1、考点一电路的动态分析1闭合电路(1)组成(2)内、外电压的关系：EU内U外2闭合电路欧姆定律(1)内容：在外电路为纯电阻的闭合电路中，电流的大小跟电源的电动势成正比，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)EU外Ir(适用于所有电路)3路端电压U与电流I的关系图1(1)关系式：UEIr.(2)UI图象如图1所示当电路断路即I0时，纵坐标的截距为电源电动势当外电路短路即U0时，横坐标的截距为短路电流图线的斜率的绝对值为电源的内阻思维深化判断下列说法是否正确(1)闭合电路中的电流跟电源电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比()(2)电动势是电源两极间的电压()(3)当外电阻增
2、大时，路端电压也增大()(4)闭合电路中的短路电流无限大()(5)电动势的单位跟电压的单位一致，所以电动势就是两极间的电压()(6)非静电力做的功越多，电动势就越大()(7)E只是电动势的定义式而非决定式，电动势的大小是由电源内非静电力的特性决定的()1电阻变化引起的动态变化(多选)如图所示，A、B、C、D四个电路中，电源电动势为E，电阻为r，定值电阻为R0，当滑动变阻器R的滑片P从a向b滑动时，电压表示数将变大的电路是()答案BD解析在电路A、B中，当滑动变阻器R的滑片P从a向b滑动时，滑动变阻器连入电路的电阻变小对电路A，电压表测量的是路端电压，由于外电路电阻减小，使路端电压随之减小，不符
3、合题意；对电路B，电压表测量的是定值电阻R0两端的电压，由闭合电路欧姆定律知此时电路电流变大，则电压表示数将变大，符合题意；对电路C，由于电压表位置的特殊性，其示数将不变；而电路D，实际上可认为是一个分压电路，尽管电路电流不变，但当滑动变阻器R的滑片P从a向b滑动时，电压表测量的电阻增加，则电压表示数将变大2传感器引起的动态变化(2013江苏单科4)在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发现，设计了一种报警装置，电路如图2所示M是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻RM发生变化，导致S两端电压U增大，装置发出警报，此时()图2ARM变大，且R越大，U增大越明显BRM变大，且R越小，U增
4、大越明显CRM变小，且R越大，U增大越明显DRM变小，且R越小，U增大越明显答案C解析由题意知，S两端的电压增大，则电路中的电流增大，接触药液的传感器的电阻变小，则A、B选项是错误的；将S看做外电路，其余看做等效电源，根据UEIr可判断，同样的变化电流，则内阻越大电压变化越大，因此答案为C.3断路引起的动态变化如图3所示，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关，V与A分别为电压表与电流表初始时S0与S均闭合，现将S断开，则()图3AV的读数变大，A的读数变小BV的读数变大，A的读数变大CV的读数变小，A的读数变小DV的读数变小，A的读数变大答案B解析S断开，相当于总
5、电阻变大，总电流减小，由UEIr知，路端电压增大，即电压表的读数变大，R3两端的电压U3EIrIR1，因总电流减小，则U3增大，R3中的电流也增大，电流表的读数变大电路动态分析的两种方法1程序法：电路结构的变化R的变化R总的变化I总的变化U端的变化固定支路变化支路.2极限法：即因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题，可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端去讨论考点二电路中的功率及效率问题1电源的总功率(1)任意电路：P总IEIU外IU内P出P内(2)纯电阻电路：P总I2(Rr).2电源内部消耗的功率P内I2rIU内P总P出3电源的输出功率(1)任意电路：P出IUIEI2rP总P内(2)纯电阻电路
