2020版物理浙江高考选考一轮复习讲义：选修3-1第七章第2讲电路　闭合电路欧姆定律

第2讲　电路　闭合电路欧姆定律

知识排查
电阻的串联、并联

串联电路
并联电路
电路图


基本特点

电压
U＝U1＋U2＋U3
U＝U1＝U2＝U3
电流
I＝I1＝I2＝I3
I＝I1＋I2＋I3
总电阻
R总＝R1＋R2＋R3
＝＋＋
功率分配
＝＝…＝
P1R1＝P2R2＝…＝PnRn
闭合电路的欧姆定律
1.基本概念、规律

2.路端电压与外电阻的关系
一般情况
U＝IR＝R＝，当R增大时，U增大
特殊情况
当外电路断路时，I＝0，U＝E；当外电路短路时，I短＝，U＝0
3.路端电压跟电流的关系
(1)关系式：U＝E－Ir。
(2)用图象表示如图1所示，其中纵轴截距为电动势，横轴截距为短路电流，斜率的绝对值为内阻。

图1
小题速练
1.思考判断
(1)闭合电路中的电流跟电源电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比(　　)
(2)当外电阻增大时，路端电压也增大(　　)
(3)闭合电路中的短路电流无限大(　　)
(4)电动势的单位跟电压的单位一致，所以电动势就是两极间的电压(　　)
(5)电动势就等于电源两极间的电压(　　)
(6)闭合电路中外电阻越大，路端电压越小(　　)
(7)在闭合电路中，外电阻越大，电源的输出功率越大(　　)
(8)电源的输出功率越大，电源的效率越高(　　)
答案　(1)√　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×　(7)×　(8)×
2.[人教选修3－1·P63·T1]一个电源接8 Ω 电阻时，通过电源的电流为0.15 A，接13 Ω电阻时，通过电源的电流为0.10 A，则电源的电动势和内阻分别为(　　)
A.2 V　1.5 Ω　　 B.1.5 V　2 Ω
C.2 V　2 Ω　　　 D.1.5 V　1.5 Ω
解析　由闭合电路欧姆定律得
E＝I1(R1＋r)，E＝I2(R2＋r)
代入数据联立得r＝2 Ω，E＝1.5 V。
答案　B
3.[人教选修3－1·P52·T4改编]如图2是有两个量程的电压表，当使用a、b两个端点时，量程为0～10 V，当使用a、c两个端点时，量程为0～100 V。已知电流表的内阻Rg为500 Ω，满偏电流Ig为1 mA，则电阻R1、R2的值(　　)

图2
A.9 500 Ω　90 000 Ω
B.90 000 Ω　9 500 Ω
C.9 500 Ω　9 000 Ω
D.9 000 Ω　9 500 Ω
解析　接a、b时，由串联电路特点有R总＝R1＋Rg＝得R1＝－Rg＝9 500 Ω。接a、c时，同理有R总′＝R1＋R2＋Rg＝得R2＝－Rg－R1＝90 000 Ω。
答案　A

　串联和并联电路
1.几个有用的结论
(1)串联电路的总电阻大于电路中任意一个电阻，电路中任意一个电阻变大时，总电阻变大。
(2)并联电路的总电阻小于电路中任意一个电阻，任意一个电阻变大时，总电阻变大。
(3)某电路中无论电阻怎样连接，该电路消耗的电功率P总等于各个电阻消耗的电功率之和。
2.电表的改装
(1)电压表和电流表的电路结构

