2021高考物理总复习课件(首选版)考点25 电动势 闭合电路欧姆定律

解析 因 R 的变化，才使 I 发生了改变，故不能用 U 外＝IR 来分析 U 外随 I 的变化情况。由闭合电路欧姆定律知，U 外＝E－Ir，E、r 为定值，故 U 外随 I 的增大而减小，故 A、B 错误，C 正确；对于 P＝IU 外，I 增大，R 减小，若 R＜r，由输出功率 P 随外电阻变化曲线可知，R 减小，P 减小， 故 D 错误。
实际工作的电压值和电流值，电源的输出功率为 UI＝2×2 W＝4 W，由图
象知，电源电动势为 E＝3 V，电源的总功率为 EI＝3×2 W＝6 W。故 D 正
确。
解析 答案
5．如图所示为某一电源的 U-I 图线，由图可知 ()
A．电源电动势为 2 V B．电源内电阻为13 Ω C．电源短路时电流为 6 A D．电路路端电压为 1 V 时，电路中电流为 2.5 A
答案
解析 外电路的总电阻 R＝10 Ω，由闭合电路欧姆定律可得电路中的 总电流 I＝R＋E r＝1 A，因此路端电压 U＝E－Ir＝12 V－1×2 V＝10 V，A 项正确；电源的总功率 P＝EI＝12 W，B 项错误；由图 a 可知 Uab＝UaO－ UbO＝－15×0.5 V＋5×0.5 V＝－5 V，故 C 项正确；当 a、b 间用导线连接 后，其等效电路如图 b 所示，电路中的外电阻 R′＝7.5 Ω，电路中总电流 I′＝R′E＋r＝91.25 A≠1 A，D 项错误。
6．如图所示的电路中，调节滑动变阻器，电压表的 读数由 6 V 变为 5 V，电流表读数的变化量为 0.5 A，则下 列说法中正确的是( )
A．电流表的读数变小了，电源的内阻为 10 Ω B．电流表的读数变大了，电源的内阻为 20 Ω C．电流表的读数变大了，电源的内阻为 2 Ω D．不知道电流表的具体读数，无法计算电源的内阻 解析 电压表测量的是路端电压，根据题目信息，电压表读数减小， 则内电压增大，内电压 U 内＝Ir，电源的内电阻不变，所以电路总电流增大， 由闭合电路欧姆定律知，路端电压的减少量等于内电压的增加量，所以 ΔU ＝ΔI·r，代入数据得，电源的内阻 r＝2 Ω，C 正确，A、B、D 错误。
答案
解析 由闭合电路欧姆定律得 U＝E－Ir，输出功率为 P＝UI＝EI－I2r， 故有 EI1－I21r＝EI2－I22r，整理得 I1＋I2＝Er ，故 A 错误，B 正确；根据电功 率表达式得，P0＝I21R1＝I22R2，且 I1＝R1E＋r，I2＝R2E＋r，代入整理得 R1R2 ＝r2，故 C、D 错误。
答案
解析 根据闭合电路欧姆定律 E＝U＋Ir，电源的输出功率 P＝UI，可 得 P＝IE－I2r，即 P＝－3I2＋12I，当 I＝2 A 时，电源输出功率最大，Pmax ＝12 W，故 A 说法正确；电源的效率 η＝PmPaxm＋axI2r＝50%，故 B 说法正确； 电动机两端的电压 UM＝PIM＝62 V＝3 V，根据 E＝UM＋Ir＋IR2，代入数据 可得 R2＝1.5 Ω，故 C 说法错误；电动机的发热功率 P 热＝I2RM＝22×1 W ＝4 W，故 D 说法正确。本题要求选说法错误的，故选 C。
解析Biblioteka 2．将一电源电动势为 E、内阻为 r 的电池，与外电路连接，构成一个 闭合电路，用 R 表示外电路的总电阻，I 表示电路的总电流，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 U 外＝E－Ir 可知，电源输出电压随输出电流 I 的增大而减小 D．由 P＝IU 外可知，电源的输出功率 P 随输出电流 I 的增大而增大
解析
10. 电源、直流电动机与滑动变阻器串联构成一个回 路，已知电源电动势为 12 V、内阻为 3 Ω，直流电动机的 内阻为 1 Ω，调节滑动变阻器使电路中电源的输出功率最 大，电动机刚好正常工作(额定功率为 6 W)，则下列说法中 错误的是( )
A．通过电动机的电流为 2 A B．电源的效率为 50% C．滑动变阻器连入电路部分的阻值为 2 Ω D．电动机的发热功率为 4 W
