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(共64张PPT)
高三一轮总复习高效讲义
物 理
01
第十章
电路与电能
第2讲　闭合电路的欧姆定律
知识梳理　夯实基础
考点探究　提升能力
课时通关精练
02
03
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学习目标
教考衔接
知识梳理　夯实基础
非静电力所做的功
移动的电荷量
电势能
正比
反比
Ir
I0
AI精准定位：高考命题关键点
IE
IU外
I2(R＋r)
I2r
IU
I2R
AI精准定位：高考命题关键点
考点探究　提升能力
角度突破
闭合电路欧姆定律及应用
考点一
破题路径
角度突破
角度突破
闭合电路的功率及效率问题
考点二
能力要语
角度突破
闭合电路的动态分析
考点三
破题路径
角度突破
破题路径
课时通关精练(二十六)　
闭合电路的欧姆定律
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谢谢观看第2讲　闭合电路的欧姆定律
对应学生用书P202
学习目标 教考链接
1.明确电动势的物理意义，理解并掌握闭合电路的欧姆定律 2.会用闭合电路欧姆定律分析电路的动态变化 3.会计算涉及电源的电路功率 4.掌握路端电压和电流的关系及电源的U-I图像 1.知识考查角度转换：高考命题引入非纯电阻元件(如电动机、电容器)，需结合能量守恒分析实际功率、效率问题 2.数学处理能力提升：高考强化数形结合，如通过电源U-I图像分析内阻、求解输出功率极值，或解读多物理量关联曲线
一、电源电动势和内阻
1.电动势
(1)非静电力所做的功与所移动的电荷量之比叫电动势。
(2)物理含义：电动势表示电源把其他形式的能转化成电势能本领的大小，在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压。
2.内电阻：电源内部导体的电阻。
二、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：I＝。提醒：只适用于纯电阻电路
3.其他表达形式
E＝U外＋U内或E＝U外＋Ir。
　　提醒：适用于任意电路
4.电源的U-I图像
(1)图像：根据U＝E－Ir，图像如图所示。
(2)含义
①纵轴截距：表示电路断路时的路端电压U＝E。
②横轴截距：表示电路短路时的电流I＝I0。
③斜率绝对值：表示电源内电阻r＝。
5.路端电压与外电阻的关系
(1)纯电阻电路：U＝IR＝·R＝，当R增大时，U增大。
(2)特殊情况
①当外电路断路时，I＝0，U＝E。
②当外电路短路时，I短＝，U＝0。
AI精准定位：高考命题关键点
电源电动势和内阻
把握非静电力做功本质，关注内阻分压效应，结合闭合电路分析能量分配。
【例1】 如图所示是伏打电池的结构简图，铜板和锌板用导线相连同时浸在稀硫酸溶液中，由于锌板与稀硫酸溶液之间锌离子的溶解作用，以及铜板与稀硫酸溶液之间正离子的沉积作用，在两板间形成电势差。关于该伏打电池，下列说法中正确的是(　　)
A.锌板为电池的正极
B.将电能转化为化学能
C.该电池的非静电作用为化学作用
D.该电池内部的电流从铜板流向锌板
电源U-I图像
从图像截距、斜率提取相关物理量，聚焦动态电路中路端电压分析。
【例2】 如图所示为两电源的U-I图像，则下列说法正确的是(　　)
A.电源①的电动势和内阻均比电源②的小
B.当外接相同的电阻时，两电源的输出功率可能相等
C.当外接同样的电阻时，两电源的效率可能相等
D.不论外接多大的相同电阻，电源①的输出功率总比电源②的输出功率大
三、闭合电路的功率及效率问题
1.电源的总功率
(1)任意电路：P总＝IE＝IU外＋IU内＝P出＋P内。
(2)纯电阻电路：P总＝I2(R＋r)＝。
2.电源内部消耗的功率
P内＝I2r＝IU内＝P总－P出。
3.电源的输出功率
(1)任意电路：P出＝IU＝IE－I2r＝P总－P内。
(2)纯电阻电路：P出＝I2R＝。
4.电源的效率
(1)任意电路：η＝×100％＝×100％。
(2)纯电阻电路：η＝×100％。
闭合电路中的功率和效率
理清功率分配逻辑，明确外电阻对效率的影响，精准关联能量转化与公式应用。
【例3】 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线，直线 Ⅱ 为某一电阻R的伏安特性曲线。若用该电源与电阻R组成闭合电路，则下列说法正确的是(　　)
A.电源的总功率为4 W
B.电源的输出功率为4 W
C.电源的内阻为2 Ω
D.电源的效率为50％
