第2讲 闭合电路欧姆定律及应用
■目标要求
1.了解电动势的物理意义,理解并掌握闭合电路欧姆定律。2.会用闭合电路欧姆定律分析电路的动态变化。3.会计算涉及电源的电路中的功率,理解电源的输出效率。4.掌握路端电压和电流的关系及电源的U-I图像。
考点1 闭合电路欧姆定律
必|备|知|识
1.电源。
(1)电动势。
①非静电力所做的功与所移动的电荷量之比叫电动势,表达式为E= 。
②物理含义:电动势表示电源把其他形式的能转化成电势能 的大小,在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压。
(2)内阻:电源内部导体的电阻。
2.闭合电路欧姆定律。
(1)内容:闭合电路的电流跟电源的 成正比,跟内、外电路的电阻之和成反比。
(2)公式:I=(只适用于纯电阻电路)。
(3)其他表达形式。
E=U外+U内或E=U外+Ir(适用于任意电路)。
(1)电动势的大小反映了电源把电能转化为其他形式的能的本领大小()
(2)电动势和内阻是电源的重要参数,电动势由电源中非静电力的特性决定,与电源的体积和外电路均无关()
(3)在电源电动势和内阻恒定的闭合电路中,路端电压随外电阻的增大而增大,但不可以超过电动势()
关|键|能|力
考向1 闭合电路的路端电压与外电阻的关系
1.纯电阻电路:U=IR=·R=,当R增大时,U增大。
2.特殊情况。
(1)当外电路断路时,I=0,U=E。
(2)当外电路短路时,I短=,U=0。
【典例1】 (多选)在如图所示的电路中,电源电动势E和内阻r均为定值,当外电路电阻R发生变化时,回路电流I、路端电压U、内电压U'都将随之发生变化。下列图像能正确表示其变化规律的是( )
A B C D
考向2 闭合电路的动态分析
1.程序法。
2.“串反并同”结论法。
(1)所谓“串反”,即某一电阻增大时,与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小,反之则增大。
(2)所谓“并同”,即某一电阻增大时,与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大,反之则减小。
3.极限法。
因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题,可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端,让电阻最大或电阻为零去讨论。
【典例2】 (2025·张家口模拟)某同学设计如图所示的电路图,闭合开关,L1、L2均正常发光,调节滑动变阻器的滑片,下列说法正确的是( )
A.滑片P自C向D滑动时,L1变亮,L2变亮
B.滑片P自C向D滑动时,L1变暗,L2变暗
C.滑片P自D向C滑动时,L1变暗,L2变亮
D.滑片P自D向C滑动时,L1变亮,L2变暗
考向3 含容电路的分析和计算
1.电路简化。
把电容器所处的支路视为断路,简化电路时可以去掉,求电荷量时再在相应位置补上。
2.电容器的电压。
(1)电容器两端的电压等于与之并联的电阻两端的电压。
(2)电容器所在的支路中没有电流时,与之串联的电阻无电压,相当于导线。
3.电容器的电荷量及变化。
(1)利用Q=UC计算电容器初、末状态所带的电荷量Q1和Q2。
(2)如果变化前后极板带电的电性相同,通过所连导线的电荷量为|Q1-Q2|。
(3)如果变化前后极板带电的电性相反,通过所连导线的电荷量为Q1+Q2。
【典例3】
(多选)平行金属板A、B水平放置,构成平行板电容器,下极板B接地,与电阻箱R1、定值电阻R2、电源E、滑动变阻器R组成如图所示电路,滑动变阻器R的滑动片置于中间位置。下列说法正确的是( )
A.上极板A带正电,下极板B不带电
B.仅增加极板A、B间的距离,极板带电量减小
C.仅增大电阻箱R1的阻值,电容器两端电压减小
D.仅将滑动变阻器R的滑片向b端滑动,极板带电量增大
考向4 电路故障分析
1.电压测量法。
(1)断点故障的判断:用电压表与电源并联,若有电压时,再逐段与电路并联,若电压表指针偏转,则这段电路有断点。
(2)短路故障的判断:用电压表与电源并联,若有电压时,再逐段与电路并联,若电压表示数为零时,该电路被短路;当电压表示数不为零,则该电路没被短路或不完全被短路。
2.假设法。
已知电路发生某种故障,寻求故障发生在何处时,可将整个电路划分为若干部分,然后逐一假设某部分电路发生故障,运用欧姆定律进行正向推理。推理结果若与题述物理现象不符合,则故障不是发生在这部分电路;若推理结果与题述物理现象符合,则故障可能发生在这部分电路。直到找出发生故障的全部可能为止。
【典例4】
如图所示的电路中,电源的电动势为6 V,当开关S接通后,灯泡L1和L2都不亮,用电压表测得各部分的电压是Uab=6 V,Uad=0 V,Ucd=6 V,由此可断定( )
A.L1和L2的灯丝都烧断了
B.L1的灯丝烧断了
C.L2的灯丝烧断了
D.变阻器R断路
考点2 电源的功率及效率
必|备|知|识
1.电源的总功率。
(1)任意电路:P总=IE=IU外+IU内=P出+P内。
(2)纯电阻电路:P总=I2(R+r)=。
2.电源内部消耗的功率。
P内=I2r=IU内=P总-P出。
3.电源的输出功率。
(1)任意电路:P出=IU=IE-I2r=P总-P内。
(2)纯电阻电路:P出=I2R=。
4.电源的效率。
(1)任意电路:η=×100%=×100%。
(2)纯电阻电路:η=×100%。
(1)外电阻越大,电源的输出功率越大()
(2)电源的输出功率越大,电源的效率越高()
(3)电源的内部发热功率越大,输出功率越小()
关|键|能|力
1.纯电阻电路中电源的最大输出功率(如图)。
P出=UI=I2R=R==,当R=r时,电源的输出功率最大为Pm=。
2.提高纯电阻电路效率的方法。
η=×100%=×100%=×100%,R越大,η越高。
3.等效电源。
把含有电源、电阻的部分电路等效为新的“电源”,其“电动势”“内阻”如下:
(1)两点间断路时的电压等效为电动势E'。
(2)两点短路时的电流为等效短路电流I短',等效内电阻r'=。
常见电路等效电源如下:
【典例5】 在如图所示的电路中,R0为定值电阻,R为光敏电阻(光照减弱时阻值增大),C为电容器,闭合开关后,减弱对光敏电阻R光照的强度,下列说法正确的是( )
A.电流表的示数增大
B.电容器C的电荷量增大
C.电源输出功率增大
D.电源内部消耗的功率变大
【典例6】
(多选)如图所示,电动势为E、内阻为r的电池与定值电阻R0、滑动变阻器R串联,已知R0=0.5r,滑动变阻器的最大阻值是3r。闭合开关,当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动时,下列说法正确的是( )
