1、基础诊断考点突破随堂演练基础课时20 电路 闭合电路的欧姆定律基础诊断考点突破随堂演练知识梳理 知识点一、电阻的串、并联 串联电路并联电路电路电流II1I2InI_电压UU1U2UnU_总电阻R 总R1R2Rn1R总_功率分配P1P2R1R2P1P2R2R1I1I2InU1U2Un1R1 1R2 1Rn基础诊断考点突破随堂演练知识点二、电源的电动势和内阻 1.电动势(1)电源：电源是通过非静电力做功把_的能转化成_的装置。(2)电动势：非静电力搬运电荷所做的功与搬运的电荷量的 比值，E_，单位：V。(3)电动势的物理含义：电动势表示电源_ _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
2、压。2.内阻：电源内部也是由导体组成的，也有电阻r，叫做电源的_，它是电源的另一重要参数。其他形式电势能Wq把其他形式的能转化成电势能内阻基础诊断考点突破随堂演练知识点三、闭合电路的欧姆定律 1.闭合电路的欧姆定律(1)内容 闭合电路里的电流跟电源的电动势成_，跟内、外电阻之和成_。(2)公式 正比反比I_(只适用于纯电阻电路)；E_(适用于所有电路)。ERrU外Ir基础诊断考点突破随堂演练2.路端电压与外电阻的关系 一般情况UIR ERrR E1rR，当 R 增大时，U_特殊情况(1)当外电路断路时，I0，U_(2)当外电路短路时，I 短_，U0增大EEr基础诊断考点突破随堂演练思考(1)根
3、据EUIr画出电源的UI图象？根据图线如何求电源的电动势和内阻？(2)最简单的闭合回路如图1所示，推导出电源的输出功率的表达式？并求出电源的最大输出功率？图1 基础诊断考点突破随堂演练诊断自测 1.下列关于电动势的说法正确的是()A.电源的电动势跟电源内非静电力做的功成正比，跟通过的电荷量成反比B.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C.非静电力做的功越多，电动势就越大D.EWq 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基础诊断考点突破随堂演练解析 电动势的定义式 EWq 中，E 与 W、q 无关，E 反映的是电源的属性，由电源内部非静电力的
4、特性决定，故 A、C 错误，D 正确；电动势的单位虽然与电压单位相同，但两者有本质的不同，B 错误。答案 D 基础诊断考点突破随堂演练2.(2016上海普陀区一模)如果闭合电路中电源的电动势为12 V，外电压为10 V，当有0.5 C电荷量通过电路时，下列结论正确的是()A.在电源内部，非静电力将5 J的其他形式的能转化为电能 B.在电源内部，静电力将6 J的其他形式的能转化为电能 C.在电源外部，静电力将5 J的电能转化为其他形式的能 D.在电源外部，静电力将6 J的电能转化为其他形式的能 解析 在电源内部，根据公式有WqE0.512 J6 J，非静电力将6 J的其他形式的能转化为电能，故A
5、、B都错误；在电源外部，根据公式有WqU0.510 J5 J，静电力将5 J的电能转化为其他形式的能，故C正确，D错误。答案 C 基础诊断考点突破随堂演练3.(2015吉林长春调研)如图2所示，电源电动势为E、内阻为r，R1、R2为定值电阻，R0为滑动变阻器，当滑动变阻器的滑片向右滑动时，关于电压表、电流表示数变化的情况，以下说法正确的是()图2 A.V的示数变大，A的示数变小 B.V的示数变大，A的示数变大 C.V的示数变小，A的示数变小 D.V的示数变小，A的示数变大 基础诊断考点突破随堂演练解析 由闭合电路的欧姆定律可得，滑动变阻器滑片向右移，外电阻增大，总电流减小，路端电压增大，V的示
6、数变大。干路电流减小，R1两端电压减小，R2两端电压增大，流过R2的电流增大，A的示数变大，可知选项B正确。答案 B 基础诊断考点突破随堂演练4.(多选)直流电路图如图3所示，在滑动变阻器的滑片P向右移动时，电源的()图3 A.总功率一定减小 B.效率一定增大 C.内部损耗功率一定减小 D.输出功率一定先增大后减小 基础诊断考点突破随堂演练解析 当滑动变阻器的滑片P向右移动时，接入电路的电阻变大，整个回路的电流变小，电源内部损耗的功率P内I2r一定减小，选项C正确；总功率PEI一定减小，选项A正确；而内电压降低，外电压升高，电源的效率增大，选项B正确；当内电阻等于外电阻时，输出功率最大，此题中
