人教版高三物理一轮复习习题：第7章 第2讲闭合电路欧姆定律及其应用

闭合电路欧姆定律及其应用高考真题1．(2011·海南卷)如图所示，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S 为开关，与分别为电压表和电流表．初始时S0与S均闭合，现将S断开，则( )A.的读数变大，的读数变小B.的读数变大，的读数变大C.的读数变小，的读数变小D.的读数变小，的读数变大解析：电路中各量的动态变化如下：综上知，B正确．答案：B2．(2012·上海卷)(多选)直流电路如图所示，在滑动变阻器的滑片P向右移动时，电源的( )A．总功率一定减小B ．效率一定增大C ．内部损耗功率一定减小D ．输出功率一定先增大后减小解析：滑片P 向右移动时外电路电阻R 外增大，由闭合电路欧姆定律知总电流减小，由P总＝EI 可得P 总减小，故A 正确．根据η＝R 外R 外＋r ＝11＋r /R 外可知，B 正确．由P 损＝I 2r 可知，C 正确．因不知道R 外的初始值与r 的大小关系，所以无法判断P 出的变化情况，D 错误．答案：ABC3．(2014·天津理综)如图所示，电路中R 1、R 2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( )A ．增大R 1的阻值B ．增大R 2的阻值C ．增大两板间的距离D ．断开电键S解析：油滴悬浮在两板间静止，受力平衡，mg ＝qE .若继续静止不动，需要保证板间电场强度E 不变．增大R 1的阻值，根据U ＝E －Ir 知板间电压U 增大，E 增大，A 错误．增大R 2，对极板没有任何影响，B 正确．增大两板间距离，U 不变，d 增大，由E ＝Ud知E 减小，C 错误．断开S ，电容器放电，E 减为零，D 错误．答案：B4．(2011·重庆理综)在测量电珠伏安特性实验中，同学们连接的电路中有4个错误电路，如图所示．电源内阻不计，导线连接良好．若将滑动变阻器的触头置于左端，闭合S ，在向右端滑动触头过程中，会分别出现如下4种现象：a．电珠L不亮；电流表示数几乎为零b．电珠L亮度增加；电流表示数增大c．电珠L开始不亮，后来忽然发光；电流表从示数不为零到线圈烧断d．电珠L不亮；电流表从示数增大到线圈烧断与上述abcd四种现象对应的电路序号为( )A．③①②④B．③④②①C．③①④②D．②①④③解析：图①电路为分压接法，触头向右滑动，电珠L分得的电压逐渐变大，亮度增加，因滑动变阻器电阻减小，整个电路电阻减小，所以电流表示数增大，对应b现象；图②为限流接法，电珠与电阻很小的电流表并联，变阻器在最左端时，电流很小，电珠L不亮，触头向右滑动时，电流迅速增大，电流表电流过大，线圈被烧断，电珠L忽然发光，对应c现象；图③电压表电阻很大，导致分压电路部分的电流几乎为零，电珠L不亮，电流表示数几乎为零，对应a现象；图④电珠与电压表串联，通过电珠L的电流很小，电珠L不亮，电流表中电流随分得电压的增大而增大，直到线圈烧断，对应d现象．综上知，A正确．答案：A5．(2015·山东理综)如图甲所示的电路中，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．某同学利用该电路研究滑动变阻器R L消耗的电功率．改变R L的阻值，记录多组电流、电压的数值，得到如图乙所示的U－I关系图线．回答下列问题：(1)滑动触头向下移动时，电压表示数________．(填“增大”或“减小”)(2)I0＝________A.(3)R L 消耗的最大功率为________W ．(保留1位有效数字)解析：(1)当滑动触头向下移动时，R L 减小，但因为是恒流源，因此I 0保持不变．根据U R＋U R L＝I 0，可知U 减小．(2)当R L ＝0时，I L 最大，此时U ＝0，I R ＝0，I 0＝I L ＝1.00 A.(3)由图象可知，U ＝U 0－kI ＝20－20I ，P ＝UI ＝20I －20I 2，当I ＝0.5 A 时，最大功率P max ＝UI ＝5 W.答案：(1)减小 (2)1.00(0.98、0.99、1.00均正确) (3)5。

咐呼州鸣咏市呢岸学校第2节 电路 闭合电路欧姆律考点一| 串联电路和并联电路1．串联、并联特点比照电流表G 的满偏电压Ug ＝I g R g ，当改装成量程为U 的电压表时，串联一个电阻R ，因为串联电阻有分压作用．假设U 为U g 的n 倍，需串联的分压电阻为R ＝(n －1)R g .3．电流表的改装(加试要求)电流表G 的满偏电流为I g ，当改装成量程为I 的电流表时，并联一个电阻R ，假设I 为I g 的n 倍，需并联的分流电阻为R ＝R gn －1.1．“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＝1nR .(3)在电路中，某个电阻增大(或减小)，那么总电阻增大(或减小)． 2.电表改装后的特点1．(多项选择)有两个电阻R1＝2 Ω，R2＝3 Ω，那么有( ) A．R1、R2串联总电阻为5 ΩB．R1、R2并联总电阻为1 ΩC．R1、R2串联总电阻为ΩD．R1、R2并联总电阻为ΩAD[由于串联电路总电阻于各电阻之和，即R串＝R1＋R2＝5 Ω；两个电阻并联，其总电阻R并＝R1R2R1＋R2＝Ω，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，那么当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∶1C．