人教版高中物理精講精練-必修3第16講：閉合電路的歐姆定律 （解析版）

第16講：閉合電路的歐姆定律

【考點(diǎn)梳理】

考點(diǎn)一、電動(dòng)勢(shì)

1．非靜電力的作用：把正電荷從負(fù)極搬運(yùn)到正極，同時(shí)在該過(guò)程中非靜電力做功，使電荷的電勢(shì)能增加．

2．電源

(1)定義：通過(guò)非靜電力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能的裝置．

(2)能量轉(zhuǎn)化：在電源內(nèi)部，非靜電力做正功，其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能，在電源外部，靜電力做正功，電勢(shì)能

轉(zhuǎn)化為其他形式的能．

3．電動(dòng)勢(shì)

(1)電動(dòng)勢(shì)：在電源內(nèi)部，非靜電力把正電荷從負(fù)極移送到正極所做的功W與被移送電荷量q的比值．

W

(2)定義式：E＝.單位：伏特(V)．

q

(3)物理意義：反映電源非靜電力做功本領(lǐng)大小的物理量．

(4)決定因素：由電源中非靜電力的特性決定，跟電源的體積無(wú)關(guān)，跟外電路無(wú)關(guān)．

考點(diǎn)二：閉合電路歐姆定律及其能量分析

1．閉合電路中的能量轉(zhuǎn)化

(1)時(shí)間t內(nèi)電源輸出的電能(等于非靜電力做功的大小)為W＝Eq＝EIt.

22

(2)時(shí)間t內(nèi)外電路產(chǎn)生的內(nèi)能為Q外＝IRt.內(nèi)電路產(chǎn)生的內(nèi)能為Q內(nèi)＝Irt.

22

(3)根據(jù)能量守恒定律，在純電阻電路中應(yīng)有W＝Q外＋Q內(nèi)，即EIt＝IRt＋I(xiàn)rt.

2．閉合電路的歐姆定律

(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．

E

(2)表達(dá)式：I＝.

R＋r

(3)另一種表達(dá)形式：E＝U外＋U內(nèi)．即：電源的電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電路電勢(shì)降落之和．

考點(diǎn)三、路端電壓與負(fù)載的關(guān)系

1．路端電壓的表達(dá)式：

U＝E－Ir.

2．路端電壓隨外電阻的變化規(guī)律

E

(1)當(dāng)外電阻R增大時(shí)，由I＝可知電流I減小，路端電壓U＝E－Ir增大．

R＋r

E

(2)當(dāng)外電阻R減小時(shí)，由I＝可知電流I增大，路端電壓U＝E－Ir減小．

R＋r

(3)兩種特殊情況：當(dāng)外電路斷開時(shí)，電流I變?yōu)?，U＝E.即斷路時(shí)的路端電壓等于電源電動(dòng)勢(shì)．當(dāng)電源短路時(shí)，

E

外電阻R＝0，此時(shí)I＝.

r

技巧歸納總結(jié)

閉合電路的功率和效率

1．各部分功率關(guān)系分析

P電源＝EI

由EIt＝I2Rt＋I(xiàn)2rt知EI＝I2R＋I(xiàn)2r2

P外＝IR

2

P內(nèi)＝Ir

2．電源的輸出功率

當(dāng)外電路為純電阻電路時(shí)討論如下：

(1)電源的輸出功率

2

22E2

2EERE

P＝IR＝R＝＝2由此可知當(dāng)R＝r時(shí)，電源有最大輸出功率P＝.

