2019年度高考物理一轮复习 第八章 恒定电流 第2讲 闭合电路欧姆定律课件.ppt

第八章恒定电流 第2讲闭合电路欧姆定律 过好双基关 一 串 并联电路的特点1 特点对比 I1 I2 In U1 U2 Un 2 几个常用的推论 1 串联电路的总电阻其中任一部分电路的总电阻 2 并联电路的总电阻其中任一支路的总电阻 且小于其中最小的电阻 3 无论电阻怎样连接 每一段电路的总耗电功率P总是等于各个电阻耗电功率之和 4 无论电路是串联还是并联 电路中任意一个电阻变大时 电路的总电阻变大 大于 小于 答案 自测1教材P66第2题改编一个量程为0 150V的电压表 内阻为20k 把它与一个大电阻串联后接在110V电路的两端 电压表的读数是5V 这个外接电阻是A 240 B 420k C 240k D 420 二 电源闭合电路的欧姆定律1 电源 1 电动势 计算 非静电力搬运电荷所做的功与搬运的电荷量的比值 E 物理含义 电动势表示电源把其他形式的能转化成本领的大小 在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压 2 内阻 电源内部导体的电阻 电能 2 闭合电路欧姆定律 1 内容 闭合电路中的电流跟电源的电动势成 跟内 外电阻之和成 2 公式 I 只适用于纯电阻电路 3 其他表达形式 电势降落表达式 E U外 U内或E U外 能量表达式 EI UI I2r 正比 反比 Ir 3 路端电压与外电阻的关系 1 一般情况 U IR 当R增大时 U 2 特殊情况 当外电路断路时 I 0 U 当外电路短路时 I短 U 0 增大 E 答案 自测2教材P63第4题改编电源的电动势为4 5V 外电阻为4 0 时 路端电压为4 0V 若在外电路中分别并联一个6 0 的电阻和串联一个6 0 的电阻 则两种情况下的路端电压为A 4 3V3 72VB 3 73V4 3VC 3 72V4 3VD 4 2V3 73V 三 电路中的功率1 电源的总功率 1 任意电路 P总 IU内 P出 P内 2 纯电阻电路 P总 2 电源内部消耗的功率P内 IU内 P总 P出 IE IU外 I2 R r I2r 3 电源的输出功率 1 任意电路 P出 IE I2r P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R r时 电源的输出功率最大为Pm 当R r时 随着R的增大输出功率越来越小 当R r时 随着R的增大输出功率越来越大 IU 答案 自测3 多选 如图1所示 一直流电动机与阻值R 9 的电阻串联在电源上 电源的电动势E 30V 内阻r 1 闭合开关 用理想电压表测出电动机两端电压U 10V 已知电动机线圈的电阻RM 1 则下列说法中正确的是A 通过电动机的电流为10AB 电动机的输入功率为20WC 电源的输出功率为4WD 电动机的输出功率为16W 解析 图1 电动机的输入功率为P入 UI 10 2W 20W 故B正确 电源的输出功率P出 EI I2r 30 2W 22 1W 56W 故C错误 电动机的输出功率P出 UI I2RM 10 2 22 1 W 16W 故D正确 研透命题点 1 动态电路的特点断开或闭合开关 滑动变阻器的滑片移动 电阻增大或减小 导致电路电压 电流 功率等的变化 2 电路动态分析的两种方法 1 程序法 电路结构的变化 R的变化 R总的变化 I总的变化 U端的变化 固定支路 变化支路 命题点一电路的动态分析 基础考点自主悟透 并联分流I串联分压U 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片分别滑至两个极端去讨论 例1 多选 如图2所示 电源电动势为E 内阻为r 电路中的R2 R3分别为总阻值一定的滑动变阻器 R0为定值电阻 R1为光敏电阻 其电阻随光照强度增大而减小 当开关S闭合时 电容器中一带电微粒恰好处于静止状态 下列说法中正确的是 图2 A 只逐渐增大对R1的光照强度时 电阻R0消耗的电功率增大 电阻R3中有向上的电流B 只调节电阻R3的滑动端P2向上端移动时 电源消耗的电功率变大 电阻R3中有向上的电流C 只调节电阻R2的滑动端P1向下端移动时 电压表示数变大 带电微粒向下运动D 若断开开关S 带电微粒向下运动 答案 解析 解析当逐渐增大光照强度时 光敏电阻R1的阻值减小 依据 串反并同 可知电流I增大 则PR0增大 UC增大 QC CUC增大 即电容器充电 R3中有向上的电流 A正确 当P2向上移动时 UC不变 R3中没有电流 故B错误 若断开开关S 电容器放电 UC降为0 则微粒只受重力作用而向下运动 故D正确 变式1 2018 安徽黄山模拟 如图3所示 虚线框内为高温超导限流器 它由超导部件和限流电阻并联组成 超导部件有一个超导临界电流IC 当通过限流器的电流I IC时 将造成超导体失超 从超导态 电阻为零 即R1 0 转变为正常态 一个纯电阻 且R1 3 以此来限制电力系统的故障电流 已知超导临界电流IC 1 2A 限流电阻R2 6 小灯泡L上标有 6V6W 的字样 电源电动势E 8V 内阻r 2 原来电路正常工作 超导部件处于超导态 灯泡L正常发光 现灯泡L突然发生短路 