2019-2020年高考物理總復(fù)習(xí) 第八章 恒定電流教案.doc

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2019-2020年高考物理總復(fù)習(xí) 第八章 恒定電流教案考 綱 要 求考 情 分 析歐姆定律1.命題規(guī)律近幾年高考對(duì)本章內(nèi)容主要以選擇題的形式考查電路的基本概念和規(guī)律、閉合電路的歐姆定律等知識(shí)，實(shí)驗(yàn)部分則以基本儀器使用和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為主，題型以填空題的形式出現(xiàn)。2.考查熱點(diǎn)預(yù)計(jì)本章命題的重點(diǎn)仍將是基本概念和規(guī)律、閉合電路歐姆定律的理解和應(yīng)用，實(shí)驗(yàn)則考查基本儀器的使用、實(shí)驗(yàn)原理的理解、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理等知識(shí)。電阻定律電阻的串聯(lián)、并聯(lián)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻閉合電路的歐姆定律電功率、焦耳定律實(shí)驗(yàn)八：測(cè)定金屬的電阻率(同時(shí)練習(xí)使用螺旋測(cè)微器)實(shí)驗(yàn)九：描繪小電珠的伏安特性曲線實(shí)驗(yàn)十：測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)十一：練習(xí)使用多用電表說(shuō)本課時(shí)是電路的基礎(chǔ)知識(shí)，包括電流的概念、歐姆定律、電阻定律、電路的串并聯(lián)等內(nèi)容。高考雖然很少針對(duì)本課時(shí)的知識(shí)點(diǎn)單獨(dú)命題，但是掌握好本部分內(nèi)容，對(duì)分析閉合電路問(wèn)題、電學(xué)實(shí)驗(yàn)問(wèn)題有至關(guān)重要的作用。一、電流的三個(gè)表達(dá)式公式適用范圍字母含義公式含義定義式I一切電路q為時(shí)間t內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量I與q、t無(wú)關(guān)，I與的值相等微觀式InqSv一切電路n為導(dǎo)體單位體積內(nèi)自由電荷數(shù)q為每個(gè)自由電荷的電荷量S為導(dǎo)體橫截面積v為電荷定向移動(dòng)速率微觀量n、q、S、v決定I的大小決定式I金屬、電解液U為導(dǎo)體兩端的電壓R為導(dǎo)體本身的電阻IUI小題練通1(xx重慶模擬)某興趣小組調(diào)查一條河流的水質(zhì)情況，通過(guò)計(jì)算結(jié)果表明，被污染的河里一分鐘內(nèi)有相當(dāng)于6 C的正離子和9 C的負(fù)離子向下游流去，則取樣時(shí)這條河流的等效電流大小和方向分別是()A0.25 A順流而下B0.05 A順流而下C0.25 A逆流而上D0.05 A逆流而上解析：選D在1 min內(nèi)通過(guò)橫截面的總電荷量應(yīng)為q6 C9 C3 C，所以電流I0.05 A，方向與河水的流動(dòng)方向相反，即電流的方向?yàn)槟媪鞫?，D正確。2(xx安徽高考)一根長(zhǎng)為L(zhǎng)、橫截面積為S的金屬棒，其材料的電阻率為，棒內(nèi)單位體積自由電子數(shù)為n，電子的質(zhì)量為m、電荷量為e。在棒兩端加上恒定的電壓時(shí)，棒內(nèi)產(chǎn)生電流，自由電子定向運(yùn)動(dòng)的平均速率為v，則金屬棒內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為()A.B.CnevD.解析：選C由電流定義可知：IneSv，由歐姆定律可得：UIRneSvneLv，又E，故Enev，選項(xiàng)C正確。若正負(fù)離子移動(dòng)方向相反，則通過(guò)橫截面的總電荷量是兩種離子電荷量絕對(duì)值之和，若正負(fù)離子向著同一個(gè)方向流動(dòng)，則通過(guò)橫截面的總電荷量等于正負(fù)離子的電荷量的代數(shù)和。二、電阻定律1.電阻定律同種材料的導(dǎo)體，其電阻跟它的長(zhǎng)度成正比，與它的橫截面積成反比，導(dǎo)體的電阻還與構(gòu)成它的材料有關(guān)。表達(dá)式為：R。2電阻率(1)物理意義：反映導(dǎo)體的導(dǎo)電性能，是導(dǎo)體材料本身的屬性。(2)電阻率與溫度的關(guān)系：金屬的電阻率隨溫度升高而增大；半導(dǎo)體的電阻率隨溫度升高而減小。小題練通1(多選)對(duì)于常溫下一根阻值為R的金屬電阻絲，下列說(shuō)法正確的是()A常溫下，若將電阻絲均勻拉長(zhǎng)為原來(lái)的10倍，則電阻變?yōu)?0RB常溫下，若將電阻絲從中點(diǎn)對(duì)折，電阻變?yōu)镃加在電阻絲上的電壓從0逐漸加大到U，則在任意狀態(tài)下的的值不變D若把溫度降到絕對(duì)零度附近，電阻絲的電阻突然變?yōu)榱?，這種現(xiàn)象稱為超導(dǎo)現(xiàn)象解析：選BD常溫下，若將電阻絲均勻拉長(zhǎng)為原來(lái)的10倍，則截面積變?yōu)樵瓉?lái)的，根據(jù)電阻定律R，A錯(cuò)誤；常溫下，若將電阻絲從中點(diǎn)對(duì)折，長(zhǎng)度為原來(lái)的一半，面積為原來(lái)的2倍，則電阻變?yōu)椋珺正確；電阻絲隨著溫度變化阻值會(huì)發(fā)生變化，C錯(cuò)誤；根據(jù)超導(dǎo)現(xiàn)象知，D正確。2.(xx萊蕪模擬)某個(gè)由導(dǎo)電介質(zhì)制成的電阻截面如圖所示，導(dǎo)電介質(zhì)的電阻率為，制成內(nèi)外半徑分別為a和b的半球殼層形狀(圖中陰影部分)，半徑為a、電阻不計(jì)的球形電極被嵌入導(dǎo)電介質(zhì)的球心成為一個(gè)引出電極，在導(dǎo)電介質(zhì)的外層球殼上鍍上一層電阻不計(jì)的金屬膜成為另外一個(gè)電極，設(shè)該電阻的阻值為R。下面給出R的四個(gè)表達(dá)式中只有一個(gè)是合理的，你可能不會(huì)求解R，但是你可以通過(guò)一定的物理分析，對(duì)下列表達(dá)式的合理性做出判斷。根據(jù)你的判斷，R的合理表達(dá)式應(yīng)為()AR BRCR DR解析：選B根據(jù)R，從單位上看，答案中，分子應(yīng)是長(zhǎng)度單位，而分母應(yīng)是面積單位，只有A、B符合單位，C、D錯(cuò)誤；再代入特殊值，若ba，球殼無(wú)限薄，此時(shí)電阻為零，因此只有B正確，A錯(cuò)誤。(1)本章涉及的物理量非常多，那么單位就多，因此單位制解題法在本章非常實(shí)用。(2)第2題還用到了極限思維法。三、部分電路歐姆定律1.內(nèi)容：導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體的電阻成反比。2表達(dá)式：I。適用范圍：金屬導(dǎo)電和電解液導(dǎo)電，不適用于氣體導(dǎo)電或半導(dǎo)體元件。3導(dǎo)體的伏安特性曲線(IU圖線)(1)比較電阻的大小：圖線的斜率ktan ，圖中R1R2(填“”“Rb，C錯(cuò)誤；由R知a的橫截面積較小，A錯(cuò)誤，B正確；由圖像知導(dǎo)體的電阻與電壓無(wú)關(guān)，D錯(cuò)誤。