第三節(jié)閉合電路電功率需要掌握的內(nèi)容1.閉合電路歐姆定律圖像。由I=ER+r可得，U=-rI+E。圖像與U軸交點為E電動勢，與I軸交點為E如果與燈泡的UI圖像畫在一起，那么交點的含義為燈泡單獨接入此電路。閉合電功率以及效率公式。（1）總功率P總=EI,其中E為電動勢，I干路電流。（2）有用功率P有=UI，其中U路端電壓，I干路電流。（3）損耗功率P損==I2r，其中I干路電流，r為電源內(nèi)阻。（4）電源效率η=UE，如果電路為純電阻電路那么還有η=R3.有用功率P有與外電路電阻R之間的關(guān)系。P有=UI=I2R=ER+r2R=E2R+r2R=E2R?r2R+4經(jīng)典習(xí)題單選題1．如圖所示，直線A為電源a的路端電壓與電流的關(guān)系圖像；直線B為電源b的路端電壓與電流的關(guān)系圖像；直線C為一個電阻R兩端的電壓與電流的關(guān)系圖像。如果將這個電阻R分別接到a、b兩電源上，那么（）

A．R接到a電源上，電源的效率較高B．R接到b電源上，電源的輸出功率較大C．R接到a電源上，電源的輸出功率較大D．R接到b電源上，電阻的發(fā)熱功率較高單選題2．鋰電池因能量密度高、綠色環(huán)保而廣泛使用在手機等電子產(chǎn)品中．現(xiàn)用充電器為一手機鋰電池充電，等效電路如圖所示，充電器電源的輸出電壓為U，輸出電流為I，手機電池的內(nèi)阻為r，下列說法不正確的是(

)A．電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為UI－I2rB．充電器輸出的電功率為UI＋I(xiàn)2rC．電池產(chǎn)生的熱功率為I2rD．充電器的充電效率為×100%多選題3．在如圖甲所示的電路中，電源電動勢為3.0V，內(nèi)阻不計，L1、L2為相同規(guī)格的小燈泡，這種小燈泡的伏安特性曲線如圖乙所示，R為定值電阻，阻值為7.5Ω.當(dāng)開關(guān)S閉合后()A．L1的電阻為ΩB．L1消耗的電功率為0.75WC．L2的電阻為7.5ΩD．L2消耗的電功率為0.075W單選題4．如圖所示，直線A為電源的圖線，直線B和C分別為電阻R1、R2的圖線．現(xiàn)用該電源分別與R1、R2組成閉合電路甲和乙．由圖像一定能確定的是()A．<B．電源與R1組成回路時，電源輸出功率較大C．電源與R1組成回路時，電源內(nèi)阻消耗的功率較小D．兩種情況下電源效率相同多選題5．如圖，直線A為某電源的圖線，曲線B為某小燈泡的圖線，用該電源和小燈泡組成閉合電路，則（）A．電源的電動勢為3V，內(nèi)阻為0.5Ω B．此時小燈泡的電阻大于1ΩC．電源的發(fā)熱功率為1W D．電源的效率約為66.7%單選題6．硅光電池具有低碳環(huán)保的優(yōu)點，如圖所示，圖線a是該電池在某光照強度下路端電壓U和電流I的關(guān)系圖像，圖線b是某電阻R的U-I圖像。在該光照強度下將它們組成閉合回路，則硅光電池的（）A．電動勢為5V B．內(nèi)阻為5.5ΩC．輸出功率為0.72W D．效率為50%單選題7．如圖（a）所示電路，R1為滑動變阻器，R2為定值電阻。從左向右移動變阻器的滑片，根據(jù)電表數(shù)據(jù)得到U-I圖像如圖（b）所示，則（）A．R1的最大功率為4WB．R2的最大功率為3WC．電源的最大輸出功率為4WD．電源的輸出功率先增大后減小單選題8．圖示電路中，電源電動勢為、內(nèi)阻為，為滑動變阻器（P為滑片，、為其兩端），為光敏電阻（阻值隨光照強度增強而減少），為電容器，G為靈敏電流計，、為開關(guān)。下列說法正確的是（）