出22R－r出max

R＋rR－r＋4Rr＋4r4r

R

(2)P出與外電阻R的函數(shù)關(guān)系圖象，如圖所示．

(3)電源的效率

PIUUIRR1

η＝出＝外＝外＝＝＝，可見，外電阻R越大，電源的效率越高．

r

PIEEIR＋rR＋r1＋

R

閉合電路的動(dòng)態(tài)分析

1．閉合電路動(dòng)態(tài)分析的思路

閉合電路中由于局部電阻變化(或開關(guān)的通斷)引起各部分電壓、電流(或燈泡明暗)發(fā)生變化，分析這類問(wèn)題的

基本思路是：

2．閉合電路動(dòng)態(tài)分析的三種方法

(1)程序法：基本思路是“部分→整體→部分”，

即：

(2)結(jié)論法——“串反并同”

“串反”是指某一電阻增大時(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??；某一電阻

減小時(shí)，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大．

“并同”是指某一電阻增大時(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；某一電阻

減小時(shí)，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減?。?/p>

含電容器電路的分析與計(jì)算

(1)電路穩(wěn)定時(shí)電容器在電路中就相當(dāng)于一個(gè)阻值無(wú)限大的元件，在電容器處的電路看作是斷路，畫等效電路

時(shí)，可以先把它去掉．

(2)若要求解電容器所帶電荷量時(shí)，可在相應(yīng)的位置補(bǔ)上，求出電容器兩端的電壓，根據(jù)Q＝CU計(jì)算．

(3)電路穩(wěn)定時(shí)電容器所在支路上電阻兩端無(wú)電壓，該電阻相當(dāng)于導(dǎo)線．

(4)當(dāng)電容器與電阻并聯(lián)后接入電路時(shí)，電容器兩端的電壓與并聯(lián)電阻兩端的電壓相等．

(5)電路中的電流、電壓變化時(shí)，將會(huì)引起電容器的充、放電，如果電容器兩端的電壓升高，電容器將充電，

反之，電容器將放電．通過(guò)與電容器串聯(lián)的電阻的電量等于電容器帶電量的變化量．

【題型歸納】

題型一：電動(dòng)勢(shì)的理解

1．（2023春·上海嘉定·高二）關(guān)于電源電動(dòng)勢(shì)，以下說(shuō)法正確的是（）

W

A．由電動(dòng)勢(shì)E可知E跟q成反比，電路中移送的電荷越多，電動(dòng)勢(shì)越小

q

W

B．由電動(dòng)勢(shì)E可知E跟W成正比，電源做的功越多，電動(dòng)勢(shì)越大

q

W

C．E只是電動(dòng)勢(shì)的定義式而非決定式，電動(dòng)勢(shì)的大小是由電源內(nèi)非靜電力的特性決定的

q

D．由WqE可知，在某一電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)越大，非靜電力做功也一定越多

【答案】C

W

【詳解】A．電動(dòng)勢(shì)的定義式為E，電動(dòng)勢(shì)反映了電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小，由電源本身決

q

定，與電路中移送的電荷無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤；

W

B．對(duì)于給定的電源，根據(jù)電動(dòng)勢(shì)的定義式E可知，移動(dòng)單位正電荷非靜電力做功越多，電動(dòng)勢(shì)越大，故B錯(cuò)

q

誤；

W

C．E只是電動(dòng)勢(shì)的定義式而非決定式，電動(dòng)勢(shì)的大小是由電源內(nèi)非靜電力的特性決定的，故C正確；

q

D．由WqE可知，在某一電路中，移送等量的電荷，電源的電動(dòng)勢(shì)越大，非靜電力做功也一定越多，故D錯(cuò)誤。

故選C。

2．（2023秋·高二單元測(cè)試）關(guān)于電動(dòng)勢(shì)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

A．電動(dòng)勢(shì)的大小是非靜電力做功能力的反映

B．電源兩極間的電壓即是電源電動(dòng)勢(shì)

C．電源電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于內(nèi)、外電壓之和

D．電源電動(dòng)勢(shì)與外電路的組成無(wú)關(guān)

【答案】B

【詳解】A．電動(dòng)勢(shì)越大的電源，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)越大，非靜電力做功能力越大，故A正確，不

符合題意；

B．當(dāng)電源接入閉合電路中有電流時(shí)，內(nèi)電壓不等于零，則電源兩極間的電壓小于電源的電動(dòng)勢(shì)，故B錯(cuò)誤，符合