2(多選)我國(guó)已經(jīng)于2012年10月1日起禁止銷售100 W及以上的白熾燈，以后將逐步淘汰白熾燈。假設(shè)某同學(xué)研究白熾燈得到某白熾燈的伏安特性曲線如圖所示。圖像上A點(diǎn)與原點(diǎn)的連線與橫軸成角，A點(diǎn)的切線與橫軸成角，則()A白熾燈的電阻隨電壓的增大而減小B在A點(diǎn)，白熾燈的電阻可表示為tan C在A點(diǎn)，白熾燈的電功率可表示為U0I0D在A點(diǎn)，白熾燈的電阻可表示為解析：選CD白熾燈的電阻隨電壓的增大而增大，A錯(cuò)誤；在A點(diǎn)，白熾燈的電阻可表示為，不能表示為tan 或tan ，故B錯(cuò)誤，D正確；在A點(diǎn)，白熾燈的功率可表示為U0I0，C正確。四、電阻的串、并聯(lián)串聯(lián)電路并聯(lián)電路電流II1I2InII1I2In電壓UU1U2UnUU1U2Un電阻R總R1R2Rn分壓原理或分流原理U1U2UnR1R2RnI1I2In功率分配P1P2PnR1R2RnP1P2Pn小題練通1.(xx寧德質(zhì)檢)電阻R1和R2分別標(biāo)有“2 ，1.0 A”和“4 ，0.5 A”，將它們串聯(lián)后接入電路中，如圖所示，則此電路中允許消耗的最大功率為()A1.5 WB3.0 WC5.0 W D6.0 W解析：選A由題意可知，兩電阻串聯(lián)后能通過(guò)的最大電流為I0.5 A，則電路允許消耗的最大電功率為PI2(R1R2)1.5 W，A正確。2如圖所示的電路中，R0為固定電阻，R為滑動(dòng)變阻器。移動(dòng)滑片P，電路的總電阻會(huì)發(fā)生變化。下列敘述正確的是()AP向左滑動(dòng)時(shí)總電阻將減小BP向右滑動(dòng)時(shí)總電阻將減小CP滑到最左端時(shí)總電阻為R0DP滑到最右端時(shí)總電阻為零解析：選A根據(jù)并聯(lián)電路總電阻特點(diǎn)可知，P向左滑動(dòng)時(shí)電阻R減小，并聯(lián)電阻一定減小，A正確；P向右滑動(dòng)時(shí)，電阻R增大，總電阻將增大，B錯(cuò)誤；P滑到最左端時(shí)，電阻R0被短路，故總電阻為0，C錯(cuò)誤；P滑到最右端時(shí)總電阻最大，D錯(cuò)誤。(1)串聯(lián)電路的總電阻大于電路中任意一個(gè)電阻，電路中任意一個(gè)電阻變大時(shí)，總電阻變大。(2)并聯(lián)電路的總電阻小于電路中任意一個(gè)電阻，任意一個(gè)電阻變大時(shí)，總電阻變大。一、單項(xiàng)選擇題1導(dǎo)體中電流I的表達(dá)式InqSv，其中S為導(dǎo)體的橫截面積，n為導(dǎo)體每單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)，q為每個(gè)自由電荷所帶的電荷量，v是()A導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的速率B導(dǎo)體傳導(dǎo)的速率C電子熱運(yùn)動(dòng)的速率D自由電荷定向移動(dòng)的速率解析：選D從微觀上看，電流取決于導(dǎo)體中單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)、每個(gè)自由電荷的電荷量、自由電荷定向移動(dòng)速率，還與導(dǎo)體的橫截面積有關(guān)，公式InqSv中的v就是自由電荷定向移動(dòng)的速率。故選D。2我國(guó)北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的儲(chǔ)存環(huán)是周長(zhǎng)為240 m的近似圓形軌道，當(dāng)環(huán)中的電流是10 mA時(shí)(設(shè)電子的速度是3107 m/s)，在整個(gè)環(huán)中運(yùn)行的電子數(shù)目為(電子電荷量e1.61019 C)()A51011B51010C1102 D1104解析：選A電子轉(zhuǎn)一圈的時(shí)間t8106 s，整個(gè)環(huán)中電子的電量QIt8108 C，所以電子的數(shù)目n51011，故A正確。3導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)，對(duì)于同種材料的導(dǎo)體，下列說(shuō)法正確的是()A橫截面積一定，電阻與導(dǎo)體的長(zhǎng)度成正比B長(zhǎng)度一定，電阻與導(dǎo)體的橫截面積成正比C電壓一定，電阻與通過(guò)導(dǎo)體的電流成正比D電流一定，電阻與導(dǎo)體兩端的電壓成反比解析：選A由R可知，在橫截面積S一定時(shí)，電阻R與長(zhǎng)度l成正比，長(zhǎng)度l一定時(shí)，電阻R與橫截面積S成反比，故A正確、B錯(cuò)誤；R是電阻的定義式，提供了一種測(cè)電阻的方法，但電阻R與電壓U、電流I無(wú)關(guān)，故C、D均錯(cuò)誤。4已知純電阻用電器A的電阻是用電器B的電阻的2倍，加在A上的電壓是加在B上的電壓的一半，那么通過(guò)A和B的電流IA和IB的關(guān)系是()AIA2IB BIACIAIB DIA解析：選D由I得：IAIBUARBUBRA14，即IAIB，應(yīng)選D。5某同學(xué)做三種電學(xué)元件的導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)，他根據(jù)所測(cè)量的數(shù)據(jù)分別繪制了三種元件的IU圖像，如圖所示，則下述判斷正確的是()A只有乙圖正確B甲、丙圖的曲線肯定是偶然誤差太大C甲、丙不遵從歐姆定律，肯定錯(cuò)誤D甲、乙、丙三個(gè)圖像都可能正確，并不一定有較大誤差解析：選D由于三種電學(xué)元件可能是線性的，也可能是非線性的，故其IU圖像可能是直線，也可能是曲線，故D正確。6(xx沈陽(yáng)質(zhì)檢)如圖所示，厚薄均勻的矩形金屬薄片邊長(zhǎng)為ab10 cm，bc5 cm，當(dāng)將C與D接入電壓恒為U的電路時(shí)，電流強(qiáng)度為2 A，若將A與B接入電壓恒為U的電路中，則電流為()A0.5 A B1 AC2 A D4 A解析：選A設(shè)金屬薄片厚度為D，根據(jù)電阻定律公式R，有RCD，RAB，故；根據(jù)歐姆定律，電壓相同時(shí)，電流與電阻成反比。故兩次電流之比為41，故第二次電流為0.5 A，故選A。7已知通過(guò)三個(gè)并聯(lián)支路的電流之比I1I2I3123，則三個(gè)并聯(lián)支路的電阻之比R1R2R3為()A632 B236C123 D231解析：選A三個(gè)并聯(lián)支路的電壓相等，根據(jù)歐姆定律UIR得，電流I與電阻R成反比。電流之比I1I2I3123，則電阻之比R1R2R3632。故選A。8如圖所示，P為一塊半圓形薄電阻合金片，先將它按圖甲方式接在電極A、B之間，然后將它再按圖乙方式接在電極C、D之間，設(shè)AB、CD之間的電壓是相同的，則這兩種接法電阻大小關(guān)系為()AR甲R(shí)乙 BR甲R(shí)乙CR甲2R乙 DR甲4R乙解析：選B將四分之一圓形薄合金片看成一個(gè)電阻，設(shè)為r，圖甲中等效為兩個(gè)電阻并聯(lián)，R甲，圖乙中等效為兩個(gè)電阻串聯(lián)，R乙2r，所以R甲R(shí)乙，所以B正確。二、多項(xiàng)選擇題9將阻值為R的電阻接在電壓為U的電源兩端，則描述其電壓U、電阻R及流過(guò)R的電流I間的關(guān)系圖像中正確的是()解析：選CD電阻的阻值不隨U、I的變化而改變，但電壓U與電流I成正比，C、D正確。