直流电路常见物理模型-2024年新高考物理热点含答案.pdf

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1、1直流电路常见物理模型1.高考命题中，直流电路部分主要考查欧姆定律、电阻定律、焦耳定律、闭合电路欧姆定律、直流电路的功率问题、包含电容的电路分析，电路故障和黑箱问题。2.掌握规律的基础知识，重点考查电学部分物理核心素养和实验操作能关键能力。一.电路动态分析模型一.电路动态分析模型1.1.电路的动态分析问题：是指由于断开或闭合开关、滑动变阻器滑片的滑动等造成电路结构发生了变化，某处电路变化又引起其他电路的一系列变化；对它们的分析要熟练掌握闭合电路欧姆定律，部分电路欧姆定律，串、并联电路中电压和电流的关系2.2.电路动态分析的三种常用方法(1)程序法【需要记住的几个结论】：当外电路的任何一个电阻增

2、大(或减小)时，整个电路的总电阻一定增大(或减小)。若电键的通断使串联的用电器增多时，总电阻增大；若电键的通断使并联的用电器增多时，总电阻减小用电器断路相当于该处电阻增大至无穷大，用电器短路相当于该处电阻减小至零。(2)“串反并同”结论法所谓“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。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。即：U串I串P串RU并I并P并 【注意】此时电源要有内阻或有等效内阻，“串反并同”的规律仅作为一种解题技巧供参考。(3)极限法因变阻器滑片滑动引起电路变化

3、的问题，可将变阻器的滑片分别滑至两个极端，让电阻最大或为零再讨论。3.3.电路动态变化的常见类型：滑动变阻器滑片移动引起的动态变化：限流接法时注意哪部分是有效电阻，分压接法两部分电阻一增一减，双臂环路接法有最值；半导体传感器引起的动态变化：热敏电阻、光敏电阻、压敏电阻等随温度、光强、压力的增大阻值减小；直流电路常见物理模型-2024年新高考物理热点2开关的通断引起的动态变化：开关视为电阻，接通时其阻值为零，断开时其阻值为无穷大，所以，由通而断阻值变大，由断而通阻值变小。4.4.滑动变阻器的几种接法限流接法分压接法双臂环路接法左部分为有效电阻，向 滑动，AB间总阻值减小。向 滑动，R并增大，R串

4、减小，AB间总电阻减小。两部分电阻并联，RAB先增大后减小，当并联的两部分阻值相等时RAB最大。二含容电路模型二含容电路模型(1)电路简化电路稳定后，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)电路稳定时电容器的电压电路稳定时，电容器所在的支路中没有电流，与之串联的电阻相当于导线，其两端无电压。电容器两端的电压等于与之并联的电阻两端的电压。(3)电容器的带电荷量及变化电容器两端电压的变化引起电容器充、放电。利用Q=UC计算电容器初、末状态所带的电荷量Q1和Q2。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|。如果变化前后极板带电的电性

5、相反，通过所连导线的电荷量为Q1+Q2。三关于三关于UI，UI的物理意义模型的物理意义模型对任何导体均有：导体的伏安特性曲线上任意一点的坐标比值为电阻的阻值，即R=UI；对定值电阻有：导体的伏安特性曲线的斜率同样表示导体的电阻R=UI，对阻值变化的电阻有：导体的伏安特性曲线的斜率表示将阻值变化的电阻做为唯一的外电路时的等效电源的内阻，即r=UI四电源的输出功率随外电阻变化的讨论及电源的等效思想四电源的输出功率随外电阻变化的讨论及电源的等效思想当外电阻为纯电阻电路时1.1.电源的输出功率P出=I2R=E2(r+R)2R=E2(R-r)2R+4r(输出功率随外电阻变化的图线如图所示)(1)当R=r

6、时，P出最大=E24r=E24R.(2)当P出P出最大时，每个输出功率值对应两个可能的外电阻R1和R2，且r=R1R2.(3)Rr时，P出随R的增大而减小2.2.电源的效率=I2RI2(R+r)=RR+r=11+rR，随着R的增大而增大，当 R=r时，电源有最大输3出功率时，效率仅为50%.3、图2所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，R1为定值电阻，那么负载电阻R取何值时，负载R上将获得最大功率?将定值电阻R1和电源看成一个等效电源，如图3虚线框所示。则等效电源的电动势E=E，内阻r=R1+r，由结论可知，当R=r=R1+r时，Pm=E24r=E24(R1+r)验证：P=I2R=ER+R

