專題04 閉合電路歐姆定律【考點清單】（原卷版）-2024-2025學(xué)年高二物理上學(xué)期期中考點大串講（魯科版2019必修第三冊）

專題04閉合電路歐姆定律清單01電動勢1.電動勢：在電源內(nèi)部，非靜電力把正電荷從負(fù)極移送到正極與的比值。2.定義式：E＝。單位：。3.物理意義：反映電源做功本領(lǐng)大小的物理量。4.決定因素：由電源中決定，跟電源的體積，跟外電路。清單02閉合電路的歐姆定律1.閉合電路(1)閉合電路是指由電源和及導(dǎo)線組成的完整的電路。(2)內(nèi)電路：如圖所示，的電路叫內(nèi)電路，的電阻叫內(nèi)電阻。(3)外電路：的電路叫外電路，外電路的電阻稱為外電阻。2.閉合電路中的能量轉(zhuǎn)化如圖所示，電路中電流為I，在時間t內(nèi)，等于內(nèi)、外電路中電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的總和，即EIt＝。3.閉合電路的歐姆定律(1)內(nèi)容：在外電路為的閉合電路中，電流的大小跟電源的電動勢成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成。(2)表達式：I＝eq\f(E,R＋r)。(3)適用條件：為純電阻電路。三、路端電壓與負(fù)載的關(guān)系1.路端電壓與電流的關(guān)系(1)公式：U＝。(2)U－I圖像：如圖所示，該直線與縱軸交點的縱坐標(biāo)表示，斜率的絕對值表示電源的。2.路端電壓隨外電阻的變化規(guī)律(1)當(dāng)外電阻R增大時，由I＝eq\f(E,R＋r)可知電流，路端電壓U＝E－Ir，當(dāng)R增大到無限大(斷路)時，I＝，U＝E，即外電路斷路時的等于電源。(2)當(dāng)外電阻R減小時，由I＝eq\f(E,R＋r)可知電流I，路端電壓U＝E－Ir，當(dāng)R減小到零(短路)時，I＝eq\f(E,r)，U＝。清單03閉合電路的功率和效率1.電源的總功率P總＝；電源內(nèi)電阻消耗的功率P內(nèi)＝U內(nèi)I＝；電源輸出功率P出＝。2.對于純電阻電路，電源的輸出功率P出＝I2R＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(E,R＋r)))eq\s\up12(2)R＝eq\f(E2,\f(（R－r）2,R)＋4r)，當(dāng)R＝r時，電源的輸出功率，其輸出功率為Pm＝。電源輸出功率隨外電阻變化而變化的曲線如圖所示。3.電源的效率指電源的輸出功率與電源的總功率之比，即η＝eq\f(P出,P總)×100%＝eq\f(IU,IE)×100%＝eq\f(U,E)×100%。對于純電阻電路，電源的效率η＝eq\f(I2R,I2（R＋r）)×100%＝eq\f(R,R＋r)×100%＝eq\f(1,1＋\f(r,R))×100%，所以當(dāng)R增大時，效率η。當(dāng)R＝r(電源有最大輸出功率)時效率僅為，效率并不高。清單04測電源電動勢和內(nèi)阻一、實驗?zāi)康?.理解測量電源的電動勢和內(nèi)阻的基本原理，體驗測量電源的電動勢和內(nèi)阻的實驗過程。2.會用解析法和圖像法求解電動勢和內(nèi)阻。3.掌握利用儀器測量電源電動勢和內(nèi)阻的方法，并能設(shè)計簡單的電路和選擇儀器。二、實驗原理由E＝U＋Ir知，只要測出U、I的兩組數(shù)據(jù)，就可以列出兩個關(guān)于E、r的方程，從而解出E、r，電路圖如圖所示。三、實驗步驟1.電流表用0～0.6A量程，電壓表用0～3V量程，按實驗原理圖連接好電路。2.把滑動變阻器的滑片移到一端，使其接入電路的阻值最大。3.閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器接入電阻的阻值，使電流表有明顯的示數(shù)，記錄一組數(shù)據(jù)(I1、U1)。用同樣的方法測量幾組I、U值。4.斷開開關(guān)，整理好器材。5.處理數(shù)據(jù)，用解析法和作圖法求出電池的電動勢和內(nèi)阻。四、數(shù)據(jù)處理為減小測量誤差，本實驗常選用以下兩種數(shù)據(jù)處理方法：1.公式法利用依次記錄的多組數(shù)據(jù)(一般6組)，分別記錄如表所示：實驗序號123456I/AI1I2I3I4I5I6U外/VU1U2U3U4U5U6分別將1、4組，2、5組，3、6組聯(lián)立方程組解出E1、r1，E2、r2，E3、r3，求出它們的平均值E＝eq\f(E1＋E2＋E3,3)，r＝eq\f(r1＋r2＋r3,3)作為測量結(jié)果。2.圖像法把測出的多組U、I值，在U－I圖中描點畫圖像，使U－I圖像的直線經(jīng)過大多數(shù)坐標(biāo)點或使各坐標(biāo)點大致分布在直線的兩側(cè)，如圖所示，由U＝E－Ir可知：(1)縱軸截距等于電源的電動勢E，橫軸截距等于外電路時的電流Im＝eq\f(E,r)。(2)圖線的絕對值等于電源的內(nèi)阻r＝|eq\f(ΔU,ΔI)|＝eq\f(E,Im)。五、誤差分析1.偶然誤差主要來源于電壓表和電流表的讀數(shù)以及作U－I圖像時描點不準(zhǔn)確。2.系統(tǒng)誤差由于電壓表分流IV，使電流表示數(shù)I小于電池的輸出電流I真。I真＝I＋IV，而IV＝eq\f(U,RV)，U越大，IV越大，它們的關(guān)系可用圖表示。實測的圖線為AB，經(jīng)過IV修正后的圖線為A′B，可看出AB的斜率絕對值和在縱軸上的截距都小于A′B，即實測的E和r都小于。六、注意事項1.為使電池的路端電壓有明顯變化，應(yīng)選取內(nèi)阻較大的舊干電池和內(nèi)阻的電壓表。2.實驗中不能將電流調(diào)得過大，且讀數(shù)要快，讀完后立即切斷電源，防止干電池大電流放電時內(nèi)阻r明顯變化。3.若干電池的路端電壓變化不很明顯，作圖像時，縱軸單位可取得小一些，且縱軸起點可不從零開始。如圖所示，此時圖線與縱軸交點仍為電池的電動勢E，但圖線與橫軸交點不再是短路電流，內(nèi)阻要在直線上取較遠的兩點用r＝|eq\f(ΔU,ΔI)|求出。4.為了提高測量的精確度，在實驗中I、U的變化范圍要大一些，計算E、r時，U1和U2、I1和I2的差值要大一些。清單05練習(xí)使用多用電表一、多用電表構(gòu)造及原理圖1.多用電表可以用來測量電流、電壓、電阻等,并且每一種測量都有幾個量程。2.外形如圖所示:上半部為表盤,表盤上有電流、電壓、電阻等多種量程的刻度;下半部為選擇開關(guān),它的四周刻有各種測量項目和量程。3.多用電表面板上還有:歐姆表的歐姆調(diào)零旋鈕(使電表指針指在右端零歐姆處)、指針定位螺絲(使電表指針指在左端的“0”位置)、表筆的正、負(fù)插孔(紅表筆插入“+”插孔,黑表筆插入“-”插孔)。4.原理圖:二、多用電表使用實驗器材：多用電表、電學(xué)黑箱、直流電源、開關(guān)、導(dǎo)線若干、小電珠、二極管、定值電阻(大、中、小)三個。進行實驗：1.機械調(diào)零:多用電表的指針若不指零,則可用小螺絲刀進行機械調(diào)零。2.將紅、黑表筆分別插入“+”“-”插孔。3.測量小電珠的電壓和電流。(1)按如圖甲所示連好電路,將多用電表選擇開關(guān)置于擋,測小電珠兩端的電壓。(2)按如圖乙所示連好電路,將選擇開關(guān)置于擋,測量通過小電珠的電流。4.用多用電表測電阻(1)調(diào)整定位螺絲,使指針指向電流的,插入表筆。