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专题20 电路 闭合电路欧姆定律
课标要求 知识要点 命题推断
1、理解和学握闭合电路欧姆定律。 2、会利用闭合电路欧姆定律处理有关功率、动态分析、含容电路和故障分析等问题。 考点一　电路的动态分析 考点二　电路中的功率及效率问题 考点三　电路故障问题 考点四　电源和电阻U－I图象的比较 考点五　含电容器电路的分析 题型：选择题 1闭合电路伏安特性曲线 2闭合电路的功率问题 3电路的动态分析问题 4生活科技中的电路动态分析 5含容电路中的物理量的变化和计算 6电路故障分析
考点一　电路的动态分析
1．闭合电路欧姆定律的公式
2．路端电压U与电流I的关系
(1)关系式：U＝E－Ir.
(2)U－I图象如图1所示．
①当电路断路即I＝0时，纵坐标的截距为电源电动势．
②当外电路短路即U＝0时，横坐标的截距为短路电流．
③图线的斜率的绝对值为电源的内阻．
3．电路动态分析的方法
(1)程序法：电路结构的变化→R的变化→→→U端的变化→固定支路→.
(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动端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＝IE＝IU外＋IU内＝P出＋P内．
(2)纯电阻电路：P总＝I2(R＋r)＝.
2．电源内部消耗的功率：P内＝I2r＝IU内＝P总－P出．
3．电源的输出功率
(1)任意电路：P出＝IU＝IE－I2r＝P总－P内．
(2)纯电阻电路：P出＝I2R＝＝.
(3)纯电阻电路中输出功率随R的变化关系
①当R＝r时，电源的输出功率最大为Pm＝.
②当R>r时，随着R的增大输出功率越来越小．
③当R④当P出⑤P出与R的关系如图所示．
4．电源的效率
(1)任意电路：η＝×100%＝×100%.
(2)纯电阻电路：η＝×100%＝×100%
因此在纯电阻电路中R越大，η越大；当R＝r时，电源有最大输出功率，效率仅为50%.
考点三　电路故障问题
1．故障特点
(1)断路特点：表现为路端电压不为零而电流为零．
(2)短路特点：用电器或电阻发生短路，表现为有电流通过电路但它两端电压为零．
2．检查方法
(1)电压表检测：如果电压表示数为零，则说明可能在并联路段之外有断路，或并联路段短路．
(2)电流表检测：当电路中接有电源时，可用电流表测量各部分电路上的电流，通过对电流值的分析，可以确定故障的位置．在运用电流表检测时，一定要注意电流表的极性和量程．
(3)欧姆表检测：当测量值很大时，表示该处断路，当测量值很小或为零时，表示该处短路．在运用欧姆表检测时，电路一定要切断电源．
(4)假设法：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某种故障，运用闭合电路或部分电路的欧姆定律进行推理．
考点四　电源和电阻U－I图象的比较
图象上的特征 物理意义
电源U－I图象 电阻U－I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零
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 内电阻r 电阻大小
考点五　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．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．
（2024 广东三模）在如图甲所示的电路中，定值电阻。R1＝4Ω、R2＝5Ω，电容器的电容C＝3μF，电源路端电压U随总电流I的变化关系如图乙所示。现闭合开关S，则电路稳定后（　　）
A．电源的内阻为2Ω
B．电源的效率为75%
C．电容器所带电荷量为1.5×10﹣5C
D．若增大电容器两极板间的距离，电容器内部的场强不变
（2024 盐都区校级三模）图甲所示电路中，电源电压恒定，R0为定值电阻，R为热敏电阻。开关S闭合，当R的温度发生改变时，R两端电压UR随温度t变化的关系图象如图乙所示，R0功率为P0，R的功率为PR，电路总功率为P总。则P0、PR、P总随温度t变化的关系图象可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
（2024 河北模拟）某一规格小灯泡的伏安特性曲线如图所示，现将它直接接在电源电动势E＝3V，内阻r＝6Ω的电源上，小灯泡的实际功率约为（　　）
A．0.17W B．0.35W C．0.71W D．1.41W
（2024 德阳模拟）如图所示的电路中，电源的电动势E＝12V，内阻不计，电阻R1＝10Ω，R2＝20Ω，滑动变阻器的最大阻值R＝30Ω，电容器MN的电容C＝12μF，现将滑动触头L置于最左端a点，合上开关S，经过一段时间电路处于稳定，此时一带电油滴恰好静止在MN之间的P点，下列说法正确的是（　　）
A．油滴带负电
B．若断开开关S，则通过R1的电荷量为4×10﹣5C
C．若滑动触头L向右滑动，则油滴将向上加速运动
D．若从a点向右移动滑动触头L，至aL间电阻为20Ω时，则下极板N的电势降低了4V
（2024 郫都区校级模拟）如图所示的电路中，两平行金属板之间的带电液滴处于静止状态，电流表和电压表均为理想电表，由于某种原因灯泡L的灯丝突然烧断，其余用电器均不会损坏，电压表和电流表变化量绝对值分别为ΔU、ΔI，则下列说法正确的是（　　）
A．电流表的读数变小、电压表的读数变大
B．R2
C．液滴将向下运动
D．电源的输出功率变大
（2024 香坊区校级四模）在如图所示的电路中，D是一只理想二极管，平行板电容器AB内部有一带电小球Q处于静止状态。闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头P滑动时，四个理想电表的示数都发生变化。电流表A、电压表V1、电压表V2、电压表V3的示数分别用I、U1、U2和U3表示，它们的示数变化量的大小分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示。闭合开关S，下列说法正确的是（　　）
A．当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，I变小、U2变大，U3变小、带电小球Q向下运动
B．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，不变，减小
C．若滑动变阻器的滑动触头P不动时，当两极板A和B稍错开一些（两极板仍平行），Q仍静止不动
D．若滑动变阻器的滑动触头P不动时，当两极板A和B的间距稍增大一些（两极板仍平行），Q仍静止不动
