第08講閉合電路歐姆定律（原卷版+解析版）（自主復(fù)習(xí)）2024年新高二物理暑假提升精品講義（人教版2019）-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

核心考點(diǎn)聚焦
1.閉合電路歐姆定律
2.電路的動(dòng)態(tài)分析
3.電路的功率和電源的效率
4.含電容器電路的分析
5.兩類U-I圖像的分析與應(yīng)用
6.電路故障問題分析
高考考點(diǎn)聚焦
知識(shí)點(diǎn)一、閉合電路歐姆定律的理解
(1)內(nèi)容：閉合電路的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比。
(2)公式：①I＝ eq \f(E,R＋r)(只適用于純電阻電路)；②E＝U外＋U內(nèi)(適用于所有電路)。
（3）路端電壓與負(fù)載的關(guān)系：一般情況 U＝IR＝ eq \f(E,R＋r)·R＝ eq \f(E,1＋\f(r,R))
特殊情況：①當(dāng)外電路斷開時(shí)，I＝0，U＝E；②當(dāng)電源兩端短路時(shí)，I＝ eq \f(E,r)，U＝0
（4）路端電壓跟電流的關(guān)系
①關(guān)系式：U＝E－Ir。
②用圖像表示如圖所示，其中縱軸截距為電動(dòng)勢(shì)，橫軸截距為短路電流，斜率的絕對(duì)值為電源的內(nèi)阻。
知識(shí)點(diǎn)二、電路動(dòng)態(tài)分析的方法
(1)程序法
電路結(jié)構(gòu)的變化→R的變化→R總的變化→I總的變化→U端的變化→固定支路 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(并聯(lián)分流I,串聯(lián)分壓U))→變化支路。
(2)“串反并同”結(jié)論法
①所謂“串反”，即某一電阻增大時(shí)，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小，反之則增大。
②所謂“并同”，即某一電阻增大時(shí)，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大，反之則減小。即： eq \b\lc\ \rc\}(\a\vs4\al\c1(U串↓,I串↓,P串↓))←R↑→ eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(U并↑,I并↑,P并↑))
(3)極限法
對(duì)于因滑動(dòng)變阻器的滑片滑動(dòng)引起電路變化的問題，可分析將滑動(dòng)變阻器的滑片分別滑至兩個(gè)極端情況，此時(shí)還要注意滑片移動(dòng)引起的電路變化是否是單調(diào)變化，滑片移動(dòng)過程中是否有極值情況出現(xiàn)。
(4)特殊值法
對(duì)于某些電路問題，可以代入特殊值進(jìn)行判定，從而得出結(jié)論。
知識(shí)點(diǎn)三、電路的功率和電源的效率
1．電源的總功率：P總＝EI＝U外I＋U內(nèi)I＝P出＋P內(nèi)。
若外電路是純電阻電路，則有P總＝I2(R＋r)＝ eq \f(E2,R＋r)。
2．電源內(nèi)部消耗的功率：P內(nèi)＝I2r＝U內(nèi)I＝P總－P出。
3．電源的輸出功率：(1)對(duì)任意電路：P出＝UI＝EI－I2r＝P總－P內(nèi)。
(2)對(duì)純電阻電路，則有：P出＝I2R＝ eq \f(E2R,（R＋r）2)＝ eq \f(E2,\f(（R－r）2,R)＋4r)。
由上式可以看出：①當(dāng)R＝r時(shí)，電源的輸出功率最大，Pm＝ eq \f(E2,4r)。
②當(dāng)R>r時(shí)，隨著R的增大輸出功率越來(lái)越小。③當(dāng)R eq \f(r,R2) D． eq \f(R1,r)< eq \f(r,R2)
