高中物理恒定电流知识点详细总结及经典例题资料.pdf

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1、L 4L 质子源v1v2 高中物理恒定电流知识点详细总结及经典例题第一节 电源和电流1.电流电流的定义式：tqI决定式： IRU电流的微观表达式I=nqvS注意：在电解液导电时，是正负离子向相反方向定向移动形成电流，在用公式Iqt计算电流强度时应引起注意。1 在 10 s 内通过电解槽某一横截面向右迁移的正离子所带的电量为2 C，向左迁移的负离子所带的电量为3 C求电解槽中电流强度的大小。2 来自质子源的质子（初速度为零），经一加速电压为800kV 的直线加速器加速，形成电流强度为1mA 的细柱形质子流。已知质子电荷e=1.6010-19C。这束质子流每秒打到靶上的质子数为 _。假定分布在质子

2、源到靶之间的加速电场是均匀的，在质子束中与质子源相距 L 和 4L 的两处，各取一段极短的相等长度的质子流，其中的质子数分别为n1和n2，则 n1n2=_。第二节 电阻定律在温度不变时，导体的电阻与其长度成正比，与其横截面积成反比，即R=Sl. A.在公式 R=Sl中，l 、S是导体的几何特征量，比例系数( 电阻率 ) 是由导体的物理特性决定的 . 不同的导体，它们的电阻率不相同. B.对于金属导体， 它们的电阻率一般都与温度有关，温度升高时电阻率增大，导体的电阻也随之增大 . 电阻定律是在温度不变的条件下总结出来的物理规律，因此也只有在温度不变的条件下才能适用. 温度变化时，就要考虑温度对电

3、阻率的影响. 注意物理规律的适用范围，不能随意把物理规律应用到它所适用的范围之外去，这是非常重要的 .根据一定条件下总结出来的物理规律作出某些推论，其正确性也必须通过实践( 实验) 来检验 . C.有人根据欧姆定律I=RU推导出公式R=IU，从而错误地认为导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟通过导体的电流强度成反比. 对于这一错误推论，可以从两个方面来分析：第一， 电阻是由导体的自由结构特性决定的，与导体两端是否有电压、有多大的电压、导体中是否有电流通过、有多大电流通过没有直接关系， 加在导体上的电压大，通过的电流也大，导体的温度会升高，导体的电阻会有所变化，但这只是间接影响，而没有直接关系；

4、第二，伏安法测电阻，是根据欧姆定律，用电压表测出电阻两端的电压，用安培表测出通过电阻的电流，由公式R=IU计算出电阻值，这是测量电阻的一种方法. 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 24 页 - - - - - - - - - - D.半导体：导电性能介于导体和绝缘体之间，电阻随温度的升高而减小的材料.改变半导体的温度， 使半导体受到光照，在半导体中加入其他微量杂质等，可使半导体的导电性能发生显著变化，正是因为这种特性，使它在现代科学技术中发挥了重要作用. E.超导现象：当温度降低

5、到绝对零度(0K) 附近时， 某些材料 ( 金属、 合金、化合物 )的电阻率突然减小到零.这种现象叫做超导现象. 处于这种状态的导体，叫做超导体. 材料由正常状态转变为超导状态的温度叫做转变温度( 记为 TC). 目前高温超导体的研究已在世界范围内形成热潮，这一研究的目标是实现得到在室温条件下工作的超导材料，以使之广泛应用 . 例 1 关于电阻率，下列说法正确的是( ) A.电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大，其导电性能越好B.各种材料的电阻率都与温度有关，金属的电阻率随温度升高而增大C.所谓超导体， 当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时，它的电阻率突然变为零D.某些合金的

6、电阻率几乎不受温度变化的影响，通常都用它制作标准电阻解析本题涉及到的知识，在教材中都有相当简洁、明确的说明， 都是必须了解的基本知识，认真阅读教材，就可知道选项B、C、D都是正确的 . 例 2 下列说法中正确的是( ) A.由 R=U/I 可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比B.由 I=U/R 可知，通过导体的电流强度跟导体两端的电压成正比，跟它的电阻成反比C.导体的电阻率由导体本身的物理条件决定，任何物理变化都不能改变导体的电阻率D.欧姆定律 I=U/R，不仅适用于金属导体的导电情况，对于别的电路也适用. 解析由电阻定律知， 导体的电阻是由本身的物理条件决定的，与加在

