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專題20 電路 閉合電路歐姆定律
課標要求 知識要點 命題推斷
1、理解和學握閉合電路歐姆定律。 2、會利用閉合電路歐姆定律處理有關功率、動態分析、含容電路和故障分析等問題。 考點一　電路的動態分析 考點二　電路中的功率及效率問題 考點三　電路故障問題 考點四　電源和電阻U－I圖象的比較 考點五　含電容器電路的分析 題型：選擇題 1閉合電路伏安特性曲線 2閉合電路的功率問題 3電路的動態分析問題 4生活科技中的電路動態分析 5含容電路中的物理量的變化和計算 6電路故障分析
考點一　電路的動態分析
1．閉合電路歐姆定律的公式
2．路端電壓U與電流I的關系
(1)關系式：U＝E－Ir.
(2)U－I圖象如圖1所示．
①當電路斷路即I＝0時，縱坐標的截距為電源電動勢．
②當外電路短路即U＝0時，橫坐標的截距為短路電流．
③圖線的斜率的絕對值為電源的內阻．
3．電路動態分析的方法
(1)程序法：電路結構的變化→R的變化→→→U端的變化→固定支路→.
(2)極限法：即因滑動變阻器滑片滑動引起的電路變化問題，可將滑動變阻器的滑動端分別滑至兩個極端去討論．
考點二　電路中的功率及效率問題
1．電源的總功率
(1)任意電路：P總＝IE＝IU外＋IU內＝P出＋P內．
(2)純電阻電路：P總＝I2(R＋r)＝.
2．電源內部消耗的功率：P內＝I2r＝IU內＝P總－P出．
3．電源的輸出功率
(1)任意電路：P出＝IU＝IE－I2r＝P總－P內．
(2)純電阻電路：P出＝I2R＝＝.
(3)純電阻電路中輸出功率隨R的變化關系
①當R＝r時，電源的輸出功率最大為Pm＝.
②當R>r時，隨著R的增大輸出功率越來越小．
③當R④當P出⑤P出與R的關系如圖所示．
4．電源的效率
(1)任意電路：η＝×100%＝×100%.
(2)純電阻電路：η＝×100%＝×100%
因此在純電阻電路中R越大，η越大；當R＝r時，電源有最大輸出功率，效率僅為50%.
考點三　電路故障問題
1．故障特點
(1)斷路特點：表現為路端電壓不為零而電流為零．
(2)短路特點：用電器或電阻發生短路，表現為有電流通過電路但它兩端電壓為零．
2．檢查方法
(1)電壓表檢測：如果電壓表示數為零，則說明可能在并聯路段之外有斷路，或并聯路段短路．
(2)電流表檢測：當電路中接有電源時，可用電流表測量各部分電路上的電流，通過對電流值的分析，可以確定故障的位置．在運用電流表檢測時，一定要注意電流表的極性和量程．
(3)歐姆表檢測：當測量值很大時，表示該處斷路，當測量值很小或為零時，表示該處短路．在運用歐姆表檢測時，電路一定要切斷電源．
(4)假設法：將整個電路劃分為若干部分，然后逐一假設某部分電路發生某種故障，運用閉合電路或部分電路的歐姆定律進行推理．
考點四　電源和電阻U－I圖象的比較
圖象上的特征 物理意義
電源U－I圖象 電阻U－I圖象
圖形
圖象表述的物理量變化關系 電源的路端電壓隨電路電流的變化關系 電阻兩端電壓隨電阻中的電流的變化關系
圖線與坐標軸交點 與縱軸交點表示電源電動勢E，與橫軸交點表示短路電流 過坐標軸原點，表示沒有電壓時電流為零
圖線上每一點坐標的乘積UI 表示電源的輸出功率 表示電阻消耗的功率
圖線上每一點對應的U、I比值 表示外電阻的大小，不同點對應的外電阻大小不同 每一點對應的比值均等大，表示此電阻的大小不變
圖線斜率的 絕對值大小 內電阻r 電阻大小
考點五　含電容器電路的分析
1．電路的簡化：不分析電容器的充、放電過程時，把電容器所處的支路視為斷路，簡化電路時可以去掉，求電荷量時再在相應位置補上．
2．電路穩定時電容器的處理方法：電路穩定后，與電容器串聯的電路中沒有電流，同支路的電阻相當于導線，即電阻不起降低電壓的作用，與電容器串聯的電阻視為等勢體．電容器的電壓為與之并聯的電阻兩端的電壓．
3．電容器所帶電荷量的變化的計算：(1)如果變化前后極板帶電的電性相同，那么通過所連導線的電荷量等于初、末狀態電容器所帶電荷量之差；(2)如果變化前后極板帶電的電性相反，那么通過所連導線的電荷量等于初、末狀態電容器所帶電荷量之和．
（2024 廣東三模）在如圖甲所示的電路中，定值電阻。R1＝4Ω、R2＝5Ω，電容器的電容C＝3μF，電源路端電壓U隨總電流I的變化關系如圖乙所示。現閉合開關S，則電路穩定后（　　）
A．電源的內阻為2Ω
B．電源的效率為75%
C．電容器所帶電荷量為1.5×10﹣5C
D．若增大電容器兩極板間的距離，電容器內部的場強不變
（2024 鹽都區校級三模）圖甲所示電路中，電源電壓恒定，R0為定值電阻，R為熱敏電阻。開關S閉合，當R的溫度發生改變時，R兩端電壓UR隨溫度t變化的關系圖象如圖乙所示，R0功率為P0，R的功率為PR，電路總功率為P總。則P0、PR、P總隨溫度t變化的關系圖象可能正確的是（　　）
A． B．
C． D．
（2024 河北模擬）某一規格小燈泡的伏安特性曲線如圖所示，現將它直接接在電源電動勢E＝3V，內阻r＝6Ω的電源上，小燈泡的實際功率約為（　　）
A．0.17W B．0.35W C．0.71W D．1.41W
（2024 德陽模擬）如圖所示的電路中，電源的電動勢E＝12V，內阻不計，電阻R1＝10Ω，R2＝20Ω，滑動變阻器的最大阻值R＝30Ω，電容器MN的電容C＝12μF，現將滑動觸頭L置于最左端a點，合上開關S，經過一段時間電路處于穩定，此時一帶電油滴恰好靜止在MN之間的P點，下列說法正確的是（　　）
A．油滴帶負電
B．若斷開開關S，則通過R1的電荷量為4×10﹣5C
C．若滑動觸頭L向右滑動，則油滴將向上加速運動
D．若從a點向右移動滑動觸頭L，至aL間電阻為20Ω時，則下極板N的電勢降低了4V
（2024 郫都區校級模擬）如圖所示的電路中，兩平行金屬板之間的帶電液滴處于靜止狀態，電流表和電壓表均為理想電表，由于某種原因燈泡L的燈絲突然燒斷，其余用電器均不會損壞，電壓表和電流表變化量絕對值分別為ΔU、ΔI，則下列說法正確的是（　　）
A．電流表的讀數變小、電壓表的讀數變大
B．R2
C．液滴將向下運動
D．電源的輸出功率變大
（2024 香坊區校級四模）在如圖所示的電路中，D是一只理想二極管，平行板電容器AB內部有一帶電小球Q處于靜止狀態。閉合開關S，當滑動變阻器的滑動觸頭P滑動時，四個理想電表的示數都發生變化。電流表A、電壓表V1、電壓表V2、電壓表V3的示數分別用I、U1、U2和U3表示，它們的示數變化量的大小分別用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示。閉合開關S，下列說法正確的是（　　）
A．當滑動變阻器的滑動觸頭P向下滑動時，I變小、U2變大，U3變小、帶電小球Q向下運動
B．當滑動變阻器的滑動觸頭P向上滑動時，不變，減小
