易錯點09對動態(tài)電路的分析與電功率計算存在誤區(qū)

目錄

01易錯陷阱

易錯點一：對電阻大小的影響因素缺乏清晰認知

易錯點二：混淆純電阻電路和非純電阻電路

易錯點三：不會分析恒定電流的動態(tài)問題

易錯點四：對恒定的兩種圖像的圖線的斜率、截距、面積等理解不準確

02易錯知識點

知識點一、電路動態(tài)分析模型

知識點二、含容電路

知識點三、關于，的物理意義

???

知識點四、電源的?輸?出?功率隨外電阻變化情況

知識點五、電路故障的分析

03舉一反三——易錯題型

題型一：電阻及電源U-I圖像的分析與計算

題型二：電路的動態(tài)分析

題型三：含電容器電路的動態(tài)分析

題型四：純電阻電路和非純電阻電路中的電功與電熱

04易錯題通關

易錯點一：對電阻大小的影響因素缺乏清晰認知

(1)將同一導體不同截面接入電路時，導體的電阻大小是不同的，不要認為同一導體的電阻是一

l

個定值，在表達式R＝ρ中，l是沿電流方向導體的長度，S是垂直電流方向的橫截面積，ρ是材料

S

的電阻率。

UΔUUΔU

(2)對線性元件：R＝＝；對非線性元件R＝≠，即非線性元件的電阻不等于U-I圖像某

IΔIIΔI

點切線的斜率。

(3)某一導體的形狀改變后，討論其電阻變化應抓住以下三點：

導體的電阻率不變，因其由導體材料本身決定。

①導體的體積不變，由V＝lS可知l與S成反比。

l

②在ρ、l、S都確定之后，應用電阻定律R＝ρ求解。

S

③

易錯點二：混淆純電阻電路和非純電阻電路

1、純電阻電路與非純電阻電路的比較

（1）純電阻電路與非純電阻電路的比較

純電阻電路非純電阻電路

白熾燈、電爐、電飯鍋、電熱毯、

實例工作中的電動機、電解槽、日光燈等

電熨斗等

電路中消耗的電能全部轉化為電路中消耗的電能除轉化為內能外，還轉化

能量轉化

內能W＝Q為其他形式的能W>Q

U2

電功的計算W＝UIt＝I2Rt＝tW＝UIt

R

U2

電熱的計算Q＝UIt＝I2Rt＝tQ＝I2Rt

R

U2

電功率的計算P＝UI＝I2R＝P＝UI

R

2

2U2

電熱功率的計算P熱＝UI＝IR＝P熱＝IR

R

U2U2

注意：在非純電阻電路中，t既不能表示電功，也不能表示電熱；既不能表示電功率，也不能

RR

表示電熱功率。(因為歐姆定律不成立)

（2）電動機(或電解槽)的功率關系

2

P入＝P出＋P熱或IU＝P出＋Ir。[r為電動機線圈(或電解液)的電阻]

注意：電動機在通電但是卡住不轉動時相當于純電阻電路。

易錯點三：不會分析恒定電流的動態(tài)問題

電路的動態(tài)分析問題：是指由于斷開或閉合開關、滑動變阻器滑片的滑動等造成電路結構發(fā)生了變

化，某處電路變化又引起其他電路的一系列變化；對它們的分析要熟練掌握閉合電路歐姆定律，部

分電路歐姆定律，串、并聯(lián)電路中電壓和電流的關系．

易錯點四：對恒定的兩種圖像的圖線的斜率、截距、面積等理解不準確

1、兩類U-I圖像的比較

電源的圖像電阻的圖像

??????

圖像

物理意義電源的路端電壓隨電路電流的變化關系.電阻兩端電壓隨電阻中的電流的變化關

系.

截距縱軸截距：表示電路斷路時的路端電壓過坐標原點，表示沒有電壓時電流為零.

.

U=E

橫軸截距：表示電路短路時的電流.

I=I0

坐標、的表示電源的輸出功率.表示電阻消耗的功率.

乘U積I

坐標、的表示外電阻（或等效電阻）的大小，不同每一點對應的比值均相等，表示此電阻的

比U值I點對應的外電阻（或等效電阻）大小不同.大小.

斜率（絕對值）電源內阻.電阻大小.

