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第23讲 电路 闭合电路的欧姆定律
考纲要求
考情分析
命题趋势
1.电源的电动势和内阻Ⅰ
2.闭合电路的欧姆定律Ⅱ
2016·全国卷Ⅱ,17
2016·北京卷,19
2016·江苏卷,8
主要考查闭合电路欧姆定律、电路动态分析、闭合电路功率与效率问题、U-I图象的理解及应用
1.串、并联电路的特点
(1)特点对比
串联
并联
电流
I=__I1=I2=…=In__
I=__I1+I2+…+In__
电压
U=__U1+U2+…+Un__
U=__U1=U2=…=Un__
电阻
R=__R1+R2+…+Rn__
=__++…+__
(2)几个常用的推论
①串联电路的总电阻__大于__其中任一部分电路的总电阻.
②并联电路的总电阻__小于__其中任一支路的总电阻,且小于其中最小的电阻.
③无论电阻怎样连接,每一段电路的总的消耗电功率P总是等于各个电阻消耗电功率之和.
④无论电路是串联还是并联,电路中任意一个电阻变大时,电路的总电阻变大.
2.电源的电动势和内阻
(1)电动势
①电动势的计算:非静电力搬运电荷所做的功与搬运的电荷量的比值,E=;
②电动势的物理含义:电动势表示电源__把其他形式的能转化成电势能__本领的大小,在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压.
(2)内阻:电源内部导体的电阻.
3.闭合电路的欧姆定律
(1)闭合电路欧姆定律
①内容:闭合电路里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:I=(只适用于纯电阻电路);
③其他表达形式
a.电势降落表达式:E=U外+U内或E=U 外+__Ir__;
b.能量表达式:EI=UI+I2r.
(2)路端电压与外电阻的关系
①一般情况:U=IR=R=,当R增大时,U__增大__;
②特殊情况:
a.当外电路断路时,I=0,U=__E__;
b.当外电路短路时,I短=____,U=0.
1.判断正误
(1)电动势为矢量,其方向由电源负极指向正极.( × )
(2)电源的重要参数是电动势和内阻.电动势由电源中非静电力的特性决定,与电源的体积无关,与外电路无关.( √ )
(3)闭合电路中电流越大,路端电压越大.( × )
(4)在闭合电路中,外电阻越大,电源的输出功率越大.( × )
(5)电路中某电阻大,该电阻的功率不一定大.( √ )
(6)电源的输出功率越大,电源的效率越高.( × )
2.(多选)一个T形电路如图所示,电路中的电阻R1=10 Ω,R2=120 Ω,R3=40 Ω.另有一测试电源,电动势为100 V,内阻忽略不计.则( AC )
A.当cd端短路时,a、b之间的等效电阻是40 Ω
B.当ab端短路时,c、d之间的等效电阻是40 Ω
C.当ab两端接通测试电源时,cd两端的电压为80 V
D.当cd两端接通测试电源时,ab两端的电压为80 V
3.2013年12月2日,我国嫦娥三号探月卫星在西昌卫星发射中心发射.嫦娥三号卫星的太阳能电池依靠光伏效应设计,可将太阳能转化为电能并储存起来.已知太阳能电池板的开路电压为800 mV,短路电流为40 mA.现将该电池板与一阻值为20 Ω的电阻器连成一闭合电路,下列说法不正确的是( C )
A.电池板的电动势为800 mV
B.电池板的内电阻为20 Ω
C.闭合电路的路端电压为800 mV
D.闭合电路的路端电压为400 mV
一 闭合电路的功率及效率问题
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%
由P出与外电阻R的关系图象可知
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RC2,由Q=CU知此时Q1>Q2,当S闭合时,稳定状态下C1与R1并联,C2与R2并联,电路中电流I==2 A,此时两电阻两端电压分别为U1=IR1=6 V、U2=IR2=12 V,则此时两电容器所带电荷量分别为Q1′=C1U1=3.6×10-5C、Q2′=C2U2=3.6×10-5C,对电容器C1来说,S闭合后其两端电压减小,所带电荷量也减小,故选项B、C正确,D错误.