则A 灯泡L短路前通过R2的电流为B 灯泡L短路后超导部件将由超导态转化为正常态 通过灯泡的电流为1AC 灯泡L短路后通过R1的电流为D 灯泡L短路后通过R2的电流为2A 答案 解析 图3 1 电源的效率 命题点二电路中的功率及效率问题 能力考点师生共研 2 纯电阻电路 3 电源的最大输出功率 P出与外电阻R的函数关系可用如图4所示图象表示 由图象可以看出 图4 2 当R 接近 r时 P出增大 当R 远离 r时 P出减小 3 当P出 Pm时 每个输出功率对应两个可能的外电阻R1和R2 且R1R2 r2 例2如图5所示 E 8V r 2 R1 8 R2为变阻器接入电路中的有效阻值 问 1 要使变阻器获得的电功率最大 则R2的取值应是多大 这时R2的功率是多大 答案 解析 解析将R1和电源等效为一新电源 则新电源的电动势E E 8V 内阻r r R1 10 且为定值 利用电源的输出功率随外电阻变化的结论知 当R2 r 10 时 R2有最大功率 答案10 1 6W 图5 2 要使R1得到的电功率最大 则R2的取值应是多大 R1的最大功率是多少 这时电源的效率是多大 答案 解析 解析因R1是定值电阻 所以流过R1的电流越大 R1的功率就越大 当R2 0时 电路中有最大电流 即Imax 0 8A R1的最大功率P1max Imax2R1 5 12W这时电源的效率 100 80 答案05 12W80 3 调节R2的阻值 能否使电源以最大的功率输出 为什么 答案 解析 解析不能 因为即使R2 0 外电阻R1也大于r 不可能有的最大输出功率 答案不能理由见解析 变式2 多选 直流电路如图6所示 在滑动变阻器的滑片P向右移动时 电源的 图6 答案 解析 A 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 解析滑片P向右移动时外电路电阻R外增大 由闭合电路欧姆定律知总电流减小 由P总 EI可知P总减小 故选项A正确 由P损 I2r可知 选项C正确 由P输 R外图象可得 因不知道R外的初始值与r的关系 所以无法判断P输的变化情况 选项D错误 变式3 多选 如图7甲所示 电源电动势E 6V 闭合开关 将滑动变阻器的滑片P从A端滑至B端的过程中 得到电路中的一些物理量的变化如图乙 丙 丁所示 其中图乙为输出功率与路端电压的关系曲线 图丙为路端电压与总电流的关系曲线 图丁为电源效率与外电路电阻的关系曲线 不考虑电表 导线对电路的影响 则下列关于图中a b c d点的坐标值正确的是 答案 解析 图7 A a 4V 4 5W B b 4 8V 2 88W C c 0 6A 4 5V D d 8 80 解析由题图丙可知短路电流为I短 3A 电源的效率最大时 滑动变阻器接入电路的电阻最大 由题图丁可知电源的最大效率为 80 由 100 解得R 8 滑动变阻器的滑片P在最右端B时 分别对应b c d三点 当输出功率达到最大时外电路电阻R1 r 2 此时路端电压为Ua 3V 坐标为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点的坐标为b 4 8V 2 88W c点的坐标为c 0 6A 4 8V d点的坐标为d 8 80 故选项B D正确 1 截距纵轴上的截距等于电源的电动势 横轴上的截距等于外电路短路时的电流 即I短 如图8所示 命题点三对电源U I图线的理解和应用 基础考点自主悟透 图8 2 斜率图线斜率的绝对值等于电源的内阻 即斜率的绝对值越大 表明电源的内阻越大 3 图线上的点图线上任一点对应的U I的比值为此时外电路的电阻 即4 面积面积UI为电源的输出功率 而电源的总功率P总 EI P总 P出 EI UI为电源的发热功率 A 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15 D 输出功率为120W时 输出电压是30V 例3 多选 如图9所示 图中直线 表示某电源的路端电压与电流的关系图线 图中曲线 表示该电源的输出功率与电流的关系图线 则下列说法正确的是 答案 解析 图9 解析电源的路端电压和电流的关系为 U E Ir 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E 50V r 5 A正确 B错误 当电流为I1 2 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P I关系图线看出对应干路电流为4A 再从U I图线读取对应的输出电压为30V D正确 变式4如图10 直线A为某电源的U I图线 曲线B为某小灯泡L1的U I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 答案 解析 图10 A 此电源的内电阻为B 灯泡L1的额定电压为3V 额定功率为6WC 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U I图线是一条曲线 所以灯泡发光过程中欧姆定律不适用 解析由图象知 电源的内阻为A错误 因为灯L1正常发光 故灯L1的额定电压为3V 额定功率为P UI 3 2W 