第2讲 电路闭合电路欧姆定律
第二讲 闭合电路欧姆定律(解析版)
第二讲 闭合电路欧姆定律一、闭合电路欧姆定律1．公式⎩⎪⎨⎪⎧I ＝E R ＋r 只适用于纯电阻电路E ＝U 外＋U 内适用于任何电路2．路端电压U 与电流I 的关系 （1）关系式：U ＝E －Ir ． （2）U －I 图象如图所示．①当电路断路即I ＝0时，纵坐标的截距为电源电动势． ②当外电路电压为U ＝0时，横坐标的截距为短路电流． ③图线的斜率的绝对值为电源的内阻． 二、电路动态变化的分析1．电路动态分析类问题是指由于断开或闭合开关、滑动变阻器滑片的滑动等造成电路结构发生了变化，一处变化又引起了一系列的变化．2．电路动态分析的方法（1）程序法：电路结构的变化→R 的变化→R 总的变化→I 总的变化→U 端的变化→固定支路⎩⎪⎨⎪⎧并联分流I串联分压U →变化支路． （2）极限法：即因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题，可将滑动变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论．（3）判定总电阻变化情况的规律①当外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 并与灯泡并联，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．三、电路中的功率及效率问题1．电源的总功率（1）任意电路：P 总＝EI ＝U 外I ＋U 内I ＝P 出＋P 内．（2）纯电阻电路：P 总＝I 2（R ＋r ）＝rR E+2．2．电源内部消耗的功率：P 内＝I 2r ＝U 内I ＝P 总－P 出． 3．电源的输出功率（1）任意电路：P 出＝UI ＝EI －I 2r ＝P 总－P 内．（2）纯电阻电路：P 出＝I 2R ＝r Rr R Er R R E 4)(222+-=+ （3）输出功率随R 的变化关系①当R ＝r 时，电源的输出功率最大为rE P M 42=②当R >r 时，随着R 的增大输出功率越来越小． ③当R <r 时，随着R 的增大输出功率越来越大．④当P 出<P m 时，每个输出功率对应两个可能的外电阻R 1和R 2，且R 1R 2＝r 2． ⑤P 出与R 的关系如图所示．4．电源的效率（1）任意电路：η＝总出P P ×100%＝EU×100%．（2）纯电阻电路：η＝rR R+×100% 因此在纯电阻电路中R 越大，η越大；当R ＝r 时，电源有最大输出功率，效率仅为50%． 特别提醒 当电源的输出功率最大时，效率并不是最大，只有50%；当R →∞时，η→100%，但此时P 出→0，无实际意义．【例1】在如图所示的电路中，R 1、R 2均为定值电阻，且R 1=100Ω，R 2阻值未知，R 3是一滑动变阻器，当其滑片从左端滑至右端时，测得电源的路端电压随总电流的变化图线如图所示，其中A 、B 两点是滑片在变阻器的两个不同端点得到的。
高中物理必修三 第四章 第二节 闭合电路的欧姆定律
0.1
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Part 3
课时对点练
基础对点练
考点一 电源的电动势 1.(多选)对于电动势的定义式E＝W的理解，正确的是
q A.E与W成正比 B.E与q成反比
√C.E的大小与W、q无关 √D.W表示非静电力做的功
1.在如图所示的电路中，电源的电动势E＝10 V，内电阻r＝1 Ω， 试求当外电阻分别是3 Ω、4 Ω、9 Ω时所对应的 路端电压.通过数据计算，你发现了怎样的规律？
答案 外电压分别为7.5 V、8 V、9 V.随着外电阻电路欧姆定律写出路端电压U与干路电流I之间的关系式， 并画出U－I图像. 答案 由E＝U＋U内及U内＝Ir得 U＝E－Ir，U－I图像如图所示.
三、研究闭合电路欧姆定律
1.内容：闭合电路中的电流与电源的 电动势成正比，与内__、__外__电__路__的__电__阻__ 之和 成反比. E 2.表达式：I＝ R＋r . 3.另外两种表达形式：(1)E＝U外＋ U内 ； (2)E＝IR＋ Ir .
四、路端电压与负载的关系
1.路端电压的表达式：U＝ E－Ir .