E

r=I0

知識點一、電路動態(tài)分析模型

1.電路動態(tài)分析的三種常用方法

（1）程序法

2、需要記住的幾個結論

當外電路的任何一個電阻增大（或減?。r，整個電路的總電阻一定增大（或減?。?/p>

①若電鍵的通斷使串聯(lián)的用電器增多時，總電阻增大；若電鍵的通斷使并聯(lián)的用電器增多時，總電

②阻減小

用電器斷路相當于該處電阻增大至無窮大，用電器短路相當于該處電阻減小至零。

③（2）“串反并同”結論法

所謂“串反”，即某一電阻增大時，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

①減小，反之則增大。

所謂“并同”，即某一電阻增大時，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

②增大，反之則減小。

U串↓U并↑

即：

I串↓←R↑→I并↑

P串↓P并↑

（3）極限法

因變阻器滑片滑動引起電路變化的問題，可將變阻器的滑片分別滑至兩個極端，讓電阻最大或為零

再討論。

3、電路動態(tài)變化的常見類型：

滑動變阻器滑片移動引起的動態(tài)變化：限流接法時注意哪部分是有效電阻，分壓接法兩部分電阻

①一增一減，雙臂環(huán)路接法有最值；

半導體傳感器引起的動態(tài)變化：熱敏電阻、光敏電阻、壓敏電阻等隨溫度、光強、壓力的增大阻

②值減??；

開關的通斷引起的動態(tài)變化：開關視為電阻，接通時其阻值為零，斷開時其阻值為無窮大，所以，

③由通而斷阻值變大，由斷而通阻值變小。

4.滑動變阻器的幾種接法

限流接法分壓接法雙臂環(huán)路接法

左部分為有效電阻，向←滑動，向←滑動，R并增大，R串減小，兩部分電阻并聯(lián)，RAB先增大后減

AB間總阻值減小。AB間總電阻減小。小，當并聯(lián)的兩部分阻值相等時

RAB最大。

知識點二、含容電路

(1)電路簡化

電路穩(wěn)定后，把電容器所處的支路視為斷路，簡化電路時可以去掉，求電荷量時再在相應位置補上。

(2)電路穩(wěn)定時電容器的電壓

電路穩(wěn)定時，電容器所在的支路中沒有電流，與之串聯(lián)的電阻相當于導線，其兩端無電壓。電容器

兩端的電壓等于與之并聯(lián)的電阻兩端的電壓。

(3)電容器的帶電荷量及變化

電容器兩端電壓的變化引起電容器充、放電。

利用Q＝UC計算電容器初、末狀態(tài)所帶的電荷量Q1和Q2。

①如果變化前后極板帶電的電性相同，通過所連導線的電荷量為|Q1－Q2|。

②如果變化前后極板帶電的電性相反，通過所連導線的電荷量為Q1＋Q2。

③

知識點三、關于，的物理意義

???

???

對任何導體均有：導體的伏安特性曲線上任意一點的坐標比值為電阻的阻值，即

U

R=I

對定值電阻有：導體的伏安特性曲線的斜率同樣表示導體的電阻

ΔU

對阻值變化的電阻有：導體的伏安特性曲線的斜率表示將阻值變化R=的電ΔI阻做為唯一的外電路時的等

效電源的內阻，即

'ΔU

r=ΔI

知識點四、電源的輸出功率隨外電阻變化的情況

當外電阻為純電阻電路時

1．電源的輸出功率

2

2E

2E

P＝IR＝·R＝2(輸出功率隨外電阻變化的圖線如圖所示)．

出2(R－r)

(r＋R)＋4r

R

E2E2

(1)當R＝r時，P出最大＝＝.

4r4Rs

(2)當P<P時，每個輸出功率值對應兩個可能的外電阻R和R，且r＝

出出最大12E

R1·R2.

圖R1

(3)R<r時，P出隨R的增大而增大；R>r時，P出隨R的增大而減?。?/p>

2．電源的效率

I2RR1

η＝＝＝，η隨著R的增大而增大，當R＝r時，電源有最大輸出功率時，效率僅

2r

I(R＋r)R＋r1＋

R

50%

知識點五、電路故障的分析

電路故障一般是短路或斷路，常見的情況有導線斷芯、燈泡斷絲、燈座短路、電阻器內部斷路、

接觸不良等，檢查故障的基本方法有兩種。

(1)電壓表檢測

若電壓表示數(shù)等于電源電壓，說明電路中有電流通過電壓表，電路為通路(電壓表作為一個大電阻把

開關和電源接通了)，則開關S和導線不斷路，燈L斷路即故障所在。

(2)假設法

已知電路發(fā)生某種故障，尋找故障發(fā)生位置時，可將整個電路劃分為若干部分，然后逐一假設某部

分電路發(fā)生故障，運用歐姆定律進行正向推理。推理結果若與題述物理現(xiàn)象不符合，則故障不是發(fā)

生在這部分電路，若推理結果與題述物理現(xiàn)象符合，則故障可能發(fā)生在這部分電路。直到找出發(fā)生

故障的全部可能為止，亦稱排除法。

題型一：電阻及電源U-I圖像的分析與計算

【例1】（2024?如皋市模擬）硅光電池是一種太陽能電池，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的關系圖像（電池內阻不是常數(shù)），圖線b是某電