1∶4D．4∶1B[两电阻并联时，两端电压相，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，假设将这三个电阻并联，那么通过它们的电流之比I1∶I2∶I3为( )A．1∶2∶5B．5∶2∶1C．10∶5∶2D．1∶1∶1C[并联电路电压相，设为U，因为R1∶R2∶R3＝1∶2∶5，设R1＝R，那么R2＝2R，R3＝5R，所以并联后，通过它们的电流之比为UR ∶U2R∶U5R＝10∶5∶2，选项C正确．]4．(加试要求)(多项选择)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选项是( )【导学号：81370263】甲乙图7­2­1A．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| 闭合电路欧姆律1．闭合电路(1)组成⎩⎨⎧电源内部是内电路；用电器、导线组成外电路.(2)内、外电压的关系：E ＝U 内＋U 外． 2．闭合电路欧姆律(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 ＝ER ＋r(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)U ­I 图象如图7­2­2所示．图7­2­2①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，电路的总电阻一增大(或减小)．(2)假设开关的通、断使串联的用电器增多时，电路的总电阻增大；假设开关的通、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 串与并联串联．A 、B 两端的总电阻与R 串的变化趋势一致．图7­2­32．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→固支路⎩⎨⎧并联分流I串联分压U→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，电池组的总内阻r ＝1 Ω，外电路电阻R ＝5 Ω，理想电压表的示数U ＝3.0 V ，那么电池组的电动势E 于( )图7­2­4A ．3.0 VB ． VC ．4.0 VD ． VB [由于电压表的示数为路端电压，而U ＝IR ，那么I ＝U R＝0.6 A ，由闭合电路欧姆律可得E ＝I (R ＋r )＝0.6×(5＋1)V ＝ V ，应选项B 正确．]太阳能电池板的参数 开路电压 43 V 短路电流 5 A 工作电压 3 V 工作电流 7 A 额功率 200 W 工作温度 ­40­85 ℃图7­2­52.第二届互联大会于2015年12月16日至18日在乌镇举行，为迎接大会召开，对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，那么该电池板的内阻约为( )A ．8 ΩB ．6.03 ΩC ．3 ΩD ．5 Ω D [开路电压即为电动势，所以内阻r ＝E I 短＝435Ω≈5 Ω，D 正确．] 3．一太阳能电池板，测得它的开路电压为800 mV ，短路电流为40 mA.假设将该电池板与一阻值为20 Ω的电阻连成一闭合电路，那么它的路端电压是( )A ．0.10 VB ．0.20 VC ．0.30 VD ．0.40 VD [由条件得：E ＝800 mV.又因I 短＝E r ，所以r ＝E I 短＝800×10－340×10－3 Ω＝20Ω，所以U ＝IR ＝E R ＋r R ＝80020＋20×20 mV＝400 mV ＝0.4 V ，选项D 正确．]4．(2021·学业水平考试)小吴同学设计了一种烟雾装置，其设计原理如图7­2­6所示．M 为烟雾传感器，其阻值R M 随着烟雾浓度的变化而变化，R 为值电阻．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( )【导学号：81370264】图7­2­6A．R M增大，电流表示数增大B．R M增大，电流表示数减小C．R M减小，电流表示数增大D．R M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R M减小．根据闭合电路欧姆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)(多项选择)如下图，A、B、C、D四个电路中，电源电动势为E，电阻为r，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，电压表测量的是值电阻R0两端的电压，由闭合电路欧姆律知此时电路电流变大，那么电压表示数将变大，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，那么电压表示数将变大．]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)＝E2R＋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＝E2RR＋r2＝E2R－r2R＋4r.(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P m＝E24r.