解題歸納：閉合電路中功率的最值問題
（1）定值電阻的功率：P定＝I2R，R為定值電阻，P定只與電流有關(guān)系，當(dāng)R外最大時(shí)，I最小，P定最小，
當(dāng)R外最小時(shí)，I最大，P定最大。
（2）電源的輸出功率：當(dāng)R外＝r時(shí)，P出最大，Pm＝ eq \f(E2,4r)。
（3）變化電阻的功率，利用等效思想，把除變化電阻之外的其他的定值電阻等效成電源的內(nèi)阻r′，則變化電阻的功率即為等效以后的電源的輸出功率，即當(dāng)R變＝r′時(shí)，P變有最大值。
四、含電容器電路的分析
9．在圖示電路中，電源內(nèi)阻不可忽略，、為定值電阻，G為靈敏電流計(jì)，V為理想電壓表，平行板電容器兩極板水平，開關(guān)S閉合后，位于電容器兩板間的帶電油滴恰好靜止，現(xiàn)將滑動(dòng)變阻器的滑片P向下移動(dòng)，則以下說法正確的是（）
A．G中有從a到b的電流 B．V示數(shù)增大
C．油滴向上運(yùn)動(dòng) D．電源內(nèi)阻消耗功率減小
10.(2020·全國(guó)卷Ⅰ)圖a所示的電路中，K與L間接一智能電源，用以控制電容器C兩端的電壓UC。如果UC隨時(shí)間t的變化如圖b所示，則下列描述電阻R兩端電壓UR隨時(shí)間t變化的圖像中，正確的是( )
11.如圖所示的電路中，E為電源，其內(nèi)電阻為r，V為理想電壓表，L為阻值恒為2r的小燈泡，定值電阻R1的阻值恒為r，R3為半導(dǎo)體材料制成的光敏電阻，電容器兩極板處于水平狀態(tài)，閉合開關(guān)S，電容器中心P點(diǎn)有一帶電小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，電源負(fù)極接地，則下列說法正確的是（）
A．若將的滑片上移，則電壓表的示數(shù)變小
B．若突然將電容器上極板上移，則小球在P點(diǎn)電勢(shì)能增加
C．若光照變強(qiáng)，則油滴會(huì)向上運(yùn)動(dòng)
D．若光照變強(qiáng)，則AB間電路的功率變大
解題歸納：分析電容器所帶電荷量的變化要注意以下兩點(diǎn)
(1)把電容器當(dāng)成斷路簡(jiǎn)化電路圖，按照電路動(dòng)態(tài)分析的基本方法來(lái)分析各部分電路電壓與電流的變化。
(2)電路穩(wěn)定時(shí)，找到與電容器并聯(lián)的電阻，而電容器兩極板的電壓等于與之并聯(lián)的電阻兩端的電壓。
五、兩類U-I圖像的分析與應(yīng)用
12.如圖所示為閉合電路中兩個(gè)不同電源的U-I圖象，則下列說法中正確的是（）
A．電動(dòng)勢(shì)E1=E2，內(nèi)阻r1＜r2B．電動(dòng)勢(shì)E1=E2，內(nèi)阻r1＞r2
C．電動(dòng)勢(shì)E1＞E2，內(nèi)阻r1＞r2D．電動(dòng)勢(shì)E1＜E2，內(nèi)阻r1＞r2
13.如圖所示的圖像中，直線Ⅰ為某電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖線，直線Ⅱ?yàn)槟骋浑娮璧膱D像，用該電源直接與電阻R連接成閉合電路，由圖像可知（）
A．該電源的效率為 B．該電源的電動(dòng)勢(shì)為，內(nèi)阻為
C．電源的輸出功率為 D．電源內(nèi)部消耗功率為
14.某同學(xué)將一直流電源的總功率PE、輸出功率PR和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr隨電流I變化的圖線畫在同一坐標(biāo)系內(nèi)，如圖所示，根據(jù)圖線可知 ( )
A．反映Pr變化的圖線是a B．電源電動(dòng)勢(shì)為8V
C．電源內(nèi)阻為1Ω D．當(dāng)電流為0.5A時(shí)，外電路的電阻為6Ω
