2019-2020学年高中物理 7.2电路 电路的基本规律课时提能演练 教科版.doc

直流电路规律的应用1．如图所示是一个电路的一部分，其中R 1＝5 Ω，R 2＝1 Ω，R 3＝3 Ω，I 1＝0.2 A ，I 2＝0.1 A ，那么电流表测得的电流为( )A ．0.2 A ，方向向右B ．0.15 A ，方向向左C ．0.2 A ，方向向左D ．0.3 A ，方向向右解析：选C.由题图所示电流方向可计算出R 1和R 2两端的电压降分别为U 1＝1.0 V ，U 2＝0.1 V ，电势左高右低，比较U 1、U 2可判定R 3两端的电势下高上低，U 3＝0.9 V ，通过R 3的电流I 3＝U 3R 3＝0.3 A ，向上．由题图可知R 3中电流是由I 2和I A 共同供应的，故I A ＝0.2 A ，方向向左．2.如图所示的电路中，闭合开关S 后，灯L 1和L 2都正常发光，后来由于某种故障使灯L 2突然变亮，电压表读数增加，由此推断，这故障可能是( )A ．灯L 1灯丝烧断B ．电阻R 2断路C ．电阻R 2短路D ．电容器被击穿短路解析：选B.V 增大，外电阻增大，不行能电容器被击穿短路，选项D 错．若R 2短路，L 2熄灭；L 1断路，L 2分压减小，L 2变暗，选项A 、C 错．R 2断路，L 2分压增大，L 2变亮，选项B 对．3.如图所示电路中，闭合电键S ，当滑动变阻器的滑动触头P 从最高端向下滑动时( )A ．电压表V 读数先变大后变小，电流表A 读数变大B ．电压表V 读数先变小后变大，电流表A 读数变小C ．电压表V 读数先变大后变小，电流表A 读数先变小后变大D ．电压表V 读数先变小后变大，电流表A 读数先变大后变小解析：选A.电路的串并联关系是这样的：滑动变阻器的上下两部分电阻并联再与电阻R 串联．当上下两部分电阻相等时，并联电路阻值最大，干路电流最小，路端电压最高，即电压表读数经验了先增大后减小的过程．所以B 、D 选项错误；当滑动变阻器的滑动触头P 在最高端时，电流表读数为零，即电流表的读数是从零起先增加的，因此，C 选项错误．4．电源的电动势为4.5 V ，外电阻为4.0 Ω时，路端电压为4.0 V ．假如在外电路并联一个6.0 Ω的电阻，路端电压是多大？解析：当电源接在4.0 Ω的电阻上时，电路如图所示．设电源的内阻为r ，由闭合电路欧姆定律得：电流I ＝ER 1＋r ，路端电压U 1＝IR 1由以上两式得：U 1＝R 1R 1＋r E 整理得：内阻r ＝ER 1U 1－R 1＝4.5×4.04.0Ω－4.0 Ω＝0.5 Ω 若在以上电路中并联一个R 2＝6.0 Ω的电阻时，外电阻R 外＝R 1R 2R 1＋R 2＝4.0×6.04.0＋6.0Ω＝2.4 Ω 则路端电压U 2＝E R 外＋r R 外＝ 4.52.4＋0.5×2.4 V ≈3.72 V. 答案：3.72 V5．电路如图所示，电源电动势E ＝28 V ，内阻r ＝2 Ω，电阻R 1＝12 Ω，R 2＝4 Ω，R 3＝8 Ω，C 为平行板电容器，其电容C ＝3.0 pF.虚线到两极板距离相等，极板长L ＝0.20 m ，两极板的间距d ＝1.0×10－2 m.(1)开关S 处于断开状态时电容器所带电量为多少？(2)若开关S 断开时，有一带电微粒沿虚线方向以v 0＝2.0 m/s 的初速度射入C 的电场中，刚好沿虚线匀速运动，问：当开关S 闭合后，此带电微粒以相同初速度沿虚线方向射入C 的电场中，能否从C 的电场中射出？(要求写出计算和分析过程，g 取10 m/s 2) 解析：(1)S 断开时，电阻R 3两端电压为 U 3＝R 3R 2＋R 3＋rE ＝16 V 则电容器所带电量为Q ＝CU 3＝4.8×10－11 C. (2)S 闭合后，外电阻为R ＝R 1（R 2＋R 3）R 1＋（R 2＋R 3）＝6 Ω 路端电压为U ＝R R ＋rE ＝21 V 电阻R 3两端电压为U 3′＝R 3R 2＋R 3U ＝14 V 设微粒质量为m ，电量为q ，当开关S 断开时有：qU 3d ＝mg 当开关S 闭合后，设微粒加速度为a ，则mg －qU 3′d＝ma 设微粒能从C 的电场中射出，则水平方向：t ＝Lv 0竖直方向：y ＝12at 2 由以上各式求得：y ＝6.25×10－3 m ＞d 2 故微粒不能从C 的电场中射出． 答案：(1)4.8×10－11 C (2)见解析。

高效演练·创新预测1.(多选)在如图所示电路中,闭合电键S,当滑动变阻器的滑动触头P 向下滑动时,四个理想电表的示数都发生变化,电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示,电表示数变化量的大小分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示。

下列比值正确的是( )A.不变,不变B.变大,变大C.变大,不变D.变大,不变【解析】选A、C、D。

==R1,由于R1不变,故不变,不变。

同理,=R2,由于R2变大,所以变大。

但是==R1+r,所以不变。

而=R1+R2,所以变大。

由于==r,所以不变。

故选项A、C、D正确。

2.(多选)如图所示是某电源的路端电压与电流的关系图象,下列结论正确的是( )A.电源的电动势为6.0 VB.电源的内阻为12 ΩC.电源的短路电流为0.5 AD.电流为0.3 A时的外电阻是18 Ω【解题指导】本题可按以下思路进行求解:【解析】选A、D。

由于该电源的U-I图象的纵轴坐标不是从零开始的,故纵轴上的截距虽为电源的电动势,即E=6.0 V,但横轴上的截距0.5 A并不是电源的短路电流,且内阻应按斜率的绝对值计算,即r=||=Ω=2 Ω。

由闭合电路欧姆定律可得电流I=0.3A时,外电阻R=-r=18 Ω。

故A、D正确。

3.如图所示,直线A是电源的路端电压和电流的关系图线,直线B、C 分别是电阻R1、R2的两端电压与电流的关系图线,若将这两个电阻分别接到这个电源上,则( )A.R1接在电源上时,电源的效率高B.R2接在电源上时,电源的效率高C.R1接在电源上时,电源的输出功率大D.电源的输出功率一样大【解析】选A。

电源的效率η===,效率与路端电压成正比,R1接在电源上时路端电压大,效率高,故A正确,B错误。

由图线的交点读出R1接在电源上时U=U0,I=I0,电源的输出功率P1=UI=U0I0,R2接在电源上时U′=U0,I′=I0,电源的输出功率P2=U′I′=U0I0,故C、D均错误。

