【物理】2018届一轮复习人教版第7章 恒定电流教案
[考纲要求]
知识内容
考试要求
备考方略
必考
加试
电源和电流
b
c
1.本章内容在学考中常以单选题形式出现，考查突出电路的基本概念和规律、闭合电路的欧姆定律等。
2. 本章内容也可以实验题形式出现，实验部分以基本仪器的使用和电路实验为主。
3. 本章内容单独以计算题、选择题出现在选考中很少，但可以与电磁感应知识结合出现。也可能考查探究导体电阻与其影响因素(包括材料)的关系实验，要引起重视。
电动势
b
c
欧姆定律、U－I图象及I－U图象
c
c
串联电路和并联电路
c
c
焦耳定律
c
c
导体的电阻
c
c
闭合电路的欧姆定律
c
d
多用电表的原理
a
实验：测绘小灯泡的伏安特性曲线
√
实验：测定电池的电动势和内阻
√
实验：练习使用多用电表
√
实验：探究导体电阻与其影响因素(包括材料)的关系
√
第1课时 欧姆定律 焦耳定律及导体的电阻
考点一 电源和电流、电动势(b/c)
[基础过关]
1．电源和电流
(1)电流形成的机制：自由电荷的定向移动形成电流，一是要有自由电荷，二是要有电势差。
(2)恒定电流的含义：大小和方向都不变的电流称为恒定电流。
(3)电流方向的确定方法：电流是标量(填“标量”或“矢量”)，电流方向跟正电荷定向移动的方向相同，外电路由电源正极流向电源负极，内电路由电源负极
流向电源正极。
(4)电流的定义式及单位：I＝，其中q是时间t内通过导体横截面的电荷量，电流的单位：安培，符号：A。
2．电动势
(1)电源的作用：电源通过非静电力做功把其他形式的能转化为电能。
(2)电动势的定义式和单位
①物理意义：反映电源将其他形式的能转化为电能本领大小的物理量。
②定义：电源在移动电荷过程中，非静电力对电荷做的功W与移动电荷的电荷量的比值。
③定义式：E＝；单位：伏特，符号：V。
(3)电源内部也是由导体组成的，电源内部的电阻叫电源的内阻。
【过关演练】
1．(2015·浙江7月学考)计算通过导线横截面电荷量的公式是q＝It。若某导线中的电流为2 A，则8 s内通过该导线横截面的电荷量为( )
A．0.25 C B．4 C
C．10 C D．16 C
答案 D
2．下列说法错误的是( )
A．电源外部存在着由正极指向负极的电场，内部存在着由负极指向正极的电场
B．在电源的外部负电荷靠静电力由电源的负极流向正极
C．在电源的内部正电荷靠非静电力由电源的负极流向正极
D．在电池中是化学能转化为电势能
解析 无论是电源外部还是内部，电场方向都是由正极指向负极，选项A错误；在外电路，电荷在静电力作用下移动，在内电路，电荷在非静电力作用下移动，故选项B、C正确；电池是把化学能转化为电势能的装置，选项D正确。
答案 A
[要点突破]
要点一 电流表达式的理解
1．定义式：I＝，式中I表示电流，q为时间t内通过导体横截面的有效电荷量(在产生电流的效果上来说)。该式求出的是电流的平均值。
2．决定式：I＝，不考虑温度的影响，导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。
【例1】 对于欧姆定律，下列说法正确的是( )
A．从I＝可知，导体中的电流跟加在它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比
B．从R＝可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比
C．从R＝可知，导体的电阻跟导体中的电流成反比
D．从R＝可知，导体两端的电压为零时，导体的电阻也为零
解析 对于欧姆定律I＝可知，导体中的电流跟加在它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比，选项A对；导体的电阻由导体本身决定，跟导体两端的电压和通过导体的电流无关，选项B、C、D错。
答案 A
要点二 电动势与电压的区别和联系
1．电源电动势是表征电源特性的物理量，只与电源有关，与外电路的状况无关；电路中任意两点之间的电压与电源的电动势和电路参数有关。
