2018高考物理全国大一轮复习检测：第八章 恒定电流 第2课时 闭合电路的欧姆定律 含解析 精品

第2讲闭合电路欧姆定律一、闭合电路的欧姆定律1．内容：在外电路为纯电阻的闭合电路中，电流的大小跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比．2．公式：(1)I＝ER＋r(只适用于纯电阻电路)．(2)E＝U外＋Ir(适用于所有电路)．3．路端电压U与电流I的关系(1)关系式：U＝E－Ir.(2)U－I图象如图1所示．图1①当电路断路即I＝0时，纵坐标的截距为电源电动势．②当外电路短路即U＝0时，横坐标的截距为短路电流．③图线的斜率的绝对值为电源的内阻．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＝IE＝IU外＋IU内＝P出＋P内．(2)纯电阻电路：P总＝I2(R＋r)＝E2 R＋r.2．电源内部消耗的功率P内＝I2r＝IU内＝P总－P出．3．电源的输出功率(1)任意电路：P出＝IU＝IE－I2r＝P总－P内．(2)纯电阻电路：P 出＝I 2R ＝E 2R (R ＋r )2＝E 2(R －r )2R＋4r .(3)纯电阻电路中输出功率随R 的变化关系 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 的增大输出功率越来越小． ③当R <r 时，随着R 的增大输出功率越来越大．④当P 出<P m 时，每个输出功率对应两个外电阻R 1和R 2，且R 1R 2＝r 2. ⑤P 出与R 的关系如图2所示．图24．电源的效率(1)任意电路：η＝P 出P 总×100%＝UE ×100%.(2)纯电阻电路：η＝R R ＋r×100%＝11＋r R ×100%因此在纯电阻电路中R 越大，η越大．[深度思考] 当R ＝r 时，电源的输出功率最大，则此时电源的效率是不是最大？ 答案 不是解析 由η＝11＋r R×100%可知，当R ＝r 时，η＝50%.故此时效率不是最大．1．判断下列说法是否正确．(1)闭合电路中的电流跟电源电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比．( √ ) (2)电动势是电源两极间的电压．( × ) (3)当外电阻增大时，路端电压也增大．( √ ) (4)闭合电路中的短路电流无限大．( × )(5)电动势的单位跟电压的单位一致，所以电动势就是两极间的电压．( × ) (6)在闭合电路中，外电阻越大，电源的输出功率越大．( × ) (7)电源的输出功率越大，电源的效率越高．( × )2．(人教版选修3－1P63第3题)许多人造卫星都用太阳电池供电．太阳电池由许多片电池板组成．某电池板不接负载时的电压是600 μV ，短路电流是30 μA.则这块电池板的内阻( )A ．2 ΩB ．20 ΩC ．200 ΩD ．2 000 Ω 答案 B3．(人教版选修3－1P63第4题)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 ，若在外电路中分别并联一个6.0 Ω的电阻和串联一个6.0 Ω的电阻．则两种情况下的路端电压为( ) A ．4.3 V 3.72 V B ．3.73 V 4.3 V C ．3.72 V 4.3 V D ．4.2 V 3.73 V答案 C4．(人教版选修3－1P66第2题)一个量程为0～150 V 的电压表，内阻为20 kΩ，把它与一个大电阻串联后接在110 V 电路的两端，电压表的读数是5 V ．这个外接电阻是( ) A ．240 Ω B ．420 kΩ C ．240 kΩ D ．420 Ω 答案 B命题点一 闭合电路欧姆定律及动态分析 1．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⎩⎪⎨⎪⎧并联分流I 串联分压U →变化支路． (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片分别滑至两个极端去讨论． 2．闭合电路的故障分析 (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，或并联路段被短路．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．例1 (多选)如图3所示的电路中，电源电动势为12 V ，内阻为2 Ω，四个电阻的阻值已在图中标出，闭合开关S ，下列说法正确的有( )图3A ．路端电压为10 VB ．电源的总功率为10 WC ．a 、b 间电压的大小为5 VD ．a 、b 间用导线连接后，电路的总电流为1 A 答案 AC解析 外电路的总电阻R ＝20×2020＋20 Ω＝10 Ω，总电流I ＝E R ＋r ＝1 A ，则路端电压U ＝IR ＝10V ，A 对；电源的总功率P 总＝EI ＝12 W ，B 错；a 、b 间电压大小为U ab ＝0.5×15 V －0.5×5 V ＝ 5 V ，C 项对；a 、b 间用导线连接后，外电路的总电阻为R ′＝2×5×155＋15 Ω＝7.5 Ω，电路中的总电流I ′＝ER ′＋r≈1.26 A ，D 项错误．1．如图4所示，E 为内阻不能忽略的电池，R 1、R 2、R 3为定值电阻，S 0、S 为开关，V 与A 分别为电压表与电流表．初始时S 0与S 均闭合，现将S 断开，则( )图4A ．V 的读数变大，A 的读数变小B ．V 的读数变大，A 的读数变大C ．V 的读数变小，A 的读数变小D ．V 的读数变小，A 的读数变大 答案 B解析 S 断开，相当于外电阻变大，由闭合电路欧姆定律知电路中总电流减小，则路端电压增大，V 的示数变大，R 1的电压减小，故R 3的电压增大，故电流表示数变大，B 正确． 2.如图5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I C ，当通过限流器的电流I ＞I C 时，将造成超导体失超，从超导态(电阻为零，即R 1＝0)转变为正常态(一个纯电阻，且R 1＝3 Ω)，以此来限制电力系统的故障电流．已知超导临界电流I C ＝1.2 A ，限流电阻R 2＝6 Ω，小灯泡L 上标有“6 V 6 W ”的字样，电源电动势E ＝8 V ，内阻r ＝2 Ω.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( )图5A ．灯泡L 短路前通过R 2的电流为47AB ．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1 AC ．灯泡L 短路后通过R 1的电流为43 AD ．灯泡L 短路后通过R 2的电流为2 A 答案 C解析 标有“6 V 6 W ”的小灯泡L 电阻R ＝U 2P ＝6 Ω，灯泡L 正常发光时通过灯泡L 的电流I ＝PU ＝1 A ，超导部件处于超导态，其电阻为零，1 A 电流全部通过超导部件，即灯泡L短路前通过R 2的电流为零，A 错误．灯泡L 短路后，电流增大超过超导部件超导临界电流，将由超导态转化为正常态，外电路电阻R ′＝2 Ω，由闭合电路欧姆定律可得，通过灯泡的电流I ＝ER ′＋r ＝2 A ，B 错误．由并联电路电流分配规律可知，灯泡L 短路后通过R 1的电流为43 A ，通过R 2的电流为23 A ，C 正确，D 错误．命题点二 电路中的功率及效率问题例2 如图6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( )图6A．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答案 C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．选C.3. (多选)在如图7所示的U－I图象中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图线，直线Ⅱ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()图7A．电源的电动势为3 V，内阻为0.5 ΩB．电阻R的阻值为1 ΩC．电源的输出功率为4 WD．电源的效率为50%答案ABC解析由图线Ⅰ可知，电源的电动势为3 V，内阻为r＝EI短＝0.5 Ω；由图线Ⅱ可知，电阻R的阻值为1 Ω，该电源与电阻R直接相连组成的闭合电路的电流为I＝Er＋R＝2 A，路端电压U＝IR＝2 V(可由题图读出)，电源的输出功率为P＝UI＝4 W，电源的效率为η＝UI EI×100%≈66.7%，故选项A 、B 、C 正确，D 错误．4．(多选)如图8所示，图中直线①表示某电源的路端电压与电流的关系图线，图中曲线②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()图8A ．电源的电动势为50 VB ．电源的内阻为253ΩC ．电流为2.5 A 时，外电路的电阻为15 ΩD ．输出功率为120 W 时，输出电压是30 V 答案 ACD解析 电源的路端电压和电流的关系为：U ＝E －Ir ，显然直线①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 ＝50 V ，r ＝50－206－0 Ω＝5 Ω，A 正确，B 错误；当电流为I 1＝2.5 A 时，由回路中电流I 1＝Er ＋R 外，解得外电路的电阻R 外＝15 Ω，C 正确；当输出功率为120 W 时，由题图中P －I 关系图线看出对应干路电流为4 A ，再从U －I 图线读取对应的输出电压为30 V ，D 正确. 