1．关于电源和电动势，下列说法中正确的是( )A ．在电源内部把正电荷从负极移到正极，非静电力做功，电能增加B ．对于给定的电源，移动正电荷非静电力做功越多，电动势就越大C ．电动势越大，说明非静电力在电源内部从负极向正极移送单位电荷量做功越多D ．电动势越大，说明非静电力在电源内部把正电荷从负极移到正极移送电荷量越多 解析：选AC.电源是将其他能量转化为电能的装置，是通过电源内部的非静电力做功来完成的，所以非静电力做功，电能就增加，因此选项A 正确．电源电动势是反映电源内部其他形式能转化为电能的能力的物理量，电动势在数值上等于移送单位电荷量的正电荷所做的功，不能说电动势越大，非静电力做功越多，也不能说电动势越大被移送的电荷量越多，所以选项B 、D 错误，C 正确．2．(2009年高考全国卷Ⅱ)图7－2－10所示为测量某电源电动势和内阻时得到的U －I 图线．用此电源与三个阻值均为3 Ω的电阻连接成电路，测得路端电压为4.8 V ．则该电路可能为图7－2－11中的( )图7－2－10图7－2－11解析：选B.由U －I 图线的斜率及截距可得该电源E ＝6 V ，r ＝0.5 Ω当U ＝4.8 V 时，I ＝E －U r＝2.4 A ，R ＝U /I ＝2 Ω，B 正确． 3．(2009年高考广东卷)如图7－2－12所示，电动势为E 、内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相接．只合上电键S 1，三个灯泡都能正常工作．如果再合上S 2，则下列表述正确的是( )图2－3－12A ．电源输出功率减小B ．L 1上消耗的功率增大C ．通过R 1上的电流增大D ．通过R 3上的电流增大解析：选C.在合上S 2之前，三灯泡都能正常工作，合上S 2之后，电路中的总电阻R 总减小，则I 总增大，即流过R 1的电流增大，由于不计内阻，电源的输出功率P 出＝EI ，可见电源的输出功率增大，A 错误；R 1两端的电压增大，则并联部分的电压减小，IR 3减小，I L 2减小，I L 1减小，可见C 正确．4．一平行板电容器C ，极板是水平放置的，它和三个可变电阻及电源连接成如图7－2－13所示的电路．今有一质量为m 的带电油滴悬浮在两极板之间静止不动．要使油滴上升，可采用的办法是( )图7－2－13 A ．增大R 1 B ．增大R 2C ．增大R 3D ．减小R 2解析：选CD.从题图分析可知，电容器两端的电压就是R 3两端的电压，要使油滴上升，必须增大电容器两端的电压，即增大R 3两端的电压，从电路的分析得，增大R 3和减小R 2的电阻都可．5．如图7－2－14所示，电源内阻r ＝0.4 Ω，R 1＝R 2＝R 3＝4 Ω.当电键闭合时，电流表和电压表的示数分别为1.5 A 和2 V ．求：图7－2－14(1)电源电动势为多大？(2)电键断开时，干路上电流强度为多少？解析：(1)S 闭合时，R 1和R 2并联再与R 4串联，最后与R 3并联．对R 2有：I 2＝U 2R 2＝24A ＝0.5 A因为R 1＝R 2，所以I 1＝I 2＝0.5 A电流表的示数是R 1和R 3上电流之和，故I 1＋I 3＝1.5 A ，I 3＝1 A 路端电压U ＝U 3＝I 3R 3＝1×4 V＝4 V总电流I ＝I 1＋I 2＋I 3＝0.5 A ＋0.5 A ＋1 A ＝2 A电动势E ＝U ＋Ir ＝4 V ＋2×0.4 V＝4.8 V.(2)S 断开，R 1和R 3串联后与R 4并联，最后再与R 2串联，且由S 闭合时的情况可求得R 4＝2 Ω.总外电阻为R ＝R 1＋R 3R 4R 1＋R 3＋R 4＋R 2＝5.6 Ω 总电流I ′＝ER ＋r ＝0.8 A.答案：(1)4.8 V (2)0.8 A温馨提示：巩固复习效果，检验教学成果.请进入“课时作业，指导学生每课一练，成功提升成绩.。