10.如圖所示是某導(dǎo)體的IU圖線，圖中傾角為45，下列說(shuō)法正確的是()A通過(guò)電阻的電流與其兩端的電壓成正比B此導(dǎo)體的電阻R2 CIU圖線的斜率表示電阻的倒數(shù)，所以電阻Rcot 451.0 D在R兩端加6.0 V電壓時(shí)，每秒通過(guò)電阻截面的電量是6.0 C解析：選AB通過(guò)電阻的電流I與其兩端的電壓U成正比，A正確；導(dǎo)體的電阻R2 ，B正確；IU圖線的斜率等于電阻的倒數(shù)，而斜率k0.5，所以電阻為2 ，而cot 451，所以電阻Rcot 45，故C錯(cuò)誤；在R兩端加6.0 V電壓時(shí)，電流I A3 A，每秒通過(guò)電阻截面的電量是qIt31 C3 C，故D錯(cuò)誤。11電阻R1、R2、R3串聯(lián)在電路中。已知R110 、R35 ，R1兩端的電壓為6 V，R2兩端的電壓為12 V，則()A電路中的電流為0.6 AB電阻R2的阻值為20 C三只電阻兩端的總電壓為21 VD電阻R3兩端的電壓為4 V解析：選ABC電路中電流I A0.6 A，A對(duì)；R2阻值為R2 20 ，B對(duì)；三只電阻兩端的總電壓UI(R1R2R3)21 V，C對(duì)；電阻R3兩端的電壓U3IR30.65 V3 V，D錯(cuò)。12.電位器是變阻器的一種，如圖所示，如果把電位器與燈泡串聯(lián)起來(lái)，利用它改變燈泡的亮度，下列說(shuō)法正確的是()A串接A、B，使滑動(dòng)觸頭順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，燈泡變暗B串接A、C，使滑動(dòng)觸頭逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，燈泡變亮C串接A、C，使滑動(dòng)觸頭順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，燈泡變暗D串接B、C，使滑動(dòng)觸頭順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，燈泡變亮解析：選AD根據(jù)電位器結(jié)構(gòu)和連線可知：串接A、B，使滑動(dòng)觸頭順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)回路電阻增大，回路電流減小，燈泡變暗，A正確；同理，D正確；串接A、C時(shí)，滑動(dòng)觸頭不能改變回路電阻，燈泡亮度不變，故B、C錯(cuò)誤。13.(xx棗莊期末檢測(cè))如圖所示，R1和R2是同種材料、厚度相同、表面為正方形的導(dǎo)體，但R1的尺寸比R2的尺寸大。在兩導(dǎo)體上加相同的電壓，通過(guò)兩導(dǎo)體的電流方向如圖所示，則下列說(shuō)法中正確的是()AR1中的電流小于R2中的電流BR1中的電流等于R2中的電流CR1中自由電荷定向移動(dòng)的速率大于R2中自由電荷定向移動(dòng)的速率DR1中自由電荷定向移動(dòng)的速率小于R2中自由電荷定向移動(dòng)的速率解析：選BD設(shè)正方形的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、厚度為d，則I，R，得I，故R1、R2中的電流相等，A錯(cuò)誤，B正確。由InqSvnqLdv得，L大則v小，C錯(cuò)誤，D正確。14.一個(gè)T形電路如圖所示，電路中的電阻R110 ，R2120 ，R340 。另有一測(cè)試電源，電動(dòng)勢(shì)為100 V，內(nèi)阻忽略不計(jì)。則()A當(dāng)cd端短路時(shí)，a、b之間的等效電阻是40 B當(dāng)ab端短路時(shí)，c、d之間的等效電阻是40 C當(dāng)ab兩端接通測(cè)試電源時(shí)，cd兩端的電壓為80 VD當(dāng)cd兩端接通測(cè)試電源時(shí)，ab兩端的電壓為80 V解析：選AC當(dāng)cd端短路時(shí)，等效電阻RR140 ，A正確；當(dāng)ab端短路時(shí)，等效電阻RR2128 ，B錯(cuò)誤；當(dāng)ab兩端接通測(cè)試電源時(shí)，等效電路如圖所示，根據(jù)歐姆定律得I A2 A，故UcdIR380 V，C正確；當(dāng)cd兩端接測(cè)試電源時(shí)，I A A，UabIR325 V，D錯(cuò)誤。第43課時(shí)閉合電路歐姆定律(重點(diǎn)突破課)必備知識(shí)1電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻(1)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算：非靜電力搬運(yùn)電荷所做的功與搬運(yùn)的電荷量的比值，E。(2)電動(dòng)勢(shì)的物理含義：電動(dòng)勢(shì)表示電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化成電勢(shì)能本領(lǐng)的大小，在數(shù)值上等于電源沒(méi)有接入電路時(shí)兩極間的電壓。(3)內(nèi)阻：電源內(nèi)部導(dǎo)體的電阻。2閉合電路的歐姆定律(1)內(nèi)容：閉合電路的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，跟內(nèi)、外電阻之和成反比。(2)公式：I(只適用于純電阻電路)。(3)其他表達(dá)形式a電壓表達(dá)式：EUIr。b能量表達(dá)式：EIUII2r。3路端電壓與外電阻的關(guān)系(1)一般情況：UIRR，當(dāng)R增大時(shí)，U增大。(2)特殊情況：a當(dāng)外電路斷路時(shí)，I0，UE。b當(dāng)外電路短路時(shí)，I短，U0。小題熱身1關(guān)于電源的電動(dòng)勢(shì)，下面敘述正確的是()A電源的電動(dòng)勢(shì)就是接在電源兩極間的電壓表測(cè)得的電壓B同一電源接入不同的電路，電動(dòng)勢(shì)就會(huì)發(fā)生變化C電源的電動(dòng)勢(shì)是表示電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小的物理量D在閉合電路中，當(dāng)外電阻變大時(shí)，路端電壓增大，電源的電動(dòng)勢(shì)也增大解析：選C接在電源兩極間的電壓表測(cè)得的電壓為路端電壓，而不是電源電動(dòng)勢(shì)。同一電源接入不同的電路中電動(dòng)勢(shì)不會(huì)發(fā)生變化，所以A、B均錯(cuò)誤。在閉合電路中，當(dāng)外電阻增大時(shí)I總減小，據(jù)UEI總r知路端電壓變大，但電動(dòng)勢(shì)不變，故D錯(cuò)誤。2.某電路如圖所示，已知電池組的總內(nèi)阻r1 ，外電路電阻R5 ，理想電壓表的示數(shù)U3.0 V，則電池組的電動(dòng)勢(shì)E等于()A3.0 VB3.6 VC4.0 V D4.2 V解析：選B由于電壓表的示數(shù)為路端電壓，而UIR，則I0.6 A，由閉合電路歐姆定律可得EI(Rr)0.6(51) V3.6 V，故選項(xiàng)B正確。3.如圖所示，已知R1R2R31 。