（2024 九龙坡区模拟）工程师对某款新能源汽车的直流蓄电池进行性能测试，测试过程中系统输出的图像如图，其中P为直流电源的输出功率，I为总电流，下列说法正确的是（　　）
A．该蓄电池的电动势为12V
B．该蓄电池的内阻为2Ω
C．该蓄电池的最大输出功率为144W
D．该蓄电池的短路电流为12A
（2024 碑林区模拟）在如图所示的电路中，闭合电键S，将滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后，下列结论正确的是（　　）
A．灯L变亮，电压表示数变小，电流表示数变大
B．灯L变亮，电压表示数变大，电流表示数变小
C．灯L变暗，电压表示数变小，电流表示数变大
D．灯L变暗，电压表示数变大，电流表示数变小
（2024 朝阳区二模）体外冲击波治疗具有非侵入性、患者易于接受、对人体组织损伤少、治疗成功率高等优点，目前在临床医疗上得到广泛的应用。一种冲击波治疗仪的充电和瞬时放电电路如图甲所示。交流电经调压、整流后向电容器C充电储能。当触发器S导通时，电容器经置于水中的冲击波源W瞬时放电，高压强电场的巨大能量瞬间释放使水迅速汽化、膨胀而形成冲击波。如图乙所示，冲击波向四周传播，碰到反射体光滑的内表面面反射，波源发出的冲击波经反射后在F点聚焦，形成压力强大的冲击波焦区，当人体深处的病变处于该焦区时，就会得到治疗的作用。冲击波治疗对放电时间要求不超过1μs，电容器C的电容一般在0.3～1.0μF之间，充电电压大约10kV。下列说法正确的是（　　）
A．治疗仪产生的冲击波是电磁波
B．电容器放电电流不能达到104A数量级
C．若仅减小电路中电阻R的阻值，可减小电容器的充电时间
D．若仅增大电容器C的电容，放电时间仍符合冲击波的要求
（2024 西城区校级模拟）如图为苹果自动分拣装置，可以把质量大小不同的苹果，自动分拣开。该装置的托盘秤压在一个以O1为转动轴的杠杆上，杠杆末端压在压力传感器R1上。当大苹果通过托盘秤时，R1所受的压力较大因而电阻较小，R2两端获得较大电压，该电压激励放大电路并保持一段时间，使电磁铁吸动分拣开关的衔铁，打开下面通道，让大苹果进入下面通道；当小苹果通过托盘秤时，R2两端的电压不足以激励放大电路，分拣开关在弹簧向上弹力作用下处于水平状态，小苹果进入上面通道。托盘停在图示位置时，设进入下面通道的大苹果最小质量为M0，若提高分拣标准，要求进入下面通道的大苹果的最小质量M大于M0，其他条件不变的情况下，下面操作可行的是（　　）
A．只适当减小R2的阻值
B．只增大电源E1的电动势
C．只增加缠绕电磁铁线圈的匝数
D．只将托盘秤压在杠杆上的位置向左移动一些
题型1闭合电路伏安特性曲线
（2024春 雨花区期末）如图，在图甲的电路中，R1是可变电阻，R2是定值电阻，阻值4Ω。实验时调节R1的阻值，得到各组电压表和电流表数据，用这些数据在坐标纸上描点、拟合，作出的U﹣I图像如图乙中AB所示。a和b分别为R1的滑片在不同位置时，其接入电路的电阻的U﹣I图像。电压表和电流表均看作理想电表。下列说法正确的是（　　）
A．该电源电动势为2.5V，内阻5Ω
B．A、B状态对应的电源的效率ηA＜ηB
C．当R1＝1Ω时，R1消耗功率最大
D．当电流为0.2A时，滑动变阻器R1接入电路的电阻为7.5Ω
（多选）（2016秋 准格尔旗校级期末）如图所示，a、b分别表示一个电池组和一只电阻的伏安特性曲线。以下说法正确的是（　　）
A．电池组的内阻是1Ω
B．电阻的阻值为0.33Ω
C．将该电阻接在该电池组两端，电池组的输出功率将是4W
D．改变外电阻的阻值时，该电池组的最大输出功率为4W
（2014秋 宿州期末）如图所示，直线①表示某电源的路端电压与电流的关系图象，曲线②表示该电源的输出功率与电流的关系图象，则下列说法不正确的是（　　）
A．电源电动势约为50V
B．电源的内阻约为Ω
C．电流为2.5A时，外电路的电阻约为15Ω
D．输出功率为120W时，输出电压约是30V
题型2闭合电路的功率问题
（多选）（2023秋 西青区期末）2023年10月“神舟十七号”载人飞船将三名宇航员送至太空，并将完成长达6个月的太空作业。飞船在太空中飞行，主要靠太阳能电池提供能量。有一个太阳能电池板，测得不接负载时的电压是800mV，太阳能电池板内阻是20Ω。则（　　）
A．该太阳能电池板的短路电流是40mA
B．该太阳能电池板的短路电流是40A
C．该太阳能电池板的最大输出功率为8×10﹣3W
D．该太阳能电池板的最大输出功率为2.4×10﹣2W
（2023秋 皇姑区校级期中）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上，如图中的a、b、c所示，以下判断正确的是（　　）
A．直线b表示电源的PE﹣I图线
B．曲线c表示电源的PR﹣I图线
C．电源的电动势E＝3V，内阻r＝1Ω
D．电源的最大输出功率Pmax＝2W
（2024春 杭州期末）如图，电源电动势为12V，内阻为2Ω，电阻R1为1Ω，R2为6Ω。开关闭合后，电动机恰好正常工作。已知电动机额定电压U为6V，线圈电阻RM为0.5Ω，问：
（1）电动机正常工作时通过R2的电流多大？
（2）电动机正常工作时产生的机械功率是多大？
（3）若R1、R2电阻可调，在确保电动机正常工作的前提下，当R1的阻值多大时，R1消耗的电功率最大？此时R2的阻值多大？
题型3电路的动态分析问题
（多选）（2024春 皇姑区校级期末）在如图所示的电路中，定值电阻R大于电源内阻r。现闭合开关S，将滑动变阻器的滑片向上滑动，电表A、V1、V2、V3都为理想电表，测得电压表V3示数变化量的绝对值为ΔU3，电流表A示数变化量的绝对值为ΔI，则下列说法正确的是（　　）
A．电流表A的示数减小，电压表V1的示数增大，电压表V2的示数增大
B．ΔU3与ΔI的比值不变
C．电源的输出功率一定减小
D．滑动变阻器的功率一定增大
（2024春 顺义区期末）如图甲所示电路中，闭合开关，将滑动变阻器的滑片从左端逐渐滑至右端时，电压表V1和V2的示数随电流表示数变化的图像如图乙所示，图线中ab、cd段均为直线。已知电动机两端电压达到某一值时才能开始转动，各电表均为理想电表，下列说法正确的是（　　）
A．电源的内阻为2.0Ω
B．电动机内部线圈的电阻值为1.0Ω
C．滑动变阻器的可调范围是0～9.0Ω
D．电流表示数最大时，电动机的输出功率为6.75W
（2024春 鼓楼区校级期末）如图所示，光敏电阻R2的阻值随光照强度的增大而减小，R0、R1是定值电阻，电源的电动势和内阻分别为E、r，闭合开关S，增大光敏电阻的光照强度，下列说法正确的是（　　）
A．电源的效率可能变大
B．R0的功率增大
C．电流表的示数增大
D．光敏电阻的功率一定增大
题型4生活科技中的电路动态分析