題意；

C．電源電動(dòng)勢(shì)的數(shù)值等于內(nèi)、外電壓之和，故C正確，不符合題意；

D．電源電動(dòng)勢(shì)是電源本身的屬性，與外電路的組成無(wú)關(guān)，故D正確，不符合題意。

故選B。

3．（2023秋·山西·高二統(tǒng)考期末）電源電動(dòng)勢(shì)反映了電源把其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能的能力，因此電動(dòng)勢(shì)（）

A．就是閉合電路中電源兩端的電壓

B．由電源中非靜電力的特性決定

C．越大，表明電源儲(chǔ)存的電能越多

D．等于把1C的正電荷在電源內(nèi)部從負(fù)極移到正極靜電力做的功

【答案】B

【詳解】A．電動(dòng)勢(shì)等于電源沒有接入電路時(shí)兩極間的電壓，在閉合電路中電源兩極間的電壓是路端電壓，小于電

源電動(dòng)勢(shì)，故A錯(cuò)誤；

B．電動(dòng)勢(shì)是描述電源把其它形式的能量轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的物理量，是非靜電力做功能力的反映，電動(dòng)勢(shì)越大，表

明電源將其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)越大，故B正確；

C．電動(dòng)勢(shì)的大小與所儲(chǔ)存的電能是無(wú)關(guān)的，故C錯(cuò)誤；

D．電動(dòng)勢(shì)等于非靜電力把1C的正電荷在電源內(nèi)部從負(fù)極搬運(yùn)到正極所做的功，故D錯(cuò)誤。

故選B。

題型二：閉合電路中的歐姆定律的計(jì)算

4．（2023春·四川成都·高二?？茧A段練習(xí)）如圖所示，R為電阻箱，V為理想電壓表。當(dāng)電阻箱的示數(shù)R12.0Ω時(shí)，

電壓表的示數(shù)U14.0V；當(dāng)電阻箱的示數(shù)R25.0Ω時(shí)，電壓表的示數(shù)U25.0V。則此電源的電動(dòng)勢(shì)、內(nèi)阻分別是

（）

A．E6V,r1ΩB．E3V,r2Ω

C．E3V,r1ΩD．E6V,r2Ω

【答案】A

U

【詳解】根據(jù)題意，由歐姆定律I可得，當(dāng)電阻箱的示數(shù)R2.0Ω時(shí)，電路中的電流為

R1

U1

I12A

R1

當(dāng)電阻箱的示數(shù)R25.0Ω時(shí)，電路中的電流為

U2

I21A

R2

由閉合回路歐姆定律UEIr有

U1EI1r

U2EI2r

聯(lián)立代入數(shù)據(jù)解得

E6V

r1

故選A。

5．（2023春·湖南婁底·高二統(tǒng)考學(xué)業(yè)考試）如圖所示電路中，電源內(nèi)阻r5，R1R230，電壓表的讀數(shù)為30V，

不計(jì)電壓表內(nèi)阻對(duì)電路的影響。試求：

（1）電源電動(dòng)勢(shì)；

（2）電阻R1消耗的功率。

【答案】（1）40V；（2）30W

【詳解】（1）外電路的總電阻為電阻R1與R2并聯(lián)的阻值，即為

RR3030

R1215

R1R23030

根據(jù)閉合電路歐姆定律得通過(guò)電源的電流

EU

I=

RrR

解得

E40V

（2）電阻R1消耗的功率為

U2302

PW30W

R130

6．（2023秋·廣東梅州·高二校聯(lián)考期末）如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E3V，小燈泡L標(biāo)有“2V，0.4W”字樣，開關(guān)S

接1，當(dāng)變阻器調(diào)到R4時(shí)，小燈泡L正常發(fā)光．現(xiàn)將開關(guān)S接2，小燈泡L和電動(dòng)機(jī)M均正常工作，電動(dòng)機(jī)