6、：P出I2R.(3)纯电阻电路中输出功率随R的变化关系当Rr时，电源的输出功率最大为Pm.当Rr时，随着R的增大输出功率越来越小当Rr时，随着R的增大输出功率越来越大当P出Pm时，每个输出功率对应两个外电阻R1和R2，且R1R2r2.P出与R的关系如图4所示图44电源的效率(1)任意电路：100%100%.(2)纯电阻电路：100%100%因此在纯电阻电路中R越大，越大思维深化当电源的输出功率最大时，效率也最大吗？答案当电源的输出功率最大时，效率并不是最大，只有50%；当R时，100%，但此时P出0，无实际意义4电源效率的分析有一个电动势为3 V、内阻为1 的电源下列电阻与其连接后，使电阻的功
7、率大于2 W，且使该电源的效率大于50%的是()A0.5 B1 C1.5 D2 答案C5对功率图象的理解(多选)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变化的图线画在了同一坐标系中，如图5中的a、b、c所示以下判断正确的是()图5A在a、b、c三条图线上分别取横坐标相同的A、B、C三点，这三点的纵坐标一定满足关系PAPBPCBb、c图线的交点与a、b图线的交点的横坐标之比一定为12，纵坐标之比一定为14C电源的最大输出功率Pm9 WD电源的电动势E3 V，内电阻r1 答案ABD解析在a、b 、c三条图线上分别取横坐标相同的A、B、C三点，因为直流电源的总功率
8、PE等于输出功率PR和电源内部的发热功率Pr的和，所以这三点的纵坐标一定满足关系PAPBPC，所以A正确；当内电阻和外电阻相等时，电源输出的功率最大，此时即为b、c图线的交点处的电流，此时电流的大小为，功率的大小为，a、b图线的交点表示电源的总功率PE和电源内部的发热功率Pr相等，此时只有电源的内电阻，所以此时电流的大小为，功率的大小为，所以横坐标之比为12，纵坐标之比为14，所以B正确；图线c表示电源的输出功率与电流的关系图象，很显然，最大输出功率小于3 W，故C错误；当I3 A时，PR0，说明外电路短路，根据PEEI知电源的电动势E3 V，内电阻r1 ，故D正确6动态变化中的功率分析如图6
9、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R0r，滑动变阻器的最大阻值是2r.当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动时，下列说法中正确的是()图6A电路中的电流变小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上消耗的功率先变大后变小答案C解析当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动时，外电路电阻减小，电路中的电流变大，当滑片位于b端时，rR外，电源的输出功率最大，选项A、B错；当把定值电阻R0看做电源内阻，滑动变阻器的滑片P位于a端时，滑动变阻器消耗的功率最大，由a端向b端滑动时，滑动变阻器消耗的功率变小，选项C对；由PI2R0知，定值电阻R0上消
10、耗的功率变大，选项D错对闭合电路功率的两点认识1闭合电路是一个能量转化系统，电源将其他形式的能转化为电能内、外电路将电能转化为其他形式的能，IEP内P外就是能量守恒定律在闭合电路中的体现2外电阻的阻值向接近内阻的阻值方向变化时，电源的输出功率变大考点三电源和电阻UI图象的比较图象上的特征物理意义电源UI图象电阻UI图象图形图象表述的物理量变化关系电源的路端电压随电路电流的变化关系电阻两端电压随电阻中的电流的变化关系图线与坐标轴交点与纵轴交点表示电源电动势E，与横轴交点表示短路电流过坐标轴原点，表示没有电压时电流为0图线上每一点坐标的乘积UI表示电源的输出功率表示电阻消耗的功率图线上每一点对应的
