小题精练11 恒定电流功率问题-备考2025年高考物理题型突破讲练
一、电路的动态分析
1．（2025高三上·云南模拟）某学习小组在暗室中利用多用电表验证“硫化镉光敏电阻的阻值随光照强度增大而减小”的特性，实验电路如图甲所示。保持电阻箱R的阻值不变，则（ ）
A．直接测量R的电压时，按图乙接入多用电表
B．直接测量R的电流时，按图丙接入多用电表
C．正确测量R的电压时，多用电表示数随光照强度增大而增大
D．正确测量R的电流时，多用电表示数随光照强度增大而减小
2．（2024高三上·平凉月考）在图1的电路中，电源电动势为E，内阻为r，为定值电阻、为滑动变阻器（0～）。闭合开关S，调节滑动变阻器，将滑动触头P从最左端滑到最右端，两电压表的示数随电路中电流表示数变化的关系如图2所示。不考虑电表对电路的影响，则（ ）
A．电源的电动势为，内阻为
B．定值电阻阻值为
C．当滑动变阻器的阻值为时，上消耗的电功率最大
D．滑动触头P向右滑动过程中电源的输出功率先增大后减小
3．（2024高三上·湖南模拟）如图所示，电源电动势为E、内阻为r，R0为定值电阻，且rA．将可变电阻R调大，电流稳定时，电源输出功率会增加
B．电容器中电荷的变化量为
C．
D．
4．（2024高二上·四川期末）如图所示电路，电表均为理想电表，当将滑动变阻器的滑片P向b端滑动时，下列说法正确的是（ ）
A．电压表V1的示数变大 B．定值电阻的功率变大
C．电流表A的示数变大 D．电源的总功率变小
5．（2024高二上·安顺期末）交警使用的某型号酒精测试仪如图甲，其工作原理如图乙所示，传感器电阻R的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小，电源的电动势为E，内阻为r，定值电阻R0，电路中的电表均为理想电表。当饮酒驾驶后对着测试仪吹气时，下列说法正确的是（ ）
A．定值电阻功率减小
B．电源的总功率增加
C．电压表的示数变小，电流表的示数变小
D．电压表的示数变大，电流表的示数变大
二、电路中的功率及效率问题
6．（2023高二上·上海市月考）两个电阻、的伏安特性曲线如图所示，由图可知（ ）
A．的电阻
B．的电阻随电压的增大而减小
C．当时，的电阻等于的电阻
D．曲线与横轴所围面积表示电阻的电功率
7．（2022·顺义二模）如图所示，两条光滑金属导轨平行固定在斜面上，导轨所在区域存在垂直于斜面向上的匀强磁场，导轨上端连接电阻R，t=0时，导体棒由静止开始沿导轨下滑，下滑过程中导体棒与导轨接触良好，且方向始终与斜面底边平行。导体棒在下滑过程中，流过导体棒的电流为i，产生的感应电动势为E，电阻R消耗的电功率为P，穿过导体棒与金属导轨和电阻R围成的线框的磁通量为，关于i、、E、P随时间t变化的关系图像可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
（2021高二上·海淀会考）电源（电动势为E、内阻为r）、电阻箱、理想电压表与开关连接成如图所示的电路。闭合开关S后，当电阻箱接入电路的阻值时，理想电压表示数为6.0V。
8．当电阻箱接入电路的阻值时，通过电阻箱的电流I为（ ）
A．1.0A B．2.0A C．3.0A D．4.0A
9．当电阻箱接入电路的阻值时，5s内电阻箱产生的焦耳热Q为（ ）
A．30J B．60J C．90J D．150J
10．当电阻箱接入电路的阻值增大时，理想电压表的示数将（ ）
A．变大 B．变小
C．保持不变 D．以上说法都不对
11．（2024高三下·湖南模拟） 如图，理想变压器原线圈与定值电阻、理想二极管接在的交流电源上，理想变压器原、副线圈总匝数相同，滑动触头初始位置在副线圈正中间。定值电阻，滑动变阻器R的最大阻值为25Ω，滑片初始位置在处。电流表、电压表均为理想交流电表，电源内阻不计，下列说法正确的是（ ）
A．初始时，电压表示数为4.5V，电流表示数为0.75A
B．若保持位置不变，向下滑动，则电压表示数先变大后变小，电流表示数变小
C．若保持位置不变，滑动时，当原副线圈匝数比时，上的功率最大约为3.4W
D．若保持位置不变，滑动时，当时，理想变压器的输出功率有最大值约为10W
12．（2021高二上·白山期末）如图所示，L1、L2、L3为三个相同的灯泡且阻值恒定，电源内阻小于灯泡电阻。在滑动变阻器R的滑片P向下移动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．L1变暗，L2变亮，L3变暗
B．L1中电流变化量的绝对值大于L2中电流变化量的绝对值
C．电源总功率可能增大
D．电源输出功率可能增大
三、电源和电阻U－I图象的比较
13．（2024高二上·顺义期中）某一电源的路端电压与电流的关系和电阻、的电压与电流的关系如图所示。用此电源和电阻、组成电路。、可以同时接入电路，也可以单独接入电路。根据以上情形，以下说法正确的是（ ）
A．电源电动势为3V
B．电源内阻为
C．将、串联后接到电源两端，电源两端电压最大
D．将、并联后接到电源两端，电源内电压最大
14．（2024高二上·沈阳期末）某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在同一坐标上，如图中的a、b、c所示，下面说法正确的是（ ）
A．电源内阻为2Ω
B．电源电动势为8V
C．反映PR变化的图线是b
D．当电流为0.5A时，外电路的电阻为4Ω
15．（2023高二上·安庆期中） 如图所示，图中直线①表示某电源的路端电压与电流的关系图线，图中曲线②表示该电源的输出功率与电流的关系图线，则下列说法正确的是（ ）
A．电源的电动势为50V
B．电源的内阻为Ω
C．电流为2.5A时，外电路的电阻为15Ω
D．输出功率为120W时，输出电压是30V
16．（2022高二上·保定期中）在如图甲所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合开关S，将滑动变阻器的滑动触头P从最右端滑到最左端，两个理想电压表的示数随电路中电流变化的完整过程图线如图乙所示。则（ ）
A．电源内阻为
B．定值电阻R1的最大功率为1.8W
C．电源的最大输出功率为1.8W
D．滑动变阻器R2的最大功率为0.9W
17．（2023高二上·北京市期中）在如图所示的图象中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图象，直线Ⅱ为某一电阻的伏安特性曲线。用该电源直接与电阻相连组成闭合电路。下列说法错误的是 （ ）
A．电源的电动势为，内阻为
B．电阻的阻值为
C．电源的输出功率为
D．电源的效率为
四、破鼎提升
18．（2024高二上·成都期末）如图所示电路中，电表均为理想电表，定值电阻，滑动变阻器的最大阻值为9Ω。闭合开关前，先将滑动变阻器的滑片移至最左端，只闭合开关时，电压表V的示数为3V；同时闭合开关和时，电流表A的示数为0.2A。下列说法正确的是（ ）
A．电源的电动势为，内阻为
B．将滑动变阻器的滑片从最左端向右滑至最右端的过程中，其消耗的电功率一直增大
C．当滑动变阻器接入电路的阻值为5Ω时，定值电阻R消耗的电功率最大
D．将滑动变阻器的滑片从最左端向右滑至最右端的过程中，滑至最右端时电源的输出功率最大，且最大值为
19．（2024高二上·江山期末）如图所示的电路中，R为滑动变阻器，电容器的电容（C=，定值电阻R0=1Ω，电源电动势E=4V，内阻r=1Ω。闭合开关S，将R的阻值调至2Ω时，下列说法中正确的是（ ）
A．电容器两端电压为1.5V
B．电容器的电荷量为3×10-5C
C．滑动变阻器消耗的功率达到最大
D．电源的输出功率为最大值
20．（2024高二上·黑龙江期中）如图所示，电源电动势E、内阻r可认为不变，定值电阻R1=0.5r，定值电阻R2=2r，滑动变阻器的最大阻值等于r，闭合开关S，平行板电容器两板间有一带电液滴恰好保持静止。将滑动变阻器滑片向上移动，稳定后理想电压表V1、V2、V3的示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔU3，理想电流表A示数变化量的绝对值为ΔI，下列说法正确的是（ ）
A．
B．、、均不变
C．电源的输出功率变大，电源效率变大
D．带电液滴将向下运动，定值电阻R2中有从流向的瞬间电流
21．（2024高三上·长沙模拟）如图所示，M、N端连接一个稳压交流电源，其有效值为6V，理想变压器的原线圈上接有定值电阻，副线圈上接有最大阻值为的滑动变阻器R，原、副线圈匝数之比，电流表、电压表均为理想电表。初始时，滑动变阻器R的滑片处于正中间位置，电流表、电压表示数分别为I、U，现将滑片逐步上移至最上端，电流表、电压表变化量的绝对值分别为、，下列说法正确的是（ ）
A．滑片上移过程中电压表、电流表示数均增大
B．
C．滑动变阻器R的滑片处于正中间位置时，电流表示数为lA
D．当滑动变阻器接入电路的阻值为9Ω时，变压器输出功率最大且为9W
22．（2024高二下·益阳期末）如图所示，电源电动势为E，内阻为r。当开关S闭合，滑动变阻器的滑片P位于中点位置时，三个小灯泡、、都正常发光，且亮度相同，则（ ）
A．三个灯泡的额定电流相同
B．三个灯泡的额定电压相同
C．三个灯泡的电阻按从大到小排列是、、
D．当滑片P稍微向左滑动，灯和变暗，灯变亮
23．（2024高二上·湖北月考）在如图所示的电路中，电源内阻为r，是定值电阻，L是灯泡。现闭合开关S，将滑动变阻器的滑片向上滑动，电表A、、、都是理想电表，测得电压表、、示数变化量的绝对值为、、，电流表A示数变化量的绝对值为，下列说法正确的是（ ）
A．、的示数都增大，的示数减小
B．、、均不变
C．电流表示数变小，灯泡变暗
D．电源效率增大
五、直击高考
24．（2023·上海）如图所示，四个完全相同的灯泡，亮度最高的是（ ）
A．L1 B．L2 C．L3 D．L4
25．（2024·湖北） 在如图所示电路中接入正弦交流电，灯泡的电阻是灯泡的2倍。假设两个二极管正向电阻为0、反向电阻无穷大。闭合开关S，灯泡、的电功率之比为（ ）