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＜P m 时，每个输出功率对两个外电阻R 1和R 2，且R 1R 2＝r 2.⑤P 出与R 的关系如图7­2­7所示．图7­2­74．电源的效率(1)任意电路：η＝P 出P 总×100%＝U E×100%.(2)纯电阻电路：η＝RR ＋r×100%＝11＋r R×100%因此在纯电阻电路中R 越大，η越大． 5．电源与电阻U ­I 图象的比拟图象上的特征物理意义电源U ­I 图象电阻U ­I 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Er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U 、I 比值表示外电阻的大小，不同点对的外电阻大小不同每一点对的比值均大，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(2021·4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0.3 m 2.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 ．如果每天效时间约为6 h ，光电池一天产生的电能可供30 W 的路灯工作8 h ．光电池的光电转换效率约为( )图7­2­8A ．%B ．%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＝E 电E 光×100%＝30×8×3 6000.3×3×106×6×100%＝16%，应选C.] 1．用电器获得最大功率问题的分析方法 (1)值电阻根据P ＝I 2R 或P ＝U 2R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)可变电阻通常采用效电源法，解题时根据需要选用不同的效方式，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．U ­I 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，以下结论正确的选项是( )图7­2­9【导学号：81370265】A ．电源的电动势为 5.0 VB ．电源的内阻为 12 ΩC ．电源的短路电流为 0.5 AD ．电流为 0.3 A 时的外电阻是 18 ΩD [当电流为零时，路端电压于电源电动势，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 ＝6－50.5 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，由闭合电路欧姆律I ＝ER ＋r知R ＝E I －r ＝60.3Ω－2 Ω＝18 Ω，选项D 正确．] 2．如图7­2­10所示，直线A 为某电源的U ­I 图线，曲线B 为某小灯泡的U ­I 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7­2­10A．4 W,8 W B．2 W,4 WC．2 W,3 W D．4 W,6 WD[电源的U­I图线A在纵轴上的截距表示电源电动势为3 V，图线A、B的交点表示电路工作点，对的工作电压为U＝2 V，工作电流为I＝2 A．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 ＝2×2 W＝4 W，电源的总功率P总＝EI＝3×2 W＝6 W．选项D正确．]3．(2021·一中期中)电源的效率η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中得到的图线如图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7­2­11A．ηa＝80% ηb＝50%B．ηa＝40% ηb＝80%C．ηa＝50% ηb＝80%D．ηa＝6% ηb＝3%D[根据效率的义可做以下推导：η＝UIEI＝UE，从U­I图象中可知电压电动势对为6个单位长度，a点路端电压对为4个单位长度，b点路端电压对为2个单位长度，综上所述D正确，A、B、C错误．] 4．(多项选择)(加试要求)如图7­2­12所示，R1为值电阻，R2为变阻器，E为电源电动势，r为电源内电阻，以下说法中正确的选项是( )【导学号：81370266】图7­2­12A．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，当外电阻于内阻，即R2＝R1＋r时，输出功率最大，即R2上的功率最大，应选项A正确．对电路中的值电阻R1，电流最大时其功率最大，当外电阻R2＝0时，电流最大，应选项B错误，C正确．当外电阻于内阻时，即R1＋R2＝r时，电源的输出功率最大，应选项D错误．]。

闭合电路欧姆定律及其应用对点训练：电阻的串、并联1．电阻R 1与R 2并联在电路中，通过R 1与R 2的电流之比为1∶2，则当R 1与R 2串联后接入电路中时，R 1与R 2两端电压之比U 1∶U 2为( )A ．1∶2B ．2∶1C ．1∶4D ．4∶1解析：选B 由并联特点可知：R 1R 2＝I 2I 1＝21，又由串联电路特点可得：U 1U 2＝R 1R 2＝21，故B 正确。

2. (2015·武汉调研)电子式互感器是数字变电站的关键设备之一。

