高三物理《探究导体电阻与其影响因素》考后题型解析。
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高三物理《探究导体电阻与其影响因素》考后题型解析
实验10探究导体电阻与其影响因素
(包括材料)的关系(同时练习使用螺旋测微器)(只加试要求)JaB88.coM
1．螺旋测微器的使用
(1)构造：如图1所示，B为固定刻度，E为可动刻度．
图1
(2)原理：测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为0.5mm，即旋钮D每旋转一周，F前进或后退0.5mm，而可动刻度E上的刻度为50等份，每转动一小格，F前进或后退0.01mm，即螺旋测微器的精确度为0.01mm.读数时估读到毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺．
(3)读数：测量值(mm)＝固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)＋可动刻度数(估读一位)×0.01(mm)．
如图2所示，固定刻度示数为2.0mm，半毫米刻度线未露出，而从可动刻度上读的示数为15.0，最后的读数为：2.0mm＋15.0×0.01mm＝2.150mm.
图2
2游标卡尺
(1)构造：主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内、外测量爪)、游标卡尺上还有一个深度尺．(如图3所示)
图3
(2)用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径．
(3)原理：利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成．
不管游标尺上有多少个小等分刻度，它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少1mm.常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10个的、20个的、50个的，其规格见下表：
刻度格数(分度)刻度总长度每小格与1mm的差值精确度(可精确到)109mm0.1mm0.1mm20xxmm0.05mm0.05mm5049mm0.02mm0.02mm(4)读数：若用x表示从主尺上读出的整毫米数，K表示从游标尺上读出与主尺上某一刻度线对齐的游标的格数，则记录结果表示为(x＋K×精确度)mm.
1．实验原理
根据电阻定律公式知道只要测出金属丝的长度和它的直径d，计算出横截面积S，并用伏安法测出电阻Rx，即可计算出金属丝的电阻率．
2．实验器材
被测金属丝，直流电源(4V)，电流表(0～0.6A)，电压表(0～3V)，滑动变阻器(50Ω)，开关，导线若干，螺旋测微器，毫米刻度尺．
3．实验步骤
(1)用螺旋测微器在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值d.
(2)连接好用伏安法测电阻的实验电路．
(3)用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度，反复测量三次，求出其平均值l.
(4)把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置．
(5)闭合开关，改变滑动变阻器滑片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，填入记录表格内．
(6)将测得的Rx、l、d值，代入公式R＝ρ和S＝中，计算出金属丝的电阻率．
1．数据处理
电阻R的数值可用以下两种方法确定：
(1)计算法：利用每次测量的U、I值分别计算出电阻，再求出电阻的平均值作为测量结果．
(2)图象法：可建立IU坐标系，将测量的U、I值描点作出图象，利用图象的斜率求出电阻值R.
2．实验注意事项
(1)因一般金属丝电阻较小，为了减少实验的系统误差，必须选择电流表外接法．
(2)本实验若用限流式接法，在接通电源之前应将滑动变阻器调到阻值最大状态．
(3)测量l时应测接入电路的金属丝的有效长度(即两接线柱之间的长度)；在金属丝的3个不同位置上用螺旋测微器测量直径d.
(4)电流不宜过大(电流表用0～0.6A量程)，通电时间不宜太长，以免电阻率因温度升高而变化．
1．[实验原理与操作](加试要求)在“探究导体电阻与其影响因素的关系”的实验中，由ρ＝可知，对实验结果的准确性影响最大的是()
A．金属丝直径d的测量B．电压U的测量
C．电流I的测量D．金属丝长度l的测量
A[四个选项中的四个物理量对金属丝的电阻率均有影响，但影响最大的是金属丝直径d的测量，因为在计算式中取直径的二次方．]
2．[仪器读数与数据处理](加试要求)某同学测定一金属杆的长度和直径，示数如图4甲、乙所示，则该金属杆的长度和直径分别为________cm和________mm.
甲
乙
图4
【解析】刻度尺的分度值为1mm，要估读到0.1mm.游标卡尺读数＝4mm＋10×0.02mm＝4.20mm.【答案】60.104.20
3．[实验原理与操作](加试要求)(10分)在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”的实验时，小何同学在测量相关因素时操作如下：
(1)为了测量镍铬合金丝的直径，用合金丝在铅笔上密绕37匝，用刻度尺进行测量，如图5所示，合金丝的直径为________mm(保留三位有效数字)．
图5
(2)用多用电表粗测合金丝的电阻，粗测前，首先应进行的操作是________，然后进行的操作是________．
(3)长度相同，直径之比为2∶3的康铜丝和镍铬合金丝串联，用如图6甲所示的电路图进行测量，除电压表外，请你在图丙中用笔画线代替导线，把电路连接完整．
用直流2.5V量程挡的多用电表测量镍铬合金丝两端电压U2时，示数如图乙所示，则U2＝________V(保留三位有效数字).
甲
乙
丙
图6
【解析】(1)先读出密绕的37匝合金丝的长度为22.5mm，然后再除以匝数，保留三位有效数字就是合金丝的直径(允许有误差)．(2)使用多用电表测量电阻前应先选择倍率，然后进行欧姆调零．(3)图见答案；读数时应选择从上往下数第二条刻度线进行读数，然后根据量程为2.5V，应选择最右边为250的这一组数据进行读数(方便读数)，然后再除以100后保留三位有效数字(允许有误差)．【答案】(1)0.604～0.625(2)选择倍率欧姆调零(3)如图所示1.20±0.02
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高三物理《电场能的性质》考后题型解析
第2节电场能的性质
考点一|电势能和电势电势差
1．静电力做功
(1)特点：静电力做功与路径无关，只与初、末位置有关．
(2)计算方法
①W＝qEd，只适用于匀强电扬，其中d为沿电场方向的距离．
②WAB＝qUAB，适用于任何电场．
2．电势能
(1)定义：电荷在某点的电势能，等于把它从这点移动到零势能位置时静电力做的功．
(2)电势能的相对性：电势能是相对的，通常把电荷离场源电荷无穷远处的电势能规定为零，或把电荷在大地表面的电势能规定为零．
3．电场力做功与电势能(加试要求)
电场力做功是电势能变化的量度，用公式表示为WAB＝EpA－EpB，即电场力做正功，电荷的电势能减少，电场力做负功，电荷的电势能增加．
4．电势
(1)定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值．
(2)定义式：φ＝.