7、无法知道内、外电阻的大小关系，因此选项D错误。答案 ABC 基础诊断考点突破随堂演练5.(多选)如图4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4 A.电源的电动势为6.0 V B.电源的内阻为12 C.电源的短路电流为0.5 A D.电流为0.3 A时的外电阻是18 基础诊断考点突破随堂演练解析 UI 图象在纵轴上的截距等于电源的电动势，即 E6.0 V，因为该电源的 UI 图象的纵轴坐标不是从零开始的，所以横轴上的截距 0.5 A 并不是电源的短路电流，电源的内阻应按斜率的绝对值计算，即 r|UI|6.05.00.502。由闭合电路欧姆定律可得电流 I0.3 A 时，外
8、电阻 REIr18。故选项 A、D 正确。答案 AD 基础诊断考点突破随堂演练考点一 电路的动态分析 1.判定总电阻变化情况的规律(1)当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时，电路的总电阻一定增大(或减小)。(2)若开关的通、断使串联的用电器增多时，电路的总电阻增大；若开关的通、断使并联的支路增多时，电路的总电阻减小。图5 基础诊断考点突破随堂演练(3)在如图5所示分压电路中，滑动变阻器可视为由两段电阻构成，其中一段R并与用电器并联，另一段R串与并联部分串联。A、B两端的总电阻与R串的变化趋势一致。2.电路动态分析的方法(1)程序法：遵循“局部整体部分”的思路，按以下步骤分析：基础诊断考点突破
9、随堂演练(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动端分别滑至两个极端去讨论。(3)串反并同法：“串反”是指某一电阻增大(或减小)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(或增大)。“并同”是指某一电阻增大(或减小)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(或减小)。基础诊断考点突破随堂演练【例1】(2015湖北武汉二模)在如图6所示的电路中，电源的负极接地，其电动势为E、内电阻为r，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，C为电容器，、为理想电流表和电压表。在滑动变阻器滑动头P自a端向b端滑动的过程中，下列说法中正确
10、的是()图6 基础诊断考点突破随堂演练A.电压表示数减小 B.电流表示数减小 C.电容器C所带电荷量增多 D.a点的电势降低 基础诊断考点突破随堂演练解析 滑动头 P 自 a 端向 b 端滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电路总电阻减小，由闭合电路的欧姆定律可得，干路电流增大，由 UR1IR1 可知 R1 两端电压即电压表的示数变大，选项 A 错误；由 UEIr 可知路端电压 U 减小；由 UR2UUR1可得 R2 两端的电压减小，又由 I2UR2R2 可得流过 R2 的电流变小，在干路电流增大的情况下，电流表的示数将变大，选项 B 错误；电容器两端的电压变小，根据 CQU，电容器所
11、带电荷量将变少，选项C 错误；由于 R2 两端的电压变小，所以 a 点的电势变低，选项 D正确。答案 D 基础诊断考点突破随堂演练方法提炼 电路稳定时电容器的处理方法 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，电容器两端的电压为与之并联的电阻两端的电压。基础诊断考点突破随堂演练【变式训练】1.(多选)如图7所示，电源电动势为E，内电阻为r，不计电压表和电流表内阻对电路的影响，当开关闭合后，两只小灯泡均能发光。现将滑动变阻器的滑片逐渐向右滑动，下列说法正确的是()图7 基础诊断考点突破随堂演练A.小灯泡L1、L2均变
12、暗 B.小灯泡L1变亮，L2变暗 C.电流表的读数变小，电压表的读数变大 D.电流表的读数变大，电压表的读数变小 解析 画出等效电路如图所示，滑片向右滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的阻值变大，电路中的总电阻变大，路端电压变大，总电流变小，故电流表的读数变小，电压表的读数变大，L2变暗，L1变亮，B、C正确。答案 BC 基础诊断考点突破随堂演练考点二 电源的功率和效率1.电源的总功率(1)任意电路：P 总EI(U 外U 内)IP 出P 内。(2)纯电阻电路：P 总I2(Rr)E2Rr。2.电源内部消耗的功率：P 内I2rU 内IP 总P 出。3.电源的输出功率(1)任意电路：P 出UIEII2
13、rP 总P 内。(2)纯电阻电路：P 出I2RE2R（Rr）2E2（Rr）2R4r。基础诊断考点突破随堂演练(3)输出功率随 R 的变化关系：当 Rr 时，电源的输出功率最大，为 PmE24r。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可能的外电阻 R1 和 R2，且 R1R2r2。P 出与 R 的关系如图 8 所示。图8 基础诊断考点突破随堂演练4.电源的效率(1)任意电路：P出P总100%UE100%。(2)纯电阻电路：RRr100%11rR100%，因此在纯电阻电路中 R 越大，越大；当 Rr