C．若滑動變阻器的滑動觸頭P不動時，當兩極板A和B稍錯開一些（兩極板仍平行），Q仍靜止不動
D．若滑動變阻器的滑動觸頭P不動時，當兩極板A和B的間距稍增大一些（兩極板仍平行），Q仍靜止不動
（2024 九龍坡區模擬）工程師對某款新能源汽車的直流蓄電池進行性能測試，測試過程中系統輸出的圖像如圖，其中P為直流電源的輸出功率，I為總電流，下列說法正確的是（　　）
A．該蓄電池的電動勢為12V
B．該蓄電池的內阻為2Ω
C．該蓄電池的最大輸出功率為144W
D．該蓄電池的短路電流為12A
（2024 碑林區模擬）在如圖所示的電路中，閉合電鍵S，將滑動變阻器滑片P向左移動一段距離后，下列結論正確的是（　　）
A．燈L變亮，電壓表示數變小，電流表示數變大
B．燈L變亮，電壓表示數變大，電流表示數變小
C．燈L變暗，電壓表示數變小，電流表示數變大
D．燈L變暗，電壓表示數變大，電流表示數變小
（2024 朝陽區二模）體外沖擊波治療具有非侵入性、患者易于接受、對人體組織損傷少、治療成功率高等優點，目前在臨床醫療上得到廣泛的應用。一種沖擊波治療儀的充電和瞬時放電電路如圖甲所示。交流電經調壓、整流后向電容器C充電儲能。當觸發器S導通時，電容器經置于水中的沖擊波源W瞬時放電，高壓強電場的巨大能量瞬間釋放使水迅速汽化、膨脹而形成沖擊波。如圖乙所示，沖擊波向四周傳播，碰到反射體光滑的內表面面反射，波源發出的沖擊波經反射后在F點聚焦，形成壓力強大的沖擊波焦區，當人體深處的病變處于該焦區時，就會得到治療的作用。沖擊波治療對放電時間要求不超過1μs，電容器C的電容一般在0.3～1.0μF之間，充電電壓大約10kV。下列說法正確的是（　　）
A．治療儀產生的沖擊波是電磁波
B．電容器放電電流不能達到104A數量級
C．若僅減小電路中電阻R的阻值，可減小電容器的充電時間
D．若僅增大電容器C的電容，放電時間仍符合沖擊波的要求
（2024 西城區校級模擬）如圖為蘋果自動分揀裝置，可以把質量大小不同的蘋果，自動分揀開。該裝置的托盤秤壓在一個以O1為轉動軸的杠桿上，杠桿末端壓在壓力傳感器R1上。當大蘋果通過托盤秤時，R1所受的壓力較大因而電阻較小，R2兩端獲得較大電壓，該電壓激勵放大電路并保持一段時間，使電磁鐵吸動分揀開關的銜鐵，打開下面通道，讓大蘋果進入下面通道；當小蘋果通過托盤秤時，R2兩端的電壓不足以激勵放大電路，分揀開關在彈簧向上彈力作用下處于水平狀態，小蘋果進入上面通道。托盤停在圖示位置時，設進入下面通道的大蘋果最小質量為M0，若提高分揀標準，要求進入下面通道的大蘋果的最小質量M大于M0，其他條件不變的情況下，下面操作可行的是（　　）
A．只適當減小R2的阻值
B．只增大電源E1的電動勢
C．只增加纏繞電磁鐵線圈的匝數
D．只將托盤秤壓在杠桿上的位置向左移動一些
題型1閉合電路伏安特性曲線
（2024春 雨花區期末）如圖，在圖甲的電路中，R1是可變電阻，R2是定值電阻，阻值4Ω。實驗時調節R1的阻值，得到各組電壓表和電流表數據，用這些數據在坐標紙上描點、擬合，作出的U﹣I圖像如圖乙中AB所示。a和b分別為R1的滑片在不同位置時，其接入電路的電阻的U﹣I圖像。電壓表和電流表均看作理想電表。下列說法正確的是（　　）
A．該電源電動勢為2.5V，內阻5Ω
B．A、B狀態對應的電源的效率ηA＜ηB
C．當R1＝1Ω時，R1消耗功率最大
D．當電流為0.2A時，滑動變阻器R1接入電路的電阻為7.5Ω
（多選）（2016秋 準格爾旗校級期末）如圖所示，a、b分別表示一個電池組和一只電阻的伏安特性曲線。以下說法正確的是（　　）
A．電池組的內阻是1Ω
B．電阻的阻值為0.33Ω
C．將該電阻接在該電池組兩端，電池組的輸出功率將是4W
D．改變外電阻的阻值時，該電池組的最大輸出功率為4W
（2014秋 宿州期末）如圖所示，直線①表示某電源的路端電壓與電流的關系圖象，曲線②表示該電源的輸出功率與電流的關系圖象，則下列說法不正確的是（　　）
A．電源電動勢約為50V
B．電源的內阻約為Ω
C．電流為2.5A時，外電路的電阻約為15Ω
D．輸出功率為120W時，輸出電壓約是30V
題型2閉合電路的功率問題
（多選）（2023秋 西青區期末）2023年10月“神舟十七號”載人飛船將三名宇航員送至太空，并將完成長達6個月的太空作業。飛船在太空中飛行，主要靠太陽能電池提供能量。有一個太陽能電池板，測得不接負載時的電壓是800mV，太陽能電池板內阻是20Ω。則（　　）
A．該太陽能電池板的短路電流是40mA
B．該太陽能電池板的短路電流是40A
C．該太陽能電池板的最大輸出功率為8×10﹣3W
D．該太陽能電池板的最大輸出功率為2.4×10﹣2W
（2023秋 皇姑區校級期中）某同學將一直流電源的總功率PE、輸出功率PR和電源內部的發熱功率Pr隨電流I變化的圖線畫在了同一坐標系上，如圖中的a、b、c所示，以下判斷正確的是（　　）
A．直線b表示電源的PE﹣I圖線
B．曲線c表示電源的PR﹣I圖線
C．電源的電動勢E＝3V，內阻r＝1Ω
D．電源的最大輸出功率Pmax＝2W
（2024春 杭州期末）如圖，電源電動勢為12V，內阻為2Ω，電阻R1為1Ω，R2為6Ω。開關閉合后，電動機恰好正常工作。已知電動機額定電壓U為6V，線圈電阻RM為0.5Ω，問：
（1）電動機正常工作時通過R2的電流多大？
（2）電動機正常工作時產生的機械功率是多大？
（3）若R1、R2電阻可調，在確保電動機正常工作的前提下，當R1的阻值多大時，R1消耗的電功率最大？此時R2的阻值多大？
題型3電路的動態分析問題
（多選）（2024春 皇姑區校級期末）在如圖所示的電路中，定值電阻R大于電源內阻r。現閉合開關S，將滑動變阻器的滑片向上滑動，電表A、V1、V2、V3都為理想電表，測得電壓表V3示數變化量的絕對值為ΔU3，電流表A示數變化量的絕對值為ΔI，則下列說法正確的是（　　）
A．電流表A的示數減小，電壓表V1的示數增大，電壓表V2的示數增大
B．ΔU3與ΔI的比值不變
C．電源的輸出功率一定減小
D．滑動變阻器的功率一定增大
（2024春 順義區期末）如圖甲所示電路中，閉合開關，將滑動變阻器的滑片從左端逐漸滑至右端時，電壓表V1和V2的示數隨電流表示數變化的圖像如圖乙所示，圖線中ab、cd段均為直線。已知電動機兩端電壓達到某一值時才能開始轉動，各電表均為理想電表，下列說法正確的是（　　）
A．電源的內阻為2.0Ω
B．電動機內部線圈的電阻值為1.0Ω
C．滑動變阻器的可調范圍是0～9.0Ω
D．電流表示數最大時，電動機的輸出功率為6.75W
（2024春 鼓樓區校級期末）如圖所示，光敏電阻R2的阻值隨光照強度的增大而減小，R0、R1是定值電阻，電源的電動勢和內阻分別為E、r，閉合開關S，增大光敏電阻的光照強度，下列說法正確的是（　　）
A．電源的效率可能變大
B．R0的功率增大