2．电动势的大小反映了电源把其他形式的能转化为电能的本领，即非静电力移送单位正电荷从电源负极至正极所做的功；电压的大小表示电场力在电场中两点之间移动单位正电荷做的功，是把电能转化为其他形式的能。
3．两者之间的联系：电路闭合时，E＝U内＋U外；电路断开时，E＝U外。
【例2】 下列关于电源的说法，正确的是( )
A．电源提供的电能越多，表示电动势越大
B．电动势就是电源两端的电压
C．电源的电动势与外电路有关，外电路电阻越大，电动势就越大
D．电动势越大的电源，将其他形式的能转化为电能的本领越大
解析 电源提供的电能可用W＝EIt表示，除与电动势有关之外，还与输出的电流、通电时间有关，故A错误；只有当外电路断路时，电动势才等于电源两端的电压，故B错；电源的电动势由电源自身的性质决定，与有无外电路无关，故选项C错误；电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量，故选项D正确。
答案 D
[精练题组]
1．下列关于电流的说法中不正确的是( )
A．我们把大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流
B．国际单位制中，电流的单位是安培，简称安
C．电流既有大小又有方向，所以电流是矢量
D．电流是标量
解析 大小、方向不随时间变化的电流称为恒定电流，选项A正确；电流的单位是安，选项B正确；电流虽然有大小有方向，但相加时不遵从平行四边形定则，因此，不是矢量而是标量，选项C错误，D正确。
答案 C
2．下列关于电源的说法中正确的是( )
A．在外电路和电源内部，正电荷都受到静电力的作用，所以能不断地定向移动形成电流
B．静电力与非静电力都可以使电荷移动，所以本质上都是使电荷的电势能减少
C．在电源内部，正电荷能从负极移动到正极是因为电源内部只存在非静电力而不存在静电力
D．静电力移动电荷做功电势能减少，非静电力移动电荷做功电势能增加
解析 电源内部非静电力做功使电荷的电势能增加，引出了电动势的概念，来描述非静电力的做功本领，而静电力移动电荷做正功使电势能减少，选项D对。
答案 D
3．对于电动势的定义式E＝的理解，正确的是( )
A．E与W成正比 B．E与q成反比
C．E的大小与W、q无关 D．W表示静电力做的功
解析 电动势是描述电源把其他形式的能转化为电势能本领大小的物理量，其大小由电源性质决定，与W、q无关，而公式中W为非静电力做的功，故选项C正确。
答案 C
4．在示波管中，2 s内有6×1013个电子通过横截面积大小不知的电子枪，则示波管中电流大小为( )
A．4.8×10－6 A B．3×10－13 A
C．9.6×10－6 A D．无法确定
解析 由q＝It得，I＝＝＝ A＝4.8×10－6 A，故选项A正确。
答案 A
5．一台发电机用0.5 A电流向外输电，在1 min内将180 J的机械能转化为电能，则发电机的电动势为( )
A．6 V B．360 V C．120 V D．12 V
解析 由W＝Eq，q＝It可得：E＝＝＝ V＝6 V，故选项A正确。
答案 A
考点二 欧姆定律、导体的电阻、U－I图象(c/c)
[基础过关]
1．欧姆定律
(1)内容：导体中的电流I跟导体两端的电压U成正比，跟导体的电阻R成反比。
(2)公式：I＝。
(3)适用条件：适用于金属和电解液导电，适用于纯电阻电路。
2．导体的电阻
(1)电阻
①定义式：R＝。
②物理意义：导体的电阻反映了导体对电流阻碍作用的大小，R越大，阻碍作用越大。
(2)电阻定律
①内容：同种材料的导体，其电阻跟它的长度成正比，与它的横截面积成反比，导体的电阻还与构成它的材料有关。
②表达式：R＝ρ。
(3)电阻率
①计算式：ρ＝R。
②物理意义：反映导体的导电性能，是导体材料本身的属性。
③电阻率与温度的关系
金属：电阻率随温度升高而增大；
半导体：电阻率随温度升高而减小。
3．U－I图象和I－U图象
图象
比较内容
I－U图象
U－I图象
(伏安特性曲线)
斜率
图线上的点与坐标原点连线的斜率表示导体电阻的倒数
图线上的点与坐标原点连线的斜率表示导体的电阻
线性元件
R1>R2
R1
I2R
D．焦耳热Q＝I2Rt适用于任何电路
