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第十二章 电能 能量守恒定律
12.2　闭合电路中的欧姆定律
一：闭合电路欧姆定律
二：闭合电路中的能量转化
如图所示，电路中电流为I，在时间t内，非静电力做功等于内外电路中电能转化为其他形式的能的总和，即EIt＝I2Rt＋I2rt.
三．闭合电路欧姆定律
闭合电路的功率和效率
1．各部分功率关系分析
由EIt＝I2Rt＋I2rt知EI＝I2R＋I2r
2．电源的输出功率
当外电路为纯电阻电路时讨论如下：
(1)电源的输出功率
P出＝I2R＝R＝＝
由此可知当R＝r时，电源有最大输出功率P出max＝.
(2)P出与外电阻R的函数关系图象，如图2－7－4所示．
图2－7－4
(3)电源的效率
η＝＝＝＝＝＝，可见，外电阻R越大，电源的效率越高．
闭合电路的动态分析
1．闭合电路动态分析的思路
闭合电路中由于局部电阻变化(或开关的通断)引起各部分电压、电流(或灯泡明暗)发生变化，分析这类问题的基本思路是：
2．闭合电路动态分析的三种方法
(1)程序法：基本思路是“部分→整体→部分”，
即：
(2)结论法——“串反并同”
“串反”是指某一电阻增大时，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；某一电阻减小时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大．
“并同”是指某一电阻增大时，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；某一电阻减小时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小．
含电容器电路的分析与计算
(1)电路稳定时电容器在电路中就相当于一个阻值无限大的元件，在电容器处的电路看作是断路，画等效电路时，可以先把它去掉．
(2)若要求解电容器所带电荷量时，可在相应的位置补上，求出电容器两端的电压，根据Q＝CU计算．
(3)电路稳定时电容器所在支路上电阻两端无电压，该电阻相当于导线．
(4)当电容器与电阻并联后接入电路时，电容器两端的电压与并联电阻两端的电压相等．
(5)电路中的电流、电压变化时，将会引起电容器的充、放电，如果电容器两端的电压升高，电容器将充电，反之，电容器将放电．通过与电容器串联的电阻的电量等于电容器带电量的变化量．
一：闭合电路中的欧姆定律
1．在如图所示的电路中，当开关S1断开、开关S2闭合时，电压表的读数为3V；当开关S1、S2均闭合时，电压表的读数为1.8V，已知电压表为理想电表，外接电阻为R、电源内阻为r.由以上数据可知为（ ）
A． B． C． D．
2．如图所示，小明同学把电流表、干电池和一个可变电阻串联，做成了一个测量电阻的装置。当将A、B两接线柱直接用导线连接时，电流表的读数为5.0mA。已知干电池的电动势1.5V，内阻，电流表的内阻。则可变电阻接入电路的阻值为（　　）
A． B． C． D．
3．下列关于闭合电路的说法中，错误的是(　　)
A．电源短路时，电源的外电压等于电动势
B．电源短路时，路端电压为零
C．电源断路时，路端电压最大
D．电源断路时内电压为零
二：闭合电路动态分析
4．在图示电路中，电源内阻不可忽略，、为定值电阻，G为灵敏电流计，V为理想电压表，平行板电容器两极板水平，开关S闭合后，位于电容器两板间的带电油滴恰好静止，现将滑动变阻器的滑片P向下移动，则以下说法正确的是（　　）
A．G中有从a到b的电流
B．V示数增大
C．油滴向上运动
D．电源内阻消耗功率减小
5．如图，是一实验电路图，在滑动触头由a端滑向b端的过程中，下列表述正确的是（　　）
A．电流表的示数变小 B．路端电压变大
C．电源的输出功率变小 D．电路的总电阻变大
6．如图所示的电路中，电压表都看做理想电表，电源内阻为r．闭合电键S，当把滑动变阻器的滑片P向b端移动时（ ）
A．电压表V1的示数变大，电压表V2的示数变小
B．电压表V1的示数变小，电压表V2的示数变大
C．电压表V1的示数变化量小于V2示数变化量
D．电压表V1的示数变化量大于V2示数变化量
三：含电容器的电路分析
7．电源、开关S、定值电阻R1和R3、光敏电阻R2、灯泡以及电容器连接成如图所示电路，电容器的两平行板水平放置．当开关S闭合，并且无光照射光敏电阻R2时，一带电液滴恰好静止在电容器两板间的M点．当用强光照射光敏电阻R2时，光敏电阻的阻值变小，则( )
A．电容器所带电荷量减少 B．灯泡变暗
C．电容器两极板间电压变大 D．液滴向下运动
8．如图所示的电路中，E为电池，R1．R2为可变电阻，R为定值电阻，C为平行板电容器，闭合开关S后，能使电容器带电量增加的方法是（ ）
A．增大R1的阻值
B．增大电容器两极板间的距离
C．减小R2的阻值
D．将电容器的两极板错开些
9．如图所示，电流表、电压表均为理想电表，L为小电珠．R为滑动变阻器，电源电动势为E，内阻为r．现将开关S闭合，当滑动变阻器滑片P向左移动时，下列结论正确的是（ ）