A．2︰1 B．1︰1 C．1︰2 D．1︰4
26．（2024·河北）为两个完全相同的定值电阻，两端的电压随时间周期性变化的规律如图1所示（三角形脉冲交流电压的峰值是有效值的倍），两端的电压随时间按正弦规律变化如图2所示，则两电阻在一个周期T内产生的热量之比为( )
A． B． C． D．
27．（2022·江苏）如图所示，电路中灯泡均正常发光，阻值分别为 ， ， ， ，电源电动势 ，内阻不计，四个灯泡中消耗功率最大的是（ ）
A． B． C． D．
28．（2023·海南）如图所示电路，已知电源电动势为，内阻不计，电容器电容为，闭合开关，待电路稳定后，电容器上电荷量为（ ）
A． B． C． D．
29．（2024·重庆）小明设计了台灯的两种调光方案，电路图分别如图甲，乙所示，图中额定电压为6V灯泡的电阻恒定，R为滑动变阻器，理想变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2。原线圈两端接电压为220V的交流电，滑片P可调节灯泡L的亮度，P在R最左端时，甲、乙图中灯泡L均在额定功率下工作，则（ ）
A．n1：n2 = 110：3
B．当P滑到R中点时，图甲中L功率比图乙中的小
C．当P滑到R最左端时，图甲所示电路比图乙更节能
D．图甲中L两端电压的可调范围比图乙中的大
30．（2021·海南）如图，理想变压器原线圈接在 的交流电源上，副线圈匝数可通过滑片P来调节。当滑片P处于图示位置时，原、副线圈的匝数比 ，为了使图中“ ， ”的灯泡能够正常发光，下列操作可行的是（ ）
A．仅将滑片P向上滑动
B．仅将滑片P向下滑动
C．仅在副线圈电路中并联一个阻值为 的电阻
D．仅在副线圈电路中串联一个阻值为 的电阻
31．（2024·山东）如图所示，两条相同的半圆弧形光滑金属导轨固定在水平桌面上，其所在平面竖直且平行，导轨最高点到水平桌面的距离等于半径，最低点的连线与导轨所在竖直面垂直。空间充满竖直向下的匀强磁场（图中未画出），导轨左端由导线连接。现将具有一定质量和电阻的金属棒平行放置在导轨图示位置，由静止释放。运动过程中始终平行于且与两导轨接触良好，不考虑自感影响，下列说法正确的是( )
A．最终一定静止于位置
B．运动过程中安培力始终做负功
C．从释放到第一次到达位置过程中，的速率一直在增大
D．从释放到第一次到达位置过程中，中电流方向由M到N
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】电路动态分析；练习使用多用电表
【解析】【解答】我们明确硫化镉光敏电阻的特性：其阻值随光照强度增大而减小，A．测量R的电压时，多用电表应与电阻并联，图乙是串联，故选项A错误；
B．直接测量R的电流时，电流表应该与电阻串联而图丙是并联，故选项B错误；
C．正确测量R的电压时，多用电表与电阻并联，则光照强度增大时，光敏电阻阻值减小，则总电阻减小，总电流变大，则电阻R两端电压变大，即多用电表读数变大，即多用电表示数随光照强度增大而增大，选项C正确；
D．正确测量R的电流时，多用电表与电阻串联，当光照强度增大时，光敏电阻阻值减小，则总电阻减小，总电流变大，即多用电流表示数随光照强度增大而增大，选项D错误。
故选C。
【分析】当光照强度增大时，硫化镉光敏电阻的阻值减小。由于电路总电压不变（假设电源稳定），且电阻箱R的阻值也不变，因此通过电阻R的电流会增大。根据欧姆定律，电阻R两端的电压也会增大。所以，多用电表（并联在R两端）的示数会随光照强度增大而增大。
2．【答案】B
【知识点】闭合电路的欧姆定律；电路动态分析
【解析】【解答】电源的U-I图像表示电路的路端电压随电流变化的情况；导体的U-I图像表示导体两端的电压随电流变化的情况。 解决该题的关键是明确知道电路特征，知道滑动变阻器的阻值增大时，各部分的电压电流的变化情况，知道电源的输出功率的变化情况。
A．闭合开关后，调节滑动变阻器，将滑动触头P从最左端滑到最右端，电路中电阻逐渐增大，电流随之减小，定值电阻两端电压减小，滑动变阻器R2两端电压增大，可知当时，路端电压，当时，路端电压
根据闭合电路欧姆定律可得
，
解得
，
故A错误；
B．定值电阻阻值为
故B正确；
C．将R1等效为电源内阻，有
根据
可知当滑动变阻器的阻值为时，上消耗的电功率最大。故C错误；
D．根据
可知滑动触头P向右滑动过程中
则电源的输出功率一直减小。故D错误。
故选B。
【分析】由闭合电路欧姆定律，代入数据求解电源的电动势和内阻；根据图像斜率求解电阻R1的阻值；将R1等效为电源内阻，则当内外电阻相等时，R2输出功率最大；根据电源输出功率与外电阻的关系图线进行判断。
3．【答案】B
【知识点】含容电路分析；闭合电路的欧姆定律
【解析】【解答】本题中两电表读数的比值要根据欧姆定律分析，电压变化量与电流变化量比值要根据闭合电路欧姆定律来分析。含电容器电路的分析与计算方法：首先确定电路的连接关系及电容器和哪部分电路并联， 最后根据公式Q=CU或ΔQ=CΔU，求电荷量及其变化量。A．令电路的外电阻为，则电源输出功率
根据数学知识可知，电源输出功率随外电阻变化的图像如图所示
当外电阻等于电源内阻时，电源输出功率最大，由于
可知，将可变电阻R调大，外电阻增大，由于外电阻总大于电源内阻，则电流稳定时，电源输出功率会减小，故A错误；
B．根据电容的定义式有
解得该过程电容器的电荷量变化量
故B正确；
C．可变电阻R两端电压为电压表示数U，电流表示数Ⅰ为流过可变电阻R的电流，由电阻的定义可知，可变电阻的阻值
故C错误；
D．由闭合电路欧姆定律可知
可知
故D错误。
故选B。
【分析】对R，根据欧姆定律求电压表示数U和电流表示数I的比值；根据闭合电路欧姆定律列式求解ΔU和ΔI的比值；由Q=CU求解电容器电荷的增加量；根据内外电阻的关系，分析电源的输出功率变化情况。
4．【答案】C
【知识点】电路动态分析
【解析】【解答】本题是电路动态分析问题，关键是理清电路结构，根据电路的串并联知识和闭合电路欧姆定律分析各个部分电路电流和电压的变化。
ABC．当将滑动变阻器R3的滑片Р向b端滑动时，R3接入电路的电阻变小，电路总电阻变小，干路电流变大，电源内阻上的电压变大，路端电压变小，即电压表V1的示数变小，由闭合电路欧姆定律可知，并联部分电压变小，流过R2的电流变小，R2的功率变小，由于总电流变大，则电流表A的示数变大，故AB错误，C正确；
D．电源的总功率
P=EI总
电流变大，电源的总功率变大，故D错误。
故选C。
【分析】分析滑动变阻器接入电路的电阻变化，判断总电阻的变化，再根据闭合电路欧姆定律分析总电流和路端电压的变化，根据并联电路电压的变化，分析通过R2电流的变化，再分析电流表示数的变化。根据R2电流的变化，分析R2的功率变化。根据总电流的变化，由P=EI总分析电源的总功率变化。
5．【答案】B
【知识点】闭合电路的欧姆定律；电路动态分析
【解析】【解答】本题是信息给予题，要搞清传感器电阻R的特性，分析其阻值的变化情况，要知道R相当于可变电阻，根据闭合电路欧姆定律分析两电表示数变化的关系。A．由图可知电压表测量传感器电阻的电压，定值电阻、传感电阻、电源串联，由于传感器电阻R的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小，而酒驾驾驶员吹气时，酒精气体浓度变大，R变小，由闭合电路的欧姆定律可知
则电路中电流增大，由定值电阻功率
可知定值电阻功率增大，故A错误；
B．电源的总功率
则电源的总功率增加，故B正确；
CD．由闭合电路欧姆定律知电压表的示数
由电路中电流增大，则电流表的示数增大，电压表示数减小，故CD错误。
故选B。
【分析】由电路连接特点，根据闭合电路欧姆定律推导电阻变化时电流变化，以及电压表示数大变化，结合欧姆定律求解电流变化。
6．【答案】C
【知识点】电功率和电功；线性元件和非线性元件的伏安特性曲线；欧姆定律的内容、表达式及简单应用
【解析】【解答】AC.根据伏安特性曲线，当时，电阻的阻值，电阻的阻值，即当时，的电阻等于的电阻，故A错误，C正确；
B.伏安特性曲线的斜率表示电阻的倒数，电阻随电压的增大，斜率减小，电阻值增大，故B错误；
D.根据可知，伏安特性曲线上某点坐标的乘积表示电阻消耗的功率，即矩形面积表示功率，不是曲线与横轴所围面积表示电阻的电功率，故D错误。
故选：C。
【分析】AC.根据伏安特性曲线结合欧姆定律求电阻；
B.根据伏安特性曲线的含义作答；
D.根据功率的计算公式结合伏安特性曲线作答。
需要注意的是，伏安特性曲线的斜率不能简单地用倾角的正切值表示
7．【答案】A
【知识点】共点力平衡条件的应用；电功率和电功；受力分析的应用；法拉第电磁感应定律
【解析】【解答】AC．根据牛顿第二定律可得
可得
所以随着速度的增大，加速度逐渐减小为0，因图象的斜率表示加速度，所以图象的斜率从逐渐减小为0。导体棒下滑过程中产生的感应电动势、电流分别为
由公式可知，E与v、i与v成正比，那么、图像与图象相似，A符合题意，C不符合题意；
B. 导体棒向下做加速度逐渐减小的加速运动，最后匀速，由于图象的斜率表示速度，所以图象开始时是斜率逐渐增大的曲线，最后变成斜率不变的直线。穿过导体棒与金属导轨和电阻R围成的线框的磁通量为
由公式可知，与x成正比，那么图像与相似，B不符合题意；
D．电阻R的功率为
由于导体棒最后匀速，所以电阻R消耗功率不可能一直增大，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】对导体棒进行受力分析，根据牛顿第二定律得出加速度的表达式；利用法拉第电磁感应定律和欧姆定律得出感应电流的表达式；结合电功率的表达式得出电阻R的功率表达式得出电阻r功率的变化情况。
【答案】8．C
9．C
10．A
【知识点】焦耳定律；欧姆定律；电路动态分析
【解析】【分析】（1）根据欧姆定律得出通过电阻箱的电流；
（2）利用欧姆定律以及焦耳定律得出5s内电阻箱产生的焦耳热；