的內(nèi)阻為R01，求：

（1）小燈泡L的額定電流I；

（2）電源的內(nèi)阻r；

（3）正常工作時(shí)電動(dòng)機(jī)的輸出功率P。

【答案】（1）0.2A；（2）1Ω；（3）0.12W

【詳解】（1）小燈泡的額定電流

P0.4

ILA0.2A

UL2

（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律

EULIRIr

解得

r1Ω

（3）電動(dòng)機(jī)兩端電壓為

UEULIr0.8V

電功率

PUI0.16W

輸出功率

2

P出UIIR00.12W

題型三：利用U-I圖計(jì)算實(shí)際功率

7．（2023春·上海嘉定·高二）如圖所示，直線a為某電源的路端電壓隨電流強(qiáng)度的變化圖線，直線b為電阻R兩端

的電壓隨電流強(qiáng)度的變化圖線。用該電源和該電阻組成的閉合電路，則電源的輸出功率和熱功率分別是（）

A．4W，2WB．3W，2WC．6W，2WD．6W，4W

【答案】A

【詳解】由題圖可知，電源UI圖像的縱軸截距表示電源電動(dòng)勢(shì)為3V，圖像斜率大小表示電源的內(nèi)阻，則有

E3

r0.5

I06

由交點(diǎn)坐標(biāo)可知，電源輸出電壓為U=2V，工作電流I=2A，則電源的輸出功率

PUI22W4W

由焦耳定律可得電源的熱功率

22

PrIr20.5W2W

A正確，BCD錯(cuò)誤。

故選A。

8．（2023秋·浙江衢州·高二浙江省江山中學(xué)?？奸_學(xué)考試）如圖所示，直線Ⅰ、Ⅱ分別是電源1與電源2的路端電

壓隨輸出電流變化的特性圖線，曲線Ⅲ是一個(gè)小燈泡的伏安特性曲線，曲線Ⅲ與直線Ⅰ、Ⅱ相交點(diǎn)的坐標(biāo)分別為P

（5，3.5）、Q（6，5）。如果把該小燈泡分別與電源1、電源2單獨(dú)連接，則下列說(shuō)法正確的是（）

A．電源1與電源2的內(nèi)阻之比是3∶2

B．電源1與電源2的電動(dòng)勢(shì)之比是3∶2

C．在這兩種連接狀態(tài)下，小燈泡的電阻之比是1∶2

D．在這兩種連接狀態(tài)下，小燈泡消耗的功率之比是7∶10

【答案】A

【詳解】AB．電源1與電源2的電動(dòng)勢(shì)為圖線的縱軸截距，即

：

E1E210:101:1

電源1與電源2的內(nèi)阻為圖線的斜率大小，即

1010

r：r:3:2

12812

故A正確，B錯(cuò)誤；

C．該小燈泡分別與電源1、電源2單獨(dú)連接時(shí)，其圖線的交點(diǎn)即為電路中干路電流和路端電壓，有

3.55

RΩ，RΩ

1526

所以在這兩種連接狀態(tài)下，小燈泡的電阻之比是

：

R1R221:25

故C錯(cuò)誤；

D．根據(jù)

