8、此在純電阻電路中R越大，η越大；當(dāng)R＝r時，電源有最大輸出功率，效率僅為50%.
特別提醒 1.當(dāng)電源的輸出功率最大時，效率并不是最大，只有50%；當(dāng)R→∞時，η→100%，但此時P出→0，無實際意義．
2．對于內(nèi)、外電路上的固定電阻，其消耗的功率根據(jù)P＝I2R來判斷，與輸出功率大小的判斷方法不同．
典例剖析
圖6
例2 在如圖6所示的電路中，R1＝2 Ω，R2＝R3＝4 Ω，當(dāng)開關(guān)S接
a時，R2上消耗的電功率為4 W，當(dāng)開關(guān)S接b時，電壓表示數(shù)為
4.5 V，試求：
(1)開關(guān)S接a時，通過電源的電流和電源兩端的電壓；
(2)開關(guān)S接b時，電源的電動勢和內(nèi)電阻；
(
9、3)當(dāng)開關(guān)S接c時，通過R2的電流．
思維突破 對于直流電路的分析與計算，要熟練掌握串、并聯(lián)電路的特點，知道這兩種電路的電壓、電流及電功率的分配關(guān)系，并能把較為復(fù)雜的電路化為簡單、直觀的串、并聯(lián)關(guān)系．
跟蹤訓(xùn)練2 如圖7中電源的電動勢為6 V，內(nèi)阻為1 Ω，R1為2 Ω，R2全阻值為3 Ω，下列說法錯誤的是 ( )
圖7
A．當(dāng)R2為1 Ω時，R1消耗的功率最大
B．通過改變R2的阻值，路端電壓的最大值為5 V，最小值為4 V
C．R2的阻值越小，R1消耗的功率越大
D．當(dāng)R2的阻值為3 Ω時，R2消耗的功率最大
考點三 涉及U－I圖象的功率計算
10、考點解讀
兩種圖線的比較：
圖象上的特征
物理意義
電源U－I圖象
電阻U－I圖象
圖象表述的物理量變化關(guān)系
電源的路端電壓隨電路電流的變化關(guān)系
電阻的電流隨電阻兩端電壓的變化關(guān)系
圖線與坐標(biāo)軸交點
與縱軸交點表示電源電動勢E，與橫軸交點表示電源短路電流
過坐標(biāo)軸原點，表示沒有電壓時電流為零
圖線上每一點坐標(biāo)的乘積UI
表示電源的輸出功率
表示電阻消耗的功率
圖線上每一點對應(yīng)的U、I比值
表示外電阻的大小，不同點對應(yīng)的外電阻大小不同
每一點對應(yīng)的比值均等大，表示此電阻的大小
圖線的斜率
內(nèi)電阻r的相反數(shù)－r
表示電阻大小
典例剖析
例3 如圖8所示，
11、圖中直線①表示某電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖象，圖中曲線②表示該電源的輸出功率與電流的關(guān)系圖象，則下列說法正確的是 ( )
圖8
A．電源的電動勢為50 V
B．電源的內(nèi)阻為 Ω
C．電流為2.5 A時，外電路的電阻為15 Ω
D．輸出功率為120 W時，輸出電壓是30 V
思維突破 在解決此類圖象問題時，(1)要明確縱橫坐標(biāo)的物理意義．(2)要明確圖象的截距、斜率，包圍面積的物理意義．(3)根據(jù)物理規(guī)律寫出反映縱橫坐標(biāo)物理量的關(guān)系式．(4)充分挖掘圖象所隱含的條件．
跟蹤訓(xùn)練3 用標(biāo)有“6 V 3 W”的燈泡L1、“6 V 6 W”的燈泡
12、L2與理想電壓表和理想電流表連接成如圖9甲所示的實驗電路，其中電源電動勢E＝9 V．圖乙是通過兩個燈泡的電流隨兩端電壓變化的曲線．當(dāng)其中一個燈泡正常發(fā)光時( )
圖9
A．電流表的示數(shù)為1 A B．電壓表的示數(shù)約為6 V
