挑战高考压轴题 专题8-恒定电路分析

专题8-恒定电路分析
一、串、并联电路的特点
-863603003551．特点对比

串联
并联
电流
I＝I1＝I2＝…＝In
I＝I1＋I2＋…＋In
电压
U＝U1＋U2＋…＋Un
U＝U1＝U2＝…＝Un
电阻
R＝R1＋R2＋…＋Rn
＝＋＋…＋

2.几个常用的推论
(1)串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的总电阻．
(2)并联电路的总电阻小于其中任一支路的总电阻，且小于其中最小的电阻．
(3)无论电阻怎样连接，每一段电路的总耗电功率P总是等于各个电阻耗电功率之和．
(4)无论电路是串联还是并联，电路中任意一个电阻变大时，电路的总电阻变大．
二、电源　闭合电路的欧姆定律
1．电源
(1)电动势
①计算：非静电力搬运电荷所做的功与搬运的电荷量的比值，E＝；
②物理含义：电动势表示电源把其他形式的能转化成电能本领的大小，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：闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电阻之和成反比；
(2)公式：I＝(只适用于纯电阻电路)；
(3)其他表达形式
①电势降落表达式：E＝U外＋U内或E＝U外＋Ir；
②功率表达式：EI＝UI＋I2r.
3．路端电压与外电阻的关系
(1)一般情况：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.
三、电路中的功率
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＝＝.
(3)纯电阻电路中输出功率随R的变化关系
①当R＝r时，电源的输出功率最大为Pm＝.
②当R>r时，随着R的增大输出功率越来越小．
③当R
1．直流电路动态分析方法
(1)程序法；(2)“串反并同”法；(3)极限法．
2．电容器的特点
(1)只有当电容器充、放电时，电容器支路中才会有电流，当电路稳定时，电容器所在的支路相当于断路．
(2)电路稳定时，与电容器串联的电路中没有电流，同支路的电阻相当于导线，电容器的电压为与之并联的电阻两端的电压．
例1　 (2019·江西赣州市上学期期末)如图1所示，汽车蓄电池与车灯、启动电动机组成的电路，蓄电池内阻为0.05 Ω，电表可视为理想电表．只接通S1时，电流表示数为10 A，电压表示数为12 V，再接通S2，启动电动机时，电流表示数变为8 A，则此时通过启动电动机的电流是(　　)

图1
A．2 A B．8 A C．50 A D．58 A
答案　C
解析　只接通S1时，由闭合电路欧姆定律得：E＝U＋Ir＝12 V＋10×0.05 V＝12.5 V，R灯＝ Ω＝1.2 Ω，再接通S2后，流过电动机的电流为：I电动机＝ A－8 A＝50 A，故选C.
拓展训练1　(2019·湖北武汉市四月调研)2019年3月19日，复旦大学科研团队宣称已成功制备出具有较高电导率的砷化铌纳米带材料，据介绍该材料的电导率是石墨烯的1 000倍．电导率σ就是电阻率ρ的倒数，即σ＝.下列说法正确的是(　　)
A．材料的电导率越小，其导电性能越强
B．材料的电导率与材料的形状有关
C．电导率的单位是
D．电导率大小与温度无关
答案　C
解析　材料的电导率越小，电阻率越大，则其导电性能越弱，选项A错误；材料的电导率与材料的形状无关，选项B错误；根据R＝ρ，则σ＝＝，则电导率的单位是＝，选项C正确；导体的电阻率与温度有关，则电导率大小与温度有关，选项D错误．
拓展训练2　 (多选)(2019·广东珠海市质量监测)如图2所示，直流电路中，R1、R2是定值电阻，R3是光敏电阻，其阻值随光照增强而减小．当开关S闭合，电容器两板间的M点的带电液滴恰好能保持静止．现用强光照射电阻R3时(　　)

图2
A．电源的总功率减小 B．A板的电势降低
C．液滴向上运动 D．电容器所带电荷量增加
答案　CD
解析　电路稳定时电容器两板间的电压等于R1两端的电压，当用强光照射光敏电阻R3时，光敏电阻的阻值变小，电路中电流增大，电源的总功率P＝EI变大，R1两端间的电压增大，电容器的电压增大，板间场强增大，带电液滴所受的电场力增大，液滴向上运动，故A错误，C正确；电容器的电压增大，电容不变，由Q＝CU知，电容器所带电荷量增加，故D正确；由于电路中的电流增大，R1两端的电势差增大，又因为R1下端接地，电势为零，所以R1上端电势增大，A板的电势也增大，故B错误．

1．电源的效率
η＝×100%＝×100%.
2．纯电阻电路
P总＝EI＝，
P出＝R，
η＝×100%＝×100%.
3．电源的最大输出功率
P出＝UI＝I2R＝R＝
＝
P出与外电阻R的函数关系可用如图4所示图象表示，由图象可以看出：