例4 (多选)如图所示为某一电源的U－I图线，由图可知
√A.电源电动势为2 V
B.电源内电阻为13 Ω C.电源短路时电流为6 A
√D.电路路端电压为1 V时，电路中电流为5 A
在电源的U－I图线中，纵轴截距表示电源电动势， A正确； 横轴截距表示短路电流，C错误； U－I 图线斜率的绝对值表示电源的内电阻，则 r＝2－60.8 Ω＝0.2 Ω， B 错误；
二、电动势
1.非静电力：电源提供的把正电荷由负极搬运到正极的力. 2.电源：通过非静电力做功，把其他形式的能转化为电能的装置. 3.电动势： (1)概念：电动势是描述电源将其他形式的能转化为 电能 的本领的物理量.
高中物理【闭合电路欧姆定律】知识点、规律总结
一、电源的电动势和内阻 1．电动势 (1)电源：电源是通过非静电力做功把_其__他__形__式___的能转化成__电__能__的装置． (2)电动势：非静电力搬运电荷所做的功与搬运的电荷量的比值，E＝Wq . (3)电动势的物理含义：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．内阻：电源内部导体的电阻．
电源 U-I 图象
电阻 U-I 图象
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
表示外电阻的大小，不同点对应 每 一 点 对 应 的 比 值 均 等
的 U、I 比值
的外电阻大小不同
大，表示此电阻的大小
图线斜率的绝对值等于内电阻 r
图线的斜率的大小
的大小(注意坐标数值是否从零
即：
U串↓
U并↑
I串↓ ←R↑→I并↑
P串↓
P并↑
(3)极限法 因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑片分别滑至两个极端，让 电阻最大或电阻为零去讨论．
第 1 维度：常规电路的动态分析 (1) 当外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．
第 3 维度：含热敏电阻、光敏电阻等的动态电路 电路中有光敏电阻、热敏电阻且阻值发生变化时，电路中各个部分的电流、电压和 功率都会随之发生变化．对含有敏感元件的电路，弄清楚敏感元件的特性是解题的关键．
考点二 闭合电路的功率及效率问题
2025年高三一轮复习物理课件第十章电路及其应用电能第2讲闭合电路欧姆定律
第2讲
闭合电路欧姆定律
角度 3 功率的 P-I 图像分析
电源的三种功率及其图像(只讨论纯电阻电路)
电源的总
功率
电源的输
出功率
电源内部
消耗的功
率
14
第2讲
闭合电路欧姆定律
15
在同一 P-I 坐标系中,分别画出了某闭合电路中,直流电源的总功率 PE、电源内部
2
E=I 总 r+U1+U3,即 E=1.5 A×r+2 V+2 V;当电流表示数为 0.2 A 时,R1 两端的电压 U1'=
1 '
I1'R1=0.2×4 V=0.8 V,回路的总电流 I 总'=I1'+ =0.6 A,由闭合电路欧姆定律得 E=I 总'r
2
+U1'+U3',即 E=0.6 A×r+0.8 V+5 V,联立解得 E=7.0 V,r=2.0 Ω。
不是最大值,A 项错误;当 I=3.0 A 时,电源的供电效率 η= ×100%=0,B 项错误;当 I=
3.0 A 时,PR=0,说明外电路短路,根据 PE=EI 知电源的电动势 E=3.0 V,内阻 r= =1.0 Ω,
C 项正确,D 项错误。
第2讲
闭合电路欧姆定律
名称
两个 U-I 图像及各要素的物理意义
确定电流表量程选取的是 0~0.6 A,电压表量程选取的是 0~15 V,所以第 2 次电流表的
1
1
3
3
示数为 ×0.6 A=0.2 A,电压表的示数为 ×15 V=5 V。当电流表示数为 0.5 A 时,R1 两端
闭合电路欧姆定律
三、路端电压跟负载旳关系
s
路端电压：U E Ir A R
R为负载：能够变化。
EVr
R增大
I减小 动态变化
内电压U内=Ir减小 外电压U外=E-Ir增大
外电压减小
内电压增大
R减小 I增大
11
