資源簡介

素養(yǎng)提升課(四)　 閉合電路動(dòng)態(tài)分析問題及功率問題
1．能夠應(yīng)用閉合電路歐姆定律與串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)對(duì)閉合電路進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析。
2．能熟練進(jìn)行閉合電路有關(guān)功率、效率的計(jì)算。
　閉合電路的動(dòng)態(tài)分析
1．引起電路特性發(fā)生變化的兩種情況
(1)滑動(dòng)變阻器滑片位置的改變，使電路的電阻發(fā)生變化。
(2)開關(guān)的閉合、斷開或換向(雙擲開關(guān))使電路結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。
2．分析方法
(1)程序法——“部分→整體→部分”
①由局部電阻變化判斷總電阻的變化。
②由I＝判斷總電流的變化。
③根據(jù)U外＝E－Ir判斷路端電壓的變化。
④由歐姆定律及串、并聯(lián)電路的規(guī)律判斷電路各部分電壓及電流的變化。
以上分析可形象表示為：
R局→R總→I總→U外
(2)結(jié)論法——“串反并同”
“串反”：是指某一電阻增大時(shí)，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小；某一電阻減小時(shí)，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大。
“并同”：是指某一電阻增大時(shí)，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大；某一電阻減小時(shí)，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小。
【典例1】　電動(dòng)勢為E、內(nèi)阻為r的電源與定值電阻R1、R2及滑動(dòng)變阻器R連接成如圖所示的電路。電流表和電壓表均為理想電表，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片由中點(diǎn)滑向b端時(shí)，下列說法正確的是(　　)
A．電壓表和電流表示數(shù)都增大
B．電壓表和電流表示數(shù)都減小
C．電壓表示數(shù)增大，電流表A1示數(shù)減小，A2讀數(shù)增大
D．電壓表示數(shù)減小，電流表A1示數(shù)增大，A2讀數(shù)減小
C　[由題圖可知滑動(dòng)變阻器的滑片由中點(diǎn)滑向b端時(shí)，滑動(dòng)變阻器連入電路中的阻值增大，則外電路的總阻值R總增大，干路電流I＝減小，故電流表A1示數(shù)減小；路端電壓U＝E－Ir，因I減小，所以U增大，即電壓表的示數(shù)增大；R2兩端電壓U2＝E－I(R1＋r)，因I減小，所以U2增大，由I2＝知，I2增大，即電流表A2的示數(shù)增大，故選項(xiàng)C正確，A、B、D錯(cuò)誤。]
[針對(duì)訓(xùn)練]
1．(多選)如圖所示，用兩節(jié)干電池點(diǎn)亮幾盞小燈泡，當(dāng)逐一閉合開關(guān)，接入燈泡增多時(shí)，以下說法正確的是(　　)
A．燈泡少時(shí)各燈泡較亮，燈泡多時(shí)各燈泡較暗
B．燈泡多時(shí)各燈泡兩端的電壓較低
C．燈泡多時(shí)通過電池的電流較大
D．燈泡多時(shí)通過各個(gè)燈泡的電流較大
ABC　[由于燈泡并聯(lián)在電路中，所以接入電路的燈泡越多，總電阻越小，電路的總電流越大，電源的內(nèi)電壓越大，路端電壓越低，流過每個(gè)燈泡的電流越小，每個(gè)燈泡越暗，選項(xiàng)A、B、C正確，D錯(cuò)誤。]
2．(多選)在如圖所示電路中，閉合開關(guān)S，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向下滑動(dòng)時(shí)，各電表的示數(shù)分別用I、U1、U2和U3表示，電表示數(shù)變化量的大小分別用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示。下列說法正確的是(　　)
A．不變，不變 B．變大，變大
C．變大，不變 D．變大，不變