(3)矢标性：电势是标量，有正负之分，其正(负)表示该点电势比零电势高(低)．
(4)相对性：电势具有相对性，同一点的电势因选取零电势点的不同而不同．
(5)电势是描述电场能的性质的物理量，决定于电场本身，与试探电荷无关．
5．电势差
(1)电势差：电场中两点间电势的差值叫做电势差，也叫电压．
(2)电场中两点间的电势差与零电势点的选取无关(选填“有关”或“无关”)．
(3)公式：电场中A点的电势为φA，B点的电势为φB，则UAB＝φA－φB，UBA＝φB－φA，可见UAB＝－UBA.
(4)电势差是标量，UAB是正值，A点的电势比B点的电势高；UAB为负值，A点的电势比B点的电势低．
(5)电荷q从A点移到B点，静电力做功WAB与AB间电势差UAB的关系为WAB＝qUAB.
(20xx·浙江4月学考)如图621所示，真空中有两个点电荷Q1＝＋9.0×10－8C和Q2＝－1.0×10－8C，分别固定在x坐标轴上，其中Q1位于x＝0处，Q2位于x＝6cm处．在x轴上()
图621
A．场强为0的点有两处
B．在x6cm区域，电势沿x轴正方向降低
C．质子从x＝1cm运动到x＝5cm处，电势能升高
D．在09cm的区域，场强沿x轴正方向
D[因为Q10，Q20，且Q1|Q2|，所以x0区域不会出现合场强为0的点；06cm区域有一位置合场强为零，由k＝－k得x＝9cm，则6cm9cm区域合场强沿x轴正方向，故A错，D对．沿电场方向电势降低，B错．质子带正电，在电势高处电势能大，C错．]
1．电势高低的判断
(1)依据电场线方向：沿电场线方向电势逐渐降低．
(2)依据电场力做功：根据UAB＝，将WAB、q的正负号代入，由UAB的正负判断φA、φB的高低．
(3)依据场源电荷的正负：取无穷远处电势为零，正电荷周围电势为正值，负电荷周围电势为负值；靠近正电荷处电势高，靠近负电荷处电势低．
2．电势能大小的判断
(1)做功判断法：电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增加．
(2)电荷电势法：正电荷在电势高的地方电势能大，负电荷在电势低的地方电势能大．
(3)公式法：由Ep＝qφp，将q、φp的大小、正负号一起代入公式，Ep的正值越大，电势能越大；Ep的负值越小，电势能越大．
(4)能量守恒法：在电场中，若只有电场力做功时，电荷的动能和电势能相互转化，动能增加，电势能减小；反之，动能减小，电势能增加．
1．关于静电场的电场强度和电势，下列说法正确的是()
A．沿电场强度的方向电势降低
B．电场强度为零的地方，电势也为零
C．随着电场强度的大小逐渐减小，电势也逐渐降低
D．电场强度决定于电场本身，而电势是由电场和试探电荷共同决定的
A[沿电场强度的方向，电势逐渐降低，选项A正确；场强为零的地方电势不一定为零，例如等量同种正电荷连线的中点处的场强为零但是电势大于零，选项B错误；场强大小与电场线的疏密程度有关，而沿着电场线的方向电势逐渐降低，故随电场强度的大小逐渐减小，电势不一定降低，选项C错误；电场强度和电势都是描述电场性质的物理量，决定于电场本身，选项D错误．]
2．(20xx·永昌市调研)关于电势差的说法中，正确的是()
A．两点间的电势差等于电荷从其中一点移到另一点时，静电力所做的功
B．1C电荷从电场中一点移动到另一点，如果静电力做了1J的功，这两点间的电势差就是1V
C．在两点间移动电荷时，静电力做功的多少跟这两点间的电势差无关
D．两点间的电势差的大小跟放入这两点的电荷的电荷量成反比
B[由公式UAB＝可知，两点间的电势差在数值上等于移动1C的电荷时静电力所做的功，故选项A错误，B正确；两点间的电势差由电场决定，即电势差与试探电荷没有关系，由此知道选项D错误；由WAB＝qUAB可知，静电力做功的多少与q、UAB均有关，选项C错误．]
3．(20xx·东阳学考模拟)一个电荷只在静电力作用下从电场中的A点移动到B点时，静电力做了5×10－6J的功，那么()
A．电荷在B点将具有5×10－6J的电势能
B．电荷在B点将具有5×10－6J的动能
C．电荷的电势能减少了5×10－6J
D．电荷的电势能增加了5×10－6J
C[电荷只在静电力作用下从电场中的A点移动到B点时，静电力做正功，电势能减少，静电力做了多少正功，电荷的电势能就减少多少．因电荷在A点的动能和电势能不知道，所以不能确定电荷在B点的动能和电势能．选项C正确．]
4.(加试要求)不带电的空腔导体P置于电场中，其周围电场线分布如图622所示，a、c为电场中的两点，b为导体空腔内的一点，则()
图622
A．a、b、c三点的电场强度依次减小
B．a、b、c三点的电势依次降低
C．负试探电荷在a点的电势能比在b点的大
D．正试探电荷从a点移到c点的过程中，克服电场力做功
B[电场中的空腔导体处于静电平衡，内部场强处处为零，导体是一个等势体，导体表面是一个等势面，在空腔导体的外部，电场线越密的地方场强越大，电场线上每点的切线方向表示该点场强的方向，沿着电场线的方向电势降低，由此可得EaEcEb，φaφbφc，A错，B对；电势越高，负电荷的电势能越小，正电荷的电势能越大，正电荷从a点移到c点电势能减小，电场力做正功，C、D均错．]
考点二|等势面与带电粒子的运动轨迹问题
等势面(加试要求)
(1)定义：电场中电势相同的各点构成的面．
(2)四个特点
①在同一等势面上移动电荷时电场力不做功．
②电场线一定与等势面垂直，并且从电势高的等势面指向电势低的等势面．
③等差等势面越密的地方电场强度越大，反之越小．
④任意两个等势面都不相交．
1．几种常见的典型电场的等势面比较
电场等势面(实线)图样重要描述匀强电场垂直于电场线的一簇平面点电荷
的电场以点电荷为球心的一簇球面等量异种
点电荷的
电场连线的中垂线上的电势为零等量同种
正点电荷
的电场连线上，中心电势最低，而在中垂线上，中点电势最高2.此类问题的解题方法
(1)运动粒子的曲线轨迹必定向电场力方向弯曲，即电场力方向指向曲线的内侧，且运动轨迹必定在v和F之间．先画出入射点的轨迹切线，即画出初速度的方向；再根据轨迹的弯曲方向，确定电场力方向．
(2)电场线和等势面垂直，电场线从高电势指向低电势．
(3)先根据电场线的方向以及疏密情况，确定场强及电性情况，定性判断电场力(或加速度)的大小和方向；再根据电场力方向与速度方向的关系来判断速度的变化情况以及运动性质．