如图1所示，某电子式电压互感器探头的原理为电阻分压，ac 间的电阻是cd 间电阻的(n －1)倍，某次测量中输出端数字电压表的示数为U ，则输入端的电压为( )图1A ．nU B.UnC ．(n －1)UD.Un －1解析：选A R ac 与R cd 串联，电流I ＝U abR ac ＋R cd，对输出端电压U cd ＝U ＝IR cd ＝U ab R cd R ac ＋R cd ＝U abn，即输入端电压为U ab ＝nU 。

3.两个定值电阻R 1、R 2串联接在U 稳定于12 V 的直流电源上，有人把一个内阻不是远大于R 1、R 2的电压表接在R 1的两端，如图2所示，电压表示数为8 V ，如果把它改接在R 2的两端，则电压表的示数将( )图2A ．小于4 VB ．等于4 VC ．大于4 V 而小于8 VD ．等于或大于8 V解析：选A 当电压表并联在R 1两端时，ab 间的电阻是R 1与电压表内阻R V 并联后的等效电阻R ab ，R ab <R 1，R ab 两端电压为8 V ，R 2两端电压为4 V ，则R ab ＝2R 2，所以R 1>2R 2，由此可以推断，当不用电压表测量时，R2分得的电压小于4 V。

当把电压表并在R2上时，bc间的电阻R bc为R2和R V的并联电阻，R bc<R2，因而bc间电压一定小于4 V。

55 闭合电路的欧姆定律的理解和应用[方法点拨] (1)可从闭合电路电势升高、降低角度理解闭合电路欧姆定律．(2)较复杂电路可由各节点电势的高低判定各支路中电流方向，判断电路串并联结构．1．(2020·宜兴市多校联考)如图1所示电路，当滑动变阻器R1的滑片向上滑动时，下列说法正确的是( )图1A．电流表的示数变大B．R3两端的电压减小C．R2的功率增大D．R1的电流增大2．电阻非线性变化的滑动变阻器R2接入图2甲的电路中，移动滑动变阻器触头改变接入电路中的长度x(x 为图中a与触头之间的距离)，定值电阻R1两端的电压U1与x间的关系如图乙，a、b、c为滑动变阻器上等间距的三个点，当触头从a移到b和从b移到c的这两过程中，下列说法正确的是( )图2A．电流表A示数变化不相等B．电压表V2的示数变化相等C．电阻R1的功率变化相等D．电源的输出功率不断增大3．某电池对纯电阻供电的输出功率P随电流I变化的图象如图3所示．则下列说法正确的是( )图3A．该电源的电动势E＝2 VB．该电源的内阻r＝1 ΩC．若I＝2 A，则外电阻R＝1 ΩD．同一输出功率P可对应两个不同的电流I1、I2，即对应两个不同的外电阻R1、R2，且r＝R1·R24．(多选)在如图4所示电路中，电源内阻不能忽略，R 1阻值小于变阻器的总电阻，初态滑片P 位于变阻器的中点，P 由中点向上移动到顶端的过程中( )图4A ．电源的内功率先减小后增大B ．电源的效率先减小后增大C ．电流表的示数先减小后增大D ．电压表的示数先增大后减小5．(多选)(2020·启东中学模拟)一个微型吸尘器的直流电动机的额定电压为U ，额定电流为I ，线圈电阻为R ，将它接在电动势为E ，内阻为r 的直流电源的两极间，电动机恰好能正常工作，则( )A ．电动机消耗的总功率为UIB ．电源的效率为1－Ir EC ．电源的输出功率为EID ．电动机消耗的热功率为U 2R6．两电源电动势分别为E 1、E 2(E 1>E 2)，内阻分别为r 1、r 2.当这两个电源分别和一阻值为R 的电阻连接时，电源输出功率相等．若将R 减小为R′，电源输出功率分别为P 1、P 2，则( )A ．r 1>r 2 P 1<P 2B ．r 1<r 2 P 1>P 2C ．r 1<r 2 P 1<P 2D ．r 1>r 2 P 1>P 2 7．(多选)在如图5所示的电路中，闭合电键S ，当滑动变阻器的滑动触头P 向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I 、U 1、U 2和U 3表示，电表示数变化量的大小分别用ΔI、ΔU 1、ΔU 2和ΔU 3表示．下列说法正确的是( )图5A.U 1I 不变，ΔU 1ΔI不变 B.U 2I 变大，ΔU 2ΔI 变大 C.U 2I 变大，ΔU 2ΔI 不变 D.U 3I 变大，ΔU 3ΔI不变 8．(多选)(2020·暨阳地区联考)如图6所示的电路中，电源内阻一定，若调整可变电阻R 的阻值，可使电压表V 的示数减小ΔU，电流表A 的示数增加ΔI(电压表与电流表均为理想电表)，在这个过程中( )图6A．通过R1的电流减少量等于ΔU R1B．R2两端的电压增加量等于ΔU C．路端电压减少量等于ΔUD.ΔUΔI为定值9．(多选)(2020·铜山中学模拟)如图7所示的电路中，电源有不可忽略的内阻，R1、R2、R3为三个可变电阻，电容器C1、C2所带电荷量分别为Q1和Q2，下列判断正确的是( )图7A．仅将R1增大，Q1和Q2都将增大B．仅将R2增大，Q1和Q2都将增大C．仅将R3增大，Q1和Q2都将不变D．突然断开开关S，Q1和Q2都将不变10．(多选)(2020·泰州中学期末)如图8甲所示，电阻R1的阻值为0.5R0、灯泡L的电阻值恒为R0，R2是热敏电阻，其阻值随温度变化的关系如图乙所示．已知电流表为理想电表，电源的内阻r＝R0.则下列说法中正确的是( )图8A．当温度升高时，R1两端的电压增大B．当温度降低时，电流表的示数增大C．当温度升高时，灯泡L的亮度变大D．当温度为40 ℃时，电源的输出功率最大11．(多选)如图9甲所示的电路中，不计电表内阻的影响，改变滑动变阻器的滑片位置，测得电压表V1和V2随电流表A的示数变化的实验图象如图乙所示，则下列说法正确的是( )图9A．