（3）根据闭合电路欧姆定律得出电流的变化情况，从而得出理想电压表示数的变化情况。
8．由公式，可得=3.0A，故答案为：C。
9．由欧姆定律，解得通过电阻箱的电流，由焦耳定律解得5s内电阻箱产生的焦耳热，C符合题意。故答案为：C。
10．根据闭合电路欧姆定律有可知当R增大时，电流I减小，结合，则U增大，所以电压表示数增大。故答案为：A。
11．【答案】A,C,D
【知识点】电功率和电功；变压器的应用
【解析】【解答】A.设交变电流流过二极管后其电压有效值为U，可得
解得
U=18V
由题意可知，变压器原副线圈匝数比为
变压器的副线圈并联电阻总阻值为
将变压器电路等效为电阻，其等效阻值为
可得原线圈的电流为
可知变压器原线圈的电压为
则变压器输出端电压即电压表的示数为
电流表示数为
A符合题意；
B.设，若保持位置不变，向下滑动时，减小，则等效电阻
增大，原线圈电流变小，电压表示数为
可知，当n=2时取得最大值，由于滑动触头初始位置在副线圈正中间，即开始时n=2，所以向下滑动时，电压表示数一直变小，由欧姆定律可知，电流表示数也会一直变小，B不符合题意；
C.由B项分析可知，当n=2时，变压器的输出电压最大，则定值电阻的功率也最大，上的功率最大约为
C符合题意；
D.当等效电阻时，变压器的输出功率最大，结合A项分析可知，此时对应的匝数比为n=2，，理想变压器的输出功率有最大值，根据理想变压器输入功率与输出功率相等，可得最大功率约为
符合题意。
故答案为：ACD。
【分析】将变压器电路等效为电阻，由闭合电路欧姆定律求出变压器原线圈的电流和输入电压，再求出变压器副线圈电压，由欧姆定律得出电压表和电流表的示数；推导电压表示数的表达式，由数学知识求出变压器输出电压最大时变压器原副线圈的匝数比，得出电压表和电流表示数的变化情况；结合B项分析，由电功率公式求出上消耗的最大功率；将变压器电路进行等效，将看成电源内阻，等效电源最大输出功率即为变压器最大输出功率。
12．【答案】A,B
【知识点】电功率和电功；电路动态分析
【解析】【解答】A．根据闭合电路欧姆定律可知，滑片P向下移动的过程中，电路总电阻增大，干路电流减小，故L3变暗，再次应用闭合电路欧姆定律可知，并联电路的电压增大，则L2变亮，由于干路电流减小，而流经L2支路的电流增加，故流经L1支路的电流减小，L1变暗，A符合题意；
B．由于干路电流减小，而流经L2支路的电流增加，故流经L1支路的电流变化量的绝对值大于L2支路电流变化量的绝对值，B符合题意；
C．电路总电流减小，电源总功率减小，C不符合题意；
D．由于电源内阻小于灯泡电阻且外电路电阻增加，电源的输出功率减小，D不符合题意。
故答案为：AB。
【分析】根据闭合电路欧姆定律得出P向下移动的过程中干路中电流的变化情况，以及并联电路电压的变化情况，从而得出L2量度的变化情况，利用功率的表达式判断电源功率的变化情况。
13．【答案】A,C,D
【知识点】闭合电路的欧姆定律；路端电压与负载的关系
【解析】【解答】AB、电源的图像纵截距表示电源电动势，斜率的绝对值表示电源内阻，由图可知，电源的电动势和内阻分别为
故A正确，B错误；
C、两个电阻串联的总电阻比任何一个电阻都大，所以将、串联后接到电源两端，外电阻最大，总电流最小，内电压最小，外电压（即电源两端电压）最大，故C正确；
D、两个电阻并联的总电阻比任何一个电阻都小，所以将、并联后接到电源两端，外电阻最小，总电流最大，内电压也最大，故D正确。
故选ACD。
【分析】1.掌握路端电压与电流的关系图，分析电源电动势及内阻。
2.掌握电阻的电压与电流关系图，知道斜率反映电阻的阻值大小。
3.掌握闭合电路欧姆定律及其应用。并能根据电路分析电路电流、路段电压、内压的大小。
14．【答案】A,C
【知识点】闭合电路的欧姆定律；路端电压与负载的关系
【解析】【解答】AB.由图可得a为电源的总功率， 电源电动势为4V， 电源内阻为2Ω ，A正确，B错误；
C.电流2A时，电路短路， 反映PR变化的图线是b，C正确；
D. 当电流为0.5A时，外电路的电阻为6Ω ，D错误；
故答案为：AC。
【分析】a功率总是最大，a为电源图像，b出现功率为零现象即短路，b为输出功率。
15．【答案】A,C
【知识点】线性元件和非线性元件的伏安特性曲线；路端电压与负载的关系
【解析】【解答】A、由图像可知，电源的电动势为50V，故A正确；
B、由图像可知，电源的内阻为
故B错误；
C、电流为2.5A时，外电路的电阻为
故C正确；
D、当输出功率为120W时，根据
及
联立解得
故D错误。
故答案为：AC。
【分析】电源的路端电压与电流的关系图线与纵轴的交点表示电动势，与横轴的截距表示短路电压，斜率变式电源内阻。注意输出功率图像的不完整性，根据输出功率的定义确定输出电压。
16．【答案】B,C,D
【知识点】电功率和电功；闭合电路的欧姆定律；欧姆定律的内容、表达式及简单应用
【解析】【解答】A．将滑动变阻器的滑片P从最右端移到最左端，接入电路的电阻减小，电路中的电流增大， 的电压和电源的内电压增大，则 的电压减小，所以电压表 的示数增大，电压表 的示数减小，可知图线b反映的是电压表 的示数随电流的变化，图线a反映的是电压表 的示数随电流的变化，根据闭合电路欧姆定律得，电压表 的示数 ，由图线a的斜率大小等于 ，由图知 ，图线b的斜率等于 ，则 ， ，A不符合题意；
B．当滑动变阻器阻值为零时， 的功率最大，此时电流 ， ，B符合题意；
C．当内阻等于外阻时，电源的输出功率最大，故当外阻等于 时，此时滑动变阻器滑到最左端，电源的输出功率最大，此时电流 ，故电源的最大输出功率 ，C符合题意；
D．由C的分析可知， 的阻值为 ， 电阻为 ；当 等效为电源内阻，则当滑动变阻器的阻值等于 时，滑动变阻器消耗的功率最大，故当滑动变阻器阻值为 时，滑动变阻器消耗的功率最大，此时 两端电压是 两端电压的两倍，由图可得，电路中的电流 ，则滑动变阻器消耗的最大功率 ，D符合题意。
故答案为：BCD。
【分析】滑动变阻器的滑片移动的过程根据闭合电路欧姆定律和欧姆定律得出电压表示数的变化情况，结合图乙中的U-I图像得出电源的内阻和和R1的阻值，当滑动变阻器的阻值为零时利用热功率的表达式得出定值电阻R1的最大功率，当内阻等于外阻时，电源的输出功率达到最大值，结合电功率的表达式得出电源的最大输出功率和滑动变阻器消耗的最大功率。
17．【答案】D
【知识点】路端电压与负载的关系
【解析】【解答】A.根据，结合 Ⅰ 知：，，故A不符合题意；
B.根据，结合 Ⅱ 知：，故B不符合题意；
C.两图线的交点表示路端电压和电路中的电流，所以电源的输出功率为，故C不符合题意；
D.电源的效率，故D符合题意。
故答案为：D
【分析】Ⅰ图像与纵轴的交点表示电源的电动势，斜率表示电源的内阻；Ⅱ图像的斜率表示电阻R；由两图线的交点读出电压与电流，求出电源的输出功率和效率。
18．【答案】D
【知识点】闭合电路的欧姆定律
【解析】【解答】解题的关键要掌握电源的输出功率与外电阻的关系P-R图像，知道内外电阻相等时，电源的输出功率最大。对于可变电阻的功率，常常运用等效思维进行解答。A．电源与外电路断开时，理想电压表的示数等于电源电动势，故
闭合开关和时，由闭合电路欧姆定律得
得电源内阻
故A错误；
B．将电阻R等效为电源内阻的一部分，由电源的输出功率与外电阻的关系图像（如图）可知
当时等效电源的输出功率最大，即消耗的电功率最大，所以当滑动变阻器的滑片从最左端向右滑至最右端的过程中，其消耗的电功率先增大后减小，故B错误；
C．通过定值电阻R的电流最大（即）时，定值电阻R消耗的电功率最大，故C错误；
D．由于外电阻大于电源内阻，由图可知，当外电阻越接近电源内阻时，电源的输出功率越大，所以当时外电阻最接近电源内阻，此时电源的输出功率最大，且最大值为
故D正确。
故选D。
【分析】电表均为理想电表，则电源与外电路断开时，电压表的示数等于电源电动势；闭合开关S1和S2时，由闭合电路欧姆定律求电源的内阻；将电阻R等效为电源内阻的一部分，根据电源的输出功率与外电阻的关系P-R图像分析滑动变阻器RP消耗的电功率变化情况；通过定值电阻R的电流最大（即RP=0Ω）时，定值电阻R消耗的电功率最大。
19．【答案】C
【知识点】含容电路分析；闭合电路的欧姆定律
【解析】【解答】本题考查电路的输出功率。当电源的外电阻和内电阻相等时，电源输出功率最大。当求滑动变阻器的最大功率时，可以将其他电阻等效的看作电源内阻即可。A．将R的阻值调至2Ω时，由闭合电路欧姆定律，可计算出滑动变阻器中电流
电容器两端电压
故A错误；
B．电容器的电荷量
故B错误；
CD．设外电路总电阻为，根据电源输出功率最大的条件，可知电源的最大输出功率
在内外阻值大小相等时电源输出功率最大，此时
解得
时电源的输出功率为最大值。把定值电阻看作电源内阻的一部分，将R的阻值调至2Ω时，外电阻R等于定值电阻和内阻之和，即让
时滑动变阻器的功率为最大值，故C正确，D错误。
故选C。
【分析】先通过欧姆定律计算电路中的电流，再计算R两端的电压，电容器的电压与R两端的电压相等；根据Q=UC计算电量；当内阻等于外阻时，电源的输出功率最大；求滑动变阻器最大功率时，可以使用等效电源来思考。
20．【答案】B
【知识点】含容电路分析；闭合电路的欧姆定律；电路动态分析
【解析】【解答】AB．理想电压表V1测量定值电阻R1两端的电压，根据欧姆定律可得
理想电压表V2测量电源的路端电压，根据闭合电路欧姆定律可得
理想电压表V3测量滑动变阻器两端的电压，根据闭合电路欧姆定律可得
则有
，，
可知、、均不变，由于定值电阻R1的阻值小于，则有ΔU1﹤ΔU2，故A错误，B正确；
C．电源的输出功率为
可知当外电阻（即R1与滑动变阻器接入电路的阻值之和）等于r时，电源的输出功率最大，由于R1< r，则滑动变阻器滑片上移，接入电路的阻值变大，外电阻变大。若滑片移动前，外电阻小于内阻，则滑片上移，电源的输出功率可能增大，可能先增大后减小，若滑片移动前，外电阻大于内阻，则滑片上移，电源的输出功率减小；电源效率为
由于外电阻增大，则电源效率增大，故C错误；