當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合后，電壓表的讀數(shù)為1 V；當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)后，電壓表的讀數(shù)為0.8 V，則電池的電動(dòng)勢(shì)等于()A1 V B1.2 VC2 V D4 V解析：選C當(dāng)S閉合時(shí)，I A1 A，故有EI(1.5r)；當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)，I0.8 A，故有EI(2r)，解之得E2.0 V，C正確。4.如圖為測(cè)量某電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻時(shí)得到的UI圖線。用此電源與三個(gè)阻值均為3 的電阻連接成電路，測(cè)得路端電壓為4.8 V。則該電路可能為()解析：選B根據(jù)UI圖像可知E6 V，r0.5 ，A圖中U外4 V，B圖中U外4.8 V，C圖中U外5.7 V，D圖中U外5.4 V。提能點(diǎn)(一)閉合電路的動(dòng)態(tài)分析1.程序法2“串反并同”結(jié)論法(1)所謂“串反”，即某一電阻增大時(shí)，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小，反之則增大。(2)所謂“并同”，即某一電阻增大時(shí)，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大，反之則減小。即：R3極限法因變阻器滑片滑動(dòng)引起電路變化的問(wèn)題，可將變阻器的滑片分別滑至兩個(gè)極端，讓電阻最大或電阻為零去討論。典例(xx蘇州檢測(cè))如圖所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻恒定不變，滑片P在變阻器的中點(diǎn)位置時(shí)，電燈L正常發(fā)光，現(xiàn)將滑片P移到最右端，則()A電壓表的示數(shù)變大B電流表的示數(shù)變小C電燈L消耗的功率變小D電阻R1消耗的功率變小解析將滑片P移到最右端的過(guò)程中，滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻減小，導(dǎo)致電路總電阻減小，根據(jù)閉合電路歐姆定律可得，電路的總電流增大，而電流表在干路中，測(cè)量電路總電流，所以電流表的示數(shù)變大，因?yàn)殡妷罕頊y(cè)量滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，而滑動(dòng)變阻器的電阻減小，故電壓表的示數(shù)減小，A、B錯(cuò)誤；路端電阻減小，則路端電壓減小，即燈泡兩端的電壓減小，根據(jù)公式PL可得燈泡消耗的功率減小，C正確；通過(guò)燈泡的電流減小，而總電流是增大的，所以通過(guò)R1的電流增大，根據(jù)公式PI2R1可得R1消耗的電功率增大，故D錯(cuò)誤。答案C(1)當(dāng)外電路的任何一個(gè)電阻增大(或減小)時(shí)，電路的總電阻一定增大(或減小)。(2)若開(kāi)關(guān)的通、斷使串聯(lián)的用電器增多時(shí)，電路的總電阻增大；若開(kāi)關(guān)的通、斷使并聯(lián)的支路增多時(shí)，電路的總電阻減小。集訓(xùn)沖關(guān)1.(xx如東中學(xué)期中)如圖所示，電路中電源的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，開(kāi)關(guān)S閉合后，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的滑動(dòng)片P向左移動(dòng)的過(guò)程中，三盞規(guī)格相同的小燈泡L1、L2、L3的亮度變化情況是()A燈L2變亮，燈L1、L3變暗B燈L1變亮，燈L2、L3變暗C燈L1、L2變亮，燈L3變暗D燈L2、L3變亮，燈L1變暗解析：選A圖中變阻器R與燈L3并聯(lián)后與燈L2串聯(lián)，再與燈L1并聯(lián)。燈L1的電壓等于路端電壓，將滑動(dòng)變阻器的滑片P向左移動(dòng)的過(guò)程中，變阻器接入電路的電阻減小，外電路總電阻減小，由閉合電路歐姆定律得知：干路電流I增大，路端電壓減小，則燈L1變暗，流過(guò)燈L2電流I2II1，I增大，I1減小，則I2增大，燈L2變亮，燈L3的電壓U3UU2，U減小，U2增大，U3減小，燈L3變暗，故A正確。2.如圖所示的電路，閉合開(kāi)關(guān)S，待電路中的電流穩(wěn)定后，減小R的阻值，則()A電流表的示數(shù)減小B電壓表的示數(shù)減小C電阻R2兩端的電壓減小D路端電壓增大解析：選B題圖中的電路結(jié)構(gòu)是R1與R先并聯(lián)，再與R2串聯(lián)，故RR總I干U內(nèi)U外。R2兩端電壓U2I干R2，U2增大，所以R與R1的并聯(lián)電壓減小，電壓表示數(shù)減小，A、C、D錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確。提能點(diǎn)(二)含電容器電路問(wèn)題1.電路的簡(jiǎn)化不分析電容器的充、放電過(guò)程時(shí)，把電容器所在的電路視為斷路，簡(jiǎn)化電路時(shí)可以去掉，求電荷量時(shí)再在相應(yīng)位置補(bǔ)上。2電路穩(wěn)定時(shí)電容器的處理方法電路穩(wěn)定后，與電容器串聯(lián)的電路中沒(méi)有電流，同支路的電阻相當(dāng)于導(dǎo)線，即電阻不起降低電壓的作用，但電容器兩端的電壓與其并聯(lián)電器兩端電壓相等。3電壓變化帶來(lái)的電容器變化電路中電流、電壓的變化可能會(huì)引起電容器的充、放電。若電容器兩端電壓升高，電容器將充電；若電壓降低，電容器將通過(guò)與它連接的電路放電，可由QCU計(jì)算電容器上電荷量的變化量。典例(xx全國(guó)甲卷)阻值相等的四個(gè)電阻、電容器C及電池E(內(nèi)阻可忽略)連接成如圖所示電路。開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)且電流穩(wěn)定時(shí)，C所帶的電荷量為Q1；閉合開(kāi)關(guān)S，電流再次穩(wěn)定后，C所帶的電荷量為Q2。Q1與Q2的比值為()A.B.C. D.解析斷開(kāi)S和閉合S后等效電路分別如圖甲、乙所示。根據(jù)串聯(lián)電路的電壓與電阻成正比可得甲、乙兩圖中電容器兩極板間的電壓U1E，U2E，C所帶的電荷量QCU，則Q1Q235，選項(xiàng)C正確。答案C含電容器電路問(wèn)題的解題思路第一步理清電路的串、并聯(lián)關(guān)系第二步確定電容器兩極板間的電壓。在電容器充電和放電的過(guò)程中，歐姆定律等電路規(guī)律不適用，但對(duì)于充電或放電完畢的電路，電容器的存在與否不再影響原電路，電容器接在某一支路兩端，可根據(jù)歐姆定律及串、并聯(lián)規(guī)律求解該支路兩端的電壓U。第三步分析電容器所帶的電荷量。針對(duì)某一狀態(tài)，由電容器兩端的電壓U求電容器所帶的電荷量QCU，由電路規(guī)律分析兩極板電勢(shì)的高低，高電勢(shì)板帶正電，低電勢(shì)板帶負(fù)電。集訓(xùn)沖關(guān)1.(多選)(xx佛山質(zhì)檢)在如圖所示的電路中，開(kāi)關(guān)閉合后，燈泡L能正常發(fā)光。