图线a是电压表V1的示数与I的关系图线B．图线b的延长线一定过坐标原点OC．图线a、b的交点的横、纵坐标值的乘积等于电阻R0消耗的瞬时功率D．图线a、b的交点的横、纵坐标值的乘积等于电源的瞬时输出功率答案精析1．A [当滑动变阻器R 1的滑片向上滑动时，其接入电路的电阻增大，外电路总电阻增大，则干路电流I 减小，路端电压U 增大，R 3两端的电压等于路端电压，则知R 3两端的电压增大，则通过R 3电流I 3增大，通过R 2电流I 2＝I －I 3，I 减小，I 3增大，则I 2减小，故R 2的功率减小，R 2两端电压U 2也减小；R 1、R 4并联电压U 并＝U －U 2，U 增大，U 2减小，则知U 并增大，故通过电流表和R 4的电流I A 增大，电流表的示数变大．通过R 1的电流I 1＝I 2－I A ，I 2减小，I A 增大，则通过R 1的电流I 1减小，故A 正确，B 、C 、D 错误．]2．B3．A [当外电阻等于电源内阻时，输出功率最大，P ＝I 2R ＝I 2r ，解得r ＝0.5 Ω，由闭合电路欧姆定律得E ＝I(R ＋r)＝2×(0.5＋0.5) V ＝2 V ，A 正确，B 错误；当I ＝2 A 时，电源的输出功率最大，此时外电阻等于电源内阻，所以R ＝0.5 Ω，C 错误；同一输出功率可对应两个不同的电流I 1、I 2，即对应两个不同的外电阻R 1、R 2，有(E R 1＋r )2R 1＝(E R 2＋r )2R 2，解得r 2＝R 1·R 2，D 错误．] 4．AD5．AB [电动机额定电压为U ，额定电流为I ，当电动机正常工作时，消耗的电功率为P 总＝UI ，A 正确；电源的总功率为IE ，内部发热的功率为I 2r ，所以电源的效率为IE －I 2r IE ＝1－Ir E ，B 正确；电源的输出功率等于电动机的输入功率，得P 出＝UI ，故C 错误；电动机消耗的热功率应该用P ＝I 2R 来计算，所以热功率P ＝I 2R ，由于电动机为非纯电阻电路，不能用U 2R 求解热功率，故D 错误．] 6．A [根据闭合电路欧姆定律得：U ＝E －Ir ，可知电源的U －I 图线的斜率绝对值等于r ，所以有：r 1>r 2，电源的U －I 图线与电阻的U －I 图线的交点就表示了该电阻接在该电源上时的工作状态，此交点的横、纵坐标的乘积为电源的输出功率，即以此交点和坐标原点为两个顶点的长方形的面积表示电源的输出功率，若将R 减小为R ′，由图可知：P 1<P 2，故选A.]7．ACD [根据欧姆定律得知，U 1I ＝ΔU 1ΔI ＝R 1，当滑动变阻器的滑动触头P 向下滑动时，R 1恒定不变，所以U 1I、ΔU 1ΔI 均不变，故A 正确；U 2I ＝R 2，当滑动变阻器的滑动触头P 向下滑动时，R 2变大，故U 2I变大，根据闭合电路欧姆定律得U 2＝E －I(R 1＋r)，则有ΔU 2ΔI ＝R 1＋r ，不变，故B 错误，C 正确；U 3I ＝R 1＋R 2，变大，根据闭合电路欧姆定律得U 3＝E －Ir ，则有ΔU 3ΔI＝r ，不变，D 正确．] 8．AD [因电压表示数减小，而R 1为定值电阻，故电流的减小量一定等于ΔU R 1，故A 正确；R 1两端的电压减小，则说明R 2两端的电压及内电压均增大，故R 2两端的电压增加量一定小于ΔU，故B 错误；因内电压增大，故路端电压减小，由B的分析可知，路端电压的减小量一定小于ΔU，故C错误；设电源电动势是E，电源内阻是r，调整可变电阻前电路电流是I，调整后电路电流是I′，在闭合电路中，电源电动势等于内外电压之和，即E＝U V＋I(r＋R2)①E＝U V′＋I′(r＋R2)②②－①得：U V′－U V＋(I′－I)(r＋R2)＝0，ΔI(r＋R2)＝U V－U V′＝ΔU，则ΔUΔI＝r＋R2，故D正确．]9．BC [仅增大R1，整个电路电阻变大，由闭合电路欧姆定律可知，电路电流减小，路端电压变大，电容器C1两端电压增大，C2两端电压减小，电容器所带电荷量Q1增大，Q2减小，故A错误；仅增大R2，整个电路电阻变大，由闭合电路欧姆定律可知，电路电流减小，路端电压变大，电阻R1两端电压变小，电阻R2两端电压变大，电容器C1、C2两端电压变大，两电容器所带电荷量Q1和Q2都增加，故B正确；仅增大R3，整个电路电阻不变，Q1和Q2都将不变，故C正确；突然断开开关S，两个电容器都放电，Q1和Q2都将减小，故D错误．]10．AD [温度升高时，R2的阻值减小，总电阻减小，总电流增大，R1两端电压增大，电源内电压增大，路端电压减小，灯泡L两端的电压减小，灯泡L的亮度变小，A正确，C错误；温度降低时，R2的阻值增大，总电阻增大，总电流减小，电流表的示数减小，B错误；温度为40 ℃时，R2＝R0，此时外电路的总电阻为R0，等于电源的内阻，所以电源的输出功率最大，D正确．]11．BCD高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

第2节 电路 闭合电路欧姆定律 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＝…＝In I＝I1＋I2＋…＋In 电压 U＝U1＋U2＋…＋Un U＝U1＝U2＝…＝Un

电阻 R＝R1＋R2＋…＋Rn 1R＝1R1＋1R2＋…＋1Rn

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＝Rgn－1.