图3
(2)压表的分压原理：U＝Ug＋UR，＝＝Ig，
R＝＝。
(3)电流表的分流原理：I＝Ig＋IR，U＝IgRg＝IRR，
R＝＝。
【典例】　有两个相同的灵敏电流计，允许通过的最大电流(满偏电流)为Ig＝1 mA，表头电阻Rg＝20 Ω，若改装成一个量程为0～3 V的电压表和一个量程为0～0.6 A的电流表应分别(　　)
A.串联一个2 980 Ω的电阻和并联一个0.033 Ω的电阻
B.并联一个2 990 Ω的电阻和串联一个0.033 Ω的电阻
C.串联一个2 970 Ω的电阻和并联一个0.05 Ω的电阻
D.并联一个2 970 Ω的电阻和串联一个0.05 Ω的电阻
解析　若改装成一个量程为0～3 V的电压表需串联一个分压电阻，由U＝Ig(R＋Rg)得，所串联的分压电阻阻值R＝2 980 Ω。若改装成一个量程为0～0.6 A的电流表需并联一个分流电阻，由IgRg＝(I－Ig)R得，所并联的分流电阻阻值R≈0.033 Ω。故A选项正确。
答案　A

1.如图4所示电路，开关S断开和闭合时电流表示数之比是1∶3，则可知电阻R1和R2之比为(　　)

图4
A.1∶3 B.1∶2 C.2∶1 D.3∶1
解析　开关闭合时电路中只有电阻R2，根据欧姆定律可得I＝，开关断开时电路中两电阻串联，根据欧姆定律可得I′＝，则＝，解得R1∶R2＝2∶1。选项C正确。
答案　C
2.用两个相同的小量程电流表，分别改装成了两个量程不同的大量程电流表A1、A2，若把A1、A2分别采用串联或并联的方式接入电路，如图5所示，则闭合开关后，下列有关电表的示数和电表指针偏转角度的说法正确的是(　　)

图5
A.图(a)中的A1、A2的示数相同
B.图(a)中的A1、A2的指针偏角相同
C.图(b)中的A1、A2的示数和偏角都不同
D.图(b)中的A1、A2的指针偏角相同
解析　大量程电流表是小量程电流表并联一适当小的分流电阻改装而成的。当A1、A2并联时，由于A1、A2的电阻不同，通过A1、A2的电流不等，A1、A2的示数不同。但通过每个小量程电流表的电流相同，故指针偏角相同，A错误，B正确；当A1、A2串联时，通过A1、A2的电流相同，故示数相同，但A1、A2的量程不同，故指针偏角不同，C、D错误。
答案　B
　闭合电路欧姆定律及动态分析
电路动态分析的方法
(1)程序法：电路结构的变化→R的变化→R总的变化→I总的变化→U端的变化→固定支路→支路的变化。
(2)极限法：即因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题，可将滑动变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论。
【典例】　(2018·河北石家庄模拟)如图6所示电路中，L1、L2为两只完全相同、阻值恒定的灯泡，R为光敏电阻(光照越强，阻值越小)。闭合电键S后，随着光照强度逐渐增强(　　)

图6
A.L1逐渐变暗，L2逐渐变亮
B.L1逐渐变亮，L2逐渐变暗
C.电源内电路消耗的功率逐渐减小
D.光敏电阻R和L1消耗的总功率逐渐增大
解析　当光照增强时，光敏电阻的阻值减小，电路的总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可得，电路中总电流增大，则L2逐渐变亮，U内＝Ir增大，由U＝E－Ir可知，路端电压减小，L2两端的电压增大，则L1两端的电压减小，故L1逐渐变暗，故选项A正确，B错误；电路中总电流增大，由P＝I2r知电源内电路消耗功率逐渐增大，故选项C错误；将L2看成电源内电路的一部分，光敏电阻R和L1消耗的总功率是等效电源的输出功率，由于等效电源的内阻大于外电阻，所以当光敏电阻的阻值减小，即外电阻减小时，等效电源的内、外电阻相差更大，输出功率减小，则光敏电阻R和L1消耗的总功率逐渐减小，故选项D错误。
答案　A

1.如图7所示的电路，闭合电键S，待电路中的电流稳定后，减小R的阻值，则(　　)