模块复习课一、静电场 1．库仑定律 (1)公式：F ＝kQ 1Q 2r2，其中k 为静电力常量，k ＝9.0×109 N ·m 2/C 2. (2)适用条件：真空中(在空气中近似成立)、两个静止的点电荷(理想化模型)． 2．电场的两种描述(1)电场强度：反映电场力的性质的物理量．①定义式：E ＝Fq，适用于一切电场，E 与电场本身性质有关，与试探电荷无关． ②决定式：E ＝k Q r2，仅适用于真空中点电荷形成的电场，Q 为场源电荷的电荷量． ③关系式：E ＝U ABd，仅适用于匀强电场中的电场强度，d 为A 、B 两点间沿电场线方向的距离．(2)电势：反映电场能的性质的物理量．其定义式为φ＝E p q，是标量，具有相对性(通常取大地或无穷远处电势为0)，实际常研究的是电势差，电势差的定义式为U AB ＝W ABq＝φA －φB ，电势差与电势零点的选取无关．3．电场线的应用(1)判断电场强度的方向：电场线上任意一点处的切线方向即该点电场强度的方向． (2)判断电场力的方向：正点电荷的受力方向和电场线在该点的切线方向相同，负点电荷的受力方向和电场线在该点的切线方向相反．(3)定性判断电场强度的大小：电场线密处电场强度大，电场线疏处电场强度小，进而可分析电荷受力情况．(4)判断电势的高低与电势降低的快慢：沿电场线的方向电势逐渐降低，电场强度的方向是电势降低最快的方向．4．电场的性质的分析 (1)场强大小、电势高低的判断明确电场线或等势面的分布情况，场强大小看电场线的疏密程度，电势高低看电场线的方向；空间同时存在两个或两个以上的电场时，利用平行四边形定则求合场强．(2)电势能大小及其变化的分析①做功角度：根据电场力做功与电势能变化的关系分析带电粒子电势能及其变化情况．电场力做正功，粒子的电势能减少；电场力做负功，粒子的电势能增加．②转化角度：只有电场力做功时，电势能与动能可以相互转化，动能减少，电势能增加；动能增加，电势能减少．5．带电粒子在电场中的加速与偏转(1)加速：qU 1＝12mv 20．(2)偏转：带电粒子以速度v 0沿轴线垂直偏转电场方向射入．①离开电场时的偏移量：y ＝12at 2＝qL 2U 22mv 20d ＝U 2L24U 1d ．②离开电场时速度偏向角的正切值：tan θ＝v y v 0＝qU 2L mv 20d＝U 2L2U 1d ．③运动时间：垂直电场方向做匀速直线运动，L ＝v 0t (与极板不碰撞) 二、恒定电流 1．电流I ＝q t ；欧姆定律：I ＝U R ；电阻、电阻定律：R ＝ρlS． 2．闭合电路欧姆定律 (1)I ＝Er ＋R或E ＝Ir ＋IR (纯电阻适用)．E ＝U 内＋U 外或E ＝U 外＋Ir (普遍适用)．(2)路端电压随电流变化的U ­I 图像，如图所示．①图线与纵坐标交点表示电路断开情况，纵轴截距为电源电动势E ． ②图线与横坐标交点表示外电路短路情况，横轴截距为短路电流I 短＝E r． ③图线斜率绝对值(|k |＝|tan φ|)表示电源的内电阻r ＝ΔU ΔI ．3．电功与电功率W ＝UIt ，P ＝UI ．4．焦耳定律Q ＝I 2Rt ．5．纯电阻电路中：W ＝Q ＝UIt ＝I 2Rt ＝U 2tR．非纯电阻电路中：W ＝Q ＋E 其他，UIt >I 2Rt ，电功：W ＝UIt ，电热：Q ＝I 2Rt .6．P 总＝IE ，P 出＝IU ，η＝P 出P 总×100%. 其中I ：电路总电流，E ：电源电动势，U ：路端电压 7．串、并联电路的重要性质(1)游标卡尺原理：螺旋测微器测量长度可以准确到0.01 mm，每转一周，螺杆前进或后退0.5 mm，结果若用mm作为单位，则小数点后必须保留三位数字．读数方法：①测量值＝固定刻度读数＋0.01 mm×可动刻度读数(一定要估读)．②读数时，要注意固定刻度上半毫米刻度线是否已经露出．(3)电流表和电压表①机械调零：检查表针是否停在左端的“0”位置；②选取适当倍率挡；③欧姆调零：两表笔短接，检查表针是否停在右端的“0”位置；④把两表笔分别与待测电阻两端相接，欧姆表的读数乘以倍率即被测电阻的阻值；⑤实验结束后，将表笔拔出，并将选择开关旋至OFF挡或交流电压最高挡．9．电流表内、外接法的选择(1)用总阻值小的滑动变阻器调节阻值大的用电器时用分压式接法．(2)电压、电流要求“从零开始变化”时用分压式接法．(3)变阻器总阻值小，限流式接法不能保证用电器安全时用分压式接法．(4)分压式接法和限流式接法都可以用时，限流式接法优先(能耗小)．11．实验器材的选择(1)电压表、电流表的选择①测量值不能超过量程．②测量值越接近满偏值误差越小，一般应大于满偏值的三分之一．(2)滑动变阻器的选择①选限流用的滑动变阻器：在能把电流限制在允许范围内的前提下，选用总阻值较小的滑动变阻器调节方便．②选分压用的滑动变阻器：阻值小的便于调节，输出电压稳定，但耗能多．12．电表的改装1．磁场的基本特性对处于其中的磁体、电流、运动电荷有力的作用．电流垂直于磁场时受磁场力最大，电流与磁场方向平行时，磁场力为零．2．安培定则(1)在判定直线电流的磁场方向时，拇指指“原因”——电流方向，四指指“结果”——磁场环绕方向．(2)在判定环形电流磁场方向时，四指指“原因”——电流环绕方向，拇指指“结果”——环内沿中心轴线上的磁场方向(即通电螺线管的N 极)．3．磁感应强度是用来表示磁场的强弱和方向的物理量，是矢量，单位为T ，1T ＝1N/(A·m)． 4．安培力F ＝BIL (L ⊥B 时，其中L 是导线的有效长度)．方向：左手定则：把左手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，手心面向N 极(叉进点出)，四指指向电流所指方向，则大拇指的方向就是导体受力的方向．5．带电粒子在匀强磁场中的运动 (1)洛伦兹力：公式F 洛＝qv B ． (2)方向：左手定则判断．(3)模型：带电粒子做匀速圆周运动时，粒子运动方向与磁场方向垂直，洛伦兹力提供向心力Bqv ＝m v 2R．(4)结论：半径R ＝mv Bq＝2mE k Bq，周期T ＝2πmBq(与粒子速率无关)．(5)圆心的确定(几何方法) ①两点速度的垂线的交点．②某点速度的垂线与弦的中垂线的交点． 6．复合场中的特殊物理模型 (1)速度选择器①带电粒子能沿直线匀速通过速度选择器的条件：Bqv ＝qE ，即v ＝EB.②只要满足v ＝E B的带电粒子均能沿直线通过速度选择器，与粒子的带电性质和带电荷量多少无关．(2)回旋加速器①条件：交流电源的变化周期与粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期相等．②结论：a .带电粒子获得的最大动能为E km ＝B 2q 2R 22m(在粒子质量、电荷量确定的情况下，粒子获得的最大动能与D 形盒的半径R 和磁感应强度B 有关，与加速电压U 无关)．b ．粒子达到最大动能的加速次数n ＝E km qU ＝qB 2R 22mU ．c ．粒子在磁场中运动的总时间为t ＝n2T ＝n πm qB ＝πBR 22U．(3)磁流体发电机当等离子体匀速通过A 、B 板间时，A 、B 板上聚集的电荷最多，板间电势差最大，此时离子受力平衡：qvB ＝q Ud，即U ＝Bdv ．[易错易混辨析]1．摩擦起电现象使本没有电子和质子的物体中产生了电子和质子． ( ) 2．元电荷实质上是指电子和质子本身． ( ) 3．任何体积很小的带电体都可以看成点电荷．( ) 4．将电场中某点的检验电荷的电量加倍，该点的场强也加倍．( )5．电势是标量，在规定了电势零点后，电场中各点的电势可以是正值，也可以是负值．( ) 6．粒子的偏转与粒子的q 、m 无关，仅决定于加速电场和偏转电场． ( ) 7．电容器的电容与其所带电荷量成正比，与其两端的电压成反比． ( ) 8．电荷定向移动的方向为电流的方向． ( ) 9．由R ＝U I知，R 与U 成正比，R 与I 成反比．( ) 10．小灯泡的伏安特性曲线发生弯曲，是灯丝的电阻率变化造成的．( )11．在电路中的任何一个位置串联一个电阻时，电路中的总电阻一定变大． ( ) 12．在电路中的任何一个位置并联一个电阻时，电路中的总电阻一定变小． ( ) 13．改装后的电压表的内阻是表头内阻与串联电阻之和，改装后的电流表的内阻是表头内阻与并联电阻的并联值．( )14．伏安法测电阻的实验中，无论电流表内接还是外接，测量值均有误差． ( ) 15．电源的电动势越大，电源将其他形式的能转化为电能的本领越大．( ) 16．闭合电路的欧姆定律对含有电动机的电路也适用．( ) 17．电功越大，电功率就越大．( ) 18．只有纯电阻电路中，电热的表达式是Q＝I2Rt.( )19．数字信号在变化中只有两个对应的状态，“有”或者“没有”，常用“1”或者“0”表示．( ) 20．磁体与磁体之间的作用是通过磁场发生的，通电导线与通电导线之间的作用是通过电场发生的．( ) 21．磁感线的方向在磁体外部从N极指向S极，在磁体内部从S极指向N极．( ) 22．一通电导线放在磁场中某处不受安培力，该处的磁感应强度一定为零． ( ) 23．应用左手定则时，让磁感线穿过手心，四指指向电流方向，拇指指向安培力方向．( ) 24．磁感应强度的大小等于通电导线所受的安培力F与电流I和导线长度L的乘积的比值．( ) 25．同一电荷，以相同大小的速度进入磁场，速度方向不同时，洛伦兹力的大小可能不同．( ) 26．带电粒子的速度越大，在磁场中做圆周运动的周期越小．( ) [答案](1)×(2)×(3)×(4)×(5)√(6)√(7)×(8)×(9)×(10)√(11)√(12)√(13)√(14)√(15)√(16)×(17)×(18)×(19)√(20)×(21)√(22)×(23)√(24)×(25)√(26)×[高考真题感悟]1．关于静电场的等势面，下列说法正确的是( )A．两个电势不同的等势面可能相交B．电场线与等势面处处相互垂直C．同一等势面上各点电场强度一定相等D．将一负的试探电荷从电势较高的等势面移动至电势较低的等势面，电场力做正功B[在静电场中，两个电势不同的等势面不会相交，选项A错误；电场线与等势面一定相互垂直，选项B正确；同一等势面上的电场强度可能相等，也可能不相等，选项C错误；电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面，移动负试探电荷时，电场力做负功，选项D错误．]2.如图，P是固定的点电荷，虚线是以P为圆心的两个圆．带电粒子Q在P的电场中运动，运动轨迹与两圆在同一平面内，a、b、c为轨迹上的三个点．若Q仅受P的电场力作用，其在a、b、c点的加速度大小分别为a a、a b、a c，速度大小分别为v a、v b、v c.则( )A ．a a >a b >a c ，v a >v c >v bB ．a a >a b >a c ，v b >v c >v aC ．a b >a c >a a ，v b >v c >v aD ．a b >a c >a a ，v a >v c >v bD [a 、b 、c 三点到固定的点电荷P 的距离r b <r c <r a ，则三点的电场强度由E ＝k Q r2可知E b >E c >E a ，故带电粒子Q 在这三点的加速度a b >a c >a a .由运动轨迹可知带电粒子Q 所受P 的电场力为斥力，从a 到b 电场力做负功，由动能定理－|qU ab |＝12mv 2b －12mv 2a <0，则vb <v a ，从b 到c电场力做正功，由动能定理|qU bc |＝12mv 2c －12mv 2b >0，vc >v b ，又|U ab |>|U bc |，则v a >v c ，故v a >v c >v b ，选项D 正确．]3.(多选)一匀强电场的方向平行于xOy 平面，平面内a 、b 、c 三点的位置如图所示，三点的电势分别为10 V 、17 V 、26 V ．下列说法正确的是( )A ．电场强度的大小为2.5 V/cmB ．坐标原点处的电势为1 VC ．电子在a 点的电势能比在b 点的低7 eVD ．电子从b 点运动到c 点，电场力做功为9 eVABD [如图所示，由匀强电场中两平行线距离相等的两点间电势差相等知，Oa 间电势差与bc 间电势差相等，故O 点电势为1 V ，选项B 正确；则在x 轴上，每0.5 cm 长度对应电势差为1 V ，10 V 对应的等势线与x 轴交点e 坐标为(4.5，0)，△aOe 中，Oe ∶Oa ＝4.5∶6＝3∶4，由几何知识得：Od 长度为3.6 cm ，代入公式E ＝Ud得，E ＝2.5 V/cm ，选项A 正确；电子带负电，电势越高，电势能越小，电子在a 点的电势能比在b 点的高7 eV ，选项C 错误；电子从b点运动到c点，电场力做功W＝eU＝9 eV，选项D正确．]4.(多选)如图，三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3两两等距，均通有电流I，L1中电流方向与L2中的相同，与L3中的相反．下列说法正确的是( )A．L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面垂直B．L3所受磁场作用力的方向与L1、L2所在平面垂直C．L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为1∶1∶ 3D．L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为3∶3∶1BC[如图，由磁场的叠加知，L2与L3中的电流在L1处产生的合磁场的方向在L2、L3连线的中垂线上，由左手定则知，L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面平行．选项A错误．L1与L2中的电流在L3处产生的合磁场的方向与L1、L2的连线平行，由左手定则知，L3所受磁场作用力的方向与L1、L2所在平面垂直．选项B正确．由几何关系知，设电流在另外导线处产生磁场的磁感应强度为B，而L1、L2所在处两个磁场方向的夹角均为120°，则B合＝B，而L3所在处两个磁场方向的夹角为60°，则B′合＝3 B，由F＝ILB知，L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为1∶1∶ 3.选项C正确，选项D错误．]5．现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子，其示意图如图所示，其中加速电压恒定．质子在入口处从静止开始被加速电场加速，经匀强磁场偏转后从出口离开磁场．若某种一价正离子在入口处从静止开始被同一加速电场加速，为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场，需将磁感应强度增加到原来的12倍．此离子和质子的质量比约为( )A ．11B ．12C ．121D ．144D [带电粒子在加速电场中运动时，有qU ＝12mv 2，在磁场中偏转时，其半径r ＝mv qB，由以上两式整理得：r ＝1B 2mUq .由于质子与一价正离子的电荷量相同，B 1∶B 2＝1∶12，当半径相等时，解得：m 2m 1＝144，选项D 正确．]6.如图，一质量为m 、电荷量为q (q >0)的粒子在匀强电场中运动，A 、B 为其运动轨迹上的两点．已知该粒子在A 点的速度大小为v 0，方向与电场方向的夹角为60°；它运动到B 点时速度方向与电场方向的夹角为30°.不计重力．求A 、B 两点间的电势差．[解析] 设带电粒子在B 点的速度大小为v B .粒子在垂直于电场方向的速度分量不变，即 v B sin 30°＝v 0sin 60°①由此得 v B ＝3v 0 ②设A 、B 两点间的电势差为U AB ，由动能定理有qU AB ＝12m (v 2B －v 20) ③ 联立②③式得U AB ＝mv 20q . ④[答案] mv 20q。