命题点三 电源和电阻U －I 图象的比较例3 如图9直线A 为某电源的U －I 图线，曲线B 为某小灯泡L 1的U －I 图线的一部分，用该电源和小灯泡L 1串联起来组成闭合回路时灯泡L 1恰能正常发光，则下列说法中正确的是( )图9A ．此电源的内电阻为23ΩB ．灯泡L 1的额定电压为3 V ，额定功率为6 WC ．把灯泡L 1换成阻值恒为1 Ω的纯电阻，电源的输出功率将变小D ．由于小灯泡L 1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 答案 B解析 由图象知，电源的内阻为r ＝⎪⎪⎪⎪ΔU ΔI ＝4－16 Ω＝0.5 Ω，A 错误；因为灯L 1正常发光，故灯L 1的额定电压为3 V ，额定功率为P ＝UI ＝3×2 W ＝6 W ，B 正确；正常工作时，灯L 1的电阻为R 1＝UI ＝1.5 Ω，换成R 2＝1 Ω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．5. (多选)如图10所示，a 、b 分别表示一个电池组和一只电阻的伏安特性曲线．以下说法正确的是( )图10A ．电池组的内阻是1 ΩB ．电阻的阻值为0.33 ΩC ．将该电阻接在该电池组两端，电池组的输出功率将是4 WD ．改变外电阻的阻值时，该电池组的最大输出功率是4 W 答案 AD解析 a 图线斜率的绝对值的倒数等于电源的内阻，则电池组的内阻是r ＝⎪⎪⎪⎪ΔU ΔI ＝44 Ω＝1 Ω，选项A 正确；b 图线的斜率的倒数等于电阻R ，则R ＝U I ＝31 Ω＝3 Ω，选项B 错误；由a 图线可知，电源的电动势为E ＝4 V ，将该电阻接在该电池组两端，电池组的输出功率将是P ＝(E R ＋r )2R ＝(43＋1)2×3 W ＝3 W ，选项C 错误；改变外电阻的阻值时，该电池组的最大输出功率为P m ＝E 24r ＝424×1W ＝4 W ，选项D 正确；故选A 、D.6. (多选)如图11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图线，曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线，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( )图11A ．电源1与电源2的内阻之比是11∶7B ．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，小灯泡消耗的功率之比是1∶2D ．在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是1∶2 答案 ABC解析 根据电源的路端电压随输出电流变化的特性图线斜率的绝对值表示电源内阻可知，电源1与电源2的内阻之比是11∶7，选项A 正确；根据电源的路端电压随输出电流变化的特性图线在纵轴的截距表示电源电动势可知，电源1与电源2的电动势之比是1∶1，选项B 正确；根据曲线交点表示工作点，交点的纵、横坐标的乘积表示电源输出功率，在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是1∶2，选项C 正确；根据曲线交点的纵、横坐标的比值表示小灯泡电阻，在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是18∶25，选项D 错误． 命题点四 含电容器电路的分析1．确定电容器和哪个电阻并联，该电阻两端电压即为电容器两端电压．2．当电容器和某一电阻串联后接在某一电路两端时，此电路两端电压即为电容器两端电压． 3．当电容器与电源直接相连，则电容器两极板间电压即等于电源电动势．例4 (2016·全国Ⅱ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Q 1；闭合开关S ，电流再次稳定后，C 所带的电荷量为Q 2.Q 1与Q 2的比值为( )图12A.25B.12C.35D.23 答案 C解析 S 断开时等效电路图如图甲所示．甲电容器两端电压为U 1＝E R ＋23R×23R ×12＝15E ；S 闭合时等效电路图如图乙所示．乙电容器两端电压为U 2＝E R ＋12R×12R ＝13E ，由Q ＝CU 得Q 1Q 2＝U 1U 2＝35，故选项C 正确．7.在如图13所示的电路中，R 1＝11 Ω，r ＝1 Ω，R 2＝R 3＝6 Ω，当开关S 闭合且电路稳定时，电容器C 带电荷量为Q 1；当开关S 断开且电路稳定时，电容器C 带电荷量为Q 2，则( )图13A ．Q 1∶Q 2＝1∶3B ．Q 1∶Q 2＝3∶1C ．Q 1∶Q 2＝1∶5D ．Q 1∶Q 2＝5∶1答案 A解析 当开关S 闭合时，电容器两端电压等于R 2两端的电压，U 2＝ER 2R 1＋R 2＋r ＝E 3，Q 1＝E 3C ；当开关S 断开时，电容器两端电压等于电源电动势，U ＝E ，Q 2＝EC ，所以Q 1∶Q 2＝1∶3，选项A 正确．8.如图14所示，电路中R 1、R 2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()图14A ．增大R 1的阻值B ．增大R 2的阻值C ．增大两板间的距离D ．断开开关S答案 B解析 由闭合电路欧姆定律可知：增大R 1的阻值会使总电阻增大，总电流减小，R 1两端电压增大，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R 2中无电流，R 2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.含有非理想电表的电路分析典例1 两个定值电阻R 1、R 2串联接在U 稳定于12 V 的直流电源上，有人把一个内阻不是远大于R 1、R 2的电压表接在R 1的两端，如图15所示，电压表示数为8 V ，如果把它改接在R 2的两端，则电压表的示数将( )图15A ．小于4 VB ．等于4 VC ．大于4 V 而小于8 VD ．等于或大于8 V答案 A解析 当电压表并联在R 1两端时，ab 间的电阻是R 1与电压表内阻R V 并联后的等效电阻R ab ，R ab ＜R 1，R ab 两端电压为8 V ，R 2两端电压为4 V ，则R ab ＝2R 2，所以R 1＞2R 2，由此可以推断，当不用电压表测量时，R 2分得的电压小于4 V ．当把电压表并在R 2上时，bc 间的电阻R bc 为R 2和R V 的并联电阻，R bc ＜R 2，因而bc 间电压一定小于4 V ．所以本题正确选项为A.典例2 如图16甲所示电路中，电压表V 1与V 2内阻相同，V 2与R 1并联，V 1的示数为U 1＝3 V ，V 2的示数为U 2＝2 V ；现将V 2改为与R 2并联，如图乙所示，再接在原来的电源上，那么( )图16A ．V 1的示数必增大，V 2的示数必减小B ．V 1的示数必增大，V 2的示数必增大C ．V 1的示数必减小，V 2的示数必增大D ．V 1的示数必减小，V 2的示数必减小答案 A解析 题图甲中，由R 2两端的电压小于R 1两端的电压知，R 2＜R 1R V R 1＋R V ＜R 1，R 串＝R 2＋R 1R V R 1＋R V，在题图乙中，显然R 2R V R 2＋R V ＜R 2，R 串′＝R 1＋R 2R V R 2＋R V ；R 串－R 串′＝R 2－R 1＋R 1R V R 1＋R V －R 2R V R 2＋R V＝(R 2－R 1)(R 1R 2＋R 1R V ＋R 2R V )(R 1＋R V )(R 2＋R V )，因为R 2＜R 1，所以R 串－R 串′＜0，即R 串＜R 串′，由闭合电路欧姆定律可知，电压表V 1的示数变大，电压表V 2的示数减小，A 正确．题组1 电路的动态分析1.如图1所示电路，电源内阻不可忽略．开关S 闭合后，在变阻器R 0的滑动端向下滑动的过程中( )图1A ．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 由变阻器R 0的滑动端向下滑动可知，R 0连入电路的有效电阻减小，R 总减小，由I ＝E R 总＋r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U 1＝IR 1可知U 1增大，由U 外＝U 1＋U 2可知U 2减小，由I 2＝U 2R 2可知电流表示数减小，故A 正确．2. (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2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( )图2A ．电灯L 变亮B ．电灯L 变暗C ．电流表的示数减小D ．电流表的示数增大答案 AC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 ＝E R 总可知总电流变小，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．3.在如图3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V 1、电压表V 2的读数分别为I 、U 1和U 2，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θ，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V 1、电压表V 2读数变化量大小分别是ΔI 、ΔU 1和ΔU 2，下列说法中正确的是( )图3A ．