资源简介

物理
第讲　闭合电路欧姆定律及应用
(对应人教版必修第三册相关内容及问题)
　第十二章第2节阅读“闭合电路欧姆定律及其能量分析”这一部分内容。推导公式I＝的物理依据有哪些？推导公式E＝U外＋U内的物理依据有哪些？公式“I＝”“E＝U外＋U内”及“U＝E－Ir”，适用范围分别是什么？
提示：推导公式I＝的物理依据：电动势的定义、电流的定义、电能和电热计算式、能量守恒定律。推导公式E＝U外＋U内的物理依据：I＝，外电路的电势降落U外及内电路的电势降落U内分别与IR、Ir的关系。公式“I＝”适用于外电路为纯电阻电路；公式“E＝U外＋U内”和“U＝E－Ir”对于纯电阻电路和非纯电阻电路都适用。
　第十二章第2节“路端电压与负载的关系”这部分的[思考与讨论]，怎样根据电源的U I图像求电动势和内阻？
提示：图线与纵轴的交点纵坐标代表电动势；图线的斜率绝对值代表内阻。
　第十二章第2节[练习与应用]T1，“EI”的物理意义是什么？
提示：单位是瓦特，表示电源产生电能的总功率，等于整个回路消耗电能的总功率。
　第十二章[复习与提高]A组T4，图线a、b交点的物理意义是什么？
提示：电源和电阻R组成闭合回路时对应的工作状态。
　第十二章[复习与提高]A组T7。
提示：(1)20 Ω　3．3 Ω　－5．0 Ω
(2)a、b的斜率分别表示可调电阻R1的阻值为20 Ω、3．3 Ω，AB的斜率的绝对值表示电阻R2的阻值为5．0 Ω。
　第十二章[复习与提高]B组T3；T4。
提示：T3：电鳗与周围的水形成的回路等效电路如图所示，起电斑阵列相当于140×5000个电池构成的电池组，根据电池组的串、并联规律，E串＝nE，r串＝nr，E并＝E，r并＝，电池组的电动势E总＝5000×0．15 V＝750 V，内阻r＝ Ω＝ Ω，外电路等效电阻R＝800 Ω。根据闭合电路欧姆定律，有E总＝I(R＋r)，解得I＝ A，所以，路端电压U外＝IR＝741．72 V，内电压U内＝Ir＝8．28 V，可见，电鳗周围水中的电压很大，而电鳗体内的电压很低。
T4：(1)当滑动变阻器的阻值为零时，电阻R1消耗的功率最大。
(2)当滑动变阻器的阻值为2．5 Ω时，滑动变阻器R2消耗的功率最大。
(3)当滑动变阻器的阻值为1．5 Ω时，电源的输出功率最大。
考点一　闭合电路欧姆定律　电路的动态分析
1．电源的电动势和内阻
(1)电动势
①定义：电源内部非静电力所做的功与所移动的电荷量之比。
②表达式：E＝。
③物理意义：反映电源把其他形式的能转化为电势能的本领大小的物理量。
④特点：由非静电力的特性决定，跟电源的体积无关，也跟外电路无关。
(2)内阻：电源内部也存在电阻，叫作电源的内阻，常用r表示，它是电源的另一重要参数。
2．闭合电路欧姆定律
(1)内容：闭合电路的电流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＝(只适用于纯电阻电路)。
②E＝U外＋U内(适用于所有电路)。
3．路端电压与负载的关系
一般 情况 U＝IR＝·R＝ 当R增大时，U增大
特殊 情况 ①当外电路断开时，I＝0，U＝E； ②当电源两端短路时，I＝，U＝0
4．路端电压跟电流的关系：U＝E－Ir。
1．电源的电动势与外电路无关，由电源中非静电力的性质决定，但与电源的体积有关。(　　) 2．闭合电路中外电阻越大，路端电压越大。(　　)
1．判定总电阻变化情况的规律
(1)不论是串联、并联还是混联，当电路的任何一个电阻增大(或减小)时，电路的总电阻一定增大(或减小)。
(2)若开关的通、断使串联的用电器增多时，电路的总电阻增大；若开关的通、断使并联的支路增多时，电路的总电阻减小。
(3)在如图甲所示分压电路中，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串与并联部分串联。A、B两端的总电阻与R串的变化趋势一致。
　
(4)在一个定值电阻R和一个可变电阻R0组成的如图乙所示的电路中，若R0≥R，则当两个并联支路的电阻阻值相等时，a、b两端的总电阻最大；若R02．电路动态分析的方法
(1)程序法：遵循“局部—整体—局部”的思路。
①分析步骤(如图)
②分析时：串联电路注意分析电压关系，并联电路注意分析电流关系。
(2)“串反并同”结论法
①所谓“串反”，即某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小，反之则增大。
②所谓“并同”，即某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大，反之则减小。
即：←R↑→
(3)极限法
对于因滑动变阻器的滑片滑动引起电路变化的问题，可分析将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端情况，此时还要注意滑片移动引起的电路变化是否是单调变化，滑片移动过程中是否有极值情况出现。
(4)特殊值法
对于某些电路问题，可以代入特殊值进行判定，从而得出结论。
例1　一个电源接8 Ω电阻时，通过电源的电流为0．15 A，接13 Ω电阻时，通过电源的电流为0．10 A，则电源的电动势和内阻分别为(　　)
A．2 V，1．5 Ω B．1．5 V，2 Ω
C．2 V，2 Ω D．1．5 V，1．5 Ω
例2　(2025·上海市高三模拟)如图，在滑动变阻器的滑片P向上端a滑动过程中，两表的示数变化情况为(　　)
A．电压表示数增大，电流表示数减小
B．电压表示数减小，电流表示数增大
C．两电表示数都增大
D．两电表示数都减小
例3　如图所示是经典的电桥电路，电源电动势E＝12 V，内阻忽略不计，定值电阻R1＝4 Ω、R2＝8 Ω、R3＝12 Ω，M点和N点之间接有阻值为10 Ω的定值电阻R5和电容为10 μF的电容器。变阻箱R4的阻值从0调至24 Ω的过程中，通过电阻R5的电荷量为(　　)
A．2．0×10－5 C B．4．0×10－5 C
C．6．0×10－5 C D．8．0×10－5 C
1．电容器的简化处理：电路稳定后，可以把电容器所在支路看作断路，简化电路时可以将该断路去掉，求电荷量时在相应位置再补上。 2．电阻的简化处理：电路稳定后，与电容器同支路的电阻相当于导线。 3．电容器两端的电压：电路稳定时，找到与电容器并联的电阻，电容器两端的电压等于该电阻两端的电压。 4．电荷变化量的计算：电路中电流、电压的变化可能会引起电容器的充、放电。若电容器两端电压升高，电容器将充电；若电容器两端电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电。 (1)由ΔQ＝CΔU计算电容器上电荷量的变化。 (2)如果变化前后极板带电的电性相同，那么通过所连导线的电荷量等于初、末状态电容器所带电荷量之差。 (3)如果变化前后极板带电的电性相反，那么通过所连导线的电荷量等于初、末状态电容器所带电荷量之和。