2020届一轮复习人教版电路电路的基本规律课时作业一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分。

其中1～6为单选，7～10为多选)1．(2018·上海普陀区一模)如果闭合电路中电源的电动势为12 V，外电压为10 V，当有0.5 C电荷量通过电路时，下列结论正确的是()A．在电源内部，非静电力将5 J的其他形式的能转化为电能B．在电源内部，静电力将6 J的其他形式的能转化为电能C．在电源外部，静电力将5 J的电能转化为其他形式的能D．在电源外部，静电力将6 J的电能转化为其他形式的能答案 C解析在电源内部，根据公式有W＝qE＝0.5×12 J＝6 J，非静电力将6 J的其他形式的能转化为电能，故A、B错误；在电源外部，根据公式有W＝qU＝0.5×10 J＝5 J，静电力将5 J的电能转化为其他形式的能，故C正确，D错误。

2. (2018·商丘模拟)如图所示为两电源的U-I图象，则下列说法正确的是()A．电源①的电动势和内阻均比电源②小B．当外接相同的电阻时，两电源的输出功率可能相等C．当外接同样的电阻时，两电源的效率可能相等D．不论外接多大的相同电阻，电源①的输出功率总比电源②的输出功率大答案 D解析由U-I图线知E1>E2，r1>r2，故A错误；当外接相同电阻时，画出电阻的U-I图与①、②分别有交点，交点即为工作点，交点横、纵坐标乘积为电源输出功率，可知电源①的输出功率总比电源②的输出功率大，故B错误，D正确；电源的效率η＝RR＋r×100%，因r不同，则效率不可能相等，故C错误。

3.如图所示为两个量程的电压表原理图，定值电阻R1＝2.95×104Ω，R2＝1.2×105Ω，灵敏电流计内阻R g＝500 Ω，满偏电流I g＝100 μA，下列关于电压表量程的说法正确的是()A．当使用O、A两接线柱时，量程为4 VB．当使用O、A两接线柱时，量程为6 VC．当使用O、B两接线柱时，量程为15 VD．当使用O、B两接线柱时，量程为30 V答案 C解析在电压表中，量程达到满偏时，经过“表头”的电流均为满偏电流。

