3、c的電阻減小，圖線d的電阻增大(如圖乙所示)．
甲 乙
圖7－2－1
③伏安特性曲線上每一點的電壓坐標與電流坐標的比值對應這一狀態(tài)下的電阻．
應用U－I圖象和I－U圖象分析問題，要注意它們的區(qū)別．例如U－I圖象的斜率可以表示導體的電阻，而I－U圖象斜率的倒數(shù)才能表示電阻的大小．
知識三 電動勢、內阻、閉合電路歐姆定律
1．電動勢
(1)定義
電動勢在數(shù)值上等于非靜電力把1 C的正電荷在電源內部從負極移送到正極所做的功．
(2)物理意義
反映電源把其他形式的能轉化成電能的本領大小的物理量．
2．內阻
電源內部也是由導體組成的，也有電阻r，叫
4、做電源的內阻，它是電源的另一個重要參數(shù)．
3．閉合電路歐姆定律
(1)內容
閉合電路里的電流跟電源的電動勢成正比，跟內、外電阻之和成反比．
(2)公式
①I＝(只適用于純電阻電路)；
②E＝U外＋Ir(適用于所有電路)．
4．路端電壓
與外電阻的關系：
一般情況
U＝IR＝·R＝，當R增大時，U增大
特殊情況
(1)當外電路斷路時，I＝0，U＝E
(2)當外電路短路時，I短＝E/r，U＝0
5.電路的功率和效率
(1)電路的功率P總＝EI.
(2)電源內部損耗功率P內＝I2r.
(3)電源的輸出功率P出＝UI.
(4)電源的效率η＝×100%＝×100%.
5、
(1)閉合電路中外電阻越大，路端電壓越大．(√)
(2)外電阻越大，電源的輸出功率越大．(×)
(3)電源的輸出功率越大，電源的效率越高．(×)
1．下列關于電動勢的說法正確的是( )
A．電源的電動勢跟電源內非靜電力做的功成正比，跟通過的電荷量成反比
B．電動勢的單位跟電壓的單位一致，所以電動勢就是兩極間的電壓
C．非靜電力做的功越多，電動勢就越大
D．E＝只是電動勢的定義式而非決定式，電動勢的大小是由電源內非靜電力的特性決定的
【解析】 電動勢的定義式E＝中，E與W、q無關，E反映的是電源的屬性，由電源內部非靜電力的特性決定，故A、C錯誤，D正確；
6、電動勢的單位雖然與電壓單位相同，但兩者有本質的不同，B錯誤．
【答案】 D
2．電阻R1與R2并聯(lián)在電路中，通過R1與R2的電流之比為1∶2，則當R1與R2串聯(lián)后接入電路中時，R1與R2兩端電壓之比U1∶U2為( )
A．1∶2 B．2∶1
C．1∶4 D．4∶1
【解析】 根據(jù)并聯(lián)電路的特點，R1與R2的比值為2∶1，當串聯(lián)接入電路中時，電壓之比為電阻之比，B選項正確．
【答案】 B
3．一電池外電路斷開時的路端電壓為3 V，接上8 Ω的負載后路端電壓降為2.4 V，則可以判定電池的電動勢E和內阻r為( )
A．E＝2.4 V，r＝1 Ω
7、B．E＝3 V，r＝2 Ω
C．E＝2.4 V，r＝2 Ω D．E＝3 V，r＝1 Ω
【解析】 因為電路斷開時路端電壓為3 V，所以E＝3 V，當R＝8 Ω時，U＝2.4 V，所以I＝＝ A＝0.3 A，E＝U＋Ir，所以r＝2 Ω，故B正確．
【答案】 B
4．(xx·北京高考)如圖7－2－2所示電路，電源內阻不可忽略．開關S閉合后，在變阻器R0的滑動端向下滑動的過程中( )
圖7－2－2
A．電壓表與電流表的示數(shù)都減小
B．電壓表與電流表的示數(shù)都增大
C．電壓表的示數(shù)增大，電流表的示數(shù)減小
D．電壓表的示數(shù)減小，電流表的示數(shù)增大
【解析】 由變阻器R0的
8、滑動端向下滑可知R0連入電路的有效電阻減小，則R總減小，由I＝可知I增大，由U內＝Ir可知U內增大，由E＝U內＋U外可知U外減小，故電壓表示數(shù)減?。蒛1＝IR1可知U1增大，由U外＝U1＋U2可知U2減小，由I2＝可知電流表示數(shù)變小，故A正確．
【答案】 A