ACD　[由題圖可知，U1、U2分別是R1、R2兩端的電壓，電流表測通過這個(gè)電路的總電流，U3是路端電壓，由歐姆定律可知R1＝＝(因R1是定值電阻)，故A正確；由閉合電路的歐姆定律有U2＝E－I(R1＋r)(因E、R1、r均是定值)，＝R2，R2變大，變大，的大小為R1＋r，保持不變，故B錯(cuò)誤，C正確；由歐姆定律有＝R1＋R2，因R2變大，則變大，又由于U3＝E－Ir，可知的大小為r，保持不變，故D正確。]
　閉合電路的功率
1．電源的總功率
P總＝EI；電源內(nèi)電阻消耗的功率P內(nèi)＝U內(nèi)I＝I2r；電源輸出功率P出＝U外I。
2．對(duì)于純電阻電路，電源的輸出功率
P出＝I2R＝R＝，當(dāng)R＝r時(shí)，電源的輸出功率最大，其最大輸出功率為Pm＝。電源輸出功率隨外電阻變化的曲線如圖所示。
3．電源的效率
指電源的輸出功率與電源的總功率之比，
即η＝×100%＝×100%＝×100%。
對(duì)于純電阻電路，電源的效率η＝×100%＝×100%＝×100%，所以當(dāng)R增大時(shí)，效率η提高。當(dāng)R＝r(電源有最大輸出功率)時(shí)，效率僅為50%，效率并不高。
【典例2】　如圖所示，電路中E＝3 V，r＝0.5 Ω，R0＝1.5 Ω，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為10 Ω。
(1)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值R為多大時(shí)，定值電阻R0上消耗的功率最大？最大功率為多大？
(2)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值R為多大時(shí)，滑動(dòng)變阻器上消耗的功率最大？最大功率為多大？
(3)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值R為多大時(shí)，電源的輸出功率最大？最大輸出功率為多大？
[解析]　(1)定值電阻R0上消耗的功率P＝I2R0，R0不變，當(dāng)電流最大時(shí)功率最大，此時(shí)應(yīng)有電路中電阻最小，即當(dāng)R＝0時(shí)，R0上消耗的功率最大，為P0m＝R0＝×1.5 W＝ W。
(2)將電阻R0和電源等效成新的電源，滑動(dòng)變阻器上消耗的功率就是等效電源的輸出功率。
當(dāng)R＝r＋R0＝2 Ω時(shí)，滑動(dòng)變阻器上消耗的功率最大，為Pm＝＝ W＝ W。
(3)當(dāng)r＝R外時(shí)，電源的輸出功率最大，但本題中外電阻最小為1.5 Ω，不能滿足此條件，則當(dāng)R＝0時(shí)電源的輸出功率最大，為P出＝I2R0＝R0＝ W。
[答案]　(1)0　 W　(2)2 Ω　 W　(3)0　 W
[針對(duì)訓(xùn)練]
3． 將一電源與一電阻箱連接成閉合回路，測得電阻箱所消耗的功率P隨電阻箱讀數(shù)R變化的曲線如圖所示，由此可知(　　)
A．電源最大輸出功率可能大于45 W
B．電源內(nèi)阻一定等于5 Ω
C．電源電動(dòng)勢為45 V
D．電阻箱所消耗的功率P最大時(shí)，電源效率大于50%
B　[由題圖可知，電阻箱所消耗的功率P的最大值為45 W，所以電源最大輸出功率為45 W，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由電源輸出功率最大的條件可知，電源輸出功率最大時(shí)，外電路電阻的阻值等于電源內(nèi)阻，所以電源內(nèi)阻一定等于5 Ω，選項(xiàng)B正確；由題圖可知，電阻箱所消耗的功率P為最大值45 W時(shí)，電阻箱讀數(shù)為R＝5 Ω，電流I＝＝3 A，電源電動(dòng)勢E＝I(R＋r)＝30 V，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；電阻箱所消耗的功率P最大時(shí)，電源效率為50%，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。]
4．如圖所示，直線A為電源的U-I 圖線，曲線B為燈泡電阻的U-I圖線。用該電源和小燈泡組成閉合電路時(shí)(　　)
A．電源的輸出功率為4 W，電路的總功率為18 W
B．電源的輸出功率為4 W，電源內(nèi)阻為1 Ω
C．電源的輸出功率為4 W，電源的效率約為33%
D．電源的輸出功率為4 W，電源的效率約為67%
