2024年高考物理第一輪考點復(fù)習(xí) 第20講電路 閉合電路歐姆定律（原卷版+解析）

第20講電路閉合電路歐姆定律

目錄

考點一電路的動態(tài)分析.........................................................1

考點二電路中的功率及效率問題.................................................2

考點三電路故障問題...........................................................4

考點四電源和電阻U—/圖象的比較..............................................7

考點五含電容器電路的分析.....................................................8

考點一電路的動態(tài)分析

E

/=而(只適用于純電阻電路)

1.閉合電路歐姆定律的公式彳

適用于任何電路)

2.路端電壓U與電流/的關(guān)系

(1)關(guān)系式：U=E-Ir.

(2)(7一/圖象如圖1所示.

①當(dāng)電路斷路即/=0時，縱坐標(biāo)的截距為電源電動勢.

②當(dāng)外電路短路即。=0時，橫坐標(biāo)的截距為短路電流.

③圖線的斜率的絕對值為電源的內(nèi)阻.

3.電路動態(tài)分析的方法

⑴程序法：電路結(jié)構(gòu)的變化-R的變化fRg的變化f/s的變化一U帖的變化f固定支路

并聯(lián)分流/---------

小，、-變化支路

［串聯(lián)分壓U-------------

(2)極限法：即因滑動變阻器滑片滑動引起的電路變化問題，可將滑動變阻器的滑動端分別滑至兩個

極端去討論.

［例題1］（2023?奉賢區(qū)二模）如圖所示的電路中，Ri、R2是定值電阻，電表均為理想電表，RB是

磁敏材料制定的元件（其特點無磁場時處于斷開狀態(tài)，有磁場出現(xiàn)時導(dǎo)通）。閉合開關(guān)S,滑動

變阻器R的滑片處于某位置，當(dāng)有磁鐵靠近RB附近時（）

B.Ri的功率減小

C.電壓表讀數(shù)增大D.電源總功率增大

［例題2］如圖所示電路中，電源的內(nèi)電阻為r,Ri、R3>R4均為定值電阻，電表均為理想電表。閉合

電鍵S,當(dāng)滑動變阻器R2的滑動觸頭P向右滑動時，電表的示數(shù)都發(fā)生變化，電流表和電壓表

AU,下列說法不正確的是（）

B.電流表示數(shù)變小

AUAU

C.—<rD.—>r

AIAI

［例題3］（多選）在如圖所示電路中,電源的電動勢為E,內(nèi)阻為r,Ri是定值電阻，R2是滑動變

阻器（R2>RI）,閉合開關(guān)S,不同規(guī)格的燈泡Li和L2均正常發(fā)光，現(xiàn)將滑動變阻器的滑動片

P向上移動一定的距離，理想電流表Ai、A2、電壓表的示數(shù)均會發(fā)生一定變化，其變化量分別

則下列分析判斷可能正確的是（）

A.電壓表V示數(shù)變大，電流表Ai示數(shù)變小

B.電流表A2示數(shù)不可能變?yōu)榱?/p>

C.燈泡Li、L2都變暗

D.電源的內(nèi)阻口簫

［例題4］（2022?青浦區(qū)二模）利用某半導(dǎo)體的電阻隨溫度升高而減小的特征可以制作電子溫度計一。

圖甲表示該半導(dǎo)體的電阻R隨攝氏溫度t變化的情況。把該半導(dǎo)體與電動勢為E、內(nèi)阻為r的

電源，理想電壓表和保護(hù)電阻Ro連成如圖乙所示的電路。用該半導(dǎo)體作測溫探頭，把電壓表的

電壓刻度改為相應(yīng)的溫度刻度，就得到了一個簡易的電子溫度計。下列說法正確的是（）

A.電壓較大的刻度對應(yīng)較高的溫度

B.電壓刻度0V對應(yīng)的就是0C

C.該電子溫度計表盤上溫度的刻度是均勻的

D.若電池用久后內(nèi)阻r變大，用該溫度計測量的溫度要比真實值偏高

［例題5］如圖甲所示，條形碼掃描筆的原理是掃描筆頭在條形碼上勻速移動時，遇到黑色線條，發(fā)

光二極管發(fā)出的光線將被吸收，光敏三極管接收不到反射光，呈高阻抗；遇到白色間隔，光線

被反射到光敏三極管，三極管呈低阻抗。光敏三極管將條形碼變成一個個電脈沖信號，信號經(jīng)

信號處理系統(tǒng)處理，即完成對條形碼信息的識別，等效電路圖如圖乙所示，其中R為光敏三極

管的等效電阻，Ro為定值電阻，下列判斷正確的是（）

A.當(dāng)掃描筆頭在白色線條上移動時，信號處理系統(tǒng)獲得高電壓

B.當(dāng)掃描筆頭在黑色間隔上移動時，信號處理系統(tǒng)獲得高電壓

C.掃描速度對信號處理系統(tǒng)接收到的電壓信號無影響

D.掃描筆頭外殼出現(xiàn)破損漏光，仍然能正常工作

考點二電路中的功率及效率問題

1.電源的總功率

（1）任意電路：1的=意=/\.+/。內(nèi)=。＜+與內(nèi).

（2）純電阻電路：±h=后壽.

2.電源內(nèi)部消耗的功率：P內(nèi)=&=/〃產(chǎn)PLP".

3.電源的輸出功率

(1)任意電路：P^=lU=IE~Pr=P&-P

gRE2

(2)純電阻電路：P-南函1=記弄一.