14、时，电源有最大输出功率，效率仅为 50%。基础诊断考点突破随堂演练【例2】(多选)如图9甲所示，电源电动势E6 V，闭合开关，将滑动变阻器的滑片P从A端滑至B端的过程中，得到电路中的一些物理量的变化如图9乙、丙、丁所示。其中图乙为输出功率与路端电压的关系曲线，图丙为路端电压与总电流的关系曲线，图丁为电源效率与外电路电阻的关系曲线，不考虑电表、导线对电路的影响。则下列关于图中a、b、c、d点的坐标值正确的是()图9 A.a(4 V，4.5 W)B.b(4.8 V，2.88 W)C.c(0.6 A，4.5 V)D.d(8，80%)基础诊断考点突破随堂演练解析 由题图丙可知短路电流为 I 短3 A，
15、由 I 短Er得 rEI短63 2，电源的效率最大时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，由题图丁可知电源的最大效率为 80%，由 UIEI RRr，解得 R8，滑动变阻器的滑片 P 在最右端 B 时，分别对应 b、c、d 三点。当输出功率达到最大时外电路电阻 R1r2，此时路端电压为 U13 V，故可得 a 点：U13 V，PmE24r 6242 W4.5 W，坐标为 a(3 V，4.5 W)；b 点、c 点：R8，I ERr 682 A0.6 A，U2EIr(60.62)V4.8 V，P2U2I4.80.6 W2.88 W，所以 b点的坐标为 b(4.8 V，2.88 W)，c 点的坐标为 c(
16、0.6 A，4.8 V)；d 点的坐标为 d(8，80%)。故选项 B、D 正确。答案 BD 基础诊断考点突破随堂演练【变式训练】2.如图10所示，电源的电动势为E、内阻为r，定值电阻R的阻值也为r，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端滑动过程中，下列说法中正确的是()A.电压表的示数变大 B.电流表的示数变小 C.滑动变阻器消耗的功率变小 D.定值电阻R消耗的功率先变大后变小 图10 基础诊断考点突破随堂演练解析 等效电路图如图所示。滑片从a端滑向b端，其接入电路的阻值RPb减小，由“串反并同”原则有，电压表示数减小，电流表示数增大，电阻R消耗的功率增大，A、B、D错
17、误；把电阻R当作电源内电阻(等效电源)，则R内2r，RPb减小，且RPb2r，等效电源的输出功率减小，即滑动变阻器的功率减小，C正确。答案 C 基础诊断考点突破随堂演练考点三 电源的 UI 图象的应用1.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Er。2.图线斜率的绝对值等于电源的内阻，即 r|UI|EI短，斜率的绝对值越大，表明电源的内阻越大。基础诊断考点突破随堂演练3.图线上任一点对应的U、I的比值为此时外电路的电阻，即RUI。4.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EIUI 为电源的发热功率。基础诊断考点突破随堂演练【例
18、3】(多选)用如图11甲所示的电路来测量电源电动势和内阻，根据测得的数据作出如图乙所示的UI图线，由图可知下列判断正确的是()图11 A.电源电动势的测量值为1.40 V B.电源内阻的测量值为3.50 C.外电路发生短路时的电流为0.40 A D.电压表的示数为1.20 V时，电流表的示数为0.20 A 基础诊断考点突破随堂演练解析 由闭合电路的欧姆定律UEIr可知，当I0时，UE，故 A 正确；UI 图线的斜率表示电源的内阻，则 rUI 1.401.000.4001，B 错误；U 轴的电压刻度不是从零开始的，UI 图线的横截距不表示 U0 时的短路电流，而是表示路端电压为 1.00 V 时
19、的干路电流，C 错误；由题图乙可知，1.40 V1.20 VI1.40 V1.00 V0.40 A，所以 I0.20 A，故 D 正确。答案 AD 基础诊断考点突破随堂演练反思总结 分析UI图象的四个步骤(1)明确纵、横坐标的物理意义。(2)明确图象的截距、斜率及交点的意义。(3)找出图线上对应状态的参量或关系式。(4)结合相关概念或规律进行分析、计算。基础诊断考点突破随堂演练【变式训练】3.(多选)(2016黑龙江哈尔滨第一中学考试)如图12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()A.R的阻值为1