考点二　闭合电路的功率和电源的效率
1．电源的总功率
P总＝EI＝U外I＋U内I＝P出＋P内。
若外电路是纯电阻电路，则有P总＝I2(R＋r)＝。
2．电源内部消耗的功率
P内＝I2r＝U内I＝P总－P出。
3．电源的输出功率
(1)对任意电路：P出＝UI＝EI－I2r＝P总－P内。
(2)对纯电阻电路：
P出＝I2R＝＝。
由上式可以看出：
①当R＝r时，电源的输出功率最大，Pm＝。
②当R>r时，随着R的增大输出功率越来越小。
③当R④当P出⑤P出与R的关系如图所示。
4．电源的效率
(1)任意电路
η＝×100%＝×100%。
(2)纯电阻电路
η＝×100%＝×100%。
因此R越大，η越大；当R＝r时，电源有最大输出功率，效率仅为50%。
例4　如图所示为汽车启动电路原理图，汽车电动机启动时车灯会瞬间变暗。在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表的示数为10 A；电动机启动时电流表的示数为58 A。已知电源的电动势为12．5 V，内阻为0．05 Ω，设电流表的内阻不计、车灯的电阻不变。则(　　)
A．车灯的电阻为1．0 Ω
B．电动机的内阻为0．2 Ω
C．打开车灯、电动机启动时，电动机的输入功率为480 W
D．打开车灯、电动机启动时，电源的工作效率为60%
例5　如图所示，已知电源的内阻为r，外电路的固定电阻R0＝r，可变电阻Rx的总电阻为2r，在Rx的滑动触头从A端滑向B端的过程中(　　)
A．Rx消耗的功率变小 B．电源输出的功率减小
C．电源内部消耗的功率减小 D．R0消耗的功率减小
闭合电路中功率的极值问题 (1)定值电阻的功率：P定＝I2R R为定值电阻，P定只与电流有关系，当R外最大时，I最小，P定最小，当R外最小时，I最大，P定最大。 (2)电源的输出功率：当R外＝r时，P出最大，Pm＝。 (3)变化电阻的功率 利用等效思想，把除变化电阻之外的其他的定值电阻等效成电源的内阻r′，则变化电阻的功率即为等效以后的电源的输出功率，即当R变＝r′时，P变有最大值。
考点三　两类U I图像的分析与应用
两类图像的比较
图像上的特征 物理意义
电源的U I图像 电阻的U I图像
图形
图像表示的物理量变化关系 电源的路端电压随电路电流的变化关系 电阻两端电压随电流的变化关系
图线与坐标轴交点 与纵轴交点的纵坐标表示电源电动势E，与横轴交点的横坐标表示电源短路电流 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
图线上每一点对应的U、I比值 表示外电阻的大小，不同点对应的外电阻大小不同 每一点对应的比值，表示此电阻的大小
图线的斜率的绝对值 电源内电阻r 电阻大小
联系 在同一坐标系中，两图线交点坐标(Un，In)，既表示用该电源与该电阻组成回路时的路端电压和电路中的电流，也表示电阻两端电压及其电流；P＝InUn既表示此时电源的输出功率，也表示此时电阻的实际功率
例6　在如图所示的U I图像中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图像，直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线。用该电源与电阻R组成闭合电路。由图像判断错误的是(　　)
A．电源的电动势为3 V，内阻为0．5 Ω
B．电阻R的阻值为1 Ω
C．电源的效率为80%
D．电源的输出功率为4 W
U I图像问题的解题技巧 (1)电源U I图线的纵坐标U若不从零开始，则横轴的截距小于短路电流，求电源内阻r时可以用r＝求解。 (2)对于灯泡等非线性元件的闭合电路问题，只能根据U I图像计算。电源和元件的U I图线的交点对应该电源与该元件组成回路时该元件的工作电压和工作电流。
课时作业
[A组　基础巩固练]
1．(2024·辽宁省沈阳市高三下三模)物理观念主要包括物质观念、运动与相互作用观念、能量观念等要素，下列物理规律能正确反应能量观念中能量守恒思想的是(　　)
A．牛顿第二定律 B．闭合电路欧姆定律
C．动量守恒定律 D．电阻定律
2．(2024·江苏省南京市、盐城市高三下一模)如图为探究外电压、内电压和电动势关系的实验装置。这种电池的正负极板(分别为A、B)为二氧化铅及铅，电解液为稀硫酸。关于这一实验装置分析，下列说法正确的是(　　)
A．电压表V1正极与a相连
B．电压表V2的测量值大于电路的外电压
C．电压表V1的测量值不会大于电压表V2的测量值
D．电压表V1和V2测得的示数之和接近于一定值
3．(多选)下列关于电池的说法正确的是(　　)
A．同一种干电池，旧电池比新电池的内阻大、容量小
B．电源电动势E与通过电源的电流I的乘积EI表示电源内部静电力的功率
C．1号干电池比5号干电池的电动势小、容量大
D．当通过同样的电荷量时，电动势为2 V的蓄电池比电动势为1．5 V的干电池提供的电能多
4．如图所示的电路中，电阻R＝2 Ω。断开S后，电压表的读数为3 V；闭合S后，电压表的读数为2 V，则电源的内阻r为(　　)
A．1 Ω B．2 Ω
C．3 Ω D．4 Ω
5．(2025·陕西省宝鸡市高三上模拟检测一)(多选)图甲所示的电路图中，电源的电动势为E，内阻不计。虚线框Ⅰ、Ⅱ中有定值电阻R0和最大阻值为20 Ω的滑动变阻器R，图乙和图丙分别为变阻器R全部接入和一半接入电路时沿abcd方向电势变化的图像，导线上的电势降落为零。则下列说法正确的是(　　)
A．定值电阻R0在虚线框Ⅰ中
B．滑动变阻器R在虚线框Ⅰ中
C．电源的电动势大小为2．0 V
D．定值电阻R0的阻值为5 Ω
6．(2025·新疆普通高考适应性检测高三上第一次模拟)(多选)人体含水量约为70%，水中有钠离子、钾离子等离子存在，因此容易导电，脂肪则不容易导电。某型号脂肪测量仪(如图甲)根据人体电阻的大小来判断脂肪所占比例，模拟电路如图乙所示。测量时，测试者两手分别握住手柄A、B，闭合开关S，就可知道人体脂肪所占的比例。一般情况下(　　)
A．脂肪含量高者电流表示数会更小
B．脂肪含量高者电压表示数会更小
C．脂肪含量高者电源总功率会更小
D．人出汗后测量的数据会更加准确
7．(多选)将一电源与一电阻箱连接成闭合回路，测得电阻箱所消耗功率P与电阻箱读数R变化的曲线如图所示，由此可知下列说法正确的是(　　)
A．电源最大输出功率为45 W
B．电源内阻一定等于5 Ω
C．电源电动势为45 V
D．电阻箱所消耗功率P最大时，电源效率等于90%
8．(2025·山东省青岛市高三上期末)在如图所示的U I图像中，直线Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系图线，曲线Ⅱ为某一小灯泡L的U I曲线，曲线Ⅱ与直线Ⅰ的交点坐标为(1．5 A，0．75 V)，该点的切线与横轴的交点坐标为(1．0 A，0 V)，用该电源直接与小灯泡L连接成闭合电路，由图像可知(　　)