A．电流表示数变小，电压表示数变大
B．小电珠L变亮
C．电容器C上电荷量减小
D．电源的总功率变大
一、单选题
10．如图所示，甲、乙为两个独立电源（外电路为纯电阻电路）的路端电压与通过它们的电流I的关系图线，下列说法中正确的是（　　）
A．路端电压都为U0时，它们的内电阻相等
B．电流都是I0时，两电源的内电压相等
C．电源甲的电动势大于电源乙的电动势
D．电源甲的内阻小于电源乙的内阻
11．如图所示，直线为某电源的图线，直线为某电阻的图线。用该电源和该电阻组成闭合电路后，该电阻正常工作。下列说法正确的是（　　）
A．该电源的电动势为
B．该电源的内阻为
C．该电阻的阻值为
D．该电源的输出功率为
12．将一电源电动势恒定为E，内阻恒定为r的电池，与阻值可变的纯电阻R连接，构成一个闭合电路。I表示电路的总电流，下列说法正确的是（　　）
A．由可知，电源输出电压随输出电流I的增大而减小
B．由可知，电源两端的电压随I的增大而增大
C．由可知，外电压随I的增大而增大
D．由可知，电源的输出功率P随输出电流I的增大而增大
13．在如图所示的电路中，闭合开关S，将滑动变阻器滑片P向右移动一段距离后，下列结论正确的是（　　）
A．灯泡L消耗的功率变大 B．电源内部消耗功率变小
C．电容器C上电荷量增多 D．电流表示数变小，电压表示数变大
14．如图所示，R4是由半导体材料制成的热敏电阻，电阻率随温度的升高而减小，电流表是安放在值班室的显示器，电源两极之间接一个报警器，当R4所在处出现火情时，电流表显示器的电流I和报警器两端的电压U的变化情况是（　　）
A．I变大，U变小 　　　　　　　　　B．I变大，U变大
C．I变小，U变大 D．I变小，U变小
15．如图所示是某同学设计的称重仪的工作原理图，其中定值电阻的阻值为，金属电阻片的最大阻值为，其接入电路中的阻值R与称重台所受压力大小F的关系为（k为已知常量），显示表是由电流表改装成的，若时，电流表恰好显示表满偏，则下列有关该称重仪的说法中正确的是（　　）
A．电路中电流大小与称重台所受压力大小成正比
B．称重仪电路由于缺少开关而始终处于通路
C．重物重量越大，上消耗的功率越大
D．改装后的重量显示表的刻度是均匀的
16．2021年2月24日，我国以“一箭三星方式成功将遥感三十一号03组卫星送入预定轨道发射任务取得圆满成功卫星两翼的太阳电池板把太阳能转化为电能供卫星使用。如图所示，图线a是太阳能电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图像（电池内阻不是常量），图线b是某电阻R的U-I图像在该光照强度下将它们组成闭合回路时，则（　　）
A．电源的电动势为E=5V B．电阻两端的电压为U=3V
C．电阻的电流为I=0.4A D．硅光电池的内阻为3Ω
17．图示电路中，电源电动势E=12V，内阻r=4Ω，定值电阻R0=2Ω，变阻器Rx的最大阻值为10Ω，开关S闭合，下列判定正确的是（　　）
A．当Rx=2Ω时，定值电阻的功率最大
B．当Rx=6Ω时，变阻器的功率最大
C．当Rx=0时，电源的输出功率最大
D．当Rx=0时，电源的效率最高
18．某同学将一直流电源的总功率、输出功率和电源内部的发热功率随电流I变化的图线画在了同一坐标系内，如图所示，则下列选项正确的是（　　）
A．图中的直线表示输出功率
B．当电流时
C．当电流为1.5 A时，外电阻大小为
D．电源的电动势为8 V，内阻
19．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> B．I1＋I2＝ C．> D．<
一、单选题
20．如图，直线A为某电源的U－I图线，曲线B为某小灯泡D1的U－I图线的一部分，用该电源和小灯泡D1组成闭合电路时，灯泡D1恰好能正常发光，则下列说法中正确的是（　　）
A．此电源的内阻为Ω
B．灯泡D1的额定电压为3V，功率为6W
C．把灯泡D1换成“3V，20W”的灯泡D2，电源的输出功率将变小
D．由于小灯泡B的U－I图线是一条曲线，所以灯泡发光过程，欧姆定律不适用
21．在如图所示的电路中，电源电动势为E、内电阻为r，C为电容器，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。开关闭合后，灯泡L能正常发光；当滑动变阻器的滑片向右移动后，下列说法中正确的是（　　）
A．灯泡L变亮
B．电容器C的带电量将增大
C．R0两端的电压减小
D．电源的总功率变小，但电源的输出功率一定变大
22．在如图所示的电路中，三个定值电阻、、的阻值都是R，滑动变阻器的阻值范围为0~2R，电源电动势为E、内阻为r，下列说法正确的是（　　）
A．当变阻器的滑片P由a向b移动时，电流表示数减小
B．当变阻器的滑片P由a向b移动时，电压表示数增大
C．当变阻器的滑片P由a向b移动时，消耗的电功率增大
D．当变阻器的滑片P由b向a移动时，滑动变阻器消耗的电功率先增大后减小