C．電路輸出功率為4 W D．電源內(nèi)阻為2 Ω
21.含電容器電路的分析方法
圖10
例4 如圖10所示的電路中，R1、R2、R3是固定電阻，R4是
光敏電阻，其阻值隨光照的強度增強而減?。?dāng)開關(guān)S閉
合且沒有光照射時，電容器C不帶電．當(dāng)用強光
13、照射R4且
電路穩(wěn)定時，則與無光照射時比較 ( )
A．電容器C的上極板帶正電
B．電容器C的下極板帶正電
C．通過R4的電流變小，電源的路端電壓增大
D．通過R4的電流變大，電源提供的總功率變小
方法提煉 含電容器電路的分析方法
1．電路的簡化：不分析電容器的充、放電過程時，把電容器處的電路視為斷路，簡化電路時可以去掉，求電荷量時再在相應(yīng)位置處補上．
2．電路穩(wěn)定時電容器的處理方法：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，但電容器兩端可能出現(xiàn)電勢差．
3．電壓變化帶來的電容器的變化：電路中電流
14、、電壓的變化可能會引起電容器的充、放電．若電容器兩端電壓升高，電容器將充電；若電壓降低，電容器將通過與它連接的電路放電．
4．含電容器電路的處理方法：如果電容器與電源并聯(lián)，且電路中有電流通過，則電容器兩端的電壓不是電源電動勢E，而是路端電壓U.
圖11
跟蹤訓(xùn)練4 如圖11所示的電路中，電源的電動勢為E、內(nèi)電阻為
r，閉合開關(guān)S，待電流達(dá)到穩(wěn)定后，電流表示數(shù)為I，電壓表示
數(shù)為U，電容器C所帶電荷量為Q.將滑動變阻器的滑動觸頭P
從圖示位置向a端移動一些，待電流達(dá)到穩(wěn)定后，則與P移動
前相比
15、 ( )
A．U變小 B．I變小 C．Q不變 D．Q減小
A組 電路的動態(tài)分析
1．如圖12所示，電源的電動勢為E，內(nèi)電阻為r，兩電表均可看做是理想電表．閉合開關(guān)，使滑動變阻器的滑片由右端向左端滑動，在此過程中 ( )
圖12
A．小燈泡L1、L2均變暗
B．小燈泡L1變暗，L2變亮
C．電流表A的讀數(shù)變小，電壓表V的讀數(shù)變大
D．電流表A的讀數(shù)變大，電壓表V的讀數(shù)變小
2．如圖13所示，圖中的四個電表均為理想電表，當(dāng)滑動變阻
器滑片P向右端移
16、動時，下面說法中正確的是 ( )
A．電壓表V1的讀數(shù)減小，電流表A1的讀數(shù)增大
圖13
B．電壓表V1的讀數(shù)增大，電流表A1的讀數(shù)減小
C．電壓表V2的讀數(shù)減小，電流表A2的讀數(shù)增大
D．電壓表V2的讀數(shù)增大，電流表A2的讀數(shù)減小
B組 閉合電路中電功率的分析與計算
3．某同學(xué)將一直流電源的總功率PE、輸出功率PR和電源內(nèi)部的
發(fā)熱功率Pr隨電流I變化的圖線畫在同一坐標(biāo)系內(nèi)，如圖14
所示，根據(jù)圖線可知 ( )
A．反映Pr變化的圖線是c
圖14
B．電源電動勢為8 V
C．電源內(nèi)阻為2 Ω
17、
D．當(dāng)電流為0.5 A時，外電路的電阻為6 Ω
4．一個微型吸塵器的直流電動機的額定電壓為U，額定電流為I，線圈電阻為R，將它接在電動勢為E，內(nèi)阻為r的直流電源的兩極間，電動機恰好能正常工作，則 ( )
A．電動機消耗的總功率為UI
B．電動機消耗的熱功率為
C．電源的輸出功率為EI
D．電源的效率為1－