--+4，

(3)純電阻電路中輸出功率隨R的變化關(guān)系

①當(dāng)R=r時，電源的輸出功率最大為Pm=g?

②當(dāng)R＞廠時，隨著R的增大輸出功率越來越小.

③當(dāng)R＜r時，隨著R的增大輸出功率越來越大.

④當(dāng)尸出＜Pm時，每個輸出功率對應(yīng)兩個外電阻R和&,且&&=尺

⑤P由與R的關(guān)系如圖5所示.

4.電源的效率

p出u

(1)任意電路：〃=IX100%=EX100%.

產(chǎn)總口

R1

(2)純電阻電路：〃=西1*100%=--X100%

—1+,

因此在純電阻電路中R越大，〃越大；當(dāng)R=r時，電源有最大輸出功率，效率僅為50%.

[例題6](2023?湖南模擬)如圖所示電路中，電源電動勢E=8V,內(nèi)阻r=l。，定值電阻Ri=9C,

R2=10C,R3=5Q；滑動變阻器R4的取值范圍為0?15。。閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑

片，使R4取不同的阻值接入電路，則下列說法正確的是()

A.R4=0時，定值電阻Ri消耗的功率最大，為2W

B.R4=5C時，電源內(nèi)阻消耗的功率最小,為0.5W

C.R4=10Q時，R4消耗的功率最大，為0.4W

D.R4=15。時，電源的效率最高，為90%

[例題7]（2023?越秀區(qū)校級模擬）大氣中存在可自由運(yùn)動的帶電粒子，其密度隨距地面高度的增加

而增大，可以把離地面50km以下的大氣看作是具有一定程度漏電的均勻絕緣體（即電阻率較

大的物質(zhì)）；離地面50km以上的大氣則可看作是帶電粒子密度非常高的良導(dǎo)體，地球本身帶負(fù)

電，其周圍空間存在電場。離地面h=50km處與地面之間的電勢差約為U=3.0X1（）5V。由于電

場的作用，地球處于放電狀態(tài)。但大氣中頻繁發(fā)生雷暴又對地球充電，從而保證了地球周圍電

場恒定不變（可視為勻強(qiáng)電場），統(tǒng)計表明，雷暴每秒帶給地球的平均電荷量約為q=1800C,

已知地球半徑r=6400km。下列說法正確的是（）

A.離地面越近電勢越高

B.絕緣層大氣的電場強(qiáng)度約為6Xl（）3v/m

C.地球漏電功率約為6X1（）7W

D.大氣電阻率p約為1.8X10i2Qm

[例題8]（2023?咸陽一模）外電路為純電阻的情況下，電源輸出功率P隨路端電壓U變化的函數(shù)

關(guān)系如圖所示，則有（）

A.電源電動勢為6V,內(nèi)阻為3Q

B.路端電壓為4V時，電源輸出功率為7W

C.外電阻的阻值為3Q時，電源效率為75%

D.外電阻分別為1。與2。時，電源輸出功率相同

[例題9]（2022?豐臺區(qū)二模）如圖所示的U-I圖像中，直線a為電源的路端電壓與電流的關(guān)系,

直線b、c分別是電阻Ri、R2的電壓與電流的關(guān)系。若將這兩個電阻分別直接與該電源連接成

閉合電路，則下列說法正確的是（）

A.電阻Ri大于電阻R2

B.Ri接在電源上時，電源的輸出功率較大

C.R2接在電源上時，電源的輸出功率較大

D.兩種情況下，電源的輸出功率相等

［例題10］（2020?浙江模擬）HWCP60型無線充電器的輸出額定電壓為5V,輸出額定電流為2A.某

款HW手機(jī)的電池容量為4200mAh,輸入額定電壓為3.82V,則（）

A.HW無線充電器的內(nèi)阻為2.5。

B.HW無線充電器以額定電流工作時:發(fā)熱功率為10W

C.HW手機(jī)電池充滿時，儲存的化學(xué)能約為5.8X1（）4J

D.將HW手機(jī)電池從零電量充至滿電量時，消耗的總電能約為5.8X104J

［例題11|（多選）（2023?岳陽模擬）某實驗小組發(fā)現(xiàn)一個滑動變阻器發(fā)生了斷路故障，為了檢測斷

路的位置，實驗小組設(shè)計了如圖所示的電路，a、b、c、d、e是滑動變阻器上間距相同的五個位

置（a、e為滑動變阻器的兩個端點）。某實驗小組將滑動變阻器的滑片P分別置于a、b、c、d、

x、e（x是d、e間某一位置）進(jìn)行測量，把相應(yīng)的電流表示數(shù)記錄在下表中。已知定值電阻阻

值為R,電源內(nèi)阻和電流表內(nèi)阻可忽略。下列說法正確的是（）

P的位置abcdXe

電流表示數(shù)1.800.900.600.451.80

（A）

A.滑動變阻器cd間發(fā)生了斷路

B.滑片P位于x處的電流表示數(shù)的可能值為0.85A

C.滑片P位于x處的電流表示數(shù)的可能值為0.40A

D.若滑動變阻器未斷路時，其電阻絲的總電阻為4R

考點三電路故障問題

1.故障特點

(1)斷路特點：表現(xiàn)為路端電壓不為零而電流為零.

(2)短路特點：用電器或電阻發(fā)生短路，表現(xiàn)為有電流通過電路但它兩端電壓為零.

2.檢查方法

(1)電壓表檢測：如果電壓表示數(shù)為零，則說明可能在并聯(lián)路段之外有斷路，或并聯(lián)路段短路.