图7
A.电流表的示数减小
B.电压表的示数减小
C.电阻R2两端的电压减小
D.路端电压增大
解析　题图中的电路结构是R1与R先并联，再与R2串联，故R↓→R总↓→I干↑→U内↑→U外↓。R2两端电压U2＝I干R2，U2增大，所以R与R1的并联电压减小，读数减小，A、C、D错误，B项正确。
答案　B
2.如图8所示电路，电源内阻不能忽略。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，下列判断正确的是(　　)

图8
A.电压表和电流表的示数之比不变
B.电压表和电流表的示数之比不变
C.电压表示数变大，电流表示数变大
D.电压表示数变小，电流表示数变小
解析　两个定值电阻和滑动变阻器串联，电压表测量定值电阻R1两端的电压，电压表测量滑动变阻器R2和另一个定值电阻R3两端的电压；滑动变阻器的滑片P向右滑动，滑动变阻器接入电路的阻值变大，定值电阻R1阻值不变，电压表和电流表的示数之比是定值电阻R1的阻值，所以电压表和电流表的示数之比不变，电压表和电流表的示数之比等于R2＋R3，R2变大，所以电压表和电流表的示数之比变大，A正确，B错误；电路的总阻值R变大，根据闭合电路欧姆定律可知，电路电流变小，电流表示数变小，电压表测量的R1两端电压变小，即电压表示数变小，因为串联电路中路端电压等于各个用电器两端的电压之和，电源电动势不变，内阻和R1两端电压都变小，所以电压表示数变大，故C、D错误。
答案　A
3.如图9所示，电路中R1、R2均为可变电阻，电源内阻不能忽略，平行板电容器C的极板水平放置。闭合电键S，电路达到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动。如果仅改变下列某一个条件，油滴仍能静止不动的是(　　)

图9
A.增大R1的阻值 B.增大R2的阻值
C.增大两板间的距离 D.断开电键S
解析　在直流电路中，R2与电容器串联的支路不通，因此电容器两端的电压等于R1两端的电压，增大R1的阻值，R1两端的电压增大，电容器两端的电压增大，由E＝可知，电容器两极板间的电场强度增大，因此板间带电油滴受到的电场力增大，会向上运动，选项A错误；增大R2的阻值，不改变电路中的总电阻，不改变R1两端的电压，因此电容器中的油滴仍保持静止，选项B正确；增大两板间的距离，而电容器的两板间的电压一定，由E＝可知，板间的场强减小，油滴受到的电场力减小，油滴会向下运动，选项C错误；断开电键S，电容器会通过R1、R2放电，使板间场强减小，油滴会因受到的电场力减小而向下运动，选项D错误。
答案　B
　电源的功率和效率问题
电源的功率和效率
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

电源的效率
任意电路：η＝×100%＝×100%
纯电阻电路：η＝×100%
【典例】　如图10所示，已知电源电动势为6 V，内阻为1 Ω，保护电阻R0＝0.5 Ω，则当保护电阻R0消耗的电功率最大时，这个电阻箱R的读数和电阻R0消耗的电功率的最大值为(　　)