20、.5 B.电源电动势为3 V，内阻为0.5 C.电源的输出功率为3.0 W D.电源内部消耗功率为1.5 W 图12 基础诊断考点突破随堂演练解析 由图线可知，外电阻 RUI 1.51.0 1.5，故 A 正确；由图线 I 可知，电源的电动势 E3.0 V，短路电流 I 短2.0 A，电源内阻 rEI短3.02.0 1.5，故 B 错误；两图线交点纵、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；电源内部消耗的功率为 PrI2r1.021.5 W1.5 W，选项 D 正确。答案 AD 基础诊断考点突破随堂演练1.(2016山东日照检测)如图
21、13所示，E为电源，其内阻为r，L为小灯泡(其灯丝电阻可视为不变)，R1、R2为定值电阻，R3为光敏电阻，其电阻随光照强度的增加而减小。闭合开关S后，若照射R3的光强度减弱，则()图13 A.R1两端的电压变大B.小灯泡消耗的功率变小 C.通过R2的电流变小D.电源两极间的电压变小 基础诊断考点突破随堂演练解析 照射R3的光强度减弱，光敏电阻阻值变大，故电路总电阻变大，由闭合电路的欧姆定律可知，电路的总电流减小，路端电压增大，D项错误；由部分电路欧姆定律得U1IR1，则R1两端电压减小，A项错误；根据串反并同规律可知，与R3串联的小灯泡消耗的功率减小，B项正确；通过与R3并联的电阻R2的电流增
22、大，C项错误。答案 B 基础诊断考点突破随堂演练2.(2016广东汕尾陆河中学月考)如图14中电阻R1、R2、R3的阻值相等，电池的内阻不计。开关S接通后流过R2的电流是S接通前的()图14 A.12 B.23C.13 D.14基础诊断考点突破随堂演练解析 开关 S 接通前，R1、R2 串联在电路中，流过 R2 的电流 I2I E2R；开关 S 接通后，R2、R3 并联后再与 R1 串联在电路中，干路中的电流 IERR22E3R，流过 R2 的电流 I212I E3R23I，B 正确。答案 B 基础诊断考点突破随堂演练3.如图15所示，直线A为某电源的UI图线，曲线B为某小灯泡的UI图线，用该
23、电源和小灯泡组成闭合电路时，电源的输出功率和电源的总功率分别是()图15 A.4 W，8 WB.2 W，4 W C.2 W，3 WD.4 W，6 W 基础诊断考点突破随堂演练解析 电源的UI图线A在纵轴上的截距表示电源电动势为3 V，图线A、B的交点表示电路工作点，对应的工作电压为U2 V，工作电流为I2 A。用该电源和小灯泡组成闭合电路时，电源的输出功率P出UI22 W4 W，电源的总功率P总EI32 W6 W。选项D正确。答案 D 基础诊断考点突破随堂演练4.(2014天津理综，2)如图16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，闭合开关S，电路
24、达到稳定时，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16 A.增大R1的阻值B.增大R2的阻值 C.增大两板间的距离D.断开开关S 基础诊断考点突破随堂演练解析 带电油滴原来平衡，则 qUdmg。当增大 R1 的阻值时，电路的总电阻增大，总电流减小，内压减小，路端电压 U 增大，带电油滴向上加速，选项 A 错误；增大 R2 的阻值，路端电压不变，油滴仍静止，选项 B 正确；增大两板间距离，qUd mg，油滴向下加速，选项 C 错误；断开开关 S 后，电容器放电，使板间场强减小，油滴受到的电场力减小而向下加速，选项 D 错误。答案 B 基础诊断考点突破
25、随堂演练5.(多选)如图17所示，电源电动势E3 V，小灯泡L标有“2 V 0.4 W”，开关S接1，当滑动变阻器调到R4 时，小灯泡L正常发光。现将开关S接2，小灯泡L和电动机M均正常工作。则()图17 A.电源内阻为1 B.电动机的内阻为4 C.电动机正常工作电压为1 VD.电源效率约为93.3%基础诊断考点突破随堂演练解析 小灯泡正常工作时的电阻 RLU2P 10，流过小灯泡的电流 IPU0.2 A。当开关 S 接 1 时，R 总EI15，电源内阻rR 总RRL1，A 正确；当开关 S 接 2 时，电动机 M 两端的电压 UMEIrU0.8 V，C 错误；电动机对外功率未知，不能求出电动机的内阻，选项 B 错误；电源的效率 EIrE2.8 V3 V 100%93.3%，D 正确。答案 AD 基础诊断考点突破随堂演练小结巧记5 个概念电动势、内阻、路端电压、内电路、外电路2 种电路串联电路、并联电路2 种图象电源的 UI 图象、电阻的 UI 图象1 个定律闭合电路的欧姆定律3 个表达式I ERr、UEIr、EUU4 种思想方法守恒法、等效法、极限法、程序法