【例1】 解析：选C。伏打电池的工作过程可以简单描述为，在电池中，锌电极会释放出电子，形成锌离子，同时产生电流，这些电子会通过外部电路流向铜电极使得铜离子接受电子，还原成铜原子；同时，电解质中的阴离子会向锌电极移动，维持电池中的电中和。这样，电池就能够持续地产生电流，供给外部设备使用，故铜板为电池的正极，锌板为电池的负极，该电池内部的电流从锌板流向铜板，故A、D错误；该电池是将化学能转化为电能，故B错误；电池是通过化学反应产生电势差，其非静电作用为化学作用，故C正确。
【例2】 解析：选D。 根据闭合电路欧姆定律得U＝E－Ir，当I＝0时，U＝E，即图线与纵轴交点表示断路状态，交点的纵坐标等于电源的电动势大小， 图线的斜率大小等于电源的内阻，由图看出，电源①的电动势和内阻均比电源②的大，故A错误；过原点O作出一条倾斜的直线③，如图所示，该直线与图线①、②的交点就表示一个相同的电阻与两电源连接时的工作状态，由图看出，直线③与直线①交点的两坐标的乘积大于直线③与直线②交点的两坐标的乘积，说明不论外接多大的相同电阻，电源①的输出功率总比电源②的输出功率大，故B错误，D正确；电源的效率η＝＝，当外接同样的电阻，由于内阻r不等，电源的效率不可能相等，电源②的效率总大于电源①的效率，故C错误。
【例3】 解析：选B。由图像Ⅰ可知，电源的电动势为3 V，电源的总功率为P总＝IE＝2×3 W＝6 W，故A错误；电源的输出功率为P出＝IU＝2×2 W＝4 W，故B正确；电源的内阻为r＝＝ Ω＝0.5 Ω，故C错误；电源的效率为η＝×100％≈66.7％，故D错误。
考点一　闭合电路欧姆定律及应用
电源的U-I图像和电阻的U-I图像
【例1】 在图甲电路中，电表均为理想电表，a、b两端分别接上元件A、B时移动滑片P以改变滑动变阻器R(量程为0～100 Ω)的阻值，测得元件A和B的伏安特性曲线分别如图乙中图线A、B所示，倾斜虚线为曲线B的切线；a、b两端接上导线时，测得电源的伏安特性曲线如图乙中图线C所示。若改变滑动变阻器R的阻值，电压表V1、V2和电流表A的示数变化分别表示为ΔU1、ΔU2和ΔI，则下列说法中错误的是(　　)
A.当a、b两端接上元件A时，＝10 Ω
B.当a、b两端接上元件A时，滑动变阻器R消耗的最大功率为0.9 W
C.当电压表V2的示数为9 V时，元件B的电阻为30 Ω
D.当a、b两端接上元件B，滑动变阻器R的滑片P从左向右滑动时，不变
角度突破
电源U-I图像的面积表示电源的输出功率，有P出＝UI。
破题路径
【例1】 解析：选D。根据闭合电路欧姆定律有U1＝E－Ir，变形得I＝－，结合图乙有＝1.2 A，＝ Ω－1，解得E＝12 V，r＝10 Ω，由于U1＝E－Ir，可知＝r＝10 Ω，故A正确，不符合题意；元件A的电阻RA＝ Ω＝30 Ω，当a、b两端接上元件A时，将A与电源等效为一个新电源，则滑动变阻器消耗的功率P＝R＝，由数学知识可知，当有R＝r＋RA＝40 Ω时，滑动变阻器消耗功率达到最大值，解得Pmax＝＝W＝0.9 W，故B正确，不符合题意；B图线上某点与原点连线的斜率表示电阻的倒数，则有当电压表V2的示数为9 V时，＝ Ω－1，解得RB＝30 Ω，故C正确，不符合题意；当a、b两端接上元件B时，图线B为一条曲线，根据极限法可知，当ΔI趋近于0时，表示图线B上某点切线斜率的倒数，根据图线B可知，随电压增大，图线切线斜率发生变化，则随电压的增大发生变化，即当a、b两端接上元件B，滑动变阻器R的滑片P从左向右滑动时，发生变化，故D错误，符合题意。
电路的故障分析
【例2】 (2025·镇江高三期中)如图，电池、开关和灯泡组成串联电路。当闭合开关时，发现灯泡不发光，在闭合开关且不拆开导线的情况下，用多用电表直流电压挡进行检测，测量结果如下表。以下判断可能正确的是(　　)
测量点 AB AC AD AE AF
电压V 1.45 0 0 0 1.44
A.电池没电了 B.开关接触不良
C.灯泡和灯泡座接触不良 D.灯泡短路
角度突破
1.电压表检测：如果电压表示数为零，则可能在并联电路之外有断路，或并联部分短路。
2.电流表检测：当电路中接有电源时，可用电流表测量各部分电路上的电流，通过对电流值的分析，可以确定故障的位置。在运用电流表检测时，一定要注意电流表的极性和量程。
【例2】 解析：选C。闭合开关时，发现灯泡不发光，由表格数据UAB＝1.45 V可知，电池有电，所以故障是其中一处发生了断路；由表格数据UAC＝0，UAD＝0，UAE＝0，UAF＝1.44 V，可知从A到E没有断路，EF间发生断路，所以可能是灯泡和灯泡座接触不良，故C正确。
考点二　闭合电路的功率及效率问题
最大功率问题
【例3】 如图所示，已知电源电动势E＝6 V，内阻r＝1 Ω，保护电阻R0＝0.5 Ω。
(1)当电阻箱R读数为多少时，保护电阻R0消耗的电功率最大，并求这个最大值；