ΔU 2大于ΔU 1B ．灯泡变亮、细线与竖直方向间的夹角θ变大C ．电源的输出功率变大D.U 2I 变大、ΔU 2ΔI变大 答案 C解析 滑动变阻器电阻增大，总电流减小，R 1电压减小，R 2电压增大，而U 外又增大，明显R 2电压增大要超过R 1电压减小，则A 错误．U 外增大，即灯泡两端电压增大，灯泡变亮；R 1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θ变小，则B 错误．小灯泡的电阻小于电源的内阻，那么再并联R 1、R 2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.U 2I 为外电阻，变大，ΔU 2ΔI为内电阻，不变，则D 错误．4.如图4所示的电路中，闭合开关S ，灯L 1、L 2正常发光．由于电路突然出现故障，发现灯L 1变亮，灯L 2变暗，电流表的读数变小，根据分析，发生的故障可能是( )图4A ．R 1断路B ．R 2断路C ．R 3短路D ．R 4短路答案 A解析 分析电路的连接方式可知，R 1与L 1并联；R 2与R 3先并联再与电流表、R 4串联，然后与L 2并联．发现灯L 1变亮，灯L 2变暗，说明L 1两端的电压变大，L 2两端的电压变小，可能是R 1断路，A 正确；如果R 2断路，则灯L 2变亮，灯L 1变暗，与现象不符，B 错误；若R 3短路或R 4短路，与电流表示数变小不符，C 、D 错误．题组2 电路中的功率及效率问题5．(多选)如图5所示，已知电源的内电阻为r ，固定电阻R 0＝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( )图5A ．电源的输出功率由小变大B ．固定电阻R 0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 AB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＝E 2(R 外－r )2R 外＋4r ，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0～23r ，由图可知，当外电路电阻由0增加到23r 时，电源的输出功率一直变大，选项A 正确．R 0是纯电阻，所以其消耗的电功率PR 0＝U 2R 0，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，R 0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R 0当作电源内电阻的一部分，即电源的等效内电阻为r ′＝rR 0r ＋R 0＝r 2，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r 2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 ＝r 2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．6．(多选)如图6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( )图6A ．当R 2＝R 1＋r 时，R 2获得最大功率B ．当R 1＝R 2＋r 时，R 1获得最大功率C ．当R 2＝0时，R 1获得最大功率D ．当R 2＝0时，电源的输出功率最大答案 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(如图甲所示)，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，A 项正确；讨论R 1的电功率时，由于R 1为定值，根据P ＝I 2R 知，电路中电流越大，R 1上的电功率就越大(P 1＝I 2R 1)，所以，当R 2＝0时，等效电源内阻最小(等于r ，如图乙所示)，R 1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，(R 1＋R 2)为外电阻，内电阻r 恒定，由于题目没有给出R 1和r 的具体数值，所以当R 2＝0时，电源输出功率不一定最大，故D 项错误．题组3 U －I 图象的理解和应用7.如图7所示，直线A 为某电源的U －I 图线，曲线B 为某小灯泡的U －I 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7A ．4 W,8 WB ．2 W,4 WC ．2 W,3 WD ．4 W,6 W答案 D解析 用该电源和小灯泡组成闭合电路时，电源的输出功率是UI ＝2×2 W ＝4 W ，电源的总功率是EI ＝3×2 W ＝6 W ．选项D 正确．8.硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点．如图8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( )图8A ．8.0 ΩB ．10 ΩC ．12 ΩD ．12.5 Ω答案 A解析 由闭合电路欧姆定律得U ＝E －Ir ，当I ＝0时，E ＝U ，由图线a 与纵轴的交点读出电动势为E ＝3.6 V ．根据两图线交点处的状态可知，电阻两端的电压为2 V ，则内阻r ＝3.6－20.2Ω＝8.0 Ω，故A 正确．9．(多选)在如图9所示的U －I 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α＝β，则下列说法中正确的是( )图9A ．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a →b ，β角增大，电源的总功率和输出功率可能都将增大D ．从b →c ，β角增大，电源的总功率和输出功率可能都将减小答案 AD解析 b 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a →b ，路端电压升高，回路电流减小，电源的总功率减小，C 错误；若U b I b＝r (电源内阻)，由路端电压和干路电流可判断从b →c 外电路电阻增大，电源的输出功率和总功率都减小，D 正确． 题组4 含电容器电路的分析10. (多选)如图10所示，C 1＝6 μF ，C 2＝3 μF ，R 1＝3 Ω，R 2＝6 Ω，电源电动势E ＝18 V ，内阻不计，下列说法正确的是( )图10A ．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C 1带的电荷量比开关S 闭合后C 1带的电荷量大D ．不论开关S 断开还是闭合，C 1带的电荷量总比C 2带的电荷量大答案 BC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C 1＞C 2，由Q ＝CU 知此时Q 1＞Q 2.当S 闭合时，稳定状态下C 1与R 1并联，C 2与R 2并联，电路中电流I ＝E R 1＋R 2＝2 A ，此时两电阻两端电压分别为U 1＝IR 1＝6 V 、U 2＝IR 2＝12 V ，则此时两电容器所带的电荷量分别为Q 1′＝C 1U 1＝3.6×10－5 C 、Q 2′＝C 2U 2＝3.6×10－5 C ，对电容器C 1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．11.在如图11所示的电路中，电容器的电容C ＝2 μF ，电源电压为12 V 且恒定不变，R 1∶R 2∶R 3∶R 4＝1∶2∶6∶3，则电容器极板a 所带电荷量为( )图11A ．－8×10－6 CB ．4×10－6 C C ．－4×10－6 C D ．8×10－6 C 答案 D解析 设R 1、R 2、R 3、R 4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，左右两个支路构成并联电路，其中R 1和R 2支路中电流I 1＝E R 1＋R 2＝4R，R 3和R 4支路中电流I 3＝E R 3＋R 4＝43R，令电源正极的电势φ＝0，则φa ＝－I 1R 1＝－4 V ，φb ＝－I 3R 3＝－8 V ，得U ab ＝φa －φb ＝4 V ，即电容器极板a 带正电荷，电荷量Q ＝CU ab ＝8×10－6 C ，D 正确． 12. (多选)如图12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( )图12A ．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 仍静止答案 ABD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 ＝4πkQ εr S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。

闭合电路欧姆定律课后练习(2)1．用一直流电池组给电阻为r的直流电动机供电，当电动机正常工作时，电动机两端的电压为U，通过的电流为I，则下列说法中正确的是（）A．电动机的输入功率为UI B．电动机的输入功率为UI-I2rC．电动机的发热功率为I2 r D．电动机的输出功率是UI-I2r2．将R1=16Ω和R1=9Ω的两只定值电阻先后分别接在某个电池组两极间时，测得电池组的输出功率相同．由此可知该电池组的内阻为______Ω．3．有一个电流表G，内阻Rg=10Ω，满偏电流Ig=3mA。