PUI

可得在這兩種連接狀態(tài)下，小燈泡消耗的功率之比是

：

P1P23.55:567:12

故D錯(cuò)誤。

故選A。

9．（2023·高二課時(shí)練習(xí)）如圖所示，直線Ⅰ、Ⅱ分別是電源1與電源2的路端電壓隨輸出電流變化的關(guān)系圖線，曲

線Ⅲ是一個(gè)小燈泡的UI曲線。如果把該小燈泡先后分別與電源1和電源2單獨(dú)連接，則下列說(shuō)法不正確的是

（）

A．電源1和電源2的內(nèi)阻之比是11:7

B．電源1和電源2的電動(dòng)勢(shì)之比是1:1

C．在這兩種連接狀態(tài)下，小燈泡消耗的功率之比是1:2

D．在這兩種連接狀態(tài)下，小燈泡的電阻之比是1:2

【答案】D

【詳解】A．電源的UI圖線斜率的絕對(duì)值等于電源內(nèi)阻，兩電源內(nèi)阻之比等于Ⅰ與Ⅱ圖線的斜率之比，可得

1010

rⅠ:rⅡ:11:7

711

A正確；

B．兩電源的電動(dòng)勢(shì)等于Ⅰ、Ⅱ兩圖線在縱軸上的截距，由圖可知兩電源的電動(dòng)勢(shì)均為10V，B正確；

C．由小燈泡的UI圖線與電源的UI圖線的交點(diǎn)坐標(biāo)可知，小燈泡接在電源1上時(shí)消耗的功率為

PⅠL35W15W

接在電源2上時(shí)燈泡消耗的功率為

PⅡL56W30W

所以可得小燈泡消耗的功率之比是1:2，C正確；

D．兩種連接狀態(tài)下小燈泡的阻值分別為

35

RⅠΩ、RⅡΩ

L5L6

可見

RⅠL:RⅡL18:25

D錯(cuò)誤。

本題選錯(cuò)誤的，故選D。

題型四：閉合電路中的歐姆定律電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻

10．（2022秋·四川綿陽(yáng)·高二綿陽(yáng)中學(xué)校考期末）如圖所示的電路中，當(dāng)開關(guān)S置于a處時(shí)，電流表（內(nèi)阻不計(jì)）

示數(shù)為I，額定功率為16W的電動(dòng)機(jī)正常工作，帶動(dòng)質(zhì)量為0.7kg的物體以2m/s的速度勻速豎直上升。當(dāng)開關(guān)置于

I

b處時(shí)，電流表示數(shù)變?yōu)?，燈泡正常發(fā)光。已知電阻R1.5，燈泡額定電壓為10V，額定功率10W，重力加速

2

度g取10m/s2。則（）

A．電動(dòng)機(jī)線圈的內(nèi)阻為4ΩB．電動(dòng)機(jī)的額定電壓為10V

C．電源電動(dòng)勢(shì)為12VD．電源內(nèi)阻為1

【答案】C

【詳解】B．當(dāng)開關(guān)S置于b處時(shí)，有

P20

U2V10V

2II

2

解得

I2A

當(dāng)開關(guān)S置于a處時(shí)，有

P16

U1

1II

解得

U18V

故B錯(cuò)誤；

A．設(shè)電動(dòng)機(jī)線圈的內(nèi)阻為r'，則有

2'

P1Irmgv

代入數(shù)據(jù)解得

故A錯(cuò)誤；

CD．當(dāng)開關(guān)S置于a處時(shí)，根據(jù)閉合電路歐姆定律有

EU1IRr

當(dāng)開關(guān)S置于b處時(shí)，根據(jù)閉合電路歐姆定律有

I

EURr

22

聯(lián)立解得

E12V，r2

故C正確；D錯(cuò)誤。

故選C。

11．（2023秋·四川綿陽(yáng)·高二統(tǒng)考期末）如圖甲所示的電路中，R1、R2均為定值電阻，且R19，R3為滑動(dòng)變阻

器，當(dāng)其滑片P從最左端滑至最右端，測(cè)得電源的路端電壓隨干路電流變化圖線如圖乙所示，則（）

A．電源電動(dòng)勢(shì)為6V，內(nèi)阻為2

B．電阻R2的阻值為2.5

C．當(dāng)R3接入電路的阻值為1.2時(shí)，電源的輸出功率最大

D．滑片P從最左端滑至最右端過(guò)程中，電源的效率一直增大

【答案】A

【詳解】A．根據(jù)題意，由閉合回路歐姆定律有

UEIr

代入圖乙數(shù)據(jù)可得

4.8E0.6r

1.2E2.4r

解得

E6V

r2

故A正確；

B．根據(jù)題意，由圖甲可知，當(dāng)R30時(shí)，外電路的總電阻最小，干路電流最大，由閉合回路歐姆定律有

E

Im

R2r

由圖乙可知，最大電流為

Im2.4A

解得

R20.5

故B錯(cuò)誤；

C．根據(jù)題意可知，當(dāng)外電路總電阻等于電源內(nèi)阻時(shí)，電源的輸出功率最大，則有

R1R3

R2r

R1R3

解得

R31.8

故C錯(cuò)誤；

D．滑片P從最左端滑至最右端過(guò)程中，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻逐漸減小，由閉合回路歐姆定律可知，路端電