图4
(1)当R＝r时，输出功率最大，Pm＝.
(2)当R“接近”r时，P出增大，当R“远离”r时，P出减小．
(3)当P出 例2　如图5所示，E＝8 V，r＝2 Ω，R1＝8 Ω，R2为变阻器接入电路中的有效阻值，问：

图5
(1)要使变阻器获得的电功率最大，则R2的取值应是多大？这时R2的功率是多大？
(2)要使R1得到的电功率最大，则R2的取值应是多大？R1的最大功率是多少？这时电源的效率是多大？
(3)调节R2的阻值，能否使电源以最大的功率输出？为什么？
答案　(1)10 Ω　1.6 W　(2)0　5.12 W　80%
(3)不能　理由见解析
解析　(1)将R1和电源等效为一新电源，则新电源的电动势E′＝E＝8 V，内阻r′＝r＋R1＝10 Ω，且为定值．利用电源的输出功率随外电阻变化的结论知，当R2＝r′＝10 Ω时，R2有最大功率，即P2max＝＝ W＝1.6 W.
(2)因R1是定值电阻，所以流过R1的电流越大，R1的功率就越大．当R2＝0时，电路中有最大电流，即Imax＝＝0.8 A，R1的最大功率P1max＝IR1＝5.12 W，这时电源的效率η＝×100%＝80%.
(3)不能．因为即使R2＝0，外电阻R1也大于r，不可能有的最大输出功率．
变式2　 (多选)(2019·福建龙岩市期末质量检查)某同学在研究微型直流电动机的性能时，采用如图6所示的实验电路．闭合开关，并调节滑动变阻器R的阻值，使电动机不转动，此时电流表和电压表的示数分别为I1和U1.重新调节R的阻值，使电动机正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为I2和U2.则(　　)

图6
A．这台电动机的线圈电阻为
B．这台电动机正常运转时线圈的发热功率为U1I1
C．这台电动机正常运转时的输出功率为U2I2－I
D．这个电源的内阻为
答案　AC
解析　电动机不转动时满足欧姆定律，电动机的线圈电阻r0＝，故A对；电动机正常转动时的发热功率为P1＝Ir0＝，故B错；这台电动机正常运转时输入功率为P2＝U2I2 ，所以输出功率为P3＝P2－P1＝U2I2－I，故C对；若滑动变阻器的阻值R恒定不变，则根据闭合电路欧姆定律可知：E＝U1＋I1(r＋R)，E＝U2＋I2(r＋R)，解得：r＋R＝，由于滑动变阻器的阻值变化，且不知道具体是多少，所以电源内阻不等于，故D错．

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7所示)．

图7
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．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．
4．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＝.
例3　(多选)如图8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(　　)

图8
A．电源的电动势为50 V
B．电源的内阻为 Ω
C．电流为2.5 A时，外电路的电阻为15 Ω
D．输出功率为120 W时，输出电压是30 V
答案　ACD
解析　电源的路端电压和电流的关系为：U＝E－Ir，显然直线①的斜率的绝对值等于r，纵轴的截距为电源的电动势，从题图中看出E＝50 V，r＝ Ω＝5 Ω，A正确，B错误；当电流为I1＝2.5 A时，由回路中电流I1＝，解得外电路的电阻R外＝15 Ω，C正确；当输出功率为120 W时，由题图中P－I关系图线看出对应干路电流为4 A，再从U－I图线读取对应的输出电压为30 V，D正确.
变式3　(多选)如图9所示，直线A是电源的路端电压和电流的关系图线，直线B、C分别是电阻R1、R2的两端电压与电流的关系图线，若将这两个电阻分别接到该电源上，则(　　)

图9
A．R1接在电源上时，电源的效率高
B．R2接在电源上时，电源的效率高
C．R2接在电源上时，电源的输出功率大
D．电源的输出功率一样大
答案　AC
解析　电源的效率η＝×100%＝×100%＝×100%，当R1与R2分别接到电源上时，UR1>UR2，故R1接在电源上时，电源的效率高，A正确，B错误；由题图可知，R2与电源的内阻相等，R1>R2，所以R2接在电源上时，电源的输出功率大，C正确，D错误．
考题预测
挑战高考压轴题-专题8：恒定电路分析
一、单选题
1.某同学利用如图所示电路研究自感现象。电源的电动势为E，内阻不计，电感线圈L的电阻不计。在 t=0 时刻闭合开关S，电路稳定后，在 t=t1 时刻断开S，发现灯泡L闪亮一下后逐渐熄灭。若取由A到B的电流方向为电流的正方向，则下列图中表示通过灯泡D的电流随时间t变化的图像中正确的是（?? ）
A.?????????????????????????????B.?
C.???????????????????????????????D.?
2.在如图的电路中，电源内阻不能忽略，两个电压表均为理想电表。当滑动变阻器R2的滑动触头P滑动时，关于两个电压表V1与V2的示数，下列判断正确的是（?? ）
A.?P向a滑动，V1的示数减小、V2的示数增大
B.?P向b滑动，V1的示数增大、V2的示数减小
C.?P向a滑动，V1示数改变量的绝对值大于V2示数改变量的绝对值
D.?P向b滑动，V1示数改变量的绝对值小于V2示数改变量的绝值
3.汽车轮胎气压自动报警装置的主要部件是压阻式压力传感器，某压阻式压力传感器的特点是压力F越大其电阻越小，现将该压力传感器R0接入如图所示电路中，开关S闭合，当压力传感器所受压力增大时，下列说法正确的是（?? ）
A.?R1的电功率增大???????????B.?电压表的示数增大
???????????C.?电流表的示数增大???????????D.?R2的电功率增大
4.如图所示的电路中，电源的电动势为E、内阻为r，C为电容器，R1和R2为定值电阻，R3为光敏电阻（阻值随光照增强而减小），A为理想电流表，G为灵敏电流计，已知R1>r。当开关S闭合且电路稳定后，在逐渐增大对R3的光照强度的过程中（?? ）