例1：如图所示电路，当滑动变阻器 旳滑片P向上移动时，判断电路中旳 电压表、电流表旳示数怎样变化?已 知各电表都为理想电表。
19
五、电源旳外特征曲线(U-I图象)
（1）图象旳函数体现：U E Ir
（2）图象旳物理意义：
①在纵轴上旳截距表达电
源旳电动势E。
②在横轴上旳截距表达电 源旳短路电流：I短=E/r。 ③图象斜率旳绝对值表达 电源旳内阻，内阻越大， 图线倾斜得越厉害。
E
B U E Ir
A
α E/r
rA＞rB 20
内电路与外电路中 旳总电流是相同旳。
+-
+
3
3、电路中旳电势变化情况
(1)在外电路中，沿电流方向电势降 低。
a
+-
d
c
b
(2)在内电路中，一方面，
存在内阻，沿电流方向电势降低；另一
方面，沿电流方向存在电势“跃升”。
4
思索与讨论：
1、若外电路中旳用电器都是纯电阻R，在时
间t内外电路中有多少电能转化为内能？
(2)第一种情况下旳电源旳 总功率，电源旳输出功率， 以及电源旳热功率和电源 旳效率？
18
2、如图R为电阻箱，V为理想电压表，当电 阻箱读数为R1=2Ω时，电压表读数为U1=4V ；当电阻箱读数为R2=5Ω时，电压表读数 为U2=5V，求： (1)电源旳电动势E和内阻r？ (2)当电阻箱R读数为多 少时，电源旳输出功率最 大?最大值Pm为多少?
2025高考物理总复习闭合电路的欧姆定律
第2讲 闭合电路的欧姆定律
命题点1 闭合电路的有关计算 1. [江苏高考]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 )
A. 1 Ω
B. 2 Ω
C. 3 Ω
D. 4 Ω
[解析] 当断开S时，电压表的读数等于电源的电动势，即E＝3 V；当闭合S时，有
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第2讲 闭合电路的欧姆定律
方法点拨 动态分析常用方法
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.
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第2讲 闭合电路的欧姆定律
2. 结论法：“串反并同”，应用条件为电源内阻不为零. (1)所谓“串反”，即某一电阻的阻值增大时，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”，即某一电阻的阻值增大时，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 因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个 极端，让接入电路中的电阻最大或为零，然后进行讨论.
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第2讲 闭合电路的欧姆定律
[解析] 由题意知，当环境中一氧化碳气体达到一定浓度时，R增大，电路中总电阻 增大，则总电流I减小，内电路电压减小，根据闭合电路欧姆定律知U3＝E－Ir、U2 ＝E－I(r＋R3)、U1＝E－I(r＋R3＋R2)，则电压表V1、V2、V3的示数均增大，选项C 正确，A错误；总电流I减小，即电流表A2的示数减小，又电压表V1的示数增大，则 通过滑动变阻器的电流增大，故通过电阻R的电流减小，则电流表A1的示数减小， 选项D正确，B错误.
2024年高考物理总复习第一部分知识点梳理第九章第2讲闭合电路的欧姆定律
第2讲闭合电路的欧姆定律整合教材·夯实必备知识一、电源电动势和内阻(必修三第十二章第2节)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(必修三第十二章第2节)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=ER+r提醒:只适用于纯电阻电路。
3.其他表达形式E=U+U内或E=U外+Ir。