图10
A.1 Ω　4 W B.1 Ω　8 W
C.0 　8 W D.0.5 Ω　8 W
解析　保护电阻消耗的功率为P0＝，因R0和r是常量，而R是变量，所以R最小时，P0最大，即R＝0时，P0max＝＝ W＝8 W。故选项C正确。
答案　C
【拓展延伸1】　若【典例】中的条件不变，则当电阻箱R的读数为多少时，电阻箱R消耗的功率PR最大且这个最大值为(　　)
A.1 Ω　6 W B.0.5 Ω　8 W
C.1 Ω　1.5 W D.1.5 Ω　6 W
解析　这时要把保护电阻R0与电源内阻r看成整体，等效为电源内阻(r＋R0)，据以上结论，当R＝r＋R0＝(1＋0.5) Ω＝1.5 Ω时，PRmax＝＝ W＝6 W。故选项D正确。
答案　D
【拓展延伸2】　在【典例】中，若电阻箱R的最大值为3 Ω，R0＝5 Ω，则当电阻箱R读数为多少时，电阻箱R的功率最大且这个最大值为(　　)
A.3 Ω　4 W B.2 Ω　 W
C.3 Ω　 W D.1 Ω　4 W
解析　把R0＝5 Ω当作电源内阻的一部分，则等效电源内阻r等为6 Ω，而电阻箱R的最大值为3 Ω，小于6 Ω，电阻箱R消耗的功率P＝()2R＝，则不能满足R＝r等，当电阻箱R的电阻取最大值3 Ω时，R消耗功率最大，最大值为P＝()2R＝ W。故选项C正确。
答案　C
【拓展延伸3】　若【典例】中的条件不变，则电源的最大输出功率为(　　)
A.3 W B.4 W C.5 W D.9 W
解析　由电功率公式P出＝()2R外＝，
当R外＝r时，P出最大，即R＝r－R0＝0.5 Ω时，P出max＝＝ W＝9 W。故选项D正确。
答案　D
【拓展延伸4】　将一电源与一电阻箱连接成闭合回路，测得电阻箱所消耗功率P随电阻箱读数R变化的曲线如图11所示，由此可知(　　)

图11
A.电源最大输出功率可能大于45 W
B.电源内阻一定等于5 Ω
C.电源电动势为45 V
D.电阻箱所消耗功率P最大时，电源效率大于50%
解析　由于题述将一电源与一电阻箱连接成闭合回路，电阻箱所消耗功率P等于电源输出功率。由电阻箱所消耗功率P随电阻箱读数R变化的曲线可知，电阻箱所消耗功率P最大为45 W，所以电源最大输出功率为45 W，选项A错误；由电源输出功率最大的条件可知，电源输出功率最大时，外电路电阻等于电源内阻，所以电源内阻一定等于5 Ω，选项B正确；由电阻箱所消耗功率P最大值为45 W可知，此时电阻箱读数为R＝5 Ω，电流I＝＝3 A，电源电动势E＝I(R＋r)＝30 V，选项C错误；电阻箱所消耗功率P最大时，电源效率为50%，选项D错误。
答案　B

解决最大功率问题的两点注意
(1)解决最大功率问题时，要弄清是定值电阻还是可变电阻的最大功率，定值电阻的最大功率用P＝I2R＝分析，可变电阻的最大功率用等效电源法求解。
(2)电源输出功率最大时，效率不是最大，只有50%。
　两类U－I图象的比较和应用
两类图象的比较

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I短＝
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
外电阻大小

1.如图12所示为两个不同闭合电路中两个不同电源的U－I图象，则下列说法中正确的是(　　)

图12
A.电动势E1＝E2，短路电流I1＜I2
B.电动势E1＝E2，内阻r1＞r2
C.电动势E1＞E2，内阻r1＜r2
D.当两电源的工作电流变化量相同时，电源2的路端电压变化较大
解析　由题图可知两电源的U－I图线交纵轴于一点，则说明两电源的电动势相同；交横轴于两不同的点，很容易判断电源1的短路电流大于电源2的短路电流，则A项错误；又由两图线的倾斜程度可知图线2的斜率的绝对值大于图线1的斜率的绝对值，即电源2的内阻大于电源1的内阻，则可知B、C项错误；由图象可判断当两电源的工作电流变化量相同时，电源2的路端电压的变化量大于电源1的路端电压的变化量，可知D项正确。
答案　D
2.如图13所示是某电源的路端电压与电流的关系图象，下列结论正确的是(　　)

图13
A.电源的电动势为5.0 V
B.电源的内阻为12 Ω
C.电源的短路电流为0.5 A
D.电流为0.3 A时的外电阻是18 Ω
解析　当电流为零时，路端电压等于电源电动势，由此可知电源的电动势为6.0 V，选项A错误；图线的斜率表示电源内阻r＝ Ω＝2 Ω，选项B错误；只有当路端电压为零时的电流才是短路电流，由于图象纵坐标原点没有从零开始，因此图线与横轴交点不是短路电流，选项C错误；当电流为0.3 A时，由闭合电路欧姆定律I＝知R＝－r＝ Ω－2Ω＝18 Ω，选项D正确。
答案　D
3.如图14所示直线A为某电源的U－I图线，曲线B为某小灯泡L1的U－I图线的一部分，用该电源和小灯泡L1串联起来组成闭合回路时灯泡L1恰能正常发光，则下列说法中正确的是(　　)