（2024 湖北模拟）如图所示，光敏电阻A、B与恒压源（输出电压U不变）串联，光敏电阻的阻值随光照强度增大而减小，初始时A、B的光照强度E相同，阻值相等。现保持A的光照强度。EA不变，改变B的光照强度EB，则B消耗的电功率P变化情况为（　　）
A．无论EB增大还是减小，P均变小
B．无论EB增大还是减小，P均变大
C．EB增大时，P变大，EB减小时，P变小
D．EB增大时，P变小，EB减小时，P变大
（2024 丰台区一模）如图所示为一个简易的高温报警器原理图。RT为热敏电阻，S为斯密特触发器，其工作特点为当A端电势上升到高电势1.6V时，Y端从高电势跳到低电势0.25V；当A端电势下降到低电势0.8V时，Y端从低电势跳到高电势3.4V。已知蜂鸣器的工作电压为3～5V，下列说法正确的是（　　）
A．A端为高电势时蜂鸣器报警
B．温度升高，热敏电阻阻值增大
C．滑片P向b端移动，可提高温度报警器的报警温度
D．若无斯密特触发器，可通过将RP与RT调换位置实现同样的功能
（2023秋 重庆期末）如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，R1、R3是定值电阻，R2是光敏电阻（光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小），闭合开关，当照射到R2的光照强度增强时，以下判断正确的是（　　）
A．电压表示数变小，电流表示数变小
B．电压表示数变大，电流表示数变大
C．电压表示数变大，电流表示数变小
D．电压表示数变小，电流表示数变大
题型5含容电路中的物理量的变化和计算
（2024春 镇海区校级期末）如图所示，D是一支理想二极管（正向电阻为零，可视为短路；反向电阻无穷大，可视为断路），C是极板水平放置的平行板电容器，初始时不带电。当S接1且稳定后，处于两极板间P点的一带电油滴能保持静止状态。下列说法正确的是（　　）
A．保持S接1，减小C两极板的正对面积，油滴会向上移动
B．保持S接1，将C的下极板上移，油滴会向下移动
C．将S从1掷到2，油滴将向下运动
D．将S从1掷到2，同时将下极板上移，油滴将向下运动
（多选）（2024 和平区校级二模）如图所示，电源电动势为E，内阻为r电路中的R2、R3均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闭合时，电容器中一带电微粒恰好处于静止状态。有关下列说法中正确的是（　　）
A．只逐渐增大R1的光照强度，电阻R0消耗的电功率变大，电阻R3中有向上的电流
B．只将滑动变阻器R3的滑动端P2向上端移动时，电源消耗的功率变大，电阻R3中有向上的电流
C．只将滑动变阻器R2的滑动端P1向下端移动时，电压表示数变大，带电微粒向下运动
D．若断开开关S，带电微粒向下运动
（2024春 即墨区校级期末）智能手机中运动步数的测量原理如图所示，M和N为电容器两极板，M板固定，N板与固定的两轻弹簧连接，且只能按图中标识的“前后”方向运动，下列说法正确的是（　　）
A．匀速运动时，电流表示数不为零
B．突然向前减速时，电流由a向b流过电流表
C．突然向前加速时，电容器的电容变大
D．保持向前匀减速运动时，电阻R的电流减小
题型6电路故障分析
（2024 碑林区模拟）如图，电池、开关和灯泡组成串联电路。当闭合开关时，发现灯泡不发光。在不能拆开电路的前提下，现使用一多用电表对故障电路进行检测：选择直流电压挡，闭合开关S，红、黑表笔分别接在接线柱E、F上，电压表示数为1.5V；断开开关S，选择欧姆×1k挡，红、黑表笔分别同时接E、F，指针不偏转。则下列判断可能正确的是（　　）
A．灯泡短路 B．灯泡断路
C．导线DE断开 D．导线BF断开
（2024春 莱西市期末）如图所示，电源电动势为6V，电路中有AB、CD、EF、GH四根连接电路的导线，其中一根导线内部的铜丝是断的，电路其余部分完好。为了查出故障导线，某同学选用电压表的直流10V挡，闭合开关后，将电压表的正极接在A接线柱上，黑表笔依次接在B、D、F所示的接线柱上，多用电表的示数分别为6V、6V、6V。可判断出故障的导线是（　　）
A．AB B．CD C．EF D．GH
（多选）（2021秋 许昌期末）超导限流器是一种短路故障电流限制装置，它由超导部件和限流电阻R并联组成，原理图如图所示。当电路中的用电器正常工作时，超导限流器中的超导部件处于超导态（可认为电阻为零）；当电路中的用电器发生短路，电路中电流监控器（理想电流表A）报警时，超导限流器中的超导部件由超导态立即转变为正常态（即超导部件断开，限流电阻R工作），以此来限制电力系统的故障电流。当开关S闭合后，额定电压为220V的用电器正常工作，则下列说法正确的是（　　）
A．超导限流器两端的电压为0
B．通过超导限流器中的限流电阻的电流为0
C．若用电器发生短路后，通过电流监控器的电流为0
D．若用电器发生短路后，用电器两端的电压为220V中小学教育资源及组卷应用平台
专题20 电路 闭合电路欧姆定律
课标要求 知识要点 命题推断
1、理解和学握闭合电路欧姆定律。 2、会利用闭合电路欧姆定律处理有关功率、动态分析、含容电路和故障分析等问题。 考点一　电路的动态分析 考点二　电路中的功率及效率问题 考点三　电路故障问题 考点四　电源和电阻U－I图象的比较 考点五　含电容器电路的分析 题型：选择题 1闭合电路伏安特性曲线 2闭合电路的功率问题 3电路的动态分析问题 4生活科技中的电路动态分析 5含容电路中的物理量的变化和计算 6电路故障分析
考点一　电路的动态分析
1．闭合电路欧姆定律的公式
2．路端电压U与电流I的关系
(1)关系式：U＝E－Ir.
(2)U－I图象如图1所示．
①当电路断路即I＝0时，纵坐标的截距为电源电动势．
②当外电路短路即U＝0时，横坐标的截距为短路电流．
③图线的斜率的绝对值为电源的内阻．
3．电路动态分析的方法
(1)程序法：电路结构的变化→R的变化→→→U端的变化→固定支路→.
(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动端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＝IE＝IU外＋IU内＝P出＋P内．
(2)纯电阻电路：P总＝I2(R＋r)＝.
2．电源内部消耗的功率：P内＝I2r＝IU内＝P总－P出．
3．电源的输出功率
(1)任意电路：P出＝IU＝IE－I2r＝P总－P内．
(2)纯电阻电路：P出＝I2R＝＝.
(3)纯电阻电路中输出功率随R的变化关系
①当R＝r时，电源的输出功率最大为Pm＝.
②当R>r时，随着R的增大输出功率越来越小．
③当R④当P出⑤P出与R的关系如图所示．
4．电源的效率
(1)任意电路：η＝×100%＝×100%.
(2)纯电阻电路：η＝×100%＝×100%
因此在纯电阻电路中R越大，η越大；当R＝r时，电源有最大输出功率，效率仅为50%.