外提醒: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=EI0。
三、闭合电路的功率及效率问题(必修三第十二章第2节)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)=E 2R+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=E 2R(R+r)2。
4.电源的效率(1)任意电路:η=P出P总×100%=UE×100%。
(2)纯电阻电路:η=RR+r×100%。
【质疑辨析】角度1 电动势和闭合电路欧姆定律(1)电动势的大小反映了电源把电能转化为其他形式的能的本领强弱。
(×)(2)电动势就是电源的路端电压。
(×)(3)电源的重要参数是电动势和内阻。
电动势由电源中非静电力的特性决定,与电源的体积无关,与外电路无关。
(√)(4)在电源电动势及内阻恒定的闭合电路中,外电阻越大,路端电压越大。
(√)角度2电路中的功率(5)外电阻越大,电源的输出功率越大。
闭合电路的欧姆定律
闭合电路动态分析
在如图所示的电路中，将开关S由 断开变为闭合后，分析流经各个 电阻的电流及它们两端电压的变 化。电源的电动势及内阻不变。
R1
S
R2 R3
E r R4
闭合电路动态分析
A
R
R
在如图所示的电路中，将电阻R0 的滑片向下滑，分析电压表与电
V
R0
流表示数的变化。电源的电动势
及内阻不变。
R
R
外电阻越大，电流越小，外电压越大； 效率越大。
输出功率最大时：
当R
r时，I
E 2r
，U
E 2
，P出
E2 4r
；
50%
常见几种功率的分析
当滑动变阻器的滑片P左右滑动 时，分析电源输出功率，R1的 功率，R2的功率的变化。
R1
R2 P
Er
1、定值电阻功率最大的条件： P=I2R 通过定值电阻的电流最大
当R 时，P出 0；断路
当R
r时，P出
E2 4r
；输出功率最大
三个关系的区别与联系
P出 EI I 2r
所有电路
P出
E r
U
1U 2 r
所有电路
P出
E2 (R r)2
4r
R
纯电阻电路
在纯电阻电路中，三个特殊状态的联系：
当R
0时，I
E r
，U
0，P出
0；
短路
当R 时，I 0，U E，P出 0； 断路
3、规律： 当U 0时，P出 0； 短路
当U E时，P出 0； 断路
当U
E 2
时，P出
E2 4r
；输出功率最大
三、输出功率与电阻关系 P出 — R
第七章 第2讲 闭合电路欧姆定律
[考试标准]一、串联电路和并联电路1．电路的串、并联二、闭合电路的欧姆定律 1．公式 (1)I ＝ER ＋r(只适用于纯电阻电路)． (2)E ＝U 外＋Ir (适用于所有电路)． 2．路端电压与外电阻的关系 (1)一般情况：U ＝IR ＝ER ＋r ·R .(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＝Er，U ＝0.1．电阻R 1与R 2并联在电路中，通过R 1与R 2的电流之比为1∶2，则当R 1与R 2串联后接入电路中时，R 1与R 2两端电压之比U 1∶U 2为( ) A ．1∶2 B ．2∶1C ．1∶4D ．4∶1答案 B2．(2016·金华十校调研)有两个相同的电流表，允许通过的最大电流(满偏电流)为I g ＝1 mA ，表头电阻R g ＝30 Ω，若改装成一个量程为3 V 的电压表和一个量程为0.6 A 的电流表应分别( )A ．串联一个2 990 Ω的电阻和并联一个0.15 Ω的电阻B ．并联一个2 990 Ω的电阻和串联一个0.15 Ω的电阻C ．串联一个2 970 Ω的电阻和并联一个0.05 Ω的电阻D ．并联一个2 970 Ω的电阻和串联一个0.05 Ω的电阻 答案 C3．(2015·浙江9月学考测试·8)如图1所示，一个电阻R 和一个灯泡L 串联接在电压恒为U 的电源上，电路中的电流为I .电阻两端的电压为U 1，电功率为P 1；灯泡两端的电压为U 2，电功率为P 2，则下列关系式正确的是( )图1A ．P 1＝UIB ．P 2＝U 2RC ．U 2＝U －IRD ．