图14
A.此电源的内电阻为 Ω
B.灯泡L1的额定电压为3 V，额定功率为6 W
C.把灯泡L1换成阻值恒为1 Ω的纯电阻，电源的输出功率将变小
D.由于小灯泡L1的U－I图线是一条曲线，所以灯泡发光过程中欧姆定律不适用
解析　由图象知，电源的内阻为r＝＝ Ω＝0.5 Ω，A错误；因为灯L1正常发光，故灯L1的额定电压为3 V，额定功率为P＝UI＝3×2 W＝6 W，B正确；正常工作时，灯L1的电阻为R1＝＝1.5 Ω，换成R2＝1 Ω的纯电阻后，该电阻更接近电源内阻r，故电源的输出功率将变大，C错误；虽然灯泡L1的U－I图线是一条曲线，但由于小灯泡为纯电阻，所以欧姆定律仍适用，D错误。
答案　B

科学思维——电路故障问题的处理方法
1.故障特点
(1)断路特点：断路部分电路中电流为零，而电压不为零。因此，若外电路中某两点间电压不为零，电流为零，则两点间有断点，而这两点与电源的两极之间无断点。
(2)短路特点：表现为有电流通过而某元件两端电压为零。
2.故障分析方法
(1)电表检测法
仪器：电压表——测串联电路；电流表——测并联电路；欧姆表——测某部分电阻。优先考虑使用电压表。
①电压表检测：条件——电源与外电路接通
方法：A.测电源两端电压
B.测各部分电压：
②欧姆表检测：条件——电源与外电路断开
方法：用欧姆表与各部分连接
(2)分析判断法：根据题给现象或直接分析判断，或作相应假设后分析应该出现的现象，然后与实际情况相对比，由对比结果再确定故障点或故障类型。
类型1　电表测量法
【例1】　二极管具有单向导电性，当正极接电源正极(正接)时二极管导通(电流可以通过二极管，且二极管的阻值很小，可忽略)，当负极接电源正极(反接)时二极管截止(阻值很大，电流为零)。为了验证二极管的这一特性，将其接入如图15所示电路cd之间的D处，闭合开关时灯不亮。经初步检查各接线均牢固正确，为了确定电路故障的位置，四位同学各自进行了以下操作

图15

操作步骤
现象
1
S闭合，多用电表调至电压挡，红表笔接a，黑表笔分别接b、c、d、e
示数分别为0、0、6 V、6 V
2
S闭合，断开导线bc的c端，用c端分别接d、e、f
灯泡均亮
3
S断开，多用电表调至欧姆挡，红表笔接c，黑表笔接d
指针有大角度偏转
4
S断开，多用电表调至欧姆挡，红表笔接d，黑表笔接c
指针有微小偏转
由此可判断(　　)
A.同学1的操作说明故障在a、b之间
B.同学2的操作说明故障在b、c之间
C.根据同学1、3的操作即可判断故障的原因是二极管正、负极接错
D.根据同学2、4的操作即可判断故障的原因是二极管已损坏断开
解析　同学1的操作结果中，电压为零的点为b、c，黑表笔与电源是断开的，电压为6 V的点d、e与电源是相通的，说明故障只在c、d之间，选项A错误；同学2的操作结果与同学1相同，选项B错误；同学3的操作说明二极管的正极接在d点，被反接了，结合同学1的结果可以判断故障原因是二极管正、负极接错，选项C正确；由于二极管正、负极接错，同学4的操作测定的是二极管的反向电阻，应该很大，并不能表明二极管已损坏断开，选项D错误。
答案　C
类型2　现象判断法
【例2】　在如图16所示的电路中，闭合开关S后，L1、L2两灯泡都正常发光，后来由于某种故障使L2突然变亮，电压表读数减小，由此推断，该故障可能是(　　)