阻R的U?I圖像。當它們組成閉合回路時，硅光電池的效率為（）

A．B．

?1?1

C．?3D．?2

?3??1?2??1

【解答?】3解：根據(jù)閉合電路歐姆定律：U＝E﹣Ir，由?圖2像a可得當I＝0時，E＝U2，即電源電動

勢為U2，

根據(jù)兩圖線交點，即為該電阻連入時的電路參數(shù)，可知該電阻連入時，電阻的兩端電壓為U1，也

就是路端電壓為U1，

硅光電池的效率為：，故ACD錯誤，B正確。

?1?1?1

故選：B。?=?2?1×100%=?2

【變式1-1】（2024?河北模擬）某一規(guī)格小燈泡的伏安特性曲線如圖所示，現(xiàn)將它直接接在電源電動

勢E＝3V，內阻r＝6的電源上，小燈泡的實際功率約為（）

Ω

A．0.17WB．0.35WC．0.71WD．1.41W

【解答】解：已知電源電動勢E＝3V，內阻r＝6，則電源的短路電流為

Ω

ImA＝0.5A＝500mA

?3

在=小?燈=泡6的伏安特性曲線圖像中作出電源的伏安特性曲線，如圖所示。

小燈泡的伏安特性曲線與電源伏安特性曲線的交點表示將小燈泡接入該電源時小燈泡兩端的電

壓和流過小燈泡的電流，根據(jù)圖像可讀出小燈泡的電壓與電流分別為

U＝1.1V，I＝320mA＝0.32A

故小燈泡的實際功率為

P＝UI＝1.1×0.32W＝0.352W≈0.35W，故ACD錯誤，B正確。

故選：B。

【變式1-2】（2023?鎮(zhèn)江三模）如圖所示，直線A、B分別為電源a、b的路端電壓與電源電流的關

系圖像，將一定值電阻R0分別接到a、b兩電源上，R0功率相等。則（）

A．電源a、b效率相同

B．電源a的內阻更大

C．若將定值電阻換為大于R0的電阻，電源b的輸出功率大于電源a的輸出功率

D．若將定值電阻換為小于R0的電阻，電源b的功率大于電源a的功率

【解答】解：B、由閉合電路歐姆定律U＝E﹣Ir可知，電源的U﹣I圖像與U軸的交點表示電源

的電動勢，可知電源a的電動勢較小。圖像的斜率的絕對值表示電源內阻，，可知電源

??

a的內阻r較小，故B錯誤；?=|??|

A、由于定值電阻R0分別接到a、b兩電源上，R0功率相等，則定值電阻兩端的電壓相等，即交

點的縱坐標表示路端電壓，由電源的效率100%100%，可知電源a的效率高，故A

???

錯誤；η=??×=?×

C、電源的輸出功率即定值電阻的功率，若將定值電阻換為大于R0的電阻，如圖所示。

圖中的n圖線與A、B圖線的交點的乘積為電源的輸出功率，因為圖線n與圖線B交點的電壓值

與電流值均大于圖線n與圖線A交點的電壓值與電流值，由P＝UI知電源b的輸出功率大于電源

a的輸出功率，故C正確；

D、電源的功率為P＝EI，若將定值電阻換為小于R0的電阻，如圖所示。

圖線l與圖線A、B交點的電流值表示電路中的電流，可知定值電阻與電源a組成的閉合電路中

的電流大，又電源a的電動勢較小，由P＝EI，可知電源a、b的功率大小無法比較，故D錯誤。

故選：C。

【變式1-3】（2023?寶山區(qū)二模）如圖所示，直線A、B分別為電源a、b的路端電壓與流過電源電

流的關系圖像。若將一定值電阻R0分別接到a、b兩電源上，通過R0的電流分別為Ia和Ib，則

（）

A．Ia＞IbB．Ia＜Ib

C．Ia＝IbD．以上情況都有可能

【解答】解：在U﹣I圖像上作出定值電阻R0的U﹣I圖線，若R0的阻值較大，R0的圖線如圖1

所示，由R0的圖線與電源的圖線交點可知Ia＜Ib。

若R0的圖線如圖2所示，則Ia＝Ib。

若R0的阻值較小，R0的圖線如圖3所示，則Ia＞Ib，所以這三種情況都有可能，故ABC錯誤，

D正確。

故選：D。

題型二：電路的動態(tài)分析

【例2】（2024?鏡湖區(qū)校級二模）在如圖所示的電路中，燈泡A和R1的阻值均為2，燈泡B和R2

的阻值均為4，電源電動勢E＝15V，內阻r＝5，燈泡A和B的額定電壓均為Ω2.4V，R3為定

值電阻，閉合Ω開關S，燈泡A和B恰好正常發(fā)光Ω。若某時刻R2突然發(fā)生斷路，設A、B均不會

被燒壞。則（）

A．A、B燈泡均變亮

B．燈泡A和燈泡B的功率之和變大

C．燈泡A兩端電壓變化比燈泡B兩端電壓變化大

D．R3消耗的電功率變小

【解答】解：A、若電阻R2斷路，外電路電阻增大，干路電流減小，內電壓減小，則外電路分得

的電壓增大，R3所在電路電流增大，R1所在電路電流減小，所以燈泡A變暗。燈泡A和R1的電

壓均減小，而路端電壓增大，則燈泡A、R1和燈泡B的電壓之和增大，則燈泡B的電壓增大，B

燈泡變亮，故A錯誤；

B、R2斷開前，燈泡A的功率為

W＝2.88W

22

?