(2)電流表檢測：當(dāng)電路中接有電源時，可用電流表測量各部分電路上的電流，通過對電流值的分析，

可以確定故障的位置.在運(yùn)用電流表檢測時，一定要注意電流表的極性和量程.

(3)歐姆表檢測：當(dāng)測量值很大時，表示該處斷路，當(dāng)測量值很小或為零時，表示該處短路.在運(yùn)用

歐姆表檢測時，電路一定要切斷電源.

(4)假設(shè)法：將整個電路劃分為若干部分，然后逐一假設(shè)某部分電路發(fā)生某種故障，運(yùn)用閉合電路或

部分電路的歐姆定律進(jìn)行推理.

［例題12］某居民家中的部分電路如圖所示，開始電路正常。將電飯煲的插頭插入三孔插座后，正在

燒水的電熱壺突然不能工作，但是電燈仍然正常工作。拔出電飯煲的插頭，電熱水壺仍然不能

工作。把測電筆分別插入插座的左線右插孔，嵐管均發(fā)光.若電路只有一處故障，則()

A.電路的C、D兩點間斷路接地

B.插座左右兩孔短路

C.插座的接地線斷路

D.電熱壺所在支路的B、D兩點間斷路

［例題13］(多選)在探究電路故障時，某實驗小組設(shè)計了如圖所示的電路，當(dāng)電鍵閉合后，電路中

的各用電器正常工作，經(jīng)過一段時間，發(fā)現(xiàn)小燈泡A的亮度變暗，小燈泡B的亮度變亮.則下

列對電路故障的分析正確的是()

A.可能是定值電阻Ri短路B.可能是定值電阻R2斷路

C.可能是定值電阻R3斷路D.可能是定值電阻R4短路

考點四電源和電阻u—/圖象的比較

物理意義

圖象上的特征

電源U-/圖象電阻。一/圖象

°U

圖形J,

O0

圖象表述的物理量電源的路端電壓隨電路電流的電阻兩端電壓隨電阻中的

變化關(guān)系變化關(guān)系電流的變化關(guān)系

與縱軸交點表示電源電動勢E,

過坐標(biāo)軸原點，表示沒有電

圖線與坐標(biāo)軸交點E

與橫軸交點表示短路電流7壓時電流為零

圖線上每一點坐標(biāo)

表示電源的輸出功率表示電阻消耗的功率

的乘積UI

圖線上每一點對應(yīng)表示外電阻的大小，不同點對應(yīng)每一點對應(yīng)的比值均等大，

的U、1比值的外電阻大小不同表示此電阻的大小不變

圖線斜率的

內(nèi)電阻r電阻大小

絕對值大小

[例題14]（2022?重慶模擬）圖是測定甲、乙兩個直流電源的電動勢E與內(nèi)阻r時，得到的路端電壓

U與干路電流I的U-I圖象。若將這兩個直流電源分別與同一定值電阻R串聯(lián)，下列說法正確

的是（）

A.甲電源內(nèi)阻是乙電源內(nèi)阻的2倍

B.電源的效率一定有口中〈口4

C.電源總功率一定有P，f，＜P乙

D.電源的輸出功率一定有Pq，＞P乙

［例題15］如圖甲所示的電路中定值電阻R=60Q,電源電動勢E=100V,r=10。。如圖乙所示，曲線

為燈泡L的伏安特性曲線，直線為電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖線，以下說法正確的是（）

A.開關(guān)S斷開時電源的效率為60%

B.開關(guān)S閉合后電源的總功率會變小

C.開關(guān)S閉合后燈泡的亮度增強(qiáng)

D.開關(guān)S斷開時小燈泡消耗的功率為240W

［例題16］（多選）某興趣小組利用壓敏電阻（壓敏電阻的阻值R隨所受壓力的增大而減?。┰O(shè)計了

判斷電梯運(yùn)動狀態(tài)的裝置，示意圖如圖甲所示。將壓敏電阻B平放在電梯內(nèi)，受壓面朝上，在

上面放一物體A,電梯靜止時電壓表示數(shù)為Uo,電梯由靜止啟動后的一段時間內(nèi)，電壓表的示

數(shù)變化情況如圖乙所示，下列說法正確的是（）

A.0?ti內(nèi)電梯可能上升

B.ti?t2內(nèi)電梯勻加速下降

C.t2?t3內(nèi)電梯可能勻減速上升

D.t3時刻電梯速度達(dá)到最大

考點五含電容器電路的分析

1.電路的簡化：不分析電容器的充、放電過程時，把電容器所處的支路視為斷路，簡化電路時可以

去掉，求電荷量時再在相應(yīng)位置補(bǔ)上.

2.電路穩(wěn)定時電容器的處理方法：電路穩(wěn)定后，與電容器串聯(lián)的電路中沒有電流，同支路的電阻相

當(dāng)于導(dǎo)線，即電阻不起降低電壓的作用，與電容器串聯(lián)的電阻視為等勢體.電容器的電壓為與之并

聯(lián)的電阻兩端的電壓.

3.電容器所帶電荷量的變化的計算：（1）如果變化前后極板帶電的電性相同，那么通過所連導(dǎo)線的電

荷量等于初、末狀態(tài)電容器所帶電荷量之差；（2）如果變化前后極板帶電的電性相反，那么通過所連

導(dǎo)線的電荷量等于初、末狀態(tài)電容器所帶電荷量之和.