图16
A.L1灯丝烧断 B.电阻R2断路
C.电阻R2短路 D.电容器被击穿短路
解析　若L1灯丝烧断，则总电阻增大，总电流减小，L2两端电压减小，L2变暗，选项A错误；若R2断路，则总电阻增大，电压表读数增大，总电流减小，L1与R1并联部分两端的电压减小，故L2两端的电压增大，L2变亮，选项B错误；若电阻R2短路，则通过L2的电流为零，L2不亮，选项C错误；若电容器被击穿短路，则电路总电阻减小，路端电压减小，总电流增大，L2变亮，选项D正确。
答案　D
活页作业
(时间：30分钟)
A组　基础过关
1.如图1所示，关于闭合电路下列说法正确的是(　　)

图1
A.电源正、负极被短路时，电流很大
B.电源正、负极被短路时，电压表示数最大
C.外电路断路时，电压表示数为零
D.外电路电阻增大时，电压表示数减小
解析　电源被短路时，电源电流为I＝，由于电源内阻很小，故电流很大，故选项A正确；电源被短路时，外电阻R＝0，电源电流为I＝，故电压表示数为U＝IR＝0，故选项B错误；外电路断路时，外电阻R―→∞，故电压表示数为U＝E，故选项C错误；电压表示数为U＝，外电路电阻R增大时，电压表示数也增大，故选项D错误。
答案　A
2.电子产品制作车间里常常使用电烙铁焊接电阻器和电容器等元件，技术工人常将电烙铁和一个灯泡串联使用，灯泡还和一只开关并联，然后再接到电源上(如图2所示)，下列说法正确的是(　　)

图2
A.开关接通时比开关断开时消耗的总电功率大
B.开关接通时，灯泡熄灭，只有电烙铁通电，可使消耗的电功率减小
C.开关断开时，灯泡发光，电烙铁也通电，消耗的总功率增大，但电烙铁发热较少
D.开关断开时，灯泡发光，可供在焊接时照明使用，消耗总功率不变
解析　开关接通时，灯泡被短路，灯泡熄灭，电路的总电阻变小，电路的总功率P＝变大，电烙铁的功率变大。
答案　A
3.电阻R1和R2并联在电路中时，设R1、R2两端的电压为U1、U2，R1、R2中的电流强度分别为I1、I2，则(　　)
A.U1∶U2＝R1∶R2 B.U1∶U2＝R2∶R1
C.I1∶I2＝R1∶R2 D.I1∶I2＝R2∶R1
解析　根据并联规律可知，并联部分电压相同，选项A、B错误；据I＝，得＝，选项C错误，D正确。
答案　D
4.白炽灯的灯丝断了以后，轻摇灯泡，有时可将断了的灯丝搭上，若将这只灯泡再接入电路中，其亮度与原来相比(　　)
A.亮些 B.暗些
C.一样亮 D.都有可能
解析　白炽灯的灯丝断了以后，轻摇灯泡，将断了的灯丝搭上，此时灯丝变短，电阻变小，若将这只灯泡再接入电路中，根据P＝可知，电功率变大，则灯泡变得更亮，故选项A正确。
答案　A
5.如图3所示，电源电动势为6 V，当开关S接通时，灯泡L1和L2都不亮，用电压表测得各部分电压是Uad＝0，Ucd＝6 V，Uab＝6 V，由此可判定(　　)