解析 电功率公式P＝，功率越大，表示电流做功越快。对于一段电路，有P＝IU，I＝，焦耳热Q＝Rt，可见Q与P、U、t都有关，所以，P越大，Q不一定越大，A错误；W＝UIt是电功的表达式，适用于任何电路，而I＝只适用于纯电阻的电路，B正确；在非纯电阻的电路中，电流所做的功＝焦耳热＋其他形式的能，所以W>Q，即UI>I2R，C正确；Q＝I2Rt是焦耳定律表达式，适用于任何电路，D正确。
答案 BCD
12.如图所示，长方体金属块边长之比a∶b∶c＝3∶1∶2，将A、B接入电压为U的电路中时，电流为I；若将C、D接入电压为U的电路中，则电流为( )
A．I B．2I C.I D.I
解析 由电阻定律得RAB＝ρ，RCD＝ρ，则＝＝，根据欧姆定律可知，电压相同时电流与电阻成反比，则将C、D接入电压为U的电路中，电流为I′＝I。选项C正确。
答案 C
13.如图所示，将左边的铜导线和右边的铝导线连接起来，已知截面积S铝＝2S铜，在铜导线上取一截面A，在铝导线上取一截面B，若在1 s内垂直地通过它们的电子数相等，那么，通过这两截面的电流的大小关系是( )
A．IA＝IB B．IA＝2IB
C．IB＝2IA D．不能确定
解析 这个题目中有很多干扰项，例如两个截面的面积不相等，导线的组成材料不同等等。但关键是通过两截面的电子数在单位时间内相等，根据I＝可知电流相等。
答案 A
14．有一台标有“220 V，50 W”的电风扇，其线圈电阻为0.4 Ω，在它正常工作时，下列求其每分钟产生的电热的四种解法中，正确的是( )
A．I＝＝ A，Q＝UIt＝3 000 J
B．Q＝Pt＝3 000 J
C．I＝＝ A，Q＝I2Rt＝1.24 J
D．Q＝t＝×60 J＝7.26×106 J
解析
电风扇是一种在消耗电能过程中既产生机械能，又产生内能的用电器，其功率P＝IU，则I＝＝ A，而产生的热量只能根据Q＝I2Rt进行计算。因此，选项C正确。
答案 C
15．(多选)如图所示是电阻R的I－U图象，图中α＝45°，由此得出( )
A．通过电阻的电流与两端电压成正比
B．电阻R＝0.5 Ω
C．因I－U图象的斜率表示电阻的倒数，故R＝＝1.0 Ω
D．在R两端加上6.0 V的电压时，每秒通过电阻横截面的电荷量是3.0 C
解析 由I－U图象可知，图线是一条过原点的倾斜直线，即I和U成正比，A正确；而电阻R＝＝ Ω＝2 Ω，B错误；由于纵、横坐标的标度不一样，故不能用tan α计算斜率表示电阻的倒数，C项错误；在R两端加上6.0 V电压时I＝＝ A＝3.0 A，每秒通过电阻横截面的电荷量q＝It＝3.0×1 C＝3.0 C，选项D正确。
答案 AD
第2课时 电路 闭合电路欧姆定律
考点一 串联电路和并联电路(c/c)
[基础过关]
1．电路的串、并联
串联电路
并联电路
电路
电流
I＝I1＝I2＝…＝In
I＝I1＋I2＋…＋In
电压
U＝U1＋U2＋…＋Un
U＝U1＝U2＝…＝Un
总电阻
R总＝R1＋R2＋…＋Rn
＝＋＋…＋
功率
分配
＝
P总＝P1＋P2＋…＋Pn
＝
P总＝P1＋P2＋…＋Pn
2.电压表和电流表
(1)电压表和电流表的电路结构
常用的电压表和电流表都是由灵敏电流表(表头)改装而成的。电压表是表头串联了一个分压电阻，电流表是表头并联了一个分流电阻。
(2)电压表的分压原理
小量程电流表改装成电压表时，要串联一个适当的分压电阻R，改装后的量程为U＝Ug＋IgR。
(3)电流表的分流原理
小量程电流表改装成大量程电流表时，要并联一个适当的分流电阻R，改装后的量程为I＝Ig＋。
【过关演练】
1．(2015·浙江9月学考测试)如图所示，一个电阻R和一个灯泡L串联接在电压恒为U的电源上，电路中的电流为I。电阻两端的电压为U1，电功率为P1；灯泡两端的电压为U2，电功率为P2，则下列关系式正确的是( )
A．P1＝UI B．P2＝
C．U2＝U－IR D．U1＝U－IR
解析 根据串联电路特点和焦耳定律可知C对。
答案 C
2．电压表、电流表均由小量程电流表(表头)改装而成，则下列说法中正确的是( )
①由表头改装成电压表，需给表头串联一个大电阻
②由表头改装成电压表，需给表头并联一个大电阻
③由表头改装成电流表，需给表头并联一个小电阻