(2)選擇開關(guān)置于“Ω”擋的×1擋,短接紅、黑表筆,調(diào)節(jié)旋鈕,使指針指到“0”歐姆位置,然后斷開表筆。(3)將兩表筆分別接觸阻值為幾十歐的定值電阻兩端,讀出指示的電阻值,然后斷開表筆,再與標(biāo)定值進行比較。(4)選擇開關(guān)改置于×100擋,重新進行。(5)再將兩表筆分別接觸標(biāo)定值為幾千歐的電阻兩端,讀出指示的電阻值,然后斷開表筆,與標(biāo)定值進行比較。(6)測量完畢,將表筆從插孔中拔出,并將選擇開關(guān)置于交流電壓最高擋或“”擋。5.注意事項：(1)紅表筆插入“+”孔,黑表筆插入“-”孔。(2)區(qū)分“兩個零點”:機械零點是表盤刻度左側(cè)的“0”位置,調(diào)整的是表盤下邊中間的定位螺絲;歐姆零點是指刻度盤右側(cè)的“0”位置,調(diào)整的是歐姆擋的調(diào)零旋鈕。(3)測電阻時:①待測電阻與電源一定要斷開。②兩手一定不要同時接觸兩表筆金屬桿。③指針指中值附近較準(zhǔn),否則換擋。④每換一擋必須重新歐姆調(diào)零。⑤讀出示數(shù)要乘以倍率。(4)使用完畢,選擇開關(guān)要置于“OFF”擋或交流電壓最高擋,長期不用應(yīng)取出電池。知識點歐姆表原理及應(yīng)用1.構(gòu)造:歐姆表由電流表G、電池、調(diào)零電阻R和紅、黑表筆組成。歐姆表內(nèi)部:電流表、電池、調(diào)零電阻串聯(lián)。外部:接被測電阻Rx。2.工作原理:閉合電路歐姆定律,I=ER3.刻度的標(biāo)定:紅、黑表筆短接(被測電阻Rx=0)時,調(diào)節(jié)調(diào)零電阻R,使I=Ig,電流表的指針達到滿偏,這一過程叫歐姆調(diào)零。(1)當(dāng)I=Ig時,Rx=0,在滿偏電流Ig處標(biāo)為“”。(圖甲)(2)當(dāng)I=0時,Rx→∞,在I=0處標(biāo)為“”。(圖乙)(3)當(dāng)I=Ig2時,Rx=Rg+R+r,此電阻值等于歐姆表的內(nèi)阻值,Rx叫1．將一電源、定值電阻及電阻箱連成如圖甲所示的閉合回路，閉合開關(guān)后調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，測得電阻箱功率與電阻箱讀數(shù)變化關(guān)系曲線如圖乙所示，則下列說法中正確的是（）A．該電源電動勢為9V B．該電源內(nèi)阻為C．調(diào)整R，電源最大輸出功率為 D．電阻箱功率最大時電源效率為50%2．某同學(xué)利用理想電流表、電阻箱和定值電阻（阻值為）等器材測量電源的電動勢和內(nèi)阻，實驗電路如圖所示，閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)電阻箱R改變其阻值，可測得多組I、R數(shù)據(jù)。為了減少偶然誤差，用圖像法處理數(shù)據(jù)，以為縱軸、R為橫軸，作出圖像。若圖像的斜率為k，縱坐標(biāo)截距為b，則電源的電動勢E和內(nèi)阻r分別為（

）A． B．C． D．3．如圖，電路中有、、三根導(dǎo)線。其中一根導(dǎo)線的銅絲是斷的，另外兩根導(dǎo)線和電源、電阻、都是完好的。電源電動勢為。某同學(xué)想利用多用電表的直流擋檢查出斷導(dǎo)線，下列說法正確的是（）A．若測得間電壓接近，斷導(dǎo)線一定是B．若測得間電壓接近，斷導(dǎo)線一定是C．若測得間電壓為0，斷導(dǎo)線一定是D．若測得間電壓為0，斷導(dǎo)線一定是4．如圖所示，平行金屬板中帶電質(zhì)點P原處于靜止?fàn)顟B(tài)，不考慮電流表和電壓表對電路的影響，當(dāng)滑動變阻器R4的滑片向b端移動時，則（