5．(xx·新課標全國高考)電源的效率η定義為外電路電阻消耗的功率與電源的總功率之比．在測電源電動勢和內電阻的實驗中得到的實驗圖線如圖7－2－3所示，圖中U為路端電壓，I為干路電流，a、b為圖線上的兩點，相應狀態(tài)下電源的效率分別為ηa、ηb.由圖可知ηa、ηb的值分別為( )
圖7－2－3
A.、 B.、
C.、
9、 D.、
【解析】 電源的效率η＝×100%＝×100%.a點對應的路端電壓U為4個格，而電動勢E為6個格．因此ηa＝；b點對應的路端電壓為2個格，因此ηb＝.故D項正確．
【答案】 D
考點一 [60] 電路動態(tài)變化的分析
一、電路動態(tài)分析類問題是指由于斷開或閉合開關、滑動變阻器滑片的滑動等造成電路結構發(fā)生了變化，一處變化又引起了一系列的變化．
二、電路動態(tài)變化分析的方法
1．程序法：電路結構的變化→R的變化→R總的變化→I總的變化→U端的變化→固定支路→變化支路．
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．
3．
10、判定總電阻變化情況的規(guī)律
(1)當外電路的任何一個電阻增大(或減小)時，電路的總電阻一定增大(或減小)．
(2)若開關的通、斷使串聯(lián)的用電器增多時，電路的總電阻增大；若開關的通、斷使并聯(lián)的支路增多時，電路的總電阻減小．
圖7－2－4
(3)在如圖7－2－4所示分壓電路中，滑動變阻器可視為由兩段電阻構成，其中一段R并與燈泡并聯(lián)，另一段R串與并聯(lián)部分串聯(lián)．A、B兩端的總電阻與R串的變化趨勢一致．
三、電路動態(tài)分析的一般步驟
1．明確局部電路變化時所引起的局部電路電阻的變化．
2．根據(jù)局部電路電阻的變化，確定電路的外電阻R外總如何變化．
3．根據(jù)閉合電路歐姆定律I總＝，確
11、定電路的總電流如何變化．
4．由U內＝I總r確定電源的內電壓如何變化．
5．由U＝E－U內確定路端電壓如何變化．
6．確定支路兩端的電壓及通過各支路的電流如何變化．
——————[1個示范例]——————
(xx·海南高考)如圖7－2－5所示，E為內阻不能忽略的電池，R1、R2、R3為定值電阻，S0、S為開關，○V 與○A 分別為電壓表與電流表．初始時S0與S均閉合，現(xiàn)將S斷開，則( )
圖7－2－5
A．○V 的讀數(shù)變大，○A 的讀數(shù)變小
B．○V 的讀數(shù)變大，○A 的讀數(shù)變大
C．○V 的讀數(shù)變小，○A 的讀數(shù)變小
D．○V 的讀數(shù)變小，○A 的讀數(shù)變
12、大
【解析】 S斷開時，外電路總電阻增大，總電流減小，故路端電壓增大，電壓表示數(shù)增大，又知R1兩端電壓減小，所以R3兩端的電壓增大，故通過R3的電流增大，電流表示數(shù)增大，故B正確．
【答案】 B
——————[1個預測例]——————
圖7－2－6
在如圖7－2－6所示的電路中，當滑動變阻器R3的滑動觸頭P向下滑動時( )
A．電壓表示數(shù)變大，電流表示數(shù)變小
B．電壓表示數(shù)變小，電流表示數(shù)變大
C．電壓表示數(shù)變大，電流表示數(shù)變大
D．電壓表示數(shù)變小，電流表示數(shù)變小
【解析】 R3的滑動觸頭向下滑動，所以R3接入電路的阻值變大，導致并聯(lián)電路的阻值變大，電路的總電阻
13、變大，干路電流變小；并聯(lián)電路的電阻變大，則并聯(lián)電路的分壓增大，即R2、R4串聯(lián)電路的電壓變大，所以流過這一支路的電流變大，由于干路電流變小，所以電流表的示數(shù)變??；因為R2、R4串聯(lián)電路的電壓變大，使得R2兩端分壓變大，電壓表示數(shù)變大，本題答案為A.