2020届高考物理一轮复习热点题型归纳与变式演练专题21 电学基本规律的应用【专题导航】目录热点题型一电路的动态分析 (1)阻值变化下的动态分析 (2)电路结构变化下的动态分析 (3)含容电路的动态分析 (3)电路故障的分析 (4)热点题型二对闭合电路欧姆定律的理解和应用 (4)闭合电路欧姆定律的计算 (5)电源与电阻U－I图象的对比 (5)热点三电功电功率电热热功率 (6)热点题型四电源的功率和效率 (8)电源输出功率的极值问题的处理方法 (8)【题型演练】 (10)【题型归纳】热点题型一电路的动态分析1．解决电路动态变化的基本思路“先总后分”——先判断总电阻和总电流如何变化．“先干后支”——先分析干路部分，再分析支路部分．“先定后变”——先分析定值电阻所在支路，再分析阻值变化的支路．2．电路动态分析的方法(1)程序法：基本思路是“部分→整体→部分”．即(2)极限法：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．(3)串反并同法：“串反”是指某一电阻增大(或减小)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(或增大)．“并同”是指某一电阻增大(或减小)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(或减小)．3．分析含容电路应注意的两点(1)电路稳定后，电容器所在支路电阻无电压降，因此电容器两极板间的电压就等于该支路两端的电压．在电路稳定后，与电容器串联的电阻阻值变化，不影响电路中其他电表示数和灯泡亮度．(2)电路中的电流、电压变化时，将会引起电容器的充、放电．如果电容器两端电压升高，电容器将充电，电荷量增大；如果电容器两端电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电，电荷量减小．4．电路故障问题的分析方法与技巧(1)故障特点①断路特点：表现为电路中的两点间电压不为零而电流为零，并且这两点与电源的连接部分没有断点．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其两端电压为零．(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欧姆表检测：当测量值很大时，表示该处是断路，当测量值很小或为零时，表示该处是短路．在运用欧姆表检测时，电路一定要切断电源．③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，要注意电流表的极性和量程．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．阻值变化下的动态分析【例1】．(多选)(2019·上海杨浦区模拟)如图所示的电路中，E为电源电动势，r为电源内阻，R1和R3均为定值电阻，R2为滑动变阻器．当R2的滑片在ab的中点时合上开关S，此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U.现将R2的滑片向a端移动，则下列说法正确的是()A．电源的总功率减小B．R3消耗的功率增大C．I1增大，I2减小，U增大D．I1减小，I2不变，U减小【变式】(多选)(2019·大连模拟)在如图所示的电路中，电源的负极接地，其电动势为E、内电阻为r，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，、为理想电流表和电压表．在滑动变阻器滑片P自a端向b端滑动的过程中，下列说法中正确的是()A．电压表示数减小B．电流表示数增大C．电阻R2消耗的功率增大D．a点的电势降低电路结构变化下的动态分析【例2】. (2019·安徽“江南”十校联考)如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为R，L1和L2为相同的灯泡，每个灯泡的电阻和定值电阻的阻值均为R，电压表为理想电表，S为单刀双掷开关，当开关由1位置打到2位置时，下列说法中正确的是()A．电压表读数将变小B．L1亮度不变，L2将变暗C．L1将变亮，L2将变暗D．电源内阻的发热功率将变小含容电路的动态分析【例3】．(2019·石家庄模拟)在如图所示的电路中，电源的负极接地，其电动势为E、内电阻为r，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，C为电容器，A、V为理想电流表和电压表．在滑动变阻器滑动头P自a 端向b端滑动的过程中，下列说法中正确的是()A．电压表示数变小B．电流表示数变小C．电容器C所带电荷量增多D．a点的电势降低如图所示，电源电动势为E，内阻为r，闭合开关S，不考虑灯丝电阻随温度的变化，电流表、电压表均为理想电表，当滑动变阻器的滑片由左端向右端滑动时，下列说法正确的是()A．电流表读数减小，小灯泡L1变暗B．电压表读数变大C．电流表读数增大，小灯泡L2变暗D．电容器所带电荷量增大电路故障的分析【例4】．(多选)在探究电路故障时，某实验小组设计了如图所示的电路，当开关闭合后，电路中的各用电器正常工作，经过一段时间，发现小灯泡A的亮度变暗，小灯泡B的亮度变亮．则下列对电路故障的分析正确的是()A．可能是定值电阻R1短路B．可能是定值电阻R2断路C．可能是定值电阻R3断路D．可能是定值电阻R4短路【变式】如图所示的电路中，闭合开关S，灯L1、L2正常发光．由于电路出现故障，突然发现L1变亮，L 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短路热点题型二对闭合电路欧姆定律的理解和应用在恒流电路中常会涉及两种U－I图线，一种是电源的伏安特性曲线(斜率为负值的直线)，另一种是电阻的伏安特性曲线(过原点的直线)．求解这类问题时要注意二者的区别．闭合电路欧姆定律的计算【例5】．飞行器在太空飞行，主要靠太阳能电池提供能量．若有一太阳能电池板，测得它的开路电压为800 mV ，短路电流为40 mA.若将该电池板与一阻值为20 Ω的电阻器连成一闭合电路，则它的路端电压是( ) A ．0.10 V B ．0.20 V C ．0.30 V D ．0.40 V【变式】两个相同的电阻R ，当它们串联后接在电动势为E 的电源上，通过一个电阻的电流为I ；若将它们并联后仍接在该电源上，通过一个电阻的电流仍为I ，则电源的内阻为( ) A ．4R B ．R C ．R2 D ．无法计算电源与电阻U －I 图象的对比 1．利用两种图象解题的基本方法利用电源的U －I 图象和电阻的U －I 图象解题，无论电阻的U －I 图象是线性还是非线性，解决此类问题的基本方法是图解法，即把电源和电阻的U －I 图线画在同一坐标系中，图线的交点坐标的意义是电阻直接接在该电源两端时工作电压和电流，电阻的电压和电流可求，其他的量也可求． 2．非线性元件有关问题的求解，关键在于确定其实际电压和电流，确定方法如下： (1)先根据闭合电路欧姆定律，结合实际电路写出元件的电压U 随电流I 的变化关系． (2)在原U －I 图象中，画出U 、I 关系图象． (3)两图象的交点坐标即为元件的实际电流和电压．(4)若遇到两元件串联或并联在电路中，则要结合图形看电压之和或电流之和确定其实际电流或实际电压的大小．【例6】．(多选) 如图所示的U －I 图象中，直线Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系图线，直线Ⅰ为某一电阻R 的U －I 图线，用该电源直接与电阻R 连接成闭合电路，由图象可知( )A ．R 的阻值为1.5 ΩB ．电源电动势为3 V ，内阻为0.5 ΩC ．电源的输出功率为3.0 WD ．电源内部消耗功率为1.5 W【变式】(2019·南昌模拟)如图所示，图线甲、乙分别为电源和某金属导体的U ­I 图线，电源的电动势和内阻分别用E 、r 表示，根据所学知识分析下列选项正确的是 ( )A ．E ＝50 VB ．r ＝253ΩC ．当该导体直接与该电源相连时，该导体的电阻为 20 ΩD ．当该导体直接与该电源相连时，电路消耗的总功率为80 W热点三 电功 电功率 电热 热功率 1.电功和电热、电功率和热功率的区别与联系2.非纯电阻电路的分析方法(1)抓住两个关键量：确定电动机的电压U M 和电流I M 是解决所有问题的关键．若能求出U M 、I M ，就能确定电动机的电功率P ＝U M I M ，根据电流I M 和电动机的电阻r 可求出热功率P r ＝I 2M r ，最后求出输出功率P 出＝P －P r .(2)坚持“躲着”求解U M 、I M ：首先，对其他纯电阻电路、电源的内电路等，利用欧姆定律进行分析计算，确定相应的电压或电流．然后，利用闭合电路的电压关系、电流关系间接确定非纯电阻电路的工作电压和电流．(3)应用能量守恒定律分析：要善于从能量转化的角度出发，紧紧围绕能量守恒定律，利用“电功＝电热＋其他能量”寻找等量关系求解．【例7】 (多选)(2019·安徽六安模拟)如图所示，一台电动机提着质量为m 的物体，以速度v 匀速上升，已 知电动机线圈的电阻为R ，电源电动势为E ，通过电源的电流为I ，当地重力加速度为g ，忽略一切阻力及 导线电阻，则 ( )A ．电源内阻r ＝E I －RB ．电源内阻r ＝E I －mgvI 2－RC ．如果电动机转轴被卡住而停止转动，较短时间内电源消耗的功率将变大D ．如果电动机转轴被卡住而停止转动，较短时间内电源消耗的功率将变小【变式】如图，电路中电源电动势为3.0 V ，内阻不计，L 1、L 2、L 3为三个相同规格的小灯泡，小灯泡的伏 安特性曲线如图所示．当开关闭合后，下列说法中正确的是 ( )A．L1中的电流为L2中电流的2倍B．L3的电阻约为1.875 ΩC．L3的电功率约为0.75 W D．L2和L3的总功率约为3 W4.如图所示，电源电动势为12 V，电源内阻为1.0 Ω，电路中的电阻R0为1.5 Ω，小型直流电动机M的内阻为0.5 Ω，闭合开关S后，电动机转动，电流表的示数为2.0 A．则以下判断中正确的是()A．电动机的输出功率为14 W B．电动机两端的电压为7.0 VC．电动机产生的热功率为4.0 W D．电源输出的功率为24 W热点题型四电源的功率和效率P电源输出功率的极值问题的处理方法对于电源输出功率的极值问题，可以采用数学中求极值的方法，也可以采用电源的输出功率随外电阻的变化规律来求解．但应当注意的是，当待求的最大功率对应的电阻值不能等于等效电源的内阻时，此时的条件是当电阻值最接近等效电源的内阻时，电源的输出功率最大．假设一电源的电动势为E ，内阻为r ，外电路有一可调电阻R ，电源的输出功率为： P 出＝I 2R ＝E 2R （R ＋r ）2＝E 2（R －r ）2R＋4r .由以上表达式可知电源的输出功率随外电路电阻R 的变化关系为： (1)当R ＝r 时，电源的输出功率最大，为P m ＝E 24r ；(2)当R ＞r 时，随着R 的增大，电源的输出功率越来越小； (3)当R ＜r 时，随着R 的增大，电源的输出功率越来越大；(4)当P 出＜P m 时，每个输出功率对应两个外电阻阻值R 1和R 2，且R 1R 2＝r 2.【例7】(2019·西安模拟)如图所示，E ＝8 V ，r ＝2 Ω，R 1＝8 Ω，R 2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R 2的取值应是多大？这时R 2的功率是多大？(2)要使R 1得到的电功率最大，则R 2的取值应是多大？R 1的最大功率是多大？这时电源的效率是多大？ (3)调节R 2的阻值，能否使电源以最大的功率E 24r输出？为什么？【变式】将一电源与一电阻箱连接成闭合回路，测得电阻箱所消耗功率P 与电阻箱读数R 变化的曲线如图 所示，由此可知 ( )A ．电源最大输出功率可能大于45 WB ．电源内阻一定等于5 ΩC ．电源电动势为45 VD ．电阻箱所消耗功率P 最大时，电源效率大于50% 【变式2】图甲为某元件R 的U －I 特性曲线，把它连接在图乙所示电路中．已知电源电动势E ＝5 V ，内阻r ＝1.0 Ω，定值电阻R 0＝4 Ω.闭合开关S 后，求：(1)该元件的电功率；(2)电源的输出功率．【题型演练】1．如图所示，关于闭合电路，下列说法正确的是()A．电源正、负极被短路时，电流很大B．电源正、负极被短路时，电压表示数最大C．外电路断路时，电压表示数为零D．外电路电阻增大时，电压表示数减小2．如图所示，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()A．4 W,8 W B．2 W,4 W C．2 W,3 W D．4 W,6 W3．如图所示，已知电源电动势为6 V，内阻为1 Ω，保护电阻R0＝0.5 Ω，则当保护电阻R0消耗的电功率最大时，这个电阻箱R的读数和电阻R0消耗的电功率的最大值为()A．1 Ω，4 W B．1 Ω，8 W C．0,8 W D．0.5 Ω，8 W 4．(2019·湖南十校联考)如图所示为某闭合电路电源的输出功率随电流变化的图象，由此图象可以判断()A．电源的内耗功率最大为9 W B．电源的效率最大为50%C．输出功率最大时，外电路的总电阻为4 Ω D．电源的电动势为12 V5．(2019·河北石家庄模拟)在如图所示电路中，L1、L2为两只完全相同、阻值恒定的灯泡，R为光敏电阻(光照越强，阻值越小)．闭合电键S后，随着光照强度逐渐增强()A．L1逐渐变暗，L2逐渐变亮B．L1逐渐变亮，L2逐渐变暗C．电源内电路消耗的功率逐渐减小D．光敏电阻R和L1消耗的总功率逐渐增大6.(2019·河南南阳模拟)硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点．如图所示，图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图象(电池内阻不是常量)，图线b是某电阻R的U－I图象．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．5.5 Ω B．7.0 Ω C．12.0 Ω D．12.5 Ω7．(2019·重庆江津中学模拟)两位同学在实验室利用如图甲所示的电路测定值电阻R0、电源的电动势E和内电阻r，调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，一个同学记录了电流表A和电压表V1的测量数据，另一同学记录的是电流表A和电压表V2的测量数据．根据数据描绘了如图乙所示的两条U－I直线．则图象中两直线的交点表示的物理意义是()A．滑动变阻器的滑动头P滑到了最右端B．电源的输出功率最大C．定值电阻R0上消耗的功率为1.0 W D．电源的效率达到最大值8.．(2019·河北沧州模拟)在如图所示的电路中，电源电动势E＝3 V，内电阻r＝1 Ω，定值电阻R1＝3 Ω，R2＝2 Ω，电容器的电容C＝100 μF，则下列说法正确的是()A．闭合开关S，电路稳定后电容器两端的电压为1.5 VB．闭合开关S，电路稳定后电容器所带电荷量为3.0×10－4 CC．闭合开关S，电路稳定后电容器极板a所带电荷量为1.5×10－4 CD．先闭合开关S，电路稳定后断开开关S，通过电阻R1的电荷量为3.0×10－4 C9(2019·广东华南三校联考)如图所示电路，电源内阻不能忽略，R1阻值小于变阻器的总电阻，初态滑片P位于变阻器的中点，P由中点向上移动到顶端的过程中()A．电源的内功率先减小后增大B．电源的效率先减小后增大C．电流表的示数先减小后增大D．电压表的示数先增大后减小10.如图所示，直线Ⅰ、Ⅰ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Ⅰ是一个小灯泡的伏安特性曲线，曲线Ⅰ与直线Ⅰ、Ⅰ相交点的坐标分别为P(5.2，3.5)、Q(6，5)．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()A．电源1与电源2的内阻之比是3∶2B．电源1与电源2的电动势之比是1∶1C．在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是1∶2D．在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是7∶10。