四 两种U-I图线的比较及应用
电源U-I图象
电阻U-I图象
图形
物理意义
路端电压随电流的变化规律
电阻两端电压随电流的变化规律
截距
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
坐标的乘积UI
表示电源的输出功率
表示电阻消耗的功率
坐标的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
斜率的绝对值
内电阻r
电阻大小
[例4](2017·上海徐汇模拟)图甲为某元件的U-I特性曲线,把它连成图乙所示电路.已知电源电动势E=5 V,内阻r=1.0 Ω,定值电阻R0=4 Ω.闭合电键S后,求:
(1)该元件的电功率;
(2)电源的输出功率.
解析 设非线性元件的电压为U,电流为I,由欧姆定律得
U=E-I(R0+r),代入数据得U=5-5I,
画出U=E′-Ir′=5-5I图线.
如图所示,两图线交点坐标为(0.4 A,3.0 V).
(1)该元件的电功率
PR=UI=3.0×0.4 W=1.2 W.
(2)电源的输出功率
P=PR0+PR=I2R0+PR=0.42×4 W+1.2 W=1.84 W.
答案 (1)1.2 W (2)1.84 W
分析U-I图象的一般思路
(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
五 电路故障的分析与判断
1.故障特点
①断路特点:表现为路端电压不为零而电流为零;
②短路特点:用电器或电阻发生短路,表现为有电流通过电路但用电器或电阻两端电压为零.
2.检查方法
①电压表检测:如果电压表示数为零,则说明可能在并联路段之外有断路,或并联路段短路;
②电流表检测:当电路中接有电源时,可用电流表测量各部分电路上的电流,通过对电流值的分析,可以确定故障的位置.在运用电流表检测时,一定要注意电流表的极性和量程;
③欧姆表检测:当测量值很大时,表示该处断路,当测量值很小或为零时,表示该处短路.在运用欧姆表检测时,电路一定要切断电源;
④假设法: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某种故障,运用闭合电路或部分电路的欧姆定律进行推理.
[例5](2017·吉林长春诊断)如下图是某同学连接的实验实物图,L1、L2灯都不亮,他采用下列两种方法进行故障检查.
(1)应用多用电表的直流挡进行检查,选择开关置于10 V挡.该同学测试结果如表1所示,在测试a、b间直流电压时,红表笔应接触__a__(选填“a”或“b”).根据测试结果,可判定故障是__D__.
A.灯L1短路 B.灯L2短路
C.cd段断路 D.df段断路
表1
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
表2
测试点
指针偏转情况
c、d
d、e
e、f
(2)(多选)将开关断开,再选择欧姆挡测试,测量结果如表2所示,那么检查出的故障是( BD )
A.灯L1断路 B.灯L2短路
C.灯L1、L2都断路 D.d、e间导线断路
解析 (1)应用多用电表判断电路故障,首先要正确使用多用电表,对多用电表而言,电流应从红表笔流入该表内,由题图能看出a点电势高于b点电势,可知红表笔应接触a.由表1条件可知,d、f间有示数,则d—c—a—干电池—b—f间无断路,故d、f段断路,选项D正确;若灯L1短路或灯L2短路,不会造成L1、L2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.
(2)由表2可知,c、d间有一定的电阻但不是很大,灯L1既不短路也不断路,选项A、C错误;d、e间存在很大电阻,表明d、e间导线断路,选项D正确;e、f间电阻为零,则灯L2短路,选项B正确.
1.如图所示,C为两极板水平放置的平行板电容器,闭合开关S,当滑动变阻器R1,R2的滑片处于各自的中点位置时,悬在电容器C两极板间的带电尘埃P恰好处于静止状态.要使尘埃P向下加速运动,下列方法中可行的是( B )
A.将R1的滑片向左移动 B.将R2的滑片向左移动
C.将R2的滑片向右移动 D.将闭合的开关S断开
解析 尘埃P受到重力和电场力而平衡,要使尘埃P向下加速,就要减小电场力,故要减小电容器两端的电压;电路稳定时,滑动变阻器R1无电流通过,两端电压为0,故改变R1的电阻值无效果,故选项A错误;变阻器R2处于分压状态,电容器两端电压等于变阻器R2左半段的电压,故要减小变阻器R2左半段的电阻值,变阻器R2滑片应该向左移动,故选项B正确,C错误;将闭合的开关S断开,电容器两端电压增大到等于电源电动势,故P向上加速,选项D错误.