）A．電壓表讀數(shù)變大 B．電流表讀數(shù)變大C．質(zhì)點P將向上運動 D．R3上消耗的功率逐漸增大5．在如圖所示的U?I圖像中，線段I為某電源路端電壓與電流的關(guān)系圖線，線段II為某一電阻R的U?I圖線。用該電源與電阻R連接成閉合電路，由圖像可知（）

A．R的阻值為1.5Ω B．電源電動勢為3.0VC．電源的內(nèi)阻為1.0Ω D．電阻R消耗的功率為1.5W6．如圖所示，電路中、為定值電阻，電壓表與電流表均為理想電表。閉合開關(guān)S，使滑動變阻器的滑片向左滑動，則下列說法正確的是（）A．電壓表示數(shù)變大 B．電流表示數(shù)變大C．電阻消耗的功率變大 D．電池的輸出功率一定變大7．某同學(xué)要測量一節(jié)新干電池的電動勢和內(nèi)阻（0.3Ω左右）。根據(jù)實驗室提供的器材設(shè)計了如圖所示的電路。其中電流表A（量程0~0.6A，內(nèi)阻約0.1Ω）；電壓表V（量程0~3V，內(nèi)阻約6）；定值電阻（阻值1.0Ω）；滑動變阻器（阻值范圍0~10Ω，額定電流2A）。(1)電流表指針位置如圖二所示，其示數(shù)為A。(2)測得多組電壓表、電流表的示數(shù)U、I，作出圖像如圖三所示，則由圖像可得電池的電動勢V，電池的內(nèi)阻?（結(jié)果保留1位小數(shù)）。8．甲圖為某同學(xué)組裝完成的簡易多用電表的電路圖。圖中是電源，和是固定電阻，是可變電阻，表頭G的滿偏電流為、內(nèi)阻為。虛線方框內(nèi)為換擋開關(guān)，A端和B端分別與兩表筆相連。該多用電表有5個擋位，分別為直流電壓1V擋和5V擋、直流電流1mA擋和2.5mA擋、歐姆“”擋。(1)圖甲中的A端與（填“紅”或“黑”）色表筆相連接。(2)當(dāng)要使用“直流電流2.5mA”擋時，應(yīng)將選擇開關(guān)置于（填擋位數(shù)字）。(3)根據(jù)題給條件可得，，。(4)將選擇開關(guān)置于“3”，多用電表的表盤如圖乙所示，則多用電表內(nèi)電源的電動勢V。(5)某次使用該表測量一個電阻的阻值，指針位置如圖乙所示，則讀數(shù)為（保留2位有效數(shù)字）。1．（22-23高二上·河南鄭州·期中）電源的效率η定義為外電路電阻消耗的功率與電源的總功率之比，如圖所示，直線A為電源a的路端電壓與電流的關(guān)系圖線，直線B為電源b的路端電壓與電流的關(guān)系圖線。直線C為電阻R兩端的電壓與電流的關(guān)系圖線，將這個電阻R分別接到a、b兩電源上，那么（）A．R接到電源a上，電源的效率較低B．R接到電源b上，電源的輸出功率較大C．R接到電源a上，電源的輸出功率較大，電源效率較低D．R接到電源b上，電源的輸出功率較小，電源效率較低2．（23-24高二上·吉林延邊·期中）2023年2月份，科創(chuàng)數(shù)據(jù)研究中心（SMDC）對某品牌最新款新能源汽車內(nèi)的直流蓄電池進行測試，如圖1所示。測試過程中系統(tǒng)輸出的圖像如圖2所示，其中P為直流電源的輸出功率、I為總電流，下列說法正確的是（

）A．該蓄電池的電動勢為10VB．該蓄電池的內(nèi)阻為1ΩC．該蓄電池的最大輸出功率為70WD．該蓄電池的短路電流為24A3．（23-24高二上·吉林延邊·期中）如圖所示，平行金屬板中帶電質(zhì)點P原處于靜止?fàn)顟B(tài)，不考慮電流表和電壓表對電路的影響，電源內(nèi)阻為r，、、為定值電阻，當(dāng)滑動變阻器的滑片向b端移動時，下列說法正確的是（