A.?A表的示数变小???????????????????????????????????????????????????B.?电源的输出功率变大
C.?电源内部消耗的热功率变小????????????????????????????????D.?G表中有从a至b的电流
5.如图所示的电路，两电表均为理想电表，电源的内阻不可忽略，R1>r。开始时滑片位于图示的位置，则在滑片向上滑动的过程中，下列选项正确的是（?? ）
A.?电源的输出功率增大??????B.?流过R1的电流减小??????C.?两电表的示数均增大??????D.?电源的总功率减小
6.如图所示电路中，R为定值电阻，电源内阻不可忽略。可判定滑动变阻器滑片移动到了正中间的依据是（??? ）
A.?V1读数最大、V2读数最大???????????????????????????????????B.?V2读数最大、V3读数最大
C.?V1读数最小、V2读数最小???????????????????????????????????D.?V2读数最小、V3读数最小
7.如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，定值电阻为R1 ， 滑动变阻器为R。现闭合电键s，滑动变阻器R的滑动触头P从M端向N端滑动时，则电路中连接的电压表及电流表示数的变化情况分别是（?? ）
A.?先变大后变小；一直变大????????????????????????????????????B.?先变小后变大；一直变小
C.?先变大后变小；先变小后变大?????????????????????????????D.?先变小后变大；先变大后变小
二、多选题
8.如图所示电路，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器，L是小灯泡，C是电容器，电源内阻为r。开关S闭合后，在滑动变阻器的滑片向上滑动过程中（?? ）
A.?小灯泡变亮?????????????????????????????????????????????????????????B.?电压表示数变小
C.?电容器所带电荷量增大???????????????????????????????????????D.?电源的输出功率一定先变大后变小
9.如图所示，理想自耦变压器原线圈的a、b两端接有瞬时表达式为u＝20 2 sin （50πt）V 的交流电压，指示灯L接在变压器的一小段线圈上，调节滑片P1可以改变副线圈的匝数，调节滑片P2可以改变负载电阻R2的阻值，则（?? ）
A.?t＝0.04 s时电压表V1的示数为零?????????????????????????B.?只向上移动P2 ， 指示灯L将变暗
C.?P1、P2均向上移动，电压表V2的示数一定变大???D.?P1、P2均向上移动，原线圈输入功率可能不变
10.图甲中理想自耦变压器原线圈接入电压有效值不变的正弦交流电（原线圈的匝数可以通过移动滑动触头P1调节），副线圈中连接灯泡L。图乙中滑动变阻器的a端和滑动触头P2间接入不计内阻、电压恒定的直流电源，a端和b端连接灯泡L2。灯泡L2的阻值与滑动变阻器的总电阻相等，A1、A2均为理想电流表，灯泡L1、L2始终发光且功率始终小于额定功率。下列判断正确的是（?? ）
A.?当滑动触头P1向下移动时，灯泡L1变暗?????B.?当滑动触头P1向下移动时，电流表A1的示数一定增大
C.?当滑动触头P2向下移动时，灯泡L2变暗?????D.?当滑动触头P2向下移动时，电流表A2的示数一定减小
11.如图所示的电路中，E为电源，其内电阻为r，V为理想电压表，L为阻值恒为2r的小灯泡，定值电阻R1的阻值恒为r，R3为半导体材料制成的光敏电阻，电容器两极板处于水平状态，闭合开关S，电容器中心P点有一带电小球处于静止状态，电源负极接地，则下列说法正确的是（?? ）
A.?若将R2的滑片上移，则电压表的示数变小
B.?若突然将电容器上极板上移，则小球在P点电势能增加
C.?若光照变强，则油滴会向上运动
D.?若光照变强，则AB间电路的功率变大
12.“等效”是简化电路的一种常用方法。下面四个方框中的电路都可视为一个新的等效电源：甲中是一个电动势为E、内电阻为r的电源和一阻值为R0的定值电阻串联；乙中是一个电动势为E、内电阻为r的电源和一阻值为R0的定值电阻并联；丙中是一个电压为E的恒压源与阻值为R0的定值电阻串联；丁中是一个电流为I的恒流源与阻值为R0的定值电阻并联，且E=I R0；
下列关于这四个等效电源的电动势和内阻的说法正确的是（??? ）
A.?E甲=E丙=E丁>E乙?????????????????????????????????????B.?E甲=E丙>E丁=E乙
C.?r甲>r丙=r丁>r乙??????????????????????????????????????????D.?r甲>r丙>r丁>r乙
13.检测煤气管道是否漏气通常使用气敏电阻传感器．某气敏电阻的阻值随空气中煤气浓度增大而减小，某同学用该气敏电阻R1设计了图示电路，R为变阻器，a、b间接报警装置．当a、b间电压高于某临界值时，装置将发出警报．则（?? ）
A.?煤气浓度越高，a、b间电压越高?????????????????????????B.?煤气浓度越高，流过R1的电流越小
C.?煤气浓度越低，电源的功率越大?????????????????????????D.?调整变阻器R的阻值会影响报警装置的灵敏度
三、填空题
14.二极管具有单向导电性，正向导通时电阻几乎为零，电压反向时电阻往往很大。某同学想要测出二极管的反向电阻RD ， 进行了如下步骤：
步骤一：他先用多用电表欧姆档进行粗测：将红、黑表笔分别插入正、负表笔插孔，二极管的两端分别标记为A和B．将红表笔接A端，黑表笔接B端时，指针几乎不偏转；红表笔接B端，黑表笔接A端时，指针偏转角度很大，则为了测量该二极管的反向电阻，应将红表笔接二极管的________端。（填“A”或“B”）。
步骤二：该同学粗测后得到RD＝1490Ω，接着他用如下电路（图一）进行精确测量：已知电压表量程0～3V，内阻RV＝3kΩ．实验时，多次调节电阻箱，记下电压表的示数U和相应的电阻箱的电阻R，电源的内阻不计，得到 1U 与 R的关系图线如图（图二）所示。由图线可得出：电源电动势E＝________，二极管的反向电阻RD________。
步骤二中二极管的反向电阻的测量值与真实值相比，结果是________（填“偏大”、“相等”或“偏小”）
15.某同学要测量一节干电池的电动势和内电阻：
①实验室除提供开关S和导线外，有以下器材可供选择：
电压表：V（量程3V，内阻Rv=10kΩ）
电流表：G（量程3mA，内阻Rg=100Ω）
电流表：A（量程3A，内阻约为0.5Ω）
滑动变阻器：R1（阻值范围0-10Ω，额定电流2A）
R2（阻值范围0-1000Ω，额定电流1A）
定值电阻：R3=0.5Ω
该同学依据器材画出了如图所示的原理图，他没有选用电流表A的原因是________；
②该同学将电流表G与定值电阻R3并联，实际上是进行了电表的改装，则他改装后的电流表对应的量程是________A；
③为了能准确地进行测量，同时为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器________（填写器材的符号）；
④该同学利用上述实验原理图测得数据，以电流表G读数为横坐标，以电压表V读数为纵坐标绘出了如图所示的图线，根据图线可求出电源的电动势E=________V （结果保留三位有效数字），电源的内阻r=________Ω （结果保留两位有效数字）。
16.如图所示电路中，电源内阻不可忽略且阻值小于R1。滑动变阻器的滑片P由a向b移动的过程中，电压表V的示数变化情况是________；滑片处于________时，电源的输出功率最大。
四、综合题
17.有一电动势E约为12V，内阻r在20~50Ω范围内的电源，其允许的最大电流为100mA。为测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图甲所示的电路进行实验，图中电压表的内电阻很大，对电路的影响可以不计；R为电阻箱，阻值范围为0~999Ω；R0为保护电阻。
（1）实验室备有的定值电阻R0有以下几种规格，本实验应选用__________。
A.400Ω，1.0W
B.100 Ω，1.0W
C.50Ω，1.0W
D.10 Ω，2.5W
（2）该同学按照图甲所示的电路图，连接实验电路，接好电路后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值R，读出电压表的示数U，再改变电阻箱阻值，取得多组数据，以 1R+R0 为横坐标，以 1U 纵坐标，代入数据可画出如图乙所示图像，对应的函数方程式为________（用所给物理量的字母表示）。
（3）图像中若用b表示图线与纵轴的截距，用k表示斜率。则E=________，r=________。
18.“用DIS测定电源的电动势和内阻”的实验电路如图（a）所示，其中R1为定值电阻，R为滑动变阻器．
（1）下列关于图（a）电路的说法中正确的有________
（A）甲为电压传感器，R的作用是保护电路
（B）甲为电压传感器，R1的作用是保护电路
（C）乙为电压传感器，R的作用是保护电路
（D）乙为电压传感器，R1的作用是保护电路
（2）实验测得电池①的路端电压U与电流I的拟合曲线如图（b）中①图线所示，由此得到电池①的电源电动势E1＝________V，内阻r1＝________Ω；
（3）改用电池②，重复上述实验方法，得到图（b）中的图线②．用阻值相同的两个定值电阻分别与电池①及电池②连接，两电池的输出功率相等，则这两个定值电阻的阻值为________Ω，电池①和电池②的效率η1________η2（选填“＞”“＝”或“＜”）．
19.如图所示，R为变阻箱，电压表为理想电压表，电源电动势 E=6V ，当变阻箱阻值为 R=4Ω 时，闭合电键后，电压表读数 U=4V ，求：
（1）电路中的电流I和电源内阻r；
（2）电源的输出功率P和效率 η ；
（3）试推导说明当R为多大时，电源的输出功率最大。
20.如图所示，电源电动势 E=10V ，内阻 r=1Ω ，闭合开关 S 后，标有“ 8V 、 12W ”的灯泡恰能正常发光，电流表为理想电流表，求：
（1）电流表的示数是多少安培；
（2）电阻 R 等于多少欧姆；
（3）电源的输出功率等于多少瓦特。
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】 A
【解答】开关闭合时，在0~t1时间内，流过线圈以及灯泡D的电流均为由上向下的稳定电流，为正方向电流；断开开关后，线圈L、电阻R和电灯D构成一闭合回路，发生自感现象，线圈的电流要保持由上向下的电流方向，流进灯泡D由下向上形成回路，线圈相当于电源，因为小灯泡会发生闪亮现象，可知流过灯泡的电流大于流过灯泡以前的电流，然后逐渐减小到零，A符合题意，BCD不符合题意；
故答案为：A。