23．如图，平行金属板中带电质点P原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，选地面的电势为零，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，下列说法正确的是（　　）
A．质点的电势能减小
B．电源的输出功率增大
C．电源的效率变高
D．若电压表、电流表的示数变化量分别为 和 ，则
24．在如图所示电路中，圈①、②处可以接小灯泡、电压表（为理想电表）。电源电动势、内阻保持不变，定值电阻，小灯电阻，下列说法不正确的是（　　）
A．要使电源总功率较大，则应该①接电压表，②接小灯泡
B．要使电源输出功率较大，则应该①接小灯泡，②接电压表
C．要使路端电压较大，则应该①接小灯泡，②接电压表
D．要使闭合电路中电源效率较高，则应该①接小灯泡，②接电压表
25．如图，图（a）中为一电动机，当滑动变阻器的触头从左端移到右端的过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图（b）所示。已知电流表读数在以下时，电动机不发生转动，则（　　）
A．电路中电源电动势为
B．变阻器滑片向右移动时，读数逐渐减小
C．此过程中，电动机的输出功率最大值为
D．变阻器的最大阻值为
26．如图所示电路中，电源电动势，恒定内阻，定值电阻，定值电阻，定值电阻。若在、间连接一个可调电阻，调节范围为至，下列选项中正确的是（　　）
A．在调节范围内，若，上的功率最大
B．在调节范围内，若，上的功率最大
C．在调节范围内，若，上的功率最小
D．在调节范围内，若，上的功率最大
27．如图甲所示的电路图，电压表和电流表均为理想电表，调节滑动变阻器，记录电表的示数，在同一个坐标系中描点画出图乙所示的图像。已知电阻，则阻值为（　　）
A． B． C． D．
二、多选题
28．如图所示，电源电动势为E，内阻为r，电路中的R2、R3分别为总阻值一定的滑动变阻器，R0为定值电阻，R1为光敏电阻（其电阻随光照强度增大而减小），当开关S闭合，电容器中一带电微粒恰好处于静止状态，下列说法中正确的是（　　）
A．只断开开关S，电容器所带电荷量变大，带电微粒向上运动
B．只调节电阻R3的滑动端P2向上移动时，电压表示数变大，带电微粒向下运动
C．只调节电阻R2的滑动端P1向下移动时，电压表示数保持不变，带电微粒向上运动
D．只增大R1的光照强度，电阻R0消耗的功率变大，带电微粒向上运动
29．如图所示，电源电动势E和内阻r一定，R1、R2是定值电阻，R0是光敏电阻（光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小），L是小灯泡。闭合开关，当照射到R0的光照强度减小时，以下分析正确的是（　　）
A．电流表示数减小 B．电压表示数不变
C．灯泡亮度变亮 D．电源效率增大
30．在报警电路中常用到蜂鸣器，其原理为当电流从蜂鸣器正极流入负极流出时，蜂鸣器会发出报警声。如图所示是一个断路报警电路，平行板电容器电容为C，电源电动势为E，内阻，D可视为理想二极管，、为定值电阻。当电路中的电键K在电路工作过程中断开时，蜂鸣器会发出报警声。对于该电路下列说法正确的是（　　）
A．a端为蜂鸣器的正极
B．K闭合稳定后，电容器电量为
C．K闭合稳定后，增加平行板间距离有可能会使蜂鸣器发出报警声
D．K断开时，流过蜂鸣器的电量大于流过的电量
31．如图所示为某一电源和一电阻R的图线，用该电源与电阻R连接成闭合电路，则以下说法正确的是（　　）
A．电源的内阻是
B．电源的输出功率是
C．电源的输出效率是
D．改变电阻R的阻值时，则电源的最大输出功率为
32．节能的LED灯越来越普及，而驱动LED灯需要恒流源。如图所示，电路中的电压表电流表都是理想电表，电源是一个恒流源（该恒流源输出的电流大小方向都不变），在改变的过程中，电压表的读数为U，电流表的读数为，电流表的读数为，它们的变化量的绝对值分别为、、，以下说法正确的是（　　）
A．，
B．
C．恒流源输出的功率不变
D．当时，滑动变阻器消耗的电功率最大
33．如图所示电路中，电源的电动势、内阻及各电阻的阻值都标记在图中，当滑动变阻器R3的滑片P向a端移动时，以下说法中正确的是（　　）
A．电压表示数变小，电流表示数变小
B．电阻R1两端的电压减小
C．电源的总功率减少，电源的输出功率可能增大
D．如果设定流过电阻R2电流变化量的绝对值为△I2，流过滑动变阻器R3的电流变化量的绝对值为△I3，则△I2<△I3
34．如图所示，电路中电源电动势为E，内阻为r，C为电容器，L为小灯泡，R1为定值电阻，R2为光敏电阻（随光照强度增大阻值减小），闭合电键，小灯泡能正常发光。现增大照射光的强度，增大照射光的强度前后理想电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔU3，理想电流表A示数变化量的绝对值为ΔI，不考虑灯丝电阻变化，则（　　）