）A．電壓表讀數(shù)增大B．帶電質(zhì)點P向上運動C．電源的輸出功率變大D．若電壓表、電流表的示數(shù)變化量分別為和，則4．（23-24高二上·浙江杭州·期中）如圖所示的電路中，已知電源電動勢為E，內(nèi)電阻為r，滑動變阻器R的阻值可以從零連續(xù)增大到，定值電阻的阻值范圍為，則下列結(jié)論正確的是（）A．外電路消耗的最大功率為B．R消耗的最大功率可能為C．當(dāng)時，r消耗的功率最小D．當(dāng)時，消耗的功率最大5．（23-24高二上·湖北孝感·期末）在如圖所示的電路中，當(dāng)滑動變阻器的滑片向上移動時，關(guān)于燈L的亮度及電容器C所帶電荷量Q的變化判斷正確的是（）A．L變暗，Q增多 B．L變暗，Q減少C．L變亮，Q增多 D．L變亮，Q減少6．（23-24高二上·云南昆明·期中）如圖所示，電路中的電源，內(nèi)阻不計，a、b、c、d為電路中的四個接觸點，閉合開關(guān)S后，左右滑動滑動變阻器滑片，電路中的電流表沒有示數(shù)，電路中兩個燈泡和都不亮，用多用電表的電壓擋檢查電路時，測得，，，，整個電路中只有一個故障，則故障原因可能是（）A．燈泡短路 B．滑動變阻器R斷路C．燈泡斷路 D．電流表短路7．（23-24高二上·山西呂梁·期中）興趣小組要測量兩節(jié)干電池組成的電池組的電動勢和內(nèi)阻，實驗室提供了以下實驗器材：A．兩節(jié)干電池組成的電池組B．電流表A1：量程=100mA，內(nèi)阻=4ΩC．電流表A2：量程=200mA，內(nèi)阻=2ΩD．定值電阻R1=1ΩE．定值電阻R2=2ΩF．定值電阻R3=13ΩG．滑動變阻器R（0~10Ω）H．導(dǎo)線與開關(guān)（1）實驗時設(shè)計了如圖甲所示電路，需要先將電流表A?改裝成量程為3V的電壓表，將電流表。量程擴大為0.5A，另定值電阻作為保護電阻，則三個定值電阻選擇為：a；b；c（均填器材前面的字母）。（2）在圖示乙器材中按照電路圖連接成測量電路。()

（3）電路連接準(zhǔn)確無誤后，閉合開關(guān)K，移動滑動變阻器，得到多組電流表A1，A2的示數(shù)，作出了I2-I1圖像如圖丙所示，則電池組電動勢E0=V；內(nèi)阻=Ω（小數(shù)點后均保留兩位）（4）用本實驗電路進行測量，僅從系統(tǒng)誤差方面分析，電動勢及內(nèi)阻的測量值均（選填“大于”“小于”或“等于”）真實值。8．（23-24高二上·湖北十堰·期中）某課題研究小組準(zhǔn)備測量一個鋰電池的電動勢和內(nèi)阻，實驗室提供的器材有：A．待測鋰電池（電動勢E約3.9V，內(nèi)阻r約2Ω，最大電流=0.6A）；B．理想電壓表（量程0~3V）；C．電阻箱R1（0～99.9Ω）；D．定值電阻R0=4.5Ω；E．開關(guān)S一個，導(dǎo)線若干。(1)課題小組設(shè)計了如圖1和圖2所示的兩套方案，若要求電壓表能夠達到滿偏，你認(rèn)為合理的是圖（填“1”或“2”），原因是。(2)若某同學(xué)在實驗過程中，發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)電阻箱時電壓表有示數(shù)，但示數(shù)不變，則可能的原因是______（填選項序號）。A．連接定值電阻的導(dǎo)線斷開B．連接電阻箱的導(dǎo)線將電阻箱短路C．電阻箱調(diào)節(jié)旋鈕失效，調(diào)節(jié)過程中其電阻恒定不變(3)故障排除后，多次改變電阻箱的阻值R1，讀出對應(yīng)的電壓U，根據(jù)測得的數(shù)據(jù)作出圖像，如圖3所示，則電源電動勢，內(nèi)阻（結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）。9．（21-22高二上·遼寧大連·期中）某實驗興趣小組為了研究電表的改裝原理和練習(xí)使用多用電表，設(shè)計了如下實驗。

（1）圖甲為某同學(xué)隨意設(shè)計的電流表、電壓表兩用表的電路圖，已知電流計G的量程是，內(nèi)阻是，電阻，，則選擇開關(guān)接到（填“1”或“2”）時是電