D　[根據(jù)閉合電路歐姆定律U＝E－Ir，電源的U-I圖線與U軸的交點(diǎn)為電源電動(dòng)勢，因此E＝3 V，圖像的斜率絕對(duì)值為內(nèi)阻，因此r＝ Ω＝ Ω，故B錯(cuò)誤；電源的U-I圖線與燈泡電阻的U-I圖線的交點(diǎn)表示燈泡在此電路中的實(shí)際工作點(diǎn)，因此可知燈泡此時(shí)的電壓為2 V，電流為2 A，燈泡的電阻為R＝＝1 Ω，因此電路的輸出功率為P＝UI＝4 W，電源的總功率為P總＝EI＝3×2 W＝6 W，故A錯(cuò)誤；電源的效率為η＝×100%＝×100%≈67%，故C錯(cuò)誤，D正確。]
素養(yǎng)提升練(四)　閉合電路動(dòng)態(tài)分析問題及功率問題
1．如圖所示是研究電源電動(dòng)勢和電源內(nèi)、外電壓關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置，電池的兩極A、B與電壓傳感器2相連，位于兩個(gè)電極內(nèi)側(cè)的探針a、b與電壓傳感器1相連，R是滑動(dòng)變阻器。則(　　)
A．電壓傳感器1測得的是外電壓
B．電壓傳感器2測得的是電動(dòng)勢
C．移動(dòng)擋板，減小內(nèi)阻，傳感器1的讀數(shù)增大
D．滑動(dòng)變阻器R阻值增大時(shí)傳感器2的讀數(shù)增大
D　[由題圖可知，電壓傳感器1測得的是內(nèi)電壓，A錯(cuò)誤；電壓傳感器2測得的是路端電壓，B錯(cuò)誤；移動(dòng)擋板，減小內(nèi)阻，則內(nèi)電壓減小，即傳感器1的讀數(shù)減小，C錯(cuò)誤；滑動(dòng)變阻器R阻值增大時(shí)外電阻增大，路端電壓增大即傳感器2的讀數(shù)增大，D正確。]
2．如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢為E，內(nèi)電阻為r，接有燈L1和L2。閉合開關(guān)S后，把滑動(dòng)變阻器R的滑動(dòng)觸頭從a端向b端移動(dòng)過程中，則(　　)
A．燈L1和燈L2都變亮
B．燈L1和燈L2都變暗
C．燈L1變暗，燈L2變亮
D．燈L1變亮，燈L2變暗
D　[由題可知，當(dāng)把滑動(dòng)變阻器R的滑動(dòng)觸頭從a端向b端移動(dòng)過程中，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻減小，電路的總電阻減小，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，電路干路的電流增大，故燈泡L1變亮，燈泡L2與滑動(dòng)變阻器組成的并聯(lián)電路阻值減小，分壓減小，故燈泡L2變暗。故選D。]
3．在如圖所示的電路中，R2、R3均為定值電阻，R1為滑動(dòng)變阻器，A為理想電流表。接通開關(guān)S，在滑動(dòng)觸頭由a端滑向b端的過程中，下列說法正確的是(　　)
A．路端電壓減小
B．電流表的示數(shù)增大
C．通過電源的電流減小
D．電路的總電阻增大
A　[滑動(dòng)變阻器的滑片由a端滑向b端的過程中，電路的總電阻減小，干路電流增大，電源內(nèi)電壓增大，路端電壓減小，A正確，C、D錯(cuò)誤；定值電阻R3兩端電壓降低，電流表示數(shù)減小，B錯(cuò)誤。]
4．(多選)某汽車的電源與啟動(dòng)電機(jī)、車燈連接的簡化電路如圖所示。當(dāng)汽車啟動(dòng)時(shí)，開關(guān)S閉合，電機(jī)工作，車燈突然變暗，此時(shí)(　　)
A．車燈的電流變小
B．路端電壓變小
C．電路的總電流變小
D．電源的總功率變大
ABD　[汽車啟動(dòng)時(shí)，車燈變暗，I燈減小，U燈減小，路端電壓變小，則電路的總電流變大，故A、B正確，C錯(cuò)誤；由P＝IE知電源的總功率變大，故D正確。]
5．如圖所示，E為內(nèi)阻不能忽略的電源，R1、R2、R3為定值電阻，初始時(shí)S1閉合、S2斷開，現(xiàn)將 S2閉合，電壓表和電流表 A1示數(shù)變化的絕對(duì)值分別為ΔU和ΔI，則(　　)
A．電流表A1和A2的示數(shù)均變大
B．電壓表的示數(shù)變大
C．電源的輸出功率變大
D．＝R3＋r