要把它改装为量程0-3V的电压表，要串联多大的电阻？改装后电压表的内阻是多大？4．许多人造卫星都用太阳能电池供电，太阳能电池由许多片电池板组成，某电池板的开路电压是600mV，短路电流是30mA，这块电池板的内电阻是（）A． 60Ω B.40Ω C.20Ω D.10Ω5．用电动势ε=6V、内电阻r=4Ω的直流电源依次分别对下列四个电珠供电，最亮的电珠是（）A．“6V，12W” B.“6V，9W”C.“6V，4W”D.“6V，3W”6．下面是用伏安法测小灯泡额定功率的主要步骤，请你按实验操作的先后顺序，用字母标号依次排列：．A．把电源、开关、滑动变阻器、小灯泡、电流表（较大量程）串联成电路．B．闭合开关，接通电路．C．记录电压表、电流表的示数，并计算出小灯泡的额定功率．D．切断电路，整理器材．E．把电压表并联在小灯泡两端（所选量程要高于灯的额定电压）．F．调节滑动变阻器阻值，使其接入电路的电阻最大．G．调节滑动变阻器，使小灯泡在额定电压下发光．7．电阻R1和R2并联在电路中，设R1、R2两端的电压为U1、U2，R1、R2中的电流强度分别为I1、I2，则A．U1：U2=R1：R2 B． U1：U2=R2：R1 C．I1：I2=R1：R2 D．I1：I2=R2：R18．如图所示电路，闭合开关s，将滑动变阻器的滑动片p由a向b端移动时，电压表和电流表的示数变化情况是()A．电压表和电流表示数都增大B．电压表和电流表示数都减小C．电压表示数增大，电流表示数变小D．电压表示数减小，电流表示数增大9．一个电池组的电动势为E，内阻为r，用它给一电阻为R的直流电动机供电，当电动机正常工作时，通过电动机的电流为I，电动机两端的电压为U，经时间t（）A．电源在内外电路做的功为（I2r+IU）tB．电池消耗的化学能为IEtC．电动机输出的机械能为IEt﹣I2（R+r）tD．电池组的效率为(U-Ir)/E10．下面各电学物理量的单位中，属于国际单位制中的基本单位的是（）A．库仑 B.安培 C.伏特 D.欧姆参考答案：1．答案： ACD解析：2．答案： 12解析：3．答案： 990Ω 1000Ω4．答案： C5．答案： B6．答案： AEFBGCD解析：进行电学实验必须按照一定的顺序，符合电路连接和操作要求；对于滑动变阻器的使用，要求在连接电路时，要将滑片滑到阻值最大处，然后方可进行实验；还要注意在有电压表的电路中，要先连主电路，再将电压表并联在被测电路两端；7．答案： D8．答案： B解析：将滑动变阻器的滑动片p由a向b端移动时，R减小，并联部分的总电阻减小，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律得知，总电流增大，路端电压减小，则电压表减小．并联部分的电压U并=E-I（R1+r），I增大，E、R1、r均不变，则U并减小，则电流表的示数减小．所以电压表和电流表示数都减小．9．答案： ABC解析：电源做功的总功等于EIt；电池消耗的化学能为IEt；电动机正常工作时，其电路是非纯电阻电路，由W=UIt求解电功．发热量由Q=I2Rt求解．出的机械能由能量守恒定律研究．电池组的效率等于输出功率与总功率之比10．答案： B解析：考点：力学单位制．分析：国际单位制规定了七个基本物理量．分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、光强度、物质的量．它们的在国际单位制中的单位称为基本单位，而物理量之间的关系式推到出来的物理量的单位叫做导出单位．解答：解：在七个基本单位中，各电学物理量的单位中只有安培属于国际单位制中的基本单位．故B正确．故选：B点评：本题的解题关键要掌握国际单位制中三个基本单位，要注意基本物理量与基本单位的区别，不能混淆．。

第八章 恒定电流电学设计性实验题能有效地考查学生的实验技能和创造性思维能力，每年高考都有考查，属于必考内容．【重难解读】电学实验中主要有以下几个实验 (1)电阻的测量；(2)电源电动势和内阻的测量； (3)多用电表的使用．其中测量电阻的方法和思路是考查的重点，而电动势和内阻的测量属于难点．【典题例证】(9分)某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池．该同学想测量一下这个电池的电动势E 和内电阻r ，但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱(最大阻值为999.9 Ω，可当标准电阻用)、一只电流表(量程I g ＝0.6 A ，内阻r g ＝0.1 Ω)和若干导线．(1)请根据测定电动势E 和内电阻r 的要求，设计图甲中器材的连接方式，把它们连接起来．(2)闭合开关，逐次改变电阻箱的阻值R ，读出与R 对应的电流表的示数I ，并作记录．当电阻箱的阻值R ＝2.6 Ω时，其对应的电流表的示数如图乙所示．处理实验数据时，首先计算出每个电流值I 的倒数1I ；再制作R －1I坐标图，如图丙所示，图中已标注出了⎝ ⎛⎭⎪⎫1I ，R 的几个与测量对应的坐标点，请你将与图乙实验数据对应的坐标点也标注在图丙上．(3)在图丙上把描绘出的坐标点连成图线．(4)根据图丙描绘出的图线可得出这个电池的电动势E ＝________ V ，内电阻r ＝________ Ω.[解析] (1)把各器件直接串联即可．(2)当R ＝2.6 Ω时，由题图乙可知I ＝0.5 A ，1I＝2 A －1，坐标为(2，2.6)．(3)图线是一条倾斜的直线．连线时不能连成折线；为减小偶然误差，个别偏离太远的点舍去．(4)由闭合电路的欧姆定律得E ＝I (R ＋r ＋r g )，则R ＝EI－(r ＋r g )，故图线的斜率k 表示电池电动势E 的大小，纵轴截距的绝对值表示(r ＋r g )．E ＝k ＝6.0－04.20－0.25V ≈1.52 V(1.46～1.54 V 范围内均正确)，r ≈0.3 Ω(0.25～0.35Ω均正确)．[答案] (1)(2)(3)见解析[(1)3分；(2)2分；(3)2分)] (4)1.52(1.46～1.54)(1分) 0.3(0.25～0.35)(1分)解决电学实验问题应掌握以下内容：1．明确题目的要求：认真审清题意，看清题目的要求．即审题时要看清题目要求测定什么物理量，验证、探究什么物理规律，或者要求设计达到何种标准的电路等．2．明确实验原理：解决设计型实验题的关键在于选择实验原理．如果实验需要测定某些电学量，应弄清待测物理量可通过哪些规律、公式求得，与哪些物理量有直接联系，可用哪些物理量定量地表示，用何种方法测定相关量，进而得出待求量．3．明确设计电路的原则设计电路一般应遵循“安全性”原则、“精确性、方便性”原则，兼顾“运用仪器少、耗电少”等原则．(1)安全性原则：选用仪器组成电路，首先要保证实验正常进行．例如通过电流表的电流和加在电压表上的电压均不得超过其量程，滑动变阻器、被测电阻不得超过其额定电流(额定功率)等．(2)精确性、方便性原则：“精确”是指选用仪器组成实验电路时要尽可能减小测量误差，提高精确度．例如所用电流表、电压表的指针应有较大的偏转，一般应使指针偏转在满刻度的13以上，以减小因读数引起的偶然误差．“方便”是指实验中便于调节控制，便于读数．例如应根据电路可能出现的电流、电压范围选择滑动变阻器．对大阻值的滑动变阻器，如果滑片稍有移动就使电路中的电流、电压有很大变化，则不宜采用．对于滑动变阻器，还要权衡用分压式电路还是限流式电路．(3)运用仪器少、耗电少原则：在达到实验目的，各项指标均符合要求的前提下，还应注意运用的仪器尽量少和节约电能．例如控制电路有限流式与分压式两种调节电路，若这两种调节电路均能满足要求，从消耗功率小，节约电能的角度，则应选用限流式电路．4．控制电路的选择滑动变阻器选用限流接法和分压接法的依据：(1)负载电阻电压要求变化范围较大，且从零开始连续可调，应选分压电路． (2)若负载电阻的阻值R x 远大于滑动变阻器总阻值R ，应选分压电路．(3)若负载电阻的阻值R x 小于滑动变阻器总阻值R 或相差不多，且没有要求电压从零可调，应选限流电路．(4)两种电路均可时限流电路优先，因为限流电路消耗的总功率小． 5．测量电路的选择对伏安法测电阻，应根据待测电阻的大小选择电流表不同的接法．(1)阻值判断法当R V ≫R x 时，采用电流表“外接法”； 当R x ≫R A 时，采用电流表“内接法”． (2)倍率比较法①当R V R x ＝R xR A 即R x ＝R V ·R A 时，既可选择电流表“内接法”，也可选择“外接法”； Ｋ ②当R V R x ＞R x R A 即R x ＜R V ·R A 时，采用电流表外接法； ③当R V R x ＜R x R A即R x ＞R V ·R A 时，采用电流表内接法．(3)试触法ΔU U 与ΔII大小比较：①若ΔU U ＞ΔII ，则选择电压表分流的外接法；②若ΔI I＞ΔUU，则选择电流表分压的内接法． 6．实验器材的选择(1)安全因素：通过电源、电表、电阻的电流不能超过允许的最大电流．(2)误差因素：选择电表时，保证电流和电压均不超过其量程．使指针有较大偏转⎝ ⎛⎭⎪⎫一般取满偏度的13～23；使用欧姆表选挡时让指针尽可能在中值刻度附近． (3)便于操作：选滑动变阻器时，在满足其他要求的前提下，可选阻值较小的． (4)关注实验的实际要求．【突破训练】1．(高考全国卷Ⅱ)在伏安法测电阻的实验中，待测电阻R x 约为200 Ω，电压表V 的内阻约为2 k Ω，电流表A 的内阻约为10 Ω，测量电路中电流表的连接方式如图甲或图乙所示，结果由公式R x ＝UI计算得出，式中U 与I 分别为电压表和电流表的示数．