(2)当电阻箱R读数为多少时，电阻箱R消耗的功率PR最大，并求这个最大值；
(3)求电源的最大输出功率。
解析：(1)保护电阻消耗的电功率为P0＝，因R0和r是常量，而R是变量，故R最小时，P0最大，即R＝0时，P0max＝＝ W＝8 W。
(2)把保护电阻R0看作电源内阻的一部分，当R＝R0＋r，即R＝0.5 Ω＋1 Ω＝1.5 Ω时，电阻箱R消耗的功率最大，＝＝ W＝6 W。
(3)由P出＝()2R外＝可知，当R外＝r时，P出最大，即R＝r－R0＝0.5 Ω时，P出max＝＝ W＝9 W。
答案：(1)0　8 W　(2)1.5 Ω　6 W　(3)9 W
角度突破
(1)R＝r时，输出功率最大，Pm＝。 (2)当R“接近”r时，P出增大，当R“远离”r时，P出减小
能力要语
1.当电源的输出功率最大时，电源的效率只有50％。
2.常见电路等效电源
等效电动势E'＝E 等效内电阻r'＝R＋r 等效电动势E'＝E 等效内电阻r'＝
考点三　闭合电路的动态分析
闭合电路的动态分析
【例4】 (生产生活融通题)某城市新装了一批节能路灯，该路灯通过光控开关实现自动控制：电灯的亮度可自动随周围环境亮度的改变而改变。其内部电路简化原理图如图所示，电源电动势为E，内阻为r，RG为光敏电阻(光照强度增加时，其电阻值减小)。当随着傍晚到来光照逐渐减弱时，则下列判断正确的是(　　)
A.A灯变亮，B灯变亮
B.A灯变亮，B灯变暗
C.电源的效率变小
D.RG上电流的变化量等于R0上电流的变化量
解析：选A。光照逐渐减弱时，光敏电阻阻值增大，电路总电阻增大，总电流减小，内电压减小，外电压增大，A灯变亮；支路R0上的电流减小，R0上的电压减小，又因为外电压增大，所以B灯电压增大，所以B灯变亮，故A正确，B错误；因为外电阻变大，根据η＝＝1－可知，电源的效率变大，故C错误；对于支路R0有ΔI0＝ΔIB＋ΔIG，其中ΔI0＜0、ΔIB＞0，所以｜ΔI0｜＜｜ΔIG｜，故D错误。
角度突破
“串反并同”法分析动态问题
(1)“串反”即某电阻增大时，与它串联的元件的电流、电压、功率都减小，反之则增大。
(2)“并同”即某电阻增大时，与它并联的元件的电流、电压、电功率都增大，反之则减小。
破题路径
含电容器电路的动态分析
【例5】 如图所示，电源电动势为E，内阻为r，R1、R2为定值电阻，C为电容器，R3为滑动变阻器。闭合开关电路稳定后缓慢向左移动滑片P，电流表A和电压表V示数分别为I、U，电容器所带电荷量为Q，通过R2的电流强度为I2，某过程中电流表、电压表示数变化量的绝对值分别为ΔI、ΔU。则下列图像错误的是(　　)
角度突破
1.若电路稳定，电容器处视为断路；若电容器充放电，则有瞬时电流。
2.电路稳定后，与电容器串联的电阻中无电流通过，电容器两极板间的电压就等于该支路两端的电压。
3.电路中的电流、电压变化时，将会引起电容器的充、放电。
破题路径
【例5】 解析：选C。由于U1＝IR1，由C＝有Q＝CU1＝CR1I，A正确；根据闭合电路欧姆定律有E＝U＋Ir，解得U＝－rI＋E，B正确；在缓慢向左移动滑片P的过程中，任取两个状态，有U1＝E－I1r，U2＝E－I2r，若U2＞U1，则有I2＜I1，依题意，ΔU＝U2－U1，ΔI＝I1－I2，解得ΔU＝rΔI，C错误；根据闭合电路欧姆定律有I2R2＝E－I(R1＋r)，解得I2＝－ I＋，D正确。
[课时通关精练(二十六)]　闭合电路的欧姆定律
(选择题每题5分，非选择题每题10分，建议用时：40分钟)
1.图甲为某电源的U-I图线，图乙为某小灯泡的U-I图线，则下列说法正确的是(　　)
A.电源的内阻为5 Ω
B.电源电动势为1 V
C.把电源和小灯泡组成闭合回路，小灯泡的功率约为0.6 W
D.把电源和小灯泡组成闭合回路，电路的总功率约为0.9 W
解析：选D。根据闭合电路欧姆定律可得U＝E－Ir，可得题图甲中图像与纵轴的交点表示电动势，图像斜率的绝对值表示内阻，则有E＝1.5 V，r＝ Ω＝ Ω，故A、B错误； 把电源和小灯泡组成闭合回路，在题图乙中作该电源对应的U-I图像，如图所示，
两U-I图线的交点即小灯泡的电压、电流，则有U＝0.5 V，I＝0.6 A，则小灯泡的功率为P＝UI＝0.5×0.6 W＝0.3 W，电路中的总功率为P总＝EI＝1.5×0.6 W＝0.9 W，故C错误，D正确。
2.某实验小组先采用如图所示电路测量时，在较大范围内调节滑动变阻器阻值，发现电压表示数虽然有变化，但变化不明显，主要原因是(　　)
A.滑动变阻器与电路接触处断路
B.电流表阻值太小
C.滑动变阻器的阻值太小
D.电池内阻太小
答案：选D。
3.如图所示电路中，直流电源电动势为E、内阻r＝R，定值电阻R1＝R，可变电阻R2的阻值范围为0～2R。闭合开关S，改变可变电阻R2接入电路的阻值，则R2的最大电功率为(　　)
A.