6W B正确 正常工作时 灯L1的电阻为R1 1 5 换成R2 1 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 小灯泡是纯电阻 适用欧姆定律 其U I图线是一条曲线的原因是灯泡的电阻随温度的变化而发生变化 故D错误 变式5 多选 如图11所示 直线 分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性图线 曲线 是一个小灯泡的U I图线 如果把该小灯泡分别与电源1 电源2单独连接 则下列说法正确的是 答案 解析 图11 A 电源1比电源2的内阻大B 电源1和电源2的电动势相等C 小灯泡与电源1连接时消耗的功率比与电源2连接时消耗的功率小D 小灯泡与电源1连接时消耗的功率比与电源2连接时消耗的功率大 解析由闭合电路的欧姆定律E U Ir知 当I 0时电动势E等于路端电压U 即电源的U I图线与U轴的交点就是电源电动势的大小 由题图知 电源1和电源2的电动势相等 故B正确 小灯泡的U I图线与电源的U I图线的交点即为小灯泡的工作状态 由题图知 小灯泡与电源1连接时消耗的功率P1 U1I1小于小灯泡与电源2连接时消耗的功率P2 U2I2 故C正确 D错误 1 电路简化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 电容器的电压 1 电容器两端的电压等于与之并联的电阻两端的电压 2 电容器所在的支路中没有电流 与之串联的电阻无电压 相当于导体 3 电容器的电量及变化 1 利用Q UC计算电容器初 末状态所带的电量Q1和Q2 2 如果变化前后极板带电的电性相同 通过所连导线的电量为Q1 Q2 3 如果变化前后极板带电的电性相反 通过所连导线的电量为Q1 Q2 命题点四含电容器电路的分析 能力考点师生共研 例4 2016 全国卷 17 阻值相等的四个电阻 电容器C及电池E 内阻可忽略 连接成如图12所示电路 开关S断开且电流稳定时 C所带的电荷量为Q1 闭合开关S 电流再次稳定后 C所带的电荷量为Q2 Q1与Q2的比值为 答案 解析 图12 解析S断开时等效电路图如图甲所示 甲 S闭合时等效电路图如图乙所示 乙 变式6如图13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 闭合开关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A 增大R1的阻值B 增大R2的阻值C 增大两板间的距离D 断开开关S 答案 解析 图13 解析由闭合电路欧姆定律可知 增大R1的阻值会使总电阻增大 总电流减小 电源内电路电势降落减小 R1两端电压增大 则电容器两板间电压增大 板间电场强度增大 油滴受电场力增大 油滴将向上运动 选项A错误 电路稳定时R2中无电流 R2阻值变化对电路无任何影响 则选项B正确 只增大板间距离d 会使板间电场强度减小 油滴将向下运动 选项C错误 断开开关S 电容器放电 油滴将向下运动 选项D错误 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用电器或电阻两端电压为零 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 命题点五电路故障分析 能力考点师生共研 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 被检测元件应从电路中拆下来 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5如图14是某同学连接的实验实物图 A B灯都不亮 他采用下列两种方法进行故障检查 答案 解析 1 应用多用电表的直流挡进行检查 选择开关置于10V挡 该同学测试结果如表1所示 在测试a b间直流电压时 红表笔应接触 选填 a 或 b 根据测试结果 可判定故障是 A 灯A短路B 灯B短路C cd段断路D df段断路 图14 a 解析应用多用电表判断电路故障 首先要正确使用多用电表 对多用电表而言 电流应从红表笔流入该表内 由题图能看出a点电势高于b点电势 知红表笔应接触a 由表1条件可知 d f间有示数 则d c a 干电池 b f间无断路 故df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 2 多选 将开关断开 再选择欧姆挡测试 测量结果如表2所示 那么检查出的故障是A 灯A断路B 灯B短路C 灯A B都断路D d e导线断路 答案 解析 解析由表2可知 c d间有一定的电阻但不是很大 灯A既不短路也不断路 选项A C错误 d e间存在很大电阻 表明d e间导线断路 选项D正确 e f间电阻为零 则灯B短路 选项B正确 变式7如图15所示电路中 由于某处出现了故障 导致电路中的A B两灯变亮 C D两灯变暗 故障的原因可能是A R1短路B R2断路C R2短路D R3短路 答案 解析 图15 解析A灯在干路上 A灯变亮 说明电路中总电流变大 由闭合电路欧姆定律可知电路的外电阻减小 