11、U、I比值表示外电阻的大小，不同点对应的外电阻大小不同每一点对应的比值均等大，表示此电阻的大小不变图线斜率的绝对值大小内阻r电阻大小思维深化对电源的UI图象若纵坐标上的取值不从0开始图象与纵轴的交点表示什么？与横轴的交点还表示短路电流吗？电源内阻如何计算？答案纵轴交点仍表示电源的电动势，而横轴上的截距不表示短路电流，斜率的绝对值表示内阻r.7对电源UI图象的理解(多选)如图7所示是某电源的路端电压与电流的关系图象，下列结论正确的是()图7A电源的电动势为6.0 VB电源的内阻为12 C电源的短路电流为0.5 AD电流为0.3 A时的外电阻是18 答案AD解析由于该电源的UI图象的纵轴坐标不是从
12、0开始的，故纵轴上的截距仍为电源的电动势，即E6.0 V，但横轴上的截距0.5 A不是电源的短路电流，故内阻应按斜率的绝对值计算，即r| 2 .由闭合电路欧姆定律可得电流I0.3 A时，外电阻Rr18 .故选项A、D正确8.两种UI图象的比较(多选)如图8所示的UI图象中，直线为某电源的路端电压与电流的关系图线，直线为某一电阻R的UI图线，用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图象可知()图8AR的阻值为1.5 B电源电动势为3.0 V，内阻为0.5 C电源的输出功率为3.0 WD电源内部消耗功率为1.5 W答案AD解析由于电源的路端电压与电流的关系图线和电阻R的UI图线都为直线，所以电源的路
13、端电压与电流的关系图线的斜率的绝对值等于电源内阻，r1.5 ；电阻R的UI图线的斜率等于电阻R的阻值，R1.5 ，选项A正确，B错误；电源的路端电压与电流的关系图线和电阻R的UI图线交点纵、横坐标的乘积表示电源的输出功率，电源的输出功率为PUI1.51.0 W1.5 W，选项C错误；由EIPPr解得电源内部消耗的功率为PrEIP3.01.0 W1.5 W1.5 W，选项D正确利用两种图象解题的基本方法利用电源的UI图象和电阻的UI图象解题无论电阻的UI图象是线性还是非线性，解决此类问题的基本方法是图解法，即把电源和电阻的UI图线画在同一坐标系中，图线的交点即电阻的“工作点”，电阻的电压和电流可
14、求，其他的量也可求考点四含电容器电路的分析1电路的简化：不分析电容器的充、放电过程时，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处理方法：电路稳定后，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，即电阻不起降低电压的作用，与电容器串联的电阻视为等势体电容器的电压为与之并联的电阻两端的电压3电容器所带电荷量的变化的计算：(1)如果变化前后极板带电的电性相同，那么通过所连导线的电荷量等于初、末状态电容器所带电荷量之差；(2)如果变化前后极板带电的电性相反，那么通过所连导线的电荷量等于初、末状态电容器所带电荷量之和思维深化如图9所示电路，已知平行金属板电容器
15、C中固定一个带正电的质点P，下板接地，当将滑动变阻器R1的滑片向右滑动时，质点P的电势能如何变化？图9答案减小因为当滑动变阻器R1的滑片向右滑动时，变阻器接入电路的电阻增大，根据闭合电路欧姆定律知，电路中电流减小，由欧姆定律知R2的电压减小，而电容器的电压等于R2的电压，故电容器极板间电压减小由E知，板间场强减小，则P点与下极板的电势差减小，下极板接地，电势为0，而P点的电势高于下极板的电势，所以P点的电势降低，质点P带正电，故质点P电势能减小9电容器中的平衡问题(2014天津2)如图10所示，电路中R1、R2均为可变电阻，电源内阻不能忽略，平行板电容器C的极板水平放置，闭合电键S，电路达到稳
16、定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动如果仅改变下列某一个条件，油滴仍能静止不动的是()图10A增大R1的阻值 B增大R2的阻值C增大两板间的距离 D断开电键S答案B解析增大R1的阻值，稳定后电容器两板间的电压升高，带电油滴所受电场力增大，将向上运动，A错误电路稳定后，电容器相当于断路，无电流通过电阻R2，故R2两端无电压，所以，增大R2的阻值，电容器两板间的电压不变，带电油滴仍处于静止状态，B正确增大两板间的距离，两板间的电压不变，电场强度减小，带电油滴所受电场力减小，将向下运动，C错误断开电键S后，两板间的电势差为0，带电油滴只受重力作用，将向下运动，D错误10含容电路的动态分析如图11所示