若将图甲和图乙中电路测得的电阻值分别记为R x 1和R x 2，则________(填“R x 1”或“R x 2”)更接近待测电阻的真实值，且测量值R x 1________(填“大于”“等于”或“小于”)真实值，测量值R x 2________(填“大于”“等于”或“小于”)真实值．解析：根据题意知R x R A >R V R x，电压表的分流作用较显著，故采用电流表内接法时R x 1更接近待测电阻的真实值．图甲的测量值是R x 与R A 串联的电阻阻值，故R x 1>R x 真；图乙的测量值是R x 与R V 并联的电阻阻值，故R x 2<R x 真．答案：R x 1 大于 小于2．(2016·高考浙江卷)某同学用伏安法测量导体的电阻，现有量程为3 V 、内阻约为3 k Ω的电压表和量程为0.6 A 、内阻约为0.1 Ω的电流表．采用分压电路接线，图1是实物的部分连线图，待测电阻为图2中的R 1，其阻值约为5 Ω.(1)测R 1阻值的最优连接方式为导线①连接________(填a 或b )、导线②连接________(填c 或d )．(2)正确接线测得实验数据如表，用作图法求得R 1的阻值为________Ω.(3)已知图21R 2的边长是R 1的110，若测R 2的阻值，则最优的连线应选________(填选项)． A ．①连接a ，②连接c B ．①连接a ，②连接d C ．①连接b ，②连接c D ．①连接b ，②连接d解析：(1)因电压表的内阻远大于电阻R 1的阻值，故电流表应外接，导线①连接a ，因题述要求采用分压电路接线，故导线②连接d .(2)由实验数据用作图法(如图所示)求得R 1的阻值为R 1＝2.40－0.400.53－0.09Ω≈4.5 Ω.(3)根据电阻定律R ＝ρl S，由题设条件知R 2＝R 1＝4.5 Ω，因电压表的内阻仍远大于电阻R 2的阻值，测电阻R 2阻值的最优连接方式应是导线①连接a ，导线②连接d ，故选项B 正确．答案：(1)a d (2)4.5(4.4～4.7) (3)B3．某同学在“利用DIS 实验的电压、电流传感器，描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，采用了图甲所示电路．(1)图甲中，E矩形框内应该接____________，F矩形框内应该接____________．(选填“电压传感器”“电流传感器”或“小灯泡”)(2)该同学利用测量的数据，画出如图乙的图线，但该同学忘记在坐标上标明横坐标和纵坐标所表示的物理量，请你根据图线作出判断：横坐标表示________，纵坐标表示________．解析：(1)实验电路采用的是滑动变阻器分压式接法，图甲中E矩形框内应该接电压传感器，F矩形框内应该接小灯泡．(2)根据小灯泡的电阻会随温度的升高而增大，可判断横坐标表示电流，纵坐标表示电压．答案：(1)电压传感器小灯泡(2)电流电压4．(高考上海卷)在“用DIS测电源的电动势和内阻”的实验中：(1)将待测电池组、滑动变阻器、电流传感器、电压传感器、定值电阻、电键及若干导线连接成电路如图甲所示．图中未接导线的A端应接在________点(选填“B”“C”“D”或“E”)．(2)实验得到的U－I关系如图乙中的直线Ⅰ所示，则电池组的电动势为________V，内电阻阻值为________Ω.(3)为了测量定值电阻的阻值，应在图甲中将“A”端重新连接到________点(选填“B”“C”“D”或“E”)，所得到的U－I关系如图乙中的直线Ⅱ所示，则定值电阻的阻值为____________Ω.解析：(1)电压传感器测的是路端电压，且开关打开，电压传感器示数应为零，故导线的A端应接在C点．(2)由图乙中的直线Ⅰ可知U－I关系图线的纵截距为2.8 V，即为电池组的电动势，斜率的绝对值为2.81.4Ω＝2 Ω，即内电阻阻值为2 Ω.(3)为了测量定值电阻的阻值，应将A 端接到D 点，由图乙中的直线Ⅱ可知，斜率的绝对值为2.80.56 Ω＝5 Ω，即内电阻阻值与定值电阻阻值之和为5 Ω，所以定值电阻的阻值为5 Ω－2 Ω＝3 Ω.答案：(1)C (2)2.8 2 (3)D 35．某课题研究小组，选用下列器材测定某型号手机所用锂电池的电动势E 和内阻r .(电动势约为4 V ，内阻在几欧到几十欧之间)A ．电压表V(量程6 V ，内阻约为6.0 k Ω)B ．电流表A(量程2 mA ，内阻约为50 Ω)C ．电阻箱R (0～999.9 Ω)D ．开关S 一只、导线若干(1)某同学从上述器材中选取了电流表和电阻箱测锂电池的电动势和内阻，你认为可行吗？请说明理由：________________________________________________________________________________________________________________________________________________ (2)今用上述器材中的电压表和电阻箱测锂电池的电动势和内阻，请在虚线框中画出实验电路图．(3)用(2)中实验电路测得的8组U 、R 数据，已在U －1R坐标系中描出了各点，如图所示，请在图中作出1U －1R图线．根据图线求得E ＝________V ，r ＝________Ω(保留两位有效数字)．解析：(1)将电流表、电阻箱串联在锂电池上，估算通过电路的最小电流大于2 mA.故该同学的设计不可行．(2)实验电路图如图所示(3)根据1U －1R 坐标中描出的各点，画出1U －1R的图线，如图所示．根据I ＝ER ＋r，U ＝E －Ir推出1U ＝1E ＋r E ·1R由此可知图线的截距为电动势的倒数，斜率为内阻和电动势的比值，由此可得出E ≈3.6 V ，r ≈9.9 Ω.答案：见解析6．某同学想用以下器材组装一只欧姆表，并比较精确地测量一只几千欧电阻的阻值． A ．电流计，满偏电流为1 mA ，内阻为20 Ω B ．电流计，满偏电流为0.6 A ，内阻为5 Ω C ．电动势15 V ，内阻5 Ω的直流电源 D ．电动势3 V ，内阻3 Ω的直流电源 E ．最大阻值为5 000 Ω的滑动变阻器 F ．最大阻值为100 Ω的滑动变阻器(1)以上器材应选用________(填字母)，并在下面虚线框内画出所组装的欧姆表的内部电路结构图．Ｋ(2)欧姆表调零后，滑动变阻器被接入电路部分的阻值为________Ω.(3)若用此欧姆表测量电阻，发现指针指在满偏电流的三分之一处，则此电阻的阻值约为________Ω.(4)如果电池长期未用，导致内阻增大，电动势基本不变，且仍然能正常调零，这将导致测量的结果________(选填“偏大”“偏小”或“准确”)．解析：(1)选取器材要能够满足欧姆表调零的要求，即I ＝ER ＋R g ＋r，调节滑动变阻器的滑片时，当滑动变阻器的阻值最大时，电流小于电流表的满偏电流I g ，综合考虑应选A 、D 、E.欧姆表的内部电路结构图如图所示．(2)欧姆表调零时，由闭合电路欧姆定律得E＝I g(R＋R g＋r)，代入数据解得R＝2 977 Ω.(3)测量电阻时，由闭合电路欧姆定律得E＝I(R＋R g＋r＋R x)，由题意得I＝错误!，代入数据解得R x＝6 000 Ω.(4)用欧姆表测电阻时要先进行调零，电池内阻对欧姆表的测量结果没有影响．由于电池的电动势不变，根据上面的分析可知，测量的结果准确．答案：(1)ADE 见解析图(2)2 977 (3)6 000(4)准确。

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基础课2 电路闭合电路的欧姆定律选择题（1～4题为单项选择题，5～8题为多项选择题)1．如图1所示，电源的电动势为E、内阻为r，定值电阻R的阻值也为r，滑动变阻器的最大阻值是2r.当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动过程中，下列说法中正确的是( )图1A．电压表的示数变大B．电流表的示数变小C．滑动变阻器消耗的功率变小D．定值电阻R消耗的功率先变大后变小解析等效电路图如图所示.滑片从a端滑向b端，其接入电路的阻值R Pb减小，由“串反并同”原则有，电压表示数减小，电流表示数增大,电阻R消耗的功率增大，A、B、D错误;把电阻R当作电源内电阻(等效电源)，则R内＝2r,R Pb减小，且R Pb〈2r，等效电源的输出功率减小，即滑动变阻器的功率减小，C正确。

答案C2．在如图2所示的电路中,闭合开关S后，L1、L2两灯泡都正常发光，后来由于某种故障使L2突然变亮，电压表读数减小，由此推断，该故障可能是（)图2A．L1灯丝烧断B．电阻R2断路C．电阻R2短路D．电容器被击穿短路解析若电阻R2短路,则通过L2的电流为零,L2不亮,选项C错误；若L1灯丝烧断，则总电阻增大，总电流减小,L2两端电压减小，L2变暗，选项A错误；若R2断路,则总电阻增大，电压表读数增大，总电流减小，L1与R1并联部分两端的电压减小,故L2两端的电压增大，L2变亮，选项B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,L2变亮，D正确。