A.电源内阻消耗的功率变大
B.电源的输出功率先变大后变小
C.滑动变阻器消耗的功率变小
D.定值电阻R0消耗的功率变大
用好“等效电源”,巧解最大输出功率
等效法是物理中常用的一种解决问题的方法,本例中在分析滑动变阻器的功率变化时,使用等效法解题非常方便、快捷。把R0+r看成电源的内阻,滑动变阻器接入电路的阻值就是等效电源的外电阻,此时套用闭合电路的输出功率的结论非常方便。
考点3 电源的U-I图像
关|键|能|力
1.截距。
纵轴上的截距等于电源的电动势;横轴上的截距等于外电路短路时的电流,即I短=(如图所示)。
2.斜率。
图线斜率的绝对值等于电源的内阻,即r==,斜率的绝对值越大,电源的内阻越大。
3.图线上的点。
图线上任一点对应的U、I的比值为此时外电路的电阻,即R=。
4.面积。
面积UI为电源的输出功率,而电源的总功率P总=EI,P总-P出=EI-UI为电源的发热功率。
考向1 电源的U-I图像的理解和应用
【典例7】
如图所示,甲、乙为两个独立电源的路端电压U与通过它们的电流I的关系图线,下列说法正确的是( )
A.路端电压都为U0时,它们的外电阻相等
B.电流都是I0时,两电源的内电压相等
C.电源甲的电动势小于电源乙的电动势
D.电源甲的内阻小于电源乙的内阻
考向2 电源的U-I图像和电阻的U-I图像的综合应用
【典例8】 两位同学在实验室利用如图甲所示的电路测定电阻R0、电源的电动势E和内电阻r,调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时,一个同学记录了电流表A和电压表V1的测量数据,另一同学记录的是电流表A和电压表V2的测量数据。根据数据描绘了如图乙所示的两条U-I直线。则图像中两直线的交点表示的物理意义是( )
甲 乙
A.滑动变阻器的滑动触头P滑到了最右端
B.电源的输出功率最大
C.定值电阻R0上消耗的功率为1.0 W
D.电源的效率达到最大值
第2讲 闭合电路欧姆定律及应用
考点1
必备知识
1.(1)① ②本领 2.(1)电动势
微点辨析 (1)× (2)√ (3)√
关键能力
【典例1】 AB 解析 由闭合电路欧姆定律有I= ①,路端电压U=E-Ir=E-r=E ②,内电压U'=Ir=E ③。根据①式可知,I随R的增大单调递减,但不是线性变化,A项正确;将②式变形可得U=E,利用数学知识可知B项正确,D项错误;根据③式可知,C项错误。
【典例2】 B 解析 当滑动变阻器的滑片P自C向D滑动时,滑动变阻器电阻减小,则电路中总电阻减小,根据I=可知电路中总电流增大,则电源内部电压增大,外电路电压减小,根据并联电路电压特点,可知L1两端电压减小,通过的电流减小,故L1变暗,因干路的总电流变大,可知通过R的电流增大,则R两端电压增大,L2和滑动变阻器并联部分的电压减小, L2两端电压减小,电流减小,L2变暗;反之同理可得,当滑动变阻器的滑片P自D向C滑动时,L1、L2均变亮,B项正确。
【典例3】 BD 解析 上极板A带正电,下极板B带负电,A项错误;仅增加极板A、B间的距离,根据C=可知C减小,根据Q=CU可知,极板带电量减小,B项正确;电容器两板间电压等于滑动变阻器两端的电压,则仅增大电阻箱R1的阻值,电容器两端电压不变,C项错误;仅将滑动变阻器R的滑片向b端滑动,滑动变阻器阻值变大,则总电流减小,R2及电源内阻上的电压减小,滑动变阻器两端的电压变大,即电容器两端的电压变大,根据Q=CU可知极板带电量增大,D项正确。
【典例4】 C 解析 由Uab=6 V可知,电源完好,灯泡都不亮,说明电路中出现断路故障,且在a、b之间。由Ucd=6 V可知,灯泡L1与变阻器R是通的,断路故障出现在c、d之间,故灯L2断路,C项正确。
考点2
必备知识
微点辨析 (1)× (2)× (3)×
关键能力
【典例5】 B 解析 减弱对光敏电阻R光照的强度,其阻值增大,根据闭合电路的欧姆定律可知,电路中的电流将减小,电流表的示数减小,A项错误;电路中的电流减小,则电路的路端电压增大,所以电压表的示数增大,电容器两端的电压增大,根据Q=CU可知,电容器C的电荷量增大,B项正确;当电源的内阻和外电路电阻阻值相等时,电源输出功率最大,本题中电源内阻与外电路电阻阻值之间的大小关系未知,故无法判断电源输出功率增大还是减小,C项错误;电路中的电流减小,电源内部消耗的功率P=I2r,所以将随电流的减小而减小,D项错误。
【典例6】 ABD 解析 当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动时,接入电阻减小,由欧姆定律可知I=,电流增大,根据功率表达式Pr=I2r,=I2R0,则电源内阻消耗的功率变大,定值电阻R0消耗的功率变大,A、D两项正确;电源的输出功率P=2·(R+R0),由函数分析可知,当R+R0=r,即R=0.5r时,电源输出功率达到最大值Pmax=,由于滑动变阻器的最大阻值是3r,当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动时,外电阻一直减小,则电源的输出功率先变大后变小,B项正确;滑动变阻器消耗的功率P'=2R,由函数分析可知,当R=R0+r,即R=1.5r时,滑动变阻器消耗的功率达到最大值Pmax'=,由于滑动变阻器的最大阻值是3r,当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻一直减小,则滑动变阻器消耗的功率先变大后变小,C项错误。
考点3
关键能力
【典例7】 A 解析 根据闭合电路欧姆定律可知,电路的外电阻为R=,由题图可知路端电压都为U0时,电路中电流都为I0,所以此时它们的外电阻相等,A项正确;电源的U-I图像的斜率的绝对值表示电源的内阻,则由题图可知电源甲的内阻大于电源乙的内阻,而电源的内电压为U内=Ir,所以电流都是I0时, 电源甲的内电压大于电源乙的内电压,B、D两项错误;电源的U-I图像的纵截距表示电源的电动势,则由题图可知电源甲的电动势大于电源乙的电动势,C项错误。
【典例8】 B 解析 由题图乙可得,电源的电动势E=1.5 V,r=1 Ω,交点位置R+R0==2 Ω,R0==2 Ω,则R=0,滑动变阻器的滑片P滑到了最左端,A项错误;当电路中外电阻等于内电阻时,电源输出功率最大,但本题R0>r,改变滑动变阻器时无法达到电路中内、外电阻相等,此时当外电阻越接近内电阻时,电源输出功率最大,B项正确;R0消耗的功率P=IU2=0.5 W,C项错误;电源的效率η=,电流越小效率越大,可见滑动变阻器的滑片P滑到最右端时效率最大,D项错误。(共48张PPT)
第2讲
闭合电路欧姆定律及应用
第十章 电路和电能
目
标
要
求
