高考物理大二輪總復(fù)習(xí)與增分策略 專題十三 恒定電流

專題十三 恒定電流 考綱解讀 章 內(nèi)容 考試要求 說明 必考 加試 恒定 電流 電源和電流 b c 1.不要求計算液體導(dǎo)電時的電流 2．不要求解決與導(dǎo)線內(nèi)部自由電子定向運動速率相聯(lián)系的問題 3．不要求解決無窮網(wǎng)絡(luò)等復(fù)雜電路的問題 4．電表改裝只限于改裝成單量程電壓表和電流表 5．不要求用螺旋測微器測量金屬絲的直徑 6．不要求定量分析伏安法測金屬絲電阻的實驗中電表電阻對測量結(jié)果的影響 7．不要求分析外電路為混聯(lián)電路的動態(tài)電路問題 8．不要求了解多用電表的電路結(jié)構(gòu) 電動勢 b c 歐姆定律、U－I圖象 及I－U圖象 c c 串聯(lián)電流和并聯(lián)電路 c c 焦耳定律 c c 導(dǎo)體的電阻 c c 閉合電路的歐姆定律 c d 多用電表的原理 a 一、電流和電動勢 1．形成電流的條件 (1)導(dǎo)體中有能夠自由移動的電荷． (2)導(dǎo)體兩端存在電壓． 2．電流 (1)定義式：I＝. 其中q是某段時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量． (2)方向：電流是標(biāo)量，為研究問題方便，規(guī)定正電荷定向移動的方向為電流的方向．在外電路中電流由電源正極到負極，在內(nèi)電路中電流由電源負極到正極． (3)微觀表達式：假設(shè)導(dǎo)體單位體積內(nèi)有n個可自由移動的電荷，電荷定向移動的速率為v，電荷量為q，導(dǎo)體橫截面積為S，則I＝nqSv. 3．電動勢 (1)電源是通過非靜電力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能的裝置．在電源內(nèi)部，非靜電力做正功，其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，在電源外部，靜電力做功，電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能． (2)電動勢：在電源內(nèi)部，非靜電力把正電荷從負極移送到正極所做的功W與被移送電荷q的比值． 定義式：E＝. (3)物理意義：反映電源非靜電力做功本領(lǐng)大小的物理量． 二、電阻定律及歐姆定律 1．電阻 (1)定義式：R＝. (2)物理意義：反映了導(dǎo)體對電流的阻礙作用． 2．電阻定律 (1)內(nèi)容：同種材料的導(dǎo)體，其電阻與它的長度成正比，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)． (2)表達式：R＝ρ. 3．電阻率 (1)計算式：ρ＝R. (2)物理意義：反映導(dǎo)體的導(dǎo)電性能，是表征材料性質(zhì)的物理量． (3)電阻率與溫度的關(guān)系： ①金屬：電阻率隨溫度升高而增大． ②半導(dǎo)體：電阻率隨溫度升高而減?。? ③一些合金：幾乎不受溫度的影響． 4．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)表達式：I＝. (3)適用范圍 ①金屬導(dǎo)電和電解液導(dǎo)電(對氣體導(dǎo)電不適用)． ②純電阻電路(不含電動機、電解槽等的電路)． 5．導(dǎo)體的伏安特性曲線 (1)I－U圖線：以電流為縱軸、電壓為橫軸所畫出的導(dǎo)體上的電流隨電壓的變化曲線稱為I－U圖線，如圖1所示． 圖1 (2)比較電阻的大小：圖線的斜率k＝＝，圖中R1>R2. (3)線性元件：伏安特性曲線是直線的電學(xué)元件，適用歐姆定律． (4)非線性元件：伏安特性曲線為曲線的電學(xué)元件，不適用歐姆定律． 三、電功率、焦耳定律 1．電功 (1)定義：導(dǎo)體中的恒定電場對自由電荷的電場力做的功． (2)公式：W＝qU＝IUt(適用于任何電路)． (3)電流做功的實質(zhì)：電能轉(zhuǎn)化成其他形式能的過程． 2．電功率 (1)定義：單位時間內(nèi)電流所做的功，表示電流做功的快慢． (2)公式：P＝＝IU(適用于任何電路)． 3．焦耳定律 (1)電熱：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻及通電時間成正比． (2)公式：Q＝I2Rt. 4．