2.(2017·浙江杭州模拟)(多选)如图所示,图中直线①表示某电源的路端电压与电流的关系图象,图中曲线②表示该电源的输出功率与电流的关系图象,则下列说法正确的是( ACD )
A.电源的电动势为50 V
B.电源的内阻为 Ω
C.电流为2.5 A时,外电路的电阻为15 Ω
D.输出功率为120 W时,输出电压可能是30 V
解析 电源的输出电压和电流的关系为U=E-Ir,显然直线①的斜率的绝对值等于r,纵轴的截距为电源的电动势,从题图中看出截距为50 V,斜率的绝对值等于r= Ω=5 Ω,选项A正确,B错误;当电流为I1=2.5 A时,由回路中电流I1=,解得外电路的电阻R外=15 Ω,选项C正确;当输出功率为120 W时,由题图中P-I关系图线中看出对应干路电流可能为4 A,再从U-I图线中读取对应的输出电压可能为30 V,选项D正确.
3.如图所示,电灯L1、L2原来都正常发光,在两灯突然熄灭后,用电压表测得c、d间电压比灯泡正常发光时的电压增高,故障可能是(假设电路中仅有一处故障)( B )
A.a、c间断路 B.c、d间断路
C.b、d间断路 D.b、d间短路
解析 因电路中L1、L2、R及电源串联,电路中只有一处故障且两灯不亮,故电路中必是断路,选项D错误.电路中无电流,但c、d间电压升高,是因为c、d间断路,c、d
两点分别与电源正、负极等电势.故选项B正确,A、C错误.
[例1](2016·贵州贵阳诊断·6分)图中电源的电动势为6 V,内阻为1 Ω,R1为2 Ω,R2全阻值为3 Ω,闭合开关,下列说法中错误的是( )
A.当R2为1 Ω时,R1消耗的功率最大
B.通过改变R2的阻值,路端电压的最大值为5 V,最小值为4 V
C.R2的阻值越小,R1消耗的功率越大
D.当R2的阻值为3 Ω时,R2消耗的功率最大
[答题送检]来自阅卷名师报告
错误
致错原因
扣分
C
没有理解闭合电路输出功率最大的条件适用对象,简单地运用“R外=r时电源的输出功率最大”,将R2当作电源内阻的一部分,因此有R1=R2+r=2 Ω,即当R2=1 Ω时,R1消耗的功率最大,认为A项说法正确,认为C项说法错误而选C.
-6
[规范答题]
[解析] R1为定值电阻,只有当通过R1的电流最大时,其消耗的功率才最大,因此当R2=0时,R1消耗的功率最大,A说法错,C说法正确;由闭合电路欧姆定律得路端电压U=E,代入数据计算知B说法是正确的;将定值电阻R1当作电源内阻的一部分,则当R2=R1+r=3 Ω时,电源对R2的输出功率最大,即R2消耗的功率最大,D说法是正确的.本题答案为A.
[答案] A
1.功率为10 W的发光二极管(LED灯)的亮度与功率为60 W的白炽灯相当.根据国家节能战略,2016年前普通白炽灯应被淘汰.假设每户家庭有2个60 W的白炽灯,均用10 W的LED灯替代,估算出全国一年节省的电能最接近( B )
A.8×108 kW·h B.8×1010 kW·h
C.8×1011 kW·h D.8×1013 kW·h
解析 假设每天照明5小时,每户家庭每天节能50×2×5 W·h=0.5 kW·h,
每年节能约0.5 kW·h×365=183 kW·h,全国约有4×108户家庭,全国一年节省的电能最接近183 kW·h×4×108=7.32×1010 kW·h,与选项B的数值最为接近,故选项B正确.
