《全品選考復(fù)習(xí)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(jī)電池充電,其等效電路如圖乙所示.在充電開(kāi)始后的一段時(shí)間t內(nèi),充電寶的輸出電壓U、輸出電流I可認(rèn)為是恒定不變的,設(shè)手機(jī)電池的內(nèi)阻為R,則時(shí)間t內(nèi)(D)A.充電寶輸出的電功率為UI+I2RB.充電寶產(chǎn)生的熱功率為I2RC.手機(jī)電池產(chǎn)生的焦耳熱為U2D.手機(jī)電池儲(chǔ)存的化學(xué)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(cuò)誤;手機(jī)電池充電電流為I,所以手機(jī)電池產(chǎn)生的熱功率為PR=I2R,而充電寶的熱功率應(yīng)為充電寶的總功率減去輸出功率,根據(jù)題目信息無(wú)法求解,B錯(cuò)誤;由于手機(jī)電池是非純電阻,所以不能用U2Rt計(jì)算手機(jī)電池產(chǎn)生的焦耳熱,手機(jī)電池產(chǎn)生的焦耳熱為I2Rt,C錯(cuò)誤;充電寶輸出的電能一部分轉(zhuǎn)化為手機(jī)電池的化學(xué)能,一部分轉(zhuǎn)化為手機(jī)電池的內(nèi)能,故根據(jù)能量守恒定律可知手機(jī)電池儲(chǔ)存的化學(xué)能W=UIt-I2Rt,故D2.[2022·江蘇卷]如圖所示,電路中燈泡均正常發(fā)光,阻值分別為R1=2Ω,R2=3Ω,R3=2Ω,R4=4Ω,電源電動(dòng)勢(shì)E=12V,內(nèi)阻不計(jì),四個(gè)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(lián)后與R2并聯(lián),再與R1串聯(lián),并聯(lián)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(jīng)過(guò)R1的電流為I1=I=ER1+R并=3A,并聯(lián)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(gè)燈泡的實(shí)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(wèn)題3.如圖甲所示,R為電阻箱,A為理想電流表,電源的電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r.圖乙為電源的輸出功率P與電流表示數(shù)I的關(guān)系圖像,其中功率P0分別對(duì)應(yīng)電流I1、I2和外電路電阻R1、R2.下列關(guān)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(cuò)誤,B正確;根據(jù)電功率表達(dá)式得P0=I12R1=I22R2,且I1=ER1+r,I2=ER2+r,4.(多選)某同學(xué)將一直流電源的總功率PE、電源內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr和輸出功率PR隨電流I變化的圖線畫(huà)在了同一坐標(biāo)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(biāo)相同的A、B、C三點(diǎn),這三點(diǎn)的縱坐標(biāo)一定滿足PA=PB+PCB.b、c圖線的交點(diǎn)與a、b圖線的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)之比一定為1∶2,縱坐標(biāo)之比一定為1∶4C.電源的最大輸出功率Pm=9WD.電源的電動(dòng)勢(shì)E=3V,內(nèi)阻r=1Ω[解析]在a、b、c三條圖線上分別取橫坐標(biāo)相同的A、B、C三點(diǎn),因?yàn)橹绷麟娫吹目偣β蔖E等于輸出功率PR和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr之和,所以這三點(diǎn)的縱坐標(biāo)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(guān)系圖線,由題圖可知,最大輸出功率小于3W,故C錯(cuò)誤;當(dāng)外電阻和電源內(nèi)阻相等時(shí),電源的輸出功率最大,此時(shí)的電流即為b、c圖線的交點(diǎn)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(diǎn)表示電源的總功率PE和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr相等,此時(shí)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(diǎn)與a、b圖線的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)之比為1∶2,縱坐標(biāo)之比為1∶4,故B正確;當(dāng)I=3A時(shí),PR=0,說(shuō)明外電路短路,根據(jù)PE=EI知電源的電動(dòng)勢(shì)E=3V,內(nèi)阻r電路的動(dòng)態(tài)分析5.(多選)如圖所示,電路中定值電阻阻值R大于電源內(nèi)阻阻值r.閉合開(kāi)關(guān)S,將滑動(dòng)變阻器滑片向下滑動(dòng),理想電壓表V1、V2、V3示數(shù)變化量的絕對(duì)值分別為ΔU1、ΔU2、ΔU3,理想電流表A示數(shù)變化量的絕對(duì)值為ΔI,則(ACD)A.A的示數(shù)增大B.V2的示數(shù)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(jiǎn)化,此電路中定值電阻與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)接在電源兩端,再看電表測(cè)量情況,電壓表V1測(cè)量的是R兩端的電壓,電壓表V2測(cè)量的是路端電壓,電壓表V3測(cè)量的是滑動(dòng)變阻器兩端的電壓.將滑片向下滑動(dòng),滑動(dòng)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(shù)增大,A正確;電壓表V2測(cè)量的是路端電壓,U2=E-Ir減小,B錯(cuò)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(nèi)阻r的阻值,開(kāi)關(guān)S閉合,平行板電容器中帶電質(zhì)點(diǎn)P處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)將滑動(dòng)變阻器滑片向下滑動(dòng),理想電壓表V1、V2、V3的示數(shù)變化量的絕對(duì)值分別為ΔU1、ΔU2、ΔU3,理想電流表A1的示數(shù)變化量的絕對(duì)值為ΔI1,下列說(shuō)法正確的是(B)A.質(zhì)點(diǎn)將向下運(yùn)動(dòng),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(dǎo)線,將理想電壓表看作斷路,可以看出此電路由滑動(dòng)變阻器與定值電阻串聯(lián)后接在電源兩端,電容器兩端電壓與滑動(dòng)變阻器兩端電壓相等,電壓表V1測(cè)量定值電阻兩端的電壓,電壓表V2測(cè)量路端電壓,電壓表V3測(cè)量滑動(dòng)變阻器兩端的電壓,電流表A1測(cè)量電路中的電流,電流表A2測(cè)量電容器充放電的電路.現(xiàn)將滑動(dòng)變阻器滑片向下滑動(dòng),則滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值減小,根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知,滑動(dòng)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(cuò)誤;設(shè)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為R',根據(jù)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(nèi)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(dāng)R+R'=r時(shí),電源的輸出功率最大,因?yàn)楫?dāng)R+R'一定大于r,所以隨著當(dāng)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(dòng)變阻器,閉合開(kāi)關(guān)S,將滑動(dòng)變阻器的滑片P從最右端滑到最左端,兩個(gè)電壓表(內(nèi)阻極大)的示數(shù)隨電路中電流變化的完整過(guò)程圖線如圖乙所示.以下說(shuō)法正確的是(A)A.定值電阻R1的阻值為5ΩB.電源的電動(dòng)勢(shì)是4VC.電源的內(nèi)阻為10ΩD.圖線A是電壓表V1的示數(shù)隨電流變化的圖線[解析]當(dāng)滑片左移時(shí),滑動(dòng)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(shù)隨電流的變化,圖線A表示電壓表V2的示數(shù)隨電流的變化,故D錯(cuò)誤;由題圖乙可知,定值電阻R1=UI=20.4Ω=5