A．电源电动势为2．0 V
B．电源内阻为0．5 Ω
C．小灯泡L接入电源时的电阻为1．5 Ω
D．小灯泡L实际消耗的电功率为1．125 W
9．如图所示的U I图像中，直线a为电源的路端电压与电流的关系，直线b、c分别是电阻R1、R2的电压与电流的关系。若将这两个电阻分别直接与该电源连接成闭合电路，则下列说法正确的是(　　)
A．电阻R1大于电阻R2
B．R1接在电源上时，电源的输出功率较大
C．R2接在电源上时，电源的输出功率较大
D．两种情况下，电源的输出功率相等
[B组　综合提升练]
10．如图所示，电源电动势为E，内阻为r，三个灯泡A、B、C原来都是正常发光的，电路突然发生了故障，结果灯泡C比原来暗了些，灯泡A和B比原来亮了些，假设三个灯泡灯丝的电阻恒定不变，则电路中出现的故障可能是(　　)
A．R1短路 B．R1断路
C．R2断路 D．R2短路
11．如图所示，R1、R2为定值电阻，C为电容器。闭合开关S，在滑动变阻器R的滑片缓慢向上滑动过程中(　　)
A．电阻R2中有向下的电流 B．通过电阻R1的电流增大
C．滑动变阻器R两端的电压变小 D．电容器C极板所带电荷量变小
12．如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，R1为定值电阻，R为滑动变阻器。现闭合开关S，滑动变阻器R的滑动触头P从M端向N端滑动时，电路中连接的电压表及电流表示数的变化情况分别是(　　)
A．先变大后变小；一直变大 B．先变小后变大；一直变小
C．先变大后变小；先变小后变大 D．先变小后变大；先变大后变小
13．如图甲所示电路中，R为电阻箱，电源的电动势为E，内阻为r。图乙为电源的输出功率P与电流表示数I的关系图像，其中功率P0分别对应电流I1、I2，外电阻R1、R2。下列说法中正确的是(　　)
A．I1＋I2> B．I1＋I2＝
C．> D．<
14．如图a所示电路中，当滑动变阻器R的触头从一端滑到另一端的过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图b所示。不考虑电表对电路的影响，则(　　)
A．定值电阻R0为2 Ω
B．电源内阻r为10 Ω
C．电源电动势E为3．4 V
D．定值电阻R0的最大电功率为0．9 W
15．(多选)如图所示，电路中定值电阻R的阻值大于电源内阻r的阻值，开关S闭合，将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表V1、V2、V3的示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔU3，理想电流表示数变化量的绝对值为ΔI，下列说法正确的是(　　)
A．理想电压表V2的示数增大 B．ΔU3>ΔU1>ΔU2
C．电源的输出功率减小 D．ΔU3与ΔI的比值不变
16．(多选)某电动汽车装配了120块“刀片电池”，每块“刀片电池”的容量是200 A·h，平均工作电压是3．2 V，则下列说法正确的是(　　)
A．单块电池充满电后储存的电荷量是200 C
B．单块电池充满电后储存的电能是640 W·h
C．若该车在某次行驶中平均能耗是13 kW·h/100 km，则其续航里程是640 km
D．若某块电池充电电流是200 A，则经过30 min可将该电池从其容量的30%充到80%
[C组　拔尖培优练]
17．已知两电源a、b的电动势分别为E1、E2，内阻分别为r1、r2。两电源分别接电阻R时，输出功率相等。当外电路电阻变为R′时，电源a、b的输出功率分别为P1、P2，已知E1R′。则(　　)
A．r1＝r2 B．r1>r2
C．P1＝P2 D．P1>P2
（答案及解析）
1．电源的电动势与外电路无关，由电源中非静电力的性质决定，但与电源的体积有关。(　　) 2．闭合电路中外电阻越大，路端电压越大。(　　) 答案：1．×　2．√
例1　一个电源接8 Ω电阻时，通过电源的电流为0．15 A，接13 Ω电阻时，通过电源的电流为0．10 A，则电源的电动势和内阻分别为(　　)
A．2 V，1．5 Ω B．1．5 V，2 Ω
C．2 V，2 Ω D．1．5 V，1．5 Ω
[答案]　B
[解析]　由闭合电路欧姆定律得E＝I1(R1＋r)，E＝I2(R2＋r)，代入数据联立得r＝2 Ω，E＝1．5 V，B正确。
例2　(2025·上海市高三模拟)如图，在滑动变阻器的滑片P向上端a滑动过程中，两表的示数变化情况为(　　)
A．电压表示数增大，电流表示数减小
B．电压表示数减小，电流表示数增大
C．两电表示数都增大
D．两电表示数都减小
[答案]　A
[解析]　当滑动变阻器的滑片P向a端滑动时，R3接入电路的电阻增大，外电路总电阻R总增大，由闭合电路欧姆定律有E＝I(r＋R总)，可知干路电流I减小，路端电压U＝E－Ir增大，即电压表示数增大；由于干路电流I减小，R1两端的电压U1＝IR1减小，R2两端的电压U2＝U－U1增大，流过R2的电流I2＝增大，则流过R3的电流I3＝I－I2减小，即电流表示数减小，故A正确。
例3　如图所示是经典的电桥电路，电源电动势E＝12 V，内阻忽略不计，定值电阻R1＝4 Ω、R2＝8 Ω、R3＝12 Ω，M点和N点之间接有阻值为10 Ω的定值电阻R5和电容为10 μF的电容器。变阻箱R4的阻值从0调至24 Ω的过程中，通过电阻R5的电荷量为(　　)
A．2．0×10－5 C B．4．0×10－5 C
C．6．0×10－5 C D．8．0×10－5 C
[答案]　D
[解析]　设电源负极处电势为0，当R4＝0时，N点的电势φN＝E＝12 V，R2两端电压为U2＝E＝8 V，则M点的电势φM＝0＋U2＝8 V，故MN两端电压为UMN＝φM－φN＝－4 V，当R4＝24 Ω时，R2两端电压不变，则M点的电势不变，R3两端电压变为U3′＝E＝4 V，则N点的电势φN′＝0＋U3′＝4 V，故MN两端电压为UMN′＝φM－φN′＝4 V，根据电容器公式C＝可知通过电阻R5的电荷量为ΔQ＝C·ΔU＝C·(UMN′－UMN)＝10×10－6 F×[4 V－(－4 V)]＝8．0×10－5 C，故选D。
例4　如图所示为汽车启动电路原理图，汽车电动机启动时车灯会瞬间变暗。在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表的示数为10 A；电动机启动时电流表的示数为58 A。已知电源的电动势为12．5 V，内阻为0．05 Ω，设电流表的内阻不计、车灯的电阻不变。则(　　)
A．车灯的电阻为1．0 Ω
B．电动机的内阻为0．2 Ω
C．打开车灯、电动机启动时，电动机的输入功率为480 W
D．打开车灯、电动机启动时，电源的工作效率为60%
[答案]　C
