2021高考物理一轮复习 专题8 第2讲 电路 电路的基本规律题型突破练（含解析）.doc

第2讲电路电路的基本规律考点一电源的功率和U-I曲线问题电源的功率问题【典例1】(多选)如图甲所示的电路中，电源电动势为3V、内阻为2Ω，R是阻值为8Ω的定值电阻，A是理想电流表，L是小灯泡，小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。闭合开关S，电路稳定后，A表的示数为0.2A。下列说法正确的是()世纪金榜导学号A.由图乙可知，小灯泡的电阻随电压升高而增大B.电路稳定后，电源内部发热消耗的功率是0.4WC.电路稳定后，灯泡L消耗的电功率为1.0WD.电路稳定后，电源的效率约为87%【通型通法】1.题型特征：U-I图象+电功率和效率。2.思维导引：【解析】选A、D。由图乙可知，小灯泡的电阻等于曲线斜率的倒数；由图乙可得：电压升高，斜率减小，故电阻增大，故A正确；电路稳定后，电源内部发热消耗的功率P内=I2r=0.08W，故B错误；由图乙可得：I=0.2A时，U=1V，故电路稳定后，灯泡L消耗的电功率PL=UI=0.2W，故C错误；电路稳定后，电源的效率η==×100%=×100%≈87%，故D正确。【多维训练】(多选)(2020·昆明模拟)如图所示，R1为定值电阻，R2为可变电阻，E为电源电动势，r为电源内阻，以下说法中正确的是()A.当R2=R1+r时，R1上获得最大功率B.当R2=R1+r时，R2上获得最大功率C.当R2=0时，R1上获得最大功率D.当R2=0时，电源的输出功率最大【解析】选B、C。将R1等效到电源的内部，R2上的功率视为等效电源的输出功率，R2上的功率为：P2=，所以当外电阻等于内阻时，即：R2=R1+r时，等效电源输出功率最大，即R2上的功率最大，故A错误，B正确。根据P=I2R，可知经过电阻R1的电流最大时，R1上的功率最大；当外电阻最小时，即R2=0时，电流最大，R1上的功率最大，故C正确。当外电阻等于内阻时，即：R1+R2=r，电源的输出功率最大，所以R2=0时电源的输出功率不一定最大，故D项错误。电源的效率问题【典例2】如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，R1、R2、R3阻值相同且都为r。将单刀双掷开关由a点打到b点时世纪金榜导学号()A.电压表的读数变大B.电源的总功率变小C.电源的效率变大D.R2的功率变小【解析】选D。接a点时：R2接入电路，电压表示数为：U=，电源的效率为：=50%，电源的总功率为：P=。R2的电流为：I2=；接b点时：R1与R2串联再与R3并联后接入电路，电压表示数为：U′=×=E，电源的效率为：=40%，电源的总功率为：P==，R2的电流为：。所以电压表的示数变小，则A错误；电源的总功率变大，则B错误；电源的效率变小，则C错误；通过R2的电流变小，功率变小，则D正确。电路的图象问题【典例3】图甲为某电源的U-I图线，图乙为某小灯泡的U-I图线，则下列说法中正确的是世纪金榜导学号()A.电源的内阻为0.5ΩB.小灯泡的电阻随着功率的增大而减小C.当小灯泡两端的电压为0.5V时，它的电阻约为ΩD.把电源和小灯泡组成闭合回路，小灯泡的功率约为3W【解析】选D。由图甲，根据U=E-Ir可得：电动势E=1.5V，内阻r=Ω=Ω，故A错误；由图乙可得：电压越大，斜率越大，故电阻越大，故B错误；由图乙可得：当小灯泡两端的电压U=0.5V时，电流I=6A，故电阻R==Ω=Ω，故C错误；把电源和小灯泡组成闭合回路，将甲、乙两图叠加到一起(如图所示)，两U-I曲线的交点即小灯泡的电压、电流，故U≈0.5V，I≈6A，所以小灯泡的功率P=UI≈3W，故D正确。1.闭合电路的功率及效率问题：电源总功率任意电路：P总=EI=P出+P内纯电阻电路：P总=I2(R+r)=电源内部消耗的功率P内=I2r=P总-P出电源的输出功率任意电路：P出=UI=P总-P内纯电阻电路：P出=I2R=P出与外电阻R的关系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R<r时，随着R的增大输出功率越来越大。④当P出<Pm时，每个输出功率对应两个外电阻R1和R2，且R1R2=r2电源的效率任意电路：η=×100%=×100%纯电阻电路：η=×100%2.两类U-I图象的比较：电源U-I图象电阻U-I图象图形物理意义电源的路端电压随电路电流的变化关系电阻中的电流随电阻两端电压的变化关系截距与纵轴交点表示电源电动势E，与横轴交点表示电源短路电流过坐标原点，表示没有电压时电流为零坐标U、I的乘积表示电源的输出功率表示电阻消耗的功率坐标U、I的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，表示此电阻的大小斜率(绝对值)电源内阻r电阻大小【加固训练】某同学将一闭合电路电源的总功率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中，如图中的