B.
C.
D.
解析：选D。R1和电源并联后可视为一个“等效电源”，新电源的电动势E'＝，内阻r'＝＝，此时R2的电功率就是新电源的输出功率，当外电阻等于电源内阻时电源的输出功率最大，可知当R2＝r'＝时，R2的电功率最大，其最大功率为Pmax＝·＝，故D正确。
4.如图甲所示的电路中，定值电阻R＝60 Ω，电源电动势E＝100 V、内阻r＝10 Ω。如图乙所示，曲线为灯泡L的伏安特性曲线，直线为电源的路端电压与电流的关系图线。下列说法正确的是(　　)
A.开关S断开时，电源的效率为60％
B.开关S闭合后，电源的总功率会变大
C.开关S闭合后，灯泡变亮
D.开关S断开时，灯泡消耗的功率为200 W
解析：选B。曲线为灯泡L的伏安特性曲线，直线为电源的路端电压与电流的关系图线，两图线的交点表示灯泡接在电源上时的工作状态，则开关S断开时，电源的效率为η＝＝×100％＝40％，故A错误；开关S断开时，结合上述可知，灯泡消耗的功率为P＝U1I1＝40×6.0 W＝240 W，故D错误；开关S闭合后，外电路电阻减小，干路电流增大，则电源的总功率EI会变大，故B正确；结合上述，开关S闭合后，干路电流增大，根据U＝E－Ir可知，路端电压减小即灯泡两端电压减小，根据图乙可知，通过灯泡的电流减小，即灯泡消耗的功率减小，则灯泡变暗，故C错误。
5.(2025·扬州模拟)如图所示，电源电动势为E，内电阻为r。两电压表可看作是理想电表，当闭合开关，将滑动变阻器的滑片由右端向左滑动时，下列说法中正确的是(　　)
A.小灯泡L1变亮
B.小灯泡L2变暗
C.V1表的读数变大
D.V2表的读数变大
解析：选D。将滑动变阻器的滑片由右端向左滑动时，变阻器接入电路的电阻变小，滑动变阻器与灯泡L1并联的电阻变小，外电路总电阻减小，干路电流增大，电源的内电压增大，路端电压减小，则V1表的读数变小，C错误；由欧姆定律可知，干路电流增大，灯泡L2变亮，电压表V2读数变大，B错误，D正确；由闭合电路欧姆定律灯泡L1的电压U1＝E－I(r＋RL2)，其中I增大，则U1减小，灯泡L1变暗，A错误。
6.如图所示，当开关S闭合后，若将滑动变阻器的滑片P向下移动，下列说法正确的是(　　)
A.灯L变亮，电压表示数减小
B.灯L变暗，电流表的示数增大
C.灯L变暗，电容器两极板上电荷量增加
D.灯L变亮，电容器两极板间的电压增大
解析：选A。若将滑动变阻器的滑片P向下移动，则滑动变阻器接入电路的电阻变小，根据闭合电路欧姆定律I＝可知流过电源的电流变大，电流表示数变大，流过灯L的电流变大，则灯L变亮，根据U＝E－Ir可知路端电压变小，即电压表示数减小，故A正确，B错误；电容器两极板的电压U'＝E－I(r＋RL)，可知电容器两极板间的电压减小，根据Q＝CU'，可知电容器两极板上电荷量减少，故C、D错误。
7.(2025·宿迁模拟)小明为自己家的宠物设计了一款补水提示器，其部分工作原理如图所示，R0为定值电阻。下列分析正确的是(　　)
A.水量增加时，滑动变阻器的滑片向上移动
B.如果选择电压表，电表示数变小反映水量减少
C.如果选择电流表，电表示数变大反映水量减少
D.如果选择电流表，R0可以在水太少时保护电路
解析：选B。当水量增加时，弹簧压缩量增大，滑片下移，故A错误；若电表为电压表，电压表测的为滑动变阻器滑片以上部分电阻对应的电压值，示数变小，说明滑片上移，水量减少，故B正确；若电表为电流表，滑动变阻器滑片以上部分电阻被短路，滑片以下部分电阻与R0串联，若示数变大，则滑动变阻器滑片下移，水量增多，故C错误；若选择电流表，在水太少时体现不出R0的作用，但在水太多时，变阻器接入电路的阻值就会很小，电路中的电流太大，如果没有R0可能会烧坏电源和电流表，所以R0是在水太多时保护电路，故D错误。