[解析]　打开车灯、电动机未启动时，即S1闭合、S2断开时，根据闭合电路欧姆定律，车灯的电阻为R＝－r＝ Ω－0．05 Ω＝1．2 Ω，A错误；打开车灯、电动机启动时，即S1、S2均闭合时，电路外电压为U外＝E－I′r＝12．5 V－58×0．05 V＝9．6 V，流过车灯的电流为I1＝＝ A＝8 A，流过电动机的电流为I2＝I′－I1＝50 A，电动机的输入功率为P＝U外I2＝9．6×50 W＝480 W，由于此时电动机为非纯电阻用电器，由IrM＋P机＝U外I2可知，电动机的内阻应满足rM<＝ Ω＝0．192 Ω，电源的工作效率为η＝＝＝＝76．8%，C正确，B、D错误。
例5　如图所示，已知电源的内阻为r，外电路的固定电阻R0＝r，可变电阻Rx的总电阻为2r，在Rx的滑动触头从A端滑向B端的过程中(　　)
A．Rx消耗的功率变小 B．电源输出的功率减小
C．电源内部消耗的功率减小 D．R0消耗的功率减小
[答案]　A
[解析]　当外电阻与电源内阻相等时电源的输出功率最大；将R0等效为电源的内阻，则电源的等效内阻为2r，当Rx的阻值为2r时，Rx消
耗的功率最大；在Rx的滑动触头从A端滑向B端的过程中，电阻Rx从2r减小到零，则Rx消耗的功率变小，A正确。Rx的滑动触头从A端滑向B端的过程中，外电路电阻从3r减小到r，则电源的输出功率逐渐变大，B错误。Rx的滑动触头从A端滑向B端的过程中，总电阻逐渐减小，则电流逐渐变大，根据P＝I2R可知，电源内部消耗的功率以及R0消耗的功率均变大，C、D错误。
例6　在如图所示的U I图像中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图像，直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线。用该电源与电阻R组成闭合电路。由图像判断错误的是(　　)
A．电源的电动势为3 V，内阻为0．5 Ω
B．电阻R的阻值为1 Ω
C．电源的效率为80%
D．电源的输出功率为4 W
[答案]　C
[解析]　根据闭合电路欧姆定律得：U＝E－Ir，当I＝0时，U＝E，由图读出电源的电动势E＝3 V，内阻等于图线的斜率绝对值，则：r＝＝ Ω＝0．5 Ω，A正确；根据图像可知电阻R的阻值：R＝＝1 Ω，B正确；两图线的交点表示该电源直接与电阻R相连组成闭合电路时的工作状态，由图读出电压U＝2 V，电流I＝2 A，则电源的输出功率为：P出＝UI＝4 W，电源的效率：η＝×100%＝×100%＝×100%≈66．7%，C错误，D正确。本题选错误的，故选C。
课时作业
[A组　基础巩固练]
1．(2024·辽宁省沈阳市高三下三模)物理观念主要包括物质观念、运动与相互作用观念、能量观念等要素，下列物理规律能正确反应能量观念中能量守恒思想的是(　　)
A．牛顿第二定律 B．闭合电路欧姆定律
C．动量守恒定律 D．电阻定律
答案：B
解析：电源把其他形式的能量转化为电能的功率等于电源的输出功率与电源内电阻的热功率之和，即EI＝UI＋I2r，可得E＝U＋Ir，可知闭合电路欧姆定律实质上是能量守恒定律在闭合电路中的具体体现，牛顿第二定律与动量守恒定律属于运动与相互作用观念，而电阻定律描述物质本身的属性，是物质观念，故选B。
2．(2024·江苏省南京市、盐城市高三下一模)如图为探究外电压、内电压和电动势关系的实验装置。这种电池的正负极板(分别为A、B)为二氧化铅及铅，电解液为稀硫酸。关于这一实验装置分析，下列说法正确的是(　　)
A．电压表V1正极与a相连
B．电压表V2的测量值大于电路的外电压
C．电压表V1的测量值不会大于电压表V2的测量值
D．电压表V1和V2测得的示数之和接近于一定值
答案：D
解析：在电源的外部，电流方向由电源的正极流向负极，而电源的内部，电流方向由电源的负极流向正极，电压表V1测量内电压，则电压表V1正极与b相连，电压表V2测量电路的外电压，则电压表V1和V2测得的示数之和等于电源电动势，即应接近于一定值，故A、B错误，D正确；串联电路中电流处处相等，由U＝IR可知，电阻两端电压之比等于其阻值之比，因为不知道内外电阻的阻值，所以电压表V1的测量值有可能会大于电压表V2的测量值，故C错误。
3．(多选)下列关于电池的说法正确的是(　　)
A．同一种干电池，旧电池比新电池的内阻大、容量小
B．电源电动势E与通过电源的电流I的乘积EI表示电源内部静电力的功率
C．1号干电池比5号干电池的电动势小、容量大
D．当通过同样的电荷量时，电动势为2 V的蓄电池比电动势为1．5 V的干电池提供的电能多
答案：AD
解析：同一种干电池，不论是1号还是5号，其电动势皆为1．5 V，但体积大的电池容量较大；电池使用时间越长，容量越小，内阻越大，故A正确，C错误。电源的电动势表示的是非静电力做功的本领，也就是电源将其他形式的能转化为电能的本领，非静电力做功的大小等于电源将其他形式的能转化为电能的多少，W＝Eq，电动势越大，通过相同的电荷量时非静电力做的功越多，电源提供的电能越多，电动势E与通过电源的电流I的乘积EI表示在电源内部非静电力的功率，故B错误，D正确。
4．如图所示的电路中，电阻R＝2 Ω。断开S后，电压表的读数为3 V；闭合S后，电压表的读数为2 V，则电源的内阻r为(　　)
A．1 Ω B．2 Ω
C．3 Ω D．4 Ω
答案：A
解析：当S断开后，电压表读数为U＝3 V，可知电源电动势E＝3 V；当S闭合后，电压表读数为U′＝2 V，由闭合电路欧姆定律知E＝U′＋Ir，且I＝，整理得电源内阻r＝＝1 Ω，A正确。
5．(2025·陕西省宝鸡市高三上模拟检测一)(多选)图甲所示的电路图中，电源的电动势为E，内阻不计。虚线框Ⅰ、Ⅱ中有定值电阻R0和最大阻值为20 Ω的滑动变阻器R，图乙和图丙分别为变阻器R全部接入和一半接入电路时沿abcd方向电势变化的图像，导线上的电势降落为零。则下列说法正确的是(　　)
A．定值电阻R0在虚线框Ⅰ中
B．滑动变阻器R在虚线框Ⅰ中
C．电源的电动势大小为2．0 V
D．定值电阻R0的阻值为5 Ω
答案：AD
解析：由题图乙和题图丙可知，变阻器R由全部接入变为一半接入电路时，Uab增大，Ucd减小，滑动变阻器接入电路的阻值变小，则电路总阻值变小，根据闭合电路欧姆定律可知电路中电流增大，由欧姆定律可知定值电阻R0两端电压UR0增大，则滑动变阻器两端电压UR＝E－UR0减小，故滑动变阻器R在虚线框Ⅱ中，定值电阻R0在虚线框Ⅰ中，A正确，B错误；根据闭合电路欧姆定律，滑动变阻器全部接入时有E＝·(R0＋20 Ω)，一半接入时有E＝·(R0＋10 Ω)，联立解得E＝1．5 V，R0＝5 Ω，故C错误，D正确。
6．(2025·新疆普通高考适应性检测高三上第一次模拟)(多选)人体含水量约为70%，水中有钠离子、钾离子等离子存在，因此容易导电，脂肪则不容易导电。某型号脂肪测量仪(如图甲)根据人体电阻的大小来判断脂肪所占比例，模拟电路如图乙所示。测量时，测试者两手分别握住手柄A、B，闭合开关S，就可知道人体脂肪所占的比例。一般情况下(　　)
A．脂肪含量高者电流表示数会更小