1.了解电动势的物理意义，理解并掌握闭合电路欧姆定律。2.会用闭合电路欧姆定律分析电路的动态变化。3.会计算涉及电源的电路中的功率，理解电源的输出效率。4.掌握路端电压和电流的关系及电源的U-I图像。
考点1 闭合电路欧姆定律
考点2 电源的功率及效率
内容
索引
考点3 电源的U-I 图像
闭合电路欧姆定律
考点1
1.电源。
(1)电动势。
①非静电力所做的功与所移动的电荷量之比叫电动势，表达式为E=
。
②物理含义：电动势表示电源把其他形式的能转化成电势能 的大小，在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压。
(2)内阻：电源内部导体的电阻。
必|备|知|识
本领
2.闭合电路欧姆定律。
(1)内容：闭合电路的电流跟电源的 成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比。
(2)公式：I=(只适用于纯电阻电路)。
(3)其他表达形式。
E=U外+U内或E=U外+Ir(适用于任意电路)。
电动势
(1)电动势的大小反映了电源把电能转化为其他形式的能的本领大小( )
(2)电动势和内阻是电源的重要参数，电动势由电源中非静电力的特性决定，与电源的体积和外电路均无关( )
(3)在电源电动势和内阻恒定的闭合电路中，路端电压随外电阻的增大而增大，但不可以超过电动势( )
考向1
闭合电路的路端电压与外电阻的关系
1.纯电阻电路：U=IR=·R=，当R增大时，U增大。
2.特殊情况。
(1)当外电路断路时，I=0，U=E。
(2)当外电路短路时，I短=，U=0。
关|键|能|力
【典例1】 (多选)在如图所示的电路中，电源电动势E和内阻r均为定值，当外电路电阻R发生变化时，回路电流I、路端电压U、内电压U'都将随之发生变化。下列图像能正确表示其变化规律的是( )
由闭合电路欧姆定律有I= ①，路端电压U=E-Ir=E-r=E ②，内电压U'=Ir=E ③。根据①式可知，I随R的增大单调递减，但不是线性变化，A项正确；将②式变形可得U=E，利用数学知识可知B项正确，D项错误；根据③式可知，C项错误。
解析
考向2
闭合电路的动态分析
1.程序法。
2.“串反并同”结论法。
(1)所谓“串反”，即某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小，反之则增大。
(2)所谓“并同”，即某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大，反之则减小。
3.极限法。
因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端，让电阻最大或电阻为零去讨论。
【典例2】 (2025·张家口模拟)某同学设计如图所示的电路图，闭合开关，L1、L2均正常发光，调节滑动变阻器的滑片，下列说法正确的是( )
A.滑片P自C向D滑动时，L1变亮，L2变亮
B.滑片P自C向D滑动时，L1变暗，L2变暗
C.滑片P自D向C滑动时，L1变暗，L2变亮
D.滑片P自D向C滑动时，L1变亮，L2变暗
当滑动变阻器的滑片P自C向D滑动时，滑动变阻器电阻减小，则电路中总电阻减小，根据I=可知电路中总电流增大，则电源内部电压增大，外电路电压减小，根据并联电路电压特点，可知L1两端电压减小，通过的电流减小，故L1变暗，因干路的总电流变大，可知通过R的电流增大，则R两端电压增大，L2和滑动变阻器
解析
并联部分的电压减小， L2两端电压减小，电流减小，L2变暗；反之同理可得，当滑动变阻器的滑片P自D向C滑动时，L1、L2均变亮，B项正确。
解析
考向3
含容电路的分析和计算
1.电路简化。
把电容器所处的支路视为断路，简化电路时可以去掉，求电荷量时再在相应位置补上。
2.电容器的电压。
(1)电容器两端的电压等于与之并联的电阻两端的电压。
(2)电容器所在的支路中没有电流时，与之串联的电阻无电压，相当于导线。
3.电容器的电荷量及变化。
(1)利用Q=UC计算电容器初、末状态所带的电荷量Q1和Q2。
(2)如果变化前后极板带电的电性相同，通过所连导线的电荷量为|Q1-Q2|。
(3)如果变化前后极板带电的电性相反，通过所连导线的电荷量为Q1+Q2。
【典例3】 (多选)平行金属板A、B水平放置，构成平行板电容器，下极板B接地，与电阻箱R1、定值电阻R2、电源E、滑动变阻器R组成如图所示电路，滑动变阻器R的滑动片置于中间位置。下列说法正确的是( )
A.上极板A带正电，下极板B不带电
B.仅增加极板A、B间的距离，极板带电量减小
C.仅增大电阻箱R1的阻值，电容器两端电压减小
D.仅将滑动变阻器R的滑片向b端滑动，极板带电量增大
上极板A带正电，下极板B带负电，A项错误；仅增加极板A、B间的距离，根据C=可知C减小，根据Q=CU可知，极板带电量减小，B项正确；电容器两板间电压等于滑动变阻器两端的电压，则仅增大电阻箱R1的阻值，电容器两端电压不变，C项错误；仅将滑动变阻器R的滑片向b端滑动，滑动变阻器阻值变大，则总电流减小，R2及电源内阻上的电压减小，滑动变阻器两端的电压变大，即电容器两端的电压变大，根据Q=CU可知极板带电量增大，D项正确。
解析
考向4
电路故障分析
1.电压测量法。
(1)断点故障的判断：用电压表与电源并联，若有电压时，再逐段与电路并联，若电压表指针偏转，则这段电路有断点。
(2)短路故障的判断：用电压表与电源并联，若有电压时，再逐段与电路并联，若电压表示数为零时，该电路被短路；当电压表示数不为零，则该电路没被短路或不完全被短路。
2.假设法。
已知电路发生某种故障，寻求故障发生在何处时，可将整个电路划分为若干部分，然后逐一假设某部分电路发生故障，运用欧姆定律进行正向推理。推理结果若与题述物理现象不符合，则故障不是发生在这部分电路；若推理结果与题述物理现象符合，则故障可能发生在这部分电路。直到找出发生故障的全部可能为止。
【典例4】 如图所示的电路中，电源的电动势为6 V，当开关S接通后，灯泡L1和L2都不亮，用电压表测得各部分的电压是Uab=6 V，Uad=0 V，Ucd=6 V，由此可断定( )
A.L1和L2的灯丝都烧断了
B.L1的灯丝烧断了
C.L2的灯丝烧断了
D.变阻器R断路
由Uab=6 V可知，电源完好，灯泡都不亮，说明电路中出现断路故障，且在a、b之间。由Ucd=6 V可知，灯泡L1与变阻器R是通的，断路故障出现在c、d之间，故灯L2断路，C项正确。
解析
电源的功率及效率
考点2
1.电源的总功率。
(1)任意电路：P总=IE=IU外+IU内=P出+P内。
(2)纯电阻电路：P总=I2(R+r)=。
2.电源内部消耗的功率。
P内=I2r=IU内=P总-P出。
必|备|知|识
3.电源的输出功率。
(1)任意电路：P出=IU=IE-I2r=P总-P内。
(2)纯电阻电路：P出=I2R=。
4.电源的效率。