D．将滑动变阻器滑片向上滑动，滑动变阻器接入电路的阻值变大，电路总电阻变大，由闭合电路欧姆定律
可知电路电流减小，根据
可知电容器极板间电压增大，根据
可知电容器的电荷量Q增大，电容器充电，所以定值电阻中有从b流向a的瞬间电流。由
可知极板间匀强电场的电场强度E变大，向上的电场力变大，则带电液滴将向上运动。故D错误。
故选B。
【分析】1.掌握含电容的电路动态分析的处理方法。分析电路结构，把电容器看成断路。
2.明确电表各自测量哪部分电路的电压或电流，按照部分-整体-部分的思路分析。
3.知道理想电压表的内阻无穷大，相当于断路。理想电流表内阻为零，相当于短路。
4.分析电路连接关系时，根据欧姆定律分析。
21．【答案】D
【知识点】电功率和电功；变压器原理；电路动态分析
【解析】【解答】A．由于理想变压器原线圈电路上含有电阻，则可把理想变压器和副线圈上的电阻等效为一个电阻，则电路变为简单的串联电路，如图所示
滑片逐步上移，使R阻值增大，即增大，则总电阻增大，根据
可知总电流减小，即通过的电流减小，根据
可知，通过电流表的电流减小。根据
可知增大。根据，可知电压表示数增大。故A错误；
B．根据理想变压器的变压、变流规律及闭合电路欧姆定律有
则，故B错误；
C．对副线圈
原线圈有
又
联立解得，故C错误；
D．分析可知变压器的输出功率为等效电路的功率，则
可知，当时变压器输出功率最大，结合
解得
代入得
故D正确。
【分析】1.根据理想变压器原副线圈匝数比与电压比和电流比分析副线圈中电流表和电压表的示数变化。
2.根据等效电路的特点，结合滑片逐步上移，分析电路电阻变大，等效总电阻变大，等效电路两端电压也增大。
3.根据理想变压器的变压、变流规律及闭合电路欧姆定律得出副线圈两端电压与电流的关系，得出的大小。
4.根据等效电路以及电源的最大输出功率特点，得出当R0等于R等时，变压器的输出功率最大。
22．【答案】C
【知识点】电路动态分析
【解析】【解答】A．由图知，变阻器R与3灯并联后与2灯串联，最后与1灯并联。三个小灯泡、、都正常发光，且亮度相同，说明额定功率相同，但是电压不同，所以电流不同，故A错误；
BC．对于灯1、2，通过3的电流小于2的电流，当两灯泡的功率相同时，由公式
可知，3的电阻大于2的电阻，灯1的电压大于2、3的电压，当两个灯泡的功率相同时，根据公式
可知1的电阻大于2、3的电阻。则1灯电阻最大，2灯电阻最小，故三个灯泡的电阻按从大到小排列是、、，额定功率相等，电阻不等，由
知，额定电压不等，故B错误，C正确；
D．若将滑片P向左滑动时，变阻器在路电阻增大，外电阻增大，根据闭合电路欧姆定律得知，干路电流I减小，路端电压U增大，则变亮，通过电流
减小，增大，则减小，故变暗。电压
U增大，减小，则增大，故变亮，故D错误。
故选：C。
【分析】首先要明确电路的连接方式，其次按“局部→整体→局部”的思路进行分析。三个灯比较电阻的大小，可两两进行比较，根据条件关系选择恰当的公式，功率相同的条件下，已知电压的大小关系，根据公式比较电阻的大小；已知电流的大小关系，根据公式比较电阻的大小。
23．【答案】B,D
【知识点】闭合电路的欧姆定律；电路动态分析
【解析】【解答】AC． 闭合开关S， 根据电路可知，灯泡与滑动变阻器并联，然后与R1串联，电流表连入干路，电压表测量定值电阻两端的电压，电压表测量路端电压，电压表测量灯泡两端的电压。
将滑动变阻器的滑片向上滑动，滑动变阻器接入电路的阻值增大，电路总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律
可知总电流减小，电流表示数减小，定值电阻、内阻两端的电压减小，可知灯泡和滑动变阻器两端的电压增大，灯泡变亮，则减小、增大，的示数增大，故AC错误；
B．根据闭合电路的欧姆定律可得
可得
故、、均不变，故B正确；
D．电源效率
将滑动变阻器的滑片向上滑动，电路总电流减小，故电源效率增大，故D正确。
故选BD。
【分析】 本题考查动态电路分析。解决问题的关键是掌握动态电路的分析方法，根据闭合电路欧姆定律、串并联电路的特点，及电源的输出功率的特点分析判断。
开关闭合后，理清电路连接，搞清电流表测什么电流、电压表测那个用电器电压，然后根据闭合电路欧姆定律判断总电流变化，根据串并联电流特点判断支路电流、电压变化，进而得到电流表和电压表的示数变化；根据欧姆定律、闭合电路欧姆定律、得到、、的变化；根据判断电源效率变化。
24．【答案】A
【知识点】串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【解答】根据电路图可知，四个完全相同的灯泡，灯泡位于干路中，流过灯泡上的电流最大，实际功率最大，亮度最亮，故BCD错误，A正确；
故答案为：A
【分析】根据串并联电路的电流的特点，干路电流等于支路电流之和，灯泡上的电流最大，功率最大，亮度最亮。
25．【答案】C
【知识点】电功率和电功
【解析】【解答】两个二极管正向电阻为0，反向电阻无穷大，二极管导通则短路并联的灯泡，此时另一个灯泡与电源串联，根据电路图可知在一个完整的周期内，两个灯泡有电流通过的时间相等都为半个周期，电压有效值相等，则根据可知
故选C。
【分析】二极管加上正向电压时，二极管导通，加上反向电压时，二极管截止，在一个周期内两个二极管的导通时间相等；根据功率公式求解作答。
26．【答案】B
【知识点】焦耳定律；交变电流的图像与函数表达式；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】根据有效值的定义可知图1的有效值的计算为
解得
图二的有效值为
接在阻值大小相等的电阻上，因此
故B正确，ACD错误。
故选B。
【分析】对于正弦式电流的有效值 ，由甲图读出电压的最大值，求出有效值．对于乙图，根据有效值的定义，求出有效值．热量的公式 比值
27．【答案】A
【知识点】焦耳定律；电功率和电功
【解析】【解答】R3与R4串联支路总电阻为6欧，并联电路总电阻R并==，
故R1和R2电压相等，由得，功率最大。
故选A
【分析】由电路图可知R3与R4串联后与R2并联，再与R1串联。求出并联电路部分的等效电阻。由电功率公式求解。
28．【答案】C
【知识点】电容器及其应用；串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【解答】由电路图可知，电路为3R与2R串联，R与4R串联再并联，且电源内阻不计，故两个支路的总电压均为E，负极板电势视为零，
则2R上的电压为：；4R上的电压为：，
可知电容器两板之间的电压为：，故电容器的电荷量为：，ABD错误，C正确；
故答案为：C
【分析】正确应用串并联电路电压特点，计算电路图右端两个电阻电压，由于电源负极板电势可视作零，则该电压分别为电容器上下极板的电势，由此计算电容器的电势差和电荷量。
29．【答案】A,C
【知识点】电功率和电功；变压器原理；变压器的应用
【解析】【解答】A．滑片P在最左端时，滑动变阻器R被短路，只有灯泡L被接入电路中，则此时图甲、乙中变压器输出电压均为灯泡的额定电压6V，根据理想变压器规律可得
故A正确；
B．当P滑到R中点时，图甲中滑动变阻器与灯泡串联，则图乙中灯泡与Р右端的电阻并联后再与P左端电阻串联，其中，则根据串联分压可知， 图甲中灯泡电压大于图乙中灯泡电压，根据
可知，图甲中灯泡功率比图乙中灯泡功率大，故B错误；
C．当P滑到R最左端时，图甲只有灯泡接入电路，总电阻等于灯泡电阻，图乙R与灯泡并联接入电路，总电阻小于灯泡电阻，而原线圈两端接电压及原副线圈匝数比不变，则副线圈输出电压不变，则根据
可知乙图输出功率比甲图输出功率大，则图甲比图乙更节能，故C正确；
D．图乙滑动变阻器为分压式接法，灯泡两端电压在0到6V间变化。图甲滑动变阻器为限流式接法，灯泡两端电压最高为6V，最低电压大于零， 故图甲中L两端电压的可调范围比图乙中的小 ，故D错误。
故选AC。
【分析】根据电路图确定滑动变阻器位于最左端时，电路的连接情况，根据电路的连接情况及灯泡恰好正常发光确定此时副线圈的电压，再根据理想变压器原理确定原副线圈匝数比。总电阻越大，回路中电流越小，电路中的输出功率越小。根据题意结合串并联规律确定不同情况下两图总电阻的大小关系，再结合电功率的定义分析灯泡功率及电路总功率的关系。
30．【答案】B,D
【知识点】变压器原理；串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【解答】根据正弦式交变电流有效值规律得原线圈电压有效值
有根据原副线圈电压规律，得出副线圈电压有效值
所以则为了使图中“ ， ”的灯泡能够正常发光，则需要减小次级电压，即仅将滑片P向下滑动；或者仅在副线圈电路中串联一个电阻，阻值为
故答案为：BD。
【分析】解答本题的关键是理解小灯泡正常发光的含义是：小灯泡两端的工作电压为100V，首先根据理想变压器原副线圈的关系，求解副线圈电压的有效值，然后根据串联电路电阻与电压的分配关系求解小灯泡两端的电压，最后分析滑线变阻器滑片的的移动方向。
31．【答案】A,B,D
【知识点】闭合电路的欧姆定律；导体切割磁感线时的感应电动势；电磁感应中的能量类问题
【解析】【解答】 AB.由楞次定律结合左手定则可知，安培力与MN的运动方向的夹角始终大于90°，则安培力始终做负功，电路中有电阻，运动过程中会产生感应电动势和感应电流，产生焦耳热，金属棒的机械能最终转化为内能，最终会停止在最低点，故AB正确；
D.根据楞次定律可知，从释放到第一次到达OO'位置过程中，MN中电流方向由M到N，故D正确；
C.从释放到第一次到达OO'位置过程中，在即将到达OO'位置的时刻，MN所受安培力水平向左，沿速度方向的分力一定大于MN所受重力沿速度方向的分力，处于减速状态，说明MN在OO'位置速率不是最大，故C错误。
【分析】AB.根据楞次定律和左手定则分析安培力做功，根据能量转化和守恒分析最终的状态；
D.根据楞次定律判断电流方向；
C.根据沿速度方向的合力和加速度的变化情况分析速率的变化情况。