解析
15．(2016·上海高考)(多选)如图所示的电路中，电源 内阻忽略不计，闭合开关，电压表示数为 U，电流表示数 为 I；在滑动变阻器 R1 的滑片 P 由 a 端滑到 b 端的过程 中( )
A．U 先变大后变小 B．I 先变小后变大 C．U 与 I 比值先变大后变小 D．U 变化量与 I 变化量的比值等于 R3
解析
16．(2018·江苏高考)(多选)如图所示，电源 E 对电容 器 C 充电，当 C 两端电压达到 80 V 时，闪光灯瞬间导 通并发光，C 放电。放电后，闪光灯断开并熄灭，电源 再次对 C 充电，这样不断地充电和放电，闪光灯就周期 性地发光。该电路( )
解析 电动势在数值上等于非静电力把 1 C 的正电荷在电源内部从负 极搬运到正极所做的功，不是一种非静电力，A 错误；电动势是描述电源 把其他形式的能量转化为电能本领的物理量，是非静电力做功能力的反映， 电动势越大，表明电源将其他形式的能转化为电能的本领越大，C 正确； 电源储存的电能与电动势和电荷量两个因素有关，B 错误；电源的电动势等 于电源没有接入电路时两极间的电势差，在闭合电路中电源两极间的电压 是路端电压，小于电源电动势，D 错误。
解析 答案
4．如图所示，直线 A 为某电源的 U-I 图线，曲线
B 为某小灯泡的 U-I 图线，用该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( )
A．4 W,8 W
B．2 W,4 W
C．2 W,3 W
D．4 W,6 W
解析 用该电源和小灯泡组成闭合电路时，两图象的交点即为小灯泡
解析 答案
7. 在如图所示电路中，闭合开关 S，当滑动变阻器 的滑动触头 P 向下滑动时，四个理想电表的示数都发 生变化，电表的示数分别用 I、U1、U2 和 U3 表示，电 表示数变化量的大小分别用 ΔI、ΔU1、ΔU2 和 ΔU3 表示。 下列判断正确的是( )
答案
解析 滑动变阻器的滑动触头 P 向下滑动时，R2 接入电路中的电阻增 大，总电阻增大，因而干路电流减小，由 E＝Ur＋U1＋U2 可知，Ur 和 U1 均减小，U2 增大，因而|ΔU1|<|ΔU2|，由 E＝Ur＋U3，U3＝U1＋U2 可知 U3 增 大，U1 减小，因而|ΔU2|>|ΔU3|，A 正确；UI1＝R1 为定值，ΔΔUI1＝R1 为定 值，B 错误；UI2＝R2 变大，根据 U2＝E－I(r＋R1)，可知ΔΔUI2＝r＋R1 为 定值，C 错误；UI3＝R1＋R2 变大，根据 U3＝E－Ir，可知ΔΔUI3＝r 为定值， D 错误。
解析 答案
12．(多选)在如图所示的电路中，电源的电动势 E
和内阻 r 恒定，闭合开关 S 后灯泡能够发光，经过一段
时间后灯泡突然变亮，若电路中仅有一处故障，则出现
这种现象的原因可能是( )
A．电阻 R1 短路
B．电阻 R2 断路
C．电阻 R2 短路
D．电容器 C 断路
解析 若电阻 R1 短路，电路中总电阻减小，总电流增大，灯泡与 R2 并联部分的电压增大，则灯泡变亮，故 A 正确；若电阻 R2 断路，则电路中
解析 根据 U＝E－Ir 并结合图象知，当 I＝0 时，E＝2 V，A 正确；
2－0.8 该 U-I 图线斜率的绝对值表示电源内电阻的大小，r＝ 6 Ω＝0.2 Ω，B
错误；I 短＝Er ＝02.2
A＝10
A，C 错误；当 U＝1
E－U 2－1 V 时，I＝ r ＝ 0.2
A
＝5 A，D 错误。
解析 答案
答案
解析 由题图可知，电压表测量的是电源两端的电压，由于电源内阻 忽略不计，则电压表的示数总是不变，A 错误；滑动变阻器 R1 的滑片 P 将 滑动变阻器分成两部分，并联连入电路，在滑片 P 由 a 端滑到 b 端的过程 中，滑动变阻器 R1 的总电阻先增大后减小，由于总电压不变，所以电流表 示数先减小后增大，B 正确；U 与 I 的比值就是接入电路的 R1 与 R2 的电阻 之和，所以 U 与 I 比值先变大后变小，C 正确；由于电压表示数没有变化， 所以 U 变化量与 I 变化量的比值等于 0，D 错误。