(1)任意电路：η=×100%=×100%。
(2)纯电阻电路：η=×100%。
(1)外电阻越大，电源的输出功率越大( )
(2)电源的输出功率越大，电源的效率越高( )
(3)电源的内部发热功率越大，输出功率越小( )
1.纯电阻电路中电源的最大输出功率(如图)。
关|键|能|力
P出=UI=I2R=R==，当R=r时，电源的输出功率最大为Pm=。
2.提高纯电阻电路效率的方法。
η=×100%=×100%=×100%，R越大，η越高。
3.等效电源。
把含有电源、电阻的部分电路等效为新的“电源”，其“电动势”“内阻”如下：
(1)两点间断路时的电压等效为电动势E'。
(2)两点短路时的电流为等效短路电流I短'，等效内电阻r'=。
常见电路等效电源如下：
【典例5】 在如图所示的电路中，R0为定值电阻，R为光敏电阻(光照减弱时阻值增大)，C为电容器，闭合开关后，减弱对光敏电阻R光照的强度，下列说法正确的是( )
A.电流表的示数增大
B.电容器C的电荷量增大
C.电源输出功率增大
D.电源内部消耗的功率变大
减弱对光敏电阻R光照的强度，其阻值增大，根据闭合电路的欧姆定律可知，电路中的电流将减小，电流表的示数减小，A项错误；电路中的电流减小，则电路的路端电压增大，所以电压表的示数增大，电容器两端的电压增大，根据Q=CU可知，电容器C的电荷量增大，B项正确；当电源的内阻和外电路电阻阻值相等时，电源输出功率最大，本题中电源内阻与外电路电阻阻值之间
解析
的大小关系未知，故无法判断电源输出功率增大还是减小，C项错误；电路中的电流减小，电源内部消耗的功率P=I2r，所以将随电流的减小而减小，D项错误。
解析
【典例6】 (多选)如图所示，电动势为E、内阻为r的电池与定值电阻R0、滑动变阻器R串联，已知R0=0.5r，滑动变阻器的最大阻值是3r。闭合开关，当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动时，下列说法正确的是( )
A.电源内阻消耗的功率变大
B.电源的输出功率先变大后变小
C.滑动变阻器消耗的功率变小
D.定值电阻R0消耗的功率变大
当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动时，接入电阻减小，由欧姆定律可知I=，电流增大，根据功率表达式Pr=I2r，=I2R0,则电源内阻消耗的功率变大，定值电阻R0消耗的功率变大，A、D两项正确；电源的输出功率P=·(R+R0)，由函数分析可
解析
知，当R+R0=r，即R=0.5r时，电源输出功率达到最大值Pmax=，由于滑动变阻器的最大阻值是3r，当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动时，外电阻一直减小，则电源的输出功率先变大后变小，B项正确；滑动变阻器消耗的功率P'=R，由函数分析可知，当R=R0+r，即R=1.5r时，滑动变阻器消耗的功率达到最大值
解析
Pmax'=，由于滑动变阻器的最大阻值是3r，当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻一直减小，则滑动变阻器消耗的功率先变大后变小，C项错误。
解析
用好“等效电源”，巧解最大输出功率
等效法是物理中常用的一种解决问题的方法，本例中在分析滑动变阻器的功率变化时，使用等效法解题非常方便、快捷。把R0+r看成电源的内阻，滑动变阻器接入电路的阻值就是等效电源的外电阻，此时套用闭合电路的输出功率的结论非常方便。
电源的U-I图像
考点3
1.截距。
纵轴上的截距等于电源的电动势；横轴上的截距等于外电路短路时的电流，即I短=(如图所示)。
关|键|能|力
2.斜率。
图线斜率的绝对值等于电源的内阻，即r==，斜率的绝对值越大，电源的内阻越大。
3.图线上的点。
图线上任一点对应的U、I的比值为此时外电路的电阻，即R=。
4.面积。
面积UI为电源的输出功率，而电源的总功率P总=EI，P总-P出=EI-UI为电源的发热功率。
考向1
电源的U-I图像的理解和应用
【典例7】 如图所示，甲、乙为两个独立电源的路端电压U与通过它们的电流I的关系图线，下列说法正确的是( )
A.路端电压都为U0时，它们的外电阻相等
B.电流都是I0时，两电源的内电压相等
C.电源甲的电动势小于电源乙的电动势
D.电源甲的内阻小于电源乙的内阻
根据闭合电路欧姆定律可知，电路的外电阻为R=，由题图可知路端电压都为U0时，电路中电流都为I0，所以此时它们的外电阻相等，A项正确；电源的U-I图像的斜率的绝对值表示电源的内阻,则由题图可知电源甲的内阻大于电源乙的内阻，而电源的内电压为U内=Ir，所以电流都是I0时， 电源甲的内电压大于电源乙的内电压，B、D两项错误；电源的U-I图像的纵截距表示电源的电动势,则由题图可知电源甲的电动势大于电源乙的电动势，C项错误。
解析
考向2
电源的U-I图像和电阻的U-I图像的综合应用
【典例8】 两位同学在实验室利用如图甲所示的电路测定电阻R0、电源的电动势E和内电阻r，调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，一个同学记录了电流表A和电压表V1的测量数据，另一同学记录的是电流表A和电压表V2的测量数据。根据数据描绘了如图乙所示的两条U-I直线。则图像中两直线的交点表示的物理意义是( )
A.滑动变阻器的滑动触头P滑到了最右端
B.电源的输出功率最大
C.定值电阻R0上消耗的功率为1.0 W
D.电源的效率达到最大值
由题图乙可得，电源的电动势E=1.5 V，r=1 Ω，交点位置R+R0==2 Ω，R0==2 Ω，则R=0，滑动变阻器的滑片P滑到了最左端，A项错误；当电路中外电阻等于内电阻时，电源输出功率最大，但本题R0>r，改变滑动变阻器时无法达到电路中内、外电阻相等，此时当外电阻越接近内电阻时，电源输出功率最大，B
解析
项正确；R0消耗的功率P=IU2=0.5 W，C项错误；电源的效率η=，电流越小效率越大，可见滑动变阻器的滑片P滑到最右端时效率最大，D项错误。
解析微练35 闭合电路欧姆定律及应用
梯级Ⅰ基础练
1.2024年4月25日，神舟十八号载人飞船发射取得成功。如图为飞船在天空中展开太阳能电池板情景，飞船两翼的太阳电池板是太阳能电池在太空领域的应用，关于电源、电流与电路，以下说法正确的是( )
A.太阳能安全、清洁，是可供人类利用的一种新能源，但只能在太空中使用
B.电源的作用是在电源内部把电子由负极搬运到正极，保持两极之间有电压
C.电源是将化学能转化为电能的装置，电路两端有电压，电路中就有电流
D.某电池板不接负载时的电压是0.8 V，短路电流是0.04 A，则内阻为20 Ω