解題歸納：U-I圖像問題的解題技巧
(1)電源U-I圖線的縱坐標(biāo)U若不從零開始，則橫軸的截距小于短路電流，求電源內(nèi)阻r時(shí)可以用r＝ eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\c1(\f(ΔU,ΔI)))求解。
(2)對(duì)于燈泡等非線性元件的閉合電路問題，只能根據(jù)U-I圖像計(jì)算。電源和元件的U-I圖線的交點(diǎn)對(duì)應(yīng)該電源與該元件組成回路時(shí)該元件的工作電壓和工作電流。
六、電路故障問題分析
15.在如圖所示的電路中，干電池、開關(guān)和額定電壓為1.5V的燈泡組成串聯(lián)電路。當(dāng)閉合開關(guān)時(shí)，發(fā)現(xiàn)燈泡不發(fā)光。在閉合開關(guān)的情況下，某同學(xué)用多用電表直流電壓擋進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)結(jié)果如下表所示，已知電路僅有一處故障，由此做出的判斷中正確的是（）
A．A、C間導(dǎo)線斷路 B．D、E間導(dǎo)線斷路 C．燈泡斷路 D．F、B間導(dǎo)線斷路
16.如圖所示，S閉合后，兩個(gè)燈泡均發(fā)光，但過一段時(shí)間之后兩燈都熄滅，電流表的示數(shù)為零。用電壓表測(cè)L2兩端電壓，電壓表的示數(shù)近似于電源電壓，該電路的故障可能是( )
A．電流表壞了或未接好 B．L2的燈絲燒斷或燈座與燈泡沒接觸
C．L1和L2的燈絲都被燒斷 D．L1的燈絲被燒斷或沒接好
解題歸納：電路中斷路與短路的故障判定
首先，認(rèn)真分析題意，弄清所用的儀表、儀器，然后用“假設(shè)推理法”。假設(shè)一個(gè)故障現(xiàn)象存在，然后根據(jù)電路的串、并聯(lián)規(guī)律進(jìn)行分析、推理，若能得到相應(yīng)的現(xiàn)象或題目中所給的數(shù)據(jù)(如例7表格中的測(cè)量結(jié)果)，就說明這個(gè)故障現(xiàn)象存在。
單選題：
1．如圖，閉合開關(guān)S，將滑動(dòng)變阻器的滑片P由a滑到b的過程中，外電阻逐漸變小，小燈泡沒有燒壞，則小燈泡的亮暗變化情況是（）
A．逐漸變暗B．逐漸變亮C．先變亮后變暗D．先變暗后變亮
2.新冠疫情期間，額溫槍廣泛應(yīng)用于各種場(chǎng)所，能通過傳感器檢測(cè)人體向外輻射的紅外線，根據(jù)紅外線能量的強(qiáng)弱，快速準(zhǔn)確且無(wú)接觸地測(cè)量體溫。如圖所示，某種額溫槍以2節(jié)串聯(lián)的干電池為電源（每節(jié)干電池電動(dòng)勢(shì)為1.5V），工作電流為5mA，當(dāng)該額溫槍正常工作時(shí)（）
A．電路中每通過0.01C電荷，每節(jié)電池把0.015J化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能
B．電池組兩極間的電壓為3V
C．電源的輸出功率為15mW
D．電池組的電動(dòng)勢(shì)不再是3V
3．如圖，是一實(shí)驗(yàn)電路圖，在滑動(dòng)觸頭由a端滑向b端的過程中，下列表述正確的是（）
A．電流表的示數(shù)變小B．路端電壓變大
C．電源的輸出功率變小D．電路的總電阻變大
4．如圖所示，閉合開關(guān)S，電路穩(wěn)定時(shí)平行板電容器中帶電質(zhì)點(diǎn)P處于靜止?fàn)顟B(tài)，不考慮電流表和電壓表對(duì)電路的影響，下列判斷正確的是（）
A．當(dāng)滑動(dòng)變阻器R2的滑片向下端移動(dòng)時(shí)，電壓表示數(shù)增大
B．當(dāng)滑動(dòng)變阻器R2的滑片向下端移動(dòng)時(shí)，電流表示數(shù)減小