壓逐漸減小，則電源的效率

UIU

100％100％

EIE

可知，電源的效率一直減小，故D錯(cuò)誤。

故選A。

12．（2022·湖南衡陽(yáng)·高二衡陽(yáng)市第五中學(xué)?？紝W(xué)業(yè)考試）如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r，定值電阻R1=5Ω、

R2=10Ω，R0為滑動(dòng)變阻器。兩電表均可視為理想電表，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭在最左端時(shí)，電壓表示數(shù)7.50V，當(dāng)

滑動(dòng)頭在最右端時(shí)，電壓表示數(shù)為8.25V，電流表的示數(shù)為0.45A，則（）

A．電源電動(dòng)勢(shì)為8.80V

B．電源內(nèi)阻為1.0Ω

C．滑動(dòng)變阻器的總阻值為10Ω

2

D．當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路阻值為總阻值的時(shí)，電壓表示數(shù)8.00V

3

【答案】B

【詳解】ABC．滑動(dòng)頭在最左側(cè)時(shí)，R2被短路

R外=R15

根據(jù)閉合回路歐姆定律可得

E

R1U1

R1r

代入數(shù)據(jù)可得

E7.51.5r(V)①

當(dāng)滑動(dòng)頭在最右側(cè)時(shí)，設(shè)通過(guò)R0的電流為I0，則

UVI2R2

I2

R2R0R0

R1

R2R0

其中UV=8.25V，I2=0.45A，代入可得

R0=15Ω

故

R2I2

I0=0.3A

R0

因此

I總=I0+I2=0.75A

由閉合回路歐姆定律可得

E=UV+I總r=8.25+0.75r（V）②

聯(lián)立①②式可得

E=9.0V

r=1.0Ω

故B正確，AC錯(cuò)誤；

2

D．當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路阻值為總阻值的時(shí)

3

1010

R并5

1010

路端電壓為

E90

U(R1R并)V

R1R并+r11

故D錯(cuò)誤。

故選B。

題型五：計(jì)算電源的最大輸出功率與效率問(wèn)題

13．（2023秋·湖北黃石·高二黃石二中）如圖所示的電路，電源的內(nèi)阻不可忽略，定值電阻R1的阻值是滑動(dòng)變阻器

1

R2最大阻值的，a、b是滑動(dòng)變阻器的兩端，當(dāng)滑片P位于a、b的中點(diǎn)時(shí)，小燈泡L正常發(fā)光，理想電流表A1

2

和A2的示數(shù)之比I1：I2=2：1.下列說(shuō)法正確的是（）

A．定值電阻R1與滑動(dòng)變阻器R2消耗的電功率之比為9：4

B．定值電阻R1和小燈泡L消耗的電功率之比為9：4

C．滑片P向上緩慢滑動(dòng)，兩電流表的示數(shù)均減小

D．滑片P向上緩慢滑動(dòng)，電源的輸出功率減小

【答案】A

【詳解】A．依題意，滑片P位于a、b的中點(diǎn)時(shí)，定值電阻R1與滑動(dòng)變阻器R2的阻值相等，即

R1R2

由并聯(lián)電路的分流原理，可得

IRII3

112

II2

R21

則二者消耗的電功率之比為

2

PRIRR19

11

PI2R4

R2R22

故A正確；

B．根據(jù)并聯(lián)電路的等壓分流原理，有

I1R2I2RL

解得

RL2R22R1

又

IRII3

112

II1

RL2

則定值電阻R1和小燈泡L消耗的電功率之比為

2

PRIRR19

11

PI2R2

RLRLL

故B錯(cuò)誤；

C．滑片P向上緩慢滑動(dòng)，滑動(dòng)變阻器的阻值減小，由

E

I

R外r

可知干路電流增大，由

U并EIR1r

可知并聯(lián)電路的電壓減小，根據(jù)

U并

I2

RL

可知理想電流表A2的示數(shù)減小，根據(jù)