考点三　电路故障问题
1．故障特点
(1)断路特点：表现为路端电压不为零而电流为零．
(2)短路特点：用电器或电阻发生短路，表现为有电流通过电路但它两端电压为零．
2．检查方法
(1)电压表检测：如果电压表示数为零，则说明可能在并联路段之外有断路，或并联路段短路．
(2)电流表检测：当电路中接有电源时，可用电流表测量各部分电路上的电流，通过对电流值的分析，可以确定故障的位置．在运用电流表检测时，一定要注意电流表的极性和量程．
(3)欧姆表检测：当测量值很大时，表示该处断路，当测量值很小或为零时，表示该处短路．在运用欧姆表检测时，电路一定要切断电源．
(4)假设法：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某种故障，运用闭合电路或部分电路的欧姆定律进行推理．
考点四　电源和电阻U－I图象的比较
图象上的特征 物理意义
电源U－I图象 电阻U－I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零
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 内电阻r 电阻大小
考点五　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．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．
（2024 广东三模）在如图甲所示的电路中，定值电阻。R1＝4Ω、R2＝5Ω，电容器的电容C＝3μF，电源路端电压U随总电流I的变化关系如图乙所示。现闭合开关S，则电路稳定后（　　）
A．电源的内阻为2Ω
B．电源的效率为75%
C．电容器所带电荷量为1.5×10﹣5C
D．若增大电容器两极板间的距离，电容器内部的场强不变
【解答】解：A、由闭合电路欧姆定律有U＝E﹣Ir，由图乙可得：E＝10V，，故A错误；
B、闭合开关S，电路中的电流为IA＝1A
路端电压为U＝E﹣Ir＝（10﹣1×1）V＝9V
电源的效率为η100%100%＝90%，故B错误；
C、电容器与R2并联，电压相等，则其电压为UC＝IR2＝1×5V＝5V，电容器所带电荷量为Q＝CUC＝3×10﹣6×5C＝1.5×10﹣5C，故C正确；
D、电容器并联在R2两端，则其电压不变，若增大电容器两极板间的距离，电容器内部的场强为，可知场强变小，故D错误。
故选：C。
（2024 盐都区校级三模）图甲所示电路中，电源电压恒定，R0为定值电阻，R为热敏电阻。开关S闭合，当R的温度发生改变时，R两端电压UR随温度t变化的关系图象如图乙所示，R0功率为P0，R的功率为PR，电路总功率为P总。则P0、PR、P总随温度t变化的关系图象可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
【解答】解：AB．图甲中，定值电阻R0和电阻R串联，电压表测R两端的电压，由乙图可设UR＝kt+b
根据串联电路电压规律可知，定值电阻R0两端的电压
U0＝U﹣UR＝U﹣kt﹣b＝﹣kt+U﹣bR0
功率为
定值电阻的功率P0与温度t之间的关系是二次函数关系，故AB错误；
C．根据串联电路电流规律可知电路中的电流
R的功率为
R的功率与温度t之间的关系是二次函数关系，故C错误；
D．电源的电压不变，电路总功率为
所以P﹣t图线应是一条斜向下的直线，故D正确。
故选：D。
（2024 河北模拟）某一规格小灯泡的伏安特性曲线如图所示，现将它直接接在电源电动势E＝3V，内阻r＝6Ω的电源上，小灯泡的实际功率约为（　　）
A．0.17W B．0.35W C．0.71W D．1.41W
【解答】解：已知电源电动势E＝3V，内阻r＝6Ω，则电源的短路电流为
ImA＝0.5A＝500mA
在小灯泡的伏安特性曲线图像中作出电源的伏安特性曲线，如图所示。
小灯泡的伏安特性曲线与电源伏安特性曲线的交点表示将小灯泡接入该电源时小灯泡两端的电压和流过小灯泡的电流，根据图像可读出小灯泡的电压与电流分别为
U＝1.1V，I＝320mA＝0.32A
故小灯泡的实际功率为
P＝UI＝1.1×0.32W＝0.352W≈0.35W，故ACD错误，B正确。
故选：B。
（2024 德阳模拟）如图所示的电路中，电源的电动势E＝12V，内阻不计，电阻R1＝10Ω，R2＝20Ω，滑动变阻器的最大阻值R＝30Ω，电容器MN的电容C＝12μF，现将滑动触头L置于最左端a点，合上开关S，经过一段时间电路处于稳定，此时一带电油滴恰好静止在MN之间的P点，下列说法正确的是（　　）
A．油滴带负电
B．若断开开关S，则通过R1的电荷量为4×10﹣5C
C．若滑动触头L向右滑动，则油滴将向上加速运动
D．若从a点向右移动滑动触头L，至aL间电阻为20Ω时，则下极板N的电势降低了4V
【解答】解：A、滑动变阻器的滑动触头置于最左端a点，电容器的下极板N与电源正极相连，则N板电势高于M板，两板间的电场方向竖直向上，油滴恰好静止在MN之间，根据平衡条件，可知其受到的电场力竖直向上，与电场方向相同，故油滴带正电，故A错误；
B、开关闭合时，电容器两端的电压等于电阻R1两端电压，根据串并联电路的性质可得电容器两端的电压为：
，解得：U1＝4V
电容器所带的电量为：
S断开后电容器通过两个支路放电，一个是电阻R1所在的支路，另一个是电阻R2和滑动变阻器R的串联支路，根据并联电路的电流关系可知，两支路的电阻之比为10：（20+30）＝1：5，则电流之比为5：1。可知通过R1的电量为，解得：Q1＝4×10﹣5C，故B正确；
C、若滑动触头向右滑动，电容器两板间电压先减少后增大，下极板N先带正电后带负电，根据E，可知两板间的电场强度先竖直向上减小，后竖直向下增大，油滴受到的电场力先竖直向上减小，后始终向下增大，电场力始终不大于重力，油滴所受合力始终竖直向下，则油滴将向下加速运动，故C错误；
D、滑动触头在a点时，N板电势为：φa＝U1＝4V
a、L间电阻为20Ω时，a到L的电势差为：
解得：φL＝﹣4V，即此时N板电势为﹣4V，故下极板N的电势由4V变为了﹣4V，降低了8V，故D错误。
故选：B。
（2024 郫都区校级模拟）如图所示的电路中，两平行金属板之间的带电液滴处于静止状态，电流表和电压表均为理想电表，由于某种原因灯泡L的灯丝突然烧断，其余用电器均不会损坏，电压表和电流表变化量绝对值分别为ΔU、ΔI，则下列说法正确的是（　　）
A．电流表的读数变小、电压表的读数变大
B．R2
C．液滴将向下运动
D．电源的输出功率变大
【解答】解：C.当L的灯丝突然烧断后电路中总电阻增大，由闭合电路的欧姆定律可知，流过电源的电流减小，电源的内电压和R1两端的电压减小，则电容器C两端的电压增大，电容器两极板间场强增大，带电液滴所受的电场力增大，则该液滴将向上运动，故C错误；
A.电容器两端的电压等于电阻R2和R3的总电压，由于电容器两端的电压增大，故R2与R3中的电流增大，则电流表、电压表的读数均变大，故A错误；
