《全品選考復習方案》第27講焦耳定律、閉合電路歐姆定律電功、電功率及焦耳定律1.如圖甲所示,用充電寶為一手機電池充電,其等效電路如圖乙所示.在充電開始后的一段時間t內,充電寶的輸出電壓U、輸出電流I可認為是恒定不變的,設手機電池的內阻為R,則時間t內(D)A.充電寶輸出的電功率為UI+I2RB.充電寶產生的熱功率為I2RC.手機電池產生的焦耳熱為U2D.手機電池儲存的化學能為UIt-I2Rt[解析]充電寶的輸出電壓為U、輸出電流為I,所以充電寶輸出的電功率為P=UI,A錯誤;手機電池充電電流為I,所以手機電池產生的熱功率為PR=I2R,而充電寶的熱功率應為充電寶的總功率減去輸出功率,根據題目信息無法求解,B錯誤;由于手機電池是非純電阻,所以不能用U2Rt計算手機電池產生的焦耳熱,手機電池產生的焦耳熱為I2Rt,C錯誤;充電寶輸出的電能一部分轉化為手機電池的化學能,一部分轉化為手機電池的內能,故根據能量守恒定律可知手機電池儲存的化學能W=UIt-I2Rt,故D2.[2022·江蘇卷]如圖所示,電路中燈泡均正常發光,阻值分別為R1=2Ω,R2=3Ω,R3=2Ω,R4=4Ω,電源電動勢E=12V,內阻不計,四個燈泡中消耗功率最大的是(A)A.R1B.R2C.R3D.R4[解析]由電路圖可知R3與R4串聯后與R2并聯,再與R1串聯,并聯電路部分的等效電阻為R并=R2R3+R4R2+R3+R4=2Ω,由閉合電路歐姆定律可知,干路電流即經過R1的電流為I1=I=ER1+R并=3A,并聯部分各支路的電流大小與電阻成反比,則I2=IR并R2=2A,I3=I4=IR并R3+R4=1A,四個燈泡的實際功率分別為P1=I1閉合電路歐姆定律、閉合電路中的功率和效率問題3.如圖甲所示,R為電阻箱,A為理想電流表,電源的電動勢為E,內阻為r.圖乙為電源的輸出功率P與電流表示數I的關系圖像,其中功率P0分別對應電流I1、I2和外電路電阻R1、R2.下列關系式中正確的是(B)A.I1+I2>Er B.I1+I2=C.R1r>rR2 D[解析]由閉合電路歐姆定律得U=E-Ir,輸出功率為P=UI=EI-I2r,故有EI1-I12r=EI2-I22r,整理得I1+I2=Er,故A錯誤,B正確;根據電功率表達式得P0=I12R1=I22R2,且I1=ER1+r,I2=ER2+r,4.(多選)某同學將一直流電源的總功率PE、電源內部的發熱功率Pr和輸出功率PR隨電流I變化的圖線畫在了同一坐標系中,如圖中的a、b、c所示.以下判斷正確的是(ABD)A.在a、b、c三條圖線上分別取橫坐標相同的A、B、C三點,這三點的縱坐標一定滿足PA=PB+PCB.b、c圖線的交點與a、b圖線的交點的橫坐標之比一定為1∶2,縱坐標之比一定為1∶4C.電源的最大輸出功率Pm=9WD.電源的電動勢E=3V,內阻r=1Ω[解析]在a、b、c三條圖線上分別取橫坐標相同的A、B、C三點,因為直流電源的總功率PE等于輸出功率PR和電源內部的發熱功率Pr之和,所以這三點的縱坐標一定滿足PA=PB+PC,故A正確;圖線c表示電路的輸出功率與電流的關系圖線,由題圖可知,最大輸出功率小于3W,故C錯誤;當外電阻和電源內阻相等時,電源的輸出功率最大,此時的電流即為b、c圖線的交點處的電流,電流的大小為ER+r=E2r,輸出功率的大小為E24r,a、b圖線的交點表示電源的總功率PE和電源內部的發熱功率Pr相等,此時電源短路,電流的大小為Er,功率的大小為E2r,所以b、c圖線的交點與a、b圖線的交點的橫坐標之比為1∶2,縱坐標之比為1∶4,故B正確;當I=3A時,PR=0,說明外電路短路,根據PE=EI知電源的電動勢E=3V,內阻r電路的動態分析5.