【分析】根据自感现象和和闭合回路的分析进行判断。
2.【答案】 D
【解答】AC．P向a滑动时，滑动变阻器阻值减小，外电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知，干路电流增大，路端电压减小，通过电阻R1电流增大， V1的示数增大，V2的示数减小；根据欧姆定律有 U1=I?R1
所以，V1示数改变量的绝对值 ΔU1=ΔI?R
由闭合电路欧姆定律有 U2=E?I?(R1+r)
所以，V2示数改变量的绝对值 ΔU1=ΔI?(R1+r)
所以，P向a滑动，V1示数改变量的绝对值小于V2示数改变量的绝对值，AC不符合题意；
BD．P向b滑动时，滑动变阻器阻值增大，外电阻增大，根据闭合电路欧姆定律可知，干路电流减小，路端电压增大，通过电阻R1电流减小，V1的示数减小，V2的示数增大；根据欧姆定律有 U1=I?R1
所以，V1示数改变量的绝对值 ΔU1=ΔI?R
由闭合电路欧姆定律有 U2=E?I?(R1+r)
所以，V2示数改变量的绝对值 ΔU1=ΔI?(R1+r)
所以，P向b滑动，V1示数改变量的绝对值小于V2示数改变量的绝对值，D符合题意，B不符合题意；
故答案为：D。