2.(2018·湖北高校联考)(多选)在如图甲所示的电路中,电源电动势为3.0 V,内阻不计,L1、L2为相同规格的小灯泡,这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示,R为定值电阻,阻值为7.5 Ω.当并关S闭合后( CD )
A.L1的电阻为 Ω B.L1消耗的电功率为7.5 W
C.L2的电阻为7.5 Ω D.L2消耗的电功率为0.3 W
解析 S闭合后,L1两端的电压为3.0 V,由乙图可知,I1=0.25 A,故P1=0.75 W,R1=12 Ω,故选项A、B均错误;由电路图可得L2的电压与电流关系为U=3.0-7.5I,在小灯泡的伏安特性曲线上画出该电压电流关系,如图所示,两图线的交点表示出了此时L2两端的电压与通过的电流的大小,由图知U2=1.5 V,I2=0.2 A,所以R2== Ω=7.5 Ω,P2=U2I2=1.5×0.2 W=0.3 W,故选项C、D正确.
1.(多选)如图所示的电路中,电源电动势为12 V,内阻为2 Ω,四个电阻的阻值已在图中标出.闭合开关S,下列说法正确的有( AC )
A.路端电压为10 V
B.电源的总功率为10 W
C.a、b间电压的大小为5 V
D.a、b间用导线连接后,电路的总电流为1 A
解析 开关S闭合后,外电路的总电阻为R=10 Ω,路端电压U=R=×10 V=10 V
,选项A正确;电源的总功率P==12 W,选项B错误;由于两条支路的电流均为I′= A=0.5 A,因此a、b两点间的电压为Uab=0.5×(15-5) V=5 V,选项C正确;a、b两点用导线连接后,外电阻R′=2× Ω=7.5 Ω,因此电路中的总电流I== A=1.26 A,选项D错误.
2.阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E(内阻可忽略)连接成如图所示电路.开关S断开且电流稳定时,C所带的电荷量为Q1;闭合开关S,电流再次稳定后,C所带的电荷量为Q2.Q1与Q2的比值为( C )
A. B.
C. D.
解析 当开关S断开时等效电路如图甲所示,电容器C两端的电压U=E,所带的电荷量Q1=CU=CE;当开关S闭合时等效电路如图乙所示,电容器C两端的电压U′=E,所带的电荷量Q3=CE.所以=,选项C正确.
3.如图所示,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.闭合电源键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( B )
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 设油滴质量为m,电荷量为q,两板间距离为d,当其静止时,有q=q=mg;由题图知,增大R1,UR1增大,油滴将向上加速,增大R2
,油滴受力不变,仍保持静止;由E=知,增大d,U不变时,E减小,油滴将向下加速;断开电键S,电容器将通过R1、R2放电,两板间场强度小,油滴将向下加速,故只有选项B正确.
4.(多选)如图,电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r.将滑动变阻器滑片向下滑动,理想电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔU3,理想电流表A示数变化量的绝对值ΔI,则( ACD )
A.A的示数增大 B.V2的示数增大
C.ΔU3与ΔI的比值大于r D.ΔU1大于ΔU2
解析 滑片向下滑动,连入电路中的电阻R变减小,由I=,A表示数增大,故选项A正确;V2表测量的是电源的输出电压U2=E-Ir减小,故选项B错误; U3=E-Ir-IR,则有ΔU3=ΔI(R+r),ΔU3与ΔI的比值等于R+r,大于r,故选项C正确.ΔU2=ΔIr , ΔU1=ΔIR,又因为题目告知R>r ,得ΔU1大于ΔU2 ,故选项D正确.
课时达标 第23讲
[解密考纲]主要考查闭合电路的欧姆定律、动态电路分析、闭合电路的功率与效率问题.
1.(多选)如图所示,电源的电动势和内阻分别为E、r,在滑动变阻器的滑片P由a向b移动的过程中,下列各物理量变化情况为( BD )
A.电流表的读数一直减小
B.R0的功率先减小后增大
C.电源输出功率先增大后减小
D.电压表的读数先增大后减小
解析 滑动变阻器滑片P由a向b端移动过程中,bP和aP并联,外电路总电阻先变大后变小,根据闭合电路欧姆定律可知,电路总电流(电流表示数)先减小后增大,选项A错误;根据电功率P0=I2R0,可知R0的功率先减小后增大,选项B正确;当外电路总电阻与电源内阻相等时,输出功率最大,但R0与电源内阻r大小关系不能确定,故不能确定电源输出功率的变化情况,选项C
错误;电压表所测为电源的路端电压,路端电压与外电阻变化趋势一致,故选项D正确.