U 1＝U －IR答案 C4．如图2所示，当开关S 闭合时，灯L 1、L 2均不亮．某同学用一根导线检查电路，将导线接在L 1两端时，发现L 2发光，由此可判断故障的可能原因是( )图2A ．灯L 1短路B ．灯L 1断路C ．灯L 2短路D ．灯L 2断路答案 B5．一块太阳能电池板， 测得其开路电压为1 000 mV ，短路电流为50 mA.若该电池板与电阻值为30 Ω的电阻组成闭合回路，电池板的路端电压是( ) A ．400 mV B ．600 mVC ．500 mVD ．300 mV答案 B6．如图3所示，把两个电源的U －I 关系图线画在同一坐标系中，由图象可得出的正确结论是( )图3A ．E 1＝E 2，内电阻r 1＞r 2B ．E 1＝E 2，发生短路时I 1＞I 2C ．E 1＜E 2，内电阻r 1＞r 2D ．E 1＜E 2，发生短路时I 1＞I 2 答案 B命题点一 电路的动态分析例1 如图4，E 为内阻不能忽略的电池，R 1、R 2、R 3为定值电阻，S 0、S 为开关，与分别为理想电压表与理想电流表．初始时S 0与S 均闭合，现将S 断开，则( )图4A.的读数变大，的读数变小B.的读数变大，的读数变大C.的读数变小，的读数变小D.的读数变小，的读数变大解析 S 断开，外电阻变大，总电流减小，故路端电压U ＝E －Ir 增大，电压表的读数变大．R 1两端电压减小，则R 3两端的电压增大，电流表的读数变大． 答案 B电路动态分析的两种方法1．程序法：电路结构的变化→R 的变化→R总的变化→I总的变化→U端的变化→固定支路⎩⎪⎨⎪⎧并联分流I 串联分压U →支路的变化. 2．极限法：即因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题，可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端去讨论．题组阶梯突破1．在如图5所示的电路中，电源的内阻不能忽略，当电路中接入的电灯数目增多时，下列说法正确的是()图5A．外电路的总电阻逐渐变大，电灯两端的电压逐渐变小B．外电路的总电阻逐渐变大，电灯两端的电压逐渐变大C．外电路的总电阻逐渐变小，电灯两端的电压逐渐变大D．外电路的总电阻逐渐变小，电灯两端的电压逐渐变小答案 D2．(多选)如图6所示是一种油箱内油面高度检测装置的示意图．图中油量表由电流表改装而成，金属杠杆的一端接浮标，另一端触点O接滑动变阻器R.当油箱内油面下降时，下列分析正确的是()图6A．触点O向下滑动B．触点O向上滑动C．电路中的电流增大了D．电路中的电流减小了答案BD解析当油面下降时，浮标位置降低，在杠杆作用下，滑动变阻器的触点O向上移动，滑动变阻器连入电路的阻值变大，根据I＝UR＋r可知电路中的电流变小，电流表示数变小，即油量表指针偏转较小．选项A、C错误，B、D正确．3．如图7所示的电路中，调节滑动变阻器，电压表的读数由6 V变为5 V，电流表读数的变化量为0.5 A，则下列说法中正确的是()图7A．电流表的读数变小了，电源的内阻为10 ΩB．电流表的读数变大了，电源的内阻为20 ΩC．电流表的读数变大了，电源的内阻为2 ΩD．不知道电流表的具体读数，无法计算电源的内阻答案 C解析电压表测量的是路端电压，根据题目信息，电压表读数减小，则内电压增大，内电压U内＝Ir，电源的内电阻不变，所以电路总电流增大，由闭合电路欧姆定律知，路端电压的减少量等于内电压的增加量，所以ΔU＝ΔI·r，代入数据得，电源的内阻r＝2 Ω，选项C正确．4．在如图8所示的电路中，电源内阻不可忽略，在调节可变电阻R的阻值过程中，发现理想电压表的示数减小，则()图8A．R的阻值变大B．路端电压不变C．干路电流减小D．路端电压和干路电流的比值减小答案 D5．(2016·宁波模拟)如图9所示电路中，L1、L2为两只相同的灯泡，R为光敏电阻(随光照的增强电阻减小)，当光照强度逐渐增强的过程中，下列判断正确的是()图9A．L1、L2两灯均逐渐变暗B．L1灯逐渐变暗，L2灯逐渐变亮C．电源内电路消耗功率逐渐减小D．