【分析】由电路图先明确电路的结构，再根据滑动变阻器的移动明确电阻变化；由闭合电路欧姆定律可知电路电流的变化，即可分析内电压、路端电压及各部分电压的变化。
3.【答案】 A
【解答】A．据题意，压力增大时R0电阻减小，则外电路电阻减小，根据闭合电路欧姆定律，有 I=ER外+r
可知总电流I减小，R1的电功率为 PR1=I2R1
可知R1的电功率增大，A符合题意；
B．电压表测量的是并联电路的电压，根据公式，有 U并=E?I(R1+r)
可知电压表的示数减小，B不符合题意；
C．电流表测量R2支路电流，根据公式，有 IR2=U并R2
可知电流表的示数减小，C不符合题意；
D．R2的电功率为 PR2=IR22R2
则R2的电功率减小，D不符合题意。
故答案为：A。

【分析】根据闭合回路欧姆定律和电功率公式进行分析判断。
4.【答案】 B
【解答】A．增大对R3的光照强度，其电阻减小，电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知，电路中的干路电流增大，则A表的示数变大。A不符合题意；
B．由于R1>r，结合电源的输出功率与外电阻的关系可知，当外电阻减小时，电源的输出功率增大，B符合题意；
C．根据公式 P=I2r
结合A选项，可知电流增大，电源内部消耗的热功率增大。C不符合题意；
D．由闭合电路欧姆定律 U=E?I(R1+r)
可知，并联部分电压减小，即电容器两端电压减小，所以电容器处于放电过程，电流从b流向a。D不符合题意。
故答案为：B。