1 / 1小题精练11 恒定电流功率问题-备考2025年高考物理题型突破讲练
一、电路的动态分析
1．（2025高三上·云南模拟）某学习小组在暗室中利用多用电表验证“硫化镉光敏电阻的阻值随光照强度增大而减小”的特性，实验电路如图甲所示。保持电阻箱R的阻值不变，则（ ）
A．直接测量R的电压时，按图乙接入多用电表
B．直接测量R的电流时，按图丙接入多用电表
C．正确测量R的电压时，多用电表示数随光照强度增大而增大
D．正确测量R的电流时，多用电表示数随光照强度增大而减小
【答案】C
【知识点】电路动态分析；练习使用多用电表
【解析】【解答】我们明确硫化镉光敏电阻的特性：其阻值随光照强度增大而减小，A．测量R的电压时，多用电表应与电阻并联，图乙是串联，故选项A错误；
B．直接测量R的电流时，电流表应该与电阻串联而图丙是并联，故选项B错误；
C．正确测量R的电压时，多用电表与电阻并联，则光照强度增大时，光敏电阻阻值减小，则总电阻减小，总电流变大，则电阻R两端电压变大，即多用电表读数变大，即多用电表示数随光照强度增大而增大，选项C正确；
D．正确测量R的电流时，多用电表与电阻串联，当光照强度增大时，光敏电阻阻值减小，则总电阻减小，总电流变大，即多用电流表示数随光照强度增大而增大，选项D错误。
故选C。
【分析】当光照强度增大时，硫化镉光敏电阻的阻值减小。由于电路总电压不变（假设电源稳定），且电阻箱R的阻值也不变，因此通过电阻R的电流会增大。根据欧姆定律，电阻R两端的电压也会增大。所以，多用电表（并联在R两端）的示数会随光照强度增大而增大。
2．（2024高三上·平凉月考）在图1的电路中，电源电动势为E，内阻为r，为定值电阻、为滑动变阻器（0～）。闭合开关S，调节滑动变阻器，将滑动触头P从最左端滑到最右端，两电压表的示数随电路中电流表示数变化的关系如图2所示。不考虑电表对电路的影响，则（ ）
A．电源的电动势为，内阻为
B．定值电阻阻值为
C．当滑动变阻器的阻值为时，上消耗的电功率最大
D．滑动触头P向右滑动过程中电源的输出功率先增大后减小
【答案】B
【知识点】闭合电路的欧姆定律；电路动态分析
【解析】【解答】电源的U-I图像表示电路的路端电压随电流变化的情况；导体的U-I图像表示导体两端的电压随电流变化的情况。 解决该题的关键是明确知道电路特征，知道滑动变阻器的阻值增大时，各部分的电压电流的变化情况，知道电源的输出功率的变化情况。
A．闭合开关后，调节滑动变阻器，将滑动触头P从最左端滑到最右端，电路中电阻逐渐增大，电流随之减小，定值电阻两端电压减小，滑动变阻器R2两端电压增大，可知当时，路端电压，当时，路端电压
根据闭合电路欧姆定律可得
，
解得
，
故A错误；
B．定值电阻阻值为
故B正确；
C．将R1等效为电源内阻，有
根据
可知当滑动变阻器的阻值为时，上消耗的电功率最大。故C错误；
D．根据
可知滑动触头P向右滑动过程中
则电源的输出功率一直减小。故D错误。
故选B。
【分析】由闭合电路欧姆定律，代入数据求解电源的电动势和内阻；根据图像斜率求解电阻R1的阻值；将R1等效为电源内阻，则当内外电阻相等时，R2输出功率最大；根据电源输出功率与外电阻的关系图线进行判断。
3．（2024高三上·湖南模拟）如图所示，电源电动势为E、内阻为r，R0为定值电阻，且rA．将可变电阻R调大，电流稳定时，电源输出功率会增加
B．电容器中电荷的变化量为
C．
D．
【答案】B
【知识点】含容电路分析；闭合电路的欧姆定律
【解析】【解答】本题中两电表读数的比值要根据欧姆定律分析，电压变化量与电流变化量比值要根据闭合电路欧姆定律来分析。含电容器电路的分析与计算方法：首先确定电路的连接关系及电容器和哪部分电路并联， 最后根据公式Q=CU或ΔQ=CΔU，求电荷量及其变化量。A．令电路的外电阻为，则电源输出功率
根据数学知识可知，电源输出功率随外电阻变化的图像如图所示
当外电阻等于电源内阻时，电源输出功率最大，由于
可知，将可变电阻R调大，外电阻增大，由于外电阻总大于电源内阻，则电流稳定时，电源输出功率会减小，故A错误；
B．根据电容的定义式有
解得该过程电容器的电荷量变化量
故B正确；
C．可变电阻R两端电压为电压表示数U，电流表示数Ⅰ为流过可变电阻R的电流，由电阻的定义可知，可变电阻的阻值
故C错误；
D．由闭合电路欧姆定律可知
可知
故D错误。
故选B。
【分析】对R，根据欧姆定律求电压表示数U和电流表示数I的比值；根据闭合电路欧姆定律列式求解ΔU和ΔI的比值；由Q=CU求解电容器电荷的增加量；根据内外电阻的关系，分析电源的输出功率变化情况。
4．（2024高二上·四川期末）如图所示电路，电表均为理想电表，当将滑动变阻器的滑片P向b端滑动时，下列说法正确的是（ ）
A．电压表V1的示数变大 B．定值电阻的功率变大
C．电流表A的示数变大 D．电源的总功率变小
【答案】C
【知识点】电路动态分析
【解析】【解答】本题是电路动态分析问题，关键是理清电路结构，根据电路的串并联知识和闭合电路欧姆定律分析各个部分电路电流和电压的变化。
ABC．当将滑动变阻器R3的滑片Р向b端滑动时，R3接入电路的电阻变小，电路总电阻变小，干路电流变大，电源内阻上的电压变大，路端电压变小，即电压表V1的示数变小，由闭合电路欧姆定律可知，并联部分电压变小，流过R2的电流变小，R2的功率变小，由于总电流变大，则电流表A的示数变大，故AB错误，C正确；
D．电源的总功率
P=EI总
电流变大，电源的总功率变大，故D错误。
故选C。
【分析】分析滑动变阻器接入电路的电阻变化，判断总电阻的变化，再根据闭合电路欧姆定律分析总电流和路端电压的变化，根据并联电路电压的变化，分析通过R2电流的变化，再分析电流表示数的变化。根据R2电流的变化，分析R2的功率变化。根据总电流的变化，由P=EI总分析电源的总功率变化。
5．（2024高二上·安顺期末）交警使用的某型号酒精测试仪如图甲，其工作原理如图乙所示，传感器电阻R的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小，电源的电动势为E，内阻为r，定值电阻R0，电路中的电表均为理想电表。当饮酒驾驶后对着测试仪吹气时，下列说法正确的是（ ）
A．定值电阻功率减小
B．电源的总功率增加
C．电压表的示数变小，电流表的示数变小
D．电压表的示数变大，电流表的示数变大
【答案】B
【知识点】闭合电路的欧姆定律；电路动态分析
【解析】【解答】本题是信息给予题，要搞清传感器电阻R的特性，分析其阻值的变化情况，要知道R相当于可变电阻，根据闭合电路欧姆定律分析两电表示数变化的关系。A．由图可知电压表测量传感器电阻的电压，定值电阻、传感电阻、电源串联，由于传感器电阻R的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小，而酒驾驾驶员吹气时，酒精气体浓度变大，R变小，由闭合电路的欧姆定律可知
则电路中电流增大，由定值电阻功率
可知定值电阻功率增大，故A错误；
B．电源的总功率
则电源的总功率增加，故B正确；
CD．由闭合电路欧姆定律知电压表的示数
由电路中电流增大，则电流表的示数增大，电压表示数减小，故CD错误。
故选B。
【分析】由电路连接特点，根据闭合电路欧姆定律推导电阻变化时电流变化，以及电压表示数大变化，结合欧姆定律求解电流变化。
二、电路中的功率及效率问题
6．（2023高二上·上海市月考）两个电阻、的伏安特性曲线如图所示，由图可知（ ）
A．的电阻
B．的电阻随电压的增大而减小
C．当时，的电阻等于的电阻
D．曲线与横轴所围面积表示电阻的电功率
【答案】C
【知识点】电功率和电功；线性元件和非线性元件的伏安特性曲线；欧姆定律的内容、表达式及简单应用
【解析】【解答】AC.根据伏安特性曲线，当时，电阻的阻值，电阻的阻值，即当时，的电阻等于的电阻，故A错误，C正确；
B.伏安特性曲线的斜率表示电阻的倒数，电阻随电压的增大，斜率减小，电阻值增大，故B错误；
D.根据可知，伏安特性曲线上某点坐标的乘积表示电阻消耗的功率，即矩形面积表示功率，不是曲线与横轴所围面积表示电阻的电功率，故D错误。
故选：C。
【分析】AC.根据伏安特性曲线结合欧姆定律求电阻；
B.根据伏安特性曲线的含义作答；
D.根据功率的计算公式结合伏安特性曲线作答。
需要注意的是，伏安特性曲线的斜率不能简单地用倾角的正切值表示
7．（2022·顺义二模）如图所示，两条光滑金属导轨平行固定在斜面上，导轨所在区域存在垂直于斜面向上的匀强磁场，导轨上端连接电阻R，t=0时，导体棒由静止开始沿导轨下滑，下滑过程中导体棒与导轨接触良好，且方向始终与斜面底边平行。导体棒在下滑过程中，流过导体棒的电流为i，产生的感应电动势为E，电阻R消耗的电功率为P，穿过导体棒与金属导轨和电阻R围成的线框的磁通量为，关于i、、E、P随时间t变化的关系图像可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】A
【知识点】共点力平衡条件的应用；电功率和电功；受力分析的应用；法拉第电磁感应定律
【解析】【解答】AC．根据牛顿第二定律可得
可得
所以随着速度的增大，加速度逐渐减小为0，因图象的斜率表示加速度，所以图象的斜率从逐渐减小为0。导体棒下滑过程中产生的感应电动势、电流分别为
由公式可知，E与v、i与v成正比，那么、图像与图象相似，A符合题意，C不符合题意；
B. 导体棒向下做加速度逐渐减小的加速运动，最后匀速，由于图象的斜率表示速度，所以图象开始时是斜率逐渐增大的曲线，最后变成斜率不变的直线。穿过导体棒与金属导轨和电阻R围成的线框的磁通量为
由公式可知，与x成正比，那么图像与相似，B不符合题意；
D．电阻R的功率为
由于导体棒最后匀速，所以电阻R消耗功率不可能一直增大，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】对导体棒进行受力分析，根据牛顿第二定律得出加速度的表达式；利用法拉第电磁感应定律和欧姆定律得出感应电流的表达式；结合电功率的表达式得出电阻R的功率表达式得出电阻r功率的变化情况。