7、1+r2R=E2R(R1+r)2R+4(R1+r)显然，R=R1+r时，Pm=E24(R1+r)(正确)3.3.图4所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，R1为定值电阻，那么负载电阻R取何值时，负载R上将获得最大功率?图5中，虚线框内等效电源的电动势E=UAB=R1R1+rE(UAB为外电路从AB处断开时的路端电压)，内阻r=R并=R1rR1+r。因此，当R=r=R1rR1+r时，Pm=E24r=ER1R1+r24R1rR1+r验证：P=R1R+R1I2R=R1R+R1Er+RR1R+R12R=ER1Rr+R1r+RR12R=ER1R(R1+r)+R1r2R=ER1R1+rR+R1rR1+

8、r2R=ER1R1+r2RR1rR1+r2R+4R1rR1+r显然，当R=R1rR1+r时，Pm=ER1R1+r24R1rR1+r正确五电路故障的分析模型五电路故障的分析模型电路故障一般是短路或断路，常见的情况有导线断芯、灯泡断丝、灯座短路、电阻器内部断路、接触不良等，检查故障的基本方法有两种。(1)电压表检测若电压表示数等于电源电压，说明电路中有电流通过电压表，电路为通路(电压表作为一个大电阻把开关和电源接通了)，则开关S和导线不断路，灯L断路即故障所在。(2)假设法4已知电路发生某种故障，寻找故障发生位置时，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

9、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，亦称排除法。(建议用时：建议用时：6060分钟分钟)一、单选题一、单选题1(2023山东潍坊统考模拟预测)某同学设计了如下电路，已知滑动变阻器总阻值为 R，电源电动势为E，内阻为r，开关闭合时小灯泡正常发光，现将滑片从右向左滑动，各元件均可安全工作，下列说法正确的是()A.小灯泡变亮B.电流表A示数先变小后变大C.电压表V示数先变小后变大D.电源的总功率先变小后变大2在如图所示的电路中，电压表为理想表，电源内阻为r，滑动变阻器总电阻为R2，R

10、1+R2rR1，滑动变阻器滑片由a滑向b，下列说法正确的是()A.电源的效率先变大再减小B.电源输出功率先增大再减小C.电压表示数先增大再减小D.灵敏电流计G的电流方向dc3(2024四川甘孜统考一模)在如图所示的电路中，定值电阻R1=R4=3k，R2=2k，R3=R5=12k电容器的电容C=6F，电源的电动势E=10V，内阻不计，当开关S1闭合电流达到稳定时，处在电容器中间带电量q=210-3C的油滴恰好保持静止，当开关S2闭合后，则以下判断正确的是()5A.电容器上极板是高电势点B.带电油滴加速向上运动C.a、b两点的电势差Uab=8VD.通过R3的电量Q=4.810-5C4(2023海南

11、统考模拟预测)闭合电路内、外电阻的功率随外电路电阻变化的两条曲线如图所示，曲线A表示内电阻的功率随外电阻变化的关系图线，曲线B表示外电阻的功率随外电阻变化的关系图线。下列说法正确的是()A.电源的电动势为3VB.电源的内阻为2.5C.曲线A的最大功率为7.2WD.外电阻取2.5时外电阻的功率是外电阻取10时外电阻的功率的145如图甲所示为一个超声波加湿器，如图乙所示为其内部湿度监测装置的简化电路图。已知电源电压为12V，定值电阻R0的阻值为30，电流表的量程为0200mA，电压表的量程为09V，湿敏电阻R的阻值随湿度RH变化的关系图像如图丙所示，其阻值最大为120(图中未画出)。则在电路安全工

12、作的前提下，下列说法正确的是()A.湿敏电阻R的电流最小值为80mAB.定值电阻R0的电功率范围为0.3W1.2WC.电路消耗的总功率最大值为3.6WD.此装置能监测的湿度范围为30%80%二、多选题二、多选题66如图所示，图甲中M表示电动机，当滑动变阻器R的滑片从一端滑到另一端的过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙所示。已知电流表读数在0.2A以下时，电动机没有发生转动，不考虑电表对电路的影响，以下判断正确的是()A.电路中电源电动势为3.6VB.滑动变阻器的滑片向右滑动时，电压表V2的读数逐渐减小C.电动机的线圈电阻为4D.滑动变阻器的最大阻值为307在如图甲所示的电路中，闭

13、合开关S，在滑动变阻器的滑动触头P向下滑动的过程中，四个理想电表的示数都发生变化，图乙中三条图线分别表示了三个电压表示数随电流表示数变化的情况，以下说法正确的是()A.图线a表示的是电压表V1的示数随电流表示数变化的情况B.图线c表示电压表V2的示数随电流表示数变化的情况C.此过程中电压表V1示数的变化量U1和电流表示数变化量I的比值变大D.此过程中电压表V3示数的变化量U3和电流表示数变化量I的比值不变8如图所示，直线A为某电源的U-I图像，曲线B为某小灯泡L1的U-I图像的一部分，用该电源和小灯泡L1串联起来组成闭合回路时小灯泡L1恰能正常发光，则下列说法中正确的是()A.此电源的电动势为

