根据闭合电路欧姆定律分析电容器两板间的电压如何变化，进而分析带电油滴的运动情况A.增大R1的阻值，稳定后电容器两板间的电压升高，带电油滴所受电场力增大，将向上运动，A错误B.电路稳定后，电容器相当于断路，无电流通过电阻R2，故R2两端无电压，所以增大R2的阻值，电容器两板间的电压不变，带电油滴仍处于静止状态，B正确C.增大两板间的距离，两板间的电压不变，电场强度减小，带电油滴所受电场力减小，将向下运动，C错误D.断开电键S后，两板间的电势差为零，带电油滴只受重力作用，将向下运动，D错误2(2014上海18)如图18所示，电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r.将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为U1、U2、U3，理想电流表A示数变化量的绝对值为I，则()图18AA的示数增大BV2的示数增大CU3与I的比值大于rDU1大于U2答案ACD解析本题由于各表是理想电压表与理想电流表，可把电压表看成断路，则R与滑动变阻器串联，电路图可简化为如图所示，当滑片向下滑动时，可判断出V2、V3示数减小，V1示数增大，电流表A示数增大，A正确，B错误；U3EI(Rr)，U3I(Rr)，则Rr大于r，C正确；设通过电源的电流为I，则IIA，r，R，在I相同的情况下，U1U2，D正确，故选A、C、D.3如图19所示是某直流电路中电压随电流变化的图象，其中a、b分别表示路端电压、负载电阻上电压随电流变化的情况，下列说法正确的是()图19A阴影部分的面积表示电源输出功率B阴影部分的面积表示电源内阻上消耗的功率C当满足时，电源效率最高D当满足时，电源效率小于50%答案A4.在如图20所示的电路中，输入电压U恒为8V，灯泡L标有“3V6W”字样，电动机线圈的电阻RM1.若灯泡恰能正常发光，下列说法正确的是()图20A电动机的输入电压是5VB通过电动机的电流是2AC电动机的效率是80%D整个电路消耗的电功率是10W答案AB解析灯泡恰能正常发光，说明灯泡电压为3V，电流为2A，电动机的输入电压是8V3V5V，通过电动机的电流是I2A，选项A、B正确；电动机内阻消耗功率I2RM4W，电动机输入功率为UI52W10W，输出功率为6W，效率为60%，整个电路消耗的电功率是10W6W16W，选项C、D错误5如图21所示是小文同学研究串联电路中电流、电压特点的实物连接图当开关闭合时，灯L1亮，灯L2不亮，电流表和电压表均有读数则故障原因可能是()图21AL1断路BL1短路CL2断路DL2短路答案D解析灯L1亮，所以L1无问题，A、B错误若L2断路，则L1也不会亮，C错误当L2短路时，L1亮，L2不亮，电流表有示数，电压表测的是L1两端电压，D正确活页练习一、单项选择题1电源的效率定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比