C．當(dāng)滑動(dòng)變阻器R2的滑片向下端移動(dòng)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P將向下運(yùn)動(dòng)
D．?dāng)嚅_開關(guān)S后，質(zhì)點(diǎn)P仍然靜止
5．用電壓表檢查如圖電路中的故障，測(cè)得Uad＝5.0 V，Ucd＝0 V，Ubc＝0 V，Uab＝5.0 V，則此故障可能是( )
A．L斷路B．R斷路
C．R′斷路D．S斷路
6．如圖所示的電路中，現(xiàn)將滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)，則（）
A．電流表的示數(shù)變小 B．電壓表的示數(shù)變大
C．電燈L消耗的功率變大 D．電阻R1消耗的功率變大
7．如圖所示，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片P向左移動(dòng)時(shí)（）
A．安培表讀數(shù)增大，伏特表讀數(shù)增大
B．安培表讀數(shù)減小，伏特表讀數(shù)減小
C．安培表讀數(shù)增大，伏特表讀數(shù)減小
D．安培表讀數(shù)減小，伏特表讀數(shù)增大
8．用半導(dǎo)體材料制成熱敏電阻，在溫度升高時(shí)，電阻會(huì)迅速減小，如圖所示，將一熱敏電阻接入電路中，接通開關(guān)后，經(jīng)過一段時(shí)間會(huì)觀察到（）
A．電流表示數(shù)不變
B．電流表示數(shù)減小
C．電壓表示數(shù)增大
D．電壓表示數(shù)減小
9．如圖所示的電路中，電壓表都看做理想電表，電源內(nèi)阻為r．閉合電鍵S，當(dāng)把滑動(dòng)變阻器的滑片P向b端移動(dòng)時(shí)（）
A．電壓表V1的示數(shù)變大，電壓表V2的示數(shù)變小
B．電壓表V1的示數(shù)變小，電壓表V2的示數(shù)變大
C．電壓表V1的示數(shù)變化量小于V2示數(shù)變化量
D．電壓表V1的示數(shù)變化量大于V2示數(shù)變化量
10.如圖所示電路，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R1的滑片向上滑動(dòng)時(shí)，下列說法正確的是( )
A．R2的功率增大 B．R3兩端的電壓減小
C．電流表的示數(shù)變大 D．R1的電流增大
11.如圖所示，R1、R2為定值電阻，C為電容器。閉合開關(guān)S，在滑動(dòng)變阻器R的滑片緩慢向上滑動(dòng)過程中( )
A．電阻R2中有向下的電流 B．通過電阻R1的電流增大
C．滑動(dòng)變阻器R兩端的電壓變小 D．電容器C極板所帶電荷量變小
12.交警使用的某型號(hào)酒精測(cè)試儀如圖甲所示，其工作原理如圖乙所示，傳感器電阻R的阻值隨氣體中酒精濃度的增大而減小，電源的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，電路中的電表均為理想電表。當(dāng)一位酒駕駕駛員對(duì)著測(cè)試儀吹氣時(shí)，下列說法中正確的是（）
A.電壓表的示數(shù)變大，電流表的示數(shù)變小
B.電壓表的示數(shù)變小，電流表的示數(shù)變小
C.酒精氣體濃度越大，電源的輸出功率越大
D.電壓表示數(shù)變化量與電流表示數(shù)變化量的絕對(duì)值之比保持不變
13..如圖所示，E為內(nèi)阻不能忽略的電池，R1、R2、R3均為定值電阻，電壓表與電流表均為理想電表；開始時(shí)開關(guān)S閉合，電壓表、電流表均有示數(shù)，某時(shí)刻發(fā)現(xiàn)電壓表和電流表讀數(shù)均變大，則電路中可能出現(xiàn)的故障是（）
A.R1斷路 B.R2斷路C.R1短路 D.R3短路
多項(xiàng)選擇題：