B．脂肪含量高者电压表示数会更小
C．脂肪含量高者电源总功率会更小
D．人出汗后测量的数据会更加准确
答案：AC
解析：由题意可知，脂肪含量高者电阻R会更大，由闭合电路的欧姆定律可知，回路中电流表示数I＝会更小，电压表的示数U＝E－I(r＋R1＋R2)会更大，电源总功率P＝IE会更小，A、C正确，B错误；人出汗后，人体处于水分不平衡状态，体液中的钠离子和钾离子浓度与正常时有偏差，且人体外表会附着容易导电的钠离子、钾离子等，使得测量的人体电阻与正常值有偏差，误差更大，更不准确，D错误。
7．(多选)将一电源与一电阻箱连接成闭合回路，测得电阻箱所消耗功率P与电阻箱读数R变化的曲线如图所示，由此可知下列说法正确的是(　　)
A．电源最大输出功率为45 W
B．电源内阻一定等于5 Ω
C．电源电动势为45 V
D．电阻箱所消耗功率P最大时，电源效率等于90%
答案：AB
解析：由题图可知，电阻箱所消耗功率P最大为45 W，所以电源最大输出功率Pmax＝45 W，故A正确；由P＝I2R＝＝可知，电源输出功率即电阻箱所消耗功率P最大时，电阻箱阻值等于电源内阻，所以电源内阻r一定等于5 Ω，故B正确；由上述分析可知Pmax＝，可得E＝30 V，故C错误；电阻箱所消耗功率P最大时，电阻箱读数R＝5 Ω，电源效率为η＝×100%＝×100%＝50%，故D错误。
8．(2025·山东省青岛市高三上期末)在如图所示的U I图像中，直线Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系图线，曲线Ⅱ为某一小灯泡L的U I曲线，曲线Ⅱ与直线Ⅰ的交点坐标为(1．5 A，0．75 V)，该点的切线与横轴的交点坐标为(1．0 A，0 V)，用该电源直接与小灯泡L连接成闭合电路，由图像可知(　　)
A．电源电动势为2．0 V
B．电源内阻为0．5 Ω
C．小灯泡L接入电源时的电阻为1．5 Ω
D．小灯泡L实际消耗的电功率为1．125 W
答案：D
解析：根据闭合电路欧姆定律有U＝E－Ir，代入题中数据(1．0 A，1．5 V)、(2．0 A，0 V)，联立解得E＝3．0 V，r＝1．5 Ω，故A、B错误；由题意可知，小灯泡L接入电源时，其两端的电压为UL＝0．75 V，流过小灯泡L的电流为IL＝1．5 A，由欧姆定律可得，此时小灯泡L的电阻为RL＝＝0．5 Ω，小灯泡L实际消耗的电功率为P＝ULIL＝1．125 W，故C错误，D正确。
9．如图所示的U I图像中，直线a为电源的路端电压与电流的关系，直线b、c分别是电阻R1、R2的电压与电流的关系。若将这两个电阻分别直接与该电源连接成闭合电路，则下列说法正确的是(　　)
A．电阻R1大于电阻R2
B．R1接在电源上时，电源的输出功率较大
C．R2接在电源上时，电源的输出功率较大
D．两种情况下，电源的输出功率相等
答案：D
解析：由电阻R＝结合图像可知，电阻R1小于电阻R2，故A错误；电源的内阻r＝，当R1接在电源上时，由闭合电路欧姆定律得Imr＋U1＝E，同理当R2接在电源上时，由闭合电路欧姆定律得Imr＋U2＝E，解得U1＝E，U2＝E，根据P＝UI可得两种情况下，电源的输出功率相等，为P＝×Im＝E×Im＝EIm，故D正确，B、C错误。
[B组　综合提升练]
10．如图所示，电源电动势为E，内阻为r，三个灯泡A、B、C原来都是正常发光的，电路突然发生了故障，结果灯泡C比原来暗了些，灯泡A和B比原来亮了些，假设三个灯泡灯丝的电阻恒定不变，则电路中出现的故障可能是(　　)
A．R1短路 B．R1断路
C．R2断路 D．R2短路
答案：A
解析：由题意可知，灯泡C变暗，说明路端电压U变小，根据闭合电路欧姆定律U＝E－Ir可知干路电流I变大，由部分电路欧姆定律可知流经灯泡C的电流I2＝变小，由并联电路电流关系可知I＝I1＋I2，则流经灯泡A支路的电流I1变大(由灯泡A变亮也可直接得出此结论)，则该支路电阻R＝RA＋R1＋R并＝变小，由串并联关系可知故障可能为R1短路或R2短路，假设R2短路，则灯泡B会被短路，不发光，与题干冲突，故假设错误，所以故障只能是R1短路，故选A。
11．如图所示，R1、R2为定值电阻，C为电容器。闭合开关S，在滑动变阻器R的滑片缓慢向上滑动过程中(　　)
A．电阻R2中有向下的电流 B．通过电阻R1的电流增大
C．滑动变阻器R两端的电压变小 D．电容器C极板所带电荷量变小
答案：A
解析：闭合开关S，在滑动变阻器R的滑片缓慢向上滑动过程中，电容器C所在支路相当于断路，滑动变阻器接入电路的阻值增大，则电路总电阻增大，总电流减小，即通过电阻R1的电流减小，故B错误；根据串联电路分压规律可知，滑动变阻器R两端的电压变大，所以电容器C两端电压增大，根据Q＝CU可知电容器C极板所带电荷量变大，即电容器将充电，根据电路连接方式可知电容器上极板带正电，所以电阻R2中有向下的电流，故A正确，C、D错误。
12．如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，R1为定值电阻，R为滑动变阻器。现闭合开关S，滑动变阻器R的滑动触头P从M端向N端滑动时，电路中连接的电压表及电流表示数的变化情况分别是(　　)
A．先变大后变小；一直变大 B．先变小后变大；一直变小
C．先变大后变小；先变小后变大 D．先变小后变大；先变大后变小
答案：A
解析：由电路结构可知，滑动变阻器R的滑动触头P两边的电阻并联，则当P从M端向N端滑动时，电路的总电阻先变大后变小，则总电流先变小后变大，由U＝E－Ir可知路端电压先变大后变小，即电压表的示数先变大后变小；设PN部分的电阻为x，则PN部分的电流为Ix＝·＝，则随着x的减小，Ix逐渐变大，即电流表示数变大。故A正确。
13．如图甲所示电路中，R为电阻箱，电源的电动势为E，内阻为r。图乙为电源的输出功率P与电流表示数I的关系图像，其中功率P0分别对应电流I1、I2，外电阻R1、R2。下列说法中正确的是(　　)
A．I1＋I2> B．I1＋I2＝
C．> D．<
答案：B
解析：由闭合电路欧姆定律得U＝E－Ir，则电源的输出功率为P＝UI＝EI－I2r，故EI1－Ir＝EI2－Ir，整理得I1＋I2＝，A错误，B正确；根据电功率表达式P0＝IR1＝IR2，且I＝，则有R1＝R2，整理得＝，C、D错误。
14．如图a所示电路中，当滑动变阻器R的触头从一端滑到另一端的过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图b所示。不考虑电表对电路的影响，则(　　)
A．定值电阻R0为2 Ω
B．电源内阻r为10 Ω
C．电源电动势E为3．4 V
D．定值电阻R0的最大电功率为0．9 W
答案：D