14、4V，内电阻为23B.小灯泡L1的额定电压为3V，额定功率为6W7C.把小灯泡L1换成阻值恒为1的纯电阻，电源的输出功率将变大D.把小灯泡L1换成阻值恒为1的纯电阻，电源的输出功率不变三、解答题三、解答题9如图所示，水平面内的光滑导轨平行放置，左端MM与电路相连，右端NN垂直放置导体ab，处在竖直向下的匀强磁场中。已知磁感应强度B=1T，导轨间距d=0.2m，导体ab的质量m=0.01kg，电源电动势。E=24V，内阻r=1，R1=4，R2=5，电容C=1000F。开关S先接1，稳定后再接到2，导体ab水平飞出，电容器还残留q=0.0002C电荷。求：(1)开关S接1稳定时电容器上的电荷量Q：

15、(2)导体ab飞出时的速度v。10某实验小组想测量元电荷的电量大小。装置如图所示，在真空容器中有正对的两平行金属板A和B，两板与外部电路连接，两板间相距d=0.3m。外部电路电源电动势=300V，内阻r=1.0，保护电阻R0=19.0，电阻箱的阻值R可调。实验时，电键S1闭合、S2断开时，小组从显微镜发现容器中有一个小油滴正好在两板中间处于静止状态，该油滴质量为m=3.210-13kg，取g=10m/s2，求：(1)该油滴带电性质及所带电量q；(2)调节电阻箱R=20.0，闭合电键S2，油滴将加速下落，求油滴下落到B板的时间t(结果可以保留根号)。(建议用时：建议用时：6060分钟分钟)一、单

16、选题一、单选题1(2023上海奉贤统考二模)如图所示的电路中，R1、R2是定值电阻，电表均为理想电表，RB是磁敏材料制定的元件(其特点无磁场时处于断开状态，有磁场出现时导通)。闭合开关S，滑动变阻器R的滑片处于某位置，当有磁铁靠近RB附近时，()8A.电流表读数减小B.R1的功率减小C.电压表读数增大D.电源总功率增大2(2023海南省直辖县级单位统考二模)如图所示电路中，电源的内电阻为 r，R1、R3、R4均为定值电阻，电表均为理想电表。闭合电键 S，当滑动变阻器 R2的滑动触头 P 向右滑动时，电表的示数都发生变化，电流表和电压表的示数变化量的大小分别为I、U，下列说法不正确的是()A.电

17、压表示数变大B.电流表示数变小C.UIr3如图所示的电路中，闭合开关S后，a、b、c三盏灯均能正常发光，电源电动势E恒定且内阻r不可忽略。现将滑动变阻器R的滑片稍微向上滑动一些，三盏灯亮度变化的情况是()A.a灯变亮，b灯和c灯变暗B.a灯和b灯变暗，c灯变亮C.a灯和c灯变暗，b灯变亮D.a灯和c灯变亮，b灯变暗4(2024四川成都校考一模)如图所示，电源内阻等于灯泡的电阻，当开关闭合滑动变阻器滑片位于某位置时，水平放置的平行板电容器间一带电液滴恰好处于静止状态，灯泡L正常发光，现将滑动变阻器滑片由该位置向a端滑动，则()9A.灯泡将变亮，R中有电流流过，方向竖直向上B.液滴带正电，在滑片滑

18、动过程中液滴将向下做匀加速运动C.电源的路端电压增大，输出功率也增大D.滑片滑动过程中，带电液滴电势能将减小5在如图所示的电路中，干电池、开关和额定电压为1.5V的灯泡组成串联电路。当闭合开关时，发现灯泡不发光。在断开开关的情况下，某同学用多用电表欧姆挡进行检测。检测结果如下表所示，已知电路仅有一处故障，由此做出的判断中正确的是()测试点A、CD、EE、FF、B多用表示数000AA、C间导线断路BD、E间导线断路C灯泡断路DF、B间导线断路6某同学在测量电阻Rx实验时，按图所示连接好实验电路。闭合开关后发现：电流表示数很小、电压表示数接近于电源电压，移动滑动变阻器滑片时两电表示数几乎不变化，电

19、表及其量程的选择均无问题。请你分析造成上述结果的原因可能是()A.电流表断路B.滑动变阻器滑片接触不良C.开关接触部位由于氧化，使得接触电阻太大D.待测电阻和接线柱接触位置由于氧化，使得接触电阻很大二、多选题二、多选题7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，电路中的电表均为理想电表，且R0=r当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，下列说法中正确的是()10A.电流表的示数减小B.电压表的示数减小C.电源对外输出功率增大D.电压表示数变化量U与电流表示数变化量I的绝对值之比减小8(2024湖北黄冈统考一模)