當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)時(shí)，下列判斷正確的是()A滑動(dòng)變阻器R的阻值變小B燈光L變暗C電源消耗的功率增大D電容器C的電荷量增大解析：選BD滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)時(shí)，其電阻R增大，流過(guò)R的電流減小，燈泡L變暗，故A錯(cuò)誤，B正確；由P總EI知電源消耗的功率減小，C錯(cuò)誤；電容器C上電壓為路端電壓，由U路EIr知路端電壓增大，即電容器C上的電荷量增大，D正確。2(xx沈陽(yáng)質(zhì)檢)如圖所示，R1R2R3R4R，開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，間距為d的平行板電容器C的正中間有一質(zhì)量為m、電荷量為q的小球恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)；則開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，小球的運(yùn)動(dòng)情況為()A不動(dòng) B向上運(yùn)動(dòng)C向下運(yùn)動(dòng) D不能確定解析：選C開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，電路的總電阻變大，干路電流減小，R4兩端電壓減小，則電容器兩端的電壓也減小，勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)減小，小球受到的電場(chǎng)力減小，所以小球所受合力向下，C正確。提能點(diǎn)(三)電路故障問(wèn)題1.故障特點(diǎn)(1)斷路特點(diǎn)：表現(xiàn)為路端電壓不為零而電流為零。(2)短路特點(diǎn)：用電器或電阻發(fā)生短路，表現(xiàn)為有電流通過(guò)電路但它兩端電壓為零。2檢查方法電壓表檢測(cè)如果電壓表示數(shù)為零，則說(shuō)明可能在并聯(lián)路段之外有斷路，或并聯(lián)路段短路電流表檢測(cè)當(dāng)電路中接有電源時(shí)，可用電流表測(cè)量各部分電路上的電流，通過(guò)對(duì)電流值的分析，可以確定故障的位置。在使用電流表檢測(cè)時(shí)，一定要注意電流表的極性和量程歐姆表檢測(cè)當(dāng)測(cè)量值很大時(shí)，表示該處斷路，當(dāng)測(cè)量值很小或?yàn)榱銜r(shí)，表示該處短路。在使用歐姆表檢測(cè)時(shí)，電路一定要切斷電源假設(shè)法將整個(gè)電路劃分為若干部分，然后逐一假設(shè)某部分電路發(fā)生某種故障，運(yùn)用閉合電路或部分電路的歐姆定律進(jìn)行推理典例(多選)某學(xué)生做研究串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，接成如圖所示的電路，接通S后，他將多用電表電壓擋的紅、黑表筆并聯(lián)在A、C兩點(diǎn)間時(shí)，電壓表讀數(shù)為U；當(dāng)并聯(lián)在A、B兩點(diǎn)間時(shí)，電壓表讀數(shù)也為U；當(dāng)并聯(lián)在B、C兩點(diǎn)間時(shí)，電壓表讀數(shù)為零，故障的原因可能是()AAB段斷路 BBC段斷路CAB段短路 DBC段短路解析由題意可得UABUACU，說(shuō)明由A、B分別至電源的線路均已接通。若BC段完好，則AB段斷路；若BC段短路，則AB段可能斷路，也可能完好。又由題述得UBC0，因而可能AB段斷路，或BC段短路，也有可能出現(xiàn)兩者同時(shí)發(fā)生的情況。分析時(shí)考慮要全面，要把故障的可能原因全部找出來(lái)，不要漏掉正確選項(xiàng)。答案AD(1)斷路故障的判斷：用電壓表與電源并聯(lián)，若有電壓，再逐段與電路并聯(lián)，若電壓表指針偏轉(zhuǎn)，則該段電路中有斷點(diǎn)。(2)短路故障的判斷：用電壓表與電源并聯(lián)，若有電壓，再逐段與電路并聯(lián)，若電壓表示數(shù)為零，則該并聯(lián)段電路被短路；若電壓表示數(shù)有偏轉(zhuǎn)，則該并聯(lián)段電路沒(méi)有被短路或不完全被短路。集訓(xùn)沖關(guān)1.如圖所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)為6 V，當(dāng)開(kāi)關(guān)S接通后，燈泡L1和L2都不亮，用電壓表測(cè)得各部分的電壓是Uab6 V，Uad0 V，Ucd6 V，由此可斷定()AL1和L2的燈絲都燒斷了BL1的燈絲燒斷了CL2的燈絲燒斷了 D變阻器R斷路解析：選C由Uab6 V可知，電源完好，燈泡都不亮，說(shuō)明電路當(dāng)中出現(xiàn)斷路故障，且在a、b之間。由Ucd6 V可知，燈泡L1與變阻器R是通的，斷路故障出現(xiàn)在c、d之間，故燈L2斷路。所以選項(xiàng)C正確。2.(xx西安一中期末)如圖所示的電路中，燈泡A和燈泡B原來(lái)都是正常發(fā)光的，現(xiàn)在突然燈泡A比原來(lái)變暗了些，燈泡B比原來(lái)變亮了些，則電路中出現(xiàn)的故障可能是()AR3斷路 BR2斷路CR1短路 DR1、R2同時(shí)短路解析：選B由電路圖可知，通過(guò)燈泡A的電流等于通過(guò)燈泡B的電流與通過(guò)R2的電流之和。燈泡A比原來(lái)變暗了些，燈泡B比原來(lái)變亮了些，說(shuō)明通過(guò)燈泡B的電流變大，而通過(guò)燈泡A的電流變小，結(jié)合電路分析可知R2斷路，所以B正確。R3斷路或R1短路都會(huì)使兩燈泡都比原來(lái)變亮；R1、R2同時(shí)短路會(huì)使燈泡A比原來(lái)變亮，燈泡B熄滅。一、單項(xiàng)選擇題1測(cè)得蓄電池開(kāi)路電壓為2 V，下列結(jié)論正確的是()A該電池的電動(dòng)勢(shì)大于2 VB該電池的電動(dòng)勢(shì)等于2 VC電池的內(nèi)電壓為2 VD電池內(nèi)每移動(dòng)1 C電荷，電場(chǎng)力做功2 J解析：選B電源電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于電源開(kāi)路時(shí)電源兩端的電壓，故A錯(cuò)誤，B正確。電池的內(nèi)電壓隨外電路的變化而變化，一般小于電源電動(dòng)勢(shì)，故C錯(cuò)誤。在電池內(nèi)部電場(chǎng)力做負(fù)功，故D錯(cuò)誤。2.在如圖所示電路中E為電源，其電動(dòng)勢(shì)E9.0 V，內(nèi)阻可忽略不計(jì)；AB為滑動(dòng)變阻器，其電阻R30 ；L為一小燈泡，其額定電壓U6.0 V，額定功率P1.8 W；S為開(kāi)關(guān)，開(kāi)始時(shí)滑動(dòng)變阻器的觸頭位于B端，現(xiàn)在接通開(kāi)關(guān)S，然后將觸頭緩慢地向A端滑動(dòng)，當(dāng)?shù)竭_(dá)某一位置C處時(shí)，小燈泡剛好正常發(fā)光。則CB之間的電阻應(yīng)為()A10 B20 C15 D5 解析：選B本題中小燈泡剛好正常發(fā)光，說(shuō)明此時(shí)小燈泡達(dá)到額定電流I額A0.3 A，兩端電壓達(dá)到額定電壓U額6.0 V，而小燈泡和電源、滑動(dòng)電阻AC串聯(lián)，則電阻AC的電流與小燈泡的電流相等，RAC10 ，RCBRRAC20 ，B項(xiàng)正確。