電功率P＝IU和熱功率P＝I2R的應(yīng)用 (1)不論是純電阻電路還是非純電阻電路，電流的電功率均為P電＝UI，熱功率均為P熱＝I2R. (2)對于純電阻電路而言：P電＝P熱＝IU＝I2R＝. (3)對于非純電阻電路而言：P電＝IU＝P熱＋P其他＝I2R＋P其他≠＋P其他． 四、閉合電路歐姆定律 1．閉合電路 (1)組成 (2)內(nèi)、外電壓的關(guān)系：E＝U內(nèi)＋U外． 2．閉合電路歐姆定律 (1)內(nèi)容：在外電路為純電阻的閉合電路中，電流的大小跟電源的電動勢成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比． (2)公式： ①I＝(只適用于純電阻電路)． ②E＝U外＋Ir(適用于所有電路)． 1．關(guān)于電流，下列說法中正確的是(　　) A．通過導(dǎo)體橫截面的電荷量越多，導(dǎo)體中的電流越大 B．導(dǎo)體兩端沒有電壓時，導(dǎo)體中的自由電荷也在運動，所以導(dǎo)體中也有電流 C．單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量越多，導(dǎo)體中的電流越大 D．因為電流有方向，所以電流是矢量 答案　C 解析　電流為單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量，是由電荷量與時間共同決定的，電荷量多電流不一定大，故選項A錯誤；單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量多，則電流大，故選項C正確；電荷的定向移動形成電流，若不是定向移動則不能形成電流，選項B錯誤；一個量有方向并不能定義為矢量，矢量的運算必須遵循平行四邊形定則，電流有方向但不符合矢量合成法則，不是矢量，選項D錯誤． 2．(2015浙江10月選考10)如圖2所示是我國某10兆瓦(1兆瓦＝106 W)光伏發(fā)電站，投入使用后每年可減少排放近萬噸二氧化碳．已知該地區(qū)每年能正常發(fā)電的時間約為1 200 h，則該電站發(fā)電量約為(　　) 圖2 A．1.2106 kWh B．1.2107 kWh C．1.2109 kWh D．1.21010 kWh 答案　B 解析　每年發(fā)電量W＝Pt＝1.2107 kWh，故B正確． 3．(2015浙江1月學(xué)考29)如圖3所示是一個電熱水壺的銘牌，小沈同學(xué)利用所學(xué)知識，結(jié)合該銘牌上獲取的信息，得出該電熱水壺(　　) 圖3 A．正常工作時的電流約為6.8 A B．正常工作5 min耗電約0.5 kWh C．只能在直流電下工作 D．只能在220 V電壓下工作 答案　A 解析　I＝＝ A≈6.8 A，A項正確；W＝Pt≈0.125 kWh，B項錯誤；銘牌標(biāo)示的額定電壓為220 V的交流電，220 V是正常工作時的電壓，故C、D項錯誤． 4．一個標(biāo)有“220 V,60 W”的白熾燈泡，加上的電壓U由零逐漸增大到220 V，在此過程中，電壓(U)和電流(I)的關(guān)系可用圖線表示．圖中給出的四個圖線中，比較符合實際的是(　　) 答案　B 5．(2013浙江6月學(xué)考33)太陽能電池由許多片電池板組成．某電池板不接負載時兩極間電壓是6.010－4 V，短路電流是3.010－5 A，則這塊電池板的內(nèi)阻為(　　) A．20 Ω B．5 Ω C．0.2 Ω D．0.05 Ω 答案　A 解析　電池板不接負載時兩極間電壓是6.010－4 V，說明電池的電動勢為6.010－4 V，由I短＝可得r＝20 Ω.故A項正確． 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　電路的基本概念與規(guī)律 1．電阻的決定式和定義式的區(qū)別 公式 R＝ρ R＝ 區(qū)別 電阻的決定式 電阻的定義式 說明了導(dǎo)體的電阻由哪些因素決定，R由ρ、l、S共同決定 提供了一種測電阻的方法——伏安法，R與U、I均無關(guān) 只適用于粗細均勻的金屬導(dǎo)體和濃度均勻的電解液 適用于任何純電阻導(dǎo)體 2.