B.电压表和电流表分别测量的是电阻R2的电压和电流，根据欧姆定律可知，R2，故B正确；
D.根据电源的输出功率与外电阻的关系可知，当外电阻等于电源内阻时电源的输出功率最大，由于外电阻与电源内阻的关系未知，不能判断电源的输出功率如何变化，故D错误。
故选：B。
（2024 香坊区校级四模）在如图所示的电路中，D是一只理想二极管，平行板电容器AB内部有一带电小球Q处于静止状态。闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头P滑动时，四个理想电表的示数都发生变化。电流表A、电压表V1、电压表V2、电压表V3的示数分别用I、U1、U2和U3表示，它们的示数变化量的大小分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示。闭合开关S，下列说法正确的是（　　）
A．当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，I变小、U2变大，U3变小、带电小球Q向下运动
B．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，不变，减小
C．若滑动变阻器的滑动触头P不动时，当两极板A和B稍错开一些（两极板仍平行），Q仍静止不动
D．若滑动变阻器的滑动触头P不动时，当两极板A和B的间距稍增大一些（两极板仍平行），Q仍静止不动
【解答】解：A、当滑动变阻器的滑动触头向下滑动时，其接入电路的电阻变大，外电路总电阻变大，则I变小，U1变小。
由闭合电路欧姆定律得
U2＝E﹣I（R1+r）
U3＝E﹣Ir
可知U2变大，U3变大。
U1变小，电容器板间电压减小，电容器要放电，但由于A板带正电，B板带负电，二极管具有单向导电性，所以电容器不能放电，则电容器的带电量不变，板间场强不变，带电小球Q受到的电场力不变，则Q仍静止不动，故A错误；
B、当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R1，不变
由闭合电路欧姆定律得
U2＝E﹣I（R1+r）
可得R1+r，不变，故B错误；
C、若滑动变阻器的滑动触头P不动时，当两极板A和B稍错开一些，两极板正对面积减小，电容器的电容C减小，而电容器的电压不变，由Q＝CU知，电容器的带电量将要减小，但由于二极管单向导电性，所以电容器不能放电，带电量Q不变。根据C、C、E可得电容器板间场强E，可知，电容器板间场强增大，所以Q受到的电场力增大，Q将向上加速运动，故C错误；
D、若滑动变阻器的滑动触头P不动时，当两极板A和B的间距稍增大一些，电容器的电容C减小，而电容器的电压不变，由Q＝CU知，电容器的带电量将要减小，但由于二极管单向导电性，所以电容器不能放电，带电量Q不变。根据E可知，电容器板间场强不变，Q所受的电场力不变，仍静止不动，故D正确。
故选：D。
（2024 九龙坡区模拟）工程师对某款新能源汽车的直流蓄电池进行性能测试，测试过程中系统输出的图像如图，其中P为直流电源的输出功率，I为总电流，下列说法正确的是（　　）
A．该蓄电池的电动势为12V
B．该蓄电池的内阻为2Ω
C．该蓄电池的最大输出功率为144W
D．该蓄电池的短路电流为12A
【解答】解：AB．根据题意可知，直流电源的输出功率P＝EI﹣I2r
变形可得
结合题图可得
E＝24V，r＝1Ω
故AB错误；
C．根据闭合电路欧姆定律P＝EI﹣I2r
可知，当IA＝12A
时有最大的输出功率，最大输出功率W＝144W
故C正确；
D．该蓄电池的最大电流即为短路电流，短路电流ImaxA＝24A，故D错误。
故选：C。
（2024 碑林区模拟）在如图所示的电路中，闭合电键S，将滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后，下列结论正确的是（　　）
A．灯L变亮，电压表示数变小，电流表示数变大
B．灯L变亮，电压表示数变大，电流表示数变小
C．灯L变暗，电压表示数变小，电流表示数变大
D．灯L变暗，电压表示数变大，电流表示数变小
【解答】解：滑动变阻器滑片P向左移动一段距离，接入电路的电阻变大，电路的总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律，电路电流减小，内电路分压减小，外电路电压增大，故灯L变暗，电压表示数变大，电流表示数变小；也可以利用“串反并同”的方法确定，滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后，滑动变阻器接入电路的电阻变大，电流表与之串联电流减小，灯泡与之串联变暗，电压表与之并联示数变大。故ABC错误，D正确；
故选：D。
（2024 朝阳区二模）体外冲击波治疗具有非侵入性、患者易于接受、对人体组织损伤少、治疗成功率高等优点，目前在临床医疗上得到广泛的应用。一种冲击波治疗仪的充电和瞬时放电电路如图甲所示。交流电经调压、整流后向电容器C充电储能。当触发器S导通时，电容器经置于水中的冲击波源W瞬时放电，高压强电场的巨大能量瞬间释放使水迅速汽化、膨胀而形成冲击波。如图乙所示，冲击波向四周传播，碰到反射体光滑的内表面面反射，波源发出的冲击波经反射后在F点聚焦，形成压力强大的冲击波焦区，当人体深处的病变处于该焦区时，就会得到治疗的作用。冲击波治疗对放电时间要求不超过1μs，电容器C的电容一般在0.3～1.0μF之间，充电电压大约10kV。下列说法正确的是（　　）
A．治疗仪产生的冲击波是电磁波
B．电容器放电电流不能达到104A数量级
C．若仅减小电路中电阻R的阻值，可减小电容器的充电时间
D．若仅增大电容器C的电容，放电时间仍符合冲击波的要求
【解答】解：A．治疗仪产生的冲击波是机械波，故A错误；
B．电容器C的电容为1.0μF时，充满电后所带电荷量
Q＝CU＝1×10﹣6×10×103C＝1×10﹣2C
电容器平均放电电流
IA＝1×104A
故B错误；
C．若仅减小电路中电阻R的阻值，充电电流增大，电容器的充电时间减小，故C正确；
D．由C
得
Q＝CU
若仅增大电容器C的电容，电容器所带电量变大，放电时间变长，不符合冲击波的要求，故D错误。
故选：C。
（2024 西城区校级模拟）如图为苹果自动分拣装置，可以把质量大小不同的苹果，自动分拣开。该装置的托盘秤压在一个以O1为转动轴的杠杆上，杠杆末端压在压力传感器R1上。当大苹果通过托盘秤时，R1所受的压力较大因而电阻较小，R2两端获得较大电压，该电压激励放大电路并保持一段时间，使电磁铁吸动分拣开关的衔铁，打开下面通道，让大苹果进入下面通道；当小苹果通过托盘秤时，R2两端的电压不足以激励放大电路，分拣开关在弹簧向上弹力作用下处于水平状态，小苹果进入上面通道。托盘停在图示位置时，设进入下面通道的大苹果最小质量为M0，若提高分拣标准，要求进入下面通道的大苹果的最小质量M大于M0，其他条件不变的情况下，下面操作可行的是（　　）