八 恒定电流第1节 电流 电阻 电功 电功率一、电流1．形成的条件：导体中有自由电荷；导体两端存在电压． 2．电流是标量，正电荷定向移动的方向规定为电流的方向． 3．两个表达式：①定义式：I ＝q t ；②决定式：I ＝U R. 二、电阻、电阻定律1．电阻：反映了导体对电流阻碍作用的大小．表达式为：R ＝U I.2．电阻定律：同种材料的导体，其电阻跟它的长度成正比，与它的横截面积成反比，导体的电阻还与构成它的材料有关．表达式为：R ＝ρl S.3．电阻率(1)物理意义：反映导体的导电性能，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．三、部分电路欧姆定律及其应用1．内容：导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比． 2．表达式：I ＝U R.3．适用范围：金属导电和电解液导电，不适用于气体导电或半导体元件．4．导体的伏安特性曲线(I －U )图线(1)比较电阻的大小：图线的斜率k ＝tan θ＝I U ＝1R，图中R 1＞R 2(填“＞”、“＜”或“＝”)．(2)线性元件：伏安特性曲线是直线的电学元件，适用于欧姆定律． (3)非线性元件：伏安特性曲线为曲线的电学元件，不适用于欧姆定律． 四、电功率、焦耳定律1．电功：电路中电场力移动电荷做的功．表达式为W ＝qU ＝UIt .2．电功率：单位时间内电流做的功．表示电流做功的快慢．表达式为P ＝Wt＝UI . 3．焦耳定律：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．表达式为Q ＝I 2Rt .4．热功率：单位时间内的发热量．表达式为P ＝Q t. [自我诊断] 1. 判断正误(1)电流是矢量，电荷定向移动的方向为电流的方向．(×)(2)由R ＝U I可知，导体的电阻与导体两端的电压成正比，与流过导体的电流成反比．(×) (3)由ρ＝RS l知，导体电阻率与导体的电阻和横截面积的乘积RS 成正比，与导体的长度l 成反比．(×)(4)电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多．(√)(5)电流I 随时间t 变化的图象与横轴所围面积表示通过导体横截面的电荷量．(√) (6)公式W ＝UIt 及Q ＝I 2Rt 适用于任何电路．(√)(7)公式W ＝U 2Rt ＝I 2Rt 只适用于纯电阻电路．(√)2．(多选)对于常温下一根阻值为R 的均匀金属丝，下列说法中正确的是( ) A ．常温下，若将金属丝均匀拉长为原来的10倍，则电阻变为10R B ．常温下，若将金属丝从中点对折起来，电阻变为14RC ．给金属丝加上的电压逐渐从零增大到U 0，则任一状态下的U I比值不变D ．金属材料的电阻率随温度的升高而增大解析：选BD.金属丝均匀拉长到原来的10倍，截面积变为原来的110，由R ＝ρlS 知，电阻变为原来的100倍，A 错误；将金属丝从中点对折起来，长度变为原来的一半，截面积变为原来的2倍，由R ＝ρl S 知，电阻变为原来的14，B 正确；由于金属的电阻率随温度的升高而增大，当加在金属丝两端的电压升高时，电阻R ＝UI将变大，C 错误，D 正确．3．如图所示电路中，a 、b 两点与一个稳压直流电源相接，当滑动变阻器的滑片P 向d 端移动一段距离时，哪一个电路中的电流表读数会变小( )解析：选B.选项A 、C 、D 中，滑动变阻器连入电路中的有效部分为滑片P 右侧部分，当滑动变阻器的滑片P 向d 端移动时，滑动变阻器阻值减小，由欧姆定律I ＝UR可知，电路中的电流将会增大，电流表读数会变大，故选项A 、C 、D 错误；而选项B 中，滑动变阻器连入电路中的有效部分为滑片P 左侧部分，当滑动变阻器的滑片P 向d 端移动时，滑动变阻器阻值增大，电路中的电流将会减小，电流表读数会变小，选项B 正确．4. 有一台标有“220 V,50 W”的电风扇，其线圈电阻为0.4 Ω，在它正常工作时，下列求其每分钟产生的电热的四种解法中，正确的是( )A ．I ＝P U ＝522A ，Q ＝UIt ＝3 000 JB ．Q ＝Pt ＝3 000 JC ．I ＝P U ＝522 A ，Q ＝I 2Rt ＝1.24 JD ．Q ＝U 2R t ＝22020.4×60 J＝7.26×106J解析：选 C.电风扇是一种在消耗电能过程中既产生机械能，又产生内能的用电器，其功率P ＝IU ，则I ＝P U ＝522A ，而产生的热量只能根据Q ＝I 2Rt 进行计算．因此，选项C 正确．考点一 对电流的理解和计算1. 应用I ＝q t计算时应注意：若导体为电解液，因为电解液里的正、负离子移动方向相反，但形成的电流方向相同，故q 为正、负离子带电荷量的绝对值之和．2．电流的微观本质如图所示，AD 表示粗细均匀的一段导体，长为l ，两端加一定的电压，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v ，设导体的横截面积为S ，导体每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 ，AD 导体中自由电荷总数N ＝nlS ，总电荷量Q ＝Nq ＝nqlS ，所用时间t ＝l v ，所以导体AD 中的电流I ＝Q t ＝nlSql /v＝nqSv .1．如图所示，一根横截面积为S 的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷，设棒单位长度内所含的电荷量为q ，当此棒沿轴线方向做速度为v 的匀速直线运动时，由于棒的运动而形成的等效电流大小为( )A ．vqB ．q vC ．qvSD.qv S解析：选A.在垂直棒的运动方向选取一横截面，设棒长为l ，则棒上所有电荷通过这一横截面所用的时间t ＝l v ，由电流的定义式I ＝Q t，可得I ＝lq l v＝qv ，A 正确．2. (2017·山东济南质检)有甲、乙两个由同种金属材料制成的导体，甲的横截面积是乙的两倍，而单位时间内通过导体横截面的电荷量乙是甲的两倍，以下说法中正确的是( )A ．甲、乙两导体的电流相同B ．乙导体的电流是甲导体的两倍C ．乙导体中自由电荷定向移动的速率是甲导体的两倍D ．甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速率大小相等解析：选B.由I ＝ΔqΔt 可知，I 乙＝2I 甲，B 正确，A 错误；由I ＝nvSq 可知，同种金属材料制成的导体，n 相同，因S 甲＝2S 乙，故有v 甲∶v 乙＝1∶4，C 、D 错误．3．(多选)截面直径为d 、长为l 的导线，两端电压为U ，当这三个量中的一个改变时，对自由电子定向移动平均速率的影响，下列说法正确的是( )A ．电压U 加倍时，自由电子定向移动的平均速率加倍B ．导线长度l 加倍时，自由电子定向移动的平均速率减为原来的一半C ．导线截面直径d 加倍时，自由电子定向移动的平均速率不变D ．导线截面直径d 加倍时，自由电子定向移动的平均速率加倍解析：选ABC.电压U 加倍时，由欧姆定律得知，电流加倍，由电流的微观表达式I ＝nqSv 得知，自由电子定向运动的平均速率v 加倍，故A 正确；导线长度l 加倍，由电阻定律得知，电阻加倍，电流减半，则由电流的微观表达式I ＝nqSv 得知，自由电子定向运动的平均速率v 减半，故B 正确；导线横截面的直径d 加倍，由S ＝πd 24可知，截面积变为4倍，由电阻定律得知，电阻变为原来的14，电流变为原来的4倍，根据电流的微观表达式I ＝nqSv 得知，自由电子定向运动的平均速率v 不变．故C 正确，D 错误．考点二 电阻 电阻定律1. 两个公式对比关系，即电阻大，电阻率不一定大；电阻率小，电阻不一定小．1．一个内电阻可以忽略的电源，给装满绝缘圆管的水银供电，通过水银的电流为0.1 A ．若把全部水银倒在一个内径大一倍的绝缘圆管内(恰好能装满圆管)，那么通过水银的电流将是( )A ．0.4 AB ．0.8 AC ．1.6 AD ．3.2 A解析：选C.大圆管内径大一倍，即横截面积为原来的4倍，由于水银体积不变，故水银柱长度变为原来的14，则电阻变为原来的116，因所加电压不变，由欧姆定律知电流变为原来的16倍．C 正确．2. 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ρ.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.ρlRB.2ρlIUC.U ρlID.2Ul I ρ解析：选B.输电线的总长为2l ，由公式R ＝U I、R ＝ρl S得S ＝2ρlIU，故B 正确．3．两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( )A ．1∶4B ．1∶8C ．1∶16D ．16∶1解析：选C.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12，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12，横截面积变为原来的2倍，故其电阻变为原来的14.给上述变化后的裸导线加上相同的电压，由欧姆定律得：I 1＝U 4R ，I 2＝U R /4＝4U R ，由I ＝qt可知，在相同时间内，电荷量之比q 1∶q 2＝I 1∶I 2＝1∶16.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V ＝lS 可知l 与S 成反比．(3)在ρ、l 、S 都确定之后，应用电阻定律R ＝ρlS求解．考点三 伏安特性曲线1. 图甲为线性元件的伏安特性曲线，图乙为非线性元件的伏安特性曲线．2 图象的斜率表示电阻的倒数，斜率越大，电阻越小，故R a <R b ，图线c 的电阻减小，图线d 的电阻增大．3．用I ­U (或U ­I )图线来描述导体和半导体的伏安特性时，曲线上每一点对应一组U 、I 值，UI为该状态下的电阻值，UI 为该状态下的电功率．在曲线上某点切线的斜率不是电阻的倒数．1．