2.如图所示，直线a为某电源的路端电压随电流强度的变化图线，直线b为电阻R两端的电压随电流强度的变化图线。用该电源和该电阻组成的闭合电路，则电源的输出功率和热功率分别是( )
A.4 W，2 W B.3 W，2 W
C.6 W，2 W D.6 W，4 W
3.(2025·扬州模拟)在研究微型电动机的性能时，可采用如图所示的实验电路。电源电动势为20 V，内阻为1.5 Ω，当调节滑动变阻器R，使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为1.0 A和1.0 V;重新调节R，使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0 A和14.0 V。则当这台电动机正常运转时( )
A.电动机的内阻为7 Ω
B.滑动变阻器R的电阻为3 Ω
C.电动机的输出功率为24 W
D.电源的输出功率为32 W
4.(2023·海南卷)如图所示电路，已知电源电动势为E，内阻不计，电容器电容为C，闭合开关S，待电路稳定后，电容器上电荷量为( )
A.CE B.CE
C.CE D.CE
5.如图甲所示的电路，其中电源电动势E=6 V，内阻r=2 Ω，定值电阻R=4 Ω，已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的有效阻值Rr的关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.图乙中滑动变阻器的最大功率P2=4.5 W
B.滑动变阻器消耗功率最大时，定值电阻R也消耗功率最大
C.图乙中R1=6 Ω，R2=12 Ω
D.调整滑动变阻器Rr的阻值，可以使电源的输出电流达到2 A
6.(2025·昆明模拟)如图所示，电路中的电源E=6 V，内阻不计，a、b、c、d为电路中的四个接触点，闭合开关S后，左右移动滑动变阻器滑片，电路中的电流表没有示数，电路中两个灯泡L1和L2都不亮，用多用电表的电压挡检查电路时，测得Uab=0，Ucd=0，Uac=6 V，Uad=6 V，整个电路中只有一个故障，则故障原因可能是( )
A.灯泡L1短路 B.滑动变阻器R断路
C.灯泡L2断路 D.电流表短路
7.在如图所示的电路中，R1、R2为定值电阻，R3为可变电阻，电源的电动势为E，内阻为r，理想电流表A1的读数为I1，理想电流表A2的读数为I2，理想电压表V1的示数为U1，理想电压表V2的读数为U2。当R3的滑片向b端移动过程中，电流表A1的读数变化量大小为ΔI1，电流表A2的读数变化量大小为ΔI2，电压表V1的读数变化量大小为ΔU1，电压表V2的读数变化量大小为ΔU2，则( )
A.U1变小，不变 B.ΔU1<ΔU2，不变
C.I2变大，变小 D.I1变小，变小
8.在如图所示的竖直方向的电路中，电压表和电流表均为理想电表，R1、R2、R3为定值电阻，电源电动势为E、内阻为r，开关S1闭合，S2断开，水平放置的平行板电容器中间有一带电油滴处于静止状态，当S2从断开到闭合后，下列说法正确的是( )
A.两表读数均变大
B.电源内阻消耗的功率变小
C.油滴将向上运动
D.电容器带的电荷量减少
梯级Ⅱ能力练
9.(2025·连云港模拟)如图所示的电路中，R1、R2为定值电阻，闭合开关S，电压表显示有读数，调节可变电阻R的阻值，电压表示数增大，则对此过程分析正确的是( )
A.电阻R阻值减小
B.电阻R1消耗的功率减小
C.通过电阻 R2的电流增大
D.电源内非静电力做功功率减小
10.如图所示的电路中，电压表和电流表均为理想电表，电源的电动势为10 V，内阻为1 Ω，定值电阻R的阻值为5 Ω，滑动变阻器的最大阻值是10 Ω。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P由最左端a向最右端b滑动过程中，下列说法正确的是( )
A.电流表的示数变大
B.滑动变阻器消耗的功率一直变大
C.电源内部消耗的功率变小
D.电源的最大效率约为91.7%
11.如图，G表为灵敏电流计，V表为理想电压表，R1、R2为定值电阻，R3是一根盐水柱(封于橡皮管内，与电路导通)，平行板电容器两极板水平，开关S闭合后，电容器两板间的带电油滴恰好静止。则握住盐水柱两端将它竖直均匀拉伸的过程中(忽略温度对电阻的影响)( )
A.V表示数减小
B.=R2
C.油滴向下运动
D.G表中有从c到a的电流
12.(多选)如图甲所示，电源的电动势为E=5 V、内阻为r=20 Ω，A、B是两个完全相同的小灯泡，小灯泡A的伏安特性曲线如图乙所示，下列说法正确的是( )
A.小灯泡的电阻随着电压的增大而减小
B.开关S闭合后，灯泡A的电阻会减小
C.开关S闭合后，灯泡A消耗的功率会增加
D.开关S闭合后，电源的效率会减小
梯级Ⅲ创新练
13.安装了感光系统的新型路灯，能根据环境明暗程度自动调节灯光亮度。某兴趣小组设计了甲、乙两个电路，如图所示。Rt为光敏电阻(光照越强，电阻越小)，R0与R1为定值电阻，下列说法正确的是( )
A.环境变暗时，甲电路R0两端电压变大
B.环境变暗时，乙电路的灯泡亮度变亮
C.环境变亮时，甲电路的R1电功率减小
D.环境变亮时，乙电路的R1电功率增大
微练35 闭合电路欧姆定律及应用
1.D 解析 只要能接收到太阳光就能使用太阳能,A项错误;电源内部的电流由负极流向正极,而电子的运动方向与电流方向相反,则在电源内部把电子由正极搬运到负极,B项错误;电源是将其它形式的能转化为电能的装置,电路两端除电压外,还需要满足闭合回路才能产生电流,C项错误;由题意,电动势为0.8 V,则内阻为r==20 Ω,D项正确。
2.A 解析 由题图可知,电源U-I图像的纵轴截距表示电源电动势为3 V,图像斜率大小表示电源的内阻,则有r== Ω=0.5 Ω,由交点坐标可知,电源输出电压为U=2 V,工作电流I=2 A,则电源的输出功率P=UI=2×2 W=4 W,由焦耳定律可得电源的热功率Pr=I2r=22×0.5 W=2 W,A项正确,B、C、D三项错误。
3.C 解析 电动机停止转动时,电流表和电压表的示数分别为1.0 A和1.0 V,则电动机的内阻r'==1 Ω,A项错误;电动机恢复正常运转时,滑动变阻器R的电阻R=-r= Ω-1.5 Ω=1.5 Ω,B项错误;电动机恢复正常运转时,电流表和电压表的示数分别为2.0 A和14.0 V,电动机的总功率为P=U2I2=14.0×2.0 W=28 W,电动机内电阻消耗的热功率为P热=r'=2.02×1 W=4 W,电动机正常运转时的输出功率是P输出=P-P热=24 W,C项正确;电源的输出功率P输出'=EI2-r=20×2 W-22×1.5 W=34 W,D项错误。
4.C 解析 由电路的串并联规律可知,电阻3R两端的电压为,电阻R两端的电压为,则电容器两极板间电势差ΔU=,则Q=CΔU=,C项正确。