A．只适当减小R2的阻值
B．只增大电源E1的电动势
C．只增加缠绕电磁铁线圈的匝数
D．只将托盘秤压在杠杆上的位置向左移动一些
【解答】解：A．因要达到题中的要求，就要使得R2两端电压保持不变，因压力越大，电阻R1越小，此时回路中的电流就越大，R2的电压就会变得更大，则要想R2的电压和原来一致，则只适当减小R2的阻值，故A正确；
B．因要达到题中的要求，就要使得R2两端电压保持不变，因R1减小，而其他条件不变的情况下，只能减小和传感器R1相连接电路中电源电动势，故B错误；
C．增加缠绕电磁铁线圈的匝数，磁性增大，则进入下面通道的大苹果的最小质量变小，故C错误；
D．要求进入下面通道的大苹果的最小质量M大于M0，则要求当此大苹果通过托盘时压力传感器的压力与原来一致，可知其他条件不变的情况下，只需要将托盘秤压在杠杆上的位置向右移动一些，故D错误。
故选：A。
题型1闭合电路伏安特性曲线
（2024春 雨花区期末）如图，在图甲的电路中，R1是可变电阻，R2是定值电阻，阻值4Ω。实验时调节R1的阻值，得到各组电压表和电流表数据，用这些数据在坐标纸上描点、拟合，作出的U﹣I图像如图乙中AB所示。a和b分别为R1的滑片在不同位置时，其接入电路的电阻的U﹣I图像。电压表和电流表均看作理想电表。下列说法正确的是（　　）
A．该电源电动势为2.5V，内阻5Ω
B．A、B状态对应的电源的效率ηA＜ηB
C．当R1＝1Ω时，R1消耗功率最大
D．当电流为0.2A时，滑动变阻器R1接入电路的电阻为7.5Ω
【解答】解：A．根据闭合电路的欧姆定律可得
E＝U+I（R2+r）
由图可知，当U1＝2V时，I1＝0.1A；当时U2＝1V，I2＝0.3A。代入上式可得
E＝2.5V，r＝1Ω
故A错误；
B．电源的效率
代入数据可知
ηA＞ηB
故B错误；
C．把R2和r视作新的内阻，当
R1＝R2+r＝4Ω+1Ω＝5Ω
时，R1消耗功率最大，故C错误；
D．当电流为0.2A时，根据图像可知
U＝1.5V
根据欧姆定律可知
故D正确。
故选：D。
（多选）（2016秋 准格尔旗校级期末）如图所示，a、b分别表示一个电池组和一只电阻的伏安特性曲线。以下说法正确的是（　　）
A．电池组的内阻是1Ω
B．电阻的阻值为0.33Ω
C．将该电阻接在该电池组两端，电池组的输出功率将是4W
D．改变外电阻的阻值时，该电池组的最大输出功率为4W
【解答】解：A、由图线a斜率倒数的大小求出电池组的内阻r1Ω．故A正确。
B、由图线b斜率倒数的大小求出电阻的阻值R3Ω．故B错误。
C、将该电阻接在该电池组两端，电路中电流I＝1A，路端电压为U＝3V，电池组的输出功率P出＝3W．故C错误。
D、由图线a读出电源的电动势E＝4V．当外电阻等于电池内阻时，该电池组的输出功率最大，电池组的最大输出功率Pmax4W．故D正确。
故选：AD。
（2014秋 宿州期末）如图所示，直线①表示某电源的路端电压与电流的关系图象，曲线②表示该电源的输出功率与电流的关系图象，则下列说法不正确的是（　　）
A．电源电动势约为50V
B．电源的内阻约为Ω
C．电流为2.5A时，外电路的电阻约为15Ω
D．输出功率为120W时，输出电压约是30V
【解答】解：A、根据闭合电路的欧姆定律，电压的输出电压：U＝E﹣Ir，对照U﹣I图象，当I＝0时，U＝E＝50V，故A正确；
B、U﹣I图象斜率的绝对值表示内电阻，故：r＝||，故B不正确；
C、电流为2.5A时，对照U﹣I图象，电压为37.5V，故外电路电阻：R，故C正确；
D、输出功率为120W时，对照P﹣I图象，电流为4A，再对照U﹣I图象，输出电压为30V，故D正确；
本题选错误的；故选：B。
题型2闭合电路的功率问题
（多选）（2023秋 西青区期末）2023年10月“神舟十七号”载人飞船将三名宇航员送至太空，并将完成长达6个月的太空作业。飞船在太空中飞行，主要靠太阳能电池提供能量。有一个太阳能电池板，测得不接负载时的电压是800mV，太阳能电池板内阻是20Ω。则（　　）
A．该太阳能电池板的短路电流是40mA
B．该太阳能电池板的短路电流是40A
C．该太阳能电池板的最大输出功率为8×10﹣3W
D．该太阳能电池板的最大输出功率为2.4×10﹣2W
【解答】解：根据题意可知E＝800mV＝0.8V，电源内阻r＝20Ω
AB.短路电流I短A＝0.04A＝40mA，故A正确，B错误；
CD.当R＝r时，电源有最大的输出功率，PmW＝0.008W，故C正确，D错误。
故选：AC。
（2023秋 皇姑区校级期中）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上，如图中的a、b、c所示，以下判断正确的是（　　）
A．直线b表示电源的PE﹣I图线
B．曲线c表示电源的PR﹣I图线
C．电源的电动势E＝3V，内阻r＝1Ω
D．电源的最大输出功率Pmax＝2W
【解答】解：A、电源消耗的总功率的计算公式PE＝EI∝I，故PE﹣I图线是直线，所以直线b表示的不是电源的PE﹣I图线，故A错误；
B、输出功率：PR＝PE﹣Pr＝EI﹣I2r，应为开口向下的曲线，故b表示PR﹣I图线；电源内电阻消耗的功率：Pr＝I2r，应为开口向上的曲线，故曲线c表示Pr﹣I图线，故B错误；
C、当I＝2A时，PR＝0，说明外电路短路，根据公式P＝EI，可得电源的电动势为：EV＝4V，内阻为：r2Ω，故C错误；
D、输出功率PR＝PE﹣Pr＝EI﹣I2r＝4I﹣2I2＝﹣2（I﹣1）2+2，当I＝1A时，输出功率最大，即Pmax＝2W，故D正确。
故选：D。
（2024春 杭州期末）如图，电源电动势为12V，内阻为2Ω，电阻R1为1Ω，R2为6Ω。开关闭合后，电动机恰好正常工作。已知电动机额定电压U为6V，线圈电阻RM为0.5Ω，问：
（1）电动机正常工作时通过R2的电流多大？
（2）电动机正常工作时产生的机械功率是多大？
（3）若R1、R2电阻可调，在确保电动机正常工作的前提下，当R1的阻值多大时，R1消耗的电功率最大？此时R2的阻值多大？
【解答】解：（1）电动机正常工作时通过R2的电流
（2）电动机正常工作时，总电流
通过电动机的电流为IM＝I0﹣I2＝2A﹣1A＝1A
电动机的机械功率
P机＝UIM
（3）电动机正常工作时，R1消耗的电功率：
即当R1＝r＝2Ω时，Pm＝4.5W
此时，
其中；IM＝I0﹣I2
得：R2＝12Ω
答：（1）电动机正常工作时通过R2的电流是1A；
（2）电动机正常工作时产生的机械功率是5.5W；
（3）若R1、R2电阻可调，在确保电动机正常工作的前提下，当R1的阻值为1Ω时，R1消耗的电功率最大，此时R2的阻值是12Ω。
题型3电路的动态分析问题
（多选）（2024春 皇姑区校级期末）在如图所示的电路中，定值电阻R大于电源内阻r。现闭合开关S，将滑动变阻器的滑片向上滑动，电表A、V1、V2、V3都为理想电表，测得电压表V3示数变化量的绝对值为ΔU3，电流表A示数变化量的绝对值为ΔI，则下列说法正确的是（　　）