??2.4

燈?泡=B??的=功率2為

W＝1.44W

22

?

??2.4

燈?泡=A??電=流為4

A＝1.2A

??2.4

??==

因燈泡??A和2R1的阻值均為2，燈泡A和B的電壓均為2.4V，則路端電壓為

U＝3UA＝3×2.4V＝7.2VΩ

干路電流為

A＝1.56A

???15?7.2

?==

R3的阻?值為5

＝20

3?7.2

?=?=ΩΩ

R2斷開??后?，外1.電56路?1電.2阻為

外

?3(??+?1+??)

此?時=的?路3+端?電?+壓?1為+??

外

?外

?'=?+??

通過兩燈泡的電流為

?'

?'=

燈泡?A?+和?燈1+泡??B的功率分別為

，

22

????

?聯(lián)立=解?'得?：PA?＝=2W?'，?PB＝4W，可見燈泡A和燈泡B的功率之和變大，故B正確；

C、因為燈泡A和B電壓之和增大，而燈泡A兩端電壓減小，則燈泡B兩端電壓增大，并且燈

泡B兩端電壓變化的值大于燈泡A兩端電壓變化的值，故C錯誤；

D、由于R3兩端電壓變大，所以R3消耗功率變大，故D錯誤。

故選：B。

【變式2-1】（2024?成都模擬）圖示為一種自動測定油箱內油面高度的裝置，裝置中金屬杠桿的一端

接浮標（浮標與杠桿絕緣），另一端的觸點P接滑動變阻器R，油量表由電流表改裝而成。當汽

車加油時，油箱內油面上升過程中，下列說法正確的是（）

A．電路中電流減小

B．R1兩端電壓減小

C．整個電路消耗的功率增大

D．電源輸出功率一定增大

【解答】解：A．當汽車加油時油箱內油面上升時，通過浮球和杠桿使觸點P向下滑動，滑動變

阻器R接入電路的電阻變小，整個電路的總電阻變小，電路中的電流變大，故A錯誤；

B．根據(jù)歐姆定律，R1兩端電壓滿足

U1＝IR1

由于電路中的電流變大，所以R1兩端電壓升高，故B錯誤；

C．根據(jù)功率表達式，整個電路消耗的功率

P＝EI

由于電路中的電流變大，所以整個電路消耗的功率增大，故C正確；

D．根據(jù)電源輸出功率表達式

出外

2

2外

?外

?=??=?2

?+?+2?

當R外＝r時，電源輸出功率最大，因不知道電路中各個電阻的大小關系，所以無法判斷電源輸出

功率的變化，故D錯誤。

故選：C。

【變式2-2】（2023?湖南模擬）如圖所示電路中，電源電動勢E＝8V，內阻r＝1，定值電阻R1＝

9，R2＝10，R3＝5；滑動變阻器R4的取值范圍為0～15。閉合開關S，Ω調節(jié)滑動變阻器的

滑Ω片，使R4Ω取不同的Ω阻值接入電路，則下列說法正確的是（Ω）

A．R4＝0時，定值電阻R1消耗的功率最大，為2W

B．R4＝5時，電源內阻消耗的功率最小，為0.5W

C．R4＝10Ω時，R4消耗的功率最大，為0.4W

D．R4＝15Ω時，電源的效率最高，為90%

【解答】解Ω：A、R4＝0時，外電阻最小，總電流最大，則定值電阻R1消耗的功率最大，此時并

聯(lián)部分的總阻值為R并

?2?310×510

==Ω=Ω

由閉合電路歐姆定律得干?路2+電?流3為1I0+53A＝0.6A

并

?8

10

2=?+2?1+?=

則定值電阻R1消耗的功率為P1＝IR1＝0.6×9W＝3.+249W+1，故A錯誤；

2

B、電源內阻消耗的功率P內＝Ir

當電源內阻消耗的功率最小時，電路中的總電流應最小，對應的外電路電阻最大，即當R4＝15

時，電源內阻消耗的功率最小，故B錯誤；Ω

C、為求滑動變阻器R4消耗的最大功率，可對原電路進行如下圖所示的等效變換。

易知，等效電源的等效電動勢E'＝4V，等效內阻r'＝10，故當R4＝r'＝10時，R4消耗的功率

ΩΩ

最大，且為，故C正確；

22

?'4

????==?=0.4?