（2021高二上·海淀会考）电源（电动势为E、内阻为r）、电阻箱、理想电压表与开关连接成如图所示的电路。闭合开关S后，当电阻箱接入电路的阻值时，理想电压表示数为6.0V。
8．当电阻箱接入电路的阻值时，通过电阻箱的电流I为（ ）
A．1.0A B．2.0A C．3.0A D．4.0A
9．当电阻箱接入电路的阻值时，5s内电阻箱产生的焦耳热Q为（ ）
A．30J B．60J C．90J D．150J
10．当电阻箱接入电路的阻值增大时，理想电压表的示数将（ ）
A．变大 B．变小
C．保持不变 D．以上说法都不对
【答案】8．C
9．C
10．A
【知识点】焦耳定律；欧姆定律；电路动态分析
【解析】【分析】（1）根据欧姆定律得出通过电阻箱的电流；
（2）利用欧姆定律以及焦耳定律得出5s内电阻箱产生的焦耳热；
（3）根据闭合电路欧姆定律得出电流的变化情况，从而得出理想电压表示数的变化情况。
8．由公式，可得=3.0A，故答案为：C。
9．由欧姆定律，解得通过电阻箱的电流，由焦耳定律解得5s内电阻箱产生的焦耳热，C符合题意。故答案为：C。
10．根据闭合电路欧姆定律有可知当R增大时，电流I减小，结合，则U增大，所以电压表示数增大。故答案为：A。
11．（2024高三下·湖南模拟） 如图，理想变压器原线圈与定值电阻、理想二极管接在的交流电源上，理想变压器原、副线圈总匝数相同，滑动触头初始位置在副线圈正中间。定值电阻，滑动变阻器R的最大阻值为25Ω，滑片初始位置在处。电流表、电压表均为理想交流电表，电源内阻不计，下列说法正确的是（ ）
A．初始时，电压表示数为4.5V，电流表示数为0.75A
B．若保持位置不变，向下滑动，则电压表示数先变大后变小，电流表示数变小
C．若保持位置不变，滑动时，当原副线圈匝数比时，上的功率最大约为3.4W
D．若保持位置不变，滑动时，当时，理想变压器的输出功率有最大值约为10W
【答案】A,C,D
【知识点】电功率和电功；变压器的应用
【解析】【解答】A.设交变电流流过二极管后其电压有效值为U，可得
解得
U=18V
由题意可知，变压器原副线圈匝数比为
变压器的副线圈并联电阻总阻值为
将变压器电路等效为电阻，其等效阻值为
可得原线圈的电流为
可知变压器原线圈的电压为
则变压器输出端电压即电压表的示数为
电流表示数为
A符合题意；
B.设，若保持位置不变，向下滑动时，减小，则等效电阻
增大，原线圈电流变小，电压表示数为
可知，当n=2时取得最大值，由于滑动触头初始位置在副线圈正中间，即开始时n=2，所以向下滑动时，电压表示数一直变小，由欧姆定律可知，电流表示数也会一直变小，B不符合题意；
C.由B项分析可知，当n=2时，变压器的输出电压最大，则定值电阻的功率也最大，上的功率最大约为
C符合题意；
D.当等效电阻时，变压器的输出功率最大，结合A项分析可知，此时对应的匝数比为n=2，，理想变压器的输出功率有最大值，根据理想变压器输入功率与输出功率相等，可得最大功率约为
符合题意。
故答案为：ACD。
【分析】将变压器电路等效为电阻，由闭合电路欧姆定律求出变压器原线圈的电流和输入电压，再求出变压器副线圈电压，由欧姆定律得出电压表和电流表的示数；推导电压表示数的表达式，由数学知识求出变压器输出电压最大时变压器原副线圈的匝数比，得出电压表和电流表示数的变化情况；结合B项分析，由电功率公式求出上消耗的最大功率；将变压器电路进行等效，将看成电源内阻，等效电源最大输出功率即为变压器最大输出功率。
12．（2021高二上·白山期末）如图所示，L1、L2、L3为三个相同的灯泡且阻值恒定，电源内阻小于灯泡电阻。在滑动变阻器R的滑片P向下移动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．L1变暗，L2变亮，L3变暗
B．L1中电流变化量的绝对值大于L2中电流变化量的绝对值
C．电源总功率可能增大
D．电源输出功率可能增大
【答案】A,B
【知识点】电功率和电功；电路动态分析
【解析】【解答】A．根据闭合电路欧姆定律可知，滑片P向下移动的过程中，电路总电阻增大，干路电流减小，故L3变暗，再次应用闭合电路欧姆定律可知，并联电路的电压增大，则L2变亮，由于干路电流减小，而流经L2支路的电流增加，故流经L1支路的电流减小，L1变暗，A符合题意；
B．由于干路电流减小，而流经L2支路的电流增加，故流经L1支路的电流变化量的绝对值大于L2支路电流变化量的绝对值，B符合题意；
C．电路总电流减小，电源总功率减小，C不符合题意；
D．由于电源内阻小于灯泡电阻且外电路电阻增加，电源的输出功率减小，D不符合题意。
故答案为：AB。
【分析】根据闭合电路欧姆定律得出P向下移动的过程中干路中电流的变化情况，以及并联电路电压的变化情况，从而得出L2量度的变化情况，利用功率的表达式判断电源功率的变化情况。
三、电源和电阻U－I图象的比较
13．（2024高二上·顺义期中）某一电源的路端电压与电流的关系和电阻、的电压与电流的关系如图所示。用此电源和电阻、组成电路。、可以同时接入电路，也可以单独接入电路。根据以上情形，以下说法正确的是（ ）
A．电源电动势为3V
B．电源内阻为
C．将、串联后接到电源两端，电源两端电压最大
D．将、并联后接到电源两端，电源内电压最大
【答案】A,C,D
【知识点】闭合电路的欧姆定律；路端电压与负载的关系
【解析】【解答】AB、电源的图像纵截距表示电源电动势，斜率的绝对值表示电源内阻，由图可知，电源的电动势和内阻分别为
故A正确，B错误；
C、两个电阻串联的总电阻比任何一个电阻都大，所以将、串联后接到电源两端，外电阻最大，总电流最小，内电压最小，外电压（即电源两端电压）最大，故C正确；
D、两个电阻并联的总电阻比任何一个电阻都小，所以将、并联后接到电源两端，外电阻最小，总电流最大，内电压也最大，故D正确。
故选ACD。
【分析】1.掌握路端电压与电流的关系图，分析电源电动势及内阻。
2.掌握电阻的电压与电流关系图，知道斜率反映电阻的阻值大小。
3.掌握闭合电路欧姆定律及其应用。并能根据电路分析电路电流、路段电压、内压的大小。
14．（2024高二上·沈阳期末）某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在同一坐标上，如图中的a、b、c所示，下面说法正确的是（ ）
A．电源内阻为2Ω
B．电源电动势为8V
C．反映PR变化的图线是b
D．当电流为0.5A时，外电路的电阻为4Ω
【答案】A,C
【知识点】闭合电路的欧姆定律；路端电压与负载的关系
【解析】【解答】AB.由图可得a为电源的总功率， 电源电动势为4V， 电源内阻为2Ω ，A正确，B错误；
C.电流2A时，电路短路， 反映PR变化的图线是b，C正确；
D. 当电流为0.5A时，外电路的电阻为6Ω ，D错误；
故答案为：AC。
【分析】a功率总是最大，a为电源图像，b出现功率为零现象即短路，b为输出功率。
15．（2023高二上·安庆期中） 如图所示，图中直线①表示某电源的路端电压与电流的关系图线，图中曲线②表示该电源的输出功率与电流的关系图线，则下列说法正确的是（ ）
A．电源的电动势为50V
B．电源的内阻为Ω
C．电流为2.5A时，外电路的电阻为15Ω
D．输出功率为120W时，输出电压是30V
【答案】A,C
【知识点】线性元件和非线性元件的伏安特性曲线；路端电压与负载的关系
【解析】【解答】A、由图像可知，电源的电动势为50V，故A正确；
B、由图像可知，电源的内阻为
故B错误；
C、电流为2.5A时，外电路的电阻为
故C正确；
D、当输出功率为120W时，根据
及
联立解得
故D错误。
故答案为：AC。
【分析】电源的路端电压与电流的关系图线与纵轴的交点表示电动势，与横轴的截距表示短路电压，斜率变式电源内阻。注意输出功率图像的不完整性，根据输出功率的定义确定输出电压。
16．（2022高二上·保定期中）在如图甲所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合开关S，将滑动变阻器的滑动触头P从最右端滑到最左端，两个理想电压表的示数随电路中电流变化的完整过程图线如图乙所示。则（ ）
A．电源内阻为
B．定值电阻R1的最大功率为1.8W
C．电源的最大输出功率为1.8W
D．滑动变阻器R2的最大功率为0.9W
【答案】B,C,D
【知识点】电功率和电功；闭合电路的欧姆定律；欧姆定律的内容、表达式及简单应用
【解析】【解答】A．将滑动变阻器的滑片P从最右端移到最左端，接入电路的电阻减小，电路中的电流增大， 的电压和电源的内电压增大，则 的电压减小，所以电压表 的示数增大，电压表 的示数减小，可知图线b反映的是电压表 的示数随电流的变化，图线a反映的是电压表 的示数随电流的变化，根据闭合电路欧姆定律得，电压表 的示数 ，由图线a的斜率大小等于 ，由图知 ，图线b的斜率等于 ，则 ， ，A不符合题意；
B．当滑动变阻器阻值为零时， 的功率最大，此时电流 ， ，B符合题意；
C．当内阻等于外阻时，电源的输出功率最大，故当外阻等于 时，此时滑动变阻器滑到最左端，电源的输出功率最大，此时电流 ，故电源的最大输出功率 ，C符合题意；
D．由C的分析可知， 的阻值为 ， 电阻为 ；当 等效为电源内阻，则当滑动变阻器的阻值等于 时，滑动变阻器消耗的功率最大，故当滑动变阻器阻值为 时，滑动变阻器消耗的功率最大，此时 两端电压是 两端电压的两倍，由图可得，电路中的电流 ，则滑动变阻器消耗的最大功率 ，D符合题意。
故答案为：BCD。
【分析】滑动变阻器的滑片移动的过程根据闭合电路欧姆定律和欧姆定律得出电压表示数的变化情况，结合图乙中的U-I图像得出电源的内阻和和R1的阻值，当滑动变阻器的阻值为零时利用热功率的表达式得出定值电阻R1的最大功率，当内阻等于外阻时，电源的输出功率达到最大值，结合电功率的表达式得出电源的最大输出功率和滑动变阻器消耗的最大功率。