A．电源的输出功率一定增大
B．灯泡亮度变亮
C．、均保持不变
D．变小
三、实验题
35．（1）电动势是表征电源依靠_________力做功，将其它形式的能转化为__________能本领的物理量。
（2）某小组将锌片和铜片插入一个西红柿中，用电压表测量铜片和锌片间电压为0.3V。然后又将同样的10个西红柿电池串联成电池组（n个电动势为E，内阻为r的相同电池串联时，总电动势为nE，总电阻为nr），与一个额定电压为1.5V、额定功率为1W的小灯泡相连接，小灯泡不发光，测得小灯泡两端的电压为0.2V。对此现象以下解释正确的是（_____）
A．西红柿电池组的电动势大于小灯泡的额定电压，小灯泡已经烧毁
B．西红柿电池组不可能提供电能
C．西红柿电池组提供的电功率太小
D．西红柿电池组的内阻远小于小灯泡的电阻
（3）该实验小组，用实验室的实验器重新做实验，得到如图所示的U—I图像，I是电源的路端电压随电流变化的图像，II是某电阻两端的电压随电流变化的图像，下列说法中正确的是（_____）
A．该电源的电动势为6V，内阻为1Ω
B．该电阻的阻值为1Ω
C．当该电源向该电阻供电时电阻上消耗的功率为8W
D．当该电源向电阻供电时，电源的效率为33.3%
36．如图甲所示为一黑箱装置，盒内有电源、电阻等元件，a、b为黑箱的两个输出端。
（1）为了探测黑箱，某同学进行了以下几步测量：
①用多用电表的电阻挡测量a、b间的电阻；
②用多用电表的电压挡测量a、b间的输出电压；
③用多用电表的电流挡测量a、b间的输出电流。
你认为以上测量中不妥的有：___________（填序号）。
（2）含有电源的黑箱相当于一个“等效电源”，a、b是等效电源的两极。为了测定这个等效电源的电动势和内阻，该同学设计了如图乙所示的电路，调节变阻器的阻值，记录下电压表和电流表的示数，并在方格纸上建立了U I坐标，根据实验数据画出了坐标点，如图丙所示。请你完成U I图线___________，并由图线求出等效电源的电动势E=___________V，内阻r=___________Ω。
（3）由于电压表和电流表内阻的影响不可忽略，则采用此测量电路所测得的电动势与实际值相比___________（选填“偏大”“偏小”或“相同”）。
37．某物理兴趣小组要描绘一个标有“4V、2.0W”的小灯泡L的伏安特性曲线，要求灯泡两端的电压由零逐渐增大，且尽量减小实验误差。可供选用的器材除导线、开关外，还有以下器材：
A．直流电源4.5V（内阻不计）
B．直流电流表0~500mA（内阻约为5Ω）
C．直流电压表0~3V（内阻等于6kΩ）
D．滑动变阻器0~10Ω，额定电流2A
E.三个定值电阻（R1=1kΩ，R2=2kΩ，R3=5kΩ）
（1）小组同学们研究后发现，电压表的量程不能满足实验要求，为了完成测量，他将电压表进行了改装，在给定的定值电阻中选用______（选填“R1”“R2”或“R3”）与电压表串联，完成改装。
（2）实验要求能够实现在0~4V的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理_______。
（3）实验测得小灯泡伏安特性曲线如图a所示，可确定小灯泡的功率P与U2和P与I2的关系，下列示意图中合理的是____________（U和I分别为灯泡两端的电压和流过灯泡的电流）。
A．B．C．D．
（4）若将两个完全相同规格的小灯泡L按如图b所示电路连接，电源电动势E=6V，内阻r=2Ω，欲使滑动变阻器R的功率是小灯泡的两倍，此时每个小灯泡消耗的电功率为______W，此时滑动变阻器接入电路的电阻________Ω（结果均保留2位小数）。
四、解答题
38．如图所示，电源电动势，内阻，定值电阻，，，电容器的电容，闭合开关，电路稳定后，求：
（1）路端电压；
（2）电容器所带的电荷量。
39．如图所示，电路中电池的电动势E=3.0V，内电阻r=1.5Ω，电阻R1=0.5Ω，R2是可变电阻，其阻值范围是0~5Ω，求：
（1）开关S闭合，可变电阻R2为多大时，固定电阻R1消耗的功率最大？最大功率是多少？
（2）若R2取1.0Ω，开关S由断开到闭合后电路中电流表的示数变化如乙图所示，则电容器C1的电容多大？
40．如图甲所示的电路中，、均为定值电阻，且，阻值未知，为滑动变阻器。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。计算：
(1)定值电阻的阻值；
(2)滑动变阻器的最大阻值；
(3)电源的电动势和内阻。
41．如图所示，一电荷量q=3×10-4C带正电的小球，用绝缘细线悬于竖直放置足够大的平行金属板中的O点．S合上后，小球静止时，细线与竖直方向的夹角α=37°．已知两板相距d=0.1m，电源电动势E=12V，内阻r=2Ω，电阻R1=4Ω，R2=R3=R4=12Ω．g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：
(1)流过电源的电流；
(2)两板间的电场强度的大小；