17、电路中，电源的电动势为E，内阻为r，R1、R3为定值电阻，R2为滑动变阻器，C为平行板电容器，开关S闭合后，电容器两板正中央有一个带电液滴恰好静止电流表和电压表都可以视为理想电表当滑动变阻器滑片P向b端滑动过程中，下述说法中正确的是()图11A电压表示数变大，电流表示数变小B电压表示数变小，电流表示数变大C电容器C所带电荷量增加，液滴向上加速运动D电容器C所带电荷量减小，液滴向下加速运动答案D解析当滑动变阻器滑片P向b端滑动过程中，接入电路的电阻减小，R2与R3并联的电阻减小，总电阻减小，则总电流增大，R1两端电压增大，则电压表示数变大；R2与R3并联的电压减小，通过R3电流减小，则电流表示数
18、变大，故A、B错误；R2与R3并联的电压减小，电容器板间的电压减小，板间场强减小，液滴所受的电场力减小，则液滴将向下加速运动，故C错误，D正确11电容器电荷量的计算在如图12所示的电路中，R111 ，r1 ，R2R36 ，当开关S闭合且电路稳定时，电容器C带电荷量为Q1；当开关S断开且电路稳定时，电容器C带电荷量为Q2，则()图12AQ1Q213 BQ1Q231CQ1Q215 DQ1Q251答案A解析当开关S闭合时，电容器两端电压等于R2两端的电压，U2，Q1C；当开关S断开时，电容器两端电压等于电源电动势，UE，Q2EC，所以Q1Q213，选项A正确含电容器电路的分析技巧分析和计算含有电容器
19、的直流电路时，关键是准确判断和求出电容器两端的电压，其具体方法是：(1)确定电容器和哪个电阻并联，该电阻两端电压即为电容器两端电压(2)当电容器和某一电阻串联后接在某一电路两端时，此电路两端电压即为电容器两端电压(3)当电容器与电源直接相连，则电容器两极板间电压即等于电源电动势1(多选)直流电路如图13所示，当滑动变阻器滑片P向右滑动时，则()图13A电压表示数变小 B电流表示数变小C电源总功率变小 D外电路消耗功率变小答案BC解析当滑动变阻器滑片P向右滑动时，接入电路的电阻增大，外电阻变大，路端电压变大，A错误；电路中的总电阻变大，干路电流I变小，B正确；电源总功率P总EI变小，C正确；因不
20、知内电阻和外电阻的大小关系，故外电路消耗功率无法判断，D错误2.(多选)已知磁敏电阻在没有磁场时电阻很小，有磁场时电阻变大，并且磁场越强电阻值越大为探测有无磁场，利用磁敏电阻作为传感器设计了如图14所示电路，电源的电动势E和内阻r不变，在没有磁场时调节变阻器R使电灯L正常发光若探测装置从无磁场区进入强磁场区，则()图14A电灯L变亮 B电灯L变暗C电流表的示数减小 D电流表的示数增大答案AC解析探测装置从无磁场区进入强磁场区时，磁敏电阻阻值变大，则电路的总电阻变大，根据I可知总电流变小，所以电流表的示数减小，根据UEIr，可知I减小，U增大，所以灯泡两端的电压增大，所以电灯L变亮，故A、C正确
21、，B、D错误3.如图15所示，C为两极板水平放置的平行板电容器，闭合开关S，当滑动变阻器R1、R2的滑片处于各自的中点位置时，悬在电容器C两极板间的带电尘埃P恰好处于静止状态要使尘埃P向下加速运动，下列方法中可行的是()图15A将R1的滑片向左移动B将R2的滑片向左移动C将R2的滑片向右移动D将闭合的开关S断开答案B解析尘埃P受到重力和电场力而平衡，要使尘埃P向下加速，就要减小电场力，故要减小电容器两端的电压；电路稳定时，滑动变阻器R1无电流通过，两端电压为0，故改变R1的电阻值无效果，故A错误；变阻器R2处于分压状态，电容器两端电压等于变阻器R2左半段的电压，故要减小变阻器R2左半段的电阻值