【分析】利用动态电路的串反并同结合光敏电阻的阻值变小可以判别电表读数和功率的变化；利用电容器电压的变化可以判别电容器电荷量的变化进而判别电流的方向。
5.【答案】 A
【解答】A．当外电路电阻等于电源内阻时电源的输出功率最大，因为R1>r，当滑片上移时，滑动变阻器接入电阻减小，外电阻减小，则逐渐接近于电源的内阻，可知电源的输出功率变大，A符合题意；
BC．当滑片上移时，滑动变阻器接入电阻减小，则外电路总电阻减小，电路中总电流变大，电源的内电压变大，则由闭合电路欧姆定律可知，电路的路端电压减小，故电压表示数减小；流过R1的电流逐渐变大，由欧姆定律可知，R1上的分压变大，而路端电压减小，故并联部分的电压减小，则电流表示数减小，BC不符合题意；
D．电源的总功率P=IE，当总电流I变大时，电源的总功率变大，D不符合题意；
故答案为：A。

【分析】利用动态电路的串反并同结合滑动变阻器的阻值变化可以判别功率及电表读数的变化。
6.【答案】 B
【解答】ABCD．分析电路可以发现，滑动变阻器分为上下两部分，且为并联关系，由于 R并=R1R2R1+R2
可知，当滑动变阻器滑片移动到了正中间时，该并联电阻达到最大，即外电路电阻最大，路端电压达到最大，而电压表V3测的就是路端电压，故V3读数应最大，由于总电阻变大，故干路电流变小，而V1测的是R上的电压，由 U1=IR 可知，I最小时，V1读数应最小，由于V2测的是并联部分的电压，由串联电路电压关系可知 U2=U3?U1
V3读数最大，V1读数最小，故V2读数应最大，B符合题意。
故答案为：B。

【分析】利用滑动电阻器的滑片位置可以判别电路中电阻的变化，结合闭合电路的欧姆定律可以判别电表的读数大小。
7.【答案】 A
【解答】由电路的结构可知，滑动变阻器R的滑动触头P两边的电阻并联，则当P从M端向N端滑动时,电路的总电阻先变大后减小，则总电流先减小后变大，路端电压先变大后变小，即电压表的示数先变大后变小；设PN部分的的电阻为x，则PN部分的电流为 Ix=ER1+r+(R?x)xR×R?xR=E(R1+r)RR?x+x
则随着x的减小，Ix逐渐变大。
故答案为：A。

【分析】滑动变阻器的滑片向左滑动的过程中，接入电路中的电阻变小，结合欧姆定律求解电流、电压的变化。
二、多选题
8.【答案】 A,B
【解答】A．滑片向上滑动， R2 阻值减小，电路总电阻减小，根据 I=ER总
可知干路电流增大，即流过小灯泡的电流增大，小灯泡变亮，A符合题意；
B．电压表测量路端电压，干路电流增大，根据 E=U+Ir
可知路端电压减小，电压表示数变小，B符合题意；
C．路端电压减小，小灯泡分压增大，所以滑动变阻器两端电压减小，电容器两端电压即为滑动变阻器分压，根据 C=QU
可知电容器所带电荷量减小，C不符合题意；
D．电源输出功率与外电阻的关系为
外电阻与电源内阻关系未知，所以电源输出功率变化未知，D不符合题意。
故答案为：AB。

【分析】滑动变阻器的滑片向上滑动的过程中，接入电路中的电阻变小，结合欧姆定律求解电流、电压的变化，利用功率公式P=UI求解灯泡的功率。
9.【答案】 C,D
【解答】A．电压表示数为有效值，与某一时刻无关，A不符合题意；
B．只向上移动P2 ， 指示灯两端电压不变，灯亮度不变，B不符合题意；
C．R2两端电压为 UV2=U2R1+R2R2=U2R1R2+1
当P1、P2上移时，U2、R2均变大，电压表V2的示数变大，C符合题意；
D．P1、P2均向上移动，副线圈上消耗的功率可能不变，根据能量守恒，原线圈输入功率也可能不变，D符合题意。
故答案为：CD。

【分析】通过交流电压的表达式读出电压的最大值和角速度，计算出电压的有效值和频率，利用变压器原副线圈匝数比与电压的关系求解副线圈的电压即可，再利用欧姆定律求解电流，进而求解功率。
10.【答案】 B,C
【解答】AB．当滑动触头P1向下移动时，变压器的原线圈匝数变小，副线圈匝数不变，输入电压不变，所以输出电压变大，灯泡L1变亮；输出功率变大，输入功率也变大，输入电压不变，所以输入电流变大，电流表A1的示数一定增大，B符合题意，A不符合题意；
C．当滑动触头P2向下移动时，与灯泡L2串联的电阻变大，两端电压不变，根据欧姆定律得灯泡L2电流变小，灯泡L2变暗，C符合题意；
D．根据串并联规律和欧姆定律可知，电流表A2的示数 I=U(RL+Rx)(R?Rx)RL+R=U(RL+R)(RL+Rx)(R?Rx)
因为灯泡L2的阻值与滑动变阻器的总电阻相等，当滑动触头P2向下移动时，Rx增大，由数学知识可知，电流表A2的示数一定增大，D不符合题意；
故答案为：BC。