(4)根据电场力方向与速度方向的关系来判断电场力做功情况及判断电势能的变化情况，另外可以通过能量的转化和守恒确定电势能及动能的变化情况．
1.如图623所示，实线表示某静电场的电场线，虚线表示该电场的等势面．下列判断正确的是()
图623
A．1、2两点的场强相等
B．1、3两点的场强相等
C．1、2两点的电势相等
D．2、3两点的电势相等
D[本题考查电场线与等势面的特点，根据电场线的疏密程度判断场强大小，电场线越密，场强越强，则E1E2，E1E3，所以选项A、B错误；同一等势面上的电势是相等的，选项C错误，D正确．]
2.(20xx·嵊州模拟)某带电粒子仅在静电力作用下由A点运动到B点，电场线、等势面(虚线)、粒子在A点的初速度及运动轨迹如图624所示，可以判定()
图624
A．粒子在A点的加速度大于它在B点的加速度
B．粒子在A点的动能小于它在B点的动能
C．粒子在A点的电势能小于它在B点的电势能
D．电场中A点的电势低于B点的电势
B[由电场线的疏密可知场强EBEA，所以粒子的加速度aBaA.由定性画出的等势面并根据沿电场线方向电势降低，可知电势φAφB.由粒子运动轨迹的弯曲方向可知静电力做正功，所以动能、电势能的变化情况为EkBEkA，EpBφB，UAB＝100V
B．φAφB，UAB＝750V
C．φAφB，UBA＝500V
D．φAφB，UBA＝1000V
C[由于油滴静止，则油滴所受电场力与重力等大、反向，即电场方向向上，故φAφB.由E＝、F＝G得E＝5×104V/m，又由于d＝10mm＝0.01m，所以UBA＝Ed＝500V，故选项C正确．]
考点三|电势差与电场强度的关系(只加试要求)
静电现象的应用(只加试要求)
一、电势差与电场强度的关系
1．匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场方向的距离的乘积，即UAB＝Ed.
公式U＝Ed只适用于匀强电场，其中d为A、B两点沿电场方向的距离．
2．电场中A、B两点的电势差UAB跟电荷移动的路径无关，由电场强度E及A、B两点沿电场方向的距离d决定．
3．公式E＝说明电场强度在数值上等于沿电场方向每单位距离上降低的电势．
二、静电现象的应用
1．处于静电平衡状态下导体的特征
(1)处于静电平衡状态的导体，内部场强处处为零．
(2)处于静电平衡状态的导体，其外部表面附近任何一点的场强方向必跟该点的表面垂直．
(3)处于静电平衡状态的整个导体是个等势体，它的表面是个等势面．地球是一个等势体．
2．静电平衡时，导体上的电荷分布有以下两个特点
(1)导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的表面．
(2)在导体外表面，越尖锐的位置电荷的密度(单位面积的电荷量)越大，凹陷的位置几乎没有电荷．
3．尖端放电
所带电荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子，由于被吸引而奔向尖端，与尖端上的电荷中和，这相当于导体从尖端失去电荷的现象．
4．静电屏蔽
金属壳或金属网的空腔内不受外界电场的影响，壳(网)内电场强度保持为0，外电场对壳(网)内的仪器不会产生影响，金属壳(网)的这种作用叫做静电屏蔽．
1．公式E＝的三点注意
(1)只适用于匀强电场；
(2)d为某两点沿电场强度方向上的距离，或两点所在等势面之间的距离；
(3)电场强度的方向是电势降低最快的方向．
2.由E＝可推出的两个重要推论
推论1：如图626甲所示，匀强电场中任一线段AB的中点C的电势，等于两端点电势的等差中项，即φC＝.
图626
推论2：如图627所示，若匀强电场中两线段AB＝CD且AB∥CD
则φA－φB＝φC－φD.
图627
1.(加试要求)如图628所示，一导体AB在点电荷Q的电场中发生静电感应，下列说法正确的是()
图628
A．导体中M、N两点的电场强度不相等
B．感应电荷在M点产生的场强大于感应电荷在N点产生的场强
C．如果在AB间用一导线连接，则导线中将有电流产生
D．N点的电势大于M点的电势
B[处于静电平衡状态的导体内部各点的合场强为零，故A错误；感应电荷的场强与点电荷Q产生的电场强度大小相等，而点电荷Q在M点产生的场强大于在N点产生的场强，故感应电荷在M点产生的场强大于感应电荷在N点产生的场强，B正确；处于静电平衡状态的导体是一个等势体，故C、D错误．]
2．(加试要求)对公式E＝的理解，下列说法正确的是()
A．此公式适用于计算任何电场中a、b两点间的电势差
B．a点和b点间距离越大，则这两点的电势差越大
C．匀强电场中a、b两点沿电场线的距离越大，则电场强度越小
D．公式中的d是匀强电场中a、b所在的两等势面之间的距离
D[此公式只适合匀强电场，选项A错误；a、b两点间的电势差不仅取决于场强的大小，还取决于沿电场方向的距离d，a、b间距离大，d不一定大，故选项B错误；匀强电场中的电场强度大小与a、b两点间的距离无关，是恒定的，选项C错误；公式中的d是匀强电场中a、b所在的两等势面之间的距离，选项D正确．]
3.(加试要求)(20xx·宁波联考)如图629所示，带有等量异号电荷的一对平行金属板A、B间为一匀强电场，A、B相距6cm，C、D为电场中的两点(其中C点在金属板上)，且CD＝4cm，CD连线和场强方向成60°角．已知电子从D点移到C点静电力做功为3.2×10－17J，则匀强电场的场强E及A、B两点间的电势差UAB为()
图629
A．2×104N/C；450VB．1×104N/C；450V
C．2×105N/C；600VD．1×104N/C；600V
D[由题知，电子由D移到C静电力做正功W＝qELCDcos60°，则E＝N/C＝1×104N/C.由于电子从D移到C静电力做正功，因此，受到的静电力方向向上，电子带负电，则场强方向为A→B.A、B间电势差为UAB＝EdAB＝1×104×6×10－2V＝600V．故选项D正确．]
4.(加试要求)如图6210所示，匀强电场的电场强度E＝100V/m，A、B两点相距LAB＝10cm，A、B连线与电场线的夹角为60°，则UBA为()
图6210
A．－10VB．10V
C．－5VD．－3V