(3)小球的质量．
参考答案
1．D
【详解】
当开关S1断开、开关S2闭合时，此时电压表示数为电源电压，则电源电压为3V；
当开关S1、S2均闭合时，电压表示数为路端电压，即R两端电压，此时电源内电压
则有
D正确，ABC错误。
故选D。
2．C
【详解】
根据闭合电路的欧姆定律可知
解得
故选C。
3．A
【解析】电源短路时，即外电阻R=0，根据闭合电路欧姆定律可知电源内电压等于电动势，路端电压为零．故A错误，B正确．电源断路时，路端电压等于电源的电动势，内电压为零，故CD正确，本题选错误的，故选A．
4．A
【详解】
AB．滑动变阻器的滑片P向下移动，并联部分电路电阻减小，根据分压原理，有
可知电压表示数减小，电容器两端电压减小，根据公式有
可知电容器极板上电荷要减小，有从a到b的电流出现，故A正确；B错误；
C．对油滴进行分析可知，之前二力平衡，现在极板电荷量减小，导致极板间场强变小，电场力将小于重力，故油滴将向下运动。故C错误；
D．根据分压原理，外部电阻减小，路端电压减小，则内电阻电压增加，有
故D错误。
故选 A。
5．A
【详解】
D．当滑片向b端滑动时，其接入电路中的电阻减小，使得外电路总电阻减小，故电路的总电阻变小，故D错误；
B．根据
可知，外电阻减小、总电流增加，根据闭合电路中的欧姆定律有
可知路端电压减小，故B错误；
A．流过电流表的示数为
可知电流表的电流减小，电流表的示数变小，故A正确；
C．当外电阻与内电阻相等时，电源的输出功率最大，由于不知道外电阻与内电阻的大小关系，无法判断电源的输出功率如何变化，故C错误；
故选A。
6．C
【详解】
AB．图中电阻R2与R3并联后再与R1串联；在滑动头P自a端向b端滑动的过程中，R3接入电路的电阻增加，电路的总电阻增加，根据闭合电路欧姆定律，电路的总电流I减小；路端电压U=E﹣Ir，则U变大，电压表V1的示数变大；并联部分电压
U并=E﹣I（r+R1）
I减小，U并变大，电压表V2的示数变大，故A、B错误；
CD．根据欧姆定律，有：U=IR1+U并，由于U、U并变大，IR1变小，故路端电压变化小于并联部分电压，即电压表V1的示数变化量小于V2的示数变化量，故C正确，D错误；
故选C．
7．C
【解析】
【详解】
根据闭合电路欧姆定律：，光敏电阻的阻值变小，回路电流增大，灯泡电流变大，灯泡变亮；R1两端电压：电压变大，所以电容器两极板电压变大，，电容器电荷量变大；板间场强，变大，初态电场力与重力平衡，现在场强变大，电场力变大，液滴合力向上，向上运动，ABD错误C正确．
8．C
【详解】
A．电路稳定后，R1与电容器串联，没有电流通过，改变R1的阻值不影响电路，所以电容器电量不变，故A错误；
B．增大电容器两极板间的距离，电容变小，电压不变，根据Q=UC可知，电容器电量减小，故B错误；
C．减小R2的阻值，电路中中电阻减小，总电流增大，则R的电压增大，所以电容器电压增大，根据Q=UC可知，电容器电量增大．故C正确；
D．将电容器的两极板错开些，电容变小，电压不变，根据Q=UC可知，电容器电量减小，故D错误；
故选C。
9．A
【详解】
滑片向左移动，滑动变阻器的电阻变大，根据闭合电路的欧姆定律，干路电流减小，电流表的示数减小，串联电路的电阻遵循分压原理，则随着滑动变阻器电阻的增大，其分压相应增大，电压表示数增大，选项A正确．干路电流减小，小电珠变暗，选项B错误．电容器与变阻器并联，分压升高，则电容器上的电荷增多，选项C错误．干路电流减小，电源电动势不变，则电源的总功率减小，选项D错误．
10．C
【详解】
A．甲、乙两图线的交点坐标为（I0，U0），路端电压与干路电流均相等，说明两电源的外电阻相等，故A错误；
D．图线的斜率的绝对值表示电源内阻，图线甲的斜率的绝对值大于图线乙的斜率的绝对值，表明电源甲的内阻大于电源乙的内阻，故D错误；
C．图线与U轴交点的坐标值表示电动势的大小，由图线可知，电源甲的电动势大于电源乙的电动势，故C正确；
B．电源的内电压等于通过电源的电流与电源内阻的乘积，即U内=Ir，因为电源甲的内阻比电源乙的内阻大，所以当电流都为I0时，电源甲的内电压较大，故B错误。
故选C。
11．D
【详解】
A．由图像可知，该电源的电动势为3V，选项A错误；
B．该电源的内阻为
选项B错误；
C．该电阻的阻值为
选项C错误；
D．该电源的输出功率为
选项D正确。
故选D。
12．A
【详解】
A．根据闭合电路欧姆定律得
电源两端的电压实际上是路端电压，可知电源输出电压随输出电流I的增大而减小，A正确；
B．电源两端的电压实际上是路端电压，由A的分析可知电源两端的电压，随I的增大而减小，B错误；
C．外电压为
电源两端的电压，随I的增大而减小，C错误；
D．根据数学知识分析得知，当电源的内电阻等于外电阻时，输出功率最大，而
所以电流增大时，电源的输出功率可能变大，也可能变小，D错误。
故选A。
13．A
【详解】
D．滑动变阻器滑片P向右移动一段距离后，R的阻值变小，干路电流变大，由
可知，路段电压变小，故电流表示数变大，电压表示数变小，D错误；