14．如圖所示的電路中，R是光敏電阻，當(dāng)光照強(qiáng)度增大時(shí)，它的阻值減小。當(dāng)外界的光照強(qiáng)度減弱時(shí)，下列說法正確的是（）
A．燈泡L變暗B．電壓表的示數(shù)增大
C．電源的總功率增大D．電源內(nèi)阻的發(fā)熱功率增大
15．如圖所示的圖像中，直線表示某電源路端電壓與電流的關(guān)系，直線為某一電阻的圖像。用該電源直接與電阻連接成閉合電路，由圖像可知（）
A．電源的輸出功率為
B．電源電動(dòng)勢(shì)為，內(nèi)阻為
C．電源的總功率為
D．若將兩個(gè)相同電阻串聯(lián)接入該電源，則電流變?yōu)樵瓉?lái)的
16．如圖所示電路，電源內(nèi)阻不可忽略。開關(guān)S閉合后，在變阻器R0的滑動(dòng)端向下滑動(dòng)的過程中（）
A．電路總電阻減小 B．干路的電流減小
C．電壓表的示數(shù)減小 D．電流表的示數(shù)減小
17．用如圖所示的電路來(lái)測(cè)量電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)作出了如圖所示的U-I圖線，由圖可知
A．電池電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值為1.40 V
B．電池內(nèi)阻的測(cè)量值為1.0 Ω
C．外電路發(fā)生短路時(shí)的電流為0.40 A
D．電壓表示數(shù)為1.20 V時(shí)，電流表的示數(shù)I′＝0.2A
18．如圖所示的電路中，E為電源，其內(nèi)電阻為r，V為理想電壓表，L為阻值恒為2r的小燈泡，定值電阻R1的阻值恒為r，R3為半導(dǎo)體材料制成的光敏電阻，電容器兩極板處于水平狀態(tài)，閉合開關(guān)S，電容器中心P點(diǎn)有一帶電小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，電源負(fù)極接地，則下列說法正確的是（）
A．若將的滑片上移，則電壓表的示數(shù)變小
B．若突然將電容器上極板上移，則小球在P點(diǎn)電勢(shì)能增加
C．若光照變強(qiáng)，則油滴會(huì)向上運(yùn)動(dòng)
D．若光照變強(qiáng)，則AB間電路的功率變大
19．如圖所示的U﹣I圖象中，直線I為某電源的路端電壓與電流的關(guān)系，直線Ⅱ?yàn)槟骋浑娮鑂的伏安特性曲線，用該電源直接與電阻R連接成閉合電路，由圖象可知（）
A．電源的內(nèi)阻為0.5Ω
B．電源的總功率為1.5W
C．電源的輸出功率為1.5W
D．電源內(nèi)部消耗功率為1.5W
20.如圖所示，電路中定值電阻R的阻值大于電源內(nèi)阻r的阻值，開關(guān)S閉合，將滑動(dòng)變阻器滑片向下滑動(dòng)，理想電壓表V1、V2、V3的示數(shù)變化量的絕對(duì)值分別為ΔU1、ΔU2、ΔU3，理想電流表示數(shù)變化量的絕對(duì)值為ΔI，下列說法正確的是( )
A．理想電壓表V2的示數(shù)增大 B．ΔU3>ΔU1>ΔU2
C．電源的輸出功率減小 D．ΔU3與ΔI的比值不變
21.(2020·江蘇高考)某汽車的電源與啟動(dòng)電機(jī)、車燈連接的簡(jiǎn)化電路如圖所示。當(dāng)汽車啟動(dòng)時(shí)，開關(guān)S閉合，電機(jī)工作，車燈突然變暗，此時(shí)( )
A．車燈的電流變小 B．路端電壓變小
C．電路的總電流變小 D．電源的總功率變大
22.在如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，R1、R2、R3為定值電阻，C為電容器，開關(guān)S1、S2閉合，斷開開關(guān)S2后( )
A．電流表示數(shù)減小 B．電壓表示數(shù)減小
C．有短暫電流通過電阻R3 D．電容器下極板帶負(fù)電