C[根据电势差与电场强度的关系U＝Ed得UAB＝ELABcos60°＝100×0.1×cos60°V＝5V，且沿电场线方向电势逐渐降低，φAφB，故UBA＝－5V，选项C正确．]
5．(加试要求)(多选)如图所示，A、B、C是匀强电场中平行于电场线的某一平面上的三个点，各点的电势分别为φA＝5V，φB＝2V，φC＝3V，H、F三等分AB，G为AC的中点，在下列各示意图中，能正确表示该电场强度方向的是()
BC[匀强电场中将任一线段等分，则电势差等分．把AB等分为三段，AB间电压为3V，则每等分电压为1V，H点电势为4V，F点电势为3V，将FC相连，则FC为等势线，电场线垂直于FC，从高电势指向低电势，C正确；把AC相连，分为两份，AC电压为2V，则G点电势为4V，GH为等势线，电场线垂直于GH，从高电势指向低电势，B正确．]
高三物理《电场力的性质》考后题型解析
高三物理《电场力的性质》考后题型解析
[浙江考试标准]
知识内容考试要求命题规律必考加试电荷及其守恒定律bc对本章知识的考查主要以选择题为主，计算题常与其他知识综合考查，主要考点有：
1．描述电场的物理量和规律；
2．牛顿运动定律、动能定理及功能关系在静电场中的综合应用问题；
3．带电粒子在电场中的加速、偏转等问题.库仑定律c电场强度cc电势能和电势、电势差bc电势差与电场强度的关系c静电现象的应用b电容器的电容bc带电粒子在电场中的运动bd考点一|电荷及其守恒定律
1．两种电荷
(1)用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电．
(2)同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．
2．三种起电方式：摩擦起电、感应起电和接触起电，它们的实质都是电子的转移．
3．元电荷：最小的电荷量，e＝1.6×10－19_C.
4．电荷守恒定律
表述1：电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分；在转移过程中，电荷的总量保持不变．这个结论叫做电荷守恒定律．
表述2：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变．
1．电荷分配规律
两个完全相同的金属球接触后，所带正、负电荷先“中和”，然后“平均分配”于两球．分配前后正、负电荷之和(代数和)不变．
2．最小的电荷量叫做“元电荷”．电荷量都是元电荷的整数倍，所以电荷量不能连续变化．
3．质子及电子所带电荷量的绝对值与元电荷相等，但不能说它们是元电荷．
1．(20xx·浙江1月学考)如图611所示，摩擦过的塑料刻度尺能够吸引轻小的纸片，这是由于它们之间存在()
图611
A．静电力B．安培力
C．洛伦兹力D．弹力
A[摩擦过的塑料刻度尺带电，能吸引小纸片，吸引小纸片的力是静电力．故选A.]
2．毛皮与橡胶棒摩擦后，毛皮带正电，这是因为()
A．毛皮上的一些电子转移到橡胶棒上
B．毛皮上的一些正电荷转移到橡胶棒上
C．橡胶棒上的一些电子转移到毛皮上
D．橡胶棒上的一些正电荷转移到毛皮上
A[摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体上，电中性的物体若缺少了电子带正电，多了电子就带负电．由于毛皮的原子核束缚电子的本领比橡胶棒弱，在摩擦的过程中毛皮上的一些电子转移到橡胶棒上，缺少了电子的毛皮带正电，而原子核内的质子带正电荷，不能自由移动，所以选项A正确．]
3．关于元电荷，下列说法中不正确的是()
A．元电荷实质上是指电子和质子本身
B．所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍
C．元电荷的值通常取e＝1.60×10－19C
D．电荷量e的数值最早是由美国物理学家密立根用实验测得的
A[科学实验发现的最小电荷量就是电子所带的电荷量，人们把这个最小的电荷量叫做元电荷．实验得出，所有带电体的电荷量或者等于e，或者是e的整数倍，这就是说，电荷量是不能连续变化的物理量．电荷量e的数值最早是由美国物理学家密立根测得的．故选A.]
4．(加试要求)完全相同的金属小球A、B，A球带电荷量为＋16Q，B球带电荷量为－8Q.现将A与B接触后分开，则A、B两球的带电荷量分别为()
A．－8Q，＋16QB．＋8Q，＋8Q
C．＋4Q，＋4QD．－4Q，－4Q
C[因两球带异种电荷，所以小球A与B接触后应是先中和，后把剩余的电荷量平分，即A、B两球的带电荷量都为q＝＝4Q，选项C对．]
考点二|库仑定律
1．点电荷
当带电体的形状、大小及电荷分布对它们之间的作用力的影响可以忽略时，这样的带电体可以看成点电荷．
2．库仑定律
(1)内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上．(2)表达式：F＝k，式中k＝9.0×109N·m2/C2，叫做静电力常量．
(3)适用条件：真空中的点电荷．
(20xx·浙江10月学考)如图612所示，一质量为m、电荷量为Q的小球A系在长为l的绝缘轻绳下端，另一电荷量也为Q的小球B位于悬挂点的正下方(A、B均视为点电荷)，轻绳与竖直方向成30°角，小球A、B静止于同一高度．已知重力加速度为g，静电力常量为k，则两球间的静电力为()
图612
A.B.C．mgD.mg
A[根据库仑定律公式得F＝＝，A选项正确，B选项错误．由于小球A、B均静止，对球A受力分析如图所示．则由平衡条件得Tsin30°＝F，Tcos30°＝mg，联立上式解得F＝mg，C、D选项错误．]
(20xx·浙江10月学考)如图613所示，质量为m、电荷量为q的带电小球A用绝缘细线悬挂于O点，带有电荷量也为q的小球B固定在O点正下方绝缘柱上，其中O点与小球A的间距为l，O点与小球B的间距为l，当小球A平衡时，悬线与竖直方向夹角θ＝30°，带电小球A、B均可视为点电荷，静电力常量为k，则()
图613
A．A、B间库仑力大小F＝
B．A、B间库仑力大小F＝
C．细线拉力大小FT＝
D．细线拉力大小FT＝mg
B[由题意做图，通过几何关系可计算出A、B间距离为l，所以A、B间库仑力大小F＝，A错误．
对A进行受力分析，做出受力示意图，库仑力与细线拉力呈60°，根据平衡条件可得F库＝FT，F库cos30°＋FTcos30°＝mg，则FT＝F库＝＝，故选B.]