A．流过灯泡的电流变大，由
可知，灯泡L消耗的功率变大，A正确；
B．由
可知，电源内部消耗功率变大，B错误；
C．由
可知，电容器两端电压变小，电容器C上电荷量减少，C错误。
故选A。
14．A
【详解】
当传感器R4所在处出现火情时，R4的阻值变小，R2、R3与R4的并联电阻减小，外电路总电阻变小，则总电流变大，电源的内电压变大，路端电压变小，即有U变小；因U变小，而电流增大，故R1分压增大；并联部分分压减小，故R3的电流减小，由可知，电流表示数变大，故选A。
15．C
【详解】
AD．电路中电流大小
则电流与称重台所受压力大小不是成正比，即改装后的重量显示表的刻度不是均匀的，选项AD错误；
B．称重仪电路因指针下面有绝缘体，则当指针与绝缘体接触时，电路是断开的，选项B错误；
C．重物重量越大，则金属电阻接入电路的电阻越小，电路中电流越大，则上消耗的功率越大，选项C正确；
故选C。
16．B
【详解】
A．由闭合电路欧姆定律得
当I=0时，E=U，由图线a与纵轴的交点读出电源的电动势为
E=4V
选项A错误；
BC．根据两图线交点处的状态可知，电阻两端的电压为
U=3V
电流为
I=0.2A
选项B正确，C错误；
D．则硅光电池的内阻为
r==5Ω
选项D错误。
故选B。
17．B
【详解】
A．变阻器的阻值Rx=0时，电路中电流最大，故根据可知定值电阻R0消耗的功率最大，选项A错误；
C．电源的输出功率
当，即时，电源的输出功率最大，选项C错误；
B．由闭合电路的欧姆定律结合功率公式，根据等效内阻法，当时，变阻器消耗的功率最大，选项B正确；
D．电源的效率
外电阻越大，电源效率越高，所以当Rx=10Ω时，电源的效率最高，选项D错误。
故选B。
18．C
【详解】
A．电源消耗的总功率的计算公式
对应如图直线图象a
电源的输出功率
对应图象c，故A错误；
B．电源内部的发热功率
对应图象b可知，当时
故B错误；
D．电源的总功率
则电源的电动势
由
解得
故D错误；
C．当电流为1.5 A时，由闭合电路欧姆定律可知
解得
故C正确。
故选C。
19．B
【详解】
AB．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－I12r＝EI2－I22r
整理得
I1＋I2＝
故A错误，B正确；
CD．根据电功率表达式得
P0＝I12R1＝I22R2
且
I1＝
I2＝
代入整理得
R1R2＝r2
故CD错误。
故选B。
20．B
【详解】
A．由图读出电源的电动势E=4V，内阻
故A错误；
B．两图线的交点表示小灯泡D1与电源连接时的工作状态，此时灯泡的电压 U=3V，电流 I=2A，功率为
由于小灯泡D1正常发光，则灯泡D1的额定电压为3V，功率为6W，故B正确；
C．灯泡D1的电阻
“3V，20W”的灯泡D2的电阻为
可知灯泡D2的电阻更接近电源的内阻，根据电源的内外电阻相等时电源的输出功率最大，可知把灯泡D1换成“3V，20W”的灯泡D2，电源的输出功率将变大，故C错误；
D．灯泡是纯电阻，欧姆定律仍适用，图线为曲线是由灯泡电阻随温度的增大而增大，故D错误。
故选B。
21．B
【详解】
A．当滑动变阻器的滑片向右移动后，R增大，电路中电流I减小，灯泡L将变暗，故A错误；
B．由闭合电路欧姆定律
得路端电压增大，则知U增大，电容器电荷量
增大，故B正确；
C．电路稳定后电容器相当于断路，则两端电压为零，没有变化，故C错误；
D．I减小，电源的总功率
减小，由于电源的内电阻与外电阻的关系不知，不能确定电源输出功率如何变化，故D错误。
故选B。
22．D
【详解】
ABC．当变阻器的滑片P由a向b移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变小，则总电阻减小，由闭合电路的欧姆定律可知干路电流增大，而
可知电压表示数减小，则R1的电流减小，而R1的功率变小；故由
可得电流表示数增大，故ABC错误；
D．当变阻器的滑片P由b向a移动时，滑动变阻器接入电路的阻值从0增大到2R，而电路除了滑动变阻器外构成的等效电源，其等效内阻为
故滑动变阻器作为等效电路的外阻变大，当其阻值等于内阻时，其功率达到最大，故滑动变阻器消耗的电功率先增大后减小，故D正确；
故选D。
23．D
【详解】
A．当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，整个回路的电阻减小，电流强度增加，内电压和电阻R1分得的电压升高，电容器分得的电压降低，内部电场强度减小，质点向下运动，电场力做负功，电势能增加，A错误；
B．当内电阻等于外电阻时，电源的输出功率做大，由于无法判断内外电阻之间的关系，因此无法判断电源的输出功率变化，B错误；
C．电源的效率
当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，整个回路的电阻减小，电流强度增加，内电压升高路端电压降低，因此电源的效率降低，C错误；