II1I2

可知理想電流表A1的示數(shù)增大。故C錯(cuò)誤；

D．電源的輸出功率為

2

P輸出IEIr

滑片P向上緩慢滑動(dòng)，干路電流增大，則電源的輸出功率增大。故D錯(cuò)誤。

故選A。

14．（2023秋·高二課時(shí)練習(xí)）如圖甲所示，電源電壓保持不變。閉合開關(guān)S，滑動(dòng)變阻器的滑片P從b點(diǎn)滑到a點(diǎn)

的過(guò)程中，兩電壓表示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的圖線如圖乙所示。下列敘述正確的是（）

A．電源電壓為14V

B．圖乙中dc是表示電壓表V2的示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的圖線

C．滑片從b點(diǎn)滑到a點(diǎn)的過(guò)程中，電路消耗的總功率最大值為45W

D．滑片在a點(diǎn)時(shí)，10s內(nèi)電阻R消耗的電能為10J

【答案】C

【詳解】AB．圖乙中，dc圖像隨著電流的增加，電壓降低，是表示V1示數(shù)隨著電流的變化而變化，它與縱坐標(biāo)的

交點(diǎn)等于電源電動(dòng)勢(shì)，它的斜率表示R2和R電阻之和，由圖像可知，電源電動(dòng)勢(shì)為15V，R2和R電阻之和為

U6

RR1Ω3Ω

2I31

選項(xiàng)AB錯(cuò)誤；

C．滑片從b點(diǎn)滑到a點(diǎn)的過(guò)程中，當(dāng)滑到a點(diǎn)處時(shí)，電路電流最大，因此消耗的總功率最大

E2152

PmaxW45W

R2R3

C正確；

D．根據(jù)ac圖像可知電阻R2的阻值

U262

R2Ω2Ω

I231

因此電阻R阻值為

R1Ω

滑片在a點(diǎn)時(shí)，10s內(nèi)電阻R消耗的電能

E15

W()2Rt()2110J250J

R2R3

D錯(cuò)誤。

故選C。

15．（2022·高二課時(shí)練習(xí)）如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E=6V，內(nèi)阻r=1Ω，定值電阻R=R1=1Ω，滑動(dòng)變阻器R2的最大

阻值為3Ω。若閉合開關(guān)S，將滑動(dòng)變阻器的滑片P從右向左滑動(dòng)，已知兩電表均為理想電表，則下列說(shuō)法正確的

是（）

A．電壓表示數(shù)增大，電流表示數(shù)增大

225

B．定值電阻R上消耗的功率增大，最大值為W

4

C．電源輸出功率先變小后變大，電源效率一定增大

D．滑動(dòng)變阻器R2消耗的功率先變大后變小

【答案】D

【詳解】A．若閉合開關(guān)S，將滑動(dòng)變阻器的滑片P從右向左滑動(dòng)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值增大，電路總電阻

增大，干路電流減小，內(nèi)電壓減小，路端電壓增大，電壓表測(cè)路端電壓，電壓表示數(shù)增大，因總電流減小，且通過(guò)

R的電流增大，所以電流表示數(shù)減小，故A錯(cuò)誤；

B．當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大時(shí)，路端電壓最大，定值電阻R上消耗的功率最大，此時(shí)外電阻

RR1R2

R外=0.8

RR1R2

路端電壓

R外8

UEV

rR外3

所以定值電阻R消耗的功率

U264

PW

RR9

故B錯(cuò)誤；

C．電源的輸出功率

E2E2

P出=R=

2外r2

rR外

+R外+2r

R外

電源的內(nèi)阻和外電路電阻相等時(shí)，電源的輸出功率最大，當(dāng)滑片P從右向左滑動(dòng)時(shí)，外電路的電阻從0.5Ω增大到

0.8Ω，而電源的內(nèi)阻為r=1Ω，所以電源的輸出功率一直變大，電源的效率

UIUR外1

r

EIER外+r1

R外

故電源的效率一定增大，故C錯(cuò)誤；

D．設(shè)R2中的電流為I1，R中的電流為I2，則

2

I1（R1+R2)=I2R，E=(I1+I2）r+I1（R1+R2），P2=I1R2

解得

2

ER1

PR

2rR2

RrRR

Rr12

由此可知，可將電源（E，r）與R看成一個(gè)新電源內(nèi)阻為

rR

r'

rR

電動(dòng)勢(shì)