C組 含電容器電路的分析與計算
圖15
5．如圖15所示，電源兩端電壓為U＝10 V保持不變，R1＝4.0 Ω，R2
＝6.0 Ω，C1＝C2＝30 μF.先閉合開關(guān)S，待電路穩(wěn)定后，再將S斷
開，則S斷開后，通過R1的電荷量為
18、 ( )
A．4.2×10－4 C
B．1.2×10－4 C
C．4.8×10－4 C
D．3.0×10－4 C
圖16
6．如圖16所示，兩個相同的平行板電容器C1、C2用導(dǎo)線相連，開
始都不帶電．現(xiàn)將開關(guān)S閉合給兩個電容器充電，待充電平衡
后，電容器C1兩板間有一帶電微粒恰好處于平衡狀態(tài)．再將開關(guān)S斷
開，把電容器C2兩板稍錯開一些(兩板間距離保持不變)，重新平衡后，下列判斷正確的是 ( )
A．電容器C1兩板間電壓減小
19、
B．電容器C2兩板間電壓增大
C．帶電微粒將加速上升
D．電容器C1所帶電荷量增大
D組 U－I圖象的理解與應(yīng)用
7．如圖17所示為兩電源的U－I圖象，則下列說法正確的是
( )
A．電源①的電動勢和內(nèi)阻均比電源②大
B．當(dāng)外接同樣的電阻時，兩電源的輸出功率可能相等
圖17
C．當(dāng)外接同樣的電阻時，兩電源的效率可能相等
D．不論外接多大的相同電阻，電源①的輸出功率總比電源②的輸出功率大
8．如圖18所示是某直流電路中電壓隨電流變化的圖象，其中a、
b分別表示路端電壓、負(fù)載電阻上電壓隨電流變化的情況，下
列說法正確的是
20、 ( )
圖18
A．陰影部分的面積表示電源輸出功率
B．陰影部分的面積表示電源的內(nèi)阻上消耗的功率
C．當(dāng)滿足α＝β時，電源效率最高
D．當(dāng)滿足α＝β時，電源效率小于50%
課時規(guī)范訓(xùn)練
(限時：30分鐘)
1．下列關(guān)于電源電動勢的說法中正確的是 ( )
A．在某電源的電路中，每通過2 C的電荷量，電源提供的電能是4 J，那么這個電源的電動勢是0.5 V
B．電源的路端電壓增大時，其電源的電動勢一定也增大
C．無論內(nèi)電壓和外電壓如何變化，其電源的電動勢一定不變
21、D．電源的電動勢越大，電源所能提供的電能就越多
2．兩個相同的電阻R，當(dāng)它們串聯(lián)后接在電動勢為E的電源上，通過一個電阻的電流為I；若將它們并聯(lián)后仍接在該電源上，通過一個電阻的電流仍為I，則電源的內(nèi)阻為 ( )
A．4R B．R C. D．無法計算
圖1
3．將三個不同的電源的U－I圖線畫在同一坐標(biāo)中，如圖1所示，
其中1和2平行，它們的電動勢分別為E1、E2、E3，它們的內(nèi)
阻分別為r1、r2、r3，則下列關(guān)系正確的是 ( )
A．r1＝r2
22、 B．r1>r2>r3
C．E1>E2＝E3 D．E1＝E2
23、 ( )
A.變大，變大
圖3
B.變小，變大
C.變大，變小
D.變小，變小
圖4
6．(2020·安徽·18)如圖4所示，M、N是平行板電容器的兩個極板，
R0為定值電阻，R1、R2為可調(diào)電阻，用絕緣細(xì)線將質(zhì)量為m、帶
正電的小球懸于電容器內(nèi)部．閉合開關(guān)S，小球靜止時受到懸線
的拉力為F.調(diào)節(jié)R1、R2，關(guān)于F的大小判斷正確的是 ( )
A．保持R1不變，緩慢增大R2時，F(xiàn)將變大
B．保持R1不變，緩慢增大R2時，F(xiàn)將變小
C．保持R2不變，緩慢增大R1時，F(xiàn)將變大