A．閉合、斷開，僅減小的光照強度，電源內(nèi)部消耗的熱功率增大B．閉合、斷開且，僅將P從緩慢滑向，電源的輸出功率減小C．閉合、接a，電路穩(wěn)定后，的上極板帶正電D．閉合、接b，僅緩慢減小的光照強度，G表中有從上到下的電流多選題9．如圖所示，電源由幾個相同的干電池組成。合上開關(guān)S，變阻器的滑片從A端滑到B端的過程中，電路中的一些物理量的變化，如圖甲、乙、丙所示，圖甲為電壓表示數(shù)與電流表示數(shù)關(guān)系，圖乙為干電池輸出功率跟電壓表示數(shù)關(guān)系，圖丙為干電池輸出電能的效率η與變阻器接入電路電阻大小的關(guān)系，不計電表、導(dǎo)線對電路的影響，則（）A．串聯(lián)電池的總電阻為2ΩB．串聯(lián)的干電池節(jié)數(shù)為6節(jié)C．變阻器的總電阻為8ΩD．乙圖上b點的橫坐標(biāo)為3單選題10．如圖所示為某閉合電路電源的輸出功率隨電流變化的圖像，由此圖像可以判斷（）A．電源的輸出功率最大時，電源效率為100%B．電源的內(nèi)阻為3ΩC．輸出功率最大時，外電路的總電阻一定為4ΩD．電源的電動勢為12V單選題11．2021年2月24日，我國以“一箭三星方式成功將遙感三十一號03組衛(wèi)星送入預(yù)定軌道發(fā)射任務(wù)取得圓滿成功衛(wèi)星兩翼的太陽電池板把太陽能轉(zhuǎn)化為電能供衛(wèi)星使用。如圖所示，圖線a是太陽能電池在某光照強度下路端電壓U和電流I的關(guān)系圖像（電池內(nèi)阻不是常量），圖線b是某電阻R的U-I圖像在該光照強度下將它們組成閉合回路時，則（）A．電源的電動勢為E=5V B．電阻兩端的電壓為U=3VC．電阻的電流為I=0.4A D．硅光電池的內(nèi)阻為3Ω單選題12．電動勢為E，內(nèi)阻為r的電源與固定電阻R0、可變電阻R串聯(lián)，如圖所示，設(shè)R0=r，Rab=2r，當(dāng)變阻器的滑片自a端向b端滑動時，下列各物理量中隨之減小的是（）A．電源的輸出功率 B．變阻器消耗的功率C．固定電阻R0上消耗的功率 D．電池內(nèi)電阻上消耗的功率單選題13．如圖甲所示的電路，其中電源電動勢，內(nèi)阻，定值電阻，已知滑動變阻器消耗的功率P與其接入電路的有效阻值的關(guān)系如圖乙所示。則下列說法中正確的是（）A．圖乙中滑動變阻器的最大功率B．圖乙中，C．滑動變阻器消耗功率P最大時，定值電阻R也消耗功率最大D．調(diào)整滑動變阻器的阻值，可以使電源的輸出電流達(dá)到多選題14．在如圖甲所示的電路中，電源的U－I圖象如圖乙中的圖線a所示，定值電阻R0的U－I圖象如圖乙中的圖線b所示，滑動變阻器Rx的總電阻為1Ω，下列說法正確的是（）A．定值電阻R0的阻值為4ΩB．電源的內(nèi)阻為0.5ΩC．當(dāng)Rx＝0時電源輸出的功率最大D．在Rx＝0.25Ω時電源輸出的功率最大單選題15．在生活中經(jīng)常用電池作直流電源，探究電源的功率和內(nèi)阻消耗功率如何隨電流變化是一個重要課題。如圖所示，直線OMQ為某一直流電源的總功率P總隨電流I變化的圖線，拋物線ONQ為該直流電源內(nèi)部的熱功率Pr隨電流I變化的圖線，M、N兩點對應(yīng)的橫坐標(biāo)均為2A。隨著外電路電阻的增大（）A．電源輸出功率一直增大B．電源輸出功率一直減小C．電源內(nèi)阻消耗的功率一直增大D．MN表示的功率為4W16．如圖所示，電源電動勢，電源內(nèi)阻，電阻，，，電容器的電容，。電路中均斷開，當(dāng)合上，求該過程通過的電量。