5.C 解析 由闭合电路欧姆定律的推论可知,当电源外电阻R等于内阻r时,输出功率最大,最大值为Pm=,把定值电阻看成电源内阻,由题图乙可知,当Rr=R1=R+r=6 Ω时,滑动变阻器消耗的功率最大,最大功率为P2==1.5 W,由题图乙可知P1==,解得R2=12 Ω,A项错误,C项正确;由P=I2R知,当回路中电流最大时,即Rr=0时,定值电阻R消耗的功率最大,B项错误;当滑动变阻器Rr的阻值为0时,电路中电流最大,最大值为Im==1 A,调整滑动变阻器Rr的阻值,不可能使电源的输出电流达到2 A,D项错误。
6.C 解析 电路中灯泡不发光,则可能是某处断路,电压表测断路位置为电源电压,测不断的位置电压为零,Uad=6 V,测量的是电源电压,测得Uac=6 V,说明电流表没有断路,Uab=0,Ucd=0,整个电路中只有一个故障,说明灯泡L2断路,C项正确。
7.B 解析 当滑片向b端移动过程中,R3接入电路的阻值增大,电路总电阻增大,由闭合电路欧姆定律知,总电流I1减小,电压表V1的示数U1=E-I1r,U1增大。电阻R1的电压=I1R1,则减小, 由 U1=U2+得电压表V2的示数U2增大,电流表A2的示数I2=,则I2增大,又由于ΔU1=ΔU2+Δ,其中Δ为负值,则ΔU1<ΔU2,由公式U1=E-I1r得=r,由公式U2=I2R2得=R2,综上所述可知A、C、D三项错误,B项正确。
8.D 解析 当S2闭合后,电路总电阻减小,干路电流增大,电源内阻r、电阻R3两端的电压增大,根据闭合电路欧姆定律可知,电阻R2、R1两端的电压减小,通过电阻R2、R1的电流减小,则电流表读数减小,电压表读数减小,A项错误;电源内阻消耗的功率P=I2r,干路电流增大,电源内阻消耗的功率变大,B项错误;电容器两极板间电压减小,电场强度减小,油滴所受电场力小于重力,故油滴向下运动,C项错误;电容器两极板间电压减小,电容器电容不变,故电容器带的电荷量减少,D项正确。
9.D 解析 电压表示数变大,根据P=,电阻R1消耗的功率增大,根据“串反并同”可知,可变电阻R的阻值增大,A、B两项错误;根据“串反并同”可知,通过电阻 R2的电流减小,C项错误;由P==EI,干路电流减小,则电源内非静电力做功功率减小,D项正确。
10.C 解析 当滑动变阻器的滑片P由最左端a向最右端b滑动过程中,滑动变阻器接入电路中电阻增大,电路中总电阻增大,总电流减小,电流表的示数变小,A项错误;把定值电阻R视为电源内电阻,当滑动变阻器的阻值R滑=R+r=6 Ω,滑动变阻器消耗的功率最大,所以滑动变阻器消耗的功率先变大后变小,B项错误;总电流减小,内阻r不变,根据P内=I2r,电源内部消耗的功率变小,C项正确;电源的效率η===1-,当R滑=10 Ω时,有最大效率ηm=93.75%,D项错误。
11.D 解析 握住盐水柱两端将它竖直均匀拉伸的过程中,盐水柱变长,横截面积变小,根据电阻定律R3=可知电阻R3的阻值增大,则电路总电阻增大,总电流减小,根据U=E-I(r+R1)知,电压表示数增大,A项错误;由闭合电路欧姆定律知=R1+r,B项错误;电压表示数增大,则电容器两端电压增大,两极板间电场强度增大,油滴所受电场力增大,将向上运动,C项错误;根据Q=CU,电容器两端电压增大,可知电容器所带电荷量增大,因为电容器上极板带正电,所以G表中有从c到a的电流,D项正确。
12.BD 解析 题图乙是小灯泡的伏安特性曲线,线上各点与O点的连线代表的是,随着所加电压的增加,R越来越大,A项错误;S闭合后,电路总电阻变小,总电流I=变大,由U=E-Ir知,灯泡A两端电压减小,由题图乙知电压减小时,灯泡A的电阻减小,通过灯泡A的电流减小,由P=UI知,灯泡A的功率减小,B项正确,C项错误;电源的效率η=×100%,U减小,E不变,效率减小,D项正确。
13.D 解析 设电源的电动势为E,内阻为r,则在题图甲中,当环境变暗时,Rt阻值增大,电路的总电阻增大,干路电流I减小,根据欧姆定律可知R0两端电压为UR0=IR0,可知R0两端的电压将减小,A项错误;当环境变亮时,Rt阻值减小,电路的总电阻减小,干路电流I增大,根据闭合电路的欧姆定律可知灯泡两端电压为UL=E-I(R0+r),即灯泡两端电压将减小,流过灯泡的电流也减小,由于干路电流I增大了,所以流过R1的电流I1增大,根据P1=R1可知R1的电功率增大,C项错误;题图乙中,环境变暗时,Rt阻值增大,电路的总电阻增大,干路电流I减小,由于RL和R1的阻值均不变,所以流过灯泡的电流减小,灯泡变暗,B项错误;环境变亮时,Rt阻值减小,电路的总电阻减小,干路电流I增大,流过R1的电流I1增大,电功率也增大,D项正确。(共32张PPT)
微练35
闭合电路欧姆定律及应用
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1.2024年4月25日，神舟十八号载人飞船发射取得成功。如图为飞船在天空中展开太阳能电池板情景，飞船两翼的太阳电池板是太阳能电池在太空领域的应用，关于电源、电流与电路，以下说法正确的是( )
梯级Ⅰ 基础练
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A.太阳能安全、清洁，是可供人类利用的一种新能源，但只能在太空中使用
B.电源的作用是在电源内部把电子由负极搬运到正极，保持两极之间有电压
C.电源是将化学能转化为电能的装置，电路两端有电压，电路中就有电流
D.某电池板不接负载时的电压是0.8 V，短路电流是0.04 A，则内阻为20 Ω
只要能接收到太阳光就能使用太阳能，A项错误；电源内部的电流由负极流向正极，而电子的运动方向与电流方向相反，则在电源内部把电子由正极搬运到负极，B项错误；电源是将其它形式的能转化为电能的装置，电路两端除电压外，还需要满足闭合回路才能产生电流，C项错误；由题意，电动势为0.8 V，则内阻为r==20 Ω，D项正确。
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2.如图所示，直线a为某电源的路端电压随电流强度的变化图线，直线b为电阻R两端的电压随电流强度的变化图线。用该电源和该电阻组成的闭合电路，则电源的输出功率和热功率分别是( )
A.4 W，2 W B.3 W，2 W
C.6 W，2 W D.6 W，4 W
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由题图可知，电源U-I图像的纵轴截距表示电源电动势为3 V，图像斜率大小表示电源的内阻，则有r== Ω=0.5 Ω，由交点坐标可知，电源输出电压为U=2 V，工作电流I=2 A，则电源的输出功率P=UI=2×2 W=4 W，由焦耳定律可得电源的热功率Pr=I2r=22× 0.5 W=2 W，A项正确，B、C、D三项错误。