D、當R4＝15時，4總?'的外4電×1阻0最大。由于電源效率

??1

Ω?=×100%=×100%=?×100%

??+?1+?

顯然，當總的外電阻R最大時，取最大值，當R4＝15時，總的外電阻為

234

??(?+?)1

ηΩ?'=?2+(?3+?4)+?=

10×(5+15)47

10+5+15?+9?=3?

此時最大，且為，故D錯誤。

47

?'3

η?=×100%=47×100%=94%

?'+?3+1

故選：C。

【變式2-3】（2023?鞍山三模）在如圖所示的電路中，電壓表和電流表均視為理想電表，閉合電鍵S，

將滑動變阻器滑片P緩慢向左移動過程中，燈泡的電阻恒定不變，電壓表示數(shù)變化量的絕對值為

ΔU，電流表示數(shù)變化量的絕對值為ΔI，則下列判斷正確的是（）

A．燈泡變亮B．電容器的帶電量變大

C．電源的效率減小D．變大

??

【解答】解：A、滑動變阻器滑片P緩慢向左移動?過?程中，其接入電路的阻值變大，回路總電阻

變大，干路電流變小，燈泡變暗，故A錯誤；

B、由閉合電路歐姆定律可得U端＝E﹣Ir，I變小，可知路端電壓變大，電容器的兩極板間電壓變

大，由Q＝CU知電容器所帶電量變大，故B正確；

出外

C、電源的效率可表示為，R外變大，可知電源

?總?外

1外

?=×100%=×100%=?×100%

??+?1+?

的效率增大，故C錯誤；

D、由閉合電路歐姆定律得：U＝E﹣I（RL+r），可得，故保持不變，故D錯誤。

????

=??+?

故選：B。????

題型三：含電容器電路的動態(tài)分析

【例3】（2024?丹陽市校級一模）如圖所示，電源電動勢為E，內阻為r。電路中的R2、R3分別為

總阻值一定的滑動變阻器，R0為定值電阻，R1為光敏電阻（其電阻隨光照強度增大而減?。?。當

開關S閉合時，電容器中一帶電微粒恰好處于靜止狀態(tài)。下列說法中正確的是（）

A．若斷開開關S，帶電微粒向上運動

B．只逐漸減小對R1的光照強度時，電壓表示數(shù)變大，電阻R0消耗電功率變大

C．只調節(jié)電阻R2的滑動端P1向下端移動時，電壓表示數(shù)不變，帶電微粒向上運動

D．只調節(jié)電阻R3的滑動端P2向上端移動時，電源消耗的電功率變大，電阻R3中有向上的電流

【解答】解：A、帶電微粒恰好處于靜止狀態(tài)，則帶電微粒受到向下的重力和向上的電場力平衡。

當斷開開關S，電容器通過所處的回路放電，板間電場減小，帶電微粒所受電場力減小，所以帶

電微粒將向下運動，故A錯誤；

B、只減小對R1的光照強度時，R1的阻值增大，電路中的總電阻增大，總電流減小，則電源的內

壓減小，路端電壓增大，所以電壓表示數(shù)增大。根據(jù)熱功率的公式可知，電阻消耗

總R0

2

?0=??0

的電功率減小，故B錯誤；

C、分析電路可知，電容器的電壓與R2上半部分電阻的電壓相等，只調節(jié)電阻R2的滑動端P1向

下端移動時，電路中的總電流不變，但是R2上端電阻增大，電壓增大，即電容器兩端電壓增大，

根據(jù)公式可知，板間場強增大，帶電微粒所受電場力增大，則帶電微粒將向上運動，故C

?

正確；?=?

D、由電路結構可知，電路穩(wěn)定時，R3沒有電流通過，所以當只調節(jié)電阻R3的滑動端P2向上端

移動時，不會影響電路中的電流，即電路中的電流不變，電源消耗的電功率不變，電容器帶電量

不變，電阻R3中也沒有電流通過，故D錯誤。

故選：C。

【變式3-1】（2024?鎮(zhèn)海區(qū)校級模擬）如圖所示，C為平行板電容器，D為理想二極管。當滑動變阻

器R2的滑片在中點時，閉合開關K，帶電小球恰能在兩平行板間靜止，下列說法正確的是（）

A．若將滑動變阻器R2的滑片向右移動，電容器帶電量不變

B．若將滑動變阻器R2的滑片向右移動，則帶電小球將向下加速運動

C．若電容器的上金屬板向下平移一小段距離，則帶電小球向下加速運動

D．若電容器的上金屬板向上平移一小段距離，則帶電小球仍保持靜止

【解答】解：由圖可知，電阻R1和R2串聯(lián)分壓，電容器與R1并聯(lián)，則電路穩(wěn)定時，電容器兩

端的電壓與R1兩端的電壓相等。

A、滑動變阻器R2的滑片向右移動時，R2接入電路的電阻減小，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，

電路中電流增大，R1兩端的電壓增加，則電容器的電壓增加。由公式可知，電容C不變，

?