純電阻電路與非純電阻電路的比較 純電阻電路 非純電阻電路 實例 白熾燈、電爐、電飯鍋、電熱毯、電熨斗及轉(zhuǎn)子被卡住的電動機等 電動機、電解槽、日光燈等 電功與電熱 W＝UIt，Q＝I2Rt＝t W＝Q W＝UIt，Q＝I2Rt　W>Q 電功率與熱功率 P電＝UI，P熱＝I2R＝，P電＝P熱 P電＝UI，P熱＝I2R，P電>P熱 例1　有一臺標(biāo)有“220 V,50 W”的電風(fēng)扇，其線圈電阻為0.4 Ω，在它正常工作時，下列求其每分鐘產(chǎn)生的電熱的四種解法中，正確的是(　　) A．I＝＝ A，Q＝UIt＝3 000 J B．Q＝Pt＝3 000 J C．I＝＝ A，Q＝I2Rt＝1.24 J D．Q＝t＝60 J＝7.26106 J 答案　C 解析　電風(fēng)扇是一種在消耗電能過程中既產(chǎn)生機械能，又產(chǎn)生內(nèi)能的用電器，其功率P＝IU，則I＝＝ A，而產(chǎn)生的熱量只能根據(jù)Q＝I2Rt進行計算．因此，選項C正確． 電功和電熱的處理方法 (1)首先要分清所研究的電路是純電阻電路還是非純電阻電路，正確選擇計算公式． (2)處理非純電阻電路的計算問題時，要善于從能量轉(zhuǎn)化的角度出發(fā)，緊緊圍繞能量守恒定律，利用“電功＝電熱＋其他能量”尋找等量關(guān)系求解. 變式題組 1．(2016浙江10月學(xué)考9)一根細橡膠管中灌滿鹽水，兩端用短粗銅絲塞住管口．管中鹽水柱長為40 cm時測得電阻為R.若溶液的電阻隨長度、橫截面積的變化規(guī)律與金屬導(dǎo)體相同．現(xiàn)將管中鹽水柱均勻拉長至50 cm(鹽水體積不變，仍充滿橡膠管)．則鹽水柱電阻變?yōu)?　　) A.R B.R C.R D.R 答案　D 解析　由于總體積不變，設(shè)40 cm長時的橫截面積為S.所以長度變?yōu)?0 cm后，橫截面積S′＝S ，根據(jù)電阻定律R＝ρ ，R′＝ρ ，聯(lián)立兩式則R′＝R ，選項D正確． 2．有兩個相同的電流表，允許通過的最大電流(滿偏電流)為Ig＝1 mA，表頭電阻Rg＝30 Ω，若改裝成一個量程為3 V的電壓表和一個量程為0.6 A的電流表應(yīng)分別(　　) A．串聯(lián)一個2 990 Ω的電阻和并聯(lián)一個0.15 Ω的電阻 B．并聯(lián)一個2 990 Ω的電阻和串聯(lián)一個0.15 Ω的電阻 C．串聯(lián)一個2 970 Ω的電阻和并聯(lián)一個0.05 Ω的電阻 D．并聯(lián)一個2 970 Ω的電阻和串聯(lián)一個0.05 Ω的電阻 答案　C 解析　若改裝成一個量程為3 V的電壓表需串聯(lián)一個分壓電阻，由U＝Ig(R＋Rg)得，所串聯(lián)分壓電阻阻值R＝－Rg＝ Ω－30 Ω＝2 970 Ω；若改裝成一個量程為0.6 A的電流表需并聯(lián)一個分流電阻，由IgRg＝(I－Ig)R得，所并聯(lián)的分流電阻R＝＝ Ω≈0.05 Ω.故選項C正確． 3．一臺發(fā)電機用0.5 A的電流向外輸電，在1 min內(nèi)有180 J的機械能轉(zhuǎn)化為電能，則發(fā)電機的電動勢為(　　) A．6 V B．360 V C．120 V D．12 V 答案　A 解析　發(fā)電機是電源，將機械能轉(zhuǎn)化為電能.1 min內(nèi)有180 J的機械能轉(zhuǎn)化為電能，非靜電力做功180 J，由q＝It和E＝可知E＝＝ V＝6 V. 　　　　　電路的動態(tài)分析 1．路端電壓 外電路兩端的電壓，即電源的輸出電壓U＝E－Ir. (1)當(dāng)外電阻R增大時，I減小，內(nèi)電壓減小，路端電壓增大，當(dāng)外電路斷開時，I＝0，U＝E. (2)當(dāng)外電阻R減小時，I增大，內(nèi)電壓增大，路端電壓減小，當(dāng)電源兩端短路時，外電阻R＝0，I＝，U＝0. (3)路端電壓也可以表示為U＝IR＝R＝，也可以得到路端電壓隨外電阻增大而增大的結(jié)論． 2．判定總電阻變化情況的規(guī)律 (1)當(dāng)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)． 圖4 (2)若開關(guān)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(guān)的通、斷使并聯(lián)的支路增多時，電路的總電阻減小． (3)在如圖4所示分壓電路中，滑動變阻器可視為由兩段電阻構(gòu)成，其中一段R并與用電器并聯(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． 