3.如圖所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r恒定不變，電燈L恰能正常發(fā)光，如果變阻器的滑片向b端滑動(dòng)，則()A電燈L更亮，安培表的示數(shù)減小B電燈L更亮，安培表的示數(shù)增大C電燈L更暗，安培表的示數(shù)減小D電燈L更暗，安培表的示數(shù)增大解析：選A變阻器的滑片P向b端滑動(dòng)，R1接入電路的有效電阻增大，外電阻R外增大，干路電流I減小，安培表的示數(shù)減小，路端電壓U增大，電燈兩端電壓增大，電燈L更亮，A正確，B、C、D錯(cuò)誤。4.如圖所示電路，R由2 變?yōu)? 時(shí)，電路中的電流變?yōu)樵瓉?lái)的一半，則電源的內(nèi)阻是()A1 B2 C3 D4 解析：選B根據(jù)閉合電路歐姆定律，解得r2 ，B正確。5.(xx江蘇淮海中學(xué)月考)如圖所示，電源A的電壓為6 V，電源B的電壓為8 V，電容器的電容為200 pF，當(dāng)開(kāi)關(guān)S合向A，穩(wěn)定后再合向B，再次達(dá)到穩(wěn)定，則在這個(gè)過(guò)程中通過(guò)電流計(jì)的電荷量為()A4109 C B1.2109 CC1.6109 C D2.8109 C解析：選D開(kāi)關(guān)S打在A時(shí)，電容器的電壓為U16 V，電量為：Q1CU1210106 C1.2109 C。開(kāi)關(guān)S打在B時(shí)，穩(wěn)定時(shí)，電容器的電壓為U28 V，電量為：Q2CU2210108 C1.6109 C。故通過(guò)電流計(jì)的電荷量為：QQ1Q22.8109 C。6.如圖所示，燈泡L1、L2原來(lái)都正常發(fā)光，在兩燈突然熄滅后，用電壓表測(cè)得c、d間電壓比燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓高，故障的原因可能是(假設(shè)電路中僅有一處故障)()Aa、c間斷路 Bc、d間斷路Cb、d間斷路 Db、d間短路解析：選B因電路中L1、L2、R及電源串聯(lián)，電路中只有一處故障且兩燈不亮，電路中必是斷路，故D錯(cuò)誤。電路中無(wú)電流，但c、d間電壓升高，是因?yàn)閏、d間斷路，c、d兩點(diǎn)分別與電源正、負(fù)極等電勢(shì)。故正確答案為B。7.如圖所示，R4是半導(dǎo)體材料制成的熱敏電阻，電阻率隨溫度的升高而減小，這就是一個(gè)火警報(bào)警器的電路，電流表是安放在值班室的顯示器，電源兩極之間接一個(gè)報(bào)警器，當(dāng)R4所在處出現(xiàn)火情時(shí)，顯示器的電流I和報(bào)警器兩端的電壓U的變化情況是()AI變大，U變小 BI變大，U變大CI變小，U變大 DI變小，U變小解析：選A當(dāng)R4所在處出現(xiàn)火情時(shí)，R4阻值變小，外電路總電阻變小，則總電流變大，電源的內(nèi)電壓變大，路端電壓變小，即U變小。電路中并聯(lián)部分的電壓U并EI總(R1r)，I總變大，則U并變小，流經(jīng)R3的電流減小，所以電流表示數(shù)變大。故A項(xiàng)正確。8.(xx烏魯木齊一診)如圖所示，電路中燈泡A、B均正常發(fā)光。忽然燈泡B比原來(lái)變暗了些，而燈泡A比原來(lái)變亮了些。電路中出現(xiàn)的故障可能是()AR2發(fā)生斷路BR3發(fā)生斷路CR2、R3同時(shí)發(fā)生斷路DR1、R3同時(shí)發(fā)生斷路解析：選A假設(shè)R2斷路，則A燈所在并聯(lián)支路的總電阻增大，導(dǎo)致外電路總電阻增大，干路電流減小，路端電壓U增大，流過(guò)R1的電流I1增大，流過(guò)燈泡所在并聯(lián)支路的總電流I2(I2I總I1)減小，B燈的電壓UBI2RB3并減小，B燈變暗。A燈的電壓UA(UAUUB)增大，A燈變亮。選項(xiàng)A正確，同樣的方法可得選項(xiàng)B、C、D錯(cuò)誤。二、多項(xiàng)選擇題9(xx江蘇高考)如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為12 V，內(nèi)阻為2 ，四個(gè)電阻的阻值已在圖中標(biāo)出。閉合開(kāi)關(guān)S，下列說(shuō)法正確的有()A路端電壓為10 VB電源的總功率為10 WCa、b間電壓的大小為5 VDa、b間用導(dǎo)線連接后，電路的總電流為1 A解析：選AC根據(jù)串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)可得，外電路總電阻為10 ，根據(jù)閉合電路歐姆定律得通過(guò)電源的電流為I A1 A，則路端電壓為UIR外10 V，選項(xiàng)A正確；電源的總功率PEI12 W，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；若取電源負(fù)極的電勢(shì)為0，則a點(diǎn)電勢(shì)為a2.5 V，b點(diǎn)電勢(shì)為b7.5 V，a、b間電壓的大小為5 V，選項(xiàng)C正確；a、b間用導(dǎo)線連接起來(lái)后外電路總電阻為7.5 ，電路的總電流為I A1.26 A，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。10.(xx泰州模擬)如圖所示電路，已知電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，R0為固定電阻，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的觸頭向下移動(dòng)時(shí)，下列論述正確的是()A燈泡L一定變亮B電流表的示數(shù)變小C電壓表的示數(shù)變小DR0消耗的功率變小解析：選ABD當(dāng)R的滑動(dòng)觸頭向下移動(dòng)時(shí)，R變大，外電路總電阻變大，則由閉合電路歐姆定律知，總電流變小，路端電壓變大，則電壓表讀數(shù)增大，燈泡L的電壓增大，則燈L一定變亮，電路中并聯(lián)部分電壓增大，通過(guò)L的電流增大，而總電流減小，則電流表A的讀數(shù)減小，R0消耗的功率變小，故A、B、D正確，C錯(cuò)誤。11在某控制電路中，需要連成如圖所示的電路，主要由電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r的電源與定值定阻R1、R2及電位器(滑動(dòng)變阻器)R連接而成，L1、L2是紅、綠兩個(gè)指示燈，當(dāng)電位器的觸頭由弧形碳膜的中點(diǎn)逆時(shí)針滑向a端時(shí)，下列說(shuō)法中正確的是()AL1、L2兩個(gè)指示燈都變亮BL1、L2兩個(gè)指示燈都變暗CL1變亮，L2變暗DR1兩端電壓增大解析：選BD當(dāng)電位器向a段滑動(dòng)時(shí)，電路的總電阻減小，干路電流增大，故R1兩端電壓增大，同時(shí)內(nèi)電壓增大，路段電壓減小，所以燈L1變暗；通過(guò)電阻R1的電流變大，所以電位器兩端的電壓減小，即燈L2兩端的電壓減小，所以此燈變暗，故A、C錯(cuò)誤，B、D正確。12.