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3.(2025·扬州模拟)在研究微型电动机的性能时，可采用如图所示的实验电路。电源电动势为20 V，内阻为1.5 Ω，当调节滑动变阻器R，使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为1.0 A和1.0 V；重新调节R，使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0 A和14.0 V。则当这台电动机正常运转时( )
A.电动机的内阻为7 Ω
B.滑动变阻器R的电阻为3 Ω
C.电动机的输出功率为24 W
D.电源的输出功率为32 W
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电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为1.0 A和1.0 V，则电动机的内阻r'==1 Ω，A项错误；电动机恢复正常运转时，滑动变阻器R的电阻R=-r= Ω-1.5 Ω=1.5 Ω，B项错误；电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0 A和14.0 V，电动机的总功率为P=U2I2=14.0×2.0 W=28 W，电动机内电阻消耗的热功率为P热=r'=2.02×1 W=4 W，电动机正常运转时的输出功率是P输出=P-P热=24 W，C项正确；电源的输出功率P输出' =EI2-r=20×2 W-22×1.5 W=34 W，D项错误。
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4.(2023·海南卷)如图所示电路，已知电源电动势为E，内阻不计，电容器电容为C，闭合开关S，待电路稳定后，电容器上电荷量为 ( )
A.CE B.CE
C.CE D.CE
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由电路的串并联规律可知，电阻3R两端的电压为，电阻R两端的电压为，则电容器两极板间电势差ΔU=，则Q=CΔU=，C项正确。
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5.如图甲所示的电路，其中电源电动势E=6 V，内阻r=2 Ω，定值电阻R=4 Ω，已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的有效阻值Rr的关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
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A.图乙中滑动变阻器的最大功率P2=4.5 W
B.滑动变阻器消耗功率最大时，定值电阻R也消耗功率最大
C.图乙中R1=6 Ω，R2=12 Ω
D.调整滑动变阻器Rr的阻值，可以使电源的输出电流达到2 A
由闭合电路欧姆定律的推论可知，当电源外电阻R等于内阻r时，输出功率最大，最大值为Pm=，把定值电阻看成电源内阻，由题图乙可知，当Rr=R1=R+r=6 Ω时，滑动变阻器消耗的功率最大，最大功率为P2==1.5 W，由题图乙可知P1==，解得R2=12 Ω，A项错误，C项正确；由P=I2R知，当回路中电流最
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大时，即Rr=0时，定值电阻R消耗的功率最大，B项错误；当滑动变阻器Rr的阻值为0时，电路中电流最大，最大值为Im==1 A，调整滑动变阻器Rr的阻值，不可能使电源的输出电流达到2 A，D项错误。
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6.(2025·昆明模拟)如图所示，电路中的电源E=6 V，内阻不计，a、b、c、d为电路中的四个接触点，闭合开关S后，左右移动滑动变阻器滑片，电路中的电流表没有示数，电路中两个灯泡L1和L2都不亮，用多用电表的电压挡检查电路时，测得Uab=0，Ucd=0，Uac=6 V，Uad=6 V，整个电路中只有一个故障，则故障原因可能是( )
A.灯泡L1短路 B.滑动变阻器R断路
C.灯泡L2断路 D.电流表短路
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电路中灯泡不发光，则可能是某处断路，电压表测断路位置为电源电压，测不断的位置电压为零，Uad=6 V，测量的是电源电压，测得Uac=6 V，说明电流表没有断路，Uab=0，Ucd=0，整个电路中只有一个故障，说明灯泡L2断路，C项正确。
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7.在如图所示的电路中，R1、R2为定值电阻，R3为可变电阻，电源的电动势为E，内阻为r，理想电流表A1的读数为I1，理想电流表A2的读数为I2，理想电压表V1的示数为U1，理想电压表V2的读数为U2。当R3的滑片向b端移动过程中，电流表A1的读数变化量大小为ΔI1，电流表A2的读数变化量大小为ΔI2，电压表V1的读数变化量大小为ΔU1，电压表V2的读数变化量大小为ΔU2，则( )
A.U1变小，不变 B.ΔU1<ΔU2，不变
C.I2变大，变小 D.I1变小，变小
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当滑片向b端移动过程中，R3接入电路的阻值增大，电路总电阻增大，由闭合电路欧姆定律知，总电流I1减小，电压表V1的示数U1=E-I1r，U1增大。电阻R1的电压=I1R1，则减小，由 U1=U2+得电压表V2的示数U2增大，电流表A2的示数I2=，则I2增大，又由于ΔU1=ΔU2+Δ，其中Δ为负值，则ΔU1< ΔU2，由公式U1=E-I1r得=r，由公式U2=I2R2得=R2，综上所述可知A、C、D三项错误，B项正确。
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8.在如图所示的竖直方向的电路中，电压表和电流表均为理想电表，R1、R2、R3为定值电阻，电源电动势为E、内阻为r，开关S1闭合，S2断开，水平放置的平行板电容器中间有一带电油滴处于静止状态，当S2从断开到闭合后，下列说法正确的是( )
A.两表读数均变大
B.电源内阻消耗的功率变小
C.油滴将向上运动
D.电容器带的电荷量减少