C．電流表的示數增大
D．光敏電阻的功率一定增大
題型4生活科技中的電路動態分析
（2024 湖北模擬）如圖所示，光敏電阻A、B與恒壓源（輸出電壓U不變）串聯，光敏電阻的阻值隨光照強度增大而減小，初始時A、B的光照強度E相同，阻值相等。現保持A的光照強度。EA不變，改變B的光照強度EB，則B消耗的電功率P變化情況為（　　）
A．無論EB增大還是減小，P均變小
B．無論EB增大還是減小，P均變大
C．EB增大時，P變大，EB減小時，P變小
D．EB增大時，P變小，EB減小時，P變大
（2024 豐臺區一模）如圖所示為一個簡易的高溫報警器原理圖。RT為熱敏電阻，S為斯密特觸發器，其工作特點為當A端電勢上升到高電勢1.6V時，Y端從高電勢跳到低電勢0.25V；當A端電勢下降到低電勢0.8V時，Y端從低電勢跳到高電勢3.4V。已知蜂鳴器的工作電壓為3～5V，下列說法正確的是（　　）
A．A端為高電勢時蜂鳴器報警
B．溫度升高，熱敏電阻阻值增大
C．滑片P向b端移動，可提高溫度報警器的報警溫度
D．若無斯密特觸發器，可通過將RP與RT調換位置實現同樣的功能
（2023秋 重慶期末）如圖所示的電路中，電源電動勢為E，內阻為r，R1、R3是定值電阻，R2是光敏電阻（光敏電阻的阻值隨光照強度的增大而減小），閉合開關，當照射到R2的光照強度增強時，以下判斷正確的是（　　）
A．電壓表示數變小，電流表示數變小
B．電壓表示數變大，電流表示數變大
C．電壓表示數變大，電流表示數變小
D．電壓表示數變小，電流表示數變大
題型5含容電路中的物理量的變化和計算
（2024春 鎮海區校級期末）如圖所示，D是一支理想二極管（正向電阻為零，可視為短路；反向電阻無窮大，可視為斷路），C是極板水平放置的平行板電容器，初始時不帶電。當S接1且穩定后，處于兩極板間P點的一帶電油滴能保持靜止狀態。下列說法正確的是（　　）
A．保持S接1，減小C兩極板的正對面積，油滴會向上移動
B．保持S接1，將C的下極板上移，油滴會向下移動
C．將S從1擲到2，油滴將向下運動
D．將S從1擲到2，同時將下極板上移，油滴將向下運動
（多選）（2024 和平區校級二模）如圖所示，電源電動勢為E，內阻為r電路中的R2、R3均為總阻值一定的滑動變阻器，R0為定值電阻，R1為光敏電阻（其電阻隨光照強度增大而減小），當開關S閉合時，電容器中一帶電微粒恰好處于靜止狀態。有關下列說法中正確的是（　　）
A．只逐漸增大R1的光照強度，電阻R0消耗的電功率變大，電阻R3中有向上的電流
B．只將滑動變阻器R3的滑動端P2向上端移動時，電源消耗的功率變大，電阻R3中有向上的電流
C．只將滑動變阻器R2的滑動端P1向下端移動時，電壓表示數變大，帶電微粒向下運動
D．若斷開開關S，帶電微粒向下運動
（2024春 即墨區校級期末）智能手機中運動步數的測量原理如圖所示，M和N為電容器兩極板，M板固定，N板與固定的兩輕彈簧連接，且只能按圖中標識的“前后”方向運動，下列說法正確的是（　　）
A．勻速運動時，電流表示數不為零
B．突然向前減速時，電流由a向b流過電流表
C．突然向前加速時，電容器的電容變大
D．保持向前勻減速運動時，電阻R的電流減小
題型6電路故障分析
（2024 碑林區模擬）如圖，電池、開關和燈泡組成串聯電路。當閉合開關時，發現燈泡不發光。在不能拆開電路的前提下，現使用一多用電表對故障電路進行檢測：選擇直流電壓擋，閉合開關S，紅、黑表筆分別接在接線柱E、F上，電壓表示數為1.5V；斷開開關S，選擇歐姆×1k擋，紅、黑表筆分別同時接E、F，指針不偏轉。則下列判斷可能正確的是（　　）
A．燈泡短路 B．燈泡斷路
C．導線DE斷開 D．導線BF斷開
（2024春 萊西市期末）如圖所示，電源電動勢為6V，電路中有AB、CD、EF、GH四根連接電路的導線，其中一根導線內部的銅絲是斷的，電路其余部分完好。為了查出故障導線，某同學選用電壓表的直流10V擋，閉合開關后，將電壓表的正極接在A接線柱上，黑表筆依次接在B、D、F所示的接線柱上，多用電表的示數分別為6V、6V、6V。可判斷出故障的導線是（　　）
A．AB B．CD C．EF D．GH
（多選）（2021秋 許昌期末）超導限流器是一種短路故障電流限制裝置，它由超導部件和限流電阻R并聯組成，原理圖如圖所示。當電路中的用電器正常工作時，超導限流器中的超導部件處于超導態（可認為電阻為零）；當電路中的用電器發生短路，電路中電流監控器（理想電流表A）報警時，超導限流器中的超導部件由超導態立即轉變為正常態（即超導部件斷開，限流電阻R工作），以此來限制電力系統的故障電流。當開關S閉合后，額定電壓為220V的用電器正常工作，則下列說法正確的是（　　）
A．超導限流器兩端的電壓為0
B．通過超導限流器中的限流電阻的電流為0
C．若用電器發生短路后，通過電流監控器的電流為0
D．若用電器發生短路后，用電器兩端的電壓為220V中小學教育資源及組卷應用平臺
專題20 電路 閉合電路歐姆定律
課標要求 知識要點 命題推斷
1、理解和學握閉合電路歐姆定律。 2、會利用閉合電路歐姆定律處理有關功率、動態分析、含容電路和故障分析等問題。 考點一　電路的動態分析 考點二　電路中的功率及效率問題 考點三　電路故障問題 考點四　電源和電阻U－I圖象的比較 考點五　含電容器電路的分析 題型：選擇題 1閉合電路伏安特性曲線 2閉合電路的功率問題 3電路的動態分析問題 4生活科技中的電路動態分析 5含容電路中的物理量的變化和計算 6電路故障分析
考點一　電路的動態分析
1．閉合電路歐姆定律的公式
2．路端電壓U與電流I的關系
(1)關系式：U＝E－Ir.
(2)U－I圖象如圖1所示．
①當電路斷路即I＝0時，縱坐標的截距為電源電動勢．
②當外電路短路即U＝0時，橫坐標的截距為短路電流．
③圖線的斜率的絕對值為電源的內阻．
3．電路動態分析的方法
(1)程序法：電路結構的變化→R的變化→→→U端的變化→固定支路→.
(2)極限法：即因滑動變阻器滑片滑動引起的電路變化問題，可將滑動變阻器的滑動端分別滑至兩個極端去討論．
考點二　電路中的功率及效率問題
1．電源的總功率
(1)任意電路：P總＝IE＝IU外＋IU內＝P出＋P內．
(2)純電阻電路：P總＝I2(R＋r)＝.
2．電源內部消耗的功率：P內＝I2r＝IU內＝P總－P出．
3．電源的輸出功率
(1)任意電路：P出＝IU＝IE－I2r＝P總－P內．
(2)純電阻電路：P出＝I2R＝＝.
(3)純電阻電路中輸出功率隨R的變化關系
①當R＝r時，電源的輸出功率最大為Pm＝.
②當R>r時，隨著R的增大輸出功率越來越小．
③當R④當P出⑤P出與R的關系如圖所示．
4．電源的效率
(1)任意電路：η＝×100%＝×100%.
(2)純電阻電路：η＝×100%＝×100%
因此在純電阻電路中R越大，η越大；當R＝r時，電源有最大輸出功率，效率僅為50%.