解析：由图a知，电压表V1测定值电阻R0两端电压，且R0两端的电压随电流的增大而增大，则图b中下方图线表示电压表V1的读数随电流表读数的变化情况，由图线的斜率得：R0＝ Ω＝10 Ω，故A错误；电压表V2测电源的路端电压，图b中上方图线表示V2的读数随电流表读数的变化情况，上方图线斜率的绝对值等于电源的内阻：r＝ Ω＝2 Ω，故B错误；当电路中电流为0．1 A时，电压表V2的读数为3．4 V，根据闭合电路的欧姆定律得：E＝U2＋Ir＝3．4 V＋0．1×2 V＝3．6 V，故C错误；当滑动变阻器接入电路的阻值为0时，电路中电流最大，最大电流为：Imax＝＝ A＝0．3 A，此时定值电阻R0消耗的功率最大，最大电功率为：P0max＝IR0＝(0．3)2×10 W＝0．9 W，故D正确。
15．(多选)如图所示，电路中定值电阻R的阻值大于电源内阻r的阻值，开关S闭合，将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表V1、V2、V3的示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔU3，理想电流表示数变化量的绝对值为ΔI，下列说法正确的是(　　)
A．理想电压表V2的示数增大 B．ΔU3>ΔU1>ΔU2
C．电源的输出功率减小 D．ΔU3与ΔI的比值不变
答案：BD
解析：由图可知，定值电阻R与变阻器串联，电压表V1、V2、V3分别测量R的电压、路端电压和变阻器两端的电压。当滑动变阻器滑片向下滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电路中电流增大，内电压增大，路端电压减小，则V2的示数减小，故A错误；当内外电阻阻值相等时，电源的输出功率最大，故当滑动变阻器滑片向下滑动时，外电阻阻值减小且越来越接近内阻r，故电源的输出功率在增大，故C错误；根据闭合电路欧姆定律得U2＝E－Ir，则得＝r，而＝R，据题：R＞r，则得ΔU1＞ΔU2，同理U3＝E－I(R＋r)，则＝R＋r，保持不变，同时得到ΔU3＞ΔU1＞ΔU2，故B、D正确。
16．(多选)某电动汽车装配了120块“刀片电池”，每块“刀片电池”的容量是200 A·h，平均工作电压是3．2 V，则下列说法正确的是(　　)
A．单块电池充满电后储存的电荷量是200 C
B．单块电池充满电后储存的电能是640 W·h
C．若该车在某次行驶中平均能耗是13 kW·h/100 km，则其续航里程是640 km
D．若某块电池充电电流是200 A，则经过30 min可将该电池从其容量的30%充到80%
答案：BD
解析：单块电池充满电后储存的电荷量是q＝200 A·h＝200 A×3600 s＝7．2×105 C，故A错误；单块电池充满电后储存的电能是E1＝Uq＝3．2 V×200 A·h＝640 W·h，故B正确；该车充满电后储存的电能为E＝120E1＝120×0．64 kW·h＝76．8 kW·h，若该车在某次行驶中平均能耗是13 kW·h/100 km，则其续航里程是s＝×100 km≈591 km，故C错误；若某块电池充电电流是200 A，则经过30 min所充电量为q′＝200 A×30 min＝100 A·h，即为总容量的50%，故可将该电池从其容量的30%充到80%，故D正确。
[C组　拔尖培优练]
17．已知两电源a、b的电动势分别为E1、E2，内阻分别为r1、r2。两电源分别接电阻R时，输出功率相等。当外电路电阻变为R′时，电源a、b的输出功率分别为P1、P2，已知E1R′。则(　　)
A．r1＝r2 B．r1>r2
C．P1＝P2 D．P1>P2
答案：D
解析：两电源分别接电阻R时，输出功率相等，由P＝＝UI可知两电路的路端电压和通过的电流均相等，由闭合电路的欧姆定律有U＝E－Ir，则电源的U I图像的纵截距表示电动势，又E1＜E2，可画出两电源的U I图线和电阻R的U I图线，如图所示，两电源U I图线的交点即对应连接电阻R时的状态，由U＝E－Ir知，电源U I图线的斜率绝对值表示电源内阻，则r1＜r2，A、B错误；由R＝、R＞R′可画出电阻R′的U I图线如图所示，根据R′的U I图线和两电源U I图线的交点可知，电源a接电阻R′时，路端电压和电流均较大，由P＝UI可知，P1＞P2，C错误，D正确。
1(共76张PPT)
第九章　恒定电流
第2讲　闭合电路欧姆定律
及应用
目录
1
2
3
教材阅读指导
考点一　闭合电路欧姆定律　电路的动态分析
考点二　闭合电路的功率和电源的效率
考点三 两类Ｕ-Ｉ图像的分析与应用
课时作业
4
5
教材阅读指导
(对应人教版必修第三册相关内容及问题)
第十二章第2节“路端电压与负载的关系”这部分的[思考与讨论]，怎样根据电源的U I图像求电动势和内阻？
第十二章第2节[练习与应用]T1，“EI”的物理意义是什么？
第十二章[复习与提高]A组T4，图线a、b交点的物理意义是什么？
提示：图线与纵轴的交点纵坐标代表电动势；图线的斜率绝对值代表内阻。
提示：单位是瓦特，表示电源产生电能的总功率，等于整个回路消耗电能的总功率。
提示：电源和电阻R组成闭合回路时对应的工作状态。
第十二章[复习与提高]A组T7。
提示：(1)20 Ω　3．3 Ω　－5．0 Ω
(2)a、b的斜率分别表示可调电阻R1的阻值为20 Ω、3．3 Ω，AB的斜率的绝对值表示电阻R2的阻值为5．0 Ω。
第十二章[复习与提高]B组T3；T4。
T4：(1)当滑动变阻器的阻值为零时，电阻R1消耗的功率最大。
(2)当滑动变阻器的阻值为2．5 Ω时，滑动变阻器R2消耗的功率最大。
(3)当滑动变阻器的阻值为1．5 Ω时，电源的输出功率最大。
考点一　闭合电路欧姆定律　电路的动态分析
1．电源的电动势和内阻
(1)电动势
①定义：电源内部__________所做的功与所移动的________之比。
②表达式：E＝_____。
③物理意义：反映电源把其他形式的能转化为电势能的本领大小的物理量。
④特点：由__________的特性决定，跟电源的体积无关，也跟外电路无关。
(2)内阻：电源内部也存在电阻，叫作电源的______，常用r表示，它是电源的另一重要参数。
非静电力
电荷量
非静电力
内阻
2．闭合电路欧姆定律
(1)内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成_______，跟内、外电路的电阻之和成_______。
(2)公式
①I＝_______(只适用于纯电阻电路)。
②E＝_____＋U内(适用于所有电路)。
正比
反比
U外
增大
E
E－Ir
1．电源的电动势与外电路无关，由电源中非静电力的性质决定，但与电源的体积有关。(　　)
2．闭合电路中外电阻越大，路端电压越大。(　　)
×
√
1．判定总电阻变化情况的规律
(1)不论是串联、并联还是混联，当电路的任何一个电阻增大(或减小)时，电路的总电阻一定增大(或减小)。
(2)若开关的通、断使串联的用电器增多时，电路的总电阻增大；若开关的通、断使并联的支路增多时，电路的总电阻减小。