D　[S2閉合后，電路總電阻變小，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，電路總電流增大，路端電壓減小，則電流表A1的示數(shù)變大，R3兩端電壓變大，則電壓表示數(shù)變小，即R1兩端電壓變小，通過R1的電流變小，則電流表A2的示數(shù)變小，故A、B錯(cuò)誤；當(dāng)外電路總電阻與電源內(nèi)阻相等時(shí)，電源輸出功率最大，但是題目沒告訴定量關(guān)系，所以無法判斷電源的輸出功率如何變化，故C錯(cuò)誤；設(shè)電壓表示數(shù)為U，電流表A1示數(shù)為I，根據(jù)閉合電路歐姆定律可得，E＝U＋I(xiàn)(R3＋r)，則有＝R3＋r，故D正確。]
6．(多選)如圖所示，R1為定值電阻，R2為可變電阻，E為電源電動(dòng)勢，r為電源內(nèi)電阻，以下說法正確的是(　　)
A．當(dāng)R2＝R1＋r時(shí)，R2獲得最大功率
B．當(dāng)R1＝R2＋r時(shí)，R1獲得最大功率
C．當(dāng)R2＝0時(shí)，R1獲得最大功率
D．當(dāng)R2＝0時(shí)，電源的輸出功率最大
AC　[在討論R2的電功率時(shí)，可將R1視為電源內(nèi)阻的一部分，即將原電路等效為外電阻R2與電動(dòng)勢為E、內(nèi)阻為R1＋r的電源(等效電源)連成的閉合電路，如圖所示，R2的電功率是等效電源的輸出功率，顯然當(dāng)R2＝R1＋r時(shí)，R2的電功率最大，故A正確；討論R1的電功率時(shí)，由于R1為定值電阻，根據(jù)P＝I2R可知電路中電流越大，R1上的電功率就越大，即P1＝I2R1，所以當(dāng)R2＝0時(shí)，R1的電功率最大，故B錯(cuò)誤，C正確；討論電源的輸出功率時(shí)，R1＋R2為外電阻，內(nèi)電阻r恒定，由于題目沒有給出R1和r的具體數(shù)值，所以當(dāng)R2＝0時(shí)，電源的輸出功率不一定最大，故D錯(cuò)誤。
]
7．有兩位同學(xué)用同一組電學(xué)元件分別連接成圖甲和圖乙的調(diào)光電路。在閉合開關(guān)后，使滑動(dòng)變阻器的滑片由最左端開始向右滑動(dòng)，直到燈泡正常發(fā)光。則燈泡正常發(fā)光時(shí)電源總功率和整個(gè)過程中燈泡的亮度變化情況是(　　)
A．甲電路中的電源總功率小，亮度變化范圍大
B．甲電路中的電源總功率小，亮度變化范圍小
C．乙電路中的電源總功率小，亮度變化范圍大
D．乙電路中的電源總功率小，亮度變化范圍小
B　[題圖乙是分壓式控制電路，電壓電流可以從0開始調(diào)節(jié)，則小燈泡的亮度變化范圍較大，題圖甲是限流式控制電路，電壓電流不能從0開始，則小燈泡的亮度變化范圍較小。甲電路中的電源總功率為P＝EI燈，乙電路中的電源總功率為P＝E(I燈＋I(xiàn)滑)，則甲電路中的電源總功率較小。故選B。]
8．(多選)如圖所示，甲圖中直線Ⅰ為某電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖像，直線Ⅱ?yàn)槟畴娮鑂的U-I圖像。現(xiàn)用此電源與電阻R連接成如圖乙所示閉合電路。下列說法正確的是(　　)
A．電阻R的阻值為1 Ω
B．電源的內(nèi)阻為0.5 Ω
C．乙圖所示電路中，電阻R的熱功率為4 W
D．乙圖所示電路中，電源的工作效率為60%
ABC　[電阻R的阻值為R＝＝ Ω＝1 Ω，故A正確；由題圖甲可知電源電動(dòng)勢E＝3 V，內(nèi)阻r＝＝ Ω＝0.5 Ω，故B正確；題圖乙所示電路中，電阻R的熱功率為P＝I2R＝4 W，故C正確；題圖乙所示電路中，電源的工作效率η＝×100%≈66.7%，故D錯(cuò)誤。]
9．如圖所示，電路中c點(diǎn)接地。若不考慮電流表和電壓表對(duì)電路的影響，將滑動(dòng)變阻器的滑片向a點(diǎn)移動(dòng)，則(　　)
A．a(chǎn)點(diǎn)電勢升高
B．電源的輸出功率增加
C．電壓表讀數(shù)減小
D．電源的效率變小
A　[將滑動(dòng)變阻器的滑片向a點(diǎn)移動(dòng)，阻值增大，總電阻增大，總電流減小，根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得U3＝E－I(r＋R1)，由于總電流減小，電源內(nèi)阻與定值電阻R1不變，則R3兩端電壓增大，則通過R3的電流增大，由串并聯(lián)電路電壓電流關(guān)系有I總＝I2＋I(xiàn)3，則通過R2的電流減小，電壓表的讀數(shù)為φa－φb＝Uab＝U3－I2R2，則電壓表的讀數(shù)增大，a點(diǎn)電勢升高，A正確，C錯(cuò)誤；由于電源內(nèi)阻無法確定，根據(jù)電源的輸出功率特點(diǎn)，當(dāng)外電阻等于電源內(nèi)阻時(shí)，電源的輸出功率最大，所以電源的輸出功率無法確定，B錯(cuò)誤；電源的效率為η＝×100%＝×100%＝×100%，則將滑動(dòng)變阻器的滑片向a端移動(dòng)，阻值增大，總外電阻增大，所以電源的效率也增大，D錯(cuò)誤。]