考點三　電路故障問題
1．故障特點
(1)斷路特點：表現為路端電壓不為零而電流為零．
(2)短路特點：用電器或電阻發生短路，表現為有電流通過電路但它兩端電壓為零．
2．檢查方法
(1)電壓表檢測：如果電壓表示數為零，則說明可能在并聯路段之外有斷路，或并聯路段短路．
(2)電流表檢測：當電路中接有電源時，可用電流表測量各部分電路上的電流，通過對電流值的分析，可以確定故障的位置．在運用電流表檢測時，一定要注意電流表的極性和量程．
(3)歐姆表檢測：當測量值很大時，表示該處斷路，當測量值很小或為零時，表示該處短路．在運用歐姆表檢測時，電路一定要切斷電源．
(4)假設法：將整個電路劃分為若干部分，然后逐一假設某部分電路發生某種故障，運用閉合電路或部分電路的歐姆定律進行推理．
考點四　電源和電阻U－I圖象的比較
圖象上的特征 物理意義
電源U－I圖象 電阻U－I圖象
圖形
圖象表述的物理量變化關系 電源的路端電壓隨電路電流的變化關系 電阻兩端電壓隨電阻中的電流的變化關系
圖線與坐標軸交點 與縱軸交點表示電源電動勢E，與橫軸交點表示短路電流 過坐標軸原點，表示沒有電壓時電流為零
圖線上每一點坐標的乘積UI 表示電源的輸出功率 表示電阻消耗的功率
圖線上每一點對應的U、I比值 表示外電阻的大小，不同點對應的外電阻大小不同 每一點對應的比值均等大，表示此電阻的大小不變
圖線斜率的 絕對值大小 內電阻r 電阻大小
考點五　含電容器電路的分析
1．電路的簡化：不分析電容器的充、放電過程時，把電容器所處的支路視為斷路，簡化電路時可以去掉，求電荷量時再在相應位置補上．
2．電路穩定時電容器的處理方法：電路穩定后，與電容器串聯的電路中沒有電流，同支路的電阻相當于導線，即電阻不起降低電壓的作用，與電容器串聯的電阻視為等勢體．電容器的電壓為與之并聯的電阻兩端的電壓．
3．電容器所帶電荷量的變化的計算：(1)如果變化前后極板帶電的電性相同，那么通過所連導線的電荷量等于初、末狀態電容器所帶電荷量之差；(2)如果變化前后極板帶電的電性相反，那么通過所連導線的電荷量等于初、末狀態電容器所帶電荷量之和．
（2024 廣東三模）在如圖甲所示的電路中，定值電阻。R1＝4Ω、R2＝5Ω，電容器的電容C＝3μF，電源路端電壓U隨總電流I的變化關系如圖乙所示。現閉合開關S，則電路穩定后（　　）
A．電源的內阻為2Ω
B．電源的效率為75%
C．電容器所帶電荷量為1.5×10﹣5C
D．若增大電容器兩極板間的距離，電容器內部的場強不變
【解答】解：A、由閉合電路歐姆定律有U＝E﹣Ir，由圖乙可得：E＝10V，，故A錯誤；
B、閉合開關S，電路中的電流為IA＝1A
路端電壓為U＝E﹣Ir＝（10﹣1×1）V＝9V
電源的效率為η100%100%＝90%，故B錯誤；
C、電容器與R2并聯，電壓相等，則其電壓為UC＝IR2＝1×5V＝5V，電容器所帶電荷量為Q＝CUC＝3×10﹣6×5C＝1.5×10﹣5C，故C正確；
D、電容器并聯在R2兩端，則其電壓不變，若增大電容器兩極板間的距離，電容器內部的場強為，可知場強變小，故D錯誤。
故選：C。
（2024 鹽都區校級三模）圖甲所示電路中，電源電壓恒定，R0為定值電阻，R為熱敏電阻。開關S閉合，當R的溫度發生改變時，R兩端電壓UR隨溫度t變化的關系圖象如圖乙所示，R0功率為P0，R的功率為PR，電路總功率為P總。則P0、PR、P總隨溫度t變化的關系圖象可能正確的是（　　）
A． B．
C． D．
【解答】解：AB．圖甲中，定值電阻R0和電阻R串聯，電壓表測R兩端的電壓，由乙圖可設UR＝kt+b
根據串聯電路電壓規律可知，定值電阻R0兩端的電壓
U0＝U﹣UR＝U﹣kt﹣b＝﹣kt+U﹣bR0
功率為
定值電阻的功率P0與溫度t之間的關系是二次函數關系，故AB錯誤；
C．根據串聯電路電流規律可知電路中的電流
R的功率為
R的功率與溫度t之間的關系是二次函數關系，故C錯誤；
D．電源的電壓不變，電路總功率為
所以P﹣t圖線應是一條斜向下的直線，故D正確。
故選：D。
（2024 河北模擬）某一規格小燈泡的伏安特性曲線如圖所示，現將它直接接在電源電動勢E＝3V，內阻r＝6Ω的電源上，小燈泡的實際功率約為（　　）
A．0.17W B．0.35W C．0.71W D．1.41W
【解答】解：已知電源電動勢E＝3V，內阻r＝6Ω，則電源的短路電流為
ImA＝0.5A＝500mA
在小燈泡的伏安特性曲線圖像中作出電源的伏安特性曲線，如圖所示。
小燈泡的伏安特性曲線與電源伏安特性曲線的交點表示將小燈泡接入該電源時小燈泡兩端的電壓和流過小燈泡的電流，根據圖像可讀出小燈泡的電壓與電流分別為
U＝1.1V，I＝320mA＝0.32A
故小燈泡的實際功率為
P＝UI＝1.1×0.32W＝0.352W≈0.35W，故ACD錯誤，B正確。
故選：B。
（2024 德陽模擬）如圖所示的電路中，電源的電動勢E＝12V，內阻不計，電阻R1＝10Ω，R2＝20Ω，滑動變阻器的最大阻值R＝30Ω，電容器MN的電容C＝12μF，現將滑動觸頭L置于最左端a點，合上開關S，經過一段時間電路處于穩定，此時一帶電油滴恰好靜止在MN之間的P點，下列說法正確的是（　　）
A．油滴帶負電
B．若斷開開關S，則通過R1的電荷量為4×10﹣5C
C．若滑動觸頭L向右滑動，則油滴將向上加速運動
D．若從a點向右移動滑動觸頭L，至aL間電阻為20Ω時，則下極板N的電勢降低了4V
【解答】解：A、滑動變阻器的滑動觸頭置于最左端a點，電容器的下極板N與電源正極相連，則N板電勢高于M板，兩板間的電場方向豎直向上，油滴恰好靜止在MN之間，根據平衡條件，可知其受到的電場力豎直向上，與電場方向相同，故油滴帶正電，故A錯誤；
B、開關閉合時，電容器兩端的電壓等于電阻R1兩端電壓，根據串并聯電路的性質可得電容器兩端的電壓為：
，解得：U1＝4V
電容器所帶的電量為：
S斷開后電容器通過兩個支路放電，一個是電阻R1所在的支路，另一個是電阻R2和滑動變阻器R的串聯支路，根據并聯電路的電流關系可知，兩支路的電阻之比為10：（20+30）＝1：5，則電流之比為5：1。可知通過R1的電量為，解得：Q1＝4×10﹣5C，故B正確；
C、若滑動觸頭向右滑動，電容器兩板間電壓先減少后增大，下極板N先帶正電后帶負電，根據E，可知兩板間的電場強度先豎直向上減小，后豎直向下增大，油滴受到的電場力先豎直向上減小，后始終向下增大，電場力始終不大于重力，油滴所受合力始終豎直向下，則油滴將向下加速運動，故C錯誤；
D、滑動觸頭在a點時，N板電勢為：φa＝U1＝4V
a、L間電阻為20Ω時，a到L的電勢差為：
解得：φL＝﹣4V，即此時N板電勢為﹣4V，故下極板N的電勢由4V變為了﹣4V，降低了8V，故D錯誤。
故選：B。
（2024 郫都區校級模擬）如圖所示的電路中，兩平行金屬板之間的帶電液滴處于靜止狀態，電流表和電壓表均為理想電表，由于某種原因燈泡L的燈絲突然燒斷，其余用電器均不會損壞，電壓表和電流表變化量絕對值分別為ΔU、ΔI，則下列說法正確的是（　　）