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＝1nR. (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＝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1.2 Ω AD [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＝R1R2R1＋R2＝1.2 Ω，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∶2 B．2∶1 C．1∶4 D．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∶5 B．5∶2∶1 C．10∶5∶2 D．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

峙对市爱惜阳光实验学校电路 闭合电路欧姆律[随堂反应]1．一电池外电路断开时的路端电压为3 V ，接上8 Ω的负载后路端电压降为 V ，那么可以判电池的电动势E 和内阻r 为( ) A ．E ＝ V ，r ＝1 Ω B ．E ＝3 V ，r ＝2 Ω C ．E ＝ V ，r ＝2 ΩD ．E ＝3 V ，r ＝1 Ω解析：当外电路断路时，I ＝0，U 外＝E ＝3 V ，接上8 Ω负载时，I ′＝U 外′R ＝8A ＝0.3 A ，那么r ＝U 内I ′＝E －U 外′I ′＝3－0.3Ω＝2 Ω. 答案：B2．(2021·一模)在图甲所示的电路中，电流表A 1的指针指满刻度，电流表A 2的指针指满刻度的23处；图乙中，A 2的指针指满刻度，A 1的指针指满刻度的13处．A 1的电阻为0.45 Ω，那么A 2的电阻为( ) A ．0.1 Ω B ．0.15 Ω C ．0.3 ΩD ．0.6 Ω解析：设电流表A 1、A 2的满偏电流分别为I 1、I 2； 由题意知，当电流表串联时：I 1＝23I 2当电流表并联时：I 2R 2＝13I 1R 1由于R 1＝0.45 Ω解得R 2＝0.1 Ω. 答案：A3．(多项选择)(2021·高三)在如下图的电路中L 1、L 2、L 3是3只小电灯，R 是滑动变阻器，开始时，它的滑片P 位于中点位置．当S 闭合时，3只小电灯都发光．现使滑动变阻器的滑片P 向右移动时，那么小电灯L 1、L 2、L 3的变化情况( )A ．L 1变亮B ．L 2变亮C ．L 3变暗D ．L 1、L 2、L 3均变亮解析：当滑动变阻器的滑片向右移动时，变阻器的有效电阻变大，导致外电路的总电阻增大．由闭合电路的欧姆律I ＝ER ＋r知，总电流减小，路端电压U ＝E－Ir 将增大．因此，通过L 1灯的电流变小，L 1灯变暗．U ＝U L1＋U FG ，得L 2灯两端的电压变大，L 2灯变亮．而I L1＝I L2＋I L3，通过L 1灯的电流I L1变小，通过L 2灯的电流I L2变大，那么通过L 3灯的电流I L3变小，L 3灯变暗．由以上分析可知，选项B 、C 正确． 答案：BC4．(多项选择)(2021·检测)一个微型吸尘器的直流电动机的额电压为U ，额电流为I ，线圈电阻为R ，将它接在电动势为E 、内阻为r 的直流电源的两极间，电动机恰好能正常工作，那么( ) A ．电动机消耗的总功率为UIB ．电动机消耗的热功率为U 2RC ．电源的输出功率为EID ．电源的效率为1－IrE解析：电动机不是纯电阻用电器，电动机消耗的总功率为UI ，选项A 正确；电动机消耗的热功率为I 2R ，选项B 错误；电源的输出功率为UI ，选项C 错误；电源的效率为U E ＝E －IrE，选项D 正确．答案：AD5.(2021·高考卷)如图甲所示的电路中，恒流源可为电路提供恒电流I 0，R 为值电阻，电流表、电压表均可视为理想电表．某同学利用该电路研究滑动变阻器R L 消耗的电功率．改变R L 的阻值，记录多组电流、电压的数值，得到如图乙所示的U －I 关系图线． 答复以下问题：(1)滑动触头向下移动时，电压表示数________．(选填“增大〞或“减小〞) (2)I 0＝________A.(3)R L 消耗的最大功率为________W ．(保存一位有效数字)解析：(1)当滑动触头向下移动时，R L 减小，但因为是恒流源，因此I 0保持不变．根据U R ＋UR L＝I 0，可知U 减小． (2)当R L ＝0时，I L 最大，此时U ＝0，I R ＝0，I 0＝I L ＝1.00 A.(3)由图象可知，U ＝U 0－kI ＝20－20I ，P ＝UI ＝20I －20I 2，当I ＝0.5 A 时，最大功率P max ＝UI ＝5 W.