(3)在如图甲所示分压电路中，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串与并联部分串联。A、B两端的总电阻与R串的变化趋势一致。
(4)在一个定值电阻R和一个可变电阻R0组成的如图乙所示的电路中，若R0≥R，则当两个并联支路的电阻阻值相等时，a、b两端的总电阻最大；若R02．电路动态分析的方法
(1)程序法：遵循“局部—整体—局部”的思路。
①分析步骤(如图)
②分析时：串联电路注意分析电压关系，并联电路注意分析电流关系。
(2)“串反并同”结论法
①所谓“串反”，即某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小，反之则增大。
②所谓“并同”，即某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大，反之则减小。
(3)极限法
对于因滑动变阻器的滑片滑动引起电路变化的问题，可分析将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端情况，此时还要注意滑片移动引起的电路变化是否是单调变化，滑片移动过程中是否有极值情况出现。
(4)特殊值法
对于某些电路问题，可以代入特殊值进行判定，从而得出结论。
例1　一个电源接8 Ω电阻时，通过电源的电流为0．15 A，接13 Ω电阻时，通过电源的电流为0．10 A，则电源的电动势和内阻分别为(　　)
A．2 V，1．5 Ω B．1．5 V，2 Ω
C．2 V，2 Ω D．1．5 V，1．5 Ω
解析　由闭合电路欧姆定律得E＝I1(R1＋r)，E＝I2(R2＋r)，代入数据联立得r＝2 Ω，E＝1．5 V，B正确。
例2　(2025·上海市高三模拟)如图，在滑动变阻器的滑片P向上端a滑动过程中，两表的示数变化情况为(　　)
A．电压表示数增大，电流表示数减小
B．电压表示数减小，电流表示数增大
C．两电表示数都增大
D．两电表示数都减小
例3　如图所示是经典的电桥电路，电源电动势E＝12 V，内阻忽略不计，定值电阻R1＝4 Ω、R2＝8 Ω、R3＝12 Ω，M点和N点之间接有
阻值为10 Ω的定值电阻R5和电容为10 μF的电容器。变阻箱
R4的阻值从0调至24 Ω的过程中，通过电阻R5的电荷量为
(　　)
A．2．0×10－5 C B．4．0×10－5 C
C．6．0×10－5 C D．8．0×10－5 C
1．电容器的简化处理：电路稳定后，可以把电容器所在支路看作断路，简化电路时可以将该断路去掉，求电荷量时在相应位置再补上。
2．电阻的简化处理：电路稳定后，与电容器同支路的电阻相当于导线。
3．电容器两端的电压：电路稳定时，找到与电容器并联的电阻，电容器两端的电压等于该电阻两端的电压。
4．电荷变化量的计算：电路中电流、电压的变化可能会引起电容器的充、放电。若电容器两端电压升高，电容器将充电；若电容器两端电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电。
(1)由ΔQ＝CΔU计算电容器上电荷量的变化。
(2)如果变化前后极板带电的电性相同，那么通过所连导线的电荷量等于初、末状态电容器所带电荷量之差。
(3)如果变化前后极板带电的电性相反，那么通过所连导线的电荷量等于初、末状态电容器所带电荷量之和。
考点二　闭合电路的功率和电源的效率
⑤P出与R的关系如图所示。
例4　如图所示为汽车启动电路原理图，汽车电动机启动时车灯会瞬间变暗。在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表的示数为10 A；电动机启动时电流表的示数为58 A。已知电源的电动势为12．5 V，内阻为0．05 Ω，设电流表的内阻不计、车灯的电阻不变。则(　　)
A．车灯的电阻为1．0 Ω
B．电动机的内阻为0．2 Ω
C．打开车灯、电动机启动时，电动机的输入功率为480 W
D．打开车灯、电动机启动时，电源的工作效率为60%
例5　如图所示，已知电源的内阻为r，外电路的固定电阻R0＝r，可变电阻Rx的总电阻为2r，在Rx的滑动触头从A端滑向B端的过程中(　　)
A．Rx消耗的功率变小
B．电源输出的功率减小
C．电源内部消耗的功率减小
D．R0消耗的功率减小
解析　当外电阻与电源内阻相等时电源的输出功率最大；
将R0等效为电源的内阻，则电源的等效内阻为2r，当Rx的阻值
为2r时，Rx消耗的功率最大；在Rx的滑动触头从A端滑向B端
的过程中，电阻Rx从2r减小到零，则Rx消耗的功率变小，A正
确。Rx的滑动触头从A端滑向B端的过程中，外电路电阻从3r减小到r，则电源的输出功率逐渐变大，B错误。Rx的滑动触头从A端滑向B端的过程中，总电阻逐渐减小，则电流逐渐变大，根据P＝I2R可知，电源内部消耗的功率以及R0消耗的功率均变大，C、D错误。
考点三　两类U I图像的分析与应用
例6　在如图所示的U I图像中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图像，直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线。用该电源与电阻R组成闭合电路。由图像判断错误的是(　　)
A．电源的电动势为3 V，内阻为0．5 Ω
B．电阻R的阻值为1 Ω
C．电源的效率为80%
D．电源的输出功率为4 W
课时作业
1．(2024·辽宁省沈阳市高三下三模)物理观念主要包括物质观念、运动与相互作用观念、能量观念等要素，下列物理规律能正确反应能量观念中能量守恒思想的是(　　)
A．牛顿第二定律 B．闭合电路欧姆定律
C．动量守恒定律 D．电阻定律
解析：电源把其他形式的能量转化为电能的功率等于电源的输出功率与电源内电阻的热功率之和，即EI＝UI＋I2r，可得E＝U＋Ir，可知闭合电路欧姆定律实质上是能量守恒定律在闭合电路中的具体体现，牛顿第二定律与动量守恒定律属于运动与相互作用观念，而电阻定律描述物质本身的属性，是物质观念，故选B。
［A组　基础巩固练］
2．(2024·江苏省南京市、盐城市高三下一模)如图为探究外电压、内电压和电动势关系的实验装置。这种电池的正负极板(分别为A、B)为二氧化铅及铅，电解液为稀硫酸。关于这一实验装置分析，下列说法正确的
是(　　)
A．电压表V1正极与a相连
B．电压表V2的测量值大于电路的外电压
C．电压表V1的测量值不会大于电压表V2的测量值
D．电压表V1和V2测得的示数之和接近于一定值
解析：在电源的外部，电流方向由电源的正极流向负极，而电源的内部，电流方向由电源的负极流向正极，电压表V1测量内电压，则电压表V1正极与b相连，电压表V2测量电路的外电压，则电压表V1和V2测得的示数之和等于电源电动势，即应接近于一定值，故A、B错误，D正确；串联电路中电流处处相等，由U＝IR可知，电阻两端电压之比等于其阻值之比，因为不知道内外电阻的阻值，所以电压表V1的测量值有可能会大于电压表V2的测量值，故C错误。