(多選)如圖所示,電路中定值電阻阻值R大于電源內阻阻值r.閉合開關S,將滑動變阻器滑片向下滑動,理想電壓表V1、V2、V3示數變化量的絕對值分別為ΔU1、ΔU2、ΔU3,理想電流表A示數變化量的絕對值為ΔI,則(ACD)A.A的示數增大B.V2的示數增大C.ΔU3與ΔI的比值大于rD.ΔU1大于ΔU2[解析]先去掉電表,將電路簡化,此電路中定值電阻與滑動變阻器串聯接在電源兩端,再看電表測量情況,電壓表V1測量的是R兩端的電壓,電壓表V2測量的是路端電壓,電壓表V3測量的是滑動變阻器兩端的電壓.將滑片向下滑動,滑動變阻器連入電路中的電阻R變減小,由I=ER+R變+r知,電流表A的示數增大,A正確;電壓表V2測量的是路端電壓,U2=E-Ir減小,B錯誤;U3=E-Ir-IR,則有ΔU3=ΔI(R+r),ΔU3與ΔI的比值等于R+r,即大于r,C正確;ΔU2=ΔIr,ΔU1=ΔIR,又知R>r,故ΔU1大于ΔU6.如圖所示,電路中定值電阻R的阻值大于電源內阻r的阻值,開關S閉合,平行板電容器中帶電質點P處于靜止狀態.現將滑動變阻器滑片向下滑動,理想電壓表V1、V2、V3的示數變化量的絕對值分別為ΔU1、ΔU2、ΔU3,理想電流表A1的示數變化量的絕對值為ΔI1,下列說法正確的是(B)A.質點將向下運動,理想電流表A2中有從b流向a的瞬間電流B.ΔU3ΔIC.電源的輸出功率減小D.電源的效率變大[解析]將理想電流表看作導線,將理想電壓表看作斷路,可以看出此電路由滑動變阻器與定值電阻串聯后接在電源兩端,電容器兩端電壓與滑動變阻器兩端電壓相等,電壓表V1測量定值電阻兩端的電壓,電壓表V2測量路端電壓,電壓表V3測量滑動變阻器兩端的電壓,電流表A1測量電路中的電流,電流表A2測量電容器充放電的電路.現將滑動變阻器滑片向下滑動,則滑動變阻器接入電路的阻值減小,根據串聯分壓原理可知,滑動變阻器兩端的電壓減小,即電容器兩端的電壓減小,則電容器放電,理想電流表A2中有從a流向b的瞬間電流,故A錯誤;設滑動變阻器接入電路的阻值為R',根據閉合電路歐姆定律可知U3=E-I1(R+r),U1=I1R,U2=E-I1r,則ΔU3ΔI1=R+r,U1I1=R,ΔU2ΔI1=r,由于電路中定值電阻R的阻值大于電源內阻r的阻值,所以ΔU3ΔI1>U1I1>ΔU2ΔI1,故B正確;電源的輸出功率P出=(ER+R'+r)2(R+R')=E22r+R+R'+r2R+R',當R+R'=r時,電源的輸出功率最大,因為當R+R'一定大于r,所以隨著當R'電源與電阻的U?I圖線7.在如圖甲所示的電路中,R1為定值電阻,R2為滑動變阻器,閉合開關S,將滑動變阻器的滑片P從最右端滑到最左端,兩個電壓表(內阻極大)的示數隨電路中電流變化的完整過程圖線如圖乙所示.以下說法正確的是(A)A.定值電阻R1的阻值為5ΩB.電源的電動勢是4VC.電源的內阻為10ΩD.圖線A是電壓表V1的示數隨電流變化的圖線[解析]當滑片左移時,滑動變阻器接入電路的電阻減小,則電路中總電阻減小,由閉合電路歐姆定律可知,電路中電流增大,則R1兩端的電壓增大,R2兩端的電壓減小,故題圖乙中的圖線B表示電壓表V1的示數隨電流的變化,圖線A表示電壓表V2的示數隨電流的變化,故D錯誤;由題圖乙可知,定值電阻R1=UI=20.4Ω=5