A．電流表的讀數變小、電壓表的讀數變大
B．R2
C．液滴將向下運動
D．電源的輸出功率變大
【解答】解：C.當L的燈絲突然燒斷后電路中總電阻增大，由閉合電路的歐姆定律可知，流過電源的電流減小，電源的內電壓和R1兩端的電壓減小，則電容器C兩端的電壓增大，電容器兩極板間場強增大，帶電液滴所受的電場力增大，則該液滴將向上運動，故C錯誤；
A.電容器兩端的電壓等于電阻R2和R3的總電壓，由于電容器兩端的電壓增大，故R2與R3中的電流增大，則電流表、電壓表的讀數均變大，故A錯誤；
B.電壓表和電流表分別測量的是電阻R2的電壓和電流，根據歐姆定律可知，R2，故B正確；
D.根據電源的輸出功率與外電阻的關系可知，當外電阻等于電源內阻時電源的輸出功率最大，由于外電阻與電源內阻的關系未知，不能判斷電源的輸出功率如何變化，故D錯誤。
故選：B。
（2024 香坊區校級四模）在如圖所示的電路中，D是一只理想二極管，平行板電容器AB內部有一帶電小球Q處于靜止狀態。閉合開關S，當滑動變阻器的滑動觸頭P滑動時，四個理想電表的示數都發生變化。電流表A、電壓表V1、電壓表V2、電壓表V3的示數分別用I、U1、U2和U3表示，它們的示數變化量的大小分別用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示。閉合開關S，下列說法正確的是（　　）
A．當滑動變阻器的滑動觸頭P向下滑動時，I變小、U2變大，U3變小、帶電小球Q向下運動
B．當滑動變阻器的滑動觸頭P向上滑動時，不變，減小
C．若滑動變阻器的滑動觸頭P不動時，當兩極板A和B稍錯開一些（兩極板仍平行），Q仍靜止不動
D．若滑動變阻器的滑動觸頭P不動時，當兩極板A和B的間距稍增大一些（兩極板仍平行），Q仍靜止不動
【解答】解：A、當滑動變阻器的滑動觸頭向下滑動時，其接入電路的電阻變大，外電路總電阻變大，則I變小，U1變小。
由閉合電路歐姆定律得
U2＝E﹣I（R1+r）
U3＝E﹣Ir
可知U2變大，U3變大。
U1變小，電容器板間電壓減小，電容器要放電，但由于A板帶正電，B板帶負電，二極管具有單向導電性，所以電容器不能放電，則電容器的帶電量不變，板間場強不變，帶電小球Q受到的電場力不變，則Q仍靜止不動，故A錯誤；
B、當滑動變阻器的滑動觸頭P向上滑動時，R1，不變
由閉合電路歐姆定律得
U2＝E﹣I（R1+r）
可得R1+r，不變，故B錯誤；
C、若滑動變阻器的滑動觸頭P不動時，當兩極板A和B稍錯開一些，兩極板正對面積減小，電容器的電容C減小，而電容器的電壓不變，由Q＝CU知，電容器的帶電量將要減小，但由于二極管單向導電性，所以電容器不能放電，帶電量Q不變。根據C、C、E可得電容器板間場強E，可知，電容器板間場強增大，所以Q受到的電場力增大，Q將向上加速運動，故C錯誤；
D、若滑動變阻器的滑動觸頭P不動時，當兩極板A和B的間距稍增大一些，電容器的電容C減小，而電容器的電壓不變，由Q＝CU知，電容器的帶電量將要減小，但由于二極管單向導電性，所以電容器不能放電，帶電量Q不變。根據E可知，電容器板間場強不變，Q所受的電場力不變，仍靜止不動，故D正確。
故選：D。
（2024 九龍坡區模擬）工程師對某款新能源汽車的直流蓄電池進行性能測試，測試過程中系統輸出的圖像如圖，其中P為直流電源的輸出功率，I為總電流，下列說法正確的是（　　）
A．該蓄電池的電動勢為12V
B．該蓄電池的內阻為2Ω
C．該蓄電池的最大輸出功率為144W
D．該蓄電池的短路電流為12A
【解答】解：AB．根據題意可知，直流電源的輸出功率P＝EI﹣I2r
變形可得
結合題圖可得
E＝24V，r＝1Ω
故AB錯誤；
C．根據閉合電路歐姆定律P＝EI﹣I2r
可知，當IA＝12A
時有最大的輸出功率，最大輸出功率W＝144W
故C正確；
D．該蓄電池的最大電流即為短路電流，短路電流ImaxA＝24A，故D錯誤。
故選：C。
（2024 碑林區模擬）在如圖所示的電路中，閉合電鍵S，將滑動變阻器滑片P向左移動一段距離后，下列結論正確的是（　　）
A．燈L變亮，電壓表示數變小，電流表示數變大
B．燈L變亮，電壓表示數變大，電流表示數變小
C．燈L變暗，電壓表示數變小，電流表示數變大
D．燈L變暗，電壓表示數變大，電流表示數變小
【解答】解：滑動變阻器滑片P向左移動一段距離，接入電路的電阻變大，電路的總電阻增大，根據閉合電路歐姆定律，電路電流減小，內電路分壓減小，外電路電壓增大，故燈L變暗，電壓表示數變大，電流表示數變小；也可以利用“串反并同”的方法確定，滑動變阻器滑片P向左移動一段距離后，滑動變阻器接入電路的電阻變大，電流表與之串聯電流減小，燈泡與之串聯變暗，電壓表與之并聯示數變大。故ABC錯誤，D正確；
故選：D。
（2024 朝陽區二模）體外沖擊波治療具有非侵入性、患者易于接受、對人體組織損傷少、治療成功率高等優點，目前在臨床醫療上得到廣泛的應用。一種沖擊波治療儀的充電和瞬時放電電路如圖甲所示。交流電經調壓、整流后向電容器C充電儲能。當觸發器S導通時，電容器經置于水中的沖擊波源W瞬時放電，高壓強電場的巨大能量瞬間釋放使水迅速汽化、膨脹而形成沖擊波。如圖乙所示，沖擊波向四周傳播，碰到反射體光滑的內表面面反射，波源發出的沖擊波經反射后在F點聚焦，形成壓力強大的沖擊波焦區，當人體深處的病變處于該焦區時，就會得到治療的作用。沖擊波治療對放電時間要求不超過1μs，電容器C的電容一般在0.3～1.0μF之間，充電電壓大約10kV。下列說法正確的是（　　）
A．治療儀產生的沖擊波是電磁波
B．電容器放電電流不能達到104A數量級
C．若僅減小電路中電阻R的阻值，可減小電容器的充電時間
D．若僅增大電容器C的電容，放電時間仍符合沖擊波的要求
【解答】解：A．治療儀產生的沖擊波是機械波，故A錯誤；
B．電容器C的電容為1.0μF時，充滿電后所帶電荷量
Q＝CU＝1×10﹣6×10×103C＝1×10﹣2C
電容器平均放電電流
IA＝1×104A
故B錯誤；
C．若僅減小電路中電阻R的阻值，充電電流增大，電容器的充電時間減小，故C正確；
D．由C
得
Q＝CU
若僅增大電容器C的電容，電容器所帶電量變大，放電時間變長，不符合沖擊波的要求，故D錯誤。
故選：C。
（2024 西城區校級模擬）如圖為蘋果自動分揀裝置，可以把質量大小不同的蘋果，自動分揀開。該裝置的托盤秤壓在一個以O1為轉動軸的杠桿上，杠桿末端壓在壓力傳感器R1上。當大蘋果通過托盤秤時，R1所受的壓力較大因而電阻較小，R2兩端獲得較大電壓，該電壓激勵放大電路并保持一段時間，使電磁鐵吸動分揀開關的銜鐵，打開下面通道，讓大蘋果進入下面通道；當小蘋果通過托盤秤時，R2兩端的電壓不足以激勵放大電路，分揀開關在彈簧向上彈力作用下處于水平狀態，小蘋果進入上面通道。托盤停在圖示位置時，設進入下面通道的大蘋果最小質量為M0，若提高分揀標準，要求進入下面通道的大蘋果的最小質量M大于M0，其他條件不變的情況下，下面操作可行的是（　　）