这就说明电路中只会出现短路而不会出现断路 选项B被排除 因为短路部分的电阻变小 分压作用减小 与其并联的用电器两端的电压减小 C D两灯变暗 A B两灯变亮 这说明发生短路的电阻与C D两灯是并联的 而与A B两灯是串联的 观察电路中电阻的连接形式 只有R3短路符合条件 故选D A 将导线并联在R两端 电流表无示数 一定是L断路B 将导线并联在L两端 电流表无示数 一定是R断路C 将导线并联在R两端 电流表有示数 一定是R断路D 将导线并联在L两端 电流表有示数 一定是L断路 变式8 多选 如图16所示的电路中 电源电压保持不变 闭合开关S 电路正常工作 过了一会儿 电流表的示数变为零 若电路中故障发生在灯L 电阻R上 用一根导线来判断电路故障 则下列判断正确的是 答案 解析 图16 解析电流表的示数变为零 说明电路故障为断路 将导线与用电器并联进行检测时 若电流表有示数 说明与导线并联的用电器断路 若电流表无示数 说明另一个用电器断路或两个用电器都断路 若将导线并联在R两端 电流表无示数 则可能是L断路 也可能是R L都断路 故选项A错误 若将导线并联在L两端 电流表无示数 则可能是R断路 也可能是R L都断路 故选项B错误 若将导线并联在R两端 电流表有示数 则一定是R断路 选项C正确 若将导线并联在L两端 电流表有示数 则一定是L断路 选项D正确 课时作业 1 多选 在如图1所示的U I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U I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A 电源的电动势为3V 内阻为0 5 B 电阻R的阻值为1 C 电源的输出功率为4WD 电源的效率为50 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 图1 解析由图线 可知 电源的电动势为3V 内阻为r 0 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I 2A 路端电压U IR 2V 可由题图读出 电源的输出功率为P UI 4W 电源的效率为 100 66 7 故选项A B C正确 D错误 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解析由变阻器R0的滑动端向下滑动可知 R0接入电路的有效电阻减小 R总减小 由I 可知I增大 由U内 Ir可知U内增大 由E U内 U外可知U外减小 故电压表示数减小 由U1 IR1可知U1增大 由U外 U1 U2可知U2减小 由I2 可知电流表示数减小 故A正确 2 2018 贵州遵义调研 如图2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A 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 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 图2 A 电灯L变亮B 电灯L变暗C 电流表的示数减小D 电流表的示数增大 3 多选 已知磁敏电阻在没有磁场时电阻很小 有磁场时电阻变大 并且磁场越强电阻值越大 为探测有无磁场 利用磁敏电阻作为传感器设计了如图3所示电路 电源的电动势E和内阻r不变 在没有磁场时调节变阻器R使电灯L正常发光 若探测装置从无磁场区进入强磁场区 则 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解析 图3 解析探测装置从无磁场区进入强磁场区时 磁敏电阻阻值变大 则电路的总电阻变大 根据I 可知总电流变小 所以电流表的示数减小 根据U E Ir 可知I减小 U增大 所以灯泡两端的电压增大 所以电灯L变亮 故A C正确 B D错误 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 A 通过每盏小灯泡的电流约为0 2A 此时每盏小灯泡的电功率约为0 6WB 通过每盏小灯泡的电流约为0 3A 此时每盏小灯泡的电功率约为0 6WC 通过每盏小灯泡的电流约为0 2A 此时每盏小灯泡的电功率约为0 2WD 通过每盏小灯泡的电流约为0 3A 此时每盏小灯泡的电功率约为0 4W 4 2017 宁夏银川2月模拟 如图4甲所示为某一小灯泡的U I图线 现将两盏这样的小灯泡并联后再与一个4 的定值电阻R串联 接在内阻为1 电动势为3V的电源两端 如图乙所示 则 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 图4 解析 解析由题图甲可以看出 当通过小灯泡的电流为0 2A时 对应灯泡两端的电压为1V 此时小灯泡的电阻为 5 两小灯泡并联后的总电阻R并 2 5 灯泡两端电压U并 E 3V 1V 恰好符合串联电路电压关系 则每盏小灯泡的功率PL 0 2W 则A项错误 C项正确 同理 可知B D项错误 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 A 