17．（2023高二上·北京市期中）在如图所示的图象中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图象，直线Ⅱ为某一电阻的伏安特性曲线。用该电源直接与电阻相连组成闭合电路。下列说法错误的是 （ ）
A．电源的电动势为，内阻为
B．电阻的阻值为
C．电源的输出功率为
D．电源的效率为
【答案】D
【知识点】路端电压与负载的关系
【解析】【解答】A.根据，结合 Ⅰ 知：，，故A不符合题意；
B.根据，结合 Ⅱ 知：，故B不符合题意；
C.两图线的交点表示路端电压和电路中的电流，所以电源的输出功率为，故C不符合题意；
D.电源的效率，故D符合题意。
故答案为：D
【分析】Ⅰ图像与纵轴的交点表示电源的电动势，斜率表示电源的内阻；Ⅱ图像的斜率表示电阻R；由两图线的交点读出电压与电流，求出电源的输出功率和效率。
四、破鼎提升
18．（2024高二上·成都期末）如图所示电路中，电表均为理想电表，定值电阻，滑动变阻器的最大阻值为9Ω。闭合开关前，先将滑动变阻器的滑片移至最左端，只闭合开关时，电压表V的示数为3V；同时闭合开关和时，电流表A的示数为0.2A。下列说法正确的是（ ）
A．电源的电动势为，内阻为
B．将滑动变阻器的滑片从最左端向右滑至最右端的过程中，其消耗的电功率一直增大
C．当滑动变阻器接入电路的阻值为5Ω时，定值电阻R消耗的电功率最大
D．将滑动变阻器的滑片从最左端向右滑至最右端的过程中，滑至最右端时电源的输出功率最大，且最大值为
【答案】D
【知识点】闭合电路的欧姆定律
【解析】【解答】解题的关键要掌握电源的输出功率与外电阻的关系P-R图像，知道内外电阻相等时，电源的输出功率最大。对于可变电阻的功率，常常运用等效思维进行解答。A．电源与外电路断开时，理想电压表的示数等于电源电动势，故
闭合开关和时，由闭合电路欧姆定律得
得电源内阻
故A错误；
B．将电阻R等效为电源内阻的一部分，由电源的输出功率与外电阻的关系图像（如图）可知
当时等效电源的输出功率最大，即消耗的电功率最大，所以当滑动变阻器的滑片从最左端向右滑至最右端的过程中，其消耗的电功率先增大后减小，故B错误；
C．通过定值电阻R的电流最大（即）时，定值电阻R消耗的电功率最大，故C错误；
D．由于外电阻大于电源内阻，由图可知，当外电阻越接近电源内阻时，电源的输出功率越大，所以当时外电阻最接近电源内阻，此时电源的输出功率最大，且最大值为
故D正确。
故选D。
【分析】电表均为理想电表，则电源与外电路断开时，电压表的示数等于电源电动势；闭合开关S1和S2时，由闭合电路欧姆定律求电源的内阻；将电阻R等效为电源内阻的一部分，根据电源的输出功率与外电阻的关系P-R图像分析滑动变阻器RP消耗的电功率变化情况；通过定值电阻R的电流最大（即RP=0Ω）时，定值电阻R消耗的电功率最大。
19．（2024高二上·江山期末）如图所示的电路中，R为滑动变阻器，电容器的电容（C=，定值电阻R0=1Ω，电源电动势E=4V，内阻r=1Ω。闭合开关S，将R的阻值调至2Ω时，下列说法中正确的是（ ）
A．电容器两端电压为1.5V
B．电容器的电荷量为3×10-5C
C．滑动变阻器消耗的功率达到最大
D．电源的输出功率为最大值
【答案】C
【知识点】含容电路分析；闭合电路的欧姆定律
【解析】【解答】本题考查电路的输出功率。当电源的外电阻和内电阻相等时，电源输出功率最大。当求滑动变阻器的最大功率时，可以将其他电阻等效的看作电源内阻即可。A．将R的阻值调至2Ω时，由闭合电路欧姆定律，可计算出滑动变阻器中电流
电容器两端电压
故A错误；
B．电容器的电荷量
故B错误；
CD．设外电路总电阻为，根据电源输出功率最大的条件，可知电源的最大输出功率
在内外阻值大小相等时电源输出功率最大，此时
解得
时电源的输出功率为最大值。把定值电阻看作电源内阻的一部分，将R的阻值调至2Ω时，外电阻R等于定值电阻和内阻之和，即让
时滑动变阻器的功率为最大值，故C正确，D错误。
故选C。
【分析】先通过欧姆定律计算电路中的电流，再计算R两端的电压，电容器的电压与R两端的电压相等；根据Q=UC计算电量；当内阻等于外阻时，电源的输出功率最大；求滑动变阻器最大功率时，可以使用等效电源来思考。
20．（2024高二上·黑龙江期中）如图所示，电源电动势E、内阻r可认为不变，定值电阻R1=0.5r，定值电阻R2=2r，滑动变阻器的最大阻值等于r，闭合开关S，平行板电容器两板间有一带电液滴恰好保持静止。将滑动变阻器滑片向上移动，稳定后理想电压表V1、V2、V3的示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔU3，理想电流表A示数变化量的绝对值为ΔI，下列说法正确的是（ ）
A．
B．、、均不变
C．电源的输出功率变大，电源效率变大
D．带电液滴将向下运动，定值电阻R2中有从流向的瞬间电流
【答案】B
【知识点】含容电路分析；闭合电路的欧姆定律；电路动态分析
【解析】【解答】AB．理想电压表V1测量定值电阻R1两端的电压，根据欧姆定律可得
理想电压表V2测量电源的路端电压，根据闭合电路欧姆定律可得
理想电压表V3测量滑动变阻器两端的电压，根据闭合电路欧姆定律可得
则有
，，
可知、、均不变，由于定值电阻R1的阻值小于，则有ΔU1﹤ΔU2，故A错误，B正确；
C．电源的输出功率为
可知当外电阻（即R1与滑动变阻器接入电路的阻值之和）等于r时，电源的输出功率最大，由于R1< r，则滑动变阻器滑片上移，接入电路的阻值变大，外电阻变大。若滑片移动前，外电阻小于内阻，则滑片上移，电源的输出功率可能增大，可能先增大后减小，若滑片移动前，外电阻大于内阻，则滑片上移，电源的输出功率减小；电源效率为
由于外电阻增大，则电源效率增大，故C错误；
D．将滑动变阻器滑片向上滑动，滑动变阻器接入电路的阻值变大，电路总电阻变大，由闭合电路欧姆定律
可知电路电流减小，根据
可知电容器极板间电压增大，根据
可知电容器的电荷量Q增大，电容器充电，所以定值电阻中有从b流向a的瞬间电流。由
可知极板间匀强电场的电场强度E变大，向上的电场力变大，则带电液滴将向上运动。故D错误。
故选B。
【分析】1.掌握含电容的电路动态分析的处理方法。分析电路结构，把电容器看成断路。
2.明确电表各自测量哪部分电路的电压或电流，按照部分-整体-部分的思路分析。
3.知道理想电压表的内阻无穷大，相当于断路。理想电流表内阻为零，相当于短路。
4.分析电路连接关系时，根据欧姆定律分析。
21．（2024高三上·长沙模拟）如图所示，M、N端连接一个稳压交流电源，其有效值为6V，理想变压器的原线圈上接有定值电阻，副线圈上接有最大阻值为的滑动变阻器R，原、副线圈匝数之比，电流表、电压表均为理想电表。初始时，滑动变阻器R的滑片处于正中间位置，电流表、电压表示数分别为I、U，现将滑片逐步上移至最上端，电流表、电压表变化量的绝对值分别为、，下列说法正确的是（ ）
A．滑片上移过程中电压表、电流表示数均增大
B．
C．滑动变阻器R的滑片处于正中间位置时，电流表示数为lA
D．当滑动变阻器接入电路的阻值为9Ω时，变压器输出功率最大且为9W
【答案】D
【知识点】电功率和电功；变压器原理；电路动态分析
【解析】【解答】A．由于理想变压器原线圈电路上含有电阻，则可把理想变压器和副线圈上的电阻等效为一个电阻，则电路变为简单的串联电路，如图所示
滑片逐步上移，使R阻值增大，即增大，则总电阻增大，根据
可知总电流减小，即通过的电流减小，根据
可知，通过电流表的电流减小。根据
可知增大。根据，可知电压表示数增大。故A错误；
B．根据理想变压器的变压、变流规律及闭合电路欧姆定律有
则，故B错误；
C．对副线圈
原线圈有
又
联立解得，故C错误；
D．分析可知变压器的输出功率为等效电路的功率，则
可知，当时变压器输出功率最大，结合
解得
代入得
故D正确。
【分析】1.根据理想变压器原副线圈匝数比与电压比和电流比分析副线圈中电流表和电压表的示数变化。
2.根据等效电路的特点，结合滑片逐步上移，分析电路电阻变大，等效总电阻变大，等效电路两端电压也增大。
3.根据理想变压器的变压、变流规律及闭合电路欧姆定律得出副线圈两端电压与电流的关系，得出的大小。
4.根据等效电路以及电源的最大输出功率特点，得出当R0等于R等时，变压器的输出功率最大。
22．（2024高二下·益阳期末）如图所示，电源电动势为E，内阻为r。当开关S闭合，滑动变阻器的滑片P位于中点位置时，三个小灯泡、、都正常发光，且亮度相同，则（ ）
A．三个灯泡的额定电流相同
B．三个灯泡的额定电压相同
C．三个灯泡的电阻按从大到小排列是、、
D．当滑片P稍微向左滑动，灯和变暗，灯变亮
【答案】C
【知识点】电路动态分析
【解析】【解答】A．由图知，变阻器R与3灯并联后与2灯串联，最后与1灯并联。三个小灯泡、、都正常发光，且亮度相同，说明额定功率相同，但是电压不同，所以电流不同，故A错误；
BC．对于灯1、2，通过3的电流小于2的电流，当两灯泡的功率相同时，由公式
可知，3的电阻大于2的电阻，灯1的电压大于2、3的电压，当两个灯泡的功率相同时，根据公式
可知1的电阻大于2、3的电阻。则1灯电阻最大，2灯电阻最小，故三个灯泡的电阻按从大到小排列是、、，额定功率相等，电阻不等，由
知，额定电压不等，故B错误，C正确；
D．若将滑片P向左滑动时，变阻器在路电阻增大，外电阻增大，根据闭合电路欧姆定律得知，干路电流I减小，路端电压U增大，则变亮，通过电流
减小，增大，则减小，故变暗。电压
U增大，减小，则增大，故变亮，故D错误。
故选：C。
【分析】首先要明确电路的连接方式，其次按“局部→整体→局部”的思路进行分析。三个灯比较电阻的大小，可两两进行比较，根据条件关系选择恰当的公式，功率相同的条件下，已知电压的大小关系，根据公式比较电阻的大小；已知电流的大小关系，根据公式比较电阻的大小。
23．（2024高二上·湖北月考）在如图所示的电路中，电源内阻为r，是定值电阻，L是灯泡。现闭合开关S，将滑动变阻器的滑片向上滑动，电表A、、、都是理想电表，测得电压表、、示数变化量的绝对值为、、，电流表A示数变化量的绝对值为，下列说法正确的是（ ）