答案：(1)减小 (2)1.00(0.98、0.99、1.00均正确) (3)5[课时作业]一、单项选择题1．在闭合电路中，关于电源的电动势、内电压、外电压的关系是( ) A ．如果外电压增大，那么内电压增大，电源电动势也会随之增大B ．如果外电压减小，内阻不变，内电压也就不变，电源电动势也随外电压减小C ．如果外电压不变，那么内电压减小时，电源电动势也随内电压减小D ．如果外电压增大，那么内电压减小，电源电动势始终为二者之和，保持恒 解析：由闭合电路欧姆律知E ＝U ＋U r ＝U ＋Ir ，可见电动势于内电压和外电压之和，电动势是不变的，应选项D 正确，A 、B 、C 错误． 答案：D2．电源的效率η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阻的中得到的图线如下图，图中U 为路端电压，I 为干路电流，a 、b 为图线上的两点，相状态下电源的效率分别为ηa 、ηb .由图可知，ηa 、ηb的值分别为( ) A.34，14 B ．13，23C.12，12D ．23，13解析：电源的效率η＝UI EI ×100%＝UE×100%.a 点对的路端电压U 为4个格，而电动势E 为6个格，因此ηa ＝23；b 点对的路端电压为2个格，因此ηb ＝13，故D 正确． 答案：D3．如下图，直线A 为某电源的U －I 图线，曲线B 为某小灯泡的U －I 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( ) A ．4 W,8 W B ．2 W,4 W C ．2 W,3 WD ．4 W,6 W解析：用该电源和小灯泡组成闭合电路时，电源的输出功率是UI ＝2×2 W＝4 W ，电源的总功率是EI ＝3×2 W＝6 W ，选项D 正确．答案：D4.(2021·八校)在如下图的电路中，开关S 闭合后，由于电阻元件发生短路或断路故障，某时刻电压表和电流表的读数都增大，那么可能出现了以下哪种故障( ) A ．R 1短路 B ．R 2短路 C ．R 3短路D ．R 1断路解析：假设电路正常，那么电流表测量流过R 1的支路电流，电压表测量R 3两端的电压．假设R 1短路，那么R 2被短路，外电路只有电阻R 3接在电源两端，电流表测量干路电流，电压表测量路端电压，两表示数均增大，A 正确．假设R 2短路，那么R 1被短路，电流表示数为零，B 错误．假设R 3短路，那么电压表示数为零，C 错误．假设R 1断路，那么电流表示数为零，D 错误． 答案：A5．两电源电动势分别为E 1、E 2(E 1>E 2)，内阻分别为r 1、r 2.当这两个电源分别和一阻值为R 的电阻连接时，电源输出功率相．假设将R 减小为R ′，电源输出功率分别为P 1、P 2，那么( ) A ．r 1<r 2，P 1<P 2B ．r 1>r 2，P 1>P 2C ．r 1<r 2，P 1>P 2D ．r 1>r 2，P 1<P 2解析：依题意作出两电源的U －I 图象和电阻的U －I 图象，其关系如下图．由图可知：r 1>r 2，当电动势为E 1的电源接R ′时，P 1＝U 1I 1；当电动势为E 2的电源接R′时，P2＝U2I2.由于U1<U2，I1<I2，所以P1<P2.应选项D正确．答案：D二、多项选择题6．(2021·十三校二联)如下图，电流表A1(0～3 A)和A2(0～0.6 A)是由两个相同的电流计改装而成，现将这两个电流表并联后接入电路中．闭合开关S，调节滑动变阻器，以下说法中正确的选项是( )A．A1、A2的读数之比为1∶1B．A1、A2的读数之比为5∶1C．A1、A2的指针偏转角度之比为1∶1D．A1、A2的指针偏转角度之比为1∶5解析：图中A1、A2并联，两端电压相，又因A1、A2是由两个相同的电流计改装而成，所以A1、A2的指针偏转角度相同，即偏转角度之比为1∶1，再结合其量程可知A1、A2的读数之比为5∶1，B、C正确．答案：BC7.(2021·质检)如下图，直线A、B分别为电源a、b的路端电压与电流的关系图线，设两个电源的内阻分别为r a和r b.假设将一值电阻R0分别接到a、b两电源上，通过R0的电流分别为I a和I b，那么( )A．r a>r bB．I a>I b C．R0接到a电源上，电源的输出功率较大，但电源的效率较低D．R0接到b电源上，电源的输出功率较小，电源的效率较低解析：在电源路端电压与电流的关系图象中斜率表示电源内阻，r a>r b，A正确．在图象中作出值电阻R0的伏安特性曲线，与电源的伏安特性曲线的交点表示电路工作点，I a>I b，B正确．