10．(多選)如圖所示，三個(gè)電阻R1、R2、R3的阻值均為R，電源的內(nèi)阻rA．R2消耗的功率變小
B．R3消耗的功率變大
C．電源輸出的功率變大
D．電源內(nèi)阻消耗的功率變大
CD　[把等效電路畫出，如圖所示，設(shè)Rca＝Rx，Rcb＝R滑－Rx，則R外＝R＋，當(dāng)Rx＝時(shí)，R外有最大值，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片由c點(diǎn)向a端滑動(dòng)時(shí)，Rca減小，Rcb增大，R外減小，R總＝R外 ＋r減小，I1＝增大，故電源內(nèi)阻消耗的功率Pr＝r增大，故D正確。并聯(lián)部分電壓U并＝E－I1(r＋R1)減小，I3＝減小，故PR3＝R3減小，故B錯(cuò)誤。而I2＝I1－I3增大，故PR2＝R2增大，故A錯(cuò)誤。根據(jù)電源輸出功率與R外的關(guān)系圖可知，當(dāng)R外＞r時(shí)，R外減小，電源輸出功率變大，故C正確。
]
11．如圖所示，A為某電源的U-I圖線，B為某電阻的U-I圖線，以上述電源和電阻組成閉合電路時(shí)，求：
(1)電源的輸出功率P出；
(2)電源內(nèi)部消耗的電功率；
(3)電源的效率η。
[解析]　(1)根據(jù)題意從A圖線可讀出E＝3 V，r＝＝ Ω＝0.5 Ω，從B圖線中可讀出外電阻R＝1 Ω
由閉合電路歐姆定律可得I＝＝ A＝2 A
則電源的輸出功率P出＝I2R＝4 W。
(2)電源內(nèi)部消耗的功率P內(nèi)＝I2r＝2 W。
(3)電源的總功率P總＝IE＝6 W
故電源的效率η＝×100%≈66.7%。
[答案]　(1)4 W　(2)2 W　(3)66.7%
12．如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢E＝10 V，內(nèi)阻r＝0.5 Ω，電動(dòng)機(jī)的電阻R0＝1.0 Ω，定值電阻R1＝1.5 Ω。電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，理想電壓表的示數(shù)U1＝3.0 V。求：
(1)電源總功率；
(2)電源的輸出功率；
(3)電動(dòng)機(jī)消耗的電功率以及將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率。
[解析]　(1)已知電壓表的示數(shù)U1＝3.0 V和定值電阻R1＝1.5 Ω，根據(jù)歐姆定律可求出電路中的電流I＝＝2.0 A
電源的總功率P總＝EI＝20 W。
(2)電源的輸出功率P出＝EI－I2r＝18 W。
(3)根據(jù)閉合電路的歐姆定律，電動(dòng)機(jī)兩端的電壓
U2＝E－U1－Ir＝6 V
電動(dòng)機(jī)消耗的電功率P電＝U2I＝12 W
電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率，就是電動(dòng)機(jī)的輸出功率
P機(jī)＝U2I－I2R0＝8 W。
[答案]　(1)20 W　(2)18 W　(3)12 W　8 W(共45張PPT)
素養(yǎng)提升課(四)　 閉合電路動(dòng)態(tài)分析問題及功率問題
第十二章　電能　能量守恒定律
學(xué)習(xí)任務(wù)
1．能夠應(yīng)用閉合電路歐姆定律與串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)對(duì)閉合電路進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析。
2．能熟練進(jìn)行閉合電路有關(guān)功率、效率的計(jì)算。
探究重構(gòu)·關(guān)鍵能力達(dá)成
探究1　閉合電路的動(dòng)態(tài)分析
1．引起電路特性發(fā)生變化的兩種情況
(1)滑動(dòng)變阻器滑片位置的改變，使電路的電阻發(fā)生變化。
(2)開關(guān)的閉合、斷開或換向(雙擲開關(guān))使電路結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。