1．下列关于点电荷的说法中，正确的是()
A．只有体积很小的带电体才能看做点电荷
B．体积很大的带电体一定不是点电荷
C．当两个带电体的形状和大小对它们相互作用力的影响可忽略时，这两个带电体可看做点电荷
D．任何带电球体，都可看做电荷全部集中于球心的点电荷
C[本题考查点电荷的理想化条件：只有当带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以至于带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计时，带电体才可以视为点电荷，所以选C.]
2．下列哪一个是库仑定律的表达式()
A．F＝kB．F＝k
C．F＝kD．F＝
B
3．电荷量分别为q1、q2的两个点电荷，相距r时相互作用力为F，则下列说法正确的是()
A．如果q1、q2恒定，当距离变为r/2时作用力将变为2F
B．如果其中一个电荷的电荷量和它们的距离都减半时，作用力变为4F
C．如果将它们的电荷量和距离都加倍时，作用力变为2F
D．如果它们的电荷量都加倍，距离变为r时，作用力变为2F
D[根据公式F＝，当距离减少为原来的时，相互作用力变为原来的4倍；若其中一个电荷的电荷量和它们的距离都减半时，作用力变为2F；如果将它们的电荷量和距离都加倍时，作用力不变；如果它们的电荷量都加倍，距离变为r时，作用力变为2F.选项D正确．]
4.一根放在水平面内的光滑玻璃管绝缘性良好，内部有两个完全相同的可看做点电荷的弹性金属小球A和B，电荷量分别为＋9Q和－Q，两小球从图示位置由静止释放，那么，两小球再次经过图中原静止释放位置时，A球的瞬时加速度为释放时的()
图614
A.B.C.D.
A[释放时A受到的库仑力为：F＝k，其加速度a＝＝k，当两球碰撞后，所带电荷量为q＝＝4Q.故小球A再经过原位置时，受到的库仑力为F＝k，所以加速度为a′＝＝k＝，故选项A正确．]考点三|电场强度
1．电场
(1)定义：存在于电荷周围，能传递电荷间相互作用的一种特殊物质．
(2)基本性质：对放入其中的电荷有力的作用．
2．电场强度
(1)定义：放入电场中某点的电荷受到的电场力F与它的电荷量q的比值．
(2)定义式：E＝.
(3)单位：N/C或V/m.
(4)矢量性：规定正电荷在电场中某点所受电场力的方向为该点电场强度的方向．
3．场强公式的比较
4．电场的叠加
(1)电场叠加：多个电荷在空间某处产生的电场强度为各电荷单独在该处所产生的电场强度的矢量和．
(2)运算法则：平行四边形定则．
5．电场线
(1)特点
①电场线从正电荷或无限远处出发，终止于无限远处或负电荷；
②电场线在电场中不相交；
③在同一电场里，电场线越密的地方场强越大；
④电场线上某点的切线方向表示该点的场强方向；
⑤沿电场线方向电势逐渐降低；
⑥电场线和等势面在相交处相互垂直．
(2)几种典型电场的电场线
图615
(20xx·浙江10月学考)如图616为某一电场的电场线，M、N、P为电场线上的三个点，M、N是同一电场线上两点，下列判断正确的是()
图616
A．M、N、P三点中N点的场强最大
B．M、N、P三点中N点的电势最高
C．负电荷在M点的电势能大于在N点的电势能
D．正电荷从M点自由释放，电荷将沿电场线运动到N点
A[电场线越密集处场强越大，三点中N点处电场线最密集，故N点场强最大，A选项正确；沿电场线方向电势降低，N点电势小于M点电势，B选项错误；负电荷在电势高的地方电势能低，所以负电荷在M点的电势能小于在N点的电势能，C选项错误；电场线弯曲不是直线，正电荷自由释放时无法沿电场线运动，D选项错误．]
1．描述电场有两种方法
电场线和电场强度．电场线较形象、直观，疏密程度反映电场的强弱，方向为电场线上该点的切线方向．
2．电场强度的大小及方向
(1)电场强度的大小可以用公式计算
(2)电场强度的大小可以用电场线的疏密程度表示，电场越强的地方，电场线越密；电场强度是矢量，它的方向跟正电荷在该点受的电场力的方向相同，即沿着电场线的切线方向．
3．等量同种和异种点电荷的电场强度的比较
比较项目等量异种点电荷等量同种点电荷电场线分布图连线中点O处的场强连线上O点场强最小，指向负电荷一方为零连线上的场强大小(从左到右)沿连线先变小，再变大沿连线先变小，再变大沿中垂线由O点向外场强大小O点最大，向外逐渐减小O点最小，向外先变大后变小关于O点对称的A与A′、B与B′的场强等大同向等大反向
1．关于电场强度的概念，下列说法正确的是()
A．由E＝可知，某电场的场强E与q成反比，与F成正比
B．正、负试探电荷在电场中同一点受到的电场力方向相反，所以某一点场强方向与放入试探电荷的正负有关
C．电场中某一点的场强与放入该点的试探电荷的正负无关
D．电场中某一点不放试探电荷时，该点场强等于零
C[电场中某点场强的大小和方向由电场本身决定，与试探电荷的受力情况及电荷性质无关，故A、D错误，C正确；电场强度的方向与正电荷所受电场力方向相同，与负电荷所受电场力方向相反，但场强方向与放入试探电荷的正负无关，B错误．]
2．在电场中的某点A放一个试探电荷，其电荷量为q，受到的电场力为F，则A点的电场强度为E＝，下列说法正确的是()
A．若移去试探电荷，则A点的电场强度为0
B．若试探电荷的电荷量变为4q，则A点的场强变为4E
C．若放置到A点的试探电荷的电荷量变为－2q，则场中A点的场强大小和方向均不变
D．若放置到A点的试探电荷的电荷量变为－2q，则场中A点的场强大小不变，但方向相反
C[电场强度是描述电场性质的物理量，只与电场本身有关，与试探电荷无关，故C正确．]
3．如图所示的各电场中，A、B两点电场强度相同的是()
ABCD
C[电场强度是矢量，电场强度相同是指电场强度大小和方向均相同，C正确．]
4．如图617所示，一电场的电场线分布关于y轴(沿竖直方向)对称，O、M、N是y轴上的三个点，且OM＝MN.P点在y轴右侧，MP⊥MN.则O、M、N、P四点中电场强度最大的是()
图617
A．O点B．M点C．N点D．P点
A[电场线的疏密程度表示场强大小，由此可知场强最大的点为O点，故选A.]