例2　(2016余姚市調(diào)研)電動勢為E、內(nèi)阻為r的電源與定值電阻R1、R2及滑動變阻器R連接成如圖5所示的電路，當(dāng)滑動變阻器的觸頭由中點滑向b滑時，下列說法正確的是(　　) 圖5 A．電壓表和電流表讀數(shù)都增大 B．電壓表和電流表讀數(shù)都減小 C．電壓表讀數(shù)增大，電流表讀數(shù)減小 D．電壓表讀數(shù)減小，電流表讀數(shù)增大 答案　A 解析　由圖可知滑動變阻器的觸頭由中點滑向b端時，滑動變阻器連入電路中的阻值R增大，則外電路的總阻值R總增大，干路電流I＝減??；路端電壓U＝E－Ir，因I減小，所以U增大，即電壓表的讀數(shù)增大；R2兩端電壓U2＝E－I(R1＋r)，因I減小，所以U2增大；由I2＝知，I2增大，即電流表的讀數(shù)增大．故正確答案為A. 電路動態(tài)分析的兩種方法 1．程序法：電路結(jié)構(gòu)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片分別滑至兩個極端去討論． 變式題組 4．(2015浙江1月學(xué)考34)小吳同學(xué)設(shè)計了一種煙霧警報裝置，其設(shè)計原理如圖6所示．M為煙霧傳感器，其阻值RM隨著煙霧濃度的變化而變化，R為定值電阻．當(dāng)裝置所在區(qū)域出現(xiàn)煙霧且濃度增大時，將導(dǎo)致a、b兩端電壓減小，觸發(fā)警報裝置發(fā)出警報．則煙霧濃度增大時(　　) 圖6 A．RM增大，電流表示數(shù)增大 B．RM增大，電流表示數(shù)減小 C．RM減小，電流表示數(shù)增大 D．RM減小，電流表示數(shù)減小 答案　C 解析　U＝E－Ir，U減小，E、r不變，故I增大，由I＝得RM減小，故C項正確． 5．(多選)如圖所示，A、B、C、D四個電路中，電源電動勢為E，電阻為r，定值電阻為R0，當(dāng)滑動變阻器R的滑片P從a向b滑動時，電壓表示數(shù)將變大的電路是(　　) 答案　BD 解析　在電路A、B中，當(dāng)滑動變阻器R的滑片P從a向b滑動時，滑動變阻器連入電路的電阻變小．對電路A，電壓表測量的是路端電壓，由于外電路電阻減小，使路端電壓隨之減小，不符合題意；對電路B，電壓表測量的是定值電阻R0兩端的電壓，由閉合電路歐姆定律知此時電路電流變大，則電壓表示數(shù)將變大，符合題意；對電路C，由于電壓表位置的特殊性，其示數(shù)將不變；而電路D，盡管電路電流不變，但當(dāng)滑動變阻器R的滑片P從a向b滑動時，電壓表測量的電阻增加，則電壓表示數(shù)將變大． 　　　　 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(nèi)＝P出＋P內(nèi)． (2)純電阻電路：P總＝I2(R＋r)＝. 2．電源內(nèi)部消耗的功率 P內(nèi)＝I2r＝IU內(nèi)＝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(nèi)． (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(guān)系 ①當(dāng)R＝r時，電源的輸出功率最大為Pm＝. ②當(dāng)R>r時，隨著R的增大輸出功率越來越?。? ③當(dāng)R<r時，隨著R的增大輸出功率越來越大． ④當(dāng)P出<Pm時，每個輸出功率對應(yīng)兩個外電阻R1和R2，且R1R2＝r2. ⑤P出與R的關(guān)系圖象如圖7所示． 圖7 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． 例3　(多選)直流電路如圖8所示，在滑動變阻器的滑片P向右移動時，下列說法正確的是(　　) 圖8 A．總功率一定減小 B．滑動變阻器的功率一定增大 C．內(nèi)部消耗功率一定減小 D．輸出功率一定先增大后減小 答案　AC 解析　當(dāng)P向右移動時，接入電路中的電阻變大，根據(jù)閉合電路歐姆定律I＝，總電流減小．所以總功率IE變小，選項A對；內(nèi)部消耗功率I2r變小，選項C對；輸出功率即滑動變阻器的消耗功率，由于電源內(nèi)阻與滑動變阻器接入電路中的電阻大小關(guān)系未知，輸出功率的變化情況無法確定．所以選項B、D均錯． 對閉合電路功率的兩點認識 1．