［例題17］（多選）如圖所示，電源電動勢為E、內(nèi)阻為r.閉合開關(guān)S,當(dāng)滑動變阻器R的滑片緩慢

地從最左端向右移動一段距離的過程中，電壓表示數(shù)的變化量為4U,電流表示數(shù)的變化量為

△I,電流表的示數(shù)為I,電容器的帶電量為Q,則在這個過程中，下列圖象正確的是（）

［例題18］（2023?海淀區(qū)一模）水平放置的平行板電容器C、定值電阻Ro、滑動變阻器R、電源E和

開關(guān)S等元件組成如圖所示電路，閉合S待穩(wěn)定后，電容器兩極板間的帶電油滴A恰好保持靜

止。不考慮空氣阻力和浮力，下列說法正確的是（）

A.當(dāng)R接入電路中的阻值變大時，電容器將放電

B.當(dāng)R接入電路中的阻值變小時，油滴A將向下運(yùn)動

C.僅換用阻值更大的Ro,油滴A將向下運(yùn)動

D.僅換用阻值更小的Ro,油滴A依舊可以保持懸浮狀態(tài)

[例題19]（2022?南通四模）如圖所示，Ri、R2為定值電阻，C為電容器。閉合開關(guān)S,在滑動變阻

器R的滑片向上滑動過程中（）

A.電阻R2中有向下的電流

B.通過電阻Ri電流增大

C.滑動變阻器R兩端的電壓變小

D.電容器C極板所帶電荷量變小

[例題20]（2023?越秀區(qū)校級模擬）道路壓線測速系統(tǒng)，不僅可以測速，也可以測量是否超載，其結(jié)

構(gòu)原理電路可以理解為如圖甲所示由一個電源，一個靈敏電流計與傳感器連接，一個電容和一

個保護(hù)電阻R組成，感應(yīng)線連接電容器的其中一塊極板上，如果車輪壓在感應(yīng)線上會改變電容

器兩板間的距離，并會使靈敏電流計中產(chǎn)生瞬間電流，壓力越大，則電流峰值也會越大，如果

汽車的前、后輪先后經(jīng)過感應(yīng)線，回路中產(chǎn)生兩脈沖電流，如圖乙所示，電子眼就會拍照。如

果以順時針方向為電流正方向，則（）

乙

A.汽車壓線時，電容器板間距離變小

B.車輪經(jīng)過感應(yīng)線過程中電容器先充電后放電

C.增大電阻R值，可以使電容器穩(wěn)定時的帶電量減小

D.如果車輪間距是2.5m,則可估算車速約為7.7m/s

［例題21|如圖所示，D為理想二極管，R為滑動變阻器，Ci、C2為電容器，且電容相等，P、Q為帶

電粒子，開關(guān)S閉合后，P、Q均處于靜止?fàn)顟B(tài)，下列說法正確的是（）

Ri

R___J?3______

Cj?phrC2.Q

匕

A.Ci、C2所帶的電荷量不相等

B.保持開關(guān)S閉合，將滑動變阻器的滑片下滑，P加速向上運(yùn)動，Q仍靜止

C.保持開關(guān)S閉合，將滑動變阻器的滑片上滑，P加速向下運(yùn)動，Q仍靜止

D.保持開關(guān)S閉合，將滑動變阻器的滑片上滑，P加速向下運(yùn)動，Q也加速向下運(yùn)動

［例題22］某高中科研興趣小組利用學(xué)過的知識制造了一臺電磁炮，其原理示意圖如圖甲所示，高壓

直流電源電動勢為E,大電容器的電容為Co線圈套在中空的塑料管上，管內(nèi)光滑，將直徑略

小于管的內(nèi)徑的金屬小球靜置于管口附近。首先將開關(guān)S接1,使電容器完全充電，然后立即

將S轉(zhuǎn)接2,此后電容器放電，通過線圈的電流隨時間的變化如圖乙所示，金屬小球在0?ti的

時間內(nèi)被加速發(fā)射出去，ti時刻剛好運(yùn)動到管口。下列關(guān)于該電磁炮的說法正確的是（）

1S2

甲乙

A.小球在塑料管中加速度隨線圈中電流的增大而增大

B.在0?ti的時間內(nèi)，電容器儲存的電能全部轉(zhuǎn)化為小球的動能

C.適當(dāng)加長塑料管可使小球獲得更大的速度

D.在0?ti的時間內(nèi)，順著發(fā)射方向看小球中產(chǎn)生的渦流是逆時針方向的

練出高分

1.四只完全相同的燈泡分別用圖（a）、（b）兩種方式連接，電路兩端電壓分別為6V和10V。當(dāng)燈

泡都正常發(fā)光時，Ri、R2消耗的電功率分別為PI和P2,則（)