U增加時，Q增加，二極管處于導通狀態(tài)，電容器充電，電容器帶電量?增=加?，故A錯誤；

B、閉合開關K時，帶電小球恰能在兩平行板間靜止，由平衡條件可知，小球受到的豎直向下的

重力mg和豎直向上的電場力Eq大小相等。由A分析可知，滑動變阻器R2的滑片向右移動，電

容器的電壓增加，由公式可知，U增加，板間距離d不變時，則板間場強E增加，則小球

?

受到的電場力增加，帶電小?=球將?向上加速運動，故B錯誤；

C、電容器的上金屬板向下平移一小段距離時，板間距離d減小，由公式可知，電容器

????

?=4???

的電容C增大，由公式可知，電容C增大，若U不變時，Q增加，二極管處于導通狀態(tài)，

?

?=

電容器充電。由公式可?知，U不變，d減小時，場強E增加，則小球受到的電場力增加，

?

帶電小球將向上加速運?動=，?故C錯誤；

D、電容器的上金屬板向上平移一小段距離，板間距d增大，由公式可知，d增大時，

????

?=4???

電容C減小，由公式可知，電容C減小，若U不變時，Q減小，流經(jīng)二極管的電流為負向

?

?=

電流，電容器不能放電，即?Q不變，則U增加。由公式，，聯(lián)立得

??????4???

可知，板間場強E不變，則小球受到的電場力不變，帶?電=小?球靜?止=不?動?，=故4?D??正確。?=????

故選：D。

【變式3-2】（2024?香坊區(qū)校級四模）在如圖所示的電路中，D是一只理想二極管，平行板電容器

AB內部有一帶電小球Q處于靜止狀態(tài)。閉合開關S，當滑動變阻器的滑動觸頭P滑動時，四個

理想電表的示數(shù)都發(fā)生變化。電流表A、電壓表V1、電壓表V2、電壓表V3的示數(shù)分別用I、U1、

U2和U3表示，它們的示數(shù)變化量的大小分別用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示。閉合開關S，下

列說法正確的是（）

A．當滑動變阻器的滑動觸頭P向下滑動時，I變小、U2變大，U3變小、帶電小球Q向下運動

B．當滑動變阻器的滑動觸頭P向上滑動時，不變，減小

??1??2

C．若滑動變阻器的滑動觸頭P不動時，當兩極??板A和B?稍?錯開一些（兩極板仍平行），Q仍靜

止不動

D．若滑動變阻器的滑動觸頭P不動時，當兩極板A和B的間距稍增大一些（兩極板仍平行），Q

仍靜止不動

【解答】解：A、當滑動變阻器的滑動觸頭向下滑動時，其接入電路的電阻變大，外電路總電阻

變大，則I變小，U1變小。

由閉合電路歐姆定律得

U2＝E﹣I（R1+r）

U3＝E﹣Ir

可知U2變大，U3變大。

U1變小，電容器板間電壓減小，電容器要放電，但由于A板帶正電，B板帶負電，二極管具有

單向導電性，所以電容器不能放電，則電容器的帶電量不變，板間場強不變，帶電小球Q受到的

電場力不變，則Q仍靜止不動，故A錯誤；

B、當滑動變阻器的滑動觸頭P向上滑動時，R1，不變

??1

=

由閉合電路歐姆定律得??

U2＝E﹣I（R1+r）

可得R1+r，不變，故B錯誤；

??2

=

??

C、若滑動變阻器的滑動觸頭P不動時，當兩極板A和B稍錯開一些，兩極板正對面積減小，電

容器的電容C減小，而電容器的電壓不變，由Q＝CU知，電容器的帶電量將要減小，但由于二

極管單向導電性，所以電容器不能放電，帶電量Q不變。根據(jù)C、C、E可得電容

?????

器板間場強E，可知，電容器板間場強增大，所以Q受到的=電?場力=增4?大?，?Q將=向?上加速運

4???

=

動，故C錯誤；???

D、若滑動變阻器的滑動觸頭P不動時，當兩極板A和B的間距稍增大一些，電容器的電容C減

小，而電容器的電壓不變，由Q＝CU知，電容器的帶電量將要減小，但由于二極管單向導電性，

所以電容器不能放電，帶電量Q不變。根據(jù)E可知，電容器板間場強不變，Q所受的電場

4???

=

力不變，仍靜止不動，故D正確。???