17．如圖所示，電源電動勢E＝27V，內(nèi)阻r＝2Ω，固定電阻R2＝4Ω，R1為光敏電阻．C為平行板電容器，其電容C＝3pF，虛線到兩極板距離相等，極板長L＝0.2m，間距d＝1.0×10－2m．P為一圓盤，由形狀相同透光率不同的二個扇形a、b構(gòu)成，它可繞AA′軸轉(zhuǎn)動．當(dāng)細(xì)光束通過扇形a、b照射光敏電阻R1時，R1的阻值分別為12Ω、3Ω.有帶電量為q＝－1.0×10－4C微粒沿圖中虛線以速度v0＝10m/s連續(xù)射入C的電場中．假設(shè)照在R1上的光強發(fā)生變化時R1阻值立即有相應(yīng)的改變．重力加速度為g＝10m/s2.(1)求細(xì)光束通過a照射到R1上時，電容器所帶的電量；(2)細(xì)光束通過a照射到R1上時，帶電微粒剛好沿虛線勻速運動，求細(xì)光束通過b照射到R1上時帶電微粒能否從C的電場中射出．18．如圖所示的電路中，電路消耗的總功率為40W，電阻R1為4；R2為6，電源的內(nèi)阻r為0.6，電源的效率為94，求：（1）a、b兩點間的電壓（2）電源的電動勢19．如圖所示的電路中，電表均為理想電表，R1=1Ω，R2=5Ω，電容器的電容C=100μF，變阻器R3最大阻值為10Ω，閉合開關(guān)S電路穩(wěn)定后：當(dāng)R3的阻值為1Ω時，電壓表的示數(shù)為3V；當(dāng)R3的阻值為7Ω時，電流表的示數(shù)為1A，求：（1）電源電動勢和內(nèi)阻；（2）調(diào)節(jié)變阻器R3的阻值，當(dāng)R3消耗的功率最大時，求電容器上容納的電量。20．如圖所示，電源電動勢，內(nèi)阻，滑動變阻器的最大阻值，定值電阻，。開關(guān)S閉合電路穩(wěn)定后，求：（1）滑動變阻器滑片滑到最右端時，電壓表的示數(shù)；（2）滑動變阻器接入電路中的電阻為多大時電源有最大輸出功率，并求出最大輸出功率；

答案第三節(jié)1．C【詳解】A．由題圖可判斷出電源a的內(nèi)阻大，在純電阻電路中，電源效率為內(nèi)阻越大，效率越低，故R接在a電源上電源的效率較低，A錯誤；BCD．當(dāng)電阻R與電源組成閉合電路時，電阻R的U-I圖像與電源的U-I圖像的交點表示工作狀態(tài)，交點的縱坐標(biāo)表示電壓，橫坐標(biāo)表示電流，兩者乘積表示電源的輸出功率，由圖看出，R接到a電源上，電壓與電流的乘積較大，電源的輸出功率較大，電阻的發(fā)熱功率較高，BD錯誤，C正確。故選C。2．B【詳解】ABC．由可知充電器輸出的電功率為，根據(jù)熱功率公式可得電池產(chǎn)生的熱功率為，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能和熱能，根據(jù)能量守恒定律有電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為：，故A、C正確，B錯誤；D．充電器的充電效率為，故D正確；3．BC【分析】電源內(nèi)阻不計，路端電壓等于電動勢不變．燈泡是非線性元件，根據(jù)L1、L2的電壓，由伏安特性曲線可讀出電流，由R算出它們的電阻．【詳解】A項：電源電動勢為3.0V，內(nèi)阻不計，路端電壓為3V．L1和兩端的電壓為3V，由圖可知，此時的電流為0.25A，所以電阻值：，故A錯誤；B項：由伏安特性曲線可以讀出L1和兩端的電壓為3V，由圖可知，此時的電流為0.25A，L1消耗的電功率為：P=UI=3.0×0.25=0.75W，故B正確；C項：在乙圖上做出電阻R的伏安特性曲線如圖，由于R與L2串聯(lián)，所以二者的電流值是相等的，由圖可以讀出，此時二者的電壓都是1.5V時，二者電壓的和等于3.0V，此時的電流值是0.2A．