高三物理《练习使用多用电表》考后题型解析
高三物理《练习使用多用电表》考后题型解析
实验11练习使用多用电表
1．欧姆表原理(多用电表测电阻原理)
(1)构造：如图1所示，欧姆表由电流表G、电池、调零电阻R和红、黑表笔组成．
图1
欧姆表内部：电流表、电池、调零电阻串联．
外部：接被测电阻Rx.
全电路电阻R总＝Rg＋R＋r＋Rx.
(2)工作原理：闭合电路欧姆定律I＝.
(3)刻度的标定：红、黑表笔短接(被测电阻Rx＝0)时，调节调零电阻R，使I＝Ig，电流表的指针达到满偏，这一过程叫欧姆调零．
①当I＝Ig时，Rx＝0，在满偏电流Ig处标为“0”．(图甲)
②当I＝0时，Rx→∞，在I＝0处标为“∞”．(图乙)
③当I＝时，Rx＝Rg＋R＋r，此电阻值等于欧姆表的内阻值，Rx叫中值电阻．
2．多用电表
(1)多用电表可以用来测量电流、电压、电阻等，并且每一种测量都有几个量程．
(2)外形如图2所示：上半部为表盘，表盘上有电流、电压、电阻等多种量程的刻度；下半部为选择开关，它的四周刻有各种测量项目和量程．
图2
(3)多用电表面板上还有：欧姆表的欧姆调零旋钮(使电表指针指在右端零欧姆处)、指针定位螺丝(使电表指针指在左端的“0”位置)、表笔的正、负插孔(红表笔插入“＋”插孔，黑表笔插入“－”插孔)．
3．二极管的单向导电性
(1)晶体二极管是由半导体材料制成的，它有两个极，即正极和负极，它的符号如图3甲所示．
甲乙丙
图3
(2)晶体二极管具有单向导电性(符号上的箭头表示允许电流通过的方向)．当给二极管加正向电压时，它的电阻很小，电路导通，如图乙所示；当给二极管加反向电压时，它的电阻很大，电路截止，如图丙所示．
(3)将多用电表的选择开关拨到欧姆挡，红、黑表笔接到二极管的两极上，当黑表笔接“正”极，红表笔接“负”极时，电阻示数较小，反之电阻示数很大，由此可判断出二极管的正、负极．
1．实验器材
多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线若干、小灯泡、二极管、定值电阻(大、中、小)三个．
2．实验步骤
(1)观察：观察多用电表的外形，认识选择开关的测量项目及量程．
(2)机械调零：检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置．若不指零，则可用小螺丝刀进行机械调零．
(3)将红、黑表笔分别插入“＋”、“－”插孔．
(4)测量小灯泡的电压和电流．
①按如图4甲所示的电路图连好电路，将多用电表选择开关置于直流电压挡，测小灯泡两端的电压．
甲乙
图4
②按如图乙所示的电路图连好电路，将选择开关置于直流电流挡，测量通过小灯泡的电流．
(5)测量定值电阻
①根据被测电阻的估计阻值，选择合适的挡位，把两表笔短接，观察指针是否指在欧姆表的“0”刻度，若不指在欧姆表的“0”刻度，调节欧姆调零旋钮，使指针指在欧姆表的“0”刻度处；
②将被测电阻接在两表笔之间，待指针稳定后读数；
③读出指针在刻度盘上所指的数值，用读数乘以所选挡位的倍率，即得测量结果；
④测量完毕，将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡．
1．多用电表使用注意事项
(1)表内电源正极接黑表笔，负极接红表笔，但是红表笔插入“＋”插孔，黑表笔插入“－”插孔，注意电流的实际方向应为“红入”，“黑出”．
(2)区分“机械零点”与“欧姆零点”．机械零点是表盘刻度左侧的“0”位置，调整的是表盘下边中间的指针定位螺丝；欧姆零点是指刻度盘右侧的“0”位置，调整的是欧姆调零旋钮．
(3)由于欧姆挡表盘难以估读，测量结果只需取两位有效数字，读数时注意乘以相应挡位的倍率．
(4)使用多用电表时，手不能接触表笔的金属杆，特别是在测电阻时，更应注意不要用手接触表笔的金属杆．
(5)测量电阻时，待测电阻要与其他元件和电源断开，否则不但影响测量结果，甚至可能损坏电表．
(6)测电阻时，每换一挡必须重新欧姆调零．
(7)使用完毕，选择开关要置于交流电压最高挡或“OFF”挡．长期不用，应把表内电池取出．
2多用电表对电路故障的检测
(1)断路故障的检测方法
①将多用电表拨到直流电压挡作为电压表使用．
a．将电压表与电源并联，若电压表示数不为零，说明电源良好，若电压表示数为零，说明电源损坏．
b．在电源完好时，再将电压表与外电路的各部分电路并联．若电压表示数等于电源电动势，则说明该部分电路中有断点．
②将多用电表拨到直流电流挡作为电流表使用，将电流表串联在电路中，若电流表的示数为零，则说明与电流表串联的部分电路断路．
③用欧姆挡检测
将各元件与电源断开，然后接到红、黑表笔间，若有阻值(或有电流)说明元件完好，若电阻无穷大(或无电流)说明此元件断路．
不能用欧姆表检测电源的情况．
(2)短路故障的检测方法
①将电压表与电源并联，若电压表示数为零，说明电源被短路；若电压表示数不为零，则外电路的部分电路不被短路或不完全被短路．
②用电流表检测，若串联在电路中的电流表示数不为零，故障应是短路．
1．[多用电表的原理及使用]关于多用电表中的欧姆表，下列说法中正确的是()
A．欧姆表是由电压表和电流表组合而工作的
B．欧姆表是根据闭合电路欧姆定律工作的
C．被测电阻越大，欧姆表的指针偏转角度也越大
D．与电流表和电压表一样，欧姆表的电阻刻度是均匀的
B[欧姆表是根据闭合电路的欧姆定律测量电阻的，选项A错误，B正确；当Rx趋向于∞时，I＝0，则指针在最左端，同一挡测电阻时阻值越大偏角越小，选项C错误；虽然任何欧姆表的测量范围都是从0→∞，但越向左刻度越密，选项D错误．]
2．[多用电表读数及检查电路故障]某实验小组在“练习使用多用电表”实验中：
(1)用多用电表测量某一电学元件，多用电表的选择开关旋至如图5甲所示．操作正确，表盘指针如图乙所示，则该电学元件阻值为________Ω.