电流表 电压表的读数均变小B 电源内阻消耗的功率变大C 液滴将向上运动D 电源的输出功率变大 5 如图5所示的电路中 两平行金属板之间的带电液滴处于静止状态 电流表和电压表均为理想电表 由于某种原因灯泡L的灯丝突然烧断 其余用电器均不会损坏 则下列说法正确的是 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 图5 解析当L的灯丝突然烧断时电路中总电阻增大 则总电流减小 电源的内电压和R1两端的电压减小 由闭合电路的欧姆定律可知 路端电压增大 故电容器C的电压增大 板间场强增大 带电液滴所受的电场力增大 则该液滴将向上运动 C正确 由于C两端的电压增大 R2 R3中的电流增大 则电流表 电压表的读数均变大 A错误 因干路电流减小 则电源内阻消耗的功率变小 B错误 由于电源的内 外电阻的关系未知 不能判断电源的输出功率如何变化 D错误 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 6 如图6所示的电路中 闭合开关S 灯L1 L2正常发光 由于电路突然出现故障 发现灯L1变亮 灯L2变暗 电流表的读数变小 根据分析 发生的故障可能是A R1断路B R2断路C R3短路D R4短路 图6 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解析分析电路的连接方式可知 R1与L1并联 R2与R3先并联再与电流表 R4串联 然后与L2并联 出现故障后 发现灯L1变亮 灯L2变暗 说明L1两端的电压变大 L2两端的电压变小 可能是R1断路 A正确 如果R2断路 则灯L2变亮 灯L1变暗 与现象不符 B错误 若R3短路或R4短路 与电流表示数变小不符 C D错误 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 7 多选 如图7所示 R1为定值电阻 R2为可变电阻 E为电源电动势 r为电源内电阻 以下说法中正确的是A 当R2 R1 r时 R2获得最大功率B 当R1 R2 r时 R1获得最大功率C 当R2 0时 R1获得最大功率D 当R2 0时 电源的输出功率最大 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 图7 解析在讨论R2的电功率时 可将R1视为电源内阻的一部分 即将原电路等效为外电阻R2与电动势为E 内阻为 R1 r 的电源 等效电源 连成的闭合电路 如图甲所示 R2的电功率是等效电源的输出功率 显然当R2 R1 r时 R2获得的电功率最大 A项正确 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 讨论R1的电功率时 由于R1为定值 根据P I2R知 电路中电流越大 R1上的电功率就越大 P1 I2R1 所以 当R2 0时 等效电源内阻最小 等于r 如图乙所示 R1获得的电功率最大 故B项错误 C项正确 讨论电源的输出功率时 R1 R2 为外电阻 内电阻r恒定 由于题目没有给出R1和r的具体数值 所以当R2 0时 电源输出功率不一定最大 故D项错误 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 8 多选 如图8所示 已知电源的内电阻为r 固定电阻R0 r 可变电阻R的总阻值为2r 若滑动变阻器的滑片P由A端向B端滑动 则下列说法中正确的是A 电源的输出功率由小变大B 固定电阻R0上消耗的电功率由小变大C 电源内部的电压即内电压由小变大D 滑动变阻器R上消耗的电功率变小 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 图8 解析由闭合电路欧姆定律推出电源的输出功率随外电阻变化的规律表达式P出 根据上式作出P出 R外图象如图所示 当滑片P由A端向B端滑动时 外电路电阻的变化范围是由图可知 当外电路电阻由0增加到时 电源的输出功率一直变大 选项A正确 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 R0是定值的纯电阻 所以其消耗的电功率PR0 因全电路的总电压即电源电动势E一定 当滑动变阻器的滑片P由A端向B端滑动时 外电阻增大 总电流减小 内电压减小 外电压升高 R0上消耗的电功率也一直增大 选项B正确 C错误 讨论滑动变阻器R上消耗的电功率的变化情况时 可以把定值电阻R0当作电源内电阻的一部分 即电源的等效内电阻为r 这时滑动变阻器R上消耗的电功率相当于外电路消耗的功率 即等效电源的输出功率 随着滑片P由A端向B端滑动 在R的阻值增大到之前 滑动变阻器R上消耗的电功率是一直增大的 则根据闭合电路欧姆定律可知 当R 时 滑动变阻器R上消耗的电功率达到最大值 滑片P再继续向B端滑动 则滑动变阻器R上消耗的电功率就会逐渐减小 故选项D错误 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 9 2018 河南开封质检 硅光电池是一种太阳能电池 具有低碳环保的优点 如图9所示 