【答案】 A
考點二 [61] 電路的功率和效率問題
電源總功率
任意電路：P總＝EI＝P出＋P內
純電阻電路：P總＝I2(R＋r)＝
電源內部消耗的功率
P內＝I2r＝P總－P出
電源的
輸出功率
任意電路：P出＝UI＝P總－P內
純電阻電路：P出＝I2R＝
P出與外電阻R的關系
電源的效率
任意電路：η＝×1
14、00%＝×100%
純電阻電路：η＝×100%
(多選)(xx·上海高考)直流電路如圖7－2－7所示，在滑動變阻器的滑片P向右移動時，電源的( )
圖7－2－7
A．總功率一定減小
B．效率一定增大
C．內部損耗功率一定減小
D．輸出功率一定先增大后減小
【審題指導】 解答該題應明確以下公式：
(1)總功率公式P點＝EI.
(2)內部損耗功率公式P內＝I2r.
(3)輸出功率公式P出＝P總－P內．
(4)電源的效率公式η＝＝＝.
【解析】 當滑片P向右移動時，外電路中電阻變大，總電流減小，P總＝EI，故總功率減小，A正確．電源輸出功率P出＝I2R.總功率P
15、總＝EI＝I2(R＋r)，故η＝.當R增大時，η值變大，B正確．根據(jù)P內＝I2r，C正確．R增大時，輸出功率變化情況不確立，D錯誤．
【答案】 ABC
考點三 [62] 電源U－I圖線與電阻U－I圖線
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
圖形
圖象表達的物理量變化關系
電源的路端電壓隨電路電流的變化關系
電阻中的電流隨電阻兩端電壓的變化關系
圖線與坐標軸交點
與縱軸交點表示電源電動勢E，與橫軸交點表示電源短路電流
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
16、
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
圖線的斜率的大小
內電阻r
電阻大小
圖7－2－8
(多選)如圖7－2－8所示為兩電源的U－I圖象，則下列說法正確的是( )
A．電源①的電動勢和內阻均比電源②大
B．當外接相同的電阻時，兩電源的輸出功率可能相等
C．當外接同樣的電阻時，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
【解析】 圖線在U坐標軸上的截距等于電源電動勢，圖線的斜率的絕對值等于電源的內阻，因此A對；作外接電阻R的U－
17、I曲線分別交電源①、②的伏安特性曲線于S1、S2兩點，電源的工作點橫、縱坐標的乘積IU為電源的輸出功率，由圖可知，無論外接多大電阻，兩工作點S1、S2橫、縱坐標的乘積都不可能相等，且電源①的輸出功率總比電源②的輸出功率大，故B錯，D對；電源的效率η＝＝＝，因為電源內阻不同則電源效率不同，C錯．
【答案】 AD
考點四 [63] 含有電容器電路的分析方法
一、電路的簡化：不分析電容器的充、放電過程時，把電容器所處的電路視為斷路，簡化電路時可以去掉，求電荷量時再在相應位置補上．
二、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，同支路的電阻相當于導線，即電阻不起降低
18、電壓的作用，與電容器串聯(lián)的電阻視為等勢體．電容器的電壓為與之并聯(lián)的電阻兩端的電壓．
三、在計算電容器的帶電荷量變化時，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(tài)電容器所帶電荷量之差；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(tài)電容器所帶電荷量之和．
圖7－2－9
如圖7－2－9中電源電動勢E＝10 V，內阻可忽略，R1＝4 Ω，R2＝6 Ω，C＝30 μF，求：
(1)S閉合后，穩(wěn)定時通過R1的電流；
(2)S原來閉合，然后斷開，求這個過程中流過R1的總電荷量．
【審題指導】 (1)S閉合后，電路穩(wěn)定時，即電容器充電完成，
19、處于斷路狀態(tài)．
(2)若S再斷開，則電容器兩端的電壓從等于R2兩端的電壓升高至E.