甲
乙
图5
(2)该电学元件可能是()
A．一个阻值未知的电阻
B．“220V15W”的白炽灯
C．“220V100W”的白炽灯
【答案】(1)3000(2)A
高三物理《电路闭合电路欧姆定律》考后题型解析
高三物理《电路闭合电路欧姆定律》考后题型解析
考点一|串联电路和并联电路
1．串联、并联特点对比
串联并联电流I＝I1＝I2＝…＝InI＝I1＋I2＋…＋In电压U＝U1＋U2＋…＋UnU＝U1＝U2＝…＝Un电阻R＝R1＋R2＋…＋Rn＝＋＋…＋2.电压表的改装(加试要求)
电流表G的满偏电压Ug＝IgRg，当改装成量程为U的电压表时，应串联一个电阻R，因为串联电阻有分压作用．若U为Ug的n倍，需串联的分压电阻为R＝(n－1)Rg.
3．电流表的改装(加试要求)
电流表G的满偏电流为Ig，当改装成量程为I的电流表时，应并联一个电阻R，若I为Ig的n倍，需并联的分流电阻为R＝.
1．“三个”常用的电阻结论
(1)并联电路的总电阻小于其中最小的电阻．
(2)n个相同的电阻R并联，总电阻R总＝R.
(3)在电路中，某个电阻增大(或减小)，则总电阻增大(或减小)．
2.电表改装后的特点
改装后的电压表改装后的电流表(1)改装后示数等于表头与分压电阻两端电压之和(1)改装后示数等于通过表头与分流电阻的电流之和(2)改装后量程等于满偏时表头与分压电阻两端电压之和(2)改装后量程等于满偏时通过表头与分流电阻的电流之和(3)改装后表头满偏电压不变(3)改装后表头满偏电流不变
1．(多选)有两个电阻R1＝2Ω，R2＝3Ω，则有()
A．R1、R2串联总电阻为5Ω
B．R1、R2并联总电阻为1Ω
C．R1、R2串联总电阻为2.5Ω
D．R1、R2并联总电阻为1.2Ω
AD[由于串联电路总电阻等于各部分电阻之和，即R串＝R1＋R2＝5Ω；两个电阻并联，其总电阻R并＝＝1.2Ω，选项A、D正确．]
2．电阻R1与R2并联在电路中，通过R1与R2的电流之比为1∶2，则当R1与R2串联后接入电路中时，R1与R2两端电压之比U1∶U2为()
A．1∶2B．2∶1
C．1∶4D．4∶1
B[两电阻并联时，两端电压相等，因电流之比为1∶2，故R1∶R2＝2∶1；当两电阻串联时，有相同的电流，由U＝IR可知，U1∶U2＝2∶1，选项B正确．]
3．三个电阻的阻值之比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∶5B．5∶2∶1
C．10∶5∶2D．1∶1∶1
C[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．]
4．(加试要求)(多选)如图721所示的甲、乙两个电路，都是由一个灵敏电流计G和一个变阻器R组成，它们之中一个是测电压的电压表，另一个是测电流的电流表，那么以下结论中正确的是()
甲乙
图721
A．甲是电流表，R增大时量程增大
B．甲是电流表，R增大时量程减小
C．乙是电压表，R增大时量程减小
D．乙是电压表，R增大时量程增大
BD[把一个灵敏电流计改装成电流表，需并联一个电阻，并联的电阻越大，量程越小，A错误，B正确；把一个灵敏电流计改装成电压表，需串联一个电阻，串联的电阻越大，量程越大，C错误，D正确．]
考点二|闭合电路欧姆定律
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1．闭合电路
(1)组成
(2)内、外电压的关系：E＝U内＋U外．
2．闭合电路欧姆定律
(1)内容：在外电路为纯电阻的闭合电路中，电流的大小跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比．
(2)公式：
①I＝(只适用于纯电阻电路)．
②E＝U外＋Ir(适用于所有电路)．
3．路端电压U与电流I的关系(加试要求)
(1)关系式：U＝E－Ir.