(2)結(jié)論法——“串反并同”
“串反”：是指某一電阻增大時(shí)，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小；某一電阻減小時(shí)，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大。
“并同”：是指某一電阻增大時(shí)，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大；某一電阻減小時(shí)，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小。
【典例1】　電動(dòng)勢為E、內(nèi)阻為r的電源與定值電阻R1、R2及滑動(dòng)變阻器R連接成如圖所示的電路。電流表和電壓表均為理想電表，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片由中點(diǎn)滑向b端時(shí)，下列說法正確的是(　　)
A．電壓表和電流表示數(shù)都增大
B．電壓表和電流表示數(shù)都減小
C．電壓表示數(shù)增大，電流表A1示數(shù)減小，
A2讀數(shù)增大
D．電壓表示數(shù)減小，電流表A1示數(shù)增大，
A2讀數(shù)減小
√
[針對(duì)訓(xùn)練]
1．(多選)如圖所示，用兩節(jié)干電池點(diǎn)亮幾盞小燈泡，當(dāng)逐一閉合開關(guān)，接入燈泡增多時(shí)，以下說法正確的是(　　)
A．燈泡少時(shí)各燈泡較亮，燈泡多時(shí)各燈泡較暗
B．燈泡多時(shí)各燈泡兩端的電壓較低
C．燈泡多時(shí)通過電池的電流較大
D．燈泡多時(shí)通過各個(gè)燈泡的電流較大
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ABC　[由于燈泡并聯(lián)在電路中，所以接入電路的燈泡越多，總電阻越小，電路的總電流越大，電源的內(nèi)電壓越大，路端電壓越低，流過每個(gè)燈泡的電流越小，每個(gè)燈泡越暗，選項(xiàng)A、B、C正確，D錯(cuò)誤。]
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√
【典例2】　如圖所示，電路中E＝3 V，r＝0.5 Ω，R0＝1.5 Ω，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為10 Ω。
(1)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值R為多大時(shí)，定值電阻R0上消耗的功率最大？最大功率為多大？
(2)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值R為多大時(shí)，滑動(dòng)變阻器上消耗的功率最大？最大功率為多大？
(3)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值R為多大時(shí)，電源的輸出功率最大？最大輸出功率為多大？
[針對(duì)訓(xùn)練]
3． 將一電源與一電阻箱連接成閉合回路，測得電阻箱所消耗的功率P隨電阻箱讀數(shù)R變化的曲線如圖所示，由此可知(　　)
A．電源最大輸出功率可能大于45 W
B．電源內(nèi)阻一定等于5 Ω
C．電源電動(dòng)勢為45 V
D．電阻箱所消耗的功率P最大時(shí)，電源效率大于50%
√
4．如圖所示，直線A為電源的U-I 圖線，曲線B為燈泡電阻的U-I圖線。用該電源和小燈泡組成閉合電路時(shí)(　　)
A．電源的輸出功率為4 W，電路的總功率為18 W
B．電源的輸出功率為4 W，電源內(nèi)阻為1 Ω
C．電源的輸出功率為4 W，電源的效率約為33%
D．電源的輸出功率為4 W，電源的效率約為67%
√
1．如圖所示是研究電源電動(dòng)勢和電源內(nèi)、外電壓關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置，電池的兩極A、B與電壓傳感器2相連，位于兩個(gè)電極內(nèi)側(cè)的探針a、b與電壓傳感器1相連，R是滑動(dòng)變阻器。則(　　)
A．電壓傳感器1測得的是外電壓
B．電壓傳感器2測得的是電動(dòng)勢
C．移動(dòng)擋板，減小內(nèi)阻，傳感器1的讀數(shù)增大
D．滑動(dòng)變阻器R阻值增大時(shí)傳感器2的讀數(shù)增大