图3
A.L1和L2的灯丝都断了
B.L1的灯丝断了
C.L2的灯丝断了
D.变阻器R断路
解析　根据电路发生断路的特点可以判断。因Uab＝6 V则说明电源没有问题，是外电路出现故障，而Ucd＝6 V，则说明L1、R完好，又Uad＝0，则说明L2的灯丝断了，故选项C正确。
答案　C
6.一电池外电路断开时的路端电压为3 V，接上8 Ω的负载电阻后路端电压为2.4 V，则可以判定电池的电动势E和内电阻r为(　　)
A.E＝2.4 V，r＝1 Ω B.E＝3 V，r＝2 Ω
C.E＝2.4 V，r＝2 Ω D.E＝3 V，r＝1 Ω
解析　外电路断开时的路端电压就等于电源电动势，即E＝3 V；接上负载电阻后E＝U外＋U内，U外＝IR＝2.4 V，则I＝0.3 A，U内＝E－U外＝0.6 V，即Ir＝0.6 V，由此得r＝2 Ω。
答案　B
7.将一块内阻为600 Ω，满偏电流为50 μA的电流表G改装成量程为3 V的电压表，应该(　　)
A.串联一个60.0 kΩ的电阻
B.并联一个60.0 kΩ的电阻
C.串联一个59.4 kΩ的电阻
D.并联一个59.4 kΩ的电阻
解析　改装电压表需要串联一个电阻分压，选项B、D错误；根据欧姆定律可知：R＋Rg＝，解得R＝59.4 kΩ，选项C正确。
答案　C
8.如图4所示，电源电动势为12 V，电源内阻为1.0 Ω，电路中的电阻R为1.5 Ω，小型直流电动机M的内阻为0.5 Ω，闭合开关S后，电动机正常转动时，电流表的示数为2.0 A。则以下判断中正确的是(　　)

图4
A.电动机的输出功率为14.0 W
B.电源输出的电功率为20.0 W
C.电动机产生的热功率4.0 W
D.电动机两端的电压为5.0 V
解析　电流表示数I＝2 A，电动机电压U＝E－I(R＋r)＝7 V，选项D错误；电动机消耗的电功率P＝UI＝14 W，电动机发热的功率P热＝I2r′＝2 W，电动机输出功率P机＝P－P热＝12 W，选项A、C错误；电源的输出电功率P出＝U端I＝(E－Ir)I＝20 W，对照选项B正确。
答案　B
9.如图5是某同学连接的实验实物图，开关闭合后A、B灯都不亮，他采用以下方法进行故障检查。
选用量程为10 V的已校准的电压表进行检查，测试结果如下表所示。根据测试结果，可判断故障是(　　)

测试点
电压示数
a、b
有示数
b、c
有示数
c、d
无示数
d、f
有示数
A.灯A短路 B.灯B短路
C.cd段断路 D.df段断路
解析　由题表条件可知，d、f间有示数，则d—c—a—干电池—b—f间无断路，又因为c、d间无示数，故d、f段断路，选项D正确；若灯A短路或灯B短路，不会造成A、B灯都不亮，选项A、B错误；若cd段断路，则d、f间不会有示数，选项C错误。
答案　D
10.(2018·浙江嘉兴一中期末)现象一：傍晚用电多的时候，灯光发暗，而当夜深人静时，灯光特别明亮；现象二：在插上电炉等大功率电器时，灯光会变暗，拔掉后灯光马上亮了起来。下列说法正确的是(　　)
A.两个现象都可以用闭合电路欧姆定律来解释
B.两个现象都可以用电阻定律R＝来解释
C.现象二是因为电炉等大功率电器的电阻都比较大引起的
D.现象一是因为夜深人静时，周围比较黑，突显出灯光特别明亮
解析　由于大多数用电器都是并联的，当傍晚用电多的时候或者插上电炉等功率大的用电器时，干路上的总电流会变大，这时候导线上的电压损失就会增加，当变压器供给用户电压一定的情况下，会使得用户得到的电压减小，所以电灯就会发暗；而当夜深人静时，用户用电器减少或者拔掉电炉、电暖气等功率大的用电器时，干路上的总电流会减小，这时候导线上的电压损失就会减小，用户得到的电压增大，所以电灯就会明亮，所以两个现象都可以用闭合电路欧姆定律来解释，故A正确，D错误；两个现象无法用电阻定律R＝来解释，故B错误；电炉等大功率电器的电阻都比较小，故C错误。
答案　A
B组　能力提升
11.(多选)(2018·浙江杭州市高三期末)许多人造卫星都用太阳能电池供电，太阳能电池由许多片电池板组成、某电池板不接负载时电压是600 μV，短路电流是30 μA，下列说法正确的是(　　)
A.该电池板电动势约为600 μV
B.该电池板内阻约为20 Ω
C.该电池板最大输出功率为4. 5×10－9 W
D.该电池板最大输出效率为50%
解析　电池板不接负载时电压是600 μV，即电池的电动势为600 μV，故A正确；电池板内阻约为 Ω＝20 Ω，故B正确；电池最大输出功率即外电阻与内阻相等时，Pmax＝＝ W＝4.5×10－9 W，故C正确；根据η＝＝＝＝＝＝可知，R越大，效率越高，故D错误。
答案　ABC
12.(2018·浙江金华十校期末)智能手机耗电量大，移动充电宝应运而生，它是能直接给移动设备充电的储能装置。充电宝的转化率是指充电宝放电总量占充电宝容量的比值，一般在0.60～0.70之间。如图6为某一款移动充电宝，其参数见下表，下列说法正确的是(　　)