7、它两端的电压和通过它的电流无关.所以 A错. 导体的电阻率是由导体的材料决定的，与温度有关. 温度发生变化，电阻率也会改变，所以 C错. 部分电路欧姆定律只适用于电阻电路，不一定适合于一切电路，所以D错. 故正确答案为B. 【难题巧解点拨】例 1 一只标有 “220V 60W”的白炽灯泡， 加上的电压U由零逐渐增大到220V.在此过程中，电压U和电流 I 的关系可用图线表示. 在如图所示的四个图线中，肯定不符合实际的是( ) 解析由电阻的定义式R=IU知：在 UI 图线上， 某一点的纵坐标U和该点的横坐标I的比值 U/I就对应着电阻值R.由于白炽灯泡钨丝的电阻会随温度的升高而增大，当白炽灯上加

8、的电压从零逐渐增大到220V 时，钨丝由红变到白炽，灯丝的温度不断升高，电阻将不断增大 .A 图线表示U/I为一定值，说明电阻不变，不符要求；C 图线上各点的U/I值随 U的增大而减小，也不符合实际；D图线中 U/I 的值开始随U的增大而增大，后来随U的增大而减小，也不符合实际；只有B图线中 U/I 的值随 U的增大而变化，符合实际. 此答案应选精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 24 页 - - - - - - - - - - A、C、D. 评注要从题目中挖掘出电压由零逐渐增大到

9、220V的含义，即热功率增大，白炽灯钨丝的电阻会随温度的升高而增大. 不要认为白炽灯钨丝的电阻是固定不变的，这是这道题解答的关键地方 . 例 2 下图是 a、b 两个导体的I-U 图象：(1) 在 a、b 两个导体加上相同的电压时，通过它们的电流强度IAIB= . (2) 在 a、b 两个导体中通过相等的电流时，加在它们两端的电压UAUB= . (3)a 、b 两个导体的电阻RARB= . 解析本题给出的是I-U 图象，纵轴表示通过导体的电流，横轴表示加在导体两端的电压.(1)加在 a、b 两端的电压相等时，通过它们的电流比为BAII=30tan60tan=3/13=13(2) 通过 a、b

10、的电流相等时，a、b 两端的电压比为BAUU=30cot60cot=33/1=31(3) 由(1) 或(2) 都可以推导出a、b 两个导体的电阻比为BARR=311.电功和电功率（1）电功是电流通过一段电路时，电能转化为其他形式能（电场能、机械能、化学能或内能等）的量度。（2）W= qU =UIt 是电功的普适式，P= UI 是电功率的普适式，适用于任何电路。2.焦耳定律和热功率（1）电热则是电流通过导体时，电能转化为内能的量度. （2）Q=I2Rt 是电热的计算式，可以计算任何电路中电流I 通过电阻R 时在 t 时间内产生的热量（电热） ；P=I2R 是热功率的计算式，3.电功和电热（1）在

11、纯电阻电路中：电流通过用电器以发热为目的，例如电炉、电熨斗、电饭锅，电烙铁、白炽灯泡等。这时电能全部转化为内能，电功等于电热，即W=UIt =I2Rt=tRU2.同理 P=UI=I2R=RU2. 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 24 页 - - - - - - - - - - （2）在非纯电阻电路中：电流通过用电器是以转化为内能以外的形式的能为目的，发热不是目的， 而是难以避免的内能损失。例如电动机、 电解槽、给蓄电池充电、 日光灯等 .这时电路消耗的电能，即W=UIt 分为两

12、部分，一大部分转化为其他形式的能（例如电流通过电动机，电动机转动，电能转化为机械能）；另一小部分不可避免地转化为电热Q=I2R t（电枢的电阻生热）.这里 W=UIt 不再等于 Q=I2Rt，应该是W=E其他Q.（3）电功和电热是两个不同的物理量，只有在纯电阻电路中，电功才等于电热，W=Q=UIt =I 2R t=tRU2；在非纯电阻电路中，电功大于电热，WQ，这时电功只能用W=UIt计算，电热只能用Q=I2Rt 计算，两式不能通用。例 1 一台电动机，线圈电阻为0.4，当它两端所加电压为220 V 时，通过的电流是5A 问：（1）电动机的输入功率多大？（2）电动机每分钟消耗电能多少？（3）电