A．只適當減小R2的阻值
B．只增大電源E1的電動勢
C．只增加纏繞電磁鐵線圈的匝數
D．只將托盤秤壓在杠桿上的位置向左移動一些
【解答】解：A．因要達到題中的要求，就要使得R2兩端電壓保持不變，因壓力越大，電阻R1越小，此時回路中的電流就越大，R2的電壓就會變得更大，則要想R2的電壓和原來一致，則只適當減小R2的阻值，故A正確；
B．因要達到題中的要求，就要使得R2兩端電壓保持不變，因R1減小，而其他條件不變的情況下，只能減小和傳感器R1相連接電路中電源電動勢，故B錯誤；
C．增加纏繞電磁鐵線圈的匝數，磁性增大，則進入下面通道的大蘋果的最小質量變小，故C錯誤；
D．要求進入下面通道的大蘋果的最小質量M大于M0，則要求當此大蘋果通過托盤時壓力傳感器的壓力與原來一致，可知其他條件不變的情況下，只需要將托盤秤壓在杠桿上的位置向右移動一些，故D錯誤。
故選：A。
題型1閉合電路伏安特性曲線
（2024春 雨花區期末）如圖，在圖甲的電路中，R1是可變電阻，R2是定值電阻，阻值4Ω。實驗時調節R1的阻值，得到各組電壓表和電流表數據，用這些數據在坐標紙上描點、擬合，作出的U﹣I圖像如圖乙中AB所示。a和b分別為R1的滑片在不同位置時，其接入電路的電阻的U﹣I圖像。電壓表和電流表均看作理想電表。下列說法正確的是（　　）
A．該電源電動勢為2.5V，內阻5Ω
B．A、B狀態對應的電源的效率ηA＜ηB
C．當R1＝1Ω時，R1消耗功率最大
D．當電流為0.2A時，滑動變阻器R1接入電路的電阻為7.5Ω
【解答】解：A．根據閉合電路的歐姆定律可得
E＝U+I（R2+r）
由圖可知，當U1＝2V時，I1＝0.1A；當時U2＝1V，I2＝0.3A。代入上式可得
E＝2.5V，r＝1Ω
故A錯誤；
B．電源的效率
代入數據可知
ηA＞ηB
故B錯誤；
C．把R2和r視作新的內阻，當
R1＝R2+r＝4Ω+1Ω＝5Ω
時，R1消耗功率最大，故C錯誤；
D．當電流為0.2A時，根據圖像可知
U＝1.5V
根據歐姆定律可知
故D正確。
故選：D。
（多選）（2016秋 準格爾旗校級期末）如圖所示，a、b分別表示一個電池組和一只電阻的伏安特性曲線。以下說法正確的是（　　）
A．電池組的內阻是1Ω
B．電阻的阻值為0.33Ω
C．將該電阻接在該電池組兩端，電池組的輸出功率將是4W
D．改變外電阻的阻值時，該電池組的最大輸出功率為4W
【解答】解：A、由圖線a斜率倒數的大小求出電池組的內阻r1Ω．故A正確。
B、由圖線b斜率倒數的大小求出電阻的阻值R3Ω．故B錯誤。
C、將該電阻接在該電池組兩端，電路中電流I＝1A，路端電壓為U＝3V，電池組的輸出功率P出＝3W．故C錯誤。
D、由圖線a讀出電源的電動勢E＝4V．當外電阻等于電池內阻時，該電池組的輸出功率最大，電池組的最大輸出功率Pmax4W．故D正確。
故選：AD。
（2014秋 宿州期末）如圖所示，直線①表示某電源的路端電壓與電流的關系圖象，曲線②表示該電源的輸出功率與電流的關系圖象，則下列說法不正確的是（　　）
A．電源電動勢約為50V
B．電源的內阻約為Ω
C．電流為2.5A時，外電路的電阻約為15Ω
D．輸出功率為120W時，輸出電壓約是30V
【解答】解：A、根據閉合電路的歐姆定律，電壓的輸出電壓：U＝E﹣Ir，對照U﹣I圖象，當I＝0時，U＝E＝50V，故A正確；
B、U﹣I圖象斜率的絕對值表示內電阻，故：r＝||，故B不正確；
C、電流為2.5A時，對照U﹣I圖象，電壓為37.5V，故外電路電阻：R，故C正確；
D、輸出功率為120W時，對照P﹣I圖象，電流為4A，再對照U﹣I圖象，輸出電壓為30V，故D正確；
本題選錯誤的；故選：B。
題型2閉合電路的功率問題
（多選）（2023秋 西青區期末）2023年10月“神舟十七號”載人飛船將三名宇航員送至太空，并將完成長達6個月的太空作業。飛船在太空中飛行，主要靠太陽能電池提供能量。有一個太陽能電池板，測得不接負載時的電壓是800mV，太陽能電池板內阻是20Ω。則（　　）
A．該太陽能電池板的短路電流是40mA
B．該太陽能電池板的短路電流是40A
C．該太陽能電池板的最大輸出功率為8×10﹣3W
D．該太陽能電池板的最大輸出功率為2.4×10﹣2W
【解答】解：根據題意可知E＝800mV＝0.8V，電源內阻r＝20Ω
AB.短路電流I短A＝0.04A＝40mA，故A正確，B錯誤；
CD.當R＝r時，電源有最大的輸出功率，PmW＝0.008W，故C正確，D錯誤。
故選：AC。
（2023秋 皇姑區校級期中）某同學將一直流電源的總功率PE、輸出功率PR和電源內部的發熱功率Pr隨電流I變化的圖線畫在了同一坐標系上，如圖中的a、b、c所示，以下判斷正確的是（　　）
A．直線b表示電源的PE﹣I圖線
B．曲線c表示電源的PR﹣I圖線
C．電源的電動勢E＝3V，內阻r＝1Ω
D．電源的最大輸出功率Pmax＝2W
【解答】解：A、電源消耗的總功率的計算公式PE＝EI∝I，故PE﹣I圖線是直線，所以直線b表示的不是電源的PE﹣I圖線，故A錯誤；
B、輸出功率：PR＝PE﹣Pr＝EI﹣I2r，應為開口向下的曲線，故b表示PR﹣I圖線；電源內電阻消耗的功率：Pr＝I2r，應為開口向上的曲線，故曲線c表示Pr﹣I圖線，故B錯誤；
C、當I＝2A時，PR＝0，說明外電路短路，根據公式P＝EI，可得電源的電動勢為：EV＝4V，內阻為：r2Ω，故C錯誤；
D、輸出功率PR＝PE﹣Pr＝EI﹣I2r＝4I﹣2I2＝﹣2（I﹣1）2+2，當I＝1A時，輸出功率最大，即Pmax＝2W，故D正確。
故選：D。
（2024春 杭州期末）如圖，電源電動勢為12V，內阻為2Ω，電阻R1為1Ω，R2為6Ω。開關閉合后，電動機恰好正常工作。已知電動機額定電壓U為6V，線圈電阻RM為0.5Ω，問：
（1）電動機正常工作時通過R2的電流多大？
（2）電動機正常工作時產生的機械功率是多大？
（3）若R1、R2電阻可調，在確保電動機正常工作的前提下，當R1的阻值多大時，R1消耗的電功率最大？此時R2的阻值多大？
【解答】解：（1）電動機正常工作時通過R2的電流
（2）電動機正常工作時，總電流
通過電動機的電流為IM＝I0﹣I2＝2A﹣1A＝1A
電動機的機械功率
P機＝UIM
（3）電動機正常工作時，R1消耗的電功率：
即當R1＝r＝2Ω時，Pm＝4.5W
此時，
其中；IM＝I0﹣I2
得：R2＝12Ω
答：（1）電動機正常工作時通過R2的電流是1A；
（2）電動機正常工作時產生的機械功率是5.5W；
（3）若R1、R2電阻可調，在確保電動機正常工作的前提下，當R1的阻值為1Ω時，R1消耗的電功率最大，此時R2的阻值是12Ω。
題型3電路的動態分析問題
（多選）（2024春 皇姑區校級期末）在如圖所示的電路中，定值電阻R大于電源內阻r。現閉合開關S，將滑動變阻器的滑片向上滑動，電表A、V1、V2、V3都為理想電表，測得電壓表V3示數變化量的絕對值為ΔU3，電流表A示數變化量的絕對值為ΔI，則下列說法正確的是（　　）