光敏电阻R和灯泡L1消耗的总功率逐渐增大答案 B解析当光照增强时，光敏电阻R的阻值减小，电路的总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可得，电路中总电流增大，则L 2灯逐渐变亮．由U ＝E －Ir 可知，路端电压减小，L 2灯的电压增大，则L 1灯两端的电压减小，故L 1灯逐渐变暗，故A 错误，B 正确；总电流增大，由P ＝I 2r 知电源内电路消耗功率逐渐增大，故C 错误；将L 2灯看成电源内电路的一部分，光敏电阻R 和灯泡L 1消耗的总功率是等效电源的输出功率，由于等效电源的内阻大于外电阻，所以当光敏电阻的阻值减小，即外电阻减小时，等效电源的内外电阻差加大，输出功率减小，则光敏电阻R 和灯泡L 1消耗的总功率逐渐减小，故D 错误．命题点二 电路中的功率及效率问题例2 如图10所示，已知电源电动势为6 V ，内阻为1 Ω，保护电阻R 0＝0.5 Ω，求：当电阻箱R 读数为多少时，电阻箱消耗的电功率最大，并求这个最大值．图10解析 把保护电阻看成电源内电路的一部分，令r 0＝R 0＋r ，则电阻箱消耗的电功率为：P ＝(E r 0＋R )2·R ＝E 2(R －r 0)2R ＋4r 0，故当R ＝r 0，即R ＝r ＋R 0＝(1＋0.5)Ω＝1.5 Ω时，P max ＝E 24(r ＋R 0)＝624×1.5W ＝6 W. 答案 1.5 Ω 6 W对闭合电路功率的两点认识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＝I 2(R ＋r )＝E 2R ＋r.2．电源内部消耗的功率 P 内＝I 2r ＝IU 内＝P 总－P 出． 3．电源的输出功率(1)任意电路：P 出＝IU ＝IE －I 2r ＝P 总－P 内． (2)纯电阻电路：P 出＝I 2R ＝E 2R (R ＋r )2＝E 2(R －r )2R＋4r .(3)纯电阻电路中输出功率随R 的变化关系 ①当R ＝r 时，电源的输出功率最大为P m ＝E 24r .②当R >r 时，随着R 的增大输出功率越来越小． ③当R <r 时，随着R 的增大输出功率越来越大． 题组阶梯突破6．(多选)如图11，电源的电动势为E ，内阻为r ，外电路电阻为R ，当R 增加时，下列哪些量一定是增加的( )图11A ．路端电压B ．干路电流C ．输出功率D ．电源的效率答案 AD解析 当外电阻增大时，根据闭合电路欧姆定律得，电流减小，路端电压U ＝E －Ir ，E 、r 不变，I 减小，U 增大．故A 正确，B 错误；根据数学知识得知，当外电阻与电源的内阻相等时，电源的输出功率最大，由于外电阻与内电阻关系未知，无法判断电源的输出功率的变化情况．故C 错误；电源的效率η＝UI EI ＝UE ，当R 增大时，U 增大，效率一定增大，故D 正确．7．同一电源分别接上12 Ω和3 Ω的电阻时，两电阻消耗的电功率相等，则电源的内阻为( ) A ．1 Ω B ．3 ΩC ．6 ΩD ．18 Ω答案 C解析 设电源的电动势为E ，内阻为r ，根据题意可知：(E 12 Ω＋r )2×12 Ω＝(E 3 Ω＋r )2×3 Ω，解之得r ＝6 Ω，故C 是正确的．8．直流电路如图12所示，在滑动变阻器的滑片P 向右移动时，电源的( )图12A ．总功率一定增大B ．效率一定减小C ．电源内部消耗功率一定减小D ．输出功率一定先增大后减小 答案 C解析 滑片P 向右移动时外电路电阻R 外增大，由闭合电路欧姆定律知总电流减小，由P总＝EI 可得P 总减小，故选项A 错误；根据η＝R 外R 外＋r＝11＋r R 外可知选项B 错误；由P 内＝I 2r 可知，选项C 正确；由P 输－R 外图象，因不知道R 外的初始值与r 的关系，所以无法判断P 输的变化情况，选项D 错误．9．如图13所示，电源电动势E ＝12 V ，内阻r ＝3 Ω，R 0＝1 Ω，直流电动机内阻R 0′＝1 Ω，当滑动变阻器阻值为R 1时可使甲电路输出功率最大，滑动变阻器阻值为R 2时可使乙电路输出功率最大，且此时电动机刚好正常工作(额定输出功率为P 0＝2 W)，则R 1和R 2的值分别为()图13A ．