④由表头改装成电流表，需给表头串联一个大电阻
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
解析 利用串联电阻的分压作用，将表头和大电阻串联，让大部分电压被串联电阻分担，扩大量程，改装成电压表；利用并联电阻的分流作用，将表头和小电阻并联，大部分电流被并联电阻分担，扩大量程，改装成电流表，故正确选项为A。
答案 A
[要点突破]
要点一 电阻串、并联特点
1．串联电路的特点
(1)串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的电阻，且当一个大电阻和一个小电阻串联时，总电阻接近大电阻。
(2)串联电路中各电阻两端的电压跟它的阻值成正比，即＝＝…＝＝I。
2．并联电路的特点
(1)并联电路的总电阻小于其中最小的电阻。当一个大电阻和一个小电阻并联时，总电阻接近小电阻。
(2)并联电路中通过各支路电阻的电流跟它们的阻值成反比，即I1R1＝I2R2＝…＝InRn＝U。
(3)多个电阻无论串联还是并联，其中任一电阻增大，总电阻也随之增大。以两电阻R1、R2为例加以说明。串联时R＝R1＋R2，并联时R＝＝或R＝＝。可见，当R2或R1增大时，R都随之增大。
【例1】 (2016·绍兴一中期中)某同学用伏安法测小灯泡的电阻时，误将电流表和电压表接成如图所示的电路。接通电源后，可能出现的情况是( )
A．电流表烧坏 B．电压表烧坏
C．小灯泡不亮 D．小灯泡烧坏
解析 因电流表的内阻很小，而电压表的内阻很大，故此电路中的电阻很大，接通电源后的电流很小，故小灯泡不亮，故选C。
答案 C
要点二 电表的改装
1．电压表和电流表的电路结构：
2．电压表的分压原理：U＝Ug＋UR，＝＝Ig，R＝＝。
3．电流表的分流原理：I＝Ig＋IR，U＝IgRg＝IRR，R＝＝。
【例2】 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
[精练题组]
1．有两个电阻R1＝2 Ω，R2＝3 Ω，则有( )
A．R1、R2串联总电阻为5 Ω
B．R1、R2并联总电阻为1 Ω
C．R1、R2串联总电阻为2.5 Ω
D．R1、R2并联总电阻为1.5 Ω
解析 由于串联电路总电阻等于各部分电阻之和，即R串＝R1＋R2＝5 Ω；两个电阻并联，其总电阻R并＝＝1.2 Ω，选项A正确。
答案 A
2．三个电阻的阻值之比R1∶R2∶R3＝1∶2∶5，若将这三个电阻并联，则通过它们的电流之比I1∶I2∶I3为( )
A．1∶2∶5 B．5∶2∶1
C．10∶5∶2 D．1∶1∶1
解析 并联电路电压相等，设为U，因为R1∶R2∶R3＝1∶2∶5，设R1＝R，则R2＝2R，R3＝5R，所以并联后，通过它们的电流之比为∶∶＝10∶5∶2，选项C正确。
答案 C
3．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( )
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，B对；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均错。
答案 B
4．如图所示电路，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( )
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
5．(多选)(2016·绍兴一中期中)两个电压表甲、乙是由完全相同的电流表改装而成，它们的量程分别为5 V、15 V，为了测量15～20 V的电压，把甲、乙串联起来使用，则两表的( )
A．读数相同
B．指针偏转角度相同
C．读数正比于表的内阻
D．指针偏转角度正比于表的内阻
解析 两电压表是由完全相同的电流表改装而成，都是电流表串联一个分压电阻，所以甲、乙串联起来使用，则两表的电流相同，指针偏转角度相同，选项B正确，A错误；改装以后的电压表的内阻之比等于量程之比，而读数之比等于量程之比，故可知读数正比于表的内阻，选项C正确，D错误。
答案 BC