2.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( D )
A. B.
C. D.
解析 由题中U-I图象可知,若电源的电动势为6U0,则a、b两点处对应的路端电压分别为4U0、2U0,电源的效率η==,所以ηa==,ηb==,选项D正确.
3.(多选)电源开关S、S′,定值电阻R1、光敏电阻R2和电容器连接成如图所示电路,电容器的两平行板水平放置.当开关S、S′ 闭合,且无光照射光敏电阻R2时,一带电液滴恰好静止在电容器两板间的M点,当用强光照射光敏电阻R2时,光敏电阻的阻值变小,则( BD )
A.液滴向下运动
B.液滴向上运动
C.不能确定R2两端的电势差是否升高
D.不改变照射光强度,断开S′,将电容器的上极板向上移一小段距离,则上极板的电势比A点的电势高
解析 强光照射使光敏电阻R2的阻值变小,电流增大,R1两端的电势差IR1升高,R2两端的电势差降低,电容器极板之间电压升高,电场强度增强,液滴向上运动,选项B正确,选项A、C错误;当光照强度不变时断开S′,电容器带电量不变,据U==可知,把电容器的上极板向上移一小段距离时两极板间电势差变大,则上极板的电势比A点的电势高,选项D正确.
4.如图所示的电路中,灯泡A和灯泡B原来都是正常发光的.现在突然发现灯泡A比原来变暗了些,灯泡B比原来变亮了些,则电路中出现的故障可能是( C )
A.R3断路 B.R1短路
C.R2断路 D.R1、R2同时短路
解析 灯泡A比原来暗了些,说明灯泡A的电流和电压变小;灯泡B比原来亮了些,说明灯泡B的电流和电压变大.采取代入排除法,将选项逐个代入分析: R3断路→R外增大→R总变大→I减小→U变大,由此可知两灯均变亮,故选项A错误;R1短路→R外减小→R总减小→I增大,通过灯泡A和B的电流变大,两灯变亮,选项B错误;同理分析可知选项C正确,选项D错误.
5.(多选)图示电路中,电源内阻不可忽略,若调整可变电阻R的阻值,可使电压表V的示数减小ΔU(电压表为理想电表),在这个过程中( AD )
A.通过R1的电流减小,减小量一定等于
B.R2两端的电压增加,增加量一定等于ΔU
C.路端电压减小,减小量一定等于ΔU
D.通过R2的电流增加,但增加量一定小于
解析 电压表示数减小,可知R减小,设路端电压、干路电流分别为U、I,电压表示数为U1,R2两端电压为U2,流过R1、R2的电流分别为I1、I2,电阻改变后,分别为U′、I′、U1′、U2′、I1′、I2′,则U1=I1R1,U1′=I1′R1,ΔU=U1-U1′=(I1-I1′)R1,则I1减小量为ΔI1=I1-I1′=,选项A正确;U2=E-U1-Ir,U2′=E-U1′-I′r,得ΔU2=(U1-U1′)-(I′-I)r=ΔU-(I′-I)r<ΔU,选项B错误;路端电压减小量小于ΔU,选项C错误;ΔU=(I′-I)(r+R2),ΔI2=I′-I=<,选项D正确.
6.(2017·湖南株洲质检)(多选)某种小灯泡的伏安特性曲线如图甲所示,三个完全相同的这种小灯泡连接成如图乙所示的电路,电源的内阻为1.0 Ω.现闭合开关S,理想电压表V的示数为4.0 V,则( ABD )
A.三个灯泡的总电阻为8.3 Ω
B.电源的电动势为5.6 V
C.电源消耗的热功率为3.0 W
D.电源的效率为89.3%
解析 理想电压表V的示数为4.0 V,可知串联的灯泡电流为0.6 A,此时小灯泡电阻为 Ω= Ω;每个并联灯泡的电流为0.3 A,电压1.0 V,此时小灯泡电阻R1= Ω= Ω,所以总电阻为R总= Ω+· Ω≈8.3 Ω,选项A正确;电动势为E=4 V+1 V+0.6×1.0 V=5.6 V,选项B正确;电源消耗的热功率为P热=0.62×1.0 W=0.36 W,选项C错误;电源效率η=×100%≈89.3%,故选项D正确.