A．、的示数都增大，的示数减小
B．、、均不变
C．电流表示数变小，灯泡变暗
D．电源效率增大
【答案】B,D
【知识点】闭合电路的欧姆定律；电路动态分析
【解析】【解答】AC． 闭合开关S， 根据电路可知，灯泡与滑动变阻器并联，然后与R1串联，电流表连入干路，电压表测量定值电阻两端的电压，电压表测量路端电压，电压表测量灯泡两端的电压。
将滑动变阻器的滑片向上滑动，滑动变阻器接入电路的阻值增大，电路总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律
可知总电流减小，电流表示数减小，定值电阻、内阻两端的电压减小，可知灯泡和滑动变阻器两端的电压增大，灯泡变亮，则减小、增大，的示数增大，故AC错误；
B．根据闭合电路的欧姆定律可得
可得
故、、均不变，故B正确；
D．电源效率
将滑动变阻器的滑片向上滑动，电路总电流减小，故电源效率增大，故D正确。
故选BD。
【分析】 本题考查动态电路分析。解决问题的关键是掌握动态电路的分析方法，根据闭合电路欧姆定律、串并联电路的特点，及电源的输出功率的特点分析判断。
开关闭合后，理清电路连接，搞清电流表测什么电流、电压表测那个用电器电压，然后根据闭合电路欧姆定律判断总电流变化，根据串并联电流特点判断支路电流、电压变化，进而得到电流表和电压表的示数变化；根据欧姆定律、闭合电路欧姆定律、得到、、的变化；根据判断电源效率变化。
五、直击高考
24．（2023·上海）如图所示，四个完全相同的灯泡，亮度最高的是（ ）
A．L1 B．L2 C．L3 D．L4
【答案】A
【知识点】串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【解答】根据电路图可知，四个完全相同的灯泡，灯泡位于干路中，流过灯泡上的电流最大，实际功率最大，亮度最亮，故BCD错误，A正确；
故答案为：A
【分析】根据串并联电路的电流的特点，干路电流等于支路电流之和，灯泡上的电流最大，功率最大，亮度最亮。
25．（2024·湖北） 在如图所示电路中接入正弦交流电，灯泡的电阻是灯泡的2倍。假设两个二极管正向电阻为0、反向电阻无穷大。闭合开关S，灯泡、的电功率之比为（ ）
A．2︰1 B．1︰1 C．1︰2 D．1︰4
【答案】C
【知识点】电功率和电功
【解析】【解答】两个二极管正向电阻为0，反向电阻无穷大，二极管导通则短路并联的灯泡，此时另一个灯泡与电源串联，根据电路图可知在一个完整的周期内，两个灯泡有电流通过的时间相等都为半个周期，电压有效值相等，则根据可知
故选C。
【分析】二极管加上正向电压时，二极管导通，加上反向电压时，二极管截止，在一个周期内两个二极管的导通时间相等；根据功率公式求解作答。
26．（2024·河北）为两个完全相同的定值电阻，两端的电压随时间周期性变化的规律如图1所示（三角形脉冲交流电压的峰值是有效值的倍），两端的电压随时间按正弦规律变化如图2所示，则两电阻在一个周期T内产生的热量之比为( )
A． B． C． D．
【答案】B
【知识点】焦耳定律；交变电流的图像与函数表达式；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】根据有效值的定义可知图1的有效值的计算为
解得
图二的有效值为
接在阻值大小相等的电阻上，因此
故B正确，ACD错误。
故选B。
【分析】对于正弦式电流的有效值 ，由甲图读出电压的最大值，求出有效值．对于乙图，根据有效值的定义，求出有效值．热量的公式 比值
27．（2022·江苏）如图所示，电路中灯泡均正常发光，阻值分别为 ， ， ， ，电源电动势 ，内阻不计，四个灯泡中消耗功率最大的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】A
【知识点】焦耳定律；电功率和电功
【解析】【解答】R3与R4串联支路总电阻为6欧，并联电路总电阻R并==，
故R1和R2电压相等，由得，功率最大。
故选A
【分析】由电路图可知R3与R4串联后与R2并联，再与R1串联。求出并联电路部分的等效电阻。由电功率公式求解。
28．（2023·海南）如图所示电路，已知电源电动势为，内阻不计，电容器电容为，闭合开关，待电路稳定后，电容器上电荷量为（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【知识点】电容器及其应用；串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【解答】由电路图可知，电路为3R与2R串联，R与4R串联再并联，且电源内阻不计，故两个支路的总电压均为E，负极板电势视为零，
则2R上的电压为：；4R上的电压为：，
可知电容器两板之间的电压为：，故电容器的电荷量为：，ABD错误，C正确；
故答案为：C
【分析】正确应用串并联电路电压特点，计算电路图右端两个电阻电压，由于电源负极板电势可视作零，则该电压分别为电容器上下极板的电势，由此计算电容器的电势差和电荷量。
29．（2024·重庆）小明设计了台灯的两种调光方案，电路图分别如图甲，乙所示，图中额定电压为6V灯泡的电阻恒定，R为滑动变阻器，理想变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2。原线圈两端接电压为220V的交流电，滑片P可调节灯泡L的亮度，P在R最左端时，甲、乙图中灯泡L均在额定功率下工作，则（ ）
A．n1：n2 = 110：3
B．当P滑到R中点时，图甲中L功率比图乙中的小
C．当P滑到R最左端时，图甲所示电路比图乙更节能
D．图甲中L两端电压的可调范围比图乙中的大
【答案】A,C
【知识点】电功率和电功；变压器原理；变压器的应用
【解析】【解答】A．滑片P在最左端时，滑动变阻器R被短路，只有灯泡L被接入电路中，则此时图甲、乙中变压器输出电压均为灯泡的额定电压6V，根据理想变压器规律可得
故A正确；
B．当P滑到R中点时，图甲中滑动变阻器与灯泡串联，则图乙中灯泡与Р右端的电阻并联后再与P左端电阻串联，其中，则根据串联分压可知， 图甲中灯泡电压大于图乙中灯泡电压，根据
可知，图甲中灯泡功率比图乙中灯泡功率大，故B错误；
C．当P滑到R最左端时，图甲只有灯泡接入电路，总电阻等于灯泡电阻，图乙R与灯泡并联接入电路，总电阻小于灯泡电阻，而原线圈两端接电压及原副线圈匝数比不变，则副线圈输出电压不变，则根据
可知乙图输出功率比甲图输出功率大，则图甲比图乙更节能，故C正确；
D．图乙滑动变阻器为分压式接法，灯泡两端电压在0到6V间变化。图甲滑动变阻器为限流式接法，灯泡两端电压最高为6V，最低电压大于零， 故图甲中L两端电压的可调范围比图乙中的小 ，故D错误。
故选AC。
【分析】根据电路图确定滑动变阻器位于最左端时，电路的连接情况，根据电路的连接情况及灯泡恰好正常发光确定此时副线圈的电压，再根据理想变压器原理确定原副线圈匝数比。总电阻越大，回路中电流越小，电路中的输出功率越小。根据题意结合串并联规律确定不同情况下两图总电阻的大小关系，再结合电功率的定义分析灯泡功率及电路总功率的关系。
30．（2021·海南）如图，理想变压器原线圈接在 的交流电源上，副线圈匝数可通过滑片P来调节。当滑片P处于图示位置时，原、副线圈的匝数比 ，为了使图中“ ， ”的灯泡能够正常发光，下列操作可行的是（ ）
A．仅将滑片P向上滑动
B．仅将滑片P向下滑动
C．仅在副线圈电路中并联一个阻值为 的电阻
D．仅在副线圈电路中串联一个阻值为 的电阻
【答案】B,D
【知识点】变压器原理；串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【解答】根据正弦式交变电流有效值规律得原线圈电压有效值
有根据原副线圈电压规律，得出副线圈电压有效值
所以则为了使图中“ ， ”的灯泡能够正常发光，则需要减小次级电压，即仅将滑片P向下滑动；或者仅在副线圈电路中串联一个电阻，阻值为
故答案为：BD。
【分析】解答本题的关键是理解小灯泡正常发光的含义是：小灯泡两端的工作电压为100V，首先根据理想变压器原副线圈的关系，求解副线圈电压的有效值，然后根据串联电路电阻与电压的分配关系求解小灯泡两端的电压，最后分析滑线变阻器滑片的的移动方向。
31．（2024·山东）如图所示，两条相同的半圆弧形光滑金属导轨固定在水平桌面上，其所在平面竖直且平行，导轨最高点到水平桌面的距离等于半径，最低点的连线与导轨所在竖直面垂直。空间充满竖直向下的匀强磁场（图中未画出），导轨左端由导线连接。现将具有一定质量和电阻的金属棒平行放置在导轨图示位置，由静止释放。运动过程中始终平行于且与两导轨接触良好，不考虑自感影响，下列说法正确的是( )
A．最终一定静止于位置
B．运动过程中安培力始终做负功
C．从释放到第一次到达位置过程中，的速率一直在增大
D．从释放到第一次到达位置过程中，中电流方向由M到N
【答案】A,B,D
【知识点】闭合电路的欧姆定律；导体切割磁感线时的感应电动势；电磁感应中的能量类问题
【解析】【解答】 AB.由楞次定律结合左手定则可知，安培力与MN的运动方向的夹角始终大于90°，则安培力始终做负功，电路中有电阻，运动过程中会产生感应电动势和感应电流，产生焦耳热，金属棒的机械能最终转化为内能，最终会停止在最低点，故AB正确；
D.根据楞次定律可知，从释放到第一次到达OO'位置过程中，MN中电流方向由M到N，故D正确；
C.从释放到第一次到达OO'位置过程中，在即将到达OO'位置的时刻，MN所受安培力水平向左，沿速度方向的分力一定大于MN所受重力沿速度方向的分力，处于减速状态，说明MN在OO'位置速率不是最大，故C错误。
【分析】AB.根据楞次定律和左手定则分析安培力做功，根据能量转化和守恒分析最终的状态；
D.根据楞次定律判断电流方向；
C.根据沿速度方向的合力和加速度的变化情况分析速率的变化情况。
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