由图象及η＝RR＋r×100%可知，R0接图到a电源上，电源的输出功率较大，但电源的效率较低，R0接到b电源上，电源的输出功率较小，但电源的效率较高，C正确，D错误．答案：ABC8．在如下图的电路中，电源电动势为E、内阻为r，C为电容器，R0为值电阻，R为滑动变阻器．开关闭合后，灯泡L能正常发光；当滑动变阻器的滑片向右移动后，以下说法中正确的选项是( )A．灯泡L变暗B．电容器C的带电荷量将增大C．R0两端的电压减小D．电源的总功率变小，但电源的输出功率一变大解析：当滑动变阻器的滑片向右移动时，变阻器的电阻增大，外电阻增大，电路中电流减小，灯泡L变暗，选项A正确；内电压减小，路端电压增大，根据Q＝CU知电容器带电荷量将增大，选项B正确；电路稳后，R0中无电流，故R0两端电压为零，选项C 错误；根据P 总＝EI 知，P 总减小，但r 和R 外大小关系未知，所以P 输出的变化情况无法判断，选项D 错误． 答案：AB9.直流电路如下图，在滑动变阻器的滑片P 向右移动时，电源的( )A ．总功率一减小B ．效率一增大C ．内部损耗功率一减小D ．输出功率一先增大后减小解析：滑片P 向右移动时外电路电阻R 外增大，由闭合电路欧姆律知总电流减小，由P 总＝EI 可得P 总减小，应选项A 正确．根据η＝R 外R 外＋r ＝11＋r /R 外可知选项B正确．由P 损＝I 2r 可知选项C 正确．因不知道R 外的初始值与r 的关系，所以无法判断P 输出的变化情况，选项D 错误． 答案：ABC10．如下图，电源电动势E ＝3 V ，小灯泡L 标有“2 V,0.4 W〞，开关S 接1，当变阻器调到R ＝4 Ω时，小灯泡L 正常发光．现将开关S 接2，小灯泡L 和电动机M 均正常工作，那么( ) A ．电源内阻为1 Ω B ．电动机的内阻为4 ΩC ．电动机正常工作电压为1 VD ．电源效率约为9%解析：小灯泡的额电流为I ＝P U ＝0.42 A ＝0.2 A ，电阻为R L ＝U 2P ＝220.4Ω＝10 Ω.当接1时E ＝I (R L ＋R ＋r )，代入数据解得r ＝1 Ω，应选项A 正确；当接2时灯泡正常发光，流过的电流为I ＝0.2 A ，电源内电压为U ＝Ir ＝0.2×1 V＝0.2V ，故电动机电压为U 动＝E －U L －U ＝(3－2－0.2)V ＝0.8 V ，故电阻R <U 动I ＝0.80.2 Ω＝4 Ω，应选项B 、C 错误；电源的效率η＝EI －I 2r EI ＝3×0.2－0.22×13×0.2×100%≈9%，选项D 正确．答案：AD 三、非选择题11.如下图，电源电动势E ＝10 V ，内阻r ＝1 Ω，R 1＝3 Ω，R 2＝6 Ω，C ＝30 μF. (1)闭合开关S ，求稳后通过R 1的电流．(2)然后将开关S 断开，求电容器两端的电压变化量和流过R 1的总电荷量． (3)如果把R 2换成一个可变电阻，其阻值可以在0～10 Ω范围变化，求开关闭合并且电路稳时，R 2消耗的最大电功率．解析：(1)稳时，电路中的电流I ＝Er ＋R 1＋R 2＝1 A.(2)S 闭合，电路处于稳状态时，电容器两端的电压U ＝IR 2＝1×6 V＝6 V ，断开后，电容器两端的电压为10 V ，所以ΔU ＝4 V ，流过R 1的总电荷量为ΔQ ＝ΔUC ＝×10－4C.(3)P R 2＝⎝⎛⎭⎪⎫Er ＋R 1＋R 22R 2＝E 2[R 2－R 1＋r ]2R 2＋4R 1＋r可见当R 2＝R 1＋r 时，R 2消耗的功率最大，P m R 2＝E 24R 1＋r＝5 W.答案：(1)1 A (2)4 V ×10－4C (3)5 W12．在如图甲所示的电路中，R 1、R 2均为值电阻，且R 1＝100 Ω，R 2阻值未知，R 3为一滑动变阻器．当其滑片P 从左端滑至右端时，测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图线如图乙所示，其中A 、B 两点是滑片P 在变阻器的两个不同端点得到的．求： (1)电源的电动势和内阻； (2)值电阻R 2的阻值； (3)滑动变阻器的最大阻值．解析：(1)因为题图乙中AB 的线交U 轴于20 V 处，交I 轴于1.0 A 处，所以电源的电动势为E ＝20 V ，内阻r ＝EI 短＝20 Ω.(2)当P 滑到R 3的右端时，电路参数对题图乙中的B 点，即U 2＝4 V 、I 2＝0.8 A ，得R 2＝U 2I 2＝5 Ω.(3)当P 在R 3的左端时，由题图乙知此时U 外＝16 V ，I 总＝0.2 A所以R 外＝U 外I 总＝80 Ω因为R 外＝R 1R 3R 1＋R 3＋R 2所以R 3＝300 Ω答案：(1)20 V 20 Ω (2)5 Ω (3)300 Ω。