A．电流表A的示数减小，电压表V1的示数增大，电压表V2的示数增大
B．ΔU3与ΔI的比值不变
C．电源的输出功率一定减小
D．滑动变阻器的功率一定增大
【解答】解：A、理想电表对电路的影响不计，分析电路可知，当开关S闭合，滑动变阻器与定值电阻R串联后接在电源两端，将滑动变阻器的滑片向上滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻增大，电路的总电阻增大，电路中电流减小，则电流表A的示数减小。电路中电流减小，定值电阻R两端的电压减小，则电压表V1的示数减小，理想电压表V2测量路端电压，根据闭合电路欧姆定律有U2＝E﹣Ir，I减小，U2增大，即理想电压表的示数V2增大，故A错误；
B、理想电压表V3测量滑动变阻器两端的电压，根据闭合电路欧姆定律得
U3＝E﹣I（R+r）
所以ΔU3与ΔI的比值大小为，可知该比值保持不变，故B正确；
C、电源的输出功率与外电阻变化的图像如下所示。
当电路中定值电阻R的阻值大于电源内阻r的阻值，将滑动变阻器的滑片向上滑动，滑动变阻器接入电路的电阻增大，电路的外电阻阻值比内阻大，电源的输出功率减小，故C正确；
D、将定值电阻等效为电源内阻，当滑动变阻器的电阻与等效内阻相等时，滑动变阻器的功率最大，因不知道滑动变阻器的电阻与等效内阻的关系，所以无法分析滑动变阻器功率的变化，故D错误。
故选：BC。
（2024春 顺义区期末）如图甲所示电路中，闭合开关，将滑动变阻器的滑片从左端逐渐滑至右端时，电压表V1和V2的示数随电流表示数变化的图像如图乙所示，图线中ab、cd段均为直线。已知电动机两端电压达到某一值时才能开始转动，各电表均为理想电表，下列说法正确的是（　　）
A．电源的内阻为2.0Ω
B．电动机内部线圈的电阻值为1.0Ω
C．滑动变阻器的可调范围是0～9.0Ω
D．电流表示数最大时，电动机的输出功率为6.75W
【解答】解：A、根据E＝U外+Ir找两个点代入E＝5.5V+0.5r和E＝4.5V+1.5r可得r＝1Ω，故A错误；
B、I在0.5A～1A内电动机不转，电动机内部线圈的电阻为rΩ＝2Ω，故B错误；
C、由图像可知，当电流表示数为1.5A时，滑动变阻器连入电路的阻值为零，当电流表示数为0.5A时，滑动变阻器全部连入电路，故滑动变阻器的最大阻值为RΩ＝9Ω，故C正确；
D、电流表示数最大值为1.5A，电动机的输出功率P输出＝P﹣P热＝UI﹣I2r＝4.5×1.5W﹣1.52×2W＝2.25W，故D错误；
故选：C。
（2024春 鼓楼区校级期末）如图所示，光敏电阻R2的阻值随光照强度的增大而减小，R0、R1是定值电阻，电源的电动势和内阻分别为E、r，闭合开关S，增大光敏电阻的光照强度，下列说法正确的是（　　）
A．电源的效率可能变大
B．R0的功率增大
C．电流表的示数增大
D．光敏电阻的功率一定增大
【解答】解：A、增大光敏电阻的光照强度，光敏电阻R2的阻值减小，电路的总电阻R总减小，干路电流I增大，内电压U′增大，则路端电压U减小。电源的效率为η100%100%，可知电源的效率减小，故A错误；
B、路端电压U减小，则R0的电压减小，R0的功率减小，故B错误；
C、通过R0的电流减小，而干路电流增大，则电流表的示数增大，故C正确；
D、增大光敏电阻的光照强度，光敏电阻R2的阻值减小，而其电流增大，由P＝I2R分析知无法确定光敏电阻的功率变化情况，故D错误。
故选：C。
题型4生活科技中的电路动态分析
（2024 湖北模拟）如图所示，光敏电阻A、B与恒压源（输出电压U不变）串联，光敏电阻的阻值随光照强度增大而减小，初始时A、B的光照强度E相同，阻值相等。现保持A的光照强度。EA不变，改变B的光照强度EB，则B消耗的电功率P变化情况为（　　）
A．无论EB增大还是减小，P均变小
B．无论EB增大还是减小，P均变大
C．EB增大时，P变大，EB减小时，P变小
D．EB增大时，P变小，EB减小时，P变大
【解答】解：根据电功率的计算公式有
PRB
根据数学方法可知RA＝RB时P最大，所以无论EB增大还是减小，P均变小，故A正确，BCD错误；
故选：A。
（2024 丰台区一模）如图所示为一个简易的高温报警器原理图。RT为热敏电阻，S为斯密特触发器，其工作特点为当A端电势上升到高电势1.6V时，Y端从高电势跳到低电势0.25V；当A端电势下降到低电势0.8V时，Y端从低电势跳到高电势3.4V。已知蜂鸣器的工作电压为3～5V，下列说法正确的是（　　）
A．A端为高电势时蜂鸣器报警
B．温度升高，热敏电阻阻值增大
C．滑片P向b端移动，可提高温度报警器的报警温度
D．若无斯密特触发器，可通过将RP与RT调换位置实现同样的功能
【解答】解：A、由题意：蜂鸣器的工作电压为3～5V，A端为高电势时Y端从高电势跳到低电势0.25V，即蜂鸣器两端电压为0.25V，低于其工作电压的范围，故蜂鸣器不会报警，故A错误；
B、高温报警器的温度较高时要报警，即高温时Y端为高电势，则A端为低电势，即热敏电阻RT为两端电压应较小，热敏电阻与滑动变阻器为串联分压的关系，则热敏电阻的阻值应较小。可得到高温时热敏电阻的阻值较小，可知温度升高，热敏电阻阻值减小，故B错误；
C、滑片P向b端移动，滑动变阻器接入电路的阻值减小，根据B选项的分析，要使报警器报警，此时热敏电阻阻值要更小，对应的温度就要更高，即提高了温度报警器的报警温度，故C正确；
D、在温度变化的过程中斯密特触发器能为蜂鸣器提供稳定的高电压或低电压，若无斯密特触发器，将RP与RT调换位置，随着温度的变化，RT的阻值会变化，蜂鸣器两端的电压会随之变化，不能为蜂鸣器提供稳定的高电压或低电压，故D错误。
故选：C。
（2023秋 重庆期末）如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，R1、R3是定值电阻，R2是光敏电阻（光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小），闭合开关，当照射到R2的光照强度增强时，以下判断正确的是（　　）
A．电压表示数变小，电流表示数变小
B．电压表示数变大，电流表示数变大
C．电压表示数变大，电流表示数变小
D．电压表示数变小，电流表示数变大
【解答】解：当照射到R0的光照强度增强时，其阻值减小，回路总电阻减小，干路电流增大，由闭合电路欧姆定律可得
U＝E﹣Ir
由于干路电流增大，导致路端电压减小，即电压表示数减小；
R1中的电流增大，两端电压增大，R2与R3并联部分电压减小，则流过R3的电流减小，电流表示数变小，故BCD错误，A正确；
故选：A。
题型5含容电路中的物理量的变化和计算
（2024春 镇海区校级期末）如图所示，D是一支理想二极管（正向电阻为零，可视为短路；反向电阻无穷大，可视为断路），C是极板水平放置的平行板电容器，初始时不带电。当S接1且稳定后，处于两极板间P点的一带电油滴能保持静止状态。下列说法正确的是（　　）
A．保持S接1，减小C两极板的正对面积，油滴会向上移动