閉合電路是一個能量轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能．內(nèi)、外電路將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，IE＝P內(nèi)＋P外就是能量守恒定律在閉合電路中的體現(xiàn)． 2．外電阻的阻值向接近內(nèi)阻的阻值方向變化時，電源的輸出功率變大． 變式題組 6．有一個電動勢為3 V、內(nèi)阻為1 Ω的電源．下列電阻與其連接后，使電阻的功率大于2 W，且使該電源的效率大于50%的是(　　) A．0.5 Ω B．1 Ω C．1.5 Ω D．2 Ω 答案　C 解析　由效率η＝100%＝100%>50%，得R一定要大于1 Ω；又電阻功率P＝()2R>2 W得，0.5 Ω<R<2 Ω.故C正確． 7．(2016溫嶺市聯(lián)考)如圖9所示，直線OAC為某一直流電源的總功率P總隨電流I變化的圖線，拋物線OBC為同一直流電源內(nèi)部熱功率P內(nèi)隨電流I變化的圖線．若A、B對應(yīng)的橫坐標(biāo)為2 A，那么線段AB表示的功率及此時對應(yīng)的外電阻是(　　) 圖9 A．2 W,0.5 Ω B．4 W,2 Ω C．2 W,1 Ω D．6 W,2 Ω 答案　A 解析　C點表示電源總功率，也等于電源內(nèi)部的熱功率，此時電路中只有內(nèi)阻，由P總＝EI，可得E＝3 V，由P內(nèi)＝I2r，可得r＝1 Ω，當(dāng)電路電流等于2 A時，由E＝I(R＋r)可得R＝0.5 Ω，P出＝I2R＝2 W，選項A正確． 　　　　　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(guān)系 電源的路端電壓隨電路中電流的變化關(guān)系 電阻兩端電壓隨電阻中的電流的變化關(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，表示此電阻的大小不變 圖線斜率的 絕對值大小 內(nèi)阻r 電阻 例4　(多選)如圖10所示的U－I圖象中，直線Ⅰ為某電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖線，直線Ⅱ為某一電阻R的U－I圖線，用該電源直接與電阻R連接成閉合電路，由圖象可知(　　) 圖10 A．R的阻值為1.5 Ω B．電源電動勢為3.0 V，內(nèi)阻為0.5 Ω C．電源的輸出功率為3.0 W D．電源內(nèi)部消耗功率為1.5 W 答案　AD 解析　由于電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖線Ⅰ和電阻R的U－I圖線Ⅱ都為直線，所以電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖線Ⅰ的斜率的絕對值等于電源內(nèi)阻，r＝1.5 Ω；電阻R的U－I圖線Ⅱ的斜率等于電阻R的阻值，R＝1.5 Ω，選項A正確，B錯誤；電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖線和電阻R的U－I圖線交點縱、橫坐標(biāo)的乘積表示電源的輸出功率，電源的輸出功率為P＝UI＝1.51.0 W＝1.5 W，選項C錯誤；由EI＝P＋Pr解得電源內(nèi)部消耗的功率為Pr＝EI－P＝3.01.0 W－1.5 W＝1.5 W，選項D正確． 利用兩種圖象解題的基本方法 利用電源的U－I圖象和電阻的U－I圖象解題．無論電阻的U－I圖象是線性還是非線性，解決此類問題的基本方法是圖解法，即把電源和電阻的U－I圖線畫在同一坐標(biāo)系中，圖線的交點即電阻的“工作點”，電阻的電壓和電流可求，其他的量也可求． 變式題組 8．(2016余姚市聯(lián)考)如圖11為小燈泡的U－I圖線，若將該小燈泡與一節(jié)電動勢E＝1.5 V、內(nèi)阻r＝0.75 Ω的干電池組成閉合電路時，電源的總功率和小燈泡的實際電功率分別接近以下哪一組數(shù)據(jù)(　　) 圖11 A．1.5 W　1.0 W B．0.75 W　0.5 W C．0.75 W　0.75 W D．1.5 W　0.75 W 答案　D 解析　由閉合電路的規(guī)律可知，U＝1.5－0.75I由此可作出電源的路端電壓和電流的關(guān)系圖象，兩圖象的交點就是電源和小燈泡構(gòu)成閉合回路時的路端電壓和電流，圖象交點坐標(biāo)是(1.0，0.75)，電源的總功率P總＝IE＝11.5 W＝1.5 W，燈泡的實際功率P實＝UI＝0.75 W．