故選：D。

【變式3-3】（2024?黃州區(qū)校級四模）如圖所示，在平行板電容器中固定一個帶負電質點P，電容器

下極板接地，電源電動勢和內阻分別為E和r，電流表和電壓表均視為理想電表，電壓表和電流

表示數(shù)為U和I。當滑動變阻器R4的滑片向b端移動時，下列說法正確的是（）

A．電壓表和電流表示數(shù)都變大

B．P質點的電勢能增加

C．R3消耗的電功率變大

D．電源的輸出功率一定減小

【解答】解：A、當滑動變阻器R4的滑片向b端移動時，其接入電路的電阻減小，電路的總電阻

減小，干路電流I增大，R3兩端電壓為U3＝E﹣I（R1+r），可知U3減小，通過R3的電流I3減小，

電流表示數(shù)為IA＝I﹣I3，I增大，I3減小，則IA增大，R2的電壓U2增大，電壓表示數(shù)為UV＝U3

﹣U2，U3減小，U2增大，則UV減小，故A錯誤；

B、電容器與R3并聯(lián)，兩者電壓相等，則知電容器板間電壓減小，板間場強減小，質點P所處位

置與下極板的電勢差減小，故此位置的電勢降低，因質點P帶負電，所以其電勢能增加，故B正

確；

C、R3兩端電壓減小，則R3消耗的電功率變小，故C錯誤；

D、由于不知道電源的內外電阻的關系，所以不能判斷電源的輸出功率如何變化，故D錯誤。

故選：B。

題型四：純電阻電路和非純電阻電路中的電功與電熱

【例4】（2024?浙江二模）華為在2023年10月發(fā)布了一款據(jù)稱可實現(xiàn)“一秒一公里”的全液冷超

級充電樁，其最大輸出電流為600A，充電電壓范圍為200V至1000V，并且該充電樁能根據(jù)很多

電動汽車車型的充電需求智能分配所需充電功率。某天，小振開著自己的某款電動汽車來這種充

電站體驗，其車總質量為1.6t，所用電池組規(guī)格為“360V，150A?h”（內阻不能忽略），車上顯示

屏顯示此次充電電量由30%充到80%用時10分鐘，本次充電共消費60元（充電樁計費規(guī)則為每

度電2元）。經(jīng)他幾天實測，顯示屏電量由80%下降到50%共行駛了120公里，已知他的車行駛

時的阻力為車重的0.02倍，則（）

A．充電樁上標識的“600kW”表示給各車充電時的平均功率

B．小振本次充電的平均功率約為300kW

C．小振本次充電的充電效率約為90%

D．小振汽車電機將電能轉化為機械能的效率約為40%

【解答】解：A．根據(jù)最大充電電流與最大充電電壓可知最大功率Pmax＝UmaxImax＝1000×600W

＝600kW。600kW指的是最大充電功率，由于“充電樁能根據(jù)很多電動汽車車型的充電需求智能

分配所需充電功率”，所以充電樁的平均充電功率必定小于最大功率，故A錯誤；

B．由電池容量是“360V，150A?h”可知，將電量由30%充至80%時，電池所儲存的電能：

7

W1＝360×150×3600×（80%﹣30%）J＝9.72×10J

充電的時間t＝10×60s＝600s

本次充電時的平均功率約為PW＝162kW，故B錯誤；

7

?9.72×10

=?=600

C．本次充電共消費60元，則充電效率約為1100%100%＝90%，故C

總7

?9.72×10

η=×=60×

正確；?2×1000×3600

D．電動車的牽引力F＝f＝kmg＝0.02×1.6×103×10N＝320N

機械效率約為266%，故D錯誤。

3

??320×120×10

故選：C。η=??=360×150×3600×(80%?50%)×100%=

【變式4-1】（2024?浙江二模）如圖為某國產(chǎn)新能源汽車銘牌，該車驅動電機的額定功率為80kW（輸

出功率），充電器的充電效率為90%，從零電量充到額定容量的80%，正常充電需要8h，超快充

狀態(tài)下僅需0.4h。下列說法正確的是（）

A．驅動電機正常工作時的電流約為231A

B．超快充時的電功率為正常充電時電功率的18倍

C．從零電量充80%的電需要消耗約72kW?h的電能

D．汽車在水平面加速過程中，若實際功率保持不變，則加速度增大

【解答】解：A．驅動電機正常工作時線圈內阻會產(chǎn)生熱量，驅動電機正常工作時的總功率不清

楚，故無法計算驅動電機正常工作時的電流，故A錯誤；

B．從零電量充到額定容量的80%，正常充電需要8h，超快充狀態(tài)下僅需0.4h，根據(jù)平均功率公

式

?

可?=知超?快充時的電功率為正常充電時電功率的20倍，故B錯誤；

C．從零電量充80%的電需要消耗約的電能為

電

80%??8?3

故?C=正確90；%=9×346×234×10????≈72????

