《2022届高三物理二轮重难点突破（北京专用）》专题08 电路及其能量分析（解析版）

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高三专题复习 08：电路及其能量分析

1. 基本应用

闭合电路中，电源电动势等于闭合回路内、外电势降落之和，即

E=U外+U内=U+Ir

．

①　若有非纯电阻元件（如电动机），则

U>IR

（电动机转动过程中导体切割磁感线产生反电动势）；

②　若为纯电阻电路，则

U=IR

，电流做功全部转化为热量．

此外，若外电路断开，则回路中无电流（I＝0），路端电压等于电源电动势（U＝E）；若外电路短路

时（R＝0），此时短路电流

I=E

．

【例1】图甲表示某金属丝的电阻 R随摄氏温度变化的情况．把这段金属丝与电池、电流表串联起来（图

乙），用这段金属丝做测温探头，把电流表的刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简易温度计．下列

说法正确的是（）

A. tA应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是线性关系

B. tA应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是非线性关系

C. tB应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是线性关系

D. tB应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是非线性关系

【答案】B

【考点】闭合回路欧姆定律，传感器

【解析】本题考察电路的基本应用，结合题中信息根据闭合回路欧姆定律列方程即可．

根据图甲可知，金属丝电阻与温度线性相关，即符合

R=kt+b

；根据闭合回路欧姆定律，

I=E

R+r=E

(kt +b)+r

，故电流与温度之间关系并非一次函数，即为非线性关系，而当温度升高时，电流减

小，即温度较高的 tB应标在电流较小刻度上；综上所述，B正确．

【例2】图甲是某实验小组的同学通过实验作出的电源 E的路端电压 U与电流 I的关系图像，图乙是该实

验小组的同学通过实验作出的小灯泡 L的I－U图像．下列说法中正确的是（）

A. 电源 E的电动势约为 3.0V

B. 电源 E的内阻约为 12.5Ω

C. 电源 E的路端电压为 2.0V 时，电源效率约为 50%

D. 将小灯泡 L接在电源 E两端组成闭合回路，此时小灯泡消耗的功率约为 0.23W

【答案】AD

【考点】闭合回路欧姆定律，伏安特性曲线

【解析】本题考察电源和负载伏安特性曲线的分析方法，注意两曲线交点为工作点：

A、B选项：由闭合电路的欧姆定律 U＝E－Ir，结合电源的 U－I图像可知，图像的纵截距表示电动势，斜

率表示内阻，可得 E＝3.0V、

r=∆ U

∆ I =3.0 −1.0

0.24 −0=25

3Ω

，故 A正确、B错误；

C选项：电源效率

η=UI

EI =U

E≈66.7 %

，故 C错误；

D选项：在小灯泡的 I－U图像上作出电源的 U－I图像，如图所示，交点即为工作点，则小灯泡实际功率

P＝UI＝0.9×0.26≈0.23W，D正确；故选 AD．

【例3】图甲是实验室的可拆卸铅蓄电池装置，图乙是其示意图．利用铅与稀硫酸的化学反应，该装置可

以将化学能转化为电能．.图中 M为电池正极（二氧化铅棒上端），N为电池负极（铅棒上端），P、Q分

别为与正、负极非常靠近的探针（探针是为测量内电压而加入电池的，它们不参与化学反应）．用电压传

感器（可看做理想电压表）测量各端间的电势差，数据如下表．则下列说法正确的是（）

UMP UPQ UQN

外电路断开时 1.51V 约为 00.59V

在M、N之间接入 10Ω 电阻时 1.47V －0.42V 0.63V

A. 外电路接通时稀硫酸溶液中的电流方向向右

B. 该电池的电动势约为 0.59V

C. 该电池的电动势约为 1.51V

D. 该电池的内阻约为 2.5Ω

【答案】D

【考点】闭合回路欧姆定律、电源

【解析】本题主要考察闭合回路欧姆定律的应用，需注意对路端电压和内电压的理解：

A选项：由于电源内部电流由负极流向正极，可知稀硫酸溶液中电流方向由N到M，A错误；

B、C选项：根据 E＝U＋Ir 可知，外电路断开时（I＝0），路端电压等于电源电动势，即

E＝UMN＝UMP＋UQN＝1.51V＋0.59V＝2.1V，故 B、C错误；

D选项：M、N之间接入 10Ω 电阻时，路端电压 UMN＝UMP＋UPQ＋UQN＝1.47－0.42 +0.63＝1.68V，根据

UMN＝IR 可知，电流 I＝0.168A，此时电源内阻上电压 |UPQ|＝Ir，解得电源内阻 r＝2.5Ω，D正确；故选

D．

【例4】如图所示的电路中，恒流源可为电路提供恒定电流 I0，R为定值电阻，电流表、电压表均可视为

理想电表，不考虑导线电阻对电路的影响．改变变阻器 RL接入电路的阻值，记录电流表、电压表的示数并

依次填写在下表中．由数据可以判定以下说法正确的是（）

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