小灯泡通电后其电流I 随所加电压U 变化的图线如图所示，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，则下列说法中正确的是( )A ．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻减小B ．对应P 点，小灯泡的电阻为R ＝U 1I 1C ．对应P 点，小灯泡的电阻为R ＝U 1I 2－I 1D ．对应P 点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM 所围面积解析：选D.由图可知流过小灯泡的电流I 随所加电压U 变化的图线为非线性关系，可知小灯泡的电阻随所加电压的增大而逐渐增大，选项A 错误；根据欧姆定律，对应P 点，小灯泡的电阻应为R ＝U 1I 2，选项B 、C 错误；对应P 点，小灯泡的功率为P ＝U 1I 2，也就是图中矩形PQOM 所围面积，选项D 正确．2. 某一导体的伏安特性曲线如图中AB (曲线)所示，关于导体的电阻，以下说法正确的是( )A ．B 点的电阻为12 Ω B ．B 点的电阻为40 ΩC ．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1 ΩD ．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 Ω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R A ＝30.1Ω＝30 Ω，R B ＝60.15Ω＝40 Ω，所以ΔR ＝R B －R A ＝10 Ω，故B 对，A 、C 、D 错． 3. (多选)在如图甲所示的电路中，L 1、L 2、L 3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 闭合时，电路中的总电流为0.25 A ，则此时( )A ．L 1上的电压为L 2上电压的2倍B ．L 1消耗的电功率为0.75 WC ．L 2的电阻为12 ΩD ．L 1、L 2消耗的电功率的比值大于4∶1解析：选BD.电路中的总电流为0.25 A ，L 1中电流为0.25 A ，由小灯泡的伏安特性曲线可知电压为3.0 V ，L 1消耗的电功率为P 1＝U 1I 1＝0.75 W ，B 正确；根据并联电路规律，L 2中电流为0.125 A ，由小灯泡的伏安特性曲线可知电压大约为0.3 V ，L 1的电压大约为L 2电压的10倍，A 错误；由欧姆定律，L 2的电阻为R 2＝U 2I 2＝0.30.125Ω＝2.4 Ω，C 错误；L 2消耗的电功率为P 2＝U 2I 2＝0.3×0.125 W＝0.037 5 W ，L 1、L 2消耗的电功率的比值大于4∶1，D 正确．I ­U 图线求电阻应注意的问题伏安特性曲线上每一点对应的电压与电流的比值就是该状态下导体的电阻，即曲线上各点切线的斜率的倒数不是该状态的电阻，但伏安特性曲线的斜率变小说明对应的电阻变大．考点四 电功、电功率及焦耳定律1．纯电阻电路与非纯电阻电路的比较(1)用电器在额定电压下正常工作，用电器的实际功率等于额定功率，即P 实＝P 额． (2)用电器的工作电压不一定等于额定电压，用电器的实际功率不一定等于额定功率，若U 实＞U 额，则P 实＞P 额，用电器可能被烧坏．[典例] 有一个小型直流电动机，把它接入电压为U 1＝0.2 V 的电路中时，电动机不转，测得流过电动机的电流I 1＝0.4 A ；若把电动机接入U 2＝2.0 V 的电路中，电动机正常工作，工作电流I 2＝1.0 A ．求：(1)电动机正常工作时的输出功率多大？(2)如果在电动机正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率是多大？ 解析 (1)U 1＝0.2 V 时，电动机不转，此时电动机为纯电阻，故电动机线圈内阻r ＝U 1I 1＝0.20.4Ω＝0.5 Ω U 2＝2.0 V 时，电动机正常工作，此时电动机为非纯电阻，则由电功率与热功率的定义式得P 电＝U 2I 2＝2.0×1.0 W＝2 WP 热＝I 22r ＝1.02×0.5 W＝0.5 W所以由能量守恒定律可知，电动机的输出功率P 出＝P 电－P 热＝2 W －0.5 W ＝1.5 W(2)此时若电动机突然被卡住，则电动机成为纯电阻，其热功率P 热′＝U 22r ＝2.020.5W ＝8 W答案 (1)1.5 W (2)8 W(1)在非纯电阻电路中，U 2Rt 既不能表示电功也不能表示电热，因为欧姆定律不再成立．(2)不要认为有电动机的电路一定是非纯电阻电路，当电动机不转动时，仍为纯电阻电路，欧姆定律仍适用，电能全部转化为内能．只有在电动机转动时为非纯电阻电路，U >IR ，欧姆定律不再适用，大部分电能转化为机械能．1．(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( )A.B ．电动机的内电阻为4 Ω C ．该车获得的牵引力为104 N D ．该车受到的阻力为63 N解析：选AD.由于U ＝48 V ，I ＝12 A ，则P ＝IU ＝576 W ，故选项A 正确；因P 入＝P出＋I 2r ，r ＝576－350122Ω＝11372 Ω，故选项B 错；由P 出＝Fv ＝F f v ，F ＝F f ＝63 N ，故选项C 错，D 正确．2．在如图所示电路中，电源电动势为12 V ，电源内阻为1.0 Ω，电路中的电阻R 0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 WB ．电动机两端的电压为7.0 VC ．电动机的发热功率为4.0 WD ．电源输出的电功率为24 W解析：选B.由部分电路欧姆定律知电阻R 0两端电压为U ＝IR 0＝3.0 V ，电源内电压为U内＝Ir ＝2.0 V ，所以电动机两端电压为U 机＝E －U －U 内＝7.0 V ，B 对；电动机的发热功率和总功率分别为P 热＝I 2r 1＝2 W 、P 总＝U 机I ＝14 W ，C 错；电动机的输出功率为P 出＝P 总－P热＝12 W ，A 错；电源的输出功率为P ＝U 端I ＝20 W ，D 错．课时规范训练 [基础巩固题组]1．(多选)下列说法正确的是( )A ．据R ＝UI可知，加在电阻两端的电压变为原来的2倍时，导体的电阻也变为原来的2倍B ．不考虑温度对阻值的影响，通过导体的电流及加在两端的电压改变时导体的电阻不变C ．据ρ＝RS l可知，导体的电阻率与导体的电阻和横截面积的乘积RS 成正比，与导体的长度l 成反比D ．导体的电阻率与导体的长度l 、横截面积S 、导体的电阻R 皆无关解析：选BD.R ＝U I是电阻的定义式，导体电阻由导体自身性质决定，与U 、I 无关，当导体两端电压U 加倍时，导体内的电流I 也加倍，但比值R 仍不变，A 错误、B 正确；ρ＝RS l是导体电阻率的定义式，导体的电阻率由材料和温度决定，与R 、S 、l 无关，C 错误、D 正确．2．一根长为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 2SneC ．ρnevD.ρevSL解析：选C.由电流定义可知：I ＝q t ＝nvtSe t ＝neSv ，由欧姆定律可得：U ＝IR ＝neSv ·ρLS＝ρneLv ，又E ＝UL，故E ＝ρnev ，选项C 正确．3．下列说法正确的是( )A ．电流通过导体的热功率与电流大小成正比B ．力对物体所做的功与力的作用时间成正比C ．电容器所带电荷量与两极间的电势差成正比D ．弹性限度内，弹簧的劲度系数与弹簧伸长量成正比解析：选C.电流通过导体的热功率为P ＝I 2R ，与电流的平方成正比，A 项错误；力作用在物体上，如果物体没有在力的方向上发生位移，作用时间再长，做功也为零，B 项错误；由C ＝Q U可知，电容器的电容由电容器本身的性质决定，因此电容器的带电量与两板间的电势差成正比，C 项正确；弹簧的劲度系数与弹簧的伸长量无关，D 项错误．4．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 ＝2net ，从上向下C ．I ＝ne t，从下向上D ．I ＝2net，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 ＝q t ＝net.A 项正确． 5．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a ＞b ＞c .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 ＝ρl S 可知R A ＝ρc ab ，R B ＝ρb ac ，R C ＝ρa bc ，R D ＝ρabc，结合a ＞b ＞c 可得：R C ＝R D ＞R B ＞R A ，故R A 最小，A 正确．6．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 ＝ρb ＋a2πabB ．R ＝ρb －a2πabC ．R ＝ρab2πb －aD ．R ＝ρab2πb ＋a解析：选B.根据R ＝ρl S，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b ＝a ，球壳无限薄，此时电阻为零，因此只有B 正确，A 错误．7. (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U 0I 0D ．在A 点，白炽灯的电阻可表示为U 0I 0解析：选CD.