(xx濟(jì)寧月考)在如圖所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)恒定，要想使燈泡L變暗，可以()A增大R1的阻值B減小R1的阻值C增大R2的阻值D減小R2的阻值解析：選AD(等效思維法)因電容器具有隔直流通交流的特征，所以其電路可等效為如圖所示。當(dāng)R2的阻值減小并趨于零時(shí)，L被短路，L變暗，當(dāng)R1的阻值增大并趨近無(wú)窮大時(shí)，可視為斷路，總電流趨近于零，燈泡L也變暗，所以A、D正確。13.(xx江西大學(xué)附中期末)如圖所示電路中，電阻R1R2R3R41234，C為電容器，A為電流表，當(dāng)電路中某個(gè)電阻斷路瞬間，發(fā)現(xiàn)有自上而下的電流通過(guò)電流表A，則斷路的電阻可能是()AR1 BR2CR3 DR4解析：選BC設(shè)路端電壓為U，則根據(jù)歐姆定律可得UR1U，UR2U，UR3U，UR4U，設(shè)電源負(fù)極的電勢(shì)為零，則電容器上極板的電勢(shì)上U，下極板的電勢(shì)為下U，上極板電勢(shì)大于下極板電勢(shì)，有自上而下的電流通過(guò)電流表，說(shuō)明電容器兩端電壓變大，所以可能為電阻R2變大或者電阻R3變大，故B、C正確。14(xx汕頭模擬)如圖所示，電路中R1、R2均為可變電阻，電源內(nèi)阻不能忽略，二極管D為理想二極管，平行板電容器C的極板水平放置，閉合開(kāi)關(guān)S，電路達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，帶電油滴懸浮在兩極板之間處于靜止?fàn)顟B(tài)，下列操作中，油滴仍然能保持靜止的有()A只增大R1的阻值B只增大R2的阻值C只增大兩板間的距離D只斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S解析：選BCD電路穩(wěn)定時(shí)，電容器的電壓等于可變電阻R1的電壓，增大R1的阻值，路端電壓增大，所以電容器兩端的電壓增大，故兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度增大，粒子向上運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；只增大R2的阻值，而R2處于斷路的支路中，對(duì)電路的電壓、電流沒(méi)有影響，所以油滴仍保持靜止?fàn)顟B(tài)，B正確；增大兩板間的距離，根據(jù)公式C可知電容減小，電荷量要減小，但是由于二極管的存在，電容器不能放電，故電荷量仍保持不變，兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度不變，所以油滴仍能保持靜止，C正確；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，電容充電完畢，又不能放電，所以電容兩極板間的電壓恒定不變，即電場(chǎng)強(qiáng)度不變，所以油滴仍保持靜止，D正確。第44課時(shí)電路中的能量問(wèn)題(重點(diǎn)突破課)必備知識(shí)1電功、電功率、焦耳定律和熱功率內(nèi)容表達(dá)式電功電路中電場(chǎng)力移動(dòng)電荷做的功WqUUIt電功率單位時(shí)間內(nèi)電流做的功，表示電流做功的快慢PUI焦耳定律電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻及通電時(shí)間成正比QI2Rt熱功率單位時(shí)間內(nèi)的發(fā)熱量PI2R2電源的功率和效率內(nèi)部功率P內(nèi)I2rIU內(nèi)輸出功率任意電路P出UIEII2rP總P內(nèi)純電阻電路P出I2R總功率任意電路P總IEIUIU內(nèi)P內(nèi)P出純電阻電路P總I2(Rr)效率任意電路100%100%純電阻電路100%100%3.在純電阻電路中，外電阻R增大時(shí)，電源的總功率減小，但電源的效率增大，而輸出功率可能增大，可能減小，還可能不變。小題熱身1在正常照射下，太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率可達(dá)23%。單片晶硅太陽(yáng)能電池可產(chǎn)生0.6 V的電動(dòng)勢(shì)，可獲得0.1 A的電流，則每秒照射到這種太陽(yáng)能電池上的太陽(yáng)光的能量是()A0.24 JB0.25 JC0.26 J D0.28 J解析：選C根據(jù)WUIt可得每秒太陽(yáng)能電池產(chǎn)生的能量為W0.10.61 J0.06 J，設(shè)太陽(yáng)能每秒照射的能量為Q，則由能量守恒定律得Q23%W，所以Q0.26 J。2額定電壓、額定功率均相同的電風(fēng)扇、電烙鐵和日光燈，各自在額定電壓下正常工作了相同的時(shí)間。比較它們產(chǎn)生的熱量，結(jié)果是()A電風(fēng)扇最多 B電烙鐵最多C日光燈最多 D一樣多解析：選B在三種用電器中，只有電烙鐵能將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，電風(fēng)扇部分電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，日光燈部分電能轉(zhuǎn)化為光能，故B選項(xiàng)正確。3兩個(gè)電池1和2的電動(dòng)勢(shì)E1E2，它們分別向同一電阻R供電，電阻R消耗的電功率相同。比較供電時(shí)電池1和2內(nèi)部消耗的電功率P1和P2及電池的效率1和2的大小，則有()AP1P2，12 BP1P2，12CP12 DP1P2，1E2，則r1r2，所以P1P2，而，所以與E成反比，故1QWUItI2RtW其他PUII2RP其他如電風(fēng)扇、電動(dòng)機(jī)、電解槽等典例如圖所示是某款理發(fā)用的電吹風(fēng)的電路圖，它主要由電動(dòng)機(jī)M和電熱絲R構(gòu)成。當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S1、S2后，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)葉旋轉(zhuǎn)，將空氣從進(jìn)風(fēng)口吸入，經(jīng)電熱絲加熱，形成熱風(fēng)后從出風(fēng)口吹出。已知電吹風(fēng)的額定電壓為220 V，吹冷風(fēng)時(shí)的功率為120 W，吹熱風(fēng)時(shí)的功率為1 000 W。關(guān)于該電吹風(fēng)，下列說(shuō)法正確的是()A電熱絲的電阻為55 B電動(dòng)機(jī)的電阻為 C當(dāng)電吹風(fēng)吹冷風(fēng)時(shí)，電熱絲每秒鐘消耗的電能為120 JD當(dāng)電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)每秒鐘消耗的電能為1 120 J解析當(dāng)吹熱風(fēng)時(shí)，電熱絲消耗的電功率為P1 000 W120 W880 W，電熱絲消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以根據(jù)公式P可得電熱絲的電阻為R 55 ，A正確。由于電動(dòng)機(jī)是非純電阻，所以電流所做的功沒(méi)有全部轉(zhuǎn)化為電熱，所以電功率不等于發(fā)熱功率，由于不知道電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率，所以不能求出電動(dòng)機(jī)的電阻，B錯(cuò)誤。