三、計(jì)算題：
23.如圖是某同學(xué)連接的實(shí)驗(yàn)實(shí)物圖，A、B燈都不亮，他采用下列兩種方法進(jìn)行故障檢查。
(1)應(yīng)用多用電表的直流擋進(jìn)行檢查，選擇開關(guān)置于10 V擋。該同學(xué)測(cè)試結(jié)果如表1所示，在測(cè)試a、b間直流電壓時(shí)，紅表筆應(yīng)接觸________(填“a”或“b”)。根據(jù)測(cè)試結(jié)果，可判定故障是________。
A．燈A短路 B．燈B短路
C．cd段斷路 D．df段斷路
(2)將開關(guān)斷開，再選擇歐姆擋測(cè)試，測(cè)量結(jié)果如表2所示，那么檢查出的故障是( )
A．燈A斷路 B．燈B短路
C．燈A、B都斷路 D．d、e間導(dǎo)線斷路
24.用電動(dòng)勢(shì)為1.5 V、內(nèi)阻為1.0 Ω的干電池5節(jié)串聯(lián)，給一個(gè)“6.0 V 0.6 W”的用電器供電。
(1)求該用電器的額定電流；
(2)若要使該用電器在額定電壓下工作，電路中還需要串聯(lián)一個(gè)阻值多大的電阻？
(提示：串聯(lián)電池組的電動(dòng)勢(shì)等于各個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)之和；串聯(lián)電池組的內(nèi)阻等于各個(gè)電池內(nèi)阻之和。)
目錄
考點(diǎn)聚焦：核心考點(diǎn)+高考考點(diǎn)，有的放矢
重點(diǎn)速記：知識(shí)點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)梳理，查漏補(bǔ)缺
難點(diǎn)強(qiáng)化：難點(diǎn)內(nèi)容標(biāo)注與講解，能力提升
學(xué)以致用：真題經(jīng)典題+提升專練，全面突破
?？伎键c(diǎn)
真題舉例
含電容器電路的分析
2023·海南、2020全國(guó)卷Ⅰ高考真題
電路的動(dòng)態(tài)分析
2020·江蘇高考真題
電路故障問題分析
2023全國(guó)乙卷高考真題
閉合電路歐姆定律
2020·北京高考真題
圖像上的特征
物理意義
電源U-I圖像
電阻U-I圖像
圖形
圖像表示的物理量變化關(guān)系
電源的路端電壓隨電路電流的變化關(guān)系
電阻兩端電壓隨電流的變化關(guān)系
圖線與坐標(biāo)軸交點(diǎn)
與縱軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)表示電源電動(dòng)勢(shì)E，與橫軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)表示電源短路電流 eq \f(E,r)
過坐標(biāo)軸原點(diǎn)，表示沒有電壓時(shí)電流為零
圖線上每一點(diǎn)坐標(biāo)的乘積UI
表示電源的輸出功率
表示電阻消耗的功率
圖線上每一點(diǎn)對(duì)應(yīng)的U、I比值
表示外電阻的大小，不同點(diǎn)對(duì)應(yīng)的外電阻大小不同
每一點(diǎn)對(duì)應(yīng)的比值，表示此電阻的大小
圖線的斜率的絕對(duì)值
電源內(nèi)電阻r
電阻大小
聯(lián)系
在同一坐標(biāo)系中，兩圖線交點(diǎn)坐標(biāo)(Un，In)，既表示用該電源與該電阻組成回路時(shí)的路端電壓和電路中的電流，也表示電阻兩端電壓及其電流；P＝InUn既表示此時(shí)電源的輸出功率，也表示此時(shí)電阻的實(shí)際功率
測(cè)試點(diǎn)
A、B
D、E
E、F
F、B
多用表示數(shù)
1.5V
0
1.5V
0

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