2 Ω，2 ΩB ．2 Ω，1.5 ΩC ．1.5 Ω，1.5 ΩD ．1.5 Ω ,2 Ω答案 B解析 因为题中甲电路是纯电阻电路，当外电阻与电源内阻相等时，电源的输出功率最大，所以R 1＝2 Ω；而乙电路是含电动机电路，欧姆定律不适用，电路的输出功率P ＝IU ＝I (E －Ir )，当I ＝E2r ＝2 A 时，输出功率P 有最大值，此时电动机的输出功率为P 0＝2 W ，发热功率为P 热＝I 2R 0′＝4 W ，所以电动机的输入功率为P 入＝P 0＋P 热＝6 W ，电动机两端的电压为U M ＝P 入I ＝3 V ，电阻R 2两端的电压为U R 2＝E －U M －Ir ＝3 V ，所以R 2＝U R 2I ＝1.5 Ω，选项B正确．命题点三 电源和电阻U －I 图象的比较例3 如图14所示，直线A 是电源的路端电压和电流的关系图线，直线B 、C 分别是电阻R 1、R 2两端的电压与电流的关系图线，若这两个电阻分别接到这个电源上，则( )图14A ．R 1接在电源上时，电源的效率高B ．R 2接在电源上时，电源的效率高C ．R 1接在电源上时，电源的输出功率大D ．电源的输出功率一样大解析 电流I 一样大时，电源的效率η＝P 出P 总＝UI EI ＝UE ，效率与路端电压成正比，R 1接在电源上时路端电压大，效率高，故A 正确，B 错误；由图线的交点读出，R 1接在电源上时U 1＝34U 0，I 1＝14I 0，电源的输出功率P 1＝U 1I 1＝316U 0I 0；R 2接在电源上时U 2＝12U 0，I 2＝12I 0，电源的输出功率P 2＝U 2I 2＝14U 0I 0，故C 、D 均错误．答案 A4利用两种图象解题的基本方法1．电源的U －I 图象：纵轴上的截距等于电源的电动势；图线的斜率的绝对值等于电源的内阻；矩形面积UI 为电源的输出功率．2．同一坐标系中的电源和电阻的U －I 图线：交点即电阻的“工作点”，电阻的电压和电流可求，其他的量也可求． 题组阶梯突破10．(2015·浙江9月学考测试·10)某电源电动势为E ，内阻为r .根据路端电压与电流的关系式U ＝E －Ir ，作出U 与I 的函数图象如图15所示．下列说法正确的是( )图15A ．图线斜率的绝对值表示内阻的大小B ．电源短路的状态对应于图中的P 点C ．电动势越大，P 点位置越接近坐标原点D ．外电路断开的状态对应于图中的Q 点答案 A解析 U －I 图象中，由U ＝E －Ir 知，图线为一条直线，纵截距为电动势，横截距为短路电流，直线的斜率的绝对值等于电源的内阻，故选A.11．如图16所示为某一电源的U －I 图线，由图可知( )图16A ．电源电动势为2 VB ．电源内电阻为13Ω C ．电源短路时电流为6 AD ．电路路端电压为1 V 时，电路中电流为2.5 A答案 A解析 I ＝0时，E ＝2 V ，A 对；r ＝2－0.86 Ω＝0.2 Ω，B 错；I 短＝E r ＝20.2A ＝10 A ，C 错；U ＝1 V 时，I ＝E －U r ＝2－10.2A ＝5 A ，D 错误． 12．(2016·浙江模拟)如图17所示是某直流电路中电压随电流变化的图象，其中a 、b 分别表示路端电压、负载电阻上电压随电流变化的图线，其中U 0、I 0、U 、I 已知，下列说法正确的是( )图17A ．阴影部分的面积UI 表示电源的输出功率，电源的效率为UI U 0I 0×100% B ．电源电动势为U 0，内阻为U IC ．当满足α＝β时，电源的输出功率最大D ．当满足α＞β时，电源的效率大于50%答案 C解析 两条图线的交点为负载电阻与电源相连后的工作状态，交点纵坐标U 为路端电压，横坐标I 为干路电流，由P ＝UI 知，阴影部分的面积为路端电压与干路电流的乘积，即为电源的输出功率．电源的电动势为U 0，电源的效率为η＝UI EI ×100%＝U U 0×100%，故A 错误．根据闭合电路欧姆定律得：U ＝E －Ir ，当I ＝0时，U ＝E ，所以由图知，电源电动势为U 0，内阻为U 0I 0，故B 错误．