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素養(yǎng)提升練(四)　閉合電路動(dòng)態(tài)分析問題及功率問題
D　[由題圖可知，電壓傳感器1測得的是內(nèi)電壓，A錯(cuò)誤；電壓傳感器2測得的是路端電壓，B錯(cuò)誤；移動(dòng)擋板，減小內(nèi)阻，則內(nèi)電壓減小，即傳感器1的讀數(shù)減小，C錯(cuò)誤；滑動(dòng)變阻器R阻值增大時(shí)外電阻增大，路端電壓增大即傳感器2的讀數(shù)增大，D正確。]
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2．如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢為E，內(nèi)電阻為r，接有燈L1和L2。閉合開關(guān)S后，把滑動(dòng)變阻器R的滑動(dòng)觸頭從a端向b端移動(dòng)過程中，則(　　)
A．燈L1和燈L2都變亮
B．燈L1和燈L2都變暗
C．燈L1變暗，燈L2變亮
D．燈L1變亮，燈L2變暗
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D　[由題可知，當(dāng)把滑動(dòng)變阻器R的滑動(dòng)觸頭從a端向b端移動(dòng)過程中，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻減小，電路的總電阻減小，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，電路干路的電流增大，故燈泡L1變亮，燈泡L2與滑動(dòng)變阻器組成的并聯(lián)電路阻值減小，分壓減小，故燈泡L2變暗。故選D。]
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3．在如圖所示的電路中，R2、R3均為定值電阻，R1為滑動(dòng)變阻器，A為理想電流表。接通開關(guān)S，在滑動(dòng)觸頭由a端滑向b端的過程中，下列說法正確的是(　　)
A．路端電壓減小
B．電流表的示數(shù)增大
C．通過電源的電流減小
D．電路的總電阻增大
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A　[滑動(dòng)變阻器的滑片由a端滑向b端的過程中，電路的總電阻減小，干路電流增大，電源內(nèi)電壓增大，路端電壓減小，A正確，C、D錯(cuò)誤；定值電阻R3兩端電壓降低，電流表示數(shù)減小，B錯(cuò)誤。]
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4．(多選)某汽車的電源與啟動(dòng)電機(jī)、車燈連接的簡化電路如圖所示。當(dāng)汽車啟動(dòng)時(shí)，開關(guān)S閉合，電機(jī)工作，車燈突然變暗，此時(shí)(　　)
A．車燈的電流變小
B．路端電壓變小
C．電路的總電流變小
D．電源的總功率變大
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ABD　[汽車啟動(dòng)時(shí)，車燈變暗，I燈減小，U燈減小，路端電壓變小，則電路的總電流變大，故A、B正確，C錯(cuò)誤；由P＝IE知電源的總功率變大，故D正確。]
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6．(多選)如圖所示，R1為定值電阻，R2為可變電阻，E為電源電動(dòng)勢，r為電源內(nèi)電阻，以下說法正確的是(　　)
A．當(dāng)R2＝R1＋r時(shí)，R2獲得最大功率
B．當(dāng)R1＝R2＋r時(shí)，R1獲得最大功率
C．當(dāng)R2＝0時(shí)，R1獲得最大功率
D．當(dāng)R2＝0時(shí)，電源的輸出功率最大
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AC　[在討論R2的電功率時(shí)，可將R1視為電源內(nèi)阻的一部分，即將原電路等效為外電阻R2與電動(dòng)勢為E、內(nèi)阻為R1＋r的電源(等效電源)連成的閉合電路，如圖所示，R2的電功率是等效電源的輸出功率，顯然當(dāng)R2＝R1＋r時(shí)，R2的電功率最大，故A正確；討論R1的電功率時(shí)，由于R1為定值電阻，根據(jù)P＝I2R可知電路中電流越大，R1上的電功率就越大，即P1＝I2R1，所以當(dāng)R2＝0時(shí)，R1的電功率最大，故B錯(cuò)誤，C正確；討論電源的輸出功率時(shí)，R1＋R2為外電阻，內(nèi)電阻r恒定，