10V

圖（a）圖（b）

A.Pi>P2B.Pi<P2C.P1=P2D.無法確定

（多選）2.如圖所示電路中，電源電動勢為E,內(nèi)阻為r,電動機(jī)內(nèi)阻為Ri。當(dāng)開關(guān)S閉合，電動

機(jī)正常工作時，滑動變阻器接入電路中的電阻為R2,此時電源的輸出功率最大，電動機(jī)兩端的電

A.Ri+R2=r

B.電動機(jī)輸出的機(jī)械功率為IE-I2RI

IE

C.電源的最大輸出功率為5

D.電源的熱功率為Pr

3.很多城市推出微公交小型租賃電動車，這為個性化綠色出行又提供了一種方案。某種型號微型電

動車為零排放的純電動汽車，其相關(guān)的性能參見表格，已知一次完全充電約需8小時，使用電能

的價格約為每度電0.8元。在計算過程中不考慮各種能量轉(zhuǎn)化的效率，下列說法正確的是（）

電池輸出最大電壓220V

電池輸出最大機(jī)械功率22kw

電池容量150A?h

充電電壓220V

最大時速72km/h

充滿電后最多行駛路程100km

A.充電電流為150A

B.充滿電后儲存的電能為33OOOJ

C.折合每公里的電能成本約為0.26元

D.最大速度行駛時的受到阻力約為306N

4.一同學(xué)希望利用電學(xué)方法對長度進(jìn)行測量，電路圖如下，其中電源電動勢為6V,內(nèi)阻為1C,電

流表量程為0~3A,內(nèi)阻為1（11有一長方體導(dǎo)體材料R,x、y、z方向上棱長分別為dem、2cm、

1cm,先將R沿x軸方向接入電路，電流表示數(shù)1A,再將R沿y軸方向接入電路，電流表示數(shù)

2A,則下列說法錯誤的是（）

A.d=4cm

B.沿x、y、z三個方向接入R,電源效率最大約為83.3%

C.沿x、y、z三個方向接入R,電流表示數(shù)均不會超量程

D.沿x、y、z三個方向接入R,R的功率最小為2W

5.某壓敏電阻的阻值R隨壓力F變化的規(guī)律如圖甲所示，將它水平放在電梯地板上并接入如圖乙

所示的電路中，在其受壓面上放一物體m,即可通過電路中電流表A的示數(shù)I來研究電梯的運(yùn)動

情況。已知電梯靜止時電流表的示數(shù)為Io。下列說法正確的是（）

A.若示數(shù)I=Io,則電梯一定處于靜止?fàn)顟B(tài)

B.若示數(shù)I保持不變，則電梯一定做勻速運(yùn)動

C.若示數(shù)1在增大，則電梯的速度在增大

D.若示數(shù)I>Io，則電梯可能在減速向下運(yùn)動

6.阻值相等的三個電阻R、電容器C及電池E（內(nèi)阻不計）連接成如圖所示電路。保持開關(guān)Si閉

合，開關(guān)S2斷開，電路穩(wěn)定時，C所帶的電荷量為Qi；閉合開關(guān)S2，電路再次穩(wěn)定后，C所帶

的電荷量為Q2，則Q1與Q2的比值為（）

7.角速度計可測量飛機(jī)、航天器、潛艇的轉(zhuǎn)動角速度，其結(jié)構(gòu)如圖所示.當(dāng)系統(tǒng)繞軸00'轉(zhuǎn)動時，

元件A發(fā)生位移并輸出相應(yīng)的電壓信號，成為飛機(jī)、衛(wèi)星等的制導(dǎo)系統(tǒng)的信息源.已知A的質(zhì)量

為m,彈簧的勁度系數(shù)為k、自然長度為1,電源的電動勢為E、內(nèi)阻不計.滑動變阻器總長也為

h電阻分布均勻，系統(tǒng)靜止時P在B點，當(dāng)系統(tǒng)以角速度3轉(zhuǎn)動時，則（）

A.電路中電流隨角速度的增大而增大

B.電路中電流隨角速度的減小而減小

C.彈簧的伸長量為x=l與

k—ma）￡

D.輸出電壓U與3的函數(shù)式為U=#"之

k—ma）￡

（多選）8.某興趣小組利用壓敏電阻（壓敏電阻的阻值R隨所受壓力的增大而減小）設(shè)計了判斷電

梯運(yùn)動狀態(tài)的裝置，示意圖如圖甲所示。將壓敏電阻B平放在電梯內(nèi)，受壓面朝上，在上面放一

物體A,電梯靜止時電壓表示數(shù)為Uo,電梯由靜止啟動后的一段時間內(nèi)，電壓表的示數(shù)變化情況

如圖乙所示，下列說法正確的是（)

乙

A.O~ti內(nèi)電梯可能上升

B.ti?t2內(nèi)電梯勻加速下降

C.t2?t3內(nèi)電梯可能勻減速上升

D.t3時刻電梯速度達(dá)到最大

9.某同學(xué)按照如圖所示連接了電路，利用電流傳感器研究電容器的充電和放電過程，先使開關(guān)S接

1,電容器充電完畢后將開關(guān)擲向2,可視為理想電流表的電流傳感器將電流信號傳入計算機(jī)，屏

幕上顯示出電流隨時間變化的I-t曲線，如圖所示。定值電阻R已知，且從圖中可讀出最大放電

電流Io以及圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積S,但電源電動勢、內(nèi)電阻、電容器的電容均未知，下列說