20、如图所示电路中，R1=1，R2=R3=2，电源电动势E=3V，内阻r=1.5。电流表示数为I，电压表示数为U。在滑动变阻器的滑动触头P从a滑到b的过程中，电表均为理想电表，下列判断正确的是()A.I减小，U减小B.UI不变，UI不变C.电源的最大输出功率为1.5WD.R1获得的最大功率为1.5W三、解答题三、解答题9用如图所示的电路作为电源接在A、B两个电极上，通过导电纸模拟电场分布。电源电动势为E，内阻为r。滑动变阻器最大阻值R=20r。电压表视为理想电压表，将滑片移动到正中间，电压表示数为U=1516E。求：(1)A电极模拟的是何种电性的点电荷？(2)导电纸AB之间的电阻RAB多大(用r表

21、示)？(3)CD是AB连线的中垂线。若一电子(电量为-e)从B点运动到D点，电子电势能的变化量为多少？10如图甲所示，匝数为n、总电阻为r、横截面积为S的竖直螺线管与两足够长的固定平行光滑导轨相连，导轨间距为L，倾角为。导轨间有磁感应强度大小为B0、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场。长为L、电阻为6r的导体棒放在导轨上，始终与导轨垂直且接触良好。螺线管内有竖直方向分布均匀的变化磁11场(图中未画出)，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示。滑动变阻器R的最大电阻为6r，重力加速度大小为g，不计导轨的电阻，忽略螺线管磁场对导体棒的影响。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片移至最下端，导体棒处于静止状态

22、。(1)求导体棒的质量m；(2)用外力固定导体棒，缓慢向上移动滑动变阻器的滑片，求螺线管的最大输出功率Pm以及此时滑动变阻器接入电路的电阻R0；(3)断开开关S，撤去外力，请通过计算判断导体棒沿导轨上滑还是下滑，并求导体棒在导轨上滑动的最大速度vm。1直流电路常见物理模型1.高考命题中，直流电路部分主要考查欧姆定律、电阻定律、焦耳定律、闭合电路欧姆定律、直流电路的功率问题、包含电容的电路分析，电路故障和黑箱问题。2.掌握规律的基础知识，重点考查电学部分物理核心素养和实验操作能关键能力。一一.电路动态分析模型电路动态分析模型1.1.电路的动态分析问题：是指由于断开或闭合开关、滑动变阻器滑片的滑动

23、等造成电路结构发生了变化，某处电路变化又引起其他电路的一系列变化；对它们的分析要熟练掌握闭合电路欧姆定律，部分电路欧姆定律，串、并联电路中电压和电流的关系2.2.电路动态分析的三种常用方法(1)程序法【需要记住的几个结论】：当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时，整个电路的总电阻一定增大(或减小)。若电键的通断使串联的用电器增多时，总电阻增大；若电键的通断使并联的用电器增多时，总电阻减小用电器断路相当于该处电阻增大至无穷大，用电器短路相当于该处电阻减小至零。(2)“串反并同”结论法所谓“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。所谓“并同

24、”，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。即：U串I串P串RU并I并P并 【注意】此时电源要有内阻或有等效内阻，“串反并同”的规律仅作为一种解题技巧供参考。(3)极限法因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑片分别滑至两个极端，让电阻最大或为零再讨论。3.3.电路动态变化的常见类型：滑动变阻器滑片移动引起的动态变化：限流接法时注意哪部分是有效电阻，分压接法两部分电阻一增一减，双臂环路接法有最值；半导体传感器引起的动态变化：热敏电阻、光敏电阻、压敏电阻等随温度、光强、压力的增大阻值减小；2开关的通断引起的动态变化：开关视为电阻，接通时

25、其阻值为零，断开时其阻值为无穷大，所以，由通而断阻值变大，由断而通阻值变小。4.4.滑动变阻器的几种接法限流接法分压接法双臂环路接法左部分为有效电阻，向 滑动，AB间总阻值减小。向 滑动，R并增大，R串减小，AB间总电阻减小。两部分电阻并联，RAB先增大后减小，当并联的两部分阻值相等时RAB最大。二含容电路模型二含容电路模型(1)电路简化电路稳定后，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)电路稳定时电容器的电压电路稳定时，电容器所在的支路中没有电流，与之串联的电阻相当于导线，其两端无电压。电容器两端的电压等于与之并联的电阻两端的电压。(3)电容器的带电