13、动机每分钟产生的电热多少？产生机械能多少？练习1. 用电器两端电压220V，这意味着 ( ) A.1A电流通过用电器时，消耗的电能为220J B.1C 正电荷通过用电器时，产生220J 的热量C.1A 电流通过用电器时，电流的发热功率为220W D.1C 正电荷从电势高端移到电势低端时，电场力做功220J 2. 一灯泡标有 “220V ，100W ”字样将其接到110V 的电源上 (不考虑灯泡电阻的变化)，则有 ( ) A.灯泡的实际功率为50W B.灯泡的实际功率为25W C.通过灯泡的电流为额定电流的21D.通过灯泡的电流为额定电流的413.下图电路中， 电灯 L1、L2都标有 “220V

14、 ，100W ” ； 电灯 L3、L4都标有 “ 220V ，40W ” 将A、B 两端接入电源，最暗的灯是() AL1BL2 CL3DL44.把两个相同的电灯分别接在图中甲、乙两个电路里，调节滑动变阻器，使两灯都正常发光，两电路中消耗的总功率分别为甲P和乙P，可以断定 ( ) A.甲P乙PB.甲P乙PC.甲P=乙PD.无法确定5.一个直流电动机所加电压为U，电流为I，线圈内阻为R，当它工作时，下述说法中错误的是（）A电动机的输出功率为U2R B电动机的发热功率为I2R C电动机的输出功率为IU-I2R D电动机的功率可写作IU=I2R=U2/R 6.有一个直流电动机，把它接入0.2V 电压的

15、电路时，电动机不转，测得流过电动机的电流是 0.4A，若把它接入2V 电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1A。求：（1）电动机正常工作时的输出功率；精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页，共 24 页 - - - - - - - - - - （2）如在正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率多大？（提示：电动机在电路中转子不转动时为纯电阻用电器）7.关于电功，下列说法中正确的有( ) A.电功的实质是电场力所做的功B.电功是电能转化为内能C.电场力做功使电能转化成其他形式能量

16、的量度D. 电流通过电动机时的电功率和热功率相等8. 一盏电灯直接接在恒定的电源上，其功率为100W，若将这盏灯先接上一段很长的导线后，再接在同一电源上，在导线上损失的电功率是9W，那么此时电灯实际消耗的电功率将 ( ) A.大于 91W B.小于 91W C.等于 91W D.条件不足，无法确定9. 两个电阻 ,R1=8,R2=2, 并联在电路中欲使这两个电阻消耗的电功率相等,可行的办法是（）A用一个阻值为2的电阻与 R2串联B用一个阻值为6的电阻与 R2串联C用一个阻值为6的电阻与 R1串联D用一个阻值为2 的电阻与R1串联10、理发用的电吹风机中有电动机和电热丝，电动机带动风叶转动，电热

17、丝给空气加热，得到热风将头发吹干。设电动机线圈电阻为R1，它与电热丝电阻值R2串联后接到直流电源上，吹风机两端电压为U，电流为 I 消耗的功率为P，则有（）AUIPB)(212RRIPCUIPD)(212RRIP11、一台直流电动机线圈电阻r =1，与一阻值R=10 的电阻串联，当所加电压U=150V ，电动机正常工作时电压表示数100V，求电动机消耗的功率及输出的机械功率。要点一、闭合电路的有关概念如图所示，将电源和用电器连接起来，就构成闭合电路。1内电路、内电压、内电阻（1）内电路：电源内部的电路叫做闭合电路的内电路。（2）内电阻：内电路的电阻叫做电源的内阻。（3）内电压：当电路中有电流通

18、过时，内电路两端的电压叫内电压，用U内表示。2外电路、外电压（路端电压）（1）外电路：电源外部的电路叫闭合电路的外电路。（2）外电压：外电路两端的电压叫外电压，也叫路端电压，用U外表示。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页，共 24 页 - - - - - - - - - - 3闭合回路的电流方向在外电路中，电流方向由正极流向负极，沿电流方向电势降低。在内电路中， 即在电源内部， 通过非静电力做功使正电荷由负极移到正极，所以电流方向为负极流向正极。内电路与外电路中的总电流是相同的。要点诠