专题9.1 电路的基本概念和规律（五）高效演练1.(2018·株洲质检)如图为某控制电路的一部分，已知AA′的输入电压为24 V，如果电阻R＝6 kΩ，R1＝6 kΩ，R2＝3 kΩ，则BB′不可能输出的电压是( )A．12 V B．8 VC．6 V D．3 V【答案】D2．一根长为L、横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为ρ，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( )A.mv 22eLB ．mv 2Sn eC ．ρnevD.ρev SL【答案】C. 【解析】由电流定义可知：I ＝q t ＝nvtSe t＝neSv ，由欧姆定律可得：U ＝IR ＝neSv ·ρL S ＝ρneLv ，又E ＝U L，故E ＝ρnev ，选项C 正确． 3.(2018·长沙长郡中学检测)如图为直流电动机提升重物的装置，重物的重量G ＝500 N ，电源电动势E ＝90 V ，电源内阻为2 Ω，不计各处摩擦，当电动机以v ＝0.6 m/s 的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流I ＝5 A ，下列判断不正确的是( )A ．电动机消耗的总功率为400 WB ．电动机线圈的电阻为0.4 ΩC ．电源的效率约为88.9%D ．电动机的效率为75%【答案】B4．如图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( )A ．I ＝ne t ，从上向下B ．I ＝2ne t，从上向下 C ．I ＝ne t ，从下向上 D ．I ＝2ne t，从下向上 【答案】A.【解析】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 ＝q t ＝ne t.A 项正确． 5．某个由导电介质制成的电阻截面如图所示，导电介质的电阻率为ρ，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( )A ．R ＝b ＋a 2πabB ．R ＝b －a 2πabC ．R ＝ρab 2b －aD ．R ＝ρab 2π b ＋a【答案】B.6. (多选)我国已经于2012年10月1日起禁止销售100 W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所示．图象上A点与原点的连线与横轴成α角，A点的切线与横轴成β角，则( )A．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tan βC．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U0 I 0【答案】CD.【解析】白炽灯的电阻随电压的增大而增大，A错误；在A点，白炽灯的电阻可表示为UI，不能表示为tan β或tan α，故B错误，D正确；在A点，白炽灯的功率可表示为U 0I 0，C 正确．7．[多选](2018·山东平阴模拟)在如图甲所示的电路中，电源电动势为3 V ，内阻不计，L 1、L 2为相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，R 为定值电阻，阻值为10 Ω。