26、荷量及变化电容器两端电压的变化引起电容器充、放电。利用Q=UC计算电容器初、末状态所带的电荷量Q1和Q2。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|。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。三关于三关于UI，UI的物理意义模型的物理意义模型对任何导体均有：导体的伏安特性曲线上任意一点的坐标比值为电阻的阻值，即R=UI；对定值电阻有：导体的伏安特性曲线的斜率同样表示导体的电阻R=UI，对阻值变化的电阻有：导体的伏安特性曲线的斜率表示将阻值变化的电阻做为唯一的外电路时的等效电源的内阻，即r=UI四电源的输出功率随外电阻变化的讨论及电源的等效思想四

27、电源的输出功率随外电阻变化的讨论及电源的等效思想当外电阻为纯电阻电路时1.1.电源的输出功率P出=I2R=E2(r+R)2R=E2(R-r)2R+4r(输出功率随外电阻变化的图线如图所示)(1)当R=r时，P出最大=E24r=E24R.(2)当P出P出最大时，每个输出功率值对应两个可能的外电阻R1和R2，且r=R1R2.(3)Rr时，P出随R的增大而减小2.2.电源的效率=I2RI2(R+r)=RR+r=11+rR，随着R的增大而增大，当 R=r时，电源有最大输3出功率时，效率仅为50%.3、图2所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，R1为定值电阻，那么负载电阻R取何值时，负载R上将获得最

28、大功率?将定值电阻R1和电源看成一个等效电源，如图3虚线框所示。则等效电源的电动势E=E，内阻r=R1+r，由结论可知，当R=r=R1+r时，Pm=E24r=E24(R1+r)验证：P=I2R=ER+R1+r2R=E2R(R1+r)2R+4(R1+r)显然，R=R1+r时，Pm=E24(R1+r)(正确)3.3.图4所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，R1为定值电阻，那么负载电阻R取何值时，负载R上将获得最大功率?图5中，虚线框内等效电源的电动势E=UAB=R1R1+rE(UAB为外电路从AB处断开时的路端电压)，内阻r=R并=R1rR1+r。因此，当R=r=R1rR1+r时，Pm=E2

29、4r=ER1R1+r24R1rR1+r验证：P=R1R+R1I2R=R1R+R1Er+RR1R+R12R=ER1Rr+R1r+RR12R=ER1R(R1+r)+R1r2R=ER1R1+rR+R1rR1+r2R=ER1R1+r2RR1rR1+r2R+4R1rR1+r显然，当R=R1rR1+r时，Pm=ER1R1+r24R1rR1+r正确五电路故障的分析模型五电路故障的分析模型电路故障一般是短路或断路，常见的情况有导线断芯、灯泡断丝、灯座短路、电阻器内部断路、接触不良等，检查故障的基本方法有两种。(1)电压表检测若电压表示数等于电源电压，说明电路中有电流通过电压表，电路为通路(电压表作为一个大电阻

30、把开关和电源接通了)，则开关S和导线不断路，灯L断路即故障所在。(2)假设法4已知电路发生某种故障，寻找故障发生位置时，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，亦称排除法。(建议用时：建议用时：6060分钟分钟)一、单选题一、单选题1(2023山东潍坊统考模拟预测)某同学设计了如下电路，已知滑动变阻器总阻值为 R，电源电动势为E，内阻为r，开关闭合时小灯泡正常发光，现将滑片从右向左滑动，各元件均可安全

31、工作，下列说法正确的是()A.小灯泡变亮B.电流表A示数先变小后变大C.电压表V示数先变小后变大D.电源的总功率先变小后变大【答案】A【解析】A依题意，将滑片从右向左滑动，滑动变阻器与小灯泡并联的部分电阻越来越大，由串联分压原理，可知小灯泡的电压一直增大，所以小灯泡将变亮。故A正确；B设滑动变阻器与小灯泡并联部分的电阻为R0，则剩余部分电阻为(R-R0)由闭合电路欧姆定律，可得I=ER-R0+R0RLR0+RL+r=ER+r-11R0+RLR20滑片从右向左滑动过程中，R0增加，则干路电流增大。故B错误；C根据U=E-Ir可知电压表V示数变小。故C错误；D根据P总=EI易知随着干路电流的增加，

32、电源的总功率也在增加。故D错误。故选A。2在如图所示的电路中，电压表为理想表，电源内阻为r，滑动变阻器总电阻为R2，R1+R2rR1，滑5动变阻器滑片由a滑向b，下列说法正确的是()A.电源的效率先变大再减小B.电源输出功率先增大再减小C.电压表示数先增大再减小D.灵敏电流计G的电流方向dc【答案】B【解析】A滑动变阻器滑片由a滑向b，则R2阻值变大，电源的效率为=IUIE=R外R外+r可知外电阻变大，则电源的效率变大，选项A错误；B当外电阻等于内阻时电源输出功率最大；因 R1+R2rR1，滑动变阻器滑片由a滑向b，则R2阻值变大，外电阻先靠近电源内阻后远离电源内阻，可知电源输出功率先增加后减