19、释： 电路中的电势变化情况（1）在外电路中，沿电流方向电势降低。（2）在内电路中，一方面，存在内阻，沿电流方向电势也降低；另一方面，由于电源的电动势，电势还要升高。电势 “ 有升有降 ”其中：EUUUIrUIREIRIr外外内内要点二、闭合电路欧姆定律1定律的内容及表达式（1）对纯电阻电路EIR r常用的变形式：()EI Rr；EUU外内；UEIr外表述：闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比（2）电源电压、电动势、路端电压精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 6 页

20、，共 24 页 - - - - - - - - - - 电动势：E(对确定的电源，一般认为不变) 路端电压 :UEIrREERr(可变 )如图：R增大，电流减小，路端电压增大R减小，电流增大，路端电压减小（3）电源的特征曲线路端电压U随干路电流I变化的图象1 图象的函数表达：RUERrUEIrEIRr2 图象的物理意义a在纵轴上的截距表示电源的电动势Eb在横轴上的截距表示电源的短路电流/IE r短c图象斜率的绝对值表示电源的内阻，内阻越大，图线倾斜得越厉害2定律的意义及说明（1）意义：定律说明了闭合电路中的电流取决于两个因素即电源的电动势和闭合回路的总电阻， 这是一对矛盾在电路中的统一。变式E

21、UUIR r外内则说明了在闭合电路中电势升和降是相等的。（2）说明精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 7 页，共 24 页 - - - - - - - - - - 1 用电压表接在电源两极间测得的电压是路端电压U外，不是内电路两端的电压U内，也不是电源电动势，所以UE外2 当电源没有接入电路时，因无电流通过内电路，所以0U内，此时EU外，即电源电动势等于电源没有接入电路时的路端电压。3EIR r或EIR r只适用于外电路为纯电阻的闭合电路。UEIr外和EUU外内适用于所有的闭合电路。要点三、路

22、端电压与外电阻的关系1路端电压及在闭合电路中的表达形式（1）路端电压：外电路两端的电压，也叫外电压，也就是电源正负极间的电压。（2）公式：对纯电阻外电路=EERUIREIrErR rR r外2路端电压与外电阻R之间的关系（ 1）当外电阻R增大时， 根据EIR r可知， 电流I减小（E和r为定值）；内电压Ir减小，根据UEIr外可知路端电压U外增大；当外电路断开时，0I，此时UE外（2）当外电阻R减小时，根据EIR r可知，电流I增大；内电压Ir增大。根据UEIr外可知路端电压U外减小；当电路短路时，0R，EIr，0U外要点诠释：1 当外电路断开时，R，0I，0Ir，UE外，此为直接测量电源电动

23、势的依据。2 当外电路短路时，0R，EIr（短路电流） ，0U外，由于电源内阻很小，所以短路时会形成很大的电流，这就要求我们绝对不能把电源两极不经负载而直接相连接。要点四、电源输出电压（路端电压）U和输出电流（电路总电流）I之间的关系1UI关系：UEIr由关系式可见UI关系取决于电源的参数：电动势和内阻，路端电压U随输出电流变化的快慢UrI，仅取决于电源的内阻，换句话说就是电源的负载能力取决于其内阻的大小。2UI图象及意义（1）由UEIr外可知，UI外图象是一条斜向下的直线，如图所示。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - -

24、 - - - - - -第 8 页，共 24 页 - - - - - - - - - - （2）纵轴的截距等于电源的电动势E；横轴的截距等于外电路短路时的电流（短路电流）EIr0（3）直线的斜率的绝对值等于电源的内阻，即EUrII0（4）部分电路欧姆定律的UI曲线与闭合电路欧姆定律UI曲线的区别1 从表示的内容上看，图乙是对某固定电阻R而言的，纵坐标和横坐标分别表示该电阻两端的电压U和通过该电阻的电流I，反映I跟U的正比关系；图甲是对闭合电路整体而言的， 是电源的输出特性曲线，U表示路端电压，I表示通过电源的电流，图象反映U与I的制约关系。2 从图象的物理意义上看，图乙是表示导体的性质，图甲是