【解析】 (1)電路穩(wěn)定時，R1、R2串聯(lián)，易求I＝＝1 A，即為流過R1的電流．
(2)S閉合時，電容器兩端電壓UC＝U2＝I·R2＝6 V，儲存的電荷量Q1＝C·UC.S斷開至達到穩(wěn)定后電路中電流為零，此時UC′＝E，儲存的電荷量Q1′＝C·UC′.很顯然電容器上的電荷量增加了ΔQ＝Q′－Q＝CUC′－CUC＝1.2×10－4 C．電容器上電荷量的增加是在S斷開以后才產生的，這只有通過R1這條途徑實現(xiàn)，所以流過R1的電荷量就是電容器帶電荷量的增加量．
【答案】 (1)1 A (2)1.2×10－4
20、C
“等效電源法”的妙用
一、方法概述
等效法是把復雜的物理現(xiàn)象、物理過程轉化為簡單的物理現(xiàn)象、物理過程來研究和處理的一種科學思想方法．
二、常見類型
1．物理量的等效：如等效電阻，等效電源、等效長度、等效力等．
2．過程的等效：如平拋運動可等效為水平方向的勻速直線運動和豎直方向上的自由落體運動．
三、解題思路
1．分析所研究的問題是否屬于等效問題．
2．確定該問題屬于哪一類等效問題．
3．分析問題等效后的求解思路．
——————[1個示范例]——————
圖7－2－10
(多選)如圖7－2－10所示，R1為定值電阻，R2為可變電阻，E為電源電動勢，r為
21、電源內電阻，以下說法中正確的是( )
A．當R2＝R1＋r時，R2上獲得最大功率
B．當R2＝R1＋r時，R1上獲得最大功率
C．當R2＝0時，R1上獲得最大功率
D．當R2＝0時，電源的輸出功率最大
【審題指導】 在討論R2的電功率時，可將R1視為電源內阻的一部分，即將原電路等效為外電阻R2與電動勢為E、內阻為(R1＋r)的電源(等效電源)．
【解析】
畫出如圖所示等效電路圖R2，的電功率是等效電源的輸出功率，顯然當R2＝R1＋r時，R2獲得的電功率最大，選項A正確．在討論R1的電功率時，由I＝及P1＝I2R1可知R2＝0時，R1獲得的電功率最大，故選項B錯誤，選項C正
22、確．當R1＋R2＝r時，電源的輸出功率最大，由于題目沒有給出R1和r的具體數(shù)值，所以當R2＝0時，電源輸出功率并不一定最大，故選項D錯誤．
【答案】 AC
——————[1個方法練]——————
圖7－2－11
如圖7－2－11所示，已知蓄電池的電動勢E＝6 V，內阻r＝2 Ω、R1＝2 Ω、R2為一可變電阻，則R2為何值時，R2上消耗的功率最大？并求此時最大功率值．
【解析】 用圖中虛線框所圍的部分替代電源時，其電動勢也相應地替換．等效電動勢E′等于其負載
電阻R2斷開時A、B兩點間的電壓，故E′＝E＝×6 V＝3 V，內阻為r′＝＝1 Ω；當外電路電阻等于等效電源內阻
23、時，電源輸出功率最大，故R2＝1 Ω時，R2上消耗的功率最大．R2上消耗的最大功率P2max＝＝ W＝2.25 W.
【答案】 1 Ω 2.25 W
⊙導體伏安特性曲線的應用
1.
圖7－2－12
(xx·揚州二模)如圖7－2－12所示是電阻R1和R2的伏安特性曲線，并且把第一象限分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個區(qū)域，現(xiàn)在把R1和R2并聯(lián)在電路中，消耗的電功率分別為P1和P2，并聯(lián)總電阻設為R.下列關于P1和P2的大小關系及R的伏安特性曲線應在的區(qū)域正確的是( )
A．特性曲線在Ⅰ區(qū)，P1P2
C．特性曲線在Ⅰ區(qū)，P1>P2
D．特性曲線在Ⅲ區(qū)，
24、P1P2.