8.在图甲的电路中，电源内阻不计。调节R1的阻值，得到各组电压表和电流表数据，作出的U-I图像如图乙中AB所示，则表示R1阻值的是(　　)
A.AB的斜率 B.仅a的斜率
C.仅b的斜率 D.a或b的斜率
解析：选D。根据闭合电路欧姆定律可得U＋IR2＝E，解得U＝E－IR2，即AB的斜率代表R2的阻值，故A错误；a的斜率表示通过R1的电流为0.1 A时，R1的有效电阻，b的斜率表示通过R1的电流为0.3 A时，R1的有效电阻，故B、C错误，D正确。
9.如图所示，电源电动势E＝12 V，内阻不计，定值电阻R1＝2 Ω，R2＝4 Ω，R3＝6 Ω。M点和N点之间接有定值电阻R5和水平放置的理想平行板电容器，电容器的电容C＝0.5 F。第一次将电阻箱的阻值调为R4＝2 Ω，第二次将电阻箱的阻值调为R4'＝10 Ω。下列说法正确的是(　　)
A.第一次， N点的电势低于M点的电势
B.第二次，电阻箱两端的电压为4.5 V
C.电阻箱的阻值改变的过程中，通过电阻R5的电荷量为2.25 C
D.电阻箱的阻值改变前后，电路消耗的电功率之比为11∶14
解析：选C。当电阻箱的阻值为R4＝2 Ω时，电阻R2两端的电压为U2＝E＝8 V，电阻R3两端的电压为U3＝E＝9 V，M点的电势低于N点的电势，故A错误；当电阻箱的阻值为R4'＝10 Ω时，电阻箱两端的电压为U4'＝E＝7.5 V，故B错误；当电阻箱的阻值为R4＝2 Ω时，M点的电势低于N点的电势，电容器下极板带正电，带电荷量为Q1＝C(U3－U2)＝0.5 C；当电阻箱的阻值为R4'＝10 Ω时，电阻R3两端的电压为U3'＝E＝4.5 V，M点的电势高于N点的电势，电容器下极板带负电，带电荷量为Q2＝C(U2－U3')＝1.75 C，电阻箱的阻值改变的过程中，通过电阻R5的电荷量为ΔQ＝Q1＋Q2＝2.25 C，故C正确；电阻箱的阻值改变前，电路消耗的电功率为P1＝＋＝42 W，电阻箱的阻值改变后，电路消耗的电功率为P2＝＋＝33 W，电阻箱的阻值改变前后，电路消耗的电功率之比为 ＝，故D错误。
10.在如图所示的电路中，R0是定值电阻，R1、R2是滑动变阻器，D为理想二极管。电源的电动势为E，内阻为r，接通开关S，质量为m的带电油滴恰能静止在水平放置的两金属板间。若只改变其中的一个条件，下列说法正确的是(　　)
A.将R1的滑片向右移动，油滴将向下运动
B.将R2的滑片向右移动，油滴将向下运动
C.断开开关S，将有电子自下而上通过理想二极管D
D.增大电容器两极板间的距离，油滴将加速向上运动
解析：选C。将R1的滑片向右移动，阻值减小，则电路总电阻减小，总电流变大，R0电压变大，即两板间电压变大，场强变大，向上的电场力变大，则油滴将向上运动，A错误；将R2的滑片向右移动，金属板两板间电压不变，场强不变，油滴仍静止，B错误；断开开关S，电容器放电，电流方向从上往下通过二极管D，则将有电子自下而上通过理想二极管D，C正确；增大电容器两极板间的距离，两板间电压不变，则场强减小，油滴所受向上的电场力减小，则将加速向下运动，D错误。
11.(生产生活融通题)某同学自制电子秤的原理示意图如图所示。托盘与金属弹簧相连，滑动变阻器R的滑动端与弹簧上端连接。当托盘中没有放物体时，滑片恰好指在变阻器的最上端，此时电压表示数为0。设变阻器总电阻为R，总长度为l，电源电动势为E，内阻为r，限流电阻阻值为R0，弹簧劲度系数为k，重力加速度为g。忽略弹簧的电阻、托盘与弹簧的质量及一切阻力，电压表示数未超过量程。下列说法正确的是(　　)