【分析】利用变压器原副线圈匝数比与电压的关系求解副线圈的电压即可，再利用欧姆定律求解电流，分析灯泡功率的变化。
11.【答案】 B,D
【解答】解：A、由于电路稳定时，R2相当于导线，所以将R2的滑片上移时，电压表的示数不变，A不符合题意；
B、若突然将电容器上极板上移，电容器板间电压不变，板间场强减小，由U＝Ed知，P点与下极板间的电势差减小，而下极板的电势为零，所以P点电势降低，由于液滴带负电，所以小球在P点电势能增加。B符合题意。
C、若光照变强，光敏电阻R3减小，通过小灯泡的电流变大，电容器两端电压为：U＝E﹣I（r+R1），I变大，则U变小，即电容器两板间的电压变小，场强变小，油滴所受的电场力变小，因此油滴P要向下极板运动，C不符合题意；
D、根据当外电阻等于内电阻时，此时电源输出功率最大，将R1看成电源的内阻，由于等效电源的外电阻大于内电阻，外电阻变小，所以等效电源的输出功率变大，即AB间电路的功率逐渐变大，D符合题意。
故答案为：BD。

【分析】结合选项中的具体措施，利用电容器的决定公式求解电容的变化，再结合公式Q=CU求解电容器内部电场强度的变化，接入电路中的电阻变化，结合欧姆定律求解电流、电压的变化，进而分析功率的变化。
12.【答案】 A,C
【解答】甲图中的等效电动势为： E甲=E ，等效内阻为： r甲=r+R0 ，乙图的等效电动势为： E乙=R0R0+rE ，等效内阻： r乙=r?R0r+R0 ，丙图的等效电动势为： E丙=E ，等效内阻为： r丙=R0 ，丁图的等效电动势： E丁=E ，等效内阻： r丁=R0 ，则： E甲=E丙=E丁>E乙 ， r甲>r丙=r丁>r乙 ，AC符合题意。
故答案为：AC

【分析】对闭合电路应用闭合电路欧姆定律列方程求解电动势和内阻的表达式进行分析即可。
13.【答案】 A,D
【解答】煤气浓度越高气敏电阻R1阻值越小，电路总电阻越小，由闭合电路欧姆定律可知，电路电流I越大，电阻两端电压U＝IR变大，即a、b间电压越高，A符合题意，B不符合题意；煤气浓度越大，气敏电阻R1越大，电路总电阻越大，电路电流I越小，电源功率P＝EI越小，C不符合题意；调整变阻器R的阻值会改变煤气浓度一定时a、b间的电压，回影响报警器的灵敏度，D符合题意．
故答案为：AD

【分析】煤气浓度增加，接入电路中的电阻变小，结合欧姆定律求解电流、电压的变化，利用功率公式求解功率。
三、填空题
14.【答案】 A；2.0V；1500Ω；相等
【解答】解：步骤一、多用电表测电阻时电流从黑表笔流出，红表笔流入；当红表笔接A时，指针几乎不偏转，说明二极管电阻无穷大，此时二极管反向偏压，为了测量该二极管的反向电阻，应将红表笔接二极管的A端；
步骤二、由题意可知，电源内阻不计，电压表与二极管并联电阻：R并＝ RVRDRV+RD ，
由图示电路图可知，电压表示数：U＝IR＝ ER并+R R，
整理得： 1U ＝ RV+RDERVRD R+ 1E ，
由图示 1U ﹣R图象可知，纵轴截距：b＝ 1E ＝0.5V﹣1 ， 解得，电源电动势：E＝2.0V，
图象斜率：k＝ RV+RDERVRD ＝ 1.5?0.52×103V?1/Ω ，解得：RD＝1500Ω；
由于电源内阻不计，电压表内阻已知，实验消除了电压表内阻对实验的影响，二极管反向电阻测量值与真实值相等。
故答案为：A；2.0V；1500Ω；相等。

【分析】利用红进黑出结合指针的偏转可以判别红笔接A端；利用图像截距结合斜率可以求出电动势和反向电阻的大小；利用电压表内阻已知可以判别测量值等于真实值。
15.【答案】 量程与被测电流值相比较太大；0.603；R1；1.48；0.84（0.70-0.90之间都给分）
【解答】①一节干电池的电动势约E=1．5V，为方便实验操作，滑动变阻器应选R1 ， 它的阻值范围是0-10Ω，电路中最小电流约为 Imin=ER=0.15A
电流表A的量程是3A，被测电流值与电流表量程相比差距太大，因此不能用电流表A。②改装后电流表量程： I=Ig+IgRgR3=0.003+0.003×100.5A=0.603A ③根据以上分析可知，选用的滑动变阻器是R1。④[由上可知，改装后电流表的量程是电流表G量程的200倍，图象的纵截距b等于电源的电动势，由图读出电源的电动势为：E=1．48V
图线的斜率大小k=r，由数学知识知： k=△U△I=0.84
则电源的内阻为：r=k=0.84Ω