33、小，选项 B正确；C外电阻变大，总电流减小，则路端电压变大，即电压表示数增大，选项C错误；D路端电压变大，R1电压减小，则滑动变阻器两端电压变大，电容器两板电压变大，电容器充电，则灵敏电流计G的电流方向cd，选项D错误。故选B。3(2024四川甘孜统考一模)在如图所示的电路中，定值电阻R1=R4=3k，R2=2k，R3=R5=12k电容器的电容C=6F，电源的电动势E=10V，内阻不计，当开关S1闭合电流达到稳定时，处在电容器中间带电量q=210-3C的油滴恰好保持静止，当开关S2闭合后，则以下判断正确的是()A.电容器上极板是高电势点B.带电油滴加速向上运动C.a、b两点的电势差Uab=8V

34、D.通过R3的电量Q=4.810-5C【答案】D【解析】AB设电源负极电势为零，当开关S2闭合前，电阻R5中没有电流，电容器两端的电压等于电阻R2两端的电压，可知U2=ER2R1+R2=4V且a端电势高，电容器内部的粒子带负电荷，当开关S2闭合后，a端电势a=ER2R1+R2=4V6b端电势b=ER5R4+R5=8V电容器下极板电势高，上极板电势低，由于液滴带负电，将加速向下运动，A、B错误；C开关S2闭合后，a、b两点间的电势差Uab=a-b=-4VC错误；D开关S2闭合前，电容器的带电量q1=CU2=610-64C=2.410-5C开关S2闭合后，电容器的带电量q2=C Uab=610-6

35、4C=2.410-5C由于开关S2闭合前上极板电势高，开关S2闭合后，下极板电势高，因此通过R3的电量Q=q1+q2=4.810-5CD正确。故选D。4(2023海南统考模拟预测)闭合电路内、外电阻的功率随外电路电阻变化的两条曲线如图所示，曲线A表示内电阻的功率随外电阻变化的关系图线，曲线B表示外电阻的功率随外电阻变化的关系图线。下列说法正确的是()A.电源的电动势为3VB.电源的内阻为2.5C.曲线A的最大功率为7.2WD.外电阻取2.5时外电阻的功率是外电阻取10时外电阻的功率的14【答案】C【解析】AB闭合电路的内电阻功率P内=ER+r2r闭合电路的外电阻功率P外=ER+r2R由图像可知

36、，当外电阻R=5时，内、外电阻的功率相等，且均为1.8W，可得E=6V,r=5故AB错误；C当外电阻R=0时，内电阻功率最大，此时P内max=E2r=7.2W故C正确；7D当外电阻R=2.5时，外电阻的功率P外=62.5+522.5W=1.6W当外电阻R=10时，外电阻的功率P外2=610+5210W=1.6W故D错误。故选C。5如图甲所示为一个超声波加湿器，如图乙所示为其内部湿度监测装置的简化电路图。已知电源电压为12V，定值电阻R0的阻值为30，电流表的量程为0200mA，电压表的量程为09V，湿敏电阻R的阻值随湿度RH变化的关系图像如图丙所示，其阻值最大为120(图中未画出)。则在电路安

37、全工作的前提下，下列说法正确的是()A.湿敏电阻R的电流最小值为80mAB.定值电阻R0的电功率范围为0.3W1.2WC.电路消耗的总功率最大值为3.6WD.此装置能监测的湿度范围为30%80%【答案】B【解析】电路允许R的阻值最大时，电路中的电流最小，R两端的最大电压为UR=9VR0两端的电压为U0=U-UR=12V-9V=3V电路中的最小电流为I=I0=U0R0=330A=0.1A=100mAR0的最小电功率为P0=U0I0=30.1W=0.3WR允许的最大阻值为R大=URIR=90.1=90由乙可知，此装置可监测的最大温度为RH大=80%电路允许的阻值最小时，电路中的电流最大为I=200

38、mA=0.2AR0两端的电压为U0=I0R0=0.230V=6VR0的最大电功率为8P0=U0I0=60.2W=1.2W电路消耗的最大总功率为P大=UI=120.2W=2.4WR两端的电压为UR=U-U0=12V-6V=6VR允许的最小阻值为R小=URIR=60.2=30由乙可知，此装置可监测的最小温度为RH小=20%综上可知A湿敏电阻的电流最小值为100mA，故A错误；B定值电阻R0的电功率范围为0.3W1.2W，故B正确；C电路消耗的总功率最大值为2.4W，故C错误；D此装置能监测的湿度范围为20%80%，故D错误。故选B。二、多选题二、多选题6如图所示，图甲中M表示电动机，当滑动变阻器R