計算機(jī)卜一

A.根據(jù)題目所給的信息能求出電源電動勢和內(nèi)電阻

B.電容器放電過程中電阻R兩端的電壓變大

C.根據(jù)題目所給的信息能求出電容器的電容

D.由計算機(jī)采集的電流可知流過電阻R的電流方向規(guī)定向右為正

10.如圖所示電路中，電源電動勢為12V,內(nèi)阻為2Q,指示燈RL的阻值為16。，電動機(jī)M線圈電

阻為2Q。當(dāng)開關(guān)S閉合時，指示燈RL的電功率為4W。電流表內(nèi)阻不計，那么下列說法中正確

的是（）

B.流過電流表的電流為4.5A

C.電動機(jī)M輸出的機(jī)械功率7.5W

D.電源的總功率為16W

11.在如圖所示電路中，①、②處可以接小燈泡、電壓表（為理想電表）。電源電動勢E、內(nèi)阻r保

持不變，定值電阻Ri=R2=R3=r，小燈電阻RL=r,下列說法不正確的是（）

A.要使電源總功率較大，則應(yīng)該①接電壓表，②接小燈泡

B.要使電源輸出功率較大，則應(yīng)該①接小燈泡，②接電壓表

C.要使路端電壓較大，則應(yīng)該①接小燈泡，②接電壓表

D.要使閉合電路中電源效率較高，則應(yīng)該①接小燈泡，②接電壓表

12.如圖所示，A、B分別為電源E和電阻R的U-I圖線，虛線C是過圖線A、B交點的曲線B的

切線?，F(xiàn)將電源E與電阻R及開關(guān)、導(dǎo)線組成閉合電路，由圖象可知（）

A.R的阻值隨電壓升高而增大，此時的阻值為m

B.此時電阻的熱功率為4W

C.電源的效率為50%

D.電源的電動勢為3V,內(nèi)阻為1Q

第20講電路閉合電路歐姆定律

目錄

考點一電路的動態(tài)分析..................................................1

考點二電路中的功率及效率問題.........................................2

考點三電路故障問題....................................................4

考點四電源和電阻。一/圖象的比較.....................................7

考點五含電容器電路的分析..............................................8

考點一電路的動態(tài)分析

E

/=兩:(只適用于純電阻電路)

1.閉合電路歐姆定律的公式彳

適用于任何電路)

2.路端電壓U與電流/的關(guān)系

(1)關(guān)系式：U=E-Ir.

(2)。一/圖象如圖1所示.

①當(dāng)電路斷路即/=0時，縱坐標(biāo)的截距為電源電動勢.

②當(dāng)外電路短路即U=0時，橫坐標(biāo)的截距為短路電流.

③圖線的斜率的絕對值為電源的內(nèi)阻.

3.電路動態(tài)分析的方法

(1)程序法：電路結(jié)構(gòu)的變化的變化一旦出一公的霎色U域的變化一固定支路

并聯(lián)分流/

f變化支路

串聯(lián)分壓U

(2)極限法：即因滑動變阻器滑片滑動引起的電路變化問題，可將滑動變阻器的滑動端分別滑

至兩個極端去討論.