第八章恒定电流第2讲 电路的基本规律及应用一、电阻的串联与并联二、电动势和内阻 1．电动势(1)定义：电源在内部移动电荷过程中，非静电力对电荷做的功与移动电荷的电荷量的比值． (2)定义式：E ＝Wq，单位为V .(3)大小：电动势在数值上等于在电源内部非静电力把1 C 正电荷从负极移送到正极所做的功． 2．内阻：电源内部导体的电阻． 三、闭合电路的欧姆定律 1．闭合电路的欧姆定律(1)内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电阻之和成反比． (2)公式：①I ＝ER ＋r (只适用于纯电阻电路)； ②E ＝U 外＋Ir (适用于所有电路)．2．路端电压与外电阻的关系一般情况U ＝IR ＝E R ＋r·R ＝E 1＋r R ，当R 增大时，U 增大特殊情况(1)当外电路断路时，I ＝0，U ＝E (2)当外电路短路时，I 短＝Er，U ＝0考点一 电路的动态分析自主学习型1．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)．串联电路并联电路电路图基本 特点电压 U ＝U 1＋U 2＋U 3 U ＝U 1＝U 2＝U 3 电流I ＝I 1＝I 2＝I 3I ＝I 1＋I 2＋I 3 总电阻R 总＝R 1＋R 2＋R 31R 总＝1R 1＋1R 2＋1R 3(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．(3)在如图所示分压电路中，滑动变阻器可视为由两段电阻构成，其中一段R并与用电器并联，另一段R串与并联部分串联．A、B两端的总电阻与R串的变化趋势一致．2．电路动态分析的两种常用方法(1)程序判断法：遵循“局部→整体→局部”的思路，按以下步骤分析：(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．1．[电阻变化引起的动态分析问题](2020·上海市嘉定区质量调研)如图所示电路，在滑动变阻器的滑片P向上端a滑动过程中，电压表、电流表的示数变化情况为()A．两电表示数都增大B．两电表示数都减小C．电压表示数减小，电流表示数增大D．电压表示数增大，电流表示数减小2．[开关变化引起的动态分析问题](2020·安徽“江南”十校联考)如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为R，L1和L2为相同的灯泡，每个灯泡的电阻和定值电阻的阻值均为R，电压表为理想电表，S为单刀双掷开关，当开关由1位置打到2位置时，下列说法中正确的是()A．电压表读数将变小B．L1亮度不变，L2将变暗C．L1将变亮，L2将变暗D．电源内阻的发热功率将变小3．[含容电路的动态分析问题](2020·河北石家庄模拟)在如图所示的电路中，电源的负极接地，其电动势为E、内电阻为r，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，C为电容器，A、V为理想电流表和电压表．在滑动变阻器滑动头P自a端向b端滑动的过程中，下列说法中正确的是()A．电压表示数变小B．电流表示数变小C．电容器C所带电荷量增多D．a点的电势降低考点二电源的功率和效率师生互动型1．四组基本概念电源总功率任意电路：P总＝EI＝P出＋P内纯电阻电路：P总＝I2(R＋r)＝E2R＋r电源内部消耗的功率P内＝I2r＝P总－P出电源的输出功率任意电路：P出＝UI＝P总－P内纯电阻电路：P出＝I2R＝E2R(R＋r)2电源的效率任意电路：η＝P出P总×100%＝UE×100% 纯电阻电路：η＝RR＋r×100%2.P 出与外电阻R 的关系图象的三点说明 (1)当R ＝r 时，输出功率最大，P m ＝E 24r.(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＜P m 时，每个输出功率对应两个可能的外电阻R 1和R 2，且R 1R 2＝r 2.[典例1] (2020·陕西西安模拟)如图所示，E ＝8 V ，r ＝2 Ω，R 1＝8 Ω，R 2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R 2的取值应是多大？这时R 2的功率是多大？(2)要使R 1得到的电功率最大，则R 2的取值应是多大？R 1的最大功率是多大？这时电源的效率是多大？ (3)调节R 2的阻值，能否使电源以最大的功率E 24r 输出？为什么？4．[电源的效率] (2020·湖北七市联考)有一个电动势为3 V 、内阻为1 Ω的电源．下列电阻与其连接后，使电阻的功率大于2 W ，且使该电源的效率大于50%的是( )A ．0.5 ΩB ．1 ΩC ．1.5 ΩD ．2 Ω5．[电源的功率] (多选)如图所示，R 1为定值电阻，R 2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R 2＝R 1＋r 时，R 2上获得最大功率B ．当R 2＝R 1＋r 时，R 1上获得最大功率C ．当R 2＝0时，R 1上获得最大功率D ．当R 2＝0时，电源的输出功率最大6．[电源的P -R 图象的应用] 将一电源与一电阻箱连接成闭合回路，测得电阻箱所消耗功率P 与电阻箱读数R 变化的曲线如图所示，由此可知( )A ．电源最大输出功率可能大于45 WB ．电源内阻一定等于5 ΩC ．电源电动势为45 VD ．电阻箱所消耗功率P 最大时，电源效率大于50%考点三 电源和电阻U -I 图象的比较师生互动型电源和电阻U -I 图象的比较图象上 的特征物理意义电源U -I 图象电阻U -I 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中电流的变化关系 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Er过坐标轴原点，表示没有电压时电流为0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阻r电阻大小[典例2] 如图所示，直线Ⅰ、Ⅱ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曲线，曲线Ⅲ是一个小灯泡的U -I 特性曲线，如果把该小灯泡先后分别与电源1和电源2单独连接时，则下列说法正确的是( )A ．电源1和电源2的内阻之比是11∶7B ．在这两种连接状态下，电源的效率之比是5∶3C ．在这两种连接状态下，电源输出功率之比是1∶2D ．在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是1∶27．[对电源U -I 图象的理解] (多选)如图所示是某电源的路端电压与电流的关系图象，下列结论正确的是( ) A ．电源的电动势为6.0 V B ．电源的内阻为12 Ω C ．电源的短路电流为0.5 A D ．电流为0.3 A 时的外电阻是18 Ω8．[电源U -I 图象与电阻U -I 图象的结合] (多选)如图所示，直线A 是电源的路端电压和电流的关系图线，直线B 、C 分别是电阻R 1、R 2的两端电压与电流的关系图线，若将这两个电阻分别接到该电源上，则( )A ．R 1接在电源上时，电源的效率高B ．R 2接在电源上时，电源的效率高C ．R 2接在电源上时，电源的输出功率大D ．电源的输出功率一样大电路故障问题的处理方法——科学思维能力的培养1．电路故障一般是短路或断路．常见的情况有导线断芯、灯泡断丝、灯泡短路、电阻内部断路、接触不良等现象．故障的特点如下：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，被检测元件应与电源断开；(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．[典例展示] 二极管具有单向导电性，当正极接电源正极(正接)时二极管导通(电流可以通过二极管，且二极管的阻值很小，可忽略)，当负极接电源正极(反接)时二极管截止(阻值很大，电流为零)．为了验证二极管的这一特性，将其接入如图所示电路cd 之间的D 处，闭合开关时灯不亮．经初步检查各接线均牢固正确，为了确定电路故障的位置，四位同学各自进行了以下操作，则( )A ．同学1的操作说明故障在a 、b 之间B ．同学2的操作说明故障在b 、c 之间C ．根据同学1、3的操作即可判断故障的原因是二极管正、负极接错D ．根据同学2、4的操作即可判断故障的原因是二极管已损坏断开 断路状态的特点短路状态的特点 电源电压不为零而电流为零；若外电路某两点之间的电压不为零，则这两点间有断点，而这两点与电源连接部分无断点有电流通过电路而电压为零操作步骤现象9．如图所示，电源电动势为6 V ，当开关S 接通时，灯泡L 1和L 2都不亮，用电压表测得各部分电压是U ad ＝0，U cd ＝6 V ，U ab ＝6 V ，由此可判定( )A ．L 1和L 2的灯丝都断了B ．L 1的灯丝断了C ．L 2的灯丝断了D ．变阻器R 断路10．在如图所示的电路中，闭合开关S 后，L 1、L 2两灯泡都正常发光，后来由于某种故障使L 2突然变亮，电压表读数减小，由此推断，该故障可能是( )A ．L 1灯丝烧断B ．电阻R 2断路C ．电阻R 2短路D ．电容器被击穿短路11．在如图所示电路中，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 ．R 1短路B ．R 2断路C ．R 2短路D ．R 3短路第2讲 电路的基本规律及应用1．D 解析：当滑动变阻器的滑片P 向a 端滑动时，接入电路的电阻增大，与R 2并联的电阻增大，外电路总电阻R 总增大，总电流I 减小，则电压表的示数U V ＝E －I (r ＋R 1)，则U V 增大；流过R 2的电流I 2＝U VR 2增大，电流表的读数为I A ＝I －I 2，则电流表示数减小，故A 、B 、C 错误，D 正确．2．A 解析：开关在位置1时，外电路总电阻R 总＝32R ，电压表示数U ＝32R R ＋32RE ＝35E ，同理，每个灯泡两端的电压U 1＝U 2＝15E ，电源内阻的发热功率为P 热＝(25E )2R ＝4E 225R；开关在位置2时，外电路总电阻R 总′＝23R ，电压表示数U ′＝23R R ＋23RE ＝25E ，灯泡L 1的电压U 1′＝15E ，L 2的电压U 2′＝25E ，电源内阻的发热功率为P 热′＝(35E )2R ＝9E 225R .综上所述，电压表读数变小，故A 正确；L 1亮度不变，L 2将变亮，故B 、C 错误；电源内阻的发热功率将变大，故D 错误．1 S 闭合，多用电表调至电压挡，红表笔接a ，黑表笔分别接b 、c 、d 、e示数分别为0、0、6 V 、6 V2 S 闭合，断开导线bc 的c 端，用c 端分别接d 、e 、f 灯泡均亮3 S 断开，多用电表调至欧姆挡，红表笔接c ，黑表笔接d 指针有大角度偏转4 S 断开，多用电表调至欧姆挡，红表笔接d ，黑表笔接c指针有微小偏转3．D 解析：在滑动变阻器滑动头P 自a 端向b 端滑动的过程中，变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，干路电流I 增大，电阻R 1两端电压增大，则电压表示数变大．电阻R 2两端的电压U 2＝E －I (R 1＋r )，I 增大，则U 2变小，电容器两板间电压变小，其带电荷量减小．根据外电路中顺着电流方向，电势降低，可知a 点的电势大于零，a 点的电势等于R 2两端的电压，U 2变小，则a 点的电势降低．通过R 2的电流I 2减小，通过电流表的电流I A ＝I －I 2，I 增大，I 2减小，则I A 增大，即电流表示数变大．故A 、B 、C 错误，D 正确．[典例1] [解析] (1)将R 1和电源(E ，r )等效为一新电源，则新电源的电动势E ′＝E ＝8 V内阻r ′＝r ＋R 1＝10 Ω，且为定值，利用电源的输出功率随外电阻变化的结论知，当R 2＝r ′＝10 Ω时，R 2有最大功率，即P 2max ＝E ′24r ′＝824×10W ＝1.6 W.(2)因R 1是定值电阻，所以流过R 1的电流越大，R 1的功率就越大．当R 2＝0时，电路中有最大电流，即I max ＝E R 1＋r ＝0.8 A ，R 1的最大功率P 1max ＝I 2max R 1＝5.12 W ，这时电源的效率η＝R 1R 1＋r×100%＝80%. (3)不能．因为即使R 2＝0，外电阻R 1也大于r ，不可能有E 24r 的最大输出功率．本题中，当R 2＝0时，外电路得到的功率最大．4．C 解析：由闭合电路欧姆定律得I ＝E R ＋r ，电源效率η＝IRI (R ＋r )×100%，电阻的功率P ＝I 2R .将四个选项代入分析得，只有C 符合题目要求，故C 正确．5．AC 解析：在讨论R 2的电功率时，可将R 1视为电源内阻的一部分，即将原电路等效为外电阻R 2与电动势为E 、内阻为(R 1＋r )的电源(等效电源)连成的闭合电路，如图所示，R 2的电功率是等效电源的输出功率，显然当R 2＝R 1＋r 时，R 2获得的电功率最大，选项A正确．在讨论R 1的电功率时，由I ＝ER 1＋R 2＋r及P 1＝I 2R 1可知，R 2＝0时，R 1获得的电功率最大，故选项B 错误，选项C 正确．当R 1＋R 2＝r 时，电源的输出功率最大，由于题目没有给出R 1和r 的具体数值，所以当R 2＝0时，电源输出功率并不一定最大，故选项D 错误．6．B 解析：由电阻箱所消耗功率P 与电阻箱读数R 变化的曲线可知，电阻箱所消耗功率P 最大为45 W ，所以电源最大输出功率为45 W ，选项A 错误；由电源输出功率最大的条件可知，电源输出功率最大时，外电路电阻等于电源内阻，所以电源内阻一定等于5 Ω，选项B 正确；由电阻箱所消耗功率P 最大值为45 W ，此时电阻箱读数为R ＝5 Ω 可知，电流I ＝PR ＝3 A ，电源电动势E ＝I (R ＋r )＝30 V ，选项C 错误；电阻箱所消耗功率P 最大时，电源效率为50%，选项D 错误．[典例2]A [解析] 由于电源的U -I 图象与纵轴的交点表示电源电动势，故两电源电动势E 1＝E 2；电源的U -I 图象的斜率大小表示电源的内阻，由题图得电源1和电源2的内阻分别是r 1＝107 Ω，r 2＝1011Ω，所以r 1r 2＝117，故A 正确．灯泡分别接Ⅰ、Ⅱ时效率之比η1η2＝U 1I 1E 1I 1U 2I 2E 2I 2＝U 1U 2＝35，故B 错误．由题图知，电源1的U 与I关系为U ＝－107I ＋10(V)，电源2的U 与I 关系为U ＝－1011I ＋10(V)，故当灯泡两端电压为U 1＝3 V 时，I 1＝4.9 A ，当U 2＝5 V 时，I 2＝5.5 A ，则P 1P 2＝U 1I 1U 2I 2＝3×4.95×5.5≠12，R 1R 2＝U 1I 1U 2I 2＝34.955.5≠12，故C 、D 错误．7．AD 解析：虽然该电源的U I 图象的纵轴坐标不是从0开始的，但纵轴上的截距仍为电源的电动势，即E ＝6.0 V ，横轴上的截距0.5 A 不是电源的短路电流，故内阻应按斜率的绝对值计算，即r ＝|ΔU ΔI |＝|5.0－6.00.5－0| Ω＝2 Ω.由闭合电路欧姆定律可得电流I ＝0.3 A 时，外电阻R ＝EI －r ＝18 Ω.故选项A 、D 正确．8．AC 解析：电源的效率η＝P 出P 总×100%＝UI EI ×100%＝UE ×100%，当R 1与R 2分别接到电源上时，U R 1＞U R 2，故R 1接在电源上时，电源的效率高，A 正确，B 错误；由题图可知，R 2与电源的内阻相等，R 1＞R 2，所以R 2接在电源上时，电源的输出功率大，C 正确，D 错误．电路故障问题的处理方法——科学思维能力的培养[典例展示]C[解析] 同学1的操作结果中，电压为零的点为b 、c ，黑表笔与电源是断开的，电压为6 V 的点d 、e 与电源是相通的，说明故障只在c 、d 之间，选项A 错误；同学2的操作结果与同学1相同，选项B 错误；同学3的操作说明二极管的正极接在d 点，被反接了，结合同学1的结果可以判断故障原因是二极管正、负极接错，选项C 正确；由于二极管正、负极接错，同学4的操作测定的是二极管的反向电阻，应该很大，并不能表明二极管已损坏断开，选项D 错误．9．C 解析：根据电路发生断路的特点可以判断．因U ab ＝6 V ，则说明电源没有问题，是外电路出现故障，而U cd ＝6 V ，则说明L 1、R 完好，又U ad ＝0，则说明L 2的灯丝断了，故C 正确．10．D 解析：若L 1灯丝烧断，则总电阻增大，总电流减小，L 2两端电压减小，L 2变暗，选项A 错误；若R 2断路，则总电阻增大，电压表读数增大，总电流减小，L 1与R 1并联部分两端的电压减小，故L 2两端的电压增大，L 2变亮，选项B 错误；若电阻R 2短路，则通过L 2的电流为零，L 2不亮，选项C 错误；若电容器被击穿短路，则电路总电阻减小，路端电压减小，总电流增大，L 2变亮，选项D 正确．11．D 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，与其并联的用电器上的电压降低，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R 3短路符合条件．故应选D.。