D．根據(jù)瞬時功率公式可得汽車牽引力為

?

可?=知?汽車在水平面加速過程中，若實際功率保持不變，汽車牽引力減小，根據(jù)牛頓第二定律

F﹣f＝ma

可知加速度減小，故D錯誤。

故選：C。

【變式4-2】（2024?嘉興模擬）如圖所示是折疊電動自行車，該車使用說明書上部分參數(shù)如下表所示。

根據(jù)表中數(shù)據(jù)，該電動自行車（）

最高時速：約25km/h充電時間：約4h

車輪尺寸：14寸（直徑：35.56cm）充電器輸入電壓：AC220V50～60Hz

整車質量：24kg電力續(xù)航里程：70km

整車載重：150kg電池容量：14Ah

電機功率：300W工作電壓：48V

A．以最高時速行駛時車輪轉速約為39r/s

B．電池充滿電后所存儲電能約為2.4×106J

C．純電力行駛時所受地面和空氣的平均阻力約為34N

D．充電器輸入電流約為0.76A

【解答】解：A.設最高時速行駛時車輪的轉速為n，根據(jù)題意有

vm?2n

?

=π

代入2vm＝25km/h＝6.94m/s，d＝35.56cm＝0.3556m，得n＝6.22r/s，故A錯誤；

B.電池充滿電后存儲的能量為E＝qU＝14×3600×48J＝2419200J≈2.4×106J，故B正確；

C.電車以最大速度行駛時所受地面平均阻力fN＝43.2N，故C錯誤；

?300

=?=

D.充電器的輸入電流IA＝3.5A，故D錯?誤。6.94

?14

故選：B。=?=4

【變式4-3】（多選）（2024?青羊區(qū)校級模擬）直流電動機在生產(chǎn)生活中有著廣泛的應用。同學們?yōu)?/p>

了研究直流電動機的機械效率（有用功率與總功率的百分比）問題，設計了如圖甲所示的電路，

一內阻為r1＝1直流電動機M和規(guī)格為“6V，6W”的指示電燈L并聯(lián)之后接在電動勢為E＝8V，

內阻r2＝0.5的Ω直流電源上。閉合開關S，電動機和指示燈均正常工作，在提升物體過程中，如

圖乙所示。則Ω下列說法正確的是（）

A．流過電動機的電流為3A

B．該電源的效率為60%

C．電動機的輸出功率為15W

D．用該電動機可將重為7.5N的物體以0.6m/s的速度勻速提升，則電動機工作的機械效率為25%

【解答】解：A．根據(jù)題意，指示燈正常工作時，流過指示燈的電流為IL，由公式P＝UI可得：

??

??=

其中?U?L＝6V，PL＝6W

代入數(shù)據(jù)得：IL＝1A

設干路電流為I，由閉合回路歐姆定律得：

UL＝E﹣Ir2

解得：I＝4A

則流過電動機的電流為：

IM＝I﹣IL

IM＝3A

故A正確；

B.該電源的效率為：

100%

2

?????2

代?=入數(shù)據(jù)??得：×＝75%

故B錯誤；η

C．電動機的輸出功率為：

出

2

?=????????1

其中UM＝6V

代入數(shù)據(jù)得：P出＝9W

故C錯誤；

D．用該電動機可將重為7.5N的物體以0.6m/s的速度勻速提升，繩子的拉力和物體的重力相等，

根據(jù)能量轉化和守恒定律得，電動機的有用功率為

P有＝Gv

其中G＝7.5N，v＝0.6m/s

代入數(shù)據(jù)得：P有＝4.5W

則電動機工作的機械效率為：

有

?

代?=入?數(shù)?據(jù)??得×：100＝%25%

故D正確。η

故選：AD。

1.（2024?鎮(zhèn)海區(qū)校級模擬）如圖甲所示，杭州亞運村啟用一款公共座椅，該座椅安裝了嵌入式無

線充電器，其無線充電功能支持多種充電協(xié)議。充電器下方銘牌如圖乙所示，下列說法正確的

是（）

A．該充電器以最大輸出功率輸出時，輸出電壓為21V

B．交流供電電路中電壓偶有波動，該充電器允許輸入電壓的峰值為240V

C．某電池容量為5000mAh，使用5V﹣3A協(xié)議充電，電池由完全耗盡到充滿，大約需要1.7h

D．某電池容量為5000mAh，使用5V﹣3A協(xié)議充電，電池由完全耗盡到充滿，無線充電器輸出

的電能為9000J

【解答】解：A、根據(jù)輸出功率P＝UI可知，充電器最大輸出功率為65W，對應的是“20V﹣3.25A”

輸出，即輸出電壓為20V，故A錯誤；

B、由圖乙可知，充電器輸入最大電壓有效值為240V，對應峰值為U