3．(多选)下列关于电池的说法正确的是(　　)
A．同一种干电池，旧电池比新电池的内阻大、容量小
B．电源电动势E与通过电源的电流I的乘积EI表示电源内部静电力的功率
C．1号干电池比5号干电池的电动势小、容量大
D．当通过同样的电荷量时，电动势为2 V的蓄电池比电动势为1．5 V的干电池提供的电能多
解析：同一种干电池，不论是1号还是5号，其电动势皆为1．5 V，但体积大的电池容量较大；电池使用时间越长，容量越小，内阻越大，故A正确，C错误。电源的电动势表示的是非静电力做功的本领，也就是电源将其他形式的能转化为电能的本领，非静电力做功的大小等于电源将其他形式的能转化为电能的多少，W＝Eq，电动势越大，通过相同的电荷量时非静电力做的功越多，电源提供的电能越多，电动势E与通过电源的电流I的乘积EI表示在电源内部非静电力的功率，故B错误，D正确。
4．如图所示的电路中，电阻R＝2 Ω。断开S后，电压表的读
数为3 V；闭合S后，电压表的读数为2 V，则电源的内阻r为(　　)
A．1 Ω B．2 Ω
C．3 Ω D．4 Ω
5．(2025·陕西省宝鸡市高三上模拟检测一)(多选)图甲所示的电路图中，电源的电动势为E，内阻不计。虚线框Ⅰ、Ⅱ中有定值电阻R0和最大阻值为20 Ω的滑动变阻器R，图乙和图丙分别为变阻器R全部接入和一半接入电路时沿abcd方向电势变化的图像，导线上的电势降落为零。则下列说法正确的是(　　)
A．定值电阻R0在虚线框Ⅰ中
B．滑动变阻器R在虚线框Ⅰ中
C．电源的电动势大小为2．0 V
D．定值电阻R0的阻值为5 Ω
6．(2025·新疆普通高考适应性检测高三上第一次模拟)(多选)人体含水量约为70%，水中有钠离子、钾离子等离子存在，因此容易导电，脂肪则不容易导电。某型号脂肪测量仪(如图甲)根据人体电阻的大小来判断脂肪所占比例，模拟电路如图乙所示。测量时，测试者两手分别握住手柄A、B，闭合开关S，就可知道人体脂肪所占的比例。一般情况下(　　)
A．脂肪含量高者电流表示数会更小
B．脂肪含量高者电压表示数会更小
C．脂肪含量高者电源总功率会更小
D．人出汗后测量的数据会更加准确
7．(多选)将一电源与一电阻箱连接成闭合回路，测得电阻箱所消耗功率P与电阻箱读数R变化的曲线如图所示，由此可知下列说法正确的是(　　)
A．电源最大输出功率为45 W
B．电源内阻一定等于5 Ω
C．电源电动势为45 V
D．电阻箱所消耗功率P最大时，电源效率等于90%
8．(2025·山东省青岛市高三上期末)在如图所示的U I图像中，直线Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系图线，曲线Ⅱ为某一小灯泡L的U I曲线，曲线Ⅱ与直线Ⅰ的交点坐标为(1．5 A，0．75 V)，该点的切线与横轴的交点坐标为(1．0 A，0 V)，用该电源直接与小灯泡L连接成闭合电路，由图像
可知(　　)
A．电源电动势为2．0 V
B．电源内阻为0．5 Ω
C．小灯泡L接入电源时的电阻为1．5 Ω
D．小灯泡L实际消耗的电功率为1．125 W
9．如图所示的U I图像中，直线a为电源的路端电压与电流的关系，直线b、c分别是电阻R1、R2的电压与电流的关系。若将这两个电阻分别直接与该电源连接成闭合电路，则下列说法正确的是(　　)
A．电阻R1大于电阻R2
B．R1接在电源上时，电源的输出功率较大
C．R2接在电源上时，电源的输出功率较大
D．两种情况下，电源的输出功率相等
10．如图所示，电源电动势为E，内阻为r，三个灯泡A、B、C原来都是正常发光的，电路突然发生了故障，结果灯泡C比原来暗了些，灯
泡A和B比原来亮了些，假设三个灯泡灯丝的电阻恒定不变，
则电路中出现的故障可能是(　　)
A．R1短路 B．R1断路
C．R2断路 D．R2短路
［B组　综合提升练］
11．如图所示，R1、R2为定值电阻，C为电容器。闭合开关S，
在滑动变阻器R的滑片缓慢向上滑动过程中(　　)
A．电阻R2中有向下的电流 B．通过电阻R1的电流增大
C．滑动变阻器R两端的电压变小 D．电容器C极板所带电荷量变小
解析：闭合开关S，在滑动变阻器R的滑片缓慢向上滑动过程中，电容器C所在支路相当于断路，滑动变阻器接入电路的阻值增大，则电路总电阻增大，总电流减小，即通过电阻R1的电流减小，故B错误；根据串联电路分压规律可知，滑动变阻器R两端的电压变大，所以电容器C两端电压增大，根据Q＝CU可知电容器C极板所带电荷量变大，即电容器将充电，根据电路连接方式可知电容器上极板带正电，所以电阻R2中有向下的电流，故A正确，C、D错误。
12．如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，R1为定值电阻，R为滑动变阻器。现闭合开关S，滑动变阻器R的滑动触头P从M端向N端滑动时，电路中连接的电压表及电流表示数的变化情况分别是(　　)
A．先变大后变小；一直变大
B．先变小后变大；一直变小
C．先变大后变小；先变小后变大
D．先变小后变大；先变大后变小
14．如图a所示电路中，当滑动变阻器R的触头从一端滑到另一端的过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图b所示。不考虑电表对电路的影响，则(　　)
A．定值电阻R0为2 Ω
B．电源内阻r为10 Ω
C．电源电动势E为3．4 V
D．定值电阻R0的最大电功率为0．9 W
15．(多选)如图所示，电路中定值电阻R的阻值大于电源内阻r的阻值，开关S闭合，将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表V1、V2、V3的示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔU3，理想电流表示数变化量的绝对值为ΔI，下列说法正确的是(　　)
A．理想电压表V2的示数增大
B．ΔU3>ΔU1>ΔU2
C．电源的输出功率减小
D．ΔU3与ΔI的比值不变
16．(多选)某电动汽车装配了120块“刀片电池”，每块“刀片电池”的容量是200 A·h，平均工作电压是3．2 V，则下列说法正确的是(　　)
A．单块电池充满电后储存的电荷量是200 C
B．单块电池充满电后储存的电能是640 W·h
C．若该车在某次行驶中平均能耗是13 kW·h/100 km，则其续航里程是640 km
D．若某块电池充电电流是200 A，则经过30 min可将该电池从其容量的30%充到80%
17．已知两电源a、b的电动势分别为E1、E2，内阻分别为r1、r2。两电源分别接电阻R时，输出功率相等。当外电路电阻变为R′时，电源a、b的输出功率分别为P1、P2，已知E1R′。则(　　)
A．r1＝r2 B．r1>r2
C．P1＝P2 D．P1>P2
［C组　拔尖培优练］

展开更多......

收起↑