25、表示电源的性质，在图乙中，U与I成正比（图象是直线）的前提是电阻R保持一定；在图甲中，电源的电动势和内阻不变，外电阻R是变化的，正是R的变化，才有I和U的变化（图象也是直线）。要点五、电源、电路的功率及效率1电源的总功率、电源内阻消耗功率及电源的输出功率（1）电源的总功率：PIE总（普遍适用） ，22()EPIRrRr总（只适用于外电路为纯电阻的电路）。（2）电源内阻消耗的功率：2PI r内（3）电源的输出功率：PIU出外（普遍适用），精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 9 页，共 24 页

26、- - - - - - - - - - 222()E RPI RR r出（只适用于外电路为纯电阻的电路）。2输出功率随外电阻R 的变化规律（1）电源的输出功率：2222=()()4REEPUIR rRrrR出（外电路为纯电阻电路）。（2）结论：1 当Rr时，电源的输出功率最大24mEPr2P出与R的关系如图所示。3 当Rr时，随R的增大输出功率越来越大。4 当Rr时，随R的增大输出功率越来越小。5 当mPP出时，每个输出功率对应两个可能的外电阻12RR、，且212R Rr3闭合电路上功率分配关系为：PPP出内，即2EIUII r。闭合电路上功率分配关系，反映了闭合电路中能量的转化和守恒，即电源

27、提供的电能，一部分消耗在内阻上，其余部分输出给外电路，并在外电路上转化为其它形式的能，能量守恒的表达式为：2EItUItI rt（普遍适用）22EItI RtI rt（只适用于外电路为纯电阻的电路）。4电源的效率PUIURPEIERr外（只适用于外电路为纯电阻的电路）。由上式可知，外电阻R越大，电源的效率越高。说明：输出功率最大时，R r，此时电源的效率50%精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 10 页，共 24 页 - - - - - - - - - - 5定值电阻上消耗的最大功率当电路中的

28、电流最大时定值电阻上消耗的功率最大。6滑动变阻器上消耗的最大功率此时分析要看具体的情况，可结合电源的输出的最大功率的关系，把滑动变阻器以外的电阻看做电源的内电阻，此时电路可等效成为一个新电源和滑动变阻器组成的新电路，然后利用电源输出的最大功率的关系分析即可。闭合电路中能量转化的计算设电源的电动势为E，外电路电阻为R，内电阻为r，闭合电路的电流为I，在时间t内：（1）外电路中电能转化成的内能为2QI Rt外（2）内电路中电能转化成的内能为2QI rt内（3）非静电力做的功为WEqEIt根据能量守恒定律，有WQQ外内，即：22EItI RtI rt电源电动势和内阻的计算方法（1）由EUIr知，只要

29、知道两组UI、的值1122UIUI（、 ，、 ），就可以通过解方程组，求出Er、的值。（2） 由UEUrR知，只要知道两组UR、的值1122URUR（、，、）， 就能求解Er、。（3）由EIRIr知，只要知道两组IR、的值1122IRIR（ 、，、），就能求解Er、。数学知识在电路分析中的运用（1）分析：当电压表直接接在电源的两极上时，电压表与电源构成了闭合电路，如图所示，电压表所测量的为路端电压U，即：1VVVVEEUIRRrRrR. 由上式可以看出UE，但随着VR的增大，U也增大，在一般情况下，当VRr?，所以精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎

30、下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 11 页，共 24 页 - - - - - - - - - - 1VEUErR.（2）结论：1 电压表直接接在电源的两极上，其示数不等于电源电动势，但很接近电源电动势。2 若电压表为理想的电压表，即VR，则UE； 理想电压表直接接在电源两极上，其示数等于电源电动势。10.电路极值问题的求解（在电源输出功率的计算中体现）【典型例题】类型一、 闭合电路欧姆定律的应用例 1汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗，如图，在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表读数为10 A，电动机启动时电流表读数为58 A，若电源电动势为12.5 V，内阻为0.05。