當(dāng)電吹風(fēng)吹冷風(fēng)時(shí)，S1斷開(kāi)，S2接通，所以電熱絲不工作，不消耗電能，C錯(cuò)誤。當(dāng)電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)的功率是120 W，所以電動(dòng)機(jī)每秒鐘消耗的電能為120 J，D錯(cuò)誤。答案A(1)在非純電阻電路中，歐姆定律不再適用，不能用歐姆定律求電流，應(yīng)用PUI求電流。(2)在非純電阻電路中，電功大于電熱，即WQ，這時(shí)電功只能用WUIt計(jì)算，電熱只能用QI2Rt計(jì)算，兩式不能通用。(3)由能量守恒定律得WQE，E為其他形式的能。對(duì)電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，輸入的功率P入IU，發(fā)熱的功率P熱I2r，輸出的功率即機(jī)械功率P機(jī)P入P熱UII2r。集訓(xùn)沖關(guān)1有一內(nèi)阻為4.4 的電解槽和一盞標(biāo)有“110 V60 W”的燈泡串聯(lián)后接在電壓為220 V的直流電路兩端，燈泡正常發(fā)光，則()A電解槽消耗的電功率為120 WB電解槽消耗的電功率為60 WC電解槽的發(fā)熱功率為60 WD電路消耗的總功率為60 W解析：選B燈泡能正常發(fā)光，說(shuō)明電解槽和燈泡均分得110 V電壓，且流過(guò)電解槽的電流II燈 A A，則電解槽消耗的電功率PIUP燈60 W，A選項(xiàng)錯(cuò)誤，B選項(xiàng)正確；電解槽的發(fā)熱功率P熱I2r1.3 W，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；電路消耗的總功率P總IU總220 W120 W，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。2(xx滕州期末)額定電壓為4.0 V的直流電動(dòng)機(jī)的線圈電阻為1.0 ，正常工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)線圈每秒產(chǎn)生的熱量為4.0 J ，下列計(jì)算結(jié)果正確的是()A電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的電流強(qiáng)度為4.0 AB電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率為8.0 WC電動(dòng)機(jī)每分鐘將電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能為240.0 JD電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸入功率為4.0 W解析：選C電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的電流強(qiáng)度為I A2 A，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率為P出IUP內(nèi)24 W4 W4 W，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；電動(dòng)機(jī)每分鐘將電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能為E機(jī)P出t460 J240 J，選項(xiàng)C正確；電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸入功率為PUI24 W8 W，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。提能點(diǎn)(二)閉合電路的功率和能量問(wèn)題純電阻電路中電源的輸出功率P出與外電阻R的關(guān)系(1)表達(dá)式：P出I2R(2)關(guān)系圖像：由圖像可知，隨著外電阻的增大，輸出功率先增大后減小。當(dāng)Rr時(shí)，輸出功率最大，為Pm。P出Pm時(shí)，每個(gè)輸出功率對(duì)應(yīng)兩個(gè)不同的外電阻R1和R2，且滿足R1R2r2，因此需要注意題目可能出現(xiàn)多解的情況。典例(xx東營(yíng)聯(lián)考)已知電源內(nèi)阻r2 ，燈泡電阻RL2 ，R22 ，滑動(dòng)變阻器R1的最大阻值為3 ，如圖所示，將滑片P置于最左端，閉合開(kāi)關(guān)S1、S2，電源的輸出功率為P0，則()A滑片P向右滑動(dòng)，電源輸出功率一直減小B滑片P向右滑動(dòng)，電源輸出功率一直增大C斷開(kāi)S2，電源輸出功率達(dá)到最大值D滑片P置于最右端時(shí)，電源輸出功率仍為P0解析閉合開(kāi)關(guān)S1、S2，外電路總電阻RR1R并R11 ，當(dāng)Rr2 時(shí)，電源輸出功率最大，根據(jù)電源輸出功率與外電路電阻的關(guān)系圖像可知，滑片從最左端向右滑動(dòng)，外電路總電阻從4 減小到1 ，電源輸出功率先增大再減小，故A、B錯(cuò)誤；滑片在最左端，斷開(kāi)S2，外電路總電阻RR1R25 r，電源的輸出功率不是最大，故C錯(cuò)誤。當(dāng)滑片在最左端時(shí)，RR1R并4 ，電流I(A)，電源的輸出功率為P0，則P0I2R(W)；當(dāng)滑片在最右端時(shí)，RR并1 ，電流I(A)，電源的輸出功率為PI2R(W)P0，故D正確。答案D一定要先明確外電阻與內(nèi)電阻的大小關(guān)系后，再判斷輸出功率如何變化，即當(dāng)0Rr時(shí)，輸出功率隨外電阻的增大而增大；當(dāng)Rr時(shí)，電源的輸出功率最大，Pm；當(dāng)rR時(shí)，電源的輸出功率隨外電阻的增大而減小。集訓(xùn)沖關(guān)1.(多選)在如圖所示的電路中，燈泡L的電阻大于電源的內(nèi)阻r，閉合開(kāi)關(guān)S，將滑動(dòng)變阻器的滑片P向左移動(dòng)一段距離后，下列結(jié)論正確的是()A燈泡L變亮B電源的輸出功率變小C電容器C上電荷量減少D電流表讀數(shù)變小，電壓表讀數(shù)變大解析：選BD將滑動(dòng)變阻器的滑片P向左移動(dòng)一段距離后，R的阻值變大，電路中電流變小，燈泡變暗，A錯(cuò)誤；路端電壓變大，電阻R兩端電壓變大，電容器C兩端電壓變大，電容器C上電荷量增加，C錯(cuò)誤，D正確；當(dāng)外電路電阻等于電源的內(nèi)阻時(shí)電源的輸出功率最大，由于燈泡L的電阻大于電源的內(nèi)阻r，則外電路電阻比r大得越多，輸出功率越小，B正確。2(多選)兩位同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室中利用如圖(a)所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向某一方向移動(dòng)時(shí)，一位同學(xué)記錄電流表 和電壓表的測(cè)量數(shù)據(jù)，另一位同學(xué)記錄電流表 和電壓表的測(cè)量數(shù)據(jù)。兩位同學(xué)根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)描繪出如圖(b)所示的兩條UI圖線。則圖像中兩圖線的交點(diǎn)表示的物理意義是(