故選項D正確． 9．某電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，根據(jù)路端電壓與電流的關(guān)系式U＝E－Ir，作出U與I的函數(shù)圖象如圖12所示．下列說法正確的是(　　) 圖12 A．圖線斜率的絕對值表示內(nèi)阻的大小 B．電源短路的狀態(tài)對應(yīng)于圖中的P點 C．電動勢越大，P點位置越接近坐標(biāo)原點 D．外電路斷開的狀態(tài)對應(yīng)于圖中的Q點 答案　A 解析　在U－I圖象中，圖線斜率的絕對值表示內(nèi)阻的大小，選項A正確；Q點表示電源短路的狀態(tài)，選項B錯誤；P點數(shù)值表示電動勢大小，電動勢越大，P點位置越遠離坐標(biāo)原點，選項C錯誤；外電路斷開的狀態(tài)對應(yīng)于P點，選項D錯誤. 1．(2014浙江7月學(xué)考30)家用電器大多有待機功能．每一臺電器在待機狀態(tài)下耗電3～10 W不等，假設(shè)小陶家里有兩臺電視機、一臺電腦常年因沒有拔出插頭而處于待機狀態(tài)，則一年消耗的電能約為(　　) A．2105 J B．2106 J C．3107 J D．6108 J 答案　D 解析　一臺電器在待機狀態(tài)下耗電3～10 W不等，則三臺用電器的待機功率的和約為P＝20 W．一年消耗的電能W＝Pt＝20243 600365 J≈6.3108 J，故D正確． 2．(2016諸暨市期末)某技術(shù)質(zhì)量監(jiān)督局對市場中電線電纜產(chǎn)品質(zhì)量進行抽查，結(jié)果公布如下：十幾個不合格產(chǎn)品中，大部分存在導(dǎo)體電阻不合格，主要是銅材質(zhì)量不合格，使用了再生銅或含雜質(zhì)很多的銅；再一個就是銅材質(zhì)量可能合格，但把橫截面積縮小，買2.5平方毫米的電線，拿到手的僅為1.5平方毫米，載流量不夠；另一個問題是絕緣層質(zhì)量不合格，用再生塑料作電線外皮，電阻率達不到要求……則以下說法正確的是(　　) A．橫截面積減小的銅的電阻率增大 B．再生銅或含雜質(zhì)很多的銅的電阻率很小 C．再生塑料作電線外皮，使電線的絕緣性能下降 D．銅是導(dǎo)體，電阻為零，橫截面積和雜質(zhì)對其沒有影響 答案　C 3．已知用電器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A和B的電流IA和IB的關(guān)系是(　　) A．IA＝2IB B．IA＝ C．IA＝IB D．IA＝ 答案　D 解析　由I＝得，IA∶IB＝∶＝UARB∶UBRA＝1∶4，即IA＝，應(yīng)選D. 4．隨著中國電信業(yè)的發(fā)展，國產(chǎn)手機在手機市場上已經(jīng)占有了相當(dāng)大的市場份額．如圖1所示是中國科健股份有限公司生產(chǎn)的一塊手機電池外殼上的文字說明，由此可知此電池的電動勢和待機狀態(tài)下平均工作電流分別是(　　) 圖1 A．4.2 V　14.58 mA B．4.2 V　700 mA C．3.7 V　14.58 mA D．3.7 V　700 mA 答案　C 解析　由題圖知電池電壓為3.7 V，而不是充電電壓4.2 V，排除A、B選項，又因為電池的容量為700 mAh，待機時間為48小時，故工作電流為≈14.58 mA，所以選C. 5．(2015浙江選考科目考試9月測試題)如圖2所示，一個電阻R和一個燈泡L串聯(lián)接在電壓恒為U的電源上，電路中的電流為I.電阻兩端的電壓為U1，電功率為P1；燈泡兩端的電壓為U2，電功率為P2，則下列關(guān)系式正確的是(　　) 圖2 A．P1＝UI B．P2＝ C．U2＝U－IR D．U1＝U－IR 答案　C 6．(2014浙江1月學(xué)考29)通過電腦的USB接口不僅可以在電腦和各種數(shù)碼產(chǎn)品之間傳遞數(shù)據(jù)，也可以為數(shù)碼產(chǎn)品供電．現(xiàn)通過電腦的USB接口給一個阻值為10 Ω的電熱鼠標(biāo)墊供電，已知供電電流為0.5 A，則此電熱鼠標(biāo)墊的發(fā)熱功率是(　　) A．50 W B．20 W C．5 W D．2.5 W 答案　D 解析　根據(jù)P＝I2R可得，P＝0.5210 W＝2.5 W，故D項正確． 7．