所以，故C正確；D項：L2消耗的電功率為：P′=U′?I′=1.5×0.2=0.3W，故D錯誤．故應(yīng)選：BC．【點睛】在分析電阻的I-U與U-I圖線問題時，關(guān)鍵是搞清圖象斜率的物理意義，也就是說是還是K=R．對于線性元件，R=，但對于非線性元件，R．4．C【詳解】A項：U-I圖象中圖線的斜率表示電阻大小，由圖象可知，B直線的斜率大于C圖線，所以R1>R2，故A錯誤；B項：當(dāng)外電阻與電源內(nèi)阻相等或越接近時，電源的輸出功率越大，由于不知道電源內(nèi)阻與兩電阻的大小關(guān)系，所以無法判斷哪種情況下的電源輸出功率較大，故B錯誤；C項：由于R1>R2，所以電源與R1組成回路時電流較小，由公式可知，電源與R1組成回路時，電源內(nèi)阻消耗的功率較小，故C正確；D項：電源效率，所以外電阻越大，電源效率越大，故D錯誤．故應(yīng)選：C．5．AD【詳解】A．直線A的縱截距表示電源電動勢，斜率的絕對值表示電源內(nèi)阻，根據(jù)圖像可得故A正確；B．電源的圖線與小燈泡的圖線的交點為小燈泡接在電源兩端的工作電壓，此時小燈泡的工作電壓為2V，工作電流為2A，所以小燈泡的電阻為故B錯誤；C．電源的發(fā)熱功率故C錯誤；D．電源的效率為故D正確。故選AD。6．B【詳解】A．由圖可知，硅光電池的電動勢為3.6V，故A錯誤；B．根據(jù)閉合電路歐姆定律可得故B正確；C．由題意可知P=UI輸出功率為a、b兩條圖線交點之積，由P=UI可得P=UI=2.5V×0.2A=0.5W故C錯誤；D．由題意可知，硅光電池的總功率為由上述分析可知，電池的效率為故D錯誤。故選B。7．B【詳解】根據(jù)歐姆定律可知所以圖（b）中斜率為正的圖線反映R2的伏安特性。設(shè)電源電動勢為E，內(nèi)阻為r。根據(jù)閉合電路歐姆定律有所以所以圖（b）中斜率為負(fù)的兩條圖線中，斜率絕對值較大的圖線反映了V1表示數(shù)隨I的變化，則斜率絕對值較小的圖線反映了V3表示數(shù)隨I的變化，則，A．R1的輸出功率為根據(jù)數(shù)學(xué)知識可知當(dāng)時，P1有最大值為故A錯誤；B．當(dāng)電路中電流最大時，R2的功率最大，此時R1接入電路的阻值為零，所以故B正確；CD．電源的輸出功率為從左向右移動變阻器的滑片，R1增大，根據(jù)數(shù)學(xué)知識可知當(dāng)時，P隨R1的增大而減小，當(dāng)R1=0時，P有最大值為故CD錯誤。故選B。8．D【詳解】A．閉合、斷開，僅減小的光照強度，光敏電阻的阻值增大，電路總阻值增大，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，電路電流減小，根據(jù)可知，電源內(nèi)部消耗的熱功率減小，A錯誤；B．根據(jù)電源的輸出功率可知當(dāng)外電阻等于內(nèi)阻時，電源的輸出功率最大，閉合、斷開且，僅將P從緩慢滑向，滑動變阻器接入電路阻值減小，電路外電阻減小，即外電阻與內(nèi)阻越來越接近，故電源的輸出功率增大，B錯誤；C．閉合、接a，電容器與滑動變阻器并聯(lián)，電路穩(wěn)定后，由電路圖可知的上極板帶負(fù)電，C錯誤；D．閉合、接b，電容器與光敏電阻并聯(lián)，的上極板帶正電，僅緩慢減小的光照強度，阻值變大，電路電流減小，根據(jù)閉合電路歐姆定律可得可知光敏電阻兩端電壓增大，即電容器電壓增大，電容器電荷量增大，可知G表中有從上到下的電流，D正確。故選D。9．ACD【詳解】AB．通過圖甲可知短路電流為3A，即當(dāng)外電路的阻值和內(nèi)阻相等時，輸出功率最大，此時解得，由于每節(jié)干電池的電壓為1.5V，故電源由四節(jié)干電池組成。