A．電流表A的示數減小，電壓表V1的示數增大，電壓表V2的示數增大
B．ΔU3與ΔI的比值不變
C．電源的輸出功率一定減小
D．滑動變阻器的功率一定增大
【解答】解：A、理想電表對電路的影響不計，分析電路可知，當開關S閉合，滑動變阻器與定值電阻R串聯后接在電源兩端，將滑動變阻器的滑片向上滑動時，滑動變阻器接入電路的電阻增大，電路的總電阻增大，電路中電流減小，則電流表A的示數減小。電路中電流減小，定值電阻R兩端的電壓減小，則電壓表V1的示數減小，理想電壓表V2測量路端電壓，根據閉合電路歐姆定律有U2＝E﹣Ir，I減小，U2增大，即理想電壓表的示數V2增大，故A錯誤；
B、理想電壓表V3測量滑動變阻器兩端的電壓，根據閉合電路歐姆定律得
U3＝E﹣I（R+r）
所以ΔU3與ΔI的比值大小為，可知該比值保持不變，故B正確；
C、電源的輸出功率與外電阻變化的圖像如下所示。
當電路中定值電阻R的阻值大于電源內阻r的阻值，將滑動變阻器的滑片向上滑動，滑動變阻器接入電路的電阻增大，電路的外電阻阻值比內阻大，電源的輸出功率減小，故C正確；
D、將定值電阻等效為電源內阻，當滑動變阻器的電阻與等效內阻相等時，滑動變阻器的功率最大，因不知道滑動變阻器的電阻與等效內阻的關系，所以無法分析滑動變阻器功率的變化，故D錯誤。
故選：BC。
（2024春 順義區期末）如圖甲所示電路中，閉合開關，將滑動變阻器的滑片從左端逐漸滑至右端時，電壓表V1和V2的示數隨電流表示數變化的圖像如圖乙所示，圖線中ab、cd段均為直線。已知電動機兩端電壓達到某一值時才能開始轉動，各電表均為理想電表，下列說法正確的是（　　）
A．電源的內阻為2.0Ω
B．電動機內部線圈的電阻值為1.0Ω
C．滑動變阻器的可調范圍是0～9.0Ω
D．電流表示數最大時，電動機的輸出功率為6.75W
【解答】解：A、根據E＝U外+Ir找兩個點代入E＝5.5V+0.5r和E＝4.5V+1.5r可得r＝1Ω，故A錯誤；
B、I在0.5A～1A內電動機不轉，電動機內部線圈的電阻為rΩ＝2Ω，故B錯誤；
C、由圖像可知，當電流表示數為1.5A時，滑動變阻器連入電路的阻值為零，當電流表示數為0.5A時，滑動變阻器全部連入電路，故滑動變阻器的最大阻值為RΩ＝9Ω，故C正確；
D、電流表示數最大值為1.5A，電動機的輸出功率P輸出＝P﹣P熱＝UI﹣I2r＝4.5×1.5W﹣1.52×2W＝2.25W，故D錯誤；
故選：C。
（2024春 鼓樓區校級期末）如圖所示，光敏電阻R2的阻值隨光照強度的增大而減小，R0、R1是定值電阻，電源的電動勢和內阻分別為E、r，閉合開關S，增大光敏電阻的光照強度，下列說法正確的是（　　）
A．電源的效率可能變大
B．R0的功率增大
C．電流表的示數增大
D．光敏電阻的功率一定增大
【解答】解：A、增大光敏電阻的光照強度，光敏電阻R2的阻值減小，電路的總電阻R總減小，干路電流I增大，內電壓U′增大，則路端電壓U減小。電源的效率為η100%100%，可知電源的效率減小，故A錯誤；
B、路端電壓U減小，則R0的電壓減小，R0的功率減小，故B錯誤；
C、通過R0的電流減小，而干路電流增大，則電流表的示數增大，故C正確；
D、增大光敏電阻的光照強度，光敏電阻R2的阻值減小，而其電流增大，由P＝I2R分析知無法確定光敏電阻的功率變化情況，故D錯誤。
故選：C。
題型4生活科技中的電路動態分析
（2024 湖北模擬）如圖所示，光敏電阻A、B與恒壓源（輸出電壓U不變）串聯，光敏電阻的阻值隨光照強度增大而減小，初始時A、B的光照強度E相同，阻值相等。現保持A的光照強度。EA不變，改變B的光照強度EB，則B消耗的電功率P變化情況為（　　）
A．無論EB增大還是減小，P均變小
B．無論EB增大還是減小，P均變大
C．EB增大時，P變大，EB減小時，P變小
D．EB增大時，P變小，EB減小時，P變大
【解答】解：根據電功率的計算公式有
PRB
根據數學方法可知RA＝RB時P最大，所以無論EB增大還是減小，P均變小，故A正確，BCD錯誤；
故選：A。
（2024 豐臺區一模）如圖所示為一個簡易的高溫報警器原理圖。RT為熱敏電阻，S為斯密特觸發器，其工作特點為當A端電勢上升到高電勢1.6V時，Y端從高電勢跳到低電勢0.25V；當A端電勢下降到低電勢0.8V時，Y端從低電勢跳到高電勢3.4V。已知蜂鳴器的工作電壓為3～5V，下列說法正確的是（　　）
A．A端為高電勢時蜂鳴器報警
B．溫度升高，熱敏電阻阻值增大
C．滑片P向b端移動，可提高溫度報警器的報警溫度
D．若無斯密特觸發器，可通過將RP與RT調換位置實現同樣的功能
【解答】解：A、由題意：蜂鳴器的工作電壓為3～5V，A端為高電勢時Y端從高電勢跳到低電勢0.25V，即蜂鳴器兩端電壓為0.25V，低于其工作電壓的范圍，故蜂鳴器不會報警，故A錯誤；
B、高溫報警器的溫度較高時要報警，即高溫時Y端為高電勢，則A端為低電勢，即熱敏電阻RT為兩端電壓應較小，熱敏電阻與滑動變阻器為串聯分壓的關系，則熱敏電阻的阻值應較小。可得到高溫時熱敏電阻的阻值較小，可知溫度升高，熱敏電阻阻值減小，故B錯誤；
C、滑片P向b端移動，滑動變阻器接入電路的阻值減小，根據B選項的分析，要使報警器報警，此時熱敏電阻阻值要更小，對應的溫度就要更高，即提高了溫度報警器的報警溫度，故C正確；
D、在溫度變化的過程中斯密特觸發器能為蜂鳴器提供穩定的高電壓或低電壓，若無斯密特觸發器，將RP與RT調換位置，隨著溫度的變化，RT的阻值會變化，蜂鳴器兩端的電壓會隨之變化，不能為蜂鳴器提供穩定的高電壓或低電壓，故D錯誤。
故選：C。
（2023秋 重慶期末）如圖所示的電路中，電源電動勢為E，內阻為r，R1、R3是定值電阻，R2是光敏電阻（光敏電阻的阻值隨光照強度的增大而減小），閉合開關，當照射到R2的光照強度增強時，以下判斷正確的是（　　）
A．電壓表示數變小，電流表示數變小
B．電壓表示數變大，電流表示數變大
C．電壓表示數變大，電流表示數變小
D．電壓表示數變小，電流表示數變大
【解答】解：當照射到R0的光照強度增強時，其阻值減小，回路總電阻減小，干路電流增大，由閉合電路歐姆定律可得
U＝E﹣Ir
由于干路電流增大，導致路端電壓減小，即電壓表示數減小；
R1中的電流增大，兩端電壓增大，R2與R3并聯部分電壓減小，則流過R3的電流減小，電流表示數變小，故BCD錯誤，A正確；
故選：A。
題型5含容電路中的物理量的變化和計算
（2024春 鎮海區校級期末）如圖所示，D是一支理想二極管（正向電阻為零，可視為短路；反向電阻無窮大，可視為斷路），C是極板水平放置的平行板電容器，初始時不帶電。當S接1且穩定后，處于兩極板間P點的一帶電油滴能保持靜止狀態。下列說法正確的是（　　）
A．保持S接1，減小C兩極板的正對面積，油滴會向上移動