A.该电子秤能够称量的物体最大质量为
B.电压表的示数能够达到的最大值为E
C.电压表示数为U时，物体的质量为
D.电压表示数为U时，物体的质量为
解析：选C。当指针指到R的最下端时所称物体的质量最大，则mg＝kl，解得该电子秤能够称量的物体最大质量为m＝，A错误；当指针指到R的最下端时电压表的示数能够达到最大值，则Um＝，B错误；电压表示数为U时，设指针到R最上端的电阻为R1，则R1＝＝＝，弹簧压缩量x＝l，则m'g＝kx，解得物体的质量为m'＝，C正确，D错误。
12.在如图所示的电路中，定值电阻R大于电源内阻r。现闭合开关S，将滑动变阻器的滑片向上滑动，电表A、V1、V2、V3都为理想电表，测得电压表V3示数变化量的绝对值为ΔU3，电流表A示数变化量的绝对值为ΔI，则下列说法正确的是(　　)
A.电流表A的示数减小，电压表V1的示数增大，电压表V2的示数增大
B.ΔU3与ΔI的比值变大
C.电源的输出功率一定减小
D.滑动变阻器的功率一定增大
解析：选C。分析电路可知，当开关S闭合，滑动变阻器与定值电阻R串联后接在电源两端；将滑动变阻器的滑片向上滑动，滑动变阻器接入电路的电阻增大，电路总电阻增大，电路电流减小，电流表A的示数减小，定值电阻两端电压减小，则电压表V1的示数减小，而理想电压表V2测量电源的路端电压，根据闭合电路欧姆定律U2＝E－Ir可知，电源路端电压增大，则理想电压表的示数V2增大，故A错误；理想电压表V3测量滑动变阻器两端的电压，根据闭合电路欧姆定律可得U3＝E－I(R＋r)，滑动变阻器滑动后，有U3'＝E－I'(R＋r)，两式相减，所以ΔU3与ΔI的比值为＝R＋r，则比值保持不变，故B错误；电源的输出功率与外电阻变化的图像如下，
由题知定值电阻R的阻值大于电源内阻r的阻值，将滑动变阻器的滑片向上滑动，滑动变阻器接入电路的电阻增大，则电路的外电阻比内阻大，即电源的输出功率减小，故C正确；将定值电阻等效为电源内阻，当滑动变阻器电阻与等效内阻相等时，滑动变阻器的功率最大，由于从题干中无法得知滑动变阻器电阻与等效内阻的关系，所以无法分析滑动变阻器功率的变化，故D错误。[课时通关精练(二十六)]　闭合电路的欧姆定律
(选择题每题5分，非选择题每题10分，建议用时：40分钟)
1.图甲为某电源的U-I图线，图乙为某小灯泡的U-I图线，则下列说法正确的是(　　)
A.电源的内阻为5 Ω
B.电源电动势为1 V
C.把电源和小灯泡组成闭合回路，小灯泡的功率约为0.6 W
D.把电源和小灯泡组成闭合回路，电路的总功率约为0.9 W
解析：选D。根据闭合电路欧姆定律可得U＝E－Ir，可得题图甲中图像与纵轴的交点表示电动势，图像斜率的绝对值表示内阻，则有E＝1.5 V，r＝ Ω＝ Ω，故A、B错误； 把电源和小灯泡组成闭合回路，在题图乙中作该电源对应的U-I图像，如图所示，
两U-I图线的交点即小灯泡的电压、电流，则有U＝0.5 V，I＝0.6 A，则小灯泡的功率为P＝UI＝0.5×0.6 W＝0.3 W，电路中的总功率为P总＝EI＝1.5×0.6 W＝0.9 W，故C错误，D正确。
2.某实验小组先采用如图所示电路测量时，在较大范围内调节滑动变阻器阻值，发现电压表示数虽然有变化，但变化不明显，主要原因是(　　)
A.滑动变阻器与电路接触处断路
B.电流表阻值太小
C.滑动变阻器的阻值太小
D.电池内阻太小
答案：选D。
3.如图所示电路中，直流电源电动势为E、内阻r＝R，定值电阻R1＝R，可变电阻R2的阻值范围为0～2R。闭合开关S，改变可变电阻R2接入电路的阻值，则R2的最大电功率为(　　)
A.
B.
C.
D.