【分析】（1）电路中的电流比较小，而电流表的量程比较大；
（2）通过并联一个小电阻起分流作用，可以把电流计改装成电流表，利用欧姆定律求解量程即可；
（3）定值电阻和滑动变阻器的选择根据电源内阻选择即可，
（4）根据闭合电路欧姆定律得U=E﹣Ir 结合函数图像来求解内阻和电动势即可。
16.【答案】 先变大后变小；a端或b端
【解答】分析电路结构可知，滑动变阻器的两部分接入电阻 Rap 与 Rbp 并联然后和 R1 串联，滑动变阻器的滑片P从a向b移动的过程中，并联部分总电阻 R变=(R?Rbp)RbpR
因此变阻器电阻线变大后减小，总电流先减小后增大，而路端电压先增大后减小，电压表直接测路端电压，所以电压表的示数先变大后变小。
当外电阻等于电源内阻时电源输出功率最大。而又因为电源内阻阻值小于 R1 ，所以当 R变 最小时电源输出功率最大，即滑片处于a端或b端时，电源的输出功率最大。

【分析】利用总电阻的变化可以判别电压的变化；利用内外电阻的关系可以判别输出功率的最大时的电阻大小。
四、综合题
17.【答案】 （1）B
（2）1U=1E+1R+R0?rE
（3）1b；kb
【解答】(1)当滑动变阻器短路时，电路中通过的最大电流为100mA，则由闭合电路欧姆定律可知，定值电阻的最大阻值为 R0=EI?rmin=100Ω
应选用B规格。
(2)由闭合欧姆定律得 U=ER0+R+r（R0+R）
变形得 1U=1E+1R+R0?rE
(3)可得图像中斜率 k=rE
截距 b=1E
即 E=1b，r=kb

【分析】根据题意，由闭合电路欧姆定律求出，在电流最大时，定值电阻的阻值，从而选择合适的定值电阻。由闭合电路欧姆定律，找出 ??1U和1R+R0?的函数关系，通过对比已知图像，找出对应的斜率和截距，联立方程，解出电动势和内阻。
18.【答案】 （1）D
（2）6.0；2.4
（3）1.6；＜
【解答】 解：（1）根据测量电动势和内电阻的实验原理可知，滑动变阻器应与电流传感器串联后与电压表并联，从而电压表测量路端电压，电流表测量电路中电流，故甲为电流传感器、乙为电压传感器；滑动变阻器R起到调节电流作用，R1起保护电路作用，D符合题意ABC不符合题意．（2）根据U＝E﹣Ir可知，图象与纵轴的交点表示电动势，故E＝6.0V；图象的斜率表示内阻，故r＝ 6.0?1.22.0 ＝2.4Ω；（3）要使两电源分别与同一电阻串联后功率相同，则电阻的工作点只能是两电源U﹣I图象的交点处，故由图可知，U＝2.4V，I＝1.5A，由欧姆定律可知，R＝ UI ＝ 2.41.5 ＝1.6Ω；
根据效率公式η＝ UE×100% ，由图可知，可知电池①的效率小于电池②的效率；
故答案为：（1）D；（2）6.0，2.4；（3）1.6，＜

【分析】（1）电压传感器用来测量电路中的电压，应并联在电路中；
（2）利用闭合电路欧姆定律对整个电路列方程，对方程进行适当的变形，结合图像求解电动势和内阻即可；
（3）结合电流和电压值，利用欧姆定律求解电阻的阻值即可；求解电路的效率，利用电阻两端的电压除以电动势即可。
19.【答案】 （1）解：电路中的电流 I0=UR=44A=1A
根据闭合电路欧姆定律 E=U+Ir ，解得内阻为 r=E?UI0=6?41Ω=2Ω
（2）解：电源的输出功率 P输=I0U=1×4W=4W
效率为 η=P输I0E×100%=41×6×100%≈66.67%
（3）解：电源的输出功率为 P=I2R=E2(R+r)2R=E2(R?r)2R+4r
可知当 R=r=2Ω 时，电源输出功率最大，即 P=E24r=624×2W=4.5W
【分析】（1）利用欧姆定律可以求出内阻的大小；
（2）利用效率的表达式结合功率的表达式可以求出输出功率和效率的大小；
（3）利用功率的表达式结合内阻的大小可以求出最大输出功率。
20.【答案】 （1）解：由题意知，并联部分电压为 U=8V ，内电压应为 U内=E?U=2V
总电流即电流表的示数为 I=U内r=2A
（2）解：流过灯泡的电流 I1=P1U=1.5A
则流过电阻的电流 I2=I?I1=0.5A
则电阻 R=UI2=16Ω
（3）解：电源的输出功率 P出=UI=16W
【分析】（1）利用电动势及欧姆定律可以求出电流的大小；
（2）利用功率的表达式结合欧姆定律可以求出电阻的大小；
（3）利用电流和电压可以求出功率的大小。
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