(2016浙江10月學(xué)考11)如圖3為一種服務(wù)型機器人，其額定功率為48 W，額定工作電壓為24 V．機器人的鋰電池容量為20 Ah.則機器人(　　) 圖3 A．額定工作電流為20 A B．充滿電后最長工作時間為2 h C．電池充滿電后總電量為7.2104 C D．以額定電流工作時每秒消耗能量為20 J 答案　C 解析　根據(jù)P＝UI 可知，額定電流應(yīng)該為2 A，選項A錯．電池的容量為20 Ah，即當(dāng)在額定電流為2 A的情況下工作時，能夠工作的最長時間為10 h，選項B錯誤．電池充滿電后的總電量為Q＝It＝203 600 C＝7.2104 C，選項C正確．在額定電流下，機器人功率為48 W，即每秒消耗能量為48 J，選項D錯誤． 8．(2016諸暨市調(diào)研)如圖4所示的電路中，電源的電動勢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，則(　　) 圖4 A．電燈L更亮，電流表的示數(shù)減小 B．電燈L更亮，電流表的示數(shù)增大 C．電燈L更暗，電流表的示數(shù)減小 D．電燈L更暗，電流表的示數(shù)增大 答案　A 解析　變阻器的滑片P向b端滑動，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，電流表的示數(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錯誤． 9．如圖5所示，電源E的電動勢為3.2 V，電阻R的阻值為30 Ω，小燈泡L的額定電壓為3.0 V．額定功率為4.5 W，當(dāng)開關(guān)S接位置1時，電壓表的讀數(shù)為3 V，那么當(dāng)開關(guān)S接到位置2時，小燈泡L的發(fā)光情況是(　　) 圖5 A．很暗，甚至不亮 B．正常發(fā)光 C．比正常發(fā)光略亮 D．有可能被燒壞 答案　A 解析　當(dāng)開關(guān)S接位置1時，I＝＝ A＝0.1 A，由E＝U＋Ir得r＝＝ Ω＝2 Ω，當(dāng)開關(guān)S接到位置2時，小燈泡L的電阻RL＝＝ Ω＝2 Ω.因r＝RL，所以UL＝＝ V＝1.6 V，即小燈泡很暗，甚至不亮，選項A正確． 10．(多選)如圖6所示，R1為定值電阻，R2為可變電阻，E為電源電動勢，r為電源內(nèi)電阻，以下說法中正確的是(　　) 圖6 A．當(dāng)R2＝R1＋r時，R2獲得最大功率 B．當(dāng)R1＝R2＋r時，R1獲得最大功率 C．當(dāng)R2＝0時，R1上獲得最大功率 D．當(dāng)R2＝0時，電源的輸出功率最大 答案　AC 解析　將R1等效為電源內(nèi)阻，R2上的功率為電源的輸出功率，當(dāng)外電阻變化時，電源的輸出功率隨外電阻的變化而變化，當(dāng)外電阻等于內(nèi)阻，即R2＝R1＋r時，輸出功率最大，即R2上的功率最大，故選項A正確．對電路中的定值電阻R1，電流最大時其功率最大，當(dāng)外電阻R2＝0時，電流最大，故選項B錯誤，C正確．當(dāng)外電阻等于內(nèi)阻時，即R1＋R2＝r時，電源的輸出功率最大，故選項D錯誤． 11．圖7電路中，電容器與電阻R2并聯(lián)后，經(jīng)電阻R1與電源和開關(guān)相連，電源電動勢E＝24 V，內(nèi)電阻r＝1 Ω，電阻R1＝15 Ω，R2＝8 Ω，電容器的電容C＝210－9 F，閉合開關(guān)S，待電路穩(wěn)定后，下列說法正確的是(　　) 圖7 A．電源兩端的電壓為1 V B．電容器兩端的電壓為24 V C．通過電阻R1的電流為1.5 A D．電容器所帶電荷量為1.610－8 C 答案　D 解析　閉合開關(guān)S，穩(wěn)定后電容器相當(dāng)于開關(guān)斷開，根據(jù)閉合電路歐姆定律得：I＝＝ A＝1 A，電源兩端的電壓是路端電壓，即：U＝I(R1＋R2)＝1(15＋8) V＝23 V，電容器兩端的電壓即R2兩端的電壓： U2＝IR2＝18 V＝8 V 則電容器所帶電荷量為Q＝CU2＝210－98 C＝1.610－8 C，故D項正確． 12．電動勢為E，內(nèi)阻為r的電源，當(dāng)它和一標(biāo)有“6 V,3 W”的小燈泡構(gòu)成閉合回路時，小燈泡恰好正常發(fā)光．若該電源與一標(biāo)有“6 V,6 W”的小燈泡構(gòu)成一閉合回路，該燈泡(　　) A．