7.如图所示为测量某电源电动势和内阻时得到的U-I图线.用此电源与三个阻值均为3 Ω的电阻连接成电路,测得路端电压为4.8 V.则该电路可能为( B )
解析 由图可知,电源电动势E=6 V,
当U=4 V时,I=4 A,有6 V=4 V+4 A×r,解得r=0.5 Ω,
当路端电压为4.8 V时,U内=E-U=6 V-4.8 V=1.2 V,
由=,得R=r=×0.5 Ω=2 Ω,
由电阻的串并联知识可知选项B为可能电路.
8.(2017·湖北黄石模拟)如图所示,直线A为电源a的路端电压与电流的关系图象,直线B为电源b的路端电压与电流的关系图象,直线C为一个电阻R
的两端电压与电流的关系图象,将这个电阻R分别接到a、b两电源上,则( C )
A.R接到a电源上,电源的效率较高
B.R接到b电源上,电源的输出功率较大
C.R接到a电源上,电源的输出功率较大,但电源效率较低
D.R接到b电源上,电阻R的发热功率和电源的效率都较高
解析 电源的效率η==,由题图可知,电阻R接在电源a上时电路中电流为,短路电流为I0,且ra>rb,根据闭合电路欧姆定律I0=,=,解得R=ra,则a电源的效率为50%;电阻R接在电源b上时>50%,则电源b的效率大于50%,故选项A错误;电源的U-I图线与电阻R的U-I图线的交点表示电阻R接在该电源上的工作状态,由题图可知电阻R接在电源a上时的电压和电流较大,电源a的输出功率较大,故选项B错误;由以上分析可知,R接到a电源上,电源的输出功率较大,电源效率较低,故选项C正确,D错误.
9.(2017·湖北黄冈一模)(多选)如图所示是超导限流器(虚线框内部分)示意图.超导部件临界电流为IC,当通过限流器的电流大于IC时,超导部件从阻值为零的超导态转变为正常态(视为纯电阻).已知超导部件的正常电阻为R1=3 Ω,临界电流IC=1.2 A,限流电阻R2=6 Ω,小灯泡上标有“6 V 6 W”字样,电源E=8 V,r=2 Ω.原来电路正常工作,现小灯泡突然发生短路.则( BD )
A.短路前通过R1的电流为A
B.短路后超导部件转为正常态
C.短路后通过R1的电流为2 A
D.短路后通过R1的电流为 A
解析 原来灯泡正常工作,电流为1 A,故R1处于超导状态,其电阻为零,通过R1
的电流为1 A,选项A错误.灯泡短路时,电流突然达到=4 A>1.2 A,超导部件由超导态转为正常态,选项B正确.短路后限流器与超导部件并联,总电阻为2 Ω,其两端电压为4 V,故通过R1的电流为I′1= A,选项C错误、D正确.
10.(2017·湖北武汉调研)(多选)某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在了同一坐标系中,如图中的a、b、c所示.则下列说法正确的是( CD )
A.图线b表示输出功率PR随电流I变化的关系
B.图中a线最高点对应的功率为最大输出功率
C.在图线上A、B、C三点的纵坐标一定满足关系PA=PB+PC
D.两个图线交点M与N的横坐标之比一定为1∶2,纵坐标之比一定为1∶4
解析 P=I2r,电流I越大,P越大,且为非线性关系,所以图线b表示Pr随电流I变化的关系,选项A错误;PE=E·I,PE与I成正比,为图线a,故图中a线最高点对应的功率为电源最大功率,选项B错误;电源输出功率PR=PE-Pr,所以在图线上A、B、C三点的纵坐标一定满足关系PA=PB+PC,选项C正确;两个图线交点M对应R=r,N对应R=0,两个图线交点M与N的横坐标之比一定为1∶2,M点纵坐标P=,N点的纵坐标P=,两个图线交点M与N的纵坐标之比一定为1∶4,选项D正确.