考点二 闭合电路的欧姆定律(c/d)
[基础过关]
1．闭合电路欧姆定律
(1)内容
闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电阻之和成反比。
(2)公式
①I＝(只适用于纯电阻电路)；
②E＝U外＋Ir(适用于所有电路)。
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
(1)当外电路断路时，I＝0，U＝E
(2)当外电路短路时，I短＝，U＝0
【过关演练】
1．(2014·浙江7月学考)图示电路中，电容器与电阻R2并联后，经电阻R1与电源和开关相连，电源电动势E＝24 V，内电阻r＝1 Ω，电阻R1＝15 Ω，R2＝ 8 Ω，电容器的电容C＝2×10－9 F，闭合开关S，待电路稳定后，下列说法正确的是( )
A．电源两端的电压为1 V
B．电容器两端的电压为24 V
C．通过电阻R1的电流为1.5 A
D．电容器所带电荷量为1.6×10－8 C
解析 闭合开关S，稳定后电容器相当于开关断开，根据闭合电路欧姆定律得：I＝＝ A＝1 A，电源两端的电压是路端电压，即：
U＝I(R1＋R2)＝1×(15＋8) V＝23 V
电容器两端的电压即R2两端的电压
U2＝IR2＝1×8 V＝8 V
则电容器所带电荷量为Q＝CU2＝2×10－9 ×8 C＝1.6×10－8 C，故D项正确。
答案 D
2．(2014·浙江1月学考)某中学生科技活动小组利用铜片、锌片和家乡盛产的水果制作了水果电池，该电池能使一个发光二极管发光，却不能使标有“2.5 V 0.3 A”的小灯泡发光。断开电路用电压表测量该电池两端的电压值，却发现接近于2.5 V。对小灯泡不亮的原因，该小组同学进行以下一些猜想，你认为可能正确的是( )
A．水果电池的电动势太大
B．水果电池的电动势太小
C．小灯泡的电阻太大
D．水果电池的内阻太大
解析 电池两端的电压值接近于2.5 V，说明电池的电动势约为2.5 V，接近小灯泡的额定电压，但小灯泡却不亮。根据闭合电路的欧姆定律可判断出，水果电池的内阻远大于小灯泡的电阻，使小灯泡分得的电压很小，所以小灯泡不亮。故D项正确。
答案 D
[要点突破]
要点一 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。
【例1】 (2015·浙江湖州中学检测)在输液时，药液有时会有针口流出体外，为了及时发现，设计了一种报警装置，电路如图所示。M是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻RM发生变化，导致S两端电压U增大，装置发出警报，此时( )
A．RM变大，且R越大，U增大越明显
B．RM变大，且R越小，U增大越明显
C．RM变小，且R越大，U增大越明显
D．RM变小，且R越小，U增大越明显
解析 由题意和电路特点知，M接触到药液时，U变大，即电路中电流变大，由I＝及UM变小知RM变小，且R越大，R与RM的关联阻值与RM越接近，故U变化越明显。故选C。
答案 C
要点二 电源的U－I图象的应用
1．纵轴上的截距等于电源的电动势；横轴上的截距等于外电路短路时的电流，即I短＝。
2．图线斜率的绝对值等于电源的内阻，即r＝||＝，斜率的绝对值越大，表明电源的内阻越大。
3．图线上任一点对应的U、I的比值为此时外电路的电阻，即R＝。
4．面积UI为电源的输出功率，而电源的总功率P总＝EI，P总－P出＝EI－UI为电源的发热功率。
【例2】 (多选)如图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( )
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项正确；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 AD
要点三 电源的功率
1．电源的总功率
(1)任意电路：P总＝EI＝(U外＋U内)I＝P出＋P内。
(2)纯电阻电路：P总＝I2(R＋r)＝。
2．电源内部消耗的功率：P内＝I2r＝U内I＝P总－P出。