【答案】 C
⊙電路動態(tài)變化的分析
2．(xx·江蘇高考)在輸液時，藥液有時會從針口流出體外，為了及時發(fā)現(xiàn)，設計了一種報警裝置，電路如圖7－2－13所示．M是貼在針口處的傳感器，接觸到藥液時其電阻RM發(fā)生變化，導致S兩端電壓U增大，裝置發(fā)出警報，此時( )
圖7－2－13
A．RM變大，且R越大，U增大越明顯
B．RM變大，且R越小，U增大越明顯
C．RM變小，且R越大
25、，U增大越明顯
D．RM變小，且R越小，U增大越明顯
【解析】 當RM變大時，回路的總電阻R總變大，根據(jù)I總＝，得干路中的電流變小，S兩端的電壓U＝I總RS變小，故選項A、B錯誤；當RM變小時，回路的總電阻R總＝＋RS變小，根據(jù)I總＝，得干路中的電流變大，S兩端的電壓U＝I總RS變大，而且R越大，RM變小時，對回路的總電阻變化的影響越明顯，故選項C正確，選項D錯誤．
【答案】 C
⊙輸出功率、含電容電路的分析
3.
圖7－2－14
(xx·南昌模擬)在如圖7－2－14所示的電路中，燈泡L的電阻大于電源的內阻r，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
26、( )
A．燈泡L變亮
B．電源的輸出功率變大
C．電容器C上的電荷量減少
D．電流表讀數(shù)變小，電壓表讀數(shù)變大
【解析】 當P向左移動時，電路中總電阻變大，總電流減小，故燈泡變暗，電源輸出功率變小，電流表示數(shù)變小，電壓表示數(shù)變大，電容器兩端電壓增大，電容器C上的電荷量增加，故D正確．
【答案】 D
⊙電路故障分析
4.
圖7－2－15
如圖7－2－15所示，電源電動勢為6 V，當開關接通時，燈泡L1和L2都不亮，用電壓表測得各部分電壓是Uad＝0，Ucd＝6 V，U ab＝6 V，由此可以斷定( )
A．L1和L2燈絲都斷了
B．L1的燈絲斷了
C．L2的燈絲
27、斷了
D．變阻器R斷路
【解析】 由題給條件知，電路中有的地方沒有電壓．由Uad＝0，Ucd＝6 V可知電路是斷路．由Uab＝6 V和Ucd＝6 V可知，內電路a、b之間沒有斷點，外電路中的a、b及c、d之間有斷點，取其公共部分可知燈L2斷路，由燈L2兩端電壓不為零，可知燈L1與變阻器R是導通的．選項C正確．
【答案】 C
⊙閉合電路歐姆定律的應用
5.
圖7－2－16
(xx·萊蕪模擬)如圖7－2－16所示，R1＝6 Ω，電源內阻r為1 Ω，當S合上且R2為2 Ω時，電源的總功率為16 W，而電源的輸出功率為12 W，燈泡正常發(fā)光，求：
(1)電燈的電阻及功率；
(2)S斷開時，為使燈泡正常發(fā)光，R2的阻值應調到多少歐？
【解析】 (1)由P總＝IE，P總＝P輸＋I2r可得：
I＝2 A，E＝8 V
電源的路端電壓U＝E－Ir＝6 V，
IR1＝＝1 A
又U燈＝U－I燈R2，I燈＝I－IR1
可得：I燈＝1 A，U燈＝4 V
所以：R燈＝＝4 Ω，P燈＝I燈U燈＝4 W.
(2)S斷開，燈泡正常發(fā)光時，電路中的總電流為
I燈＝1 A，由I燈＝
可得：R′2＝3 Ω.
【答案】 (1)4 Ω 4 W (2)3 Ω
2022年高考物理總復習講義 第7章 第2講 電路 閉合電路歐姆定律