图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图线 电池内阻不是常数 图线b是某电阻R的U I图线 在该光照强度下将它们组成闭合回路时 硅光电池的内阻为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 图9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 10 多选 如图10所示 C1 6 F C2 3 F R1 3 R2 6 电源电动势E 18V 内阻不计 下列说法正确的是A 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 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 图10 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 由题图知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C1 C2 由Q CU知此时Q1 Q2 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I 2A 此时两电阻两端电压分别为U1 IR1 6V U2 IR2 12V 则此时两电容器所带的电荷量分别为Q1 C1U1 3 6 10 5C Q2 C2U2 3 6 10 5C 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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 11 在如图11所示电路中 已知电表均为理想仪表 且小灯泡的电阻小于电源的内阻 电流表A 电压表V1 电压表V2的读数分别为I U1和U2 P为被细线悬挂在两平行金属板间的带电小球 细线与竖直方向间的夹角为 则当滑动变阻器的滑片向右滑动一小段距离的过程中 电流表A 电压表V1 电压表V2读数变化量大小分别是 I U1和 U2 下列说法中正确的是A U2大于 U1B 灯泡变亮 细线与竖直方向间的夹角 变大C 电源的输出功率变大 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 图11 解析 解析滑动变阻器电阻增大 总电流减小 电流表示数I减小 则V1示数U1增大 V2示数U2增大 R1两端的电压UR1减小 且有U1 UR1 U2 U1 UR1 U2 U1 U1 UR1 UR1 U2 U2 U1 UR1 U2 U1 U2 UR1 0 则 U1 U2 故A错误 U外增大 即灯泡两端电压增大 灯泡变亮 R1电压减小 即电容器两端电压变小 细线与竖直方向间的夹角 变小 则B错误 小灯泡的电阻小于电源的内阻 再并联R1 R2外电阻就更小了 因外电阻等于内电阻时 P出最大 所以当外电阻小于内电阻时 外电阻增大 P出增大 则C正确 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 12 在如图12所示的电路中 电容器的电容C 2 F 电源电压为12V且恒定不变 R1 R2 R3 R4 1 2 6 3 则电容器极板a所带电荷量为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 图12 设R1 R2 R3 R4的电阻分别为R 2R 6R 3R 电路稳定后 电容器所在支路无电流 其中R1和R2支路中电流I1 R3和R4支路中电流I2 令电源正极的电势 0 则 a I1R1 4V b I2R3 8V 得Uab a b 4V 即电容器极板a带正电荷 电荷量Q CUab 8 10 6C D正确 解析电路结构如图所示 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 13 多选 如图13所示 D是一只理想二极管 水平放置的平行板电容器AB内部原有带电微粒P处于静止状态 下列措施下 关于P的运动情况说法正确的是A 保持S闭合 增大A B板间距离 P仍静止B 保持S闭合 减小A B板间距离 P向上运动C 断开S后 增大A B板间距离 P向下运动D 断开S后 减小A B板间距离 P仍静止 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案 解析 图13 解析保持S闭合 电源的路端电压不变 增大A B板间距离 电容减小 由于二极管的单向导电性 电容器不能放电 其电量不变 由推论E 得到 板间场强不变 微粒所受电场力不变 仍处于静止状态 故A正确 保持S闭合 电源的路端电压不变 电容器的电压不变 减小A B板间距离 由E 可知 板间场强增大 电场力增大 微粒将向上运动 故B正确 断开S后 电容器的电量Q不变 由推论E 得到 板间场强不变 微粒所受电场力不变 仍处于静止状态 故C错误 D正确 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13