31、电流表内阻不计，则因电动机启动，车灯的电功率降低了（）A35.8 WB43.2 WC48.2 WD76.8 W【思路点拨】 在本题中应用闭合电路欧姆定律求解路端电压及功率问题时，车灯的电阻认为不变。注意“降低了”与“降低到”意义的不同。【答案】 B 【解析】电动机未启动时，1(12.5 10 0.05)V=12VUEI r灯，电灯功率120WPUI灯灯电动机启动时，2(12.5 58 0.05)V=9.6VUEI r灯设电灯阻值不变，由2UPR，可得精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 12 页

32、，共 24 页 - - - - - - - - - - 229.6120W=76.8W12UPPU灯灯灯电功率的减少量(120 76.8)W=43.2WPPP【变式 1】将一盏“6 V12 W”的小灯泡，一台线圈电阻是2的电动机及电动势为30 V、内阻为1的电源组成串联闭合电路，小灯泡刚好正常发光，则电动机输出的功率是（）A36 WB44 WC50 WD63 W【答案】 A 【解析】由于电动机的存在，电路不再是纯电阻电路。则电动机的输出功率2PUII R输，小灯泡正常发光。则 / 2 AIPU，2 VUIr内，电动机两端的电压(306-2) V22 VU，22(22 2-22) W36 WPU

33、II R输，故 A 正确。【变式 2】 在图中，114R，29R 当开关S切换到位置1时，电流表的示数为10.2AI ；当开关S扳到位置2时，电流表的示数为20.3AI 求电源的电动势E和内阻r【答案】3VE，1r.【解析】根据闭合电路欧姆定律可列出方程：111222EI RI rEI RI r+，+消去E，解出r，得精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 13 页，共 24 页 - - - - - - - - - - 112221I RI RrII代入数值，得1r将r值代入111EI RI r中

34、，可得3VE【变式 3】在图中，电源内阻不能忽略,15R，24R 当开关S切换到位置1时，电流表的示数为12AI ；当开关S扳到位置2时，电流表的示数可能为下列情况中的( ) A. 2.5AB. 1.8AC. 2.2AD. 3.0A【答案】 C【解析】根据闭合电路欧姆定律可列出方程：111222EI RI rEI RI r+，+联立方程，代入数据求解：2111222()/()(410)/(2)0rI R I RIIII解得：22A2.5AI. 例 2一太阳能电池板，测得它的开路电压是800 mV，短路电流为40 mA，若将该电池板与一阻值为20的电阻器连成一闭合电路，则它的路端电压是（）A0.

35、10 VB0.20 VC0.30 VD0.40 V【答案】 D【解析】电源没有接入外电路时，路端电压值等于电源电动势，所以电动势800 mVE。由闭合电路欧姆定律得短路电流EIr短，所以电源内阻精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 14 页，共 24 页 - - - - - - - - - - 33800 10 =2040 10ErI短，该电源与20的电阻连成闭合电路时，电路中电流800mA=20mA20 20EIR r，所以路端电压400 mV0.4 VUIR，因此选项 D 正确。【变式】 在

36、图所示的电路中，电源的内阻不能忽略。已知定值电阻110R，28R。当单刀双掷开关S置于位置1时，电压表读数为2V。则当S置于位置2时，电压表读数的可能值为（）A2.2VB1.9VC1.6VD1.3V【答案】 B 【解析】S置于位置1时112210EUI rr. S置于位置2时22228UEUI rUr. 联立得：22200.28UrU . 解得：1.6V2 2VU. 类型二、 电源电动势和内阻的计算例 3如图所示的电路中，当S闭合时，电压表和电流表（均为理想电表）的示数各为1.6 V和0.4 A。当S断开时，它们的示数各改变0.1 V和0.1 A，求电源的电动势。精品资料 - - - 欢迎下载

37、 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 15 页，共 24 页 - - - - - - - - - - 【思路点拨】 由两个电路状态，列出两个方程。 分别应用闭合电路欧姆定律的变形公式。【答案】2 V方法一：当S闭合时，12RR、并联接入电路，由闭合电路欧姆定律得：11UEI r即1.6 0.4 Er当S断开时，只有1R接入电路，由闭合电路欧姆定律得：22UEI r即1.6 0.1(0.4 0.1) Er由得：2 V1Er，. 方法二（图象法） ：利用-U I图象，如图所示，因为图线的斜率1UrI，由闭合电路欧姆定律1.6 0