解析
9. 如图甲所示，R 为电阻箱，A 为理想电
流表，电源的电动势为 E，内阻为 r。图乙为电
源的输出功率 P 与电流表示数 I 的关系图象，
其中功率 P0 分别对应电流 I1、I2，外电路电阻
R1、R2。下列关系式中正确的是( )
A．I1＋I2>Er
B．I1＋I2＝Er
C.Rr1>Rr2
D.Rr1<Rr2
总电阻增大，总电流减小，R1 及内阻中的电压减小，灯泡两端的电压增大，
故灯泡变亮，B 正确；若电阻 R2 短路，灯泡被短路，不亮，故 C 错误；电
容器 C 断路，对灯泡亮度没有影响，故 D 错误。
解析 答案
题组二 高考小题
13．(2019·江苏高考)如图所示的电路中，电阻 R＝2 Ω。
断开 S 后，电压表的读数为 3 V；闭合 S 后，电压表的读数为
解析
8．将一电源与一电阻箱连接成闭合回路，测得 电阻箱所消耗功率 P 与电阻箱读数 R 变化的曲线如 图所示，由此可知( )
A．电源的最大输出功率可能大于 45 W B．电源内阻一定等于 5 Ω C．电源的电动势为 45 V D．电阻箱所消耗功率 P 最大时，电源效率大于 50%
答案
解析 由题可知，将一电源与一电阻箱连接成闭合回路，电阻箱所消 耗功率 P 等于电源的输出功率。由电阻箱所消耗功率 P 与电阻箱读数 R 变 化的曲线可知，电阻箱所消耗功率 P 最大为 45 W，所以电源的最大输出功 率为 45 W，A 错误；当外电路电阻等于电源内阻时，电源的输出功率最大， 所以电源内阻一定等于 5 Ω，B 正确；由图象知，当电阻箱所消耗功率 P 为 45 W 时，电阻箱读数为 R＝5 Ω，电流 I＝ RP＝3 A，则电源电动势 E＝ I(R＋r)＝30 V，C 错误；电阻箱所消耗功率 P 最大时，电源效率为 η＝R＋R r ×100%＝50%，D 错误。
解析 答案
14．(2016·江苏高考)(多选)如图所示的电路中，电 源电动势为 12 V，内阻为 2 Ω，四个电阻的阻值已在图 中标出。闭合开关 S，下列说法正确的有( )
A．路端电压为 10 V B．电源的总功率为 10 W C．a、b 间电压的大小为 5 V D．a、b 间用导线连接后，电路的总电流为 1 A
考点25
电动势 闭合电路欧姆定 律
第1步 狂刷小题 ·夯基础
题组一 基础小题 1．电源电动势反映了电源把其他形式的能量转化为电能的能力，因此 () A．电动势是一种非静电力 B．电动势越大，表明电源储存的电能越多 C．电动势的大小是非静电力做功能力的反映 D．电动势就是闭合电路中电源两端的电压
答案
2 V，则电源的内阻 r 为( )
A．1 Ω
B．2 Ω
C．3 Ω
D．4 Ω
解析 当 S 断开后，电压表读数为 U＝3 V，可知电源电动势 E＝3 V；
当 S 闭合后，电压表读数为 U′＝2 V，由闭合电路欧姆定律知 E＝U′＋
Ir，且
I＝UR′，整理得电源内阻
E－U′R r＝ U′ ＝1
Ω，A
正确。
解析 答案
3．如图所示电路，电源内阻不可忽略。开关 S 闭合后，在滑动变阻器 R0 的滑片向下滑动的过程中 ()
A．电压表与电流表的示数都减小 B．电压表与电流表的示数都增大 C．电压表的示数增大，电流表的示数减小 D．电压表的示数减小，电流表的示数增大
解析 滑动变阻器 R0 的滑片向下滑动，R0 接入电路的电阻减小，电路 的总电阻减小，总电流增大，电源的内电压增大，路端电压减小，电压表 的示数减小，R1 两端的电压增大，R2 两端的电压减小，电流表的示数减小， A 正确。
解析
11．用电压表检查如图电路中的故障，测得
Uad＝5.0 V，Ucd＝0，Ubc＝0，Uab＝5.0 V，则此故
障可能是( )
A．L 断路
B．R 断路
C．R′断路
D．S 断路
解析 由 Uad＝5.0 V 和 Uab＝5.0 V 可知，开关 S、灯泡 L、电阻 R′均 为通路，由 Ucd＝0，Ubc＝0 可知电路故障为断路(电路中无电流)，所以故障 可能是 R 断路，B 正确。