解析：选D。R1和电源并联后可视为一个“等效电源”，新电源的电动势E'＝，内阻r'＝＝，此时R2的电功率就是新电源的输出功率，当外电阻等于电源内阻时电源的输出功率最大，可知当R2＝r'＝时，R2的电功率最大，其最大功率为Pmax＝·＝，故D正确。
4.如图甲所示的电路中，定值电阻R＝60 Ω，电源电动势E＝100 V、内阻r＝10 Ω。如图乙所示，曲线为灯泡L的伏安特性曲线，直线为电源的路端电压与电流的关系图线。下列说法正确的是(　　)
A.开关S断开时，电源的效率为60％
B.开关S闭合后，电源的总功率会变大
C.开关S闭合后，灯泡变亮
D.开关S断开时，灯泡消耗的功率为200 W
解析：选B。曲线为灯泡L的伏安特性曲线，直线为电源的路端电压与电流的关系图线，两图线的交点表示灯泡接在电源上时的工作状态，则开关S断开时，电源的效率为η＝＝×100％＝40％，故A错误；开关S断开时，结合上述可知，灯泡消耗的功率为P＝U1I1＝40×6.0 W＝240 W，故D错误；开关S闭合后，外电路电阻减小，干路电流增大，则电源的总功率EI会变大，故B正确；结合上述，开关S闭合后，干路电流增大，根据U＝E－Ir可知，路端电压减小即灯泡两端电压减小，根据图乙可知，通过灯泡的电流减小，即灯泡消耗的功率减小，则灯泡变暗，故C错误。
5.(2025·扬州模拟)如图所示，电源电动势为E，内电阻为r。两电压表可看作是理想电表，当闭合开关，将滑动变阻器的滑片由右端向左滑动时，下列说法中正确的是(　　)
A.小灯泡L1变亮
B.小灯泡L2变暗
C.V1表的读数变大
D.V2表的读数变大
解析：选D。将滑动变阻器的滑片由右端向左滑动时，变阻器接入电路的电阻变小，滑动变阻器与灯泡L1并联的电阻变小，外电路总电阻减小，干路电流增大，电源的内电压增大，路端电压减小，则V1表的读数变小，C错误；由欧姆定律可知，干路电流增大，灯泡L2变亮，电压表V2读数变大，B错误，D正确；由闭合电路欧姆定律灯泡L1的电压U1＝E－I(r＋RL2)，其中I增大，则U1减小，灯泡L1变暗，A错误。
6.如图所示，当开关S闭合后，若将滑动变阻器的滑片P向下移动，下列说法正确的是(　　)
A.灯L变亮，电压表示数减小
B.灯L变暗，电流表的示数增大
C.灯L变暗，电容器两极板上电荷量增加
D.灯L变亮，电容器两极板间的电压增大
解析：选A。若将滑动变阻器的滑片P向下移动，则滑动变阻器接入电路的电阻变小，根据闭合电路欧姆定律I＝可知流过电源的电流变大，电流表示数变大，流过灯L的电流变大，则灯L变亮，根据U＝E－Ir可知路端电压变小，即电压表示数减小，故A正确，B错误；电容器两极板的电压U'＝E－I(r＋RL)，可知电容器两极板间的电压减小，根据Q＝CU'，可知电容器两极板上电荷量减少，故C、D错误。
7.(2025·宿迁模拟)小明为自己家的宠物设计了一款补水提示器，其部分工作原理如图所示，R0为定值电阻。下列分析正确的是(　　)
A.水量增加时，滑动变阻器的滑片向上移动
B.如果选择电压表，电表示数变小反映水量减少
C.如果选择电流表，电表示数变大反映水量减少
D.如果选择电流表，R0可以在水太少时保护电路
解析：选B。当水量增加时，弹簧压缩量增大，滑片下移，故A错误；若电表为电压表，电压表测的为滑动变阻器滑片以上部分电阻对应的电压值，示数变小，说明滑片上移，水量减少，故B正确；若电表为电流表，滑动变阻器滑片以上部分电阻被短路，滑片以下部分电阻与R0串联，若示数变大，则滑动变阻器滑片下移，水量增多，故C错误；若选择电流表，在水太少时体现不出R0的作用，但在水太多时，变阻器接入电路的阻值就会很小，电路中的电流太大，如果没有R0可能会烧坏电源和电流表，所以R0是在水太多时保护电路，故D错误。
8.在图甲的电路中，电源内阻不计。调节R1的阻值，得到各组电压表和电流表数据，作出的U-I图像如图乙中AB所示，则表示R1阻值的是(　　)
A.AB的斜率 B.仅a的斜率
C.仅b的斜率 D.a或b的斜率
解析：选D。根据闭合电路欧姆定律可得U＋IR2＝E，解得U＝E－IR2，即AB的斜率代表R2的阻值，故A错误；a的斜率表示通过R1的电流为0.1 A时，R1的有效电阻，b的斜率表示通过R1的电流为0.3 A时，R1的有效电阻，故B、C错误，D正确。
9.如图所示，电源电动势E＝12 V，内阻不计，定值电阻R1＝2 Ω，R2＝4 Ω，R3＝6 Ω。M点和N点之间接有定值电阻R5和水平放置的理想平行板电容器，电容器的电容C＝0.5 F。第一次将电阻箱的阻值调为R4＝2 Ω，第二次将电阻箱的阻值调为R4'＝10 Ω。下列说法正确的是(　　)
A.第一次， N点的电势低于M点的电势
B.第二次，电阻箱两端的电压为4.5 V
C.电阻箱的阻值改变的过程中，通过电阻R5的电荷量为2.25 C