D．保持R2不變，緩慢增大R1時，F(xiàn)將變小
24、
7. (2020·上海單科·12)如圖5所示電路中，閉合電鍵S，當(dāng)滑動變阻器的滑
動觸頭P從最高端向下滑動時， ( )
A．電壓表V讀數(shù)先變大后變小，電流表A讀數(shù)變大
圖5
B．電壓表V讀數(shù)先變小后變大，電流表A讀數(shù)變小
C．電壓表V讀數(shù)先變大后變小，電流表A讀數(shù)先變小后變大
D．電壓表V讀數(shù)先變小后變大，電流表A讀數(shù)先變大后變小
8．如圖6所示，電源的電動勢和內(nèi)阻分別為E、r，在滑動變阻器的
滑片P由a向b移動的過程中，下列各物理量變化情況為( )
圖6
A．電流表的讀數(shù)一直減小
B．R0的功率先減小后增大
25、C．電源輸出功率先增大后減小
D．電壓表的讀數(shù)先增大后減小
9．如圖7甲所示是一火警報警器的部分電路示意圖，其中R2為半導(dǎo)體熱敏材料制成的傳感器，電阻R2隨溫度t變化的圖線如圖乙所示．電流表為值班室的顯示器．a(chǎn)、b之間接報警器，當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火情時，顯示器的電流I和報警器兩端的電壓U的變化情況是 ( )
圖7
A．I變大，U變大 B．I變大，U變小
C．I變小，U變大 D．I變小，U變小
10．在電學(xué)探究實驗課中，某組同學(xué)在實驗室利用如圖8甲所示的電路圖連接好電路，并
26、用于測定定值電阻R0，電源的電動勢E和內(nèi)電阻r.調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑動觸頭P向某一方向移動時，一個同學(xué)記錄了電流表A和電壓表V1的測量數(shù)據(jù)，另一同學(xué)記錄的是電流表A和電壓表V2的測量數(shù)據(jù)．根據(jù)所得數(shù)據(jù)描繪了如圖乙所示的兩條U－I直線．則有 ( )
甲 乙
圖8
A．圖象中的圖線乙是電壓表V1的測量值所對應(yīng)的圖線
B．由圖象可以得出電源電動勢和內(nèi)阻分別是E＝1.50 V，r＝1.0 Ω
C．圖象中兩直線的交點表示定值電阻R0上消耗的功率為0.75 W
D．圖象中兩直線的交點表示在本電路中該電源的效率達(dá)到最大值
27、復(fù)習(xí)講義
基礎(chǔ)再現(xiàn)
一、
基礎(chǔ)導(dǎo)引 (1)× (2)× (3)√ (4)×
知識梳理 1.其它形式 電勢能 2. 3.把其它形式的能轉(zhuǎn)化成電勢能 4.標(biāo)
二、
基礎(chǔ)導(dǎo)引 AC
知識梳理 (1)正比 反比 (2) U外＋U內(nèi) (3)①減小 增大?、谠龃蟆p小 (4)減小?、匐妱觿軪 ②短路電流Im?、蹆?nèi)阻r
思考：不變．斜率的絕對值仍表示電源內(nèi)阻．
課堂探究
例1 A
跟蹤訓(xùn)練1 D
例2 (1)1 A 4 V (2)6 V 2 Ω
(3)0.5 A
跟蹤訓(xùn)練2 A
例3 ACD
跟蹤訓(xùn)練3 CD
例4 B
跟蹤訓(xùn)練4 B
分組訓(xùn)練
1．BD
2．AD
3．ACD
4．AD
5．A
6．BCD
7．AD
8．A
課時規(guī)范訓(xùn)練
1．C
2．B
3．AC
4．ABD
5．B
6．B
7．A
8．BD
9．D
10．B
【步步高】2020年高考物理大一輪 第七章 第3課時 閉合電路歐姆定律 新人教版選修3-1