ER

E'

Rr

滑片P從右向左滑動(dòng)，當(dāng)

R2=r'+R1=1.5Ω

時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的功率達(dá)到最大值，則滑動(dòng)變阻器消耗的功率先變大后變小，故D正確。

故選D。

題型六：閉合電路動(dòng)態(tài)分析

16．（2023秋·江蘇鎮(zhèn)江·高二統(tǒng)考）在如圖所示的電路中，閉合開關(guān)后，燈泡A、B均正常發(fā)光，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑

片P向下滑動(dòng)時(shí)（）

A．A燈變暗，B燈變亮

B．A、B燈均變亮

C．電源輸出功率和電源效率均增大

ΔU

D．保持不變（U為電源兩端電壓，I為干路電流）

ΔI

【答案】D

【詳解】AB．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向下滑動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器阻值減小，總電阻減小，總電流變大，路端電壓減小，

則A燈變亮且兩端電壓變大，B燈兩端電壓減小，則B燈變暗，選項(xiàng)AB錯(cuò)誤；

C．當(dāng)外電阻和電源內(nèi)阻相等時(shí)電源輸出功率最大，因不知道電源內(nèi)阻和外電阻的關(guān)系，不能判斷電源輸出功率變

化情況；電源效率

IUR

IERr

外電阻減小，則電源效率減小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

D．根據(jù)

U=E-Ir

可得

ΔU

r

ΔI

保持不變，選項(xiàng)D正確。

故選D。

、、

17．（2023春·山東德州·高二?？奸_學(xué)考試）如圖所示，E為內(nèi)阻不能忽略的電池電動(dòng)勢(shì)，R1R2R3為定值電阻

R1=r，S0、S為開關(guān)。初始時(shí)S0閉合，S斷開，現(xiàn)將S閉合，則（）

A．電源的消耗功率減小，電源的效率增大

B．電壓表的讀數(shù)變小，電流表的讀數(shù)變小

U

C．U為路端電壓，I為干路電流，則減小

I

D．電源的總功率減小，電源的輸出功率一定減小

【答案】B

、

【詳解】A．S閉合，R2R3并聯(lián)，外電路總電阻減小，電源消耗的總功率為

E2

P

rR總

所以功率會(huì)增大；而電源的效率為

UIU

EIE

UIR總

E

I

rR總

R1

總

r

R總r1

R總

可知當(dāng)外電路電阻減小時(shí)，電源的效率會(huì)減小，A錯(cuò)誤；

B．電壓表的示數(shù)是路端電壓，大小為

EE

UIRR

總總r

rR總1

R總

可知當(dāng)外電路電阻減小時(shí)，路端電壓減小，同理可得并聯(lián)部分電阻減小，并聯(lián)部分的電壓也會(huì)減小，而R3電阻不

變，電流會(huì)減小，B正確；

C．由于閉合電路所有電壓之和等于電源電動(dòng)勢(shì)，所以有

UU內(nèi)

r

II

在整個(gè)過(guò)程中時(shí)不變的，C錯(cuò)誤；

D．電源的總功率為

P總EI

電路的總電流在增大，所以總功率在增大；而電源的輸出功率為

2

2E

P外IR總R總

rR總

計(jì)算可知當(dāng)R總r時(shí)輸出功率最大，而由于R1=r，故當(dāng)并聯(lián)部分的電阻減小時(shí)，R總更接近r，故輸出功率會(huì)增大，

故D錯(cuò)誤。

故選B。

18．（2023秋·重慶·高二統(tǒng)考期末）如圖所示電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，電流表A、電壓表V1、V2、V3均

為理想電表，R1為定值電阻，R2為滑動(dòng)變阻器。閉合開關(guān)S，當(dāng)R2的滑動(dòng)觸頭P由上端向下滑動(dòng)的過(guò)程中（）

A．電壓表V1