由于題目沒有給出R1和r的具體數(shù)值，所以當(dāng)R2＝
0時(shí)，電源的輸出功率不一定最大，故D錯(cuò)誤。
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7．有兩位同學(xué)用同一組電學(xué)元件分別連接成圖甲和圖乙的調(diào)光電路。在閉合開關(guān)后，使滑動(dòng)變阻器的滑片由最左端開始向右滑動(dòng)，直到燈泡正常發(fā)光。則燈泡正常發(fā)光時(shí)電源總功率和整個(gè)過程中燈泡的亮度變化情況是(　　)
A．甲電路中的電源總功率小，亮度變化范圍大
B．甲電路中的電源總功率小，亮度變化范圍小
C．乙電路中的電源總功率小，
亮度變化范圍大
D．乙電路中的電源總功率小，
亮度變化范圍小
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B　[題圖乙是分壓式控制電路，電壓電流可以從0開始調(diào)節(jié)，則小燈泡的亮度變化范圍較大，題圖甲是限流式控制電路，電壓電流不能從0開始，則小燈泡的亮度變化范圍較小。甲電路中的電源總功率為P＝EI燈，乙電路中的電源總功率為P＝E(I燈＋I(xiàn)滑)，則甲電路中的電源總功率較小。故選B。]
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8．(多選)如圖所示，甲圖中直線Ⅰ為某電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖像，直線Ⅱ?yàn)槟畴娮鑂的U-I圖像。現(xiàn)用此電源與電阻R連接成如圖乙所示閉合電路。下列說法正確的是(　　)
A．電阻R的阻值為1 Ω
B．電源的內(nèi)阻為0.5 Ω
C．乙圖所示電路中，電阻R
的熱功率為4 W
D．乙圖所示電路中，電源
的工作效率為60%
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9．如圖所示，電路中c點(diǎn)接地。若不考慮電流表和電壓表對(duì)電路的影響，將滑動(dòng)變阻器的滑片向a點(diǎn)移動(dòng)，則(　　)
A．a(chǎn)點(diǎn)電勢升高
B．電源的輸出功率增加
C．電壓表讀數(shù)減小
D．電源的效率變小
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10．(多選)如圖所示，三個(gè)電阻R1、R2、R3的阻值均為R，電源的內(nèi)阻rA．R2消耗的功率變小
B．R3消耗的功率變大
C．電源輸出的功率變大
D．電源內(nèi)阻消耗的功率變大
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11．如圖所示，A為某電源的U-I圖線，B為某電阻的U-I圖線，以上述電源和電阻組成閉合電路時(shí)，求：
(1)電源的輸出功率P出；
(2)電源內(nèi)部消耗的電功率；
(3)電源的效率η。
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[答案]　(1)4 W　(2)2 W　(3)66.7%
12．如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢E＝10 V，內(nèi)阻r＝0.5 Ω，電動(dòng)機(jī)的電阻R0＝1.0 Ω，定值電阻R1＝1.5 Ω。電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，理想電壓表的示數(shù)U1＝3.0 V。求：
(1)電源總功率；
(2)電源的輸出功率；
(3)電動(dòng)機(jī)消耗的電功率以及將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率。
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[答案]　(1)20 W　(2)18 W　(3)12 W　8 W

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