D.电阻箱的阻值改变前后，电路消耗的电功率之比为11∶14
解析：选C。当电阻箱的阻值为R4＝2 Ω时，电阻R2两端的电压为U2＝E＝8 V，电阻R3两端的电压为U3＝E＝9 V，M点的电势低于N点的电势，故A错误；当电阻箱的阻值为R4'＝10 Ω时，电阻箱两端的电压为U4'＝E＝7.5 V，故B错误；当电阻箱的阻值为R4＝2 Ω时，M点的电势低于N点的电势，电容器下极板带正电，带电荷量为Q1＝C(U3－U2)＝0.5 C；当电阻箱的阻值为R4'＝10 Ω时，电阻R3两端的电压为U3'＝E＝4.5 V，M点的电势高于N点的电势，电容器下极板带负电，带电荷量为Q2＝C(U2－U3')＝1.75 C，电阻箱的阻值改变的过程中，通过电阻R5的电荷量为ΔQ＝Q1＋Q2＝2.25 C，故C正确；电阻箱的阻值改变前，电路消耗的电功率为P1＝＋＝42 W，电阻箱的阻值改变后，电路消耗的电功率为P2＝＋＝33 W，电阻箱的阻值改变前后，电路消耗的电功率之比为 ＝，故D错误。
10.在如图所示的电路中，R0是定值电阻，R1、R2是滑动变阻器，D为理想二极管。电源的电动势为E，内阻为r，接通开关S，质量为m的带电油滴恰能静止在水平放置的两金属板间。若只改变其中的一个条件，下列说法正确的是(　　)
A.将R1的滑片向右移动，油滴将向下运动
B.将R2的滑片向右移动，油滴将向下运动
C.断开开关S，将有电子自下而上通过理想二极管D
D.增大电容器两极板间的距离，油滴将加速向上运动
解析：选C。将R1的滑片向右移动，阻值减小，则电路总电阻减小，总电流变大，R0电压变大，即两板间电压变大，场强变大，向上的电场力变大，则油滴将向上运动，A错误；将R2的滑片向右移动，金属板两板间电压不变，场强不变，油滴仍静止，B错误；断开开关S，电容器放电，电流方向从上往下通过二极管D，则将有电子自下而上通过理想二极管D，C正确；增大电容器两极板间的距离，两板间电压不变，则场强减小，油滴所受向上的电场力减小，则将加速向下运动，D错误。
11.(生产生活融通题)某同学自制电子秤的原理示意图如图所示。托盘与金属弹簧相连，滑动变阻器R的滑动端与弹簧上端连接。当托盘中没有放物体时，滑片恰好指在变阻器的最上端，此时电压表示数为0。设变阻器总电阻为R，总长度为l，电源电动势为E，内阻为r，限流电阻阻值为R0，弹簧劲度系数为k，重力加速度为g。忽略弹簧的电阻、托盘与弹簧的质量及一切阻力，电压表示数未超过量程。下列说法正确的是(　　)
A.该电子秤能够称量的物体最大质量为
B.电压表的示数能够达到的最大值为E
C.电压表示数为U时，物体的质量为
D.电压表示数为U时，物体的质量为
解析：选C。当指针指到R的最下端时所称物体的质量最大，则mg＝kl，解得该电子秤能够称量的物体最大质量为m＝，A错误；当指针指到R的最下端时电压表的示数能够达到最大值，则Um＝，B错误；电压表示数为U时，设指针到R最上端的电阻为R1，则R1＝＝＝，弹簧压缩量x＝l，则m'g＝kx，解得物体的质量为m'＝，C正确，D错误。
12.在如图所示的电路中，定值电阻R大于电源内阻r。现闭合开关S，将滑动变阻器的滑片向上滑动，电表A、V1、V2、V3都为理想电表，测得电压表V3示数变化量的绝对值为ΔU3，电流表A示数变化量的绝对值为ΔI，则下列说法正确的是(　　)
A.电流表A的示数减小，电压表V1的示数增大，电压表V2的示数增大
B.ΔU3与ΔI的比值变大
C.电源的输出功率一定减小
D.滑动变阻器的功率一定增大
解析：选C。分析电路可知，当开关S闭合，滑动变阻器与定值电阻R串联后接在电源两端；将滑动变阻器的滑片向上滑动，滑动变阻器接入电路的电阻增大，电路总电阻增大，电路电流减小，电流表A的示数减小，定值电阻两端电压减小，则电压表V1的示数减小，而理想电压表V2测量电源的路端电压，根据闭合电路欧姆定律U2＝E－Ir可知，电源路端电压增大，则理想电压表的示数V2增大，故A错误；理想电压表V3测量滑动变阻器两端的电压，根据闭合电路欧姆定律可得U3＝E－I(R＋r)，滑动变阻器滑动后，有U3'＝E－I'(R＋r)，两式相减，所以ΔU3与ΔI的比值为＝R＋r，则比值保持不变，故B错误；电源的输出功率与外电阻变化的图像如下，
由题知定值电阻R的阻值大于电源内阻r的阻值，将滑动变阻器的滑片向上滑动，滑动变阻器接入电路的电阻增大，则电路的外电阻比内阻大，即电源的输出功率减小，故C正确；将定值电阻等效为电源内阻，当滑动变阻器电阻与等效内阻相等时，滑动变阻器的功率最大，由于从题干中无法得知滑动变阻器电阻与等效内阻的关系，所以无法分析滑动变阻器功率的变化，故D错误。

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