图6
容量
20 000 mA·h
兼容性
所有智能手机
边充边放
否
保护电器
是
输入
DC5V3AMAX
输出
DC5V0.1A～2.5A
尺寸
156*82*22 mm
转化率
0.60
产品名称
索杨SY10～200
重量
约430 g
A. 充电宝充电时将电能转化为内能
B. 该充电宝最多能储存能量为3.6×106 J
C. 该充电宝电量从零到完全充满电的时间约为2 h
D. 该充满电的充电宝给电量为零、容量为3 000 mA·h的手机充电，理论上能充满4次
解析　充电宝充电时将电能转化为化学能，不是内能，故A错误；该充电宝的容量为q＝20 000 mA·h＝20 000×10－3×3 600 C＝7.2×104 C；该电池的电动势为5 V，所以充电宝储存的能量E＝qE电动势＝5×7.2×104 J＝3.6×105 J，故B错误；以2 A的电流从零到完全充满电的时间t＝＝ s＝3.6×104 s＝10 h，故C错误；由于充电宝的转化率是0.6，所以可以释放的电能为20 000 mA·h×0.6＝12 000 mA·h，给容量为3 000 mA·h的手机充电的次数n＝＝4次，故D正确。
答案　D
13.(2018·金华市十校联考)电动自行车已成为人们出行的重要交通工具，下表为某辆电动自行车的铭牌上给出的技术参数。根据表中数据可以得出(取g＝10 m/s2)(　　)
规格
后轮驱动直流电动机
车型
26英寸
额定输出功率
160 W
整车质量
40 kg
额定电压
40 V
最大载量
120 kg
额定电流
5 A
水平路面额定功率下满载行驶最大速度
10 m/s
A.电动机在正常工作时的输入功率为40 W
B.水平路面上额定功率下且满载最大速度行驶过程中，电动自行车所受阻力为20 N
C.在额定电压下，电动机突然卡死时，电动机的总功率为200 W
D.电动自行车在额定功率情况下正常行驶1小时消耗电能为7.2×105 J
解析　电动机在正常工作时的输入功率为
P＝UI＝40×5 W＝200 W，故A错误；
当牵引力等于阻力时，速度达到最大，
则P出＝Ffv，解得Ff＝＝ N＝16 N，故B错误；
电动机的内阻r＝＝ Ω＝1.6 Ω，
在额定电压下，电动机突然卡死时，电动机的总功率为
P＝＝ W＝1 000 W，故C错误；
电动自行车在额定功率情况下正常行驶1小时消耗电能为W＝Pt＝7.2×105 J，故D正确。
答案　D