B．保持S接1，将C的下极板上移，油滴会向下移动
C．将S从1掷到2，油滴将向下运动
D．将S从1掷到2，同时将下极板上移，油滴将向下运动
【解答】解：A、保持S接1，减小C两极板的正对面积，根据电容的决定式知电容C减小，由得Q＝CU，U不变，电容器的带电量要减小，但二极管具有单向导电性，使得Q不能减少，所以实际过程为Q不变，U增大，根据U＝Ed及d不变，知E增大，所以油滴受到向上的电场力增大，电场力将大于重力，油滴会向上移动，故A正确；
B、保持S接1，将C的下极板上移，根据，知d减小，C增大，U不变，Q增大，电容器充电，根据知E增大，油滴受到向上的电场力增大，将向上运动，故B错误；
C、将S从1掷到2，断开开关，不能放电，油滴受力情况不变，故油滴不动，故C错误；
D、将S从1掷到2，同时将下极板上移，d减小，根据知C增大，断开开关，Q不变，根据、U＝Ed联立得，E不变，则油滴不动，故D错误。
故选：A。
（多选）（2024 和平区校级二模）如图所示，电源电动势为E，内阻为r电路中的R2、R3均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闭合时，电容器中一带电微粒恰好处于静止状态。有关下列说法中正确的是（　　）
A．只逐渐增大R1的光照强度，电阻R0消耗的电功率变大，电阻R3中有向上的电流
B．只将滑动变阻器R3的滑动端P2向上端移动时，电源消耗的功率变大，电阻R3中有向上的电流
C．只将滑动变阻器R2的滑动端P1向下端移动时，电压表示数变大，带电微粒向下运动
D．若断开开关S，带电微粒向下运动
【解答】解：A、只逐渐增大R1的光照强度，R1的阻值减小，外电路总电阻减小，总电流增大，根据P＝I2R0，可知电阻R0消耗的电功率变大；电流增大，滑动变阻器R2电压也变大，则电容器两端的电压增大，电容器所带的电荷量变大，故电容器处于充电状态，因电容器下极板与电源的正极连接，故电阻R3 中有向上的电流，故A正确；
B、电路稳定时，电容所在支路视为断路，只将滑动变阻器R3的滑动端P2向上端移动时，对电路的总电阻没有影响，故B错误；
C、只将滑动变阻器R2的滑动端P1向下端移动时，电路中的总电阻不变，故总电流不变，所以电压表的示数不变，由于电容器并联部分的电阻变大，所以电容器两端的电压变大，由E可知微粒所受电场力变大，而重力不变，故带电微粒向上运动，故C错误；
D、若断开电键S，电容器处于放电状态，电荷量变小，板间场强减小，带电微粒所受的电场力减小，最后电容器两端电压为零，电场强度为零，而重力不变，故带电微粒将向下运动，故D正确。
故选：AD。
（2024春 即墨区校级期末）智能手机中运动步数的测量原理如图所示，M和N为电容器两极板，M板固定，N板与固定的两轻弹簧连接，且只能按图中标识的“前后”方向运动，下列说法正确的是（　　）
A．匀速运动时，电流表示数不为零
B．突然向前减速时，电流由a向b流过电流表
C．突然向前加速时，电容器的电容变大
D．保持向前匀减速运动时，电阻R的电流减小
【解答】解：A．匀速运动时，N板不动，电容器的电容不变，则电容器带电量不变，回路无电流，电流表示数为零，故A错误；
B．突然向前减速时，N板向前运动，则板间距变小，根据，可知电容器的电容增大，由于电压不变，则电容器带电量增大，电流由a向b流过电流表，故B正确；
C．突然向前加速时，N板向后运动，则板间距变大，根据，可知电容器的电容减小，故C错误；
D．保持向前匀减速运动时，加速度恒定不变，N极板受力不变，则弹簧形变量不变，N极板相对M极板的位置不变，则电容器的电容不变，电容器带电量不变，电路中无电流，电流表示数不变，为零，故D错误。
故选：B。
题型6电路故障分析
（2024 碑林区模拟）如图，电池、开关和灯泡组成串联电路。当闭合开关时，发现灯泡不发光。在不能拆开电路的前提下，现使用一多用电表对故障电路进行检测：选择直流电压挡，闭合开关S，红、黑表笔分别接在接线柱E、F上，电压表示数为1.5V；断开开关S，选择欧姆×1k挡，红、黑表笔分别同时接E、F，指针不偏转。则下列判断可能正确的是（　　）
A．灯泡短路 B．灯泡断路
C．导线DE断开 D．导线BF断开
【解答】解：选择直流电压挡，闭合开关S，红、黑表笔分别接在接线柱E、F上，电压表示数为1.5V，说明E、F两端电压等于电源电动势；
断开开关S，选择欧姆×1k挡，红、黑表笔分别同时接E、F，指针不偏转，说明E、F断开，故故障是灯泡断路，故B正确，ACD错误。
故选：B。
（2024春 莱西市期末）如图所示，电源电动势为6V，电路中有AB、CD、EF、GH四根连接电路的导线，其中一根导线内部的铜丝是断的，电路其余部分完好。为了查出故障导线，某同学选用电压表的直流10V挡，闭合开关后，将电压表的正极接在A接线柱上，黑表笔依次接在B、D、F所示的接线柱上，多用电表的示数分别为6V、6V、6V。可判断出故障的导线是（　　）
A．AB B．CD C．EF D．GH
【解答】解：将电压表的正极接在A接线柱上，黑表笔依次接在B、D、F所示的接线柱上，多用电表都有示数，说明B点到电源的负极之间的导线都是导通的，相当于电压表测出了电源两端的外电压，则故障一定在AB之间的导线上，故A正确，BCD错误。
故选：A。
（多选）（2021秋 许昌期末）超导限流器是一种短路故障电流限制装置，它由超导部件和限流电阻R并联组成，原理图如图所示。当电路中的用电器正常工作时，超导限流器中的超导部件处于超导态（可认为电阻为零）；当电路中的用电器发生短路，电路中电流监控器（理想电流表A）报警时，超导限流器中的超导部件由超导态立即转变为正常态（即超导部件断开，限流电阻R工作），以此来限制电力系统的故障电流。当开关S闭合后，额定电压为220V的用电器正常工作，则下列说法正确的是（　　）
A．超导限流器两端的电压为0
B．通过超导限流器中的限流电阻的电流为0
C．若用电器发生短路后，通过电流监控器的电流为0
D．若用电器发生短路后，用电器两端的电压为220V
【解答】解：A.当电路中的用电器正常工作时，超导限流器中的超导部件处于超导态（可认为电阻为零），超导限流器两端的电压为0，故A正确；
B.当电路中的用电器正常工作时，超导限流器中的超导部件处于超导态（可认为电阻为零），通过超导限流器中的限流电阻被短路，无电流通过限流电阻，其电流为零，故B正确；
C.当电路中的用电器发生短路，电路中电流监控器（理想电流表A）报警时，超导限流器中的超导部件由超导态立即转变为正常态（即超导部件断开，限流电阻R工作），通过电流监控器的电流不为0，故C错误；
D.当电路中的用电器发生短路，电路中电流监控器（理想电流表A）报警时，超导限流器中的超导部件由超导态立即转变为正常态（即超导部件断开，限流电阻R工作），超导限流器会分一部分电压，即用电器两端的电压小于220V，故D错误。
故选：AB。

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