22、，变阻器R2滑片应该向左移动，故B正确，C错误；将闭合的开关S断开，电容器两端电压增大到等于电源电动势，故P向上加速，D错误4(多选)在如图16所示的电路中，电源的内阻为r，现闭合开关S，将滑片P向左移动一段距离后，下列结论正确的是()图16A灯泡L变亮B电压表读数变小C电流表读数变小D电容器C上的电荷量增大答案CD解析滑动变阻器滑片P向左移动，其接入电路的电阻增大，电路总电阻R总增大，电流I减小，灯泡的功率PI2RL，RL不变，则P减小，灯泡L变暗，故A错误；电流I减小，电流表读数变小，电压表读数UEIr，则U变大，故B错误，C正确；滑动变阻器两端电压增大，电容器与滑动变阻器并联，电容器两端
23、的电压也增大，则其电荷量增大，故D正确练出高分基础巩固1将一电源电动势为E，内电阻为r的电池与外电路连接，构成一个闭合电路，用R表示外电路电阻，I表示电路的电流，下列说法正确的是()A由U外IR可知，外电压随I的增大而增大B由U内Ir可知，电源两端的电压随I的增大而增大C由UEIr可知，电源输出电压随输出电流I的增大而减小D由PIU可知，电源的输出功率P随输出电流I的增大而增大答案C解析根据闭合电路欧姆定律I知，外电路中电流I随外电阻R的变化而变化，所以选项A错误；U内Ir是电源内电阻上的电压，不是电源两端的电压，选项B错误；电源电动势E和内电阻r不变，由UEIr可知，电源输出电压随输出电流I
24、的增大而减小，选项C正确；当U不变时，电源的输出功率P随输出电流I的增大而增大，选项D错误2如图1所示的电路中，电源电动势为E，内电阻为r.开关S闭合后，电灯L1、L2均能发光现将滑动变阻器R的滑片P稍向上移动，下列说法正确的是()图1A电灯L1、L2均变亮B电灯L1变亮，L2变暗C电流表的示数变小D电源的总功率变小答案B解析将滑动变阻器R的滑片P稍向上移动，电流表的示数变大，电灯L1变亮，L2变暗，电源的总功率变大，选项B正确，A、C、D错误3在如图2所示的电路中，当闭合开关S后，若将滑动变阻器的滑片P向下移动，则正确的是()图2A电压表和电流表的示数都增大B灯L2变暗，电流表的示数减小C灯
25、L1变亮，电压表的示数减小D灯L2变亮，电容器的带电荷量增大答案C解析由题图可知，电压表与滑动变阻器并联，电流表与滑动变阻器串联，灯泡L1与滑动变阻器串联，灯泡L2与滑动变阻器并联，电容器C与滑动变阻器并联，当滑片向下移动时，滑动变阻器的阻值减小，据结论“串反并同”可得：电流表示数增大而电压表示数减小，灯泡L2上的电流减小，变暗，灯泡L1上的电流增大，变亮，故C选项正确，A、B选项错误，电容器两端的电压减小，据QCU，则带电荷量减小，故D选项错误4如图3所示电路中，4个电阻阻值均为R，开关S闭合时，有质量为m、带电荷量为q的小球静止于水平放置的平行板电容器的正中间现断开开关S，则下列说法不正确
26、的是()图3A小球带负电B断开开关后电容器的带电荷量减小C断开开关后带电小球向下运动D断开开关后带电小球向上运动答案D解析带电荷量为q的小球静止于水平放置的平行板电容器的正中间，说明所受电场力向上，小球带负电，选项A正确；断开开关后电容器两端电压减小，电容器的带电荷量减小，带电小球所受电场力减小，带电小球向下运动，选项B、C正确，D错误5(多选)如图4所示，图中直线表示某电源的路端电压与电流的关系图线，图中曲线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4A电源的电动势为50 VB电源的内阻为 C电流为2.5 A时，外电路的电阻为15 D输出功率为120 W时，输出电压是30
27、 V答案ACD解析电源的路端电压和电流的关系为：UEIr，显然直线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E50 V，r 5 ，A正确，B错误；当电流为I12.5 A时，由回路中电流I1，解得外电路的电阻R外15 ，C正确；当输出功率为120 W时，由题图中PI关系图线看出对应干路电流为4 A，再从UI图线读取对应的输出电压为30 V，D正确. 6(多选)如图5所示电路，闭合开关S，滑片P缓慢向左滑动时，则下列说法正确的是()图5A电容器C所带的电荷量不变B电容器C所带的电荷量增大C电压表的示数不变D电压表的示数增大答案BC解析在滑片P缓慢向左滑动过程中，回路总电阻不变，电