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当S2闭合后，电路总电阻减小，干路电流增大，电源内阻r、电阻R3两端的电压增大，根据闭合电路欧姆定律可知，电阻R2、R1两端的电压减小，通过电阻R2、R1的电流减小，则电流表读数减 小，电压表读数减小，A项错误；电源内阻消耗的功率P=I2r，干路电流增大，电源内阻消耗的功率变大，B项错误；电容器两极板间电压减小，电场强度减小，油滴所受电场力小于重力，故油滴向下运动，C项错误；电容器两极板间电压减小，电容器电容不变，故电容器带的电荷量减少，D项正确。
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9.(2025·连云港模拟)如图所示的电路中，R1、R2为定值电阻，闭合开关S，电压表显示有读数，调节可变电阻R的阻值，电压表示数增大，则对此过程分析正确的是( )
A.电阻R阻值减小
B.电阻R1消耗的功率减小
C.通过电阻 R2的电流增大
D.电源内非静电力做功功率减小
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梯级Ⅱ 能力练
电压表示数变大，根据P=，电阻R1消耗的功率增大，根据“串反并同”可知，可变电阻R的阻值增大，A、B两项错误；根据“串反并同”可知，通过电阻 R2的电流减小，C项错误；由P==EI，干路电流减小，则电源内非静电力做功功率减小，D项正确。
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10.如图所示的电路中，电压表和电流表均为理想电表，电源的电动势为10 V，内阻为1 Ω，定值电阻R的阻值为5 Ω，滑动变阻器的最大阻值是10 Ω。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P由最左端a向最右端b滑动过程中，下列说法正确的是( )
A.电流表的示数变大
B.滑动变阻器消耗的功率一直变大
C.电源内部消耗的功率变小
D.电源的最大效率约为91.7%
当滑动变阻器的滑片P由最左端a向最右端b滑动过程中，滑动变阻器接入电路中电阻增大，电路中总电阻增大，总电流减小，电流表的示数变小，A项错误；把定值电阻R视为电源内电阻，当滑动变阻器的阻值R滑=R+r=6 Ω，滑动变阻器消耗的功率最大，所以滑动变阻器消耗的功率先变大后变小，B项错误；总电流减小，内阻r不变，根据P内=I2r，电源内部消耗的功率变小，C项正确；电源的效率η===1-，当R滑=10 Ω时，有最大效率ηm=93.75%，D项错误。
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11.如图，G表为灵敏电流计，V表为理想电压表，R1、R2为定值电 阻，R3是一根盐水柱(封于橡皮管内，与电路导通)，平行板电容器两极板水平，开关S闭合后，电容器两板间的带电油滴恰好静止。则握住盐水柱两端将它竖直均匀拉伸的过程中(忽略温度对电阻的影响) ( )
A.V表示数减小
B.=R2
C.油滴向下运动
D.G表中有从c到a的电流
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握住盐水柱两端将它竖直均匀拉伸的过程中，盐水柱变长，横截面积变小，根据电阻定律R3=可知电阻R3的阻值增大，则电路总电阻增大，总电流减小，根据U=E-I(r+R1)知，电压表示数增大，A项错误；由闭合电路欧姆定律知=R1+r，B项错误；电压表示数增大，则电容器两端电压增大，两极板间电场强度增大，油滴所受电场力增大，将向上运动，C项错误；根据Q=CU，电容器两端电压增大，可知电容器所带电荷量增大，因为电容器上极板带正电，所以G表中有从c到a的电流，D项正确。
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12.(多选)如图甲所示，电源的电动势为E=5 V、内阻为r=20 Ω，A、B是两个完全相同的小灯泡，小灯泡A的伏安特性曲线如图乙所示，下列说法正确的是( )
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A.小灯泡的电阻随着电压的增大而减小
B.开关S闭合后，灯泡A的电阻会减小
C.开关S闭合后，灯泡A消耗的功率会增加
D.开关S闭合后，电源的效率会减小
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题图乙是小灯泡的伏安特性曲线，线上各点与O点的连线代表的是，随着所加电压的增加，R越来越大，A项错误；S闭合后，电路总电阻变小，总电流I=变大，由U=E-Ir知，灯泡A两端电压减小，由题图乙知电压减小时，灯泡A的电阻减小，通过灯泡A的电流减小，由P=UI知，灯泡A的功率减小，B项正确，C项错误；电源的效率η=×100%，U减小，E不变，效率减小，D项正确。
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13.安装了感光系统的新型路灯，能根据环境明暗程度自动调节灯光亮度。某兴趣小组设计了甲、乙两个电路，如图所示。Rt为光敏电阻(光照越强，电阻越小)，R0与R1为定值电阻，下列说法正确的是 ( )
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梯级Ⅲ 创新练
A.环境变暗时，甲电路R0两端电压变大
B.环境变暗时，乙电路的灯泡亮度变亮
C.环境变亮时，甲电路的R1电功率减小
D.环境变亮时，乙电路的R1电功率增大
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设电源的电动势为E，内阻为r，则在题图甲中，当环境变暗时，Rt阻值增大，电路的总电阻增大，干路电流I减小，根据欧姆定律可知R0两端电压为UR0=IR0，可知R0两端的电压将减小，A项错 误；当环境变亮时，Rt阻值减小，电路的总电阻减小，干路电流I增大，根据闭合电路的欧姆定律可知灯泡两端电压为UL=E-I(R0+ r)，即灯泡两端电压将减小，流过灯泡的电流也减小，由于干路电流I增大了，所以流过R1的电流I1增大，根据P1=R1可知R1的电
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功率增大，C项错误；题图乙中，环境变暗时，Rt阻值增大，电路的总电阻增大，干路电流I减小，由于RL和R1的阻值均不变，所以流过灯泡的电流减小，灯泡变暗，B项错误；环境变亮时，Rt阻值减小，电路的总电阻减小，干路电流I增大，流过R1的电流I1增 大，电功率也增大，D项正确。
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