39、的滑片从一端滑到另一端的过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙所示。已知电流表读数在0.2A以下时，电动机没有发生转动，不考虑电表对电路的影响，以下判断正确的是()A.电路中电源电动势为3.6VB.滑动变阻器的滑片向右滑动时，电压表V2的读数逐渐减小C.电动机的线圈电阻为4D.滑动变阻器的最大阻值为30【答案】ACD【解析】A由电路图甲知，电压表V2测量路端电压，电路中电流增大时，内电压增大，路端电压减小，所以图乙中最上面的图线表示V2的电压与电流的关系。此图线的斜率大小等于电源的内阻，为r=3.4-3.00.3-0.1=2当电流 I=0.1A时，U=3.4V，则电源的电动势E=U

40、+Ir=3.4V+0.12V=3.6VA正确；B变阻器向右滑动时，R阻值变大，总电流减小，内电压减小，路端电压增大，则V2读数逐渐增大，B错9误；C已知电流表读数在0.2A以下时，电动机没有发生转动，此时电压表V1的示数即电动机内阻两端的电压，根据欧姆定律可知，电动机的电阻rM=0.8-0.40.1=4C正确；D当I=0.1A时，电路中电流最小，变阻器的电阻为最大值，所以R=EI-r-rM=3.60.1-2-4=30D正确。故选ACD。7在如图甲所示的电路中，闭合开关S，在滑动变阻器的滑动触头P向下滑动的过程中，四个理想电表的示数都发生变化，图乙中三条图线分别表示了三个电压表示数随电流表示数变

41、化的情况，以下说法正确的是()A.图线a表示的是电压表V1的示数随电流表示数变化的情况B.图线c表示电压表V2的示数随电流表示数变化的情况C.此过程中电压表V1示数的变化量U1和电流表示数变化量I的比值变大D.此过程中电压表V3示数的变化量U3和电流表示数变化量I的比值不变【答案】BD【解析】AB当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动的过程中，变阻器接入电路的电阻增大，外电路总电阻增大，总电流减小，可知路端电压增大，即知电压表V1示数增大，电压表V2的示数减小，电压表V3的示数增大，则知，图线a表示的是电压表V3的示数随电流表示数变化的情况，图线c表示的是电压表V2的示数随电流表示数变化的情况。故A

42、错误，B正确。C由闭合电路欧姆定律得：U1=E-Ir则可得U1I=r，保持不变。故C错误。D由闭合电路欧姆定律得：U3=E-I r+R1则可得U3I=R1+r，保持不变，故D正确。故选BD8如图所示，直线A为某电源的U-I图像，曲线B为某小灯泡L1的U-I图像的一部分，用该电源和小灯泡L1串联起来组成闭合回路时小灯泡L1恰能正常发光，则下列说法中正确的是()10A.此电源的电动势为4V，内电阻为23B.小灯泡L1的额定电压为3V，额定功率为6WC.把小灯泡L1换成阻值恒为1的纯电阻，电源的输出功率将变大D.把小灯泡L1换成阻值恒为1的纯电阻，电源的输出功率不变【答案】BC【解析】A根据闭合电路

43、的欧姆定律有U=-Ir+E可知此电源的电动势为4V，内电阻为r=UI=12故A错误；B由于该电源和小灯泡L1串联起来组成闭合回路时小灯泡L1恰能正常发光，则小灯泡L1的额定电压为3V，额定功率为P=UI=6W故B正确；CD由于该电源和小灯泡L1串联起来组成闭合回路时小灯泡L1恰能正常发光，则小灯泡L1的内阻为RL1=UI=1.5由于外电阻等于内阻时电源的输出功率最大，若把小灯泡L1换成阻值恒为1的纯电阻，则更接近电源内阻，则电源的输出功率将变大，故C正确，D错误。故选BC。三、解答题三、解答题9如图所示，水平面内的光滑导轨平行放置，左端MM与电路相连，右端NN垂直放置导体ab，处在竖直向下的匀

44、强磁场中。已知磁感应强度B=1T，导轨间距d=0.2m，导体ab的质量m=0.01kg，电源电动势。E=24V，内阻r=1，R1=4，R2=5，电容C=1000F。开关S先接1，稳定后再接到2，导体ab水平飞出，电容器还残留q=0.0002C电荷。求：(1)开关S接1稳定时电容器上的电荷量Q：(2)导体ab飞出时的速度v。【答案】(1)0.012C；(2)0.236m/s11【解析】(1)设开关 S 接 1 电路稳定时电路中的电流为 I，电容器两端电压为 U1，则E=I(R1+R2+r)U1=IR2Q=U1C解得Q=0.012C(2)设开关 S 接 2 导体 ab 中的平均电流为 I，时间为t