28、路电流不变，与电容器并联的电阻在增大，所以电容器电压增大，根据QCU知，电容器所带的电荷量增大，所以A错误，B正确；电压表测量路端电压，回路外电阻不变，所以路端电压不变，即电压表示数不变，所以C正确，D错误7(多选)如图6所示，C16 F，C23 F，R13 ，R26 ，电源电动势E18 V，内阻不计，下列说法正确的是()图6A开关S断开时，a、b两点电势相等B开关S闭合后，a、b两点间的电流是2 AC开关S断开时C1带的电荷量比开关S闭合后C1带的电荷量大D不论开关S断开还是闭合，C1带的电荷量总比C2带的电荷量大答案BC解析S断开时外电路处于断路状态，两电阻中均无电流通过，电阻两端电势相等
29、，由题图知a点电势与电源负极电势相等，而b点电势与电源正极电势相等，A错误S断开时两电容器两端电压都等于电源电动势，而C1C2，由QCU知此时Q1Q2.当S闭合时，稳定状态下C1与R1并联，C2与R2并联，电路中电流I2 A，此时两电阻两端电压分别为U1IR16 V、U2IR212 V，则此时两电容器所带的电荷量分别为Q1C1U13.6105 C、Q2C2U23.6105 C，对电容器C1来说，S闭合后其两端电压减小，所带的电荷量也减小，故B、C正确，D错误综合应用8如图7所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图线；直线B为电源b的路端电压与电流的关系图线；直线C为一个电阻R的两端电压与电
30、流的关系图线如果将这个电阻R分别接到a、b两电源上，那么有()图7AR接到a电源上，电源的效率较高BR接到b电源上，电源的输出功率较大CR接到a电源上，电源的输出功率较大，但电源效率较低DR接到b电源上，电阻的发热功率和电源的效率都较高答案C解析由题图判断电源a的内阻大，在纯电阻电路中电源效率100%，内阻越大，效率越低；电源的输出功率PUI对应图线交点坐标的乘积，电阻的发热功率与图线交点横坐标的平方成正比，只有C正确9(多选)有一种测量人体重的电子秤，其原理如图8中虚线内所示，它主要由三部分构成：踏板、压力传感器R(阻值可随压力大小而变化的电阻器)、显示体重的仪表G(实质是理想电流表)设踏板
31、的质量可忽略不计，已知理想电流表的量程为3 A，电源电动势为12 V，内阻为2 ，电阻R随压力变化的函数式为R300.02F(F和R的单位分别是N和)下列说法正确的是()图8A该电子秤能测量的最大体重是1 400 NB该电子秤能测量的最大体重是1 300 NC该电子秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.375 A处D该电子秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.4 A处答案AC解析由EI(rR)可得R最小值为R2 .由R300.02 F可得F最大值为1 400 N，选项A正确，B错误；该电子秤零刻度线为F0，R30 ，对应电流I0.375 A，选项C正确，
32、D错误10如图9甲所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1100 ，R2阻值未知，R3为一滑动变阻器当其滑片P从左端滑至右端时，测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图线如图乙所示，其中A、B两点是滑片P在变阻器的两个不同端点得到的求：图9(1)电源的电动势和内阻；(2)定值电阻R2的阻值；(3)滑动变阻器的最大阻值答案(1)20 V20 (2)5 (3)300 解析(1)题图乙中AB的延长线交U轴于20 V处，交I轴于1.0 A处，所以电源的电动势为E20 V，内阻r20 .(2)当P滑到R3的右端时，电路参数对应题图乙中的B点，即U24 V、I20.8 A，得R25 .(3)当P滑到R3的左端时，由题图乙知此时U外16 V，I总0.2 A所以R外80 因为R外R2所以滑动变阻器的最大阻值为：R3300