［例題23］（2023?奉賢區(qū)二模）如圖所示的電路中，Ri、R2是定值電阻，電表均為理想電表，

RB是磁敏材料制定的元件（其特點無磁場時處于斷開狀態(tài)，有磁場出現(xiàn)時導(dǎo)通）。閉合

開關(guān)S,滑動變阻器R的滑片處于某位置，當(dāng)有磁鐵靠近RB附近時（）

A.電流表讀數(shù)減小B.Ri的功率減小

C.電壓表讀數(shù)增大D.電源總功率增大

【解答】解：AC、當(dāng)有磁鐵經(jīng)過RB附近時，外電阻減小，根據(jù)閉合電路歐姆定律得：

1=白，則知電流表示數(shù)I變大，外電路電壓為U=E-Ir，I變大，其它量不變，所以電

壓表示數(shù)U減小，故AC錯誤；

B、無磁場時，Ri處于斷路狀態(tài)，電功率為0,有磁場時Ri有電功率，故B錯誤

D、干路電流變大，根據(jù)P=IE可知電源總功率增大，故D正確。

故選：D。

［例題24］如圖所示電路中，電源的內(nèi)電阻為r,Ri、R3、R4均為定值電阻，電表均為理想電

表。閉合電鍵S,當(dāng)滑動變阻器R2的滑動觸頭P向右滑動時，電表的示數(shù)都發(fā)生變化,

電流表和電壓表的示數(shù)變化量的大小分別為AI、AU,下列說法不正確的是（）

B.電流表示數(shù)變小

AU

C.—<rD.—>r

AIAl

【解答】解：設(shè)Rl、R2、R3、R4的電流分別為11、12、卜、14，電壓分別為U1、U2、U3、

U4.干路電流為I怠，路端電壓為U,電流表電流為I。

A、R2變大，外電阻變大，I總變小，U=E-Ir變大，5變大。故A正確。

B、13變大，I總變小，由14=1總-13變小，U4變小，而U1=U-U4，U變大，則U1變

大，h變大，1總=1+11，I變小。故B正確。

AU

C、D,由歐姆定律U=E-I.&!?,得h=r.由I總=I+h,I變小，h變大，I總變小,

4.總

AUAUAU

則AI>AI,a.—v—.故下令故C正確，D錯誤。

4%

本題選不正確的，故選：D。

［例題25］（多選）在如圖所示電路中，電源的電動勢為E,內(nèi)阻為r,Ri是定值電阻，R2是

滑動變阻器（R2>R1）,閉合開關(guān)S,不同規(guī)格的燈泡Li和L2均正常發(fā)光，現(xiàn)將滑動

變阻器的滑動片P向上移動一定的距離，理想電流表Ai、A2、電壓表的示數(shù)均會發(fā)生

一定變化，其變化量分別用△12和AU表示，則下列分析判斷可能正確的是（）

,中242

A.電壓表V示數(shù)變大，電流表Al示數(shù)變小

B.電流表A2示數(shù)不可能變?yōu)榱?/p>

C.燈泡Li、L2都變暗

D.電源的內(nèi)阻口需

【解答】解：A、將滑動變阻器的滑動片P向上移動，其接入電路的電阻增大，外電路總

電阻增大，由閉合電路歐姆定律知干路電流減小，內(nèi)電壓減小，路端電壓增大，則電壓表

V示數(shù)變大，電流表Ai示數(shù)變小，故A正確；

B、當(dāng)粵=察時，電流表A2示數(shù)為零，故B錯誤；

RL2R2

C、R2阻值增大，R2與L2并聯(lián)部分阻值增大，回路中其它電路部分阻值未變，故R2與

L2并聯(lián)部分的電壓增大，Ri與L］并聯(lián)部分的電壓減小，則L2變亮，L|變暗，故C錯

誤；

D、根據(jù)閉合電路歐姆定律得：U=E-Ir,得電源內(nèi)阻r=^=器，故D正確。

故選：AD,

［例題26］（2022?青浦區(qū)二模）利用某半導(dǎo)體的電阻隨溫度升高而減小的特征可以制作電子

溫度計。圖甲表示該半導(dǎo)體的電阻R隨攝氏溫度t變化的情況。把該半導(dǎo)體與電動勢為

E、內(nèi)阻為r的電源，理想電壓表和保護(hù)電阻Ro連成如圖乙所示的電路。用該半導(dǎo)體作

測溫探頭，把電壓表的電壓刻度改為相應(yīng)的溫度刻度，就得到了一個簡易的電子溫度計。

下列說法正確的是（）

A.電壓較大的刻度對應(yīng)較高的溫度

B.電壓刻度0V對應(yīng)的就是0℃

C.該電子溫度計表盤上溫度的刻度是均勻的

D.若電池用久后內(nèi)阻r變大，用該溫度計測量的溫度要比真實值偏高

【解答】解：AB、溫度為tA時電阻R的阻值大于溫度tB時的阻值，由串聯(lián)電路分壓規(guī)

律可知，R的電壓：U=?,f,E,R越大，U越大，所以tA應(yīng)標(biāo)在電壓較大的刻度上，

K-TKQ-TT

IB應(yīng)標(biāo)在電壓較小的刻度上，故AB錯誤；

C、由13=J?知,U與R是非線性關(guān)系，而R與t是線性關(guān)系，則U與t是非線

性關(guān)系，電壓表刻度是均勻的，所以電子溫度計表盤匕溫度刻度不均勻，故C錯誤；

D、若電池用久后內(nèi)阻r變大，由1=五系二知電路中電流變小，R的電壓變小，則用該

溫度計測量的溫度要比真實值偏高，故D正確。

故選：D。

［例題27］如圖甲所示，條形碼掃描筆的原理是掃描筆頭在條形碼上勻速移動時，遇到黑色線

條，發(fā)光二極管發(fā)出的光線將被吸收，光敏三極管接收不到反射光，呈高阻抗；遇到白

色間隔，光線被反射到光敏三極管，三極管呈低阻抗。光敏三極管將條形碼變成一個個

電脈沖信號，信號經(jīng)信號處理系統(tǒng)處理，即完成對條形碼信息的識別，等效電路圖如圖

乙所示，其中R為光敏三極管的等效電阻，Ro為定值電阻，下列判斷正確的是（）

A.當(dāng)掃描筆頭在白色線條上移動時，信號處理系統(tǒng)獲得高電壓

B.當(dāng)掃描筆頭在黑色間隔上移動時，信號處理系統(tǒng)獲得高電壓

C.掃描速度對信號處理系統(tǒng)接收到的電壓信號無影響

D.掃描筆頭外殼出現(xiàn)破損漏光，仍然能正常工作

【解答】解：A、當(dāng)掃描筆頭在白色間隔上移動時，光敏三極管呈低阻抗，電路中電流大，

Ro的電壓大，則信號處理系統(tǒng)獲得高電壓，故A正確；

B、當(dāng)掃描筆頭在黑色線條上移動時，光敏三極管接收不到反射光，呈高阻抗，山閉合電

路歐姆定律可知電路中電流小，Ro的電壓低，則信號處理系統(tǒng)獲得低電壓，故B錯誤;

C、如果掃描速度發(fā)生變化，在信號處理系統(tǒng)中高低電壓的時間間隔就會發(fā)生變化，從而

無法正確判斷黑、白條紋寬度，可能出現(xiàn)錯誤識別信息，故C錯誤；

D、掃描筆頭外殼出現(xiàn)破損時，外面的光就會進(jìn)入光敏三級管，從而出現(xiàn)錯誤信息，導(dǎo)致

不能正常工作，故D錯誤。

故選：Ao

考點二電路中的功率及效率問題

1.電源的總功率

⑴任意電路：Ps=IE=IU.+/U內(nèi)=尸出+P內(nèi).

￡2

(2)純電阻電路：P&=P(R+r)=^~^.

2.電源內(nèi)部消耗的功率：P^=Pr=IU^=P&-P

3.電源的輸出功率

(1)任意電路：PB=Ul=IE-Fr=P&-P夙

￡2D￡2

(2)純電阻電路：P*=FR=R+,,2=(R_芥?

~R-^r

(3)純電阻電路中輸出功率隨R的變化關(guān)系

￡2

①當(dāng)R=廠時，電源的輸出功率最大為Pm=j

②當(dāng)R>/?時，隨著R的增大輸出功率越來越小.

③當(dāng)RV?時，隨著R的增大輸出功率越來越大.

④當(dāng)P"Pm時，每個輸出功率對應(yīng)兩個外電阻島和&,且R1R2=產(chǎn).

⑤產(chǎn)由與R的關(guān)系如圖5所示.

4.電源的效率

產(chǎn)出U

(1)任意電路：〃=：X100%=^X100%.

R1

(2)純電阻電路：〃=--X100%=-------X100%

"1+-

因此在純電阻電路中R越大，〃越大；當(dāng)R=r時，電源有最大輸出功率，效率僅為50%.