B．保持S接1，將C的下極板上移，油滴會向下移動
C．將S從1擲到2，油滴將向下運動
D．將S從1擲到2，同時將下極板上移，油滴將向下運動
【解答】解：A、保持S接1，減小C兩極板的正對面積，根據電容的決定式知電容C減小，由得Q＝CU，U不變，電容器的帶電量要減小，但二極管具有單向導電性，使得Q不能減少，所以實際過程為Q不變，U增大，根據U＝Ed及d不變，知E增大，所以油滴受到向上的電場力增大，電場力將大于重力，油滴會向上移動，故A正確；
B、保持S接1，將C的下極板上移，根據，知d減小，C增大，U不變，Q增大，電容器充電，根據知E增大，油滴受到向上的電場力增大，將向上運動，故B錯誤；
C、將S從1擲到2，斷開開關，不能放電，油滴受力情況不變，故油滴不動，故C錯誤；
D、將S從1擲到2，同時將下極板上移，d減小，根據知C增大，斷開開關，Q不變，根據、U＝Ed聯立得，E不變，則油滴不動，故D錯誤。
故選：A。
（多選）（2024 和平區校級二模）如圖所示，電源電動勢為E，內阻為r電路中的R2、R3均為總阻值一定的滑動變阻器，R0為定值電阻，R1為光敏電阻（其電阻隨光照強度增大而減小），當開關S閉合時，電容器中一帶電微粒恰好處于靜止狀態。有關下列說法中正確的是（　　）
A．只逐漸增大R1的光照強度，電阻R0消耗的電功率變大，電阻R3中有向上的電流
B．只將滑動變阻器R3的滑動端P2向上端移動時，電源消耗的功率變大，電阻R3中有向上的電流
C．只將滑動變阻器R2的滑動端P1向下端移動時，電壓表示數變大，帶電微粒向下運動
D．若斷開開關S，帶電微粒向下運動
【解答】解：A、只逐漸增大R1的光照強度，R1的阻值減小，外電路總電阻減小，總電流增大，根據P＝I2R0，可知電阻R0消耗的電功率變大；電流增大，滑動變阻器R2電壓也變大，則電容器兩端的電壓增大，電容器所帶的電荷量變大，故電容器處于充電狀態，因電容器下極板與電源的正極連接，故電阻R3 中有向上的電流，故A正確；
B、電路穩定時，電容所在支路視為斷路，只將滑動變阻器R3的滑動端P2向上端移動時，對電路的總電阻沒有影響，故B錯誤；
C、只將滑動變阻器R2的滑動端P1向下端移動時，電路中的總電阻不變，故總電流不變，所以電壓表的示數不變，由于電容器并聯部分的電阻變大，所以電容器兩端的電壓變大，由E可知微粒所受電場力變大，而重力不變，故帶電微粒向上運動，故C錯誤；
D、若斷開電鍵S，電容器處于放電狀態，電荷量變小，板間場強減小，帶電微粒所受的電場力減小，最后電容器兩端電壓為零，電場強度為零，而重力不變，故帶電微粒將向下運動，故D正確。
故選：AD。
（2024春 即墨區校級期末）智能手機中運動步數的測量原理如圖所示，M和N為電容器兩極板，M板固定，N板與固定的兩輕彈簧連接，且只能按圖中標識的“前后”方向運動，下列說法正確的是（　　）
A．勻速運動時，電流表示數不為零
B．突然向前減速時，電流由a向b流過電流表
C．突然向前加速時，電容器的電容變大
D．保持向前勻減速運動時，電阻R的電流減小
【解答】解：A．勻速運動時，N板不動，電容器的電容不變，則電容器帶電量不變，回路無電流，電流表示數為零，故A錯誤；
B．突然向前減速時，N板向前運動，則板間距變小，根據，可知電容器的電容增大，由于電壓不變，則電容器帶電量增大，電流由a向b流過電流表，故B正確；
C．突然向前加速時，N板向后運動，則板間距變大，根據，可知電容器的電容減小，故C錯誤；
D．保持向前勻減速運動時，加速度恒定不變，N極板受力不變，則彈簧形變量不變，N極板相對M極板的位置不變，則電容器的電容不變，電容器帶電量不變，電路中無電流，電流表示數不變，為零，故D錯誤。
故選：B。
題型6電路故障分析
（2024 碑林區模擬）如圖，電池、開關和燈泡組成串聯電路。當閉合開關時，發現燈泡不發光。在不能拆開電路的前提下，現使用一多用電表對故障電路進行檢測：選擇直流電壓擋，閉合開關S，紅、黑表筆分別接在接線柱E、F上，電壓表示數為1.5V；斷開開關S，選擇歐姆×1k擋，紅、黑表筆分別同時接E、F，指針不偏轉。則下列判斷可能正確的是（　　）
A．燈泡短路 B．燈泡斷路
C．導線DE斷開 D．導線BF斷開
【解答】解：選擇直流電壓擋，閉合開關S，紅、黑表筆分別接在接線柱E、F上，電壓表示數為1.5V，說明E、F兩端電壓等于電源電動勢；
斷開開關S，選擇歐姆×1k擋，紅、黑表筆分別同時接E、F，指針不偏轉，說明E、F斷開，故故障是燈泡斷路，故B正確，ACD錯誤。
故選：B。
（2024春 萊西市期末）如圖所示，電源電動勢為6V，電路中有AB、CD、EF、GH四根連接電路的導線，其中一根導線內部的銅絲是斷的，電路其余部分完好。為了查出故障導線，某同學選用電壓表的直流10V擋，閉合開關后，將電壓表的正極接在A接線柱上，黑表筆依次接在B、D、F所示的接線柱上，多用電表的示數分別為6V、6V、6V。可判斷出故障的導線是（　　）
A．AB B．CD C．EF D．GH
【解答】解：將電壓表的正極接在A接線柱上，黑表筆依次接在B、D、F所示的接線柱上，多用電表都有示數，說明B點到電源的負極之間的導線都是導通的，相當于電壓表測出了電源兩端的外電壓，則故障一定在AB之間的導線上，故A正確，BCD錯誤。
故選：A。
（多選）（2021秋 許昌期末）超導限流器是一種短路故障電流限制裝置，它由超導部件和限流電阻R并聯組成，原理圖如圖所示。當電路中的用電器正常工作時，超導限流器中的超導部件處于超導態（可認為電阻為零）；當電路中的用電器發生短路，電路中電流監控器（理想電流表A）報警時，超導限流器中的超導部件由超導態立即轉變為正常態（即超導部件斷開，限流電阻R工作），以此來限制電力系統的故障電流。當開關S閉合后，額定電壓為220V的用電器正常工作，則下列說法正確的是（　　）
A．超導限流器兩端的電壓為0
B．通過超導限流器中的限流電阻的電流為0
C．若用電器發生短路后，通過電流監控器的電流為0
D．若用電器發生短路后，用電器兩端的電壓為220V
【解答】解：A.當電路中的用電器正常工作時，超導限流器中的超導部件處于超導態（可認為電阻為零），超導限流器兩端的電壓為0，故A正確；
B.當電路中的用電器正常工作時，超導限流器中的超導部件處于超導態（可認為電阻為零），通過超導限流器中的限流電阻被短路，無電流通過限流電阻，其電流為零，故B正確；
C.當電路中的用電器發生短路，電路中電流監控器（理想電流表A）報警時，超導限流器中的超導部件由超導態立即轉變為正常態（即超導部件斷開，限流電阻R工作），通過電流監控器的電流不為0，故C錯誤；
D.當電路中的用電器發生短路，電路中電流監控器（理想電流表A）報警時，超導限流器中的超導部件由超導態立即轉變為正常態（即超導部件斷開，限流電阻R工作），超導限流器會分一部分電壓，即用電器兩端的電壓小于220V，故D錯誤。
故選：AB。

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