D．若电压表、电流表的示数变化量分别为和，根据U—I图像可知，值等于与串联之后再与R3并联之后的总电阻，因此
D正确。
故选D。
24．B
【详解】
A．若①接电压表，②接小灯泡，由电路图可知，电路为R2与R3串联后与灯泡并联，再与R1串联，电路中的总电阻为；而若将①接小灯泡，②接电压表，灯泡与R3并联，再与R2串联，最后与R1串联，此时电路中的总电阻为。当电阻最小时，电路中电流最大，故电源总功率最大，因此①接电压表，②接小灯泡，A正确，不符合题意；
B．当内外电阻相等时，输出功率最大，而外阻越接近内阻，输出功率越大，故当①接电压表，②接小灯泡时，输出功率最大，B错误，符合题意；
C．而外电阻越大，电源的输出电压越大，故①接小灯泡，②接电压表，路端电压较大，C正确，不符合题意；
D．路端电压越大，电源的效率越高，故①接小灯泡，②接电压表，D正确，不符合题意。
故选B。
25．D
【详解】
A．在V2—I图像中，斜率的绝对值表示内电阻，因此内电阻大小为
当回路电流为0.1A时，路端电压为3.4V，此时内电压
因此电路中电源电动势
故选项A错误；
B．变阻器向右滑动时，接入电路的总电阻增大，路端电压升高，V2的示数增大，回路电流强度减小，因此弯曲的图像为V1—I，直线图像为V2—I图像
故选项B错误；
C．电流表读数在0.2A以下时，电动机没有发生转动，因此电机内阻
当滑动变阻器调到零时，电动机输出功率最大，此时
电机产热的功率
因此电动机的输出功率最大值
故选项C错误；
D．电流最小时，变阻器接入电路电阻最大，此时
故选项D正确。
26．D
【详解】
原电源与R1串联视为等效电源，
，
等效电源与并联视为等效电源，
，
等效电源与串联视为等效电源，
，
故为时，上有最大功率。所以D正确。
故选D。
27．C
【详解】
由闭合电路欧姆定律可知
由图像可得
由闭合电路欧姆定律可知
整理得
由图像可得
联立解得
所以C正确；ABD错误；
故选C。
28．CD
【详解】
A．只断开开关S，电容器通过R2、R3放电，所带电荷量变小，极板间场强减小，带电微粒所受向上的电场力减小，故微粒向下运动，A错误；
B．电阻R3与电容器串联，由于电容器处于开路状态，故R2的阻值对电路没有影响，所以P2向上移动时，电压表示数不变，带电微粒仍保持静止，B错误；
C．只调节电阻R2的滑动端P1向下移动时，回路总电阻不变，干路电流不变，路端电压不变，故电压表示数不变，电容器两端的电压（即电阻R2上半段的电压）变大，极板间场强变大，微粒所受向上的电场力变大，带电微粒向上运动，C正确；
D．只增大R1的光照强度，R1阻值减小，干路电流变大，故电阻R0消耗的功率变大，电容器两端电压U变大，微粒所受向上的电场力变大，带电微粒向上运动，D正确。
故选CD。
29．AD
【详解】
A．当照射到R0的光照强度减小时，R0的阻值增大，根据“串反并同”规律，与R0串联的电流表示数减小，故A正确；
B．干路电流减小，由
可知内电压减小
则路端电压增大，即电压表示数增大，故B错误；
C．干路电流减小，即流经R1的电流减小，R1两端电压减小，又知电压表示数增大，故R2两端电压增大，流经R2的电流增大，则流经灯泡的电流减小，灯泡变暗，故C错误；
D．路端电压U增大，根据
电源的效率η增大，故D正确。
故选AD。
30．AC
【详解】
A．闭合电键K，电源给电容器充电，电流从b到a，电键K断开时，电流从a到b，蜂鸣器报警，根据题意可知a端为蜂鸣器的正极。A正确；
B．根据闭合电路欧姆定律，K闭合稳定后，电容器两端的电压为外电压，小于电动势E，所以，电容器电量小于。B错误；
C．K闭合稳定后，增加平行板间距离，电容器放电，电流方向从a到b，所以有可能会使蜂鸣器发出报警声，C正确；
D．D可视为理想二极管，反向时不导通，所以K断开时，流过蜂鸣器的电量等于流过的电量，D错误。
故选AC。
31．ACD
【详解】
A．由图象可知电池的内阻
故A正确；
B．两图线的交点表示将该电阻接在该电源两端时电路的工作状态，由图读出路端电压为2V，电流为3A，电池的输出功率为
故B错误；
C．电源的输出效率为
故C正确；
D．当外电阻等于电源的内阻时，即
时，电源的输出功率最大为
故D正确。
故选ACD。
32．ABD
【详解】
A．由部分电路欧姆定律可知
，
A正确；
B．由于总电流不变，则电流表的变化量与电流表的变化量的绝对值相等，两电阻并联电压相同，电压的变化量也相同，所以
B正确；
C．由于
则随R2的增大，I2越来越小，I1越来越大，由于电压表的电压为
则电压表的电压将增大，恒流源的输出的功率为
所以恒流源的输出的功率也将增大，C错误；
D．滑动变阻器消耗的电功率为
则有，即当时，滑动变阻器消耗的电功率最大，D正确。
故选ABD。
33．BCD
【详解】
AB．由图可知，R2与滑动变阻器并联后与R1串联，电压表测量路端电压，电流表测量流过滑动变阻器的电流；当滑片向a端移动时，滑动变阻器接入电阻增大，则电路中总电阻增大，干路电流减小，则由U=E-Ir可得，路端电压U增大，电压表示数增大，因干路电流减小，则R1两端的电压减小，并联部分电压增大，则流过R2的电流增大，则流过电流表的电流减小，故A错误，B正确；