[例題28](2023?湖南模擬)如圖所示電路中，電源電動勢E=8V,內(nèi)阻r=lC,定值電阻

R1=9C,R2=10。，R3=5C；滑動變阻器R4的取值范圍為0?15C。閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)

滑動變阻器的滑片，使R4取不同的阻值接入電路，則下列說法正確的是()

A.R4=0時，定值電阻Ri消耗的功率最大，為2W

B.R4=5。時，電源內(nèi)阻消耗的功率最小，為0.5W

C.R4=10C時，R4消耗的功率最大，為0.4W

D.R4=15Q時，電源的效率最高，為90%

【解答】解：A、R4=0時，外電阻最小，總電流最大，則定值電阻Ri消耗的功率最大,

此時并聯(lián)部分的總阻值為R#=盤景=瞿|。=當(dāng)。

八2十八3lU-rOo

由閉合電路歐姆定律得干路電流為1=五上；=—A=0.6A

R/2+%+r芋+9+1

則定值電阻Ri消耗的功率為PI=FRI=0.62X9W=3.24W,故A錯誤；

B、電源內(nèi)阻消耗的功率P內(nèi)

當(dāng)電源內(nèi)阻消耗的功率最小時，電路中的總電流應(yīng)最小，對應(yīng)的外電路電阻最大，即當(dāng)

R4=15O時，電源內(nèi)阻消耗的功率最小，故B錯誤；

C、為求滑動變阻器R4消耗的最大功率，可對原電路進(jìn)行如下圖所示的等效變換。

易知，等效電源的等效電動勢E，=4V,等效內(nèi)阻i」=10C,故當(dāng)R4=r'=IOQ時，R4消耗

E'242

的功率最大，且為%以=&=晟■歷勿=04W，故C正確；

D、當(dāng)R4=15。時，總的外電阻最大。由于電源效率〃=（x100%=￡x100%=3rx

CK~ri1+p

100%

顯然，當(dāng)總的外電阻R最大時，T1取最大值，當(dāng)R4=15Q時，總的外電阻為=

〃2?3+右4)10x(5+15)47

C+9/2=n

&2+僅3+&4)10+5+15T

R，萼

此時T］最大,且為〃=X100%=47^-x100%=94%,故D錯誤。

故選：Co

［例題29］（2023?越秀區(qū)校級模擬）大氣中存在可自由運(yùn)動的帶電粒子，其密度隨距地面高

度的增加而增大，可以把離地面50km以下的大氣看作是具有一定程度漏電的均勻絕緣

體（即電阻率較大的物質(zhì)）；離地面50km以上的大氣則可看作是帶電粒子密度非常高

的良導(dǎo)體，地球本身帶負(fù)電，其周圍空間存在電場。離地面h=50km處與地面之間的

電勢差約為U=3.0X1（）5V。由于電場的作用，地球處于放電狀態(tài)。但大氣中頻繁發(fā)生

雷暴又對地球充電，從而保證了地球周圍電場恒定不變（可視為勻強(qiáng)電場），統(tǒng)計表明，

雷暴每秒帶給地球的平均電荷量約為q=1800C,已知地球半徑r=6400km。下列說法

正確的是（）

A.離地面越近電勢越高

B.絕緣層大氣的電場強(qiáng)度約為6Xl（）3v/m

C.地球漏電功率約為6X1（）7W

D.大氣電阻率p約為1.8X10i2Qm

【解答】解：A、地球本身帶負(fù)電，越靠近負(fù)電荷電勢越低，故離地面越近電勢越低，故

A錯誤；

B、如果視為勻強(qiáng)電場，根據(jù)E=鄉(xiāng)知E=N8Ugv/m=6V/m,故B錯誤；

d50x10，

CD、本題中把50km厚的漏電均勻絕緣體視為一個導(dǎo)體，其長度為50km,橫截面積為

地球的表面積，所加電壓為U=3.0XIO,V

則由題意得：

1=2=18OOA

cU3.0X105?500c

R=7="i8oo-n=-

又由電阻定律R=pg

得p=包^=2X故D正確；

地球漏電功率為：P=UI=3X1O5X18OOW?5X108W,故C錯誤。

故選：D?

[例題30]（2023?咸陽一模）外電路為純電阻的情況下，電源輸出功率P隨路端電壓U變化

的函數(shù)關(guān)系如圖所示，則有（）

A.電源電動勢為6V,內(nèi)阻為3。

B.路端電壓為4V時，電源輸出功率為7W

C.外電阻的阻值為3。時，電源效率為75%

D.外電阻分別為1Q與2Q時，電源輸出功率相同

【解答】解：A、根據(jù)P=U/=U『=Ju-

由圖像可知，當(dāng)Ui=3V時，Pi=9W,有9=邛一*

當(dāng)U2=6V時,P2=0,有0=第一系

解得E=6V,r=l。，故A錯誤；

B,根據(jù)之前的分析有P=/一那=6（/一（/2

可知，當(dāng)路端電壓為4V時，電源輸出功率為8W,故B錯誤；

C、滑動變阻器的阻值為3Q時，有/x100%=&x100%=2;x100%=75%,

故C正確；

D、外電阻為mEl寸，路端電壓為5=豁=*V=3V

此時電源輸出功率為P3=9W

外電阻為2a時，路端電壓為U4=黔=^^v=4V

電源輸出功率為P4=8W,故D錯誤。

故選：Co

[例題31]（2022?豐臺區(qū)二模）如圖所示的U-I圖像中，直線