A正確，B錯誤；C．電源的效率故滑動變阻器阻值全部接入電路時，電源的效率最高。解得，C正確；D．由于電動勢為6V，而b點對應(yīng)的外電路阻值和內(nèi)阻相等，所以故乙圖上b點的橫坐標(biāo)為3，D正確。故選ACD。10．D【詳解】A．若外電路是純電阻電路，則電源輸出功率可知當(dāng)時，電源輸出功率最大，最大輸出功率為此時電源效率為故A錯誤；BD．由圖可知當(dāng)輸出功率為零時，外電路短路解得，故B錯誤，D正確；C．電源的內(nèi)阻為，由于不能明確外電路是否為純電阻電路，故無法求得輸出功率最大時，外電路的總電阻大小，故C錯誤。故選D。11．B【詳解】A．由閉合電路歐姆定律得當(dāng)I=0時，E=U，由圖線a與縱軸的交點讀出電源的電動勢為E=4V選項A錯誤；BC．根據(jù)兩圖線交點處的狀態(tài)可知，電阻兩端的電壓為U=3V電流為I=0.2A選項B正確，C錯誤；D．則硅光電池的內(nèi)阻為r==5Ω選項D錯誤。故選B。12．B【詳解】A．當(dāng)外電阻等于電源的內(nèi)阻時，電源的輸出功率最大，滑動片自a端向b端滑動時，變阻器接入電路的電阻減小，由于R0=r，Rab=2r，則得知，電源的輸出功率增大，故A不符合題意；B．將R0看成電源的內(nèi)阻，則有R0＋r=2r，而Rab=2r，利用推論可知，變阻器消耗的功率減小，故B符合題意；CD．滑動片自a端向b端滑動時，變阻器接入電路的電阻減小，電路中電流增大，固定電阻R0上和電源的內(nèi)阻上消耗功率增大，故C、D均不符合題意。故選B。13．B【詳解】A．由閉合電路歐姆定律的推論可知，當(dāng)電源外電阻R等于內(nèi)阻r時，輸出功率最大，最大值為把定值電阻看成電源內(nèi)阻，由圖乙可知，當(dāng)滑動變阻器消耗的功率最大，最大功率為A錯誤；B．滑動變阻器的阻值為時與阻值為時消耗的功率相等，有解得B正確；C．當(dāng)回路中電流最大時，即時定值電阻R消耗的功率最大，C錯誤；D．當(dāng)滑動變阻器的阻值為0時，電路中電流最大，最大值為則調(diào)整滑動變阻器的阻值，不可能使電源的輸出電流達(dá)到，D錯誤。故選B。14．BD【詳解】A．由定值電阻R0的U-I圖象知其阻值故A錯誤；B．由電源的U-I圖象知電源的電動勢E=3V，內(nèi)阻r==0.5Ω故B正確；CD．當(dāng)Rx+R0=r即Rx=0.25Ω時，電源輸出的功率最大，故C錯誤D正確。故選BD。15．D【詳解】AB．Q點表示電源的總功率全部轉(zhuǎn)化為熱功率，即Q點表示外電路短路，外電阻為零，電源的總功率P=EI可知電源的電動勢E=6V。在Q點，I=3A、U=E=6V，根據(jù)歐姆定律可知內(nèi)阻r=2Ω。根據(jù)電源內(nèi)外電阻相等時輸出功率最大知，當(dāng)外電路電阻r=2Ω時電源輸出功率最大，則電源輸出功率先增大后減小，A、B兩項錯誤；C．電源內(nèi)阻為定值電阻，其功率隨外電路電阻增大而減小，C項錯誤；D．MN段對應(yīng)電流I0=2A，此段表示功率P0=EI0-r=4WD項正確。故選D。16．【詳解】電路中均斷開，當(dāng)合上，R3相對于導(dǎo)線，則電路中電阻R1、R2串聯(lián)，電容器C1的電壓等于電阻R2的電壓，即為電容器C2的電壓等于路端電壓，為根據(jù)Q=CU得電容器C1的電量Q1=C1U1=4×10-6×4C=1.6×10-5C電容器C2的電量Q2=C2U=1×10-6×10C=1.0×10-5C電容器C1右側(cè)與電容器C2下側(cè)都帶負(fù)電，電流都通過電阻R3，因此通過R3的電量為17．（1）（2）帶電粒子能從C的