(2)UI图象如图722所示．
图722
①当电路断路即I＝0时，纵坐标的截距为电源电动势．
②当外电路短路即U＝0时，横坐标的截距为短路电流．
③图线的斜率的绝对值为电源的内阻．
1．判定总电阻变化情况的规律
(1)当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时，电路的总电阻一定增大(或减小)．
(2)若开关的通、断使串联的用电器增多时，电路的总电阻增大；若开关的通、断使并联的支路增多时，电路的总电阻减小．
(3)在如图723所示分压电路中，滑动变阻器可视为由两段电阻构成，其中一段R并与用电器并联，另一段R串与并联部分串联．A、B两端的总电阻与R串的变化趋势一致．
图723
2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外的变化→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．
1．某电路如图724所示，已知电池组的总内阻r＝1Ω，外电路电阻R＝5Ω，理想电压表的示数U＝3.0V，则电池组的电动势E等于()
图724
A．3.0VB．3.6VC．4.0VD．4.2V
B[由于电压表的示数为路端电压，而U＝IR，则I＝＝0.6A，由闭合电路欧姆定律可得E＝I(R＋r)＝0.6×(5＋1)V＝3.6V，故选项B正确．]
太阳能电池板的参数
开路电压43V
短路电流5.85A
工作电压35.3V
工作电流5.67A
额定功率200W
工作温度4085℃
图7252.第二届世界互联网大会于20xx年12月16日至18日在桐乡乌镇举行，为迎接大会召开，桐乡市对部分道路亮化工程进行了改造，如图725所示是乌镇某行政村使用的太阳能路灯的电池板铭牌，则该电池板的内阻约为()
A．7.58ΩB．6.03ΩC．6.23ΩD．7.35Ω
D[开路电压即为电动势，所以内阻r＝＝Ω≈7.35Ω，D正确．]
3．一太阳能电池板，测得它的开路电压为800mV，短路电流为40mA.若将该电池板与一阻值为20Ω的电阻连成一闭合电路，则它的路端电压是()
A．0.10VB．0.20VC．0.30VD．0.40V
D[由已知条件得：E＝800mV.又因I短＝，所以r＝＝Ω＝20Ω，所以U＝IR＝R＝×20mV＝400mV＝0.4V，选项D正确．]
4．(20xx·浙江学业水平考试)小吴同学设计了一种烟雾报警装置，其设计原理如图726所示．M为烟雾传感器，其阻值RM随着烟雾浓度的变化而变化，R为定值电阻．当装置所在区域出现烟雾且浓度增大时，将导致a、b两端电压减小，触发警报装置发出警报．当烟雾浓度增大时()
图726
A．RM增大，电流表示数增大
B．RM增大，电流表示数减小
C．RM减小，电流表示数增大
D．RM减小，电流表示数减小
C[根据烟雾浓度增大时，a、b两端电压减小，可知a、b之间电阻减小，故RM减小．根据闭合电路欧姆定律知电路中电流增大，所以电流表示数增大．故C选项正确．]
5．(加试要求)(多选)如图所示，A、B、C、D四个电路中，电源电动势为E，电阻为r，定值电阻为R0，当滑动变阻器R的滑片P从a向b滑动时，电压表示数将变大的电路是()
BD[在电路A、B中，当滑动变阻器R的滑片P从a向b滑动时，滑动变阻器连入电路的电阻变小．对电路A，电压表测量的是路端电压，由于外电路电阻减小，使路端电压随之减小，不符合题意；对电路B，电压表测量的是定值电阻R0两端的电压，由闭合电路欧姆定律知此时电路电流变大，则电压表示数将变大，符合题意；对电路C，由于电压表位置的特殊性，其示数将不变；而电路D，实际上可认为是一个分压电路，尽管电路电流不变，但当滑动变阻器R的滑片P从a向b滑动时，电压表测量的电阻增加，则电压表示数将变大．]
考点三|电源的功率及UI图象
1．电源的总功率
(1)任意电路：P总＝IE＝IU外＋IU内＝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＝IU内＝P总－P出．
3．电源的输出功率(加试要求)
(1)任意电路：P出＝IU＝IE－I2r＝P总－P内．
(2)纯电阻电路：P出＝I2R＝＝.
(3)纯电阻电路中输出功率随R的变化关系
①当R＝r时，电源的输出功率最大为Pm＝
②当R＞r时，随着R的增大输出功率越来越小．
③当R＜r时，随着R的增大输出功率越来越大．
④当P出＜Pm时，每个输出功率对应两个外电阻R1和R2，且R1R2＝r2.
⑤P出与R的关系如图727所示．
图727
4．电源的效率
(1)任意电路：η＝×100%＝×100%.
(2)纯电阻电路：η＝×100%＝×100%
因此在纯电阻电路中R越大，η越大．
5．电源与电阻UI图象的比较
图象上的特征物理意义电源UI图象电阻UI图象图形图象表述的物理量变化关系电源的路端电压随电路电流的变化关系电阻两端电压随电阻中的电流的变化关系图线与坐标轴交点与纵轴交点表示电源电动势E，与横轴交点表示短路电流过坐标轴原点，表示没有电压时电流为零图线上每一点坐标的乘积UI表示电源的输出功率表示电阻消耗的功率图线上每一点对应U、I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，表示此电阻的大小不变图线斜率的绝对值大小内阻r电阻大小
(20xx·浙江4月学考)图728所示中的路灯为太阳能路灯，每只路灯的光伏电池板有效采光面积约0.3m2.晴天时电池板上每平方米每小时接收到的太阳辐射能约为3×106J．如果每天等效日照时间约为6h，光电池一天产生的电能可供30W的路灯工作8h．光电池的光电转换效率约为()
图728
A．4.8%B．9.6%C．16%D．44%
C[光电池的光电转换效率是转化得到的电能与接收到的光能的比值，即：η＝×100%＝×100%＝16%，故选C.]
1．用电器获得最大功率问题的分析方法
(1)定值电阻
根据P＝I2R或P＝讨论，要功率P最大，需通过该电阻的电流或电阻两端的电压最大．
(2)可变电阻
通常采用等效电源法，解题时根据需要选用不同的等效方式，将用电器获得最大功率问题转化为电源最大输出功率问题．
2．UI图象的一般分析思路
(1)明确纵、横坐标的物理意义．
(2)明确图象的截距、斜率及交点的意义．
(3)找出图线上对应状态的参量或关系式．
(4)结合相关概念或规律进行分析、计算．
1．如图729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729
A．电源的电动势为5.0V
B．电源的内阻为12Ω
C．电源的短路电流为0.5A
D．电流为0.3A时的外电阻是18Ω
D[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6.0V，选项A错误；图线的斜率表示电源内阻r＝Ω＝2Ω，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0.3A时，由闭合电路欧姆定律I＝知R＝－r＝Ω－2Ω＝18Ω，选项D正确．]2．如图7210所示，直线A为某电源的UI图线，曲线B为某小灯泡的UI图线，用该电源和小灯泡组成闭合电路时，电源的输出功率和电源的总功率分别是()
图7210
A．4W,8WB．2W,4W
C．2W,3WD．4W,6W
D[电源的UI图线A在纵轴上的截距表示电源电动势为3V，图线A、B的交点表示电路工作点，对应的工作电压为U＝2V，工作电流为I＝2A．用该电源和小灯泡组成闭合电路时，电源的输出功率P出＝UI＝2×2W＝4W，电源的总功率P总＝EI＝3×2W＝6W．选项D正确．]
3．(20xx·嘉兴一中期中)电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比．在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图7211所示，图中U为路端电压，I为干路电流，a、b为图线上的两点，相应状态下电源的效率分别为ηa、ηb.由图可知ηa、ηb的值分别为()
图7211
A．ηa＝80%ηb＝50%
B．ηa＝40%ηb＝80%
C．ηa＝50%ηb＝80%
D．ηa＝66.7%ηb＝33.3%
D[根据效率的定义可做以下推导：η＝＝，从UI图象中可知电压电动势对应为6个单位长度，a点路端电压对应为4个单位长度，b点路端电压对应为2个单位长度，综上所述D正确，A、B、C错误．]
4．(多选)(加试要求)如图7212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()
图7212
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
AC[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．]