C．总电流减小，则电源的总功率减少，由于不知道外电阻与内阻之间的关系，所以无法判断电源的输出功率的变化，所以输出功率可能增大，故C正确；
D．通过R1的电流减小，而通过R1的电流等于流过电阻R2电流和流过滑动变阻器R3的电流之和，且流过R2的电流增大，流过滑动变阻器R3的电流减小，所以△I2＜△I3，故D正确。
故选BCD。
34．BC
【详解】
A．设回路中外电阻为R，则电源的输出功率为
根据数学知识可知，当R＞r时，P随R的增大而减小；当R＜r时，P随R的增大而增大。增大照射光强度后，R减小，但由于R与r大小关系未知，所以电源的输出功率不一定增大，故A错误；
B．增大照射光强度后，R减小，回路中电流增大，所以灯泡亮度变亮，故B正确；
CD．根据欧姆定律可得
根据闭合电路欧姆定律可得
所以
可知、和均保持不变，故C正确，D错误。
故选BC。
35．非静电 电 C ACD
【详解】
（1）[1][2]电动势是表征电源依靠非静电力做功，将其它形式的能转化为电能能本领的物理量。
（2）[3]ABC．由题意知，西红柿电池组的内耗电压是
V = 2.8V
路端电压0.2V，由电流相同得到内耗功率较大，提供的电功率太小，AB错误、C正确；
D．由
得到
即
西红柿电池组的内阻要大于小灯泡的电阻，D错误。
故选C。
（3）[4]AB．有图像Ⅱ可知，电阻的阻值的大小为
Ω = 0.5Ω
由图像Ⅰ知，直线I的斜率表示电源的内阻的大小，所以
Ω = 1Ω
根据三角形的关系可以求出电源的电动势的大小为E = 6V，A正确、B错误；
C．电阻上消耗的功率为 = 8W，C正确；
D．电源的效率，D正确。
故选D。
36．①③ 1.45（±0.02） 0.75（±0.02） 偏小
【详解】
（1）[1]因黑箱中可能有电源，所以不能直接用多用电表的电阻挡测量a、b间的电阻，①不妥；当用电流表直接测a、b间的电流时，电流表有可能将内部电源短接而造成损坏，所以③不妥；用电压挡可以测a、b间的输出电压。
（2）[2]连线时应使尽可能多的点在线上，不在线上的点应均匀分布在图线两侧，连线如图所示。
[3]根据闭合电路欧姆定律可得
结合图像可得电源电动势
[4]内阻
（3）[5]由于电压表有一定电阻，所以当电流表的读数为零时，电压表的读数小于电源电动势，图线的纵截距小于电源电动势，即测得的电动势偏小。
[6]由于电压表的分流作用使得电流的测量值偏小，而当外电阻为零时，短路电流为图线的横截距（纵轴坐标从0开始），所以图像的斜率绝对值小于电源内阻值，即测得的电源内阻偏小，同时电动势的测量值也偏小。
37． D
【详解】
(1)[1]由于灯泡的额定电压为，所以要改装成一个或稍大于的电压表，串联的电阻阻值为
大的太多，最合适的为的。
(2)[2]实现的范围内对小灯泡的电压进行测量，需要设计成滑动变阻器分压接法，由于小灯泡正常发光时电阻约为
所以需要设计成电流表外接，实验电路如图所示
(3)[3]AB．小灯泡的电阻随温度升高而增大，由功率
可知，图像的斜率应逐渐减小，AB错误；
CD．由
可知，图像的斜率应逐渐增大，C错误，D正确。
故选D。
(4)[4]假设通过灯泡的电流为，灯泡两端的电压为，通过滑动变阻器的电流为2I，当滑动变阻器R的功率是小灯泡的两倍时，滑动变阻器两端的电压也为U，由闭合电路欧姆定律可得
代入数据整理得
把该函数关系画在图a中，如图所示
与小灯泡伏安特性曲线的交点即为电路工作点，该点横、纵坐标值的乘积等于小灯泡的实际功率，可得
[5]此时滑动变阻器接入电路的电阻为
38．（1）；（2）。
【详解】
（1）因为
设干路中的电流为，有
路端电压
解得
（2）两端的电压
电容器所带电荷量
解得
39．（1），；（2）
【详解】
（1）当时，的消耗功率最大，此时电路中的电流为
的最大功率为
（2）开关S断开时，A、B两点间的电势等于电源电动势，即
开关S断开时，电容器C1两端电压为
开关S闭合后，R1与R2串联，电容器C1两端电压为
电容器C1的电压变化了
由i-t图像，可知：图像围成的面积就是电容器C1电荷量的变化量
则电容器C1的电容为
40．(1)；(2)；(3)；
【详解】
(1)当的滑片滑到最右端时，、均被短路，此时外电路电阻等于，且对应于图线上B点，故由B点的U、I值可求出的阻值为：
(2)滑动变阻器的滑片置于最左端时，阻值最大。设此时外电路总电阻为R，由图像中A点坐标求出
代入数据解得滑动变阻器最大阻值
(3)由闭合电路欧姆定律得，将图像中A、B两点的电压和电流代入得
、
解得
、
41．（1）1A；（2）100N/C；（3）4×10-3kg
【详解】
（1）外电路电阻
电路中总电流
（2）路端电压
U=E-Ir=10V
两板间的场
（3）设小球质量为m， 由共点力平衡条件有

解得
m=4×10-3kg

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