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U 0I 0，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．[综合应用题组]8．一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 Ω，洗衣机电动机线圈的电阻为440 ΩB ．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 WC ．1 min 内电饭煲消耗的电能为6.6×104J ，洗衣机电动机消耗的电能为 6.6×103J D ．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R 1＝U I 1＝44 Ω，P 1＝UI 1＝1 100 W ，其在1 min 内消耗的电能 W 1＝UI 1t ＝6.6×104J ，洗衣机为非纯电阻元件，所以R 2≠U I 2，P 2＝UI 2＝110 W ，其在1 min 内消耗的电能 W 2＝UI 2t ＝6.6×103J ，其热功率P 热≠P 2，所以电饭煲发热功率不是洗衣机电动机发热功率的10倍．9．一个用半导体材料制成的电阻器D ，其电流I 随它两端电压U 变化的关系图象如图甲所示，若将它与两个标准电阻R 1、R 2并联后接在电压恒为U 的电源两端，3个用电器消耗的电功率均为P ，现将它们连接成如图乙所示的电路，接在该电源的两端，设电阻器D 和电阻R 1、R 2消耗的电功率分别是P D 、P 1、P 2，它们之间的关系为( )A ．P 1＝4P DB ．P D ＝P4C ．PD ＝P 2D ．P 1＜4P 2解析：选D.由于电阻器D 与两个标准电阻R 1、R 2并联后接在电压恒为U 的电源两端时，三者功率相同，则此时三者电阻相同．当三者按照题图乙所示电路连接时，电阻器D 两端的电压小于U ，由题图甲图象可知，电阻器D 的电阻增大，则有R D ＞R 1＝R 2，而R D 与R 2并联，电压相等，根据P ＝U 2R，P D ＜P 2，C 错误；由欧姆定律可知，电流I D ＜I 2，又I 1＝I 2＋I D ，根据P ＝I 2R ，P 1＞4P D ，P 1＜4P 2，A 错误、D 正确；由于电阻器D 与电阻R 2的并联电阻R ＜R 1，所以D 两端的电压小于U 2，且D 阻值变大，则P D ＜P4，B 错误．10．下图中的四个图象中，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U 2之间函数关系的是( )解析：选C.白炽灯泡为纯电阻，其功率表达式为：P ＝U 2R，而U 越大，电阻越大，图象上对应点与原点连线的斜率越小，故选项C 正确．11．如图所示为甲、乙两灯泡的I ­U 图象，根据图象计算甲、乙两灯泡并联在电压为220 V 的电路中实际发光的功率分别为( )A ．15 W 30 WB ．30 W 40 WC ．40 W 60 WD ．60 W 100 W解析：选C.两灯泡并联在电压为220 V 的电路中，则两只灯泡两端的电压均为220 V ，根据I ­U 图象知：甲灯实际工作时的电流约为I 甲＝0.18 A ，乙灯实际工作时的电流为I 乙 ＝ 0.27 A ，所以功率分别为P 甲＝I 甲U ＝0.18×220 W≈40 W；P 乙＝I 乙U ＝0.27×220 W≈60 W，C 正确．12．如图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S 1、S 2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( )A ．电热丝的电阻为55 ΩB ．电动机线圈的电阻为1 2103ΩC ．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P ＝1 000 W －120 W ＝880 W ，对电热丝，由P ＝U 2R 可得电热丝的电阻为R ＝U 2P ＝2202880Ω＝55 Ω，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．13．(多选)如图所示，定值电阻R 1＝20 Ω，电动机绕线电阻R 2＝10 Ω，当开关S 断开时，电流表的示数是I 1＝0.5 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( )A ．I ＝1.5 AB ．I <1.5 AC ．P ＝15 WD ．P <15 W解析：选BD.当开关S 断开时，由欧姆定律得U ＝I 1R 1＝10 V ，当开关闭合后，通过R 1的电流仍为0.5 A ，通过电动机的电流I 2<UR 2＝1 A ，故电流表示数I ＜0.5 A ＋1 A ＝1.5 A ，B 正确；电路中电功率P ＝UI <15 W ，D 正确．14．(多选)通常一次闪电过程历时约0.2～0.3 s ，它由若干个相继发生的闪击构成．每个闪击持续时间仅40～80 μs ，电荷转移主要发生在第一个闪击过程中．在某一次闪击前云地之间的电势差约为1.0×109V ，云地间距离约为1 km ；第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为6 C ，闪击持续时间约为60 μs.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1×105A B ．整个闪电过程的平均功率约为1×1014W C ．闪电前云地间的电场强度约为1×106V/m D ．整个闪电过程向外释放的能量约为6×106J解析：选AC.根据题意第一个闪击过程中转移电荷量Q ＝6 C ，时间约为t ＝60 μs ，故平均电流为I 平＝Q t＝1×105A ，闪击过程中的瞬时最大值一定大于平均值，故A 对；第一次闪击过程中电功约为W ＝QU ＝6×109J ，第一个闪击过程的平均功率P ＝W t＝1×1014W ，由于一次闪电过程主要发生在第一个闪击过程中，但整个闪击过程中的时间远大于60 μs ，故B错；闪电前云与地之间的电场强度约为E ＝U d ＝1×1091 000V/m ＝1×106V/m ，C 对；整个闪电过程向外释放的能量约为W ＝6×109J ，D 错．第2节 电路 闭合电路欧姆定律一、电阻的串、并联1．电动势(1)电源：电源是通过非静电力做功把其它形式的能转化成电势能的装置． (2)电动势：非静电力搬运电荷所做的功与搬运的电荷量的比值，E ＝W q.(3)电动势的物理含义：电动势表示电源把其它形式的能转化成电势能本领的大小，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． 三、闭合电路的欧姆定律 1．闭合电路欧姆定律(1)内容：闭合电路里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：I ＝ER ＋r(只适用于纯电阻电路)．(3)其他表达形式①电势降落表达式：E ＝U 外＋U 内或E ＝U 外＋Ir . ②能量表达式：EI ＝UI ＋I 2r . 2．路端电压与外电阻的关系1. 判断正误(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．(×)。

第八章⎪⎪⎪恒定电流考 纲 要 求考 情 分 析欧姆定律 Ⅱ 1.命题规律近几年高考对本章内容主要以选择题的形式考查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使用和实验设计为主，题型以填空题的形式出现。

2.考查热点预计本章命题的重点仍将是基本概念和规律、闭合电路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。

电阻定律Ⅰ 电阻的串联、并联 Ⅰ电源的电动势和内阻 Ⅱ 闭合电路的欧姆定律 Ⅱ 电功率、焦耳定律Ⅰ实验八：测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)实验九：描绘小电珠的伏安特性曲线 实验十：测定电源的电动势和内阻实验十一：练习使用多用电表第42课时 电阻定律、欧姆定律(双基落实课)[命题者说] 本课时是电路的基础知识，包括电流的概念、欧姆定律、电阻定律、电路的串并联等内容。

高考虽然很少针对本课时的知识点单独命题，但是掌握好本节内容，对分析闭合电路问题、电学实验问题有至关重要的作用。

一、电流的三个表达式公式 适用范围 字母含义公式含义 定义式I ＝qt一切 电路q 为时间t 内通过导体横截面的电荷量I 与q 、t 无关，I 与qt 的值相等微观式 I ＝nqS v一切 电路n 为导体单位体积内自由电荷数q 为每个自由电荷的电荷量 S 为导体横截面积 v 为电荷定向移动速率微观量n 、q 、S 、v 决定I 的大小 决定式 I ＝U R金属、 电解液U 为导体两端的电压 R 为导体本身的电阻I ∝U I ∝1R[小题练通]1．(2017·重庆模拟)某兴趣小组调查一条河流的水质情况，通过计算结果表明，被污染的河里一分钟内有相当于6 C 的正离子和9 C 的负离子向下游流去，则取样时这条河流的等效电流大小和方向分别是( )A ．0.25 A 顺流而下B ．0.05 A 顺流而下C ．0.25 A 逆流而上D ．0.05 A 逆流而上解析：选D 在1 min 内通过横截面的总电荷量应为q ＝6 C －9 C ＝－3 C ，所以电流I ＝|q |t＝0.05 A ，方向与河水的流动方向相反，即电流的方向为逆流而上，D 正确。