3．电源的输出功率
(1)任意电路：P出＝UI＝EI－I2r＝P总－P内。
(2)纯电阻电路：
P出＝I2R＝
＝。
当R＝r时：Pm＝
P出与R的关系如图所示。
【例3】 (多选)如图所示，R1为定值电阻，R2为变阻器，E为电源电动势，r
为电源内电阻，以下说法中正确的是( )
A．当R2＝R1＋r时，R2获得最大功率
B．当R1＝R2＋r时，R1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 将R1等效为电源内阻，R2上的功率为电源的输出功率，当外电阻变化时，电源的输出功率随外电阻的变化而变化，当外电阻等于内阻，即R2＝R1＋r时，输出功率最大，即R2上的功率最大，故选项A正确；对电路中的定值电阻R1，电流最大时其功率最大，当外电阻R2＝0时，电流最大，故选项B错误，C正确；当外电阻等于内阻时，即R1＋R2＝r时，电源的输出功率最大，故选项D错误。
答案 AC
要点四 电路故障问题
电路故障一般是短路或断路，检查故障的基本方法有两种：
(1)仪表检测法
①对于断路故障，可用电压表测量电路中两点间的电压，若电压表有读数，说明这两点与电源之间的连线是通路，断路故障点就在这两点之间；若电压表无读数，说明这两点与电源之间的连线是断路，断路故障点就在这两点与电源的连线上。逐渐缩小测量范围，找到断路故障点。而短路故障的表现为电流不为零而两点之间电压为零。
②用欧姆表测电路两点之间电阻，但必须把待测两点从电路中断开，如果电阻无穷大，说明断路。
(2)假设法
已知电路发生某种故障，寻找故障发生的位置时，可将整个电路划分为若干部分；然后逐一假设某部分电路发生故障，运用欧姆定律进行正向推理。推理结果若与题述物理现象不符合，则故障不是发生在这部分电路；若推理结果与题述物理现象符合，则故障可能发生在这部分电路。直到找出发生故障的全部可能为止，亦称排除法。
【例4】 (2016·浙江永康一中期中)如图所示，因线路故障，接通S时，灯泡L1和L2均不亮，用电压表测得Uab＝0，Ubc＝0，Ucd＝4 V。因此可知开路处为( )
A．灯泡L1 B．灯泡L2
C．变阻器 D．不能确定
解析 由Ucd＝4 V可知，c、d间电路之外的部分必是通路，否则电压表无示数，再由Uab＝0，Ubc＝0，可知C选项正确。
答案 C
[精练题组]
1．如图所示的电路，闭合电键S，待电路中的电流稳定后，减小R的阻值，则( )
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( )
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
3．如图所示，当开关S闭合时，灯L1、L2均不亮。某同学用一根导线检查电路，将导线接在L1两端时，发现L2发光。由此可判断故障的可能原因是( )
A．灯L1短路 B．灯L1断路
C．灯L2短路 D．灯L2断路
答案 B
4．如图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( )
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，由于图线没有从原点开始，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
5．如图所示的电路中，电源的电动势E和内电阻r恒定不变，电灯L恰能正常发光，如果变阻器的滑片向b端滑动，则( )
A．电灯L更亮，电流表的示数减小
B．电灯L更亮，电流表的示数增大
C．电灯L更暗，电流表的示数减小
D．电灯L更暗，电流表的示数增大
解析 变阻器的滑片P向b端滑动，R1接入电路的有效电阻增大，外电阻R外增大，干路电流I减小，安培表的示数减小，路端电压U增大，电灯两端电压增大，电灯L更亮，A正确，B、C、D错误。
答案 A
6.如图所示的电路中，已知电源电动势为E，内电阻为r，滑动变阻器R的阻值可以从零连续增大到Rmax，定值电阻R1的阻值范围为r
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