45、，则BIdt=mv-0It=Q-q解得v=0.236m/s10某实验小组想测量元电荷的电量大小。装置如图所示，在真空容器中有正对的两平行金属板A和B，两板与外部电路连接，两板间相距d=0.3m。外部电路电源电动势=300V，内阻r=1.0，保护电阻R0=19.0，电阻箱的阻值R可调。实验时，电键S1闭合、S2断开时，小组从显微镜发现容器中有一个小油滴正好在两板中间处于静止状态，该油滴质量为m=3.210-13kg，取g=10m/s2，求：(1)该油滴带电性质及所带电量q；(2)调节电阻箱R=20.0，闭合电键S2，油滴将加速下落，求油滴下落到B板的时间t(结果可以保留根号)。【答案】(1)负电

46、；3.210-15C；(2)t=610s【解析】(1)电键S1闭合、S2断开时，电路断路UAB=300V该油滴处于静止状态，受力平衡Eq=mg,E=UABd解得q=3.210-15C由于电场方向竖直向下，电场力竖直向上，故该油滴带负电；(2)闭合电键S2电容器与R并联，因此UAB=UR根据闭合电路欧姆定律=I R+R0+rUR=IR电场强度12E=UABd根据牛顿第二定律mg-Eq=ma油滴下落到B板由运动学公式d2=12at2联立解得t=610s(建议用时：建议用时：6060分钟分钟)一、单选题一、单选题1(2023上海奉贤统考二模)如图所示的电路中，R1、R2是定值电阻，电表均为理想电表，

47、RB是磁敏材料制定的元件(其特点无磁场时处于断开状态，有磁场出现时导通)。闭合开关S，滑动变阻器R的滑片处于某位置，当有磁铁靠近RB附近时，()A.电流表读数减小B.R1的功率减小C.电压表读数增大D.电源总功率增大【答案】D【解析】AC当有磁铁经过RB附近时，外电阻减小，根据闭合电路欧姆定律得I=ER外+r可知电流表示数变大，外电路电压为U=E-IrI变大，其它量不变，所以电压表示数减小，故AC错误；D电源的总功率P=IE因为电流I变大，所以电源总功率变大，故D正确；C根据题意可知当有磁铁经过RB附近时，RB的阻值减小，根据串反并同可知通过R1的电流增大，根据P=I2R1可知R1的功率增大，

48、故B错误。故选D。132(2023海南省直辖县级单位统考二模)如图所示电路中，电源的内电阻为 r，R1、R3、R4均为定值电阻，电表均为理想电表。闭合电键 S，当滑动变阻器 R2的滑动触头 P 向右滑动时，电表的示数都发生变化，电流表和电压表的示数变化量的大小分别为I、U，下列说法不正确的是()A.电压表示数变大B.电流表示数变小C.UIr【答案】D【解析】AB当滑动变阻器 R2的滑动触头 P 向右滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值增大，根据串反并同规律，与滑动变阻器串联的电流表的示数减小，与滑动变阻器并联的电压表的示数增大，AB正确，均不符合题意；CD设通过电源的电流为I总，根据U=E-I总r

49、 得UI总=r根据电路的结构得I总=I+I1当滑动变阻器 R2的滑动触头 P 向右滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值增大，根据串反并同规律，I总变小，电流表的示数I变小，与滑动变阻器并联的R1的电流I1变大，所以II总所以UIUI总=r所以UImgsin故撤去外力后，导体棒沿导轨上滑当导体棒的速度最大时，导体棒切割磁感线产生的感应电动势E2=B0Lvm此时回路中的总感应电动势E=E1-E2此时通过螺线管的电流I2=Er+6r对导体棒，根据物体的平衡条件有mgsin=B0I2L解得vm=nS8Lt0解法二：假设撤去外力后，导体棒沿导轨下滑，当导体棒的速度最大时，导体棒切割磁感线产生的感应电动势E2=B0Lvm此时回路中的总感应电动势E=E1+E2此时通过螺线管的电流20I2=Er+6r对导体棒，根据物体的平衡条件有mgsin=B0I2L解得vm=-nS8Lt0vm为负值，说明撤去外力后，导体棒沿导轨上滑最大速度vm=nS8Lt0解法三：假设撤去外力后，导体棒沿导轨上滑，当导体棒的速度最大时，导体棒切割磁感线产生的感应电动势E2=B0Lvm此时回路中的总感应电动势E=E1-E2此时通过螺线管的电流I2=Er+6r对导体棒，根据物体的平衡条件有mgsin=B0I2L解得vm=nS8Lt0vm为正值，说明假设成立，撤去外力后，导体棒沿导轨上滑。最大速度vm=nS8Lt0