38、.4 2 VEUIrr故电源电动势为2 V【总结升华】每一个电路状态都可以由闭合电路欧姆定律的变形公式E UIr或EI R r列出一个方程，原则上由两个电路状态列出两个方程，E和r便可解出。【变式】如图所示的电路中，电阻10R。当电键S打开时，电压表示数为6 V。当电键精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 16 页，共 24 页 - - - - - - - - - - S合上时，电压表示数为5.46 V，则电源的内阻为多少？【答案】1【解析】当S打开时，R外，6 VEU外；S 闭合时，UIR外，

39、即5.46100.546 AII。再由EUI r外即65.46 0.546 r，所以1r【总结升华】电动势等于外电路断开时的路端电压，所以S断开时，6 VU外，实际上是给出了电源的电动势为6 V，这是解题的关键；另外， 对外电路有两种情况时，E和r是联系两种回路的桥梁，即E和r是不变的。类型三、 闭合电路功率的计算例 4如图所示，R为电阻箱，电表V为理想电压表。当电阻箱读数为12R时，电压表读数为14 VU；当电阻箱读数为25R时，电压表读数为25 VU。求：（1）电源的电动势E和内阻r；（2）当电阻箱R读数为多少时，电源的输出功率最大？最大值mP为多少？【答案】（1）6 V 1（ 2）19

40、W【解析】（1）由闭合电路欧姆定律有111UEUrR精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 17 页，共 24 页 - - - - - - - - - - 222UEUrR联立并代入数据解得6 VE，1r（2）由电功率表达式22()EPRR r将式变形为22()4EPR rrR由式知，当1Rr时，P有最大值29W4mEPr【总结升华】（1）本题介绍了一种测电源电动势及内阻的方法，即已知两组UI、数据，由闭合电路欧姆定律列两个方程解出Er、。（2）电源输出功率最大，一定是当R r时，但作为计算题要写

41、出推导过程。【变式】三只灯泡12LL、和3L的额定电压分别为1.5 V、1.5 V和2.5 V，它们的额定电流都为0.3 A。若将它们连接成如图所示两种电路，且灯泡都正常发光。（1）试求图甲电路的总电流的和电阻2R消耗的电功率；（2）分别计算两电路电源提供的电功率，并说明哪个电路更节能。【答案】（1）0.9 A0.045 W（2）2.7 W1.8 W乙电路【解析】（1）由题意，在题图甲电路中，电路的总电流1230.9 ALLLIIII总，2.55 VUEIr路总，精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - -

42、-第 18 页，共 24 页 - - - - - - - - - - 230.05 VRLUUU路，20.9 ARII总电阻2R消耗功率2220.045 WRRRPIU（2）题图甲电源提供的电功率0.9 3 W2.7 WPIE总总题图乙电源提供的电功率0.3 6 W1.8 WPIE总总 由于灯泡都正常发光，两电路有用功率相等，而PP总总，所以，题图乙电路比题图甲电路节能。类型四、 闭合电路动态分析例 5 如图所示的电路中，电池的电动势为E，内阻为r，电路中的电阻12RR、和3R的阻值都相同。在开关S处于闭合的状态下，若将开关1S由位置1切换到位置2，则：（）A电压表的示数变大B电池内部消耗的功

43、率变大C电阻2R两端的电压变大D电池的效率变大【思路点拨】 外阻变化干路电流变化内电压变化，内电路消耗的功率变化外电压变化，电源输出功率发生变化各元件上的电压和功率发生变化；电源输出的功率和电源的效率是两个不同的概念。【答案】B精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 19 页，共 24 页 - - - - - - - - - - 【解析】电键1S由位置1切换到位置2后，电路总电阻减小，总电流变大，路端电压变小，电压表示数变小，故A 错。电池内部消耗功率2PI r消，由 I 变大可知P消变大，故 B