正常發(fā)光 B．比正常發(fā)光暗 C．比正常發(fā)光亮 D．因不知電源內(nèi)阻的大小，故無法確定 答案　B 解析　燈泡是否正常發(fā)光或者變亮、變暗，關(guān)鍵取決于實際功率．根據(jù)題意，當(dāng)接“6 V,3 W”的燈泡時，燈泡正常發(fā)光，此時燈泡的電阻為12 Ω，兩端電壓為6 V；當(dāng)接“6 V,6 W”的燈泡時，燈泡的電阻為6 Ω，相比于“6 V，3 W ”的燈泡而言，電阻變小，故電路中的電流變大，內(nèi)電壓變大，外電壓變小，此時，燈泡兩端的電壓小于6 V，故燈泡變暗． 13．(2016麗水模擬)如圖8所示，U－I圖線上，a、b、c各點均表示該電路中有一個確定的工作狀態(tài)，b點α＝β，則下列說法中正確的是(　　) 圖8 A．在b點時，電源有最大輸出功率 B．在b點時，電源的總功率最大 C．從a到b時，β角增大，電源的總功率和輸出功率都將增大 D．從b到c時，β角增大，電源的總功率和輸出功率都將增大 答案　A 解析　在b點α＝β說明此時外電阻等于內(nèi)阻，電源有最大輸出功率，A對；電源總功率P總＝IE，則電流越大，總功率越大，B、C、D錯誤． 14．(多選)如圖9所示，直線A、B分別為電源a、b的路端電壓與電流的關(guān)系圖線，設(shè)兩個電源的內(nèi)阻分別為ra和rb，若將一定值電阻R0分別接到a、b兩電源上，通過R0的電流分別為Ia和Ib，則下列判斷正確的是(　　) 圖9 A．ra>rb B．Ia>Ib C．R0接到a電源上，電源的輸出功率較大，但電源的效率較低 D．R0接到b電源上，電源的輸出功率較小，電源的效率較低 答案　ABC 解析　在電源路端電壓與電流的關(guān)系圖象中斜率的絕對值表示電源內(nèi)阻，則ra>rb，A正確．在圖象中作出定值電阻R0的伏安特性曲線，與電源的伏安特性曲線交點表示電路工作點，則Ia>Ib，B正確．R0接到a電源上，電源的輸出功率較大，但電源的效率較低，R0接到b 電源上，電源的輸出功率較小，但電源的效率較高，C正確，D錯誤． 15．(多選)(2016杭州聯(lián)考)如圖10所示，一直流電動機與阻值R＝9 Ω的電阻串聯(lián)，電源電動勢E＝30 V，內(nèi)阻r＝1 Ω，用理想電壓表測出電動機兩端電壓U＝10 V，已知電動機線圈電阻RM＝1 Ω，則下列說法中正確的是(　　) 圖10 A．通過電動機的電流為10 A B．通過電動機的電流小于10 A C．電動機的輸出功率大于16 W D．電動機的輸出功率為16 W 答案　BD 解析　根據(jù)閉合電路歐姆定律有：E＝U＋I(r＋R)，解得I＝2 A，A錯誤，B正確；電動機的輸出功率P出＝P－P熱＝UI－I2RM＝16 W，故C錯誤，D正確． 16．(多選)如圖11所示，圖線Ⅰ為某燈泡兩端的電壓隨電流變化的曲線，圖線Ⅱ是某電池路端電壓隨電流變化的曲線，現(xiàn)將圖線Ⅰ對應(yīng)的燈泡直接接在圖線Ⅱ?qū)?yīng)的電池兩端，經(jīng)過較長一段時間后，電池的電動勢基本不變，電池的內(nèi)阻明顯變大，則(　　) 圖11 A．燈泡的電阻一定減小 B．電源的輸出功率一定增大 C．電源的總功率一定減小 D．電源的效率一定增大 答案　AC 解析　由于過一段時間后，電池的電動勢基本不變，而內(nèi)阻明顯增大，則電池的路端電壓隨電流變化的曲線如圖中虛線Ⅲ所示，此圖線與燈泡的U－I圖線的交點對應(yīng)的電壓、電流均變小，因此電源的輸出功率變小，電源的總功率IE也變小，B項錯誤，C項正確；交點與原點連線的斜率也減小，燈泡的電阻減小，A項正確；由η＝100%可知，電源的效率也減小，D項錯誤． 17．(多選)(2016嵊州市調(diào)研)把標(biāo)有“220 V,100 W”的A燈和“220 V,200 W”的B燈串聯(lián)起來，接在電壓恒為220 V的電源兩端，不計導(dǎo)線電阻及燈泡電阻隨溫度的變化，則下列判斷中正確的是(　　) A．兩燈的電阻之比RA∶RB＝2∶1 B．兩燈的實際電壓之比UA∶UB＝1∶2 C．兩燈實際消耗的功率之比PA∶PB＝1∶2 D．在相同時間內(nèi)，兩燈實際發(fā)熱之比QA∶QB＝2∶1 答案　AD 解析　由P＝可知兩燈的電阻之比RA∶RB＝2∶1，兩燈串聯(lián)，故通過兩燈的電流相等，由U＝IR可知，兩燈的實際電壓之比UA∶UB＝2∶1，由P＝I2R可知，兩燈實際消耗的功率之比為2∶1；相同時間內(nèi)，兩燈實際發(fā)熱之比為2∶1.