2018届高三物理一轮复习跟踪演练强化提升第八章恒定电流第2讲电路电路的基本规律编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（2018届高三物理一轮复习跟踪演练强化提升第八章恒定电流第2讲电路电路的基本规律）的内容能够给您的工作和学习带来便利。

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电路电路的基本规律跟踪演练·强化提升【课堂达标检测】1.将两只可调电阻R1(0～10Ω）、R2(0～100Ω）连接成如图甲和乙所示的电路，用于调节电路的电阻。

关于它们的作用下列说法正确的是( )导学号42722177A.图甲中R1是微调电阻,R2是粗调电阻B。

图乙中R1是微调电阻R2是粗调电阻C.图甲、图乙中R1都是微调电阻D.图甲、图乙中R2都是粗调电阻【解析】选A。

图甲中两电阻串联,则电流处处相等，因此电阻两端的电压与电阻阻值成正比,由于电阻R1(0～10Ω）、R2(0~100Ω)，所以R1是微调电阻,R2是粗调电阻;图乙中两电阻并联，则电压相等,因此电流与电阻阻值成反比,所以R1是粗调电阻,R2是微调电阻,选项A正确,B、C、D错误.2. （2017·济宁模拟)用电压表检查如图所示电路中的故障,测得U ad=5.0V，U cd=0V,U bc=0V，U ab=5.0V,则此故障可能是( )A.L断路B.R断路C.R′断路D。

S断路【解析】选B。

U ad=5。

0V，则dcba间断路,其余电路接通；U cd=0V，则灯L短路或其余电路某处断路;U bc=0V,则电阻R′短路或其余电路某处断路；U ab=5。