44、 项正确。电池效率100%UE，由U变小，可知变小，故D 项错。设123RRRR，当电键1S在位置 1 时，2R两端电压22322REERURRRrrR当电键1S在位置 2 时，2R两端电压223323RREERUrRrR比较两式可知2RU与2RU无法比较大小，故C 项错误。【总结升华】弄清电路状态转化对应外电阻的变化情况是解决此类问题关键所在。电路动态分析常规思路就是：外阻R变化干路电流EIRr变化内电压UIr变化，内电路消耗的功率变化外电压变化，电源输出功率发生变化各元件上的电压和功率发生变化等；电源输出的功率和电源的效率是两个不同的概念，二者不能混淆。【变式】如图所示电路，电源内阻不可忽

45、略。开关S闭合后，在变阻器0R的滑动端向下滑动的过程中精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 20 页，共 24 页 - - - - - - - - - - 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】 A 【解析】 变阻器0R的滑动端向下滑动时，接入电路中的电阻减小，电路中总电阻变小，由EIRr可得，电路中总电流增大，内阻上分到的电压变大，路端电压变小。电压表的示数减小， 总电流增大， 电阻1R分到的电

46、压增大。 由于12RRUUU,路端电压减小，1R分到的电压增大， 所以2R分到的电压减小，电流表的示数变小。综合上述，A 项正确， B、C、D 项错误。例 6. 如图电路：当1R增大，则路端电压、1R、2R、3R、4R两端电压及干路电流、通过1R、2R、3R、4R的电流如何变化？【答案】U增大，1U增大，2U增大，3U减小，4U增大；I减小，1I减小，2I增大，3I减小，4I增大 .【解析】当1R增大，总电阻一定增大； 由EIR r， 干路电流I一定减小； 由UEIr，路端电压U一定增大；因此4R两端电压4U、通过4R的电流4I一定增大；由34III，精品资料 - - - 欢迎下载 - - -

47、 - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 21 页，共 24 页 - - - - - - - - - - 因此3R两端电压3U、通过3R的电流3I一定减小；由23UUU，因此2R两端电压2U、通过2R的电流2I一定增大； 由1R、2R并联，12UU及132III，因此1R两端电压1U一定增大、通过1R的电流1I一定减小。【总结升华】这是一个由闭合电路中外电路电阻变化引起的动态分析问题. 闭合电路中只要有一只电阻的阻值发生变化，就会影响整个电路，使总电路和每一部分的电流、电压都发生变化。讨论依据是：闭合电路欧姆定律、部分电路欧姆定律、串联电路

48、的电压关系、并联电路的电流关系。【变式】A灯与B灯电阻相同，当变阻器滑片向下移动时，对两灯明暗程度的变化判断正确的是（）A、两灯都变亮B、两灯都变暗C、A灯变亮，B灯变暗D、A灯变暗，B灯变亮【答案】 B 【解析】滑片向下运动，滑动变阻器接入电路中的阻值变小，与B灯并联之后的电阻变小，外电路的总阻值变小。AabARRRabBUIIIUUUI暗小总灯变变结论：两灯都变暗，选“B”例 7在如图所示的电路中，当变阻器3R的滑动头P向b端移动时（）精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 22 页，共 24

49、 页 - - - - - - - - - - A电压表示数变大，电流表示数变小B电压表示数变小，电流表示数变大C电压表示数变大，电流表示数变大D电压表示数变小，电流表示数变小【思路点拨】基本思路是：局部整体局部，即从阻值变化的电路入手，由串、并联规律判知R总的变化情况， 再由闭合电路欧姆定律判知I总和U端的变化情况， 最后再由部分电路欧姆定律确定各部分量的变化情况【答案】 B 【解析】方法一：程序法本例题中当3R的滑动头P向b端移动时有3()ERRRIUIrUEUR外总总总总内内总，即电压表示数减小21212212()()RRRRRARUIUI RRUUIIIIR外总总总，即电流表示数变大，故

50、答案选B方法二：等效电源法将原电路图画为如图所示的等效电路图将12RR、和电源等效为一个新的电源电压表的示数就是原电源的路端电压，可直接判断3RRU外外，故电压表示数减小当将虚框中的整个电路视为一个等效电源时，电流表所示的就是等效电源的总电流，由于3RI总故电流表示数变大，即答案应选B。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 23 页，共 24 页 - - - - - - - - - - 文档编码：KDHSIBDSUFVBSUDHSIDHSIBF-SDSD587FCDCVDCJUH 欢迎下载 精美