当满足α＝β时，电源的内、外电阻相等，电源的输出功率最大，故C 正确．当满足α＝β时，此时电源的效率为50%.当满足α＞β时，电源的内阻大于外电阻，电源的效率小于50%，故D 错误．13．如图18，直线A 为某电源的U －I 图线，曲线B 为标识不清的小灯泡L 1的U －I 图线，将L 1与该电源组成闭合电路时，L 1恰好能正常发光．另有一相同材料制成的灯泡L 2，标有“6 V,22 W ”，下列说法中正确的是( )图18A ．电源的内阻为3.125 ΩB ．把灯泡L 1换成L 2，L 2可能正常发光C ．把灯泡L 1换成L 2，电源的输出功率可能相等D ．把灯泡L 1换成L 2，电源的输出功率一定变小答案 C解析 由图读出电源的电动势为E ＝10 V ，图线A 的斜率的绝对值表示电源的内阻，则r ＝10－23.2Ω＝2.5 Ω，故A 错误；灯泡与电源连接时，A 、B 两图线的交点表示灯泡的工作状态，则知其电压U ＝6 V ，I 1＝1.6 A ，则灯泡L 1的额定电压为6 V ，额定功率为P ＝UI 1＝9.6 W. 把灯泡L 1换成“6 V,22 W ”的灯泡L 2，不能正常发光，而由P ＝U 2R 知：灯泡L 2正常工作时的电阻为R 2＝U 2P 2＝6222Ω≈1.64 Ω. 灯泡L 1正常发光时的电阻为R 1＝U I 1＝61.6Ω＝3.75 Ω，则知正常发光时灯泡L 2的电阻更接近电源的内阻，但是这里灯泡并没有达到正常发光，此时L 2的电阻是不确定的；电源的输出功率可能变大，可能相等，也有可能变小，故B 、D 错误，C 正确.(建议时间：40分钟)1．如图1所示，有三个电阻，已知R 1∶R 2∶R 3＝1∶3∶6，则电路工作时，电压U 1∶U 2为( )图1A．1∶6 B．1∶9C．1∶3 D．1∶2答案 D解析由题图可知R2与R3并联再与R1串联，U1为R1两端电压，U2为并联部分电压，由电阻关系知R2＝3R1，R3＝6R1，R2与R3并联总电阻R23＝3R1·6R13R1＋6R1＝2R1，根据串联电路电压分配规律有U1∶U2＝R1∶R23＝1∶2.2．(2016·湖州市联考)将一块内阻为600 Ω，满偏电流为50 μA的电流表G改装成量程为3 V 的电压表，应该()A．串联一个60.0 kΩ的电阻B．并联一个60.0 kΩ的电阻C．串联一个59.4 kΩ的电阻D．并联一个59.4 kΩ的电阻答案 C解析改装电压表需要串联一个分压电阻，选项B、D错误；根据欧姆定律可知：R＋R g＝U I g，解得R＝59.4 kΩ，选项C正确．3．(2016·衢州模拟)太阳能路灯以太阳光为能源，白天太阳能电池板给蓄电池充电，晚上蓄电池给灯源供电，安全节能无污染，已被广泛采用．如图2所示，是某地使用的太阳能路灯和它的电池板铭牌，则该电池板的内阻约为()图2A．7.58 ΩB．6.03 ΩC．6.23 ΩD．7.35 Ω答案 D解析电池板的开路电压等于电池板的电动势，则该电池板的电动势为E＝43 V由图知，短路电流为I短＝5.85 A根据闭合电路欧姆定律得：电池板的内阻r ＝E I 短＝435.85Ω≈7.35 Ω. 4．如图3所示电路，开关S 断开和闭合时电流表示数之比是1∶3，则可知电阻R 1和R 2之比为( )图3A ．1∶3B ．1∶2C ．2∶1D ．3∶1答案 C解析 开关闭合时电路中只有电阻R 2，根据欧姆定律可得：I ＝U R 2，开关断开时电路中两电阻串联，根据欧姆定律可得，I ′＝U R 1＋R 2，则R 1＋R 2R 2＝31，解得：R 1∶R 2＝2∶1.选项C 正确． 5．如图4所示四个相同的灯泡按如图所示连接，闭合开关后，关于四个灯泡的亮度，下列结论中正确的是( )图4A ．L 1灯、L 2灯一样亮，L 3灯次之，L 4灯最暗B ．L 1灯最亮、L 3灯次之，L 2与L 4灯最暗且亮度相同C ．L 1灯最亮、L 2与L 3灯一样亮，L 4灯最暗D ．L 1与L 2灯一样亮，L 3与L 4灯一样亮，但比L 1与L 2灯暗些答案 B解析 电路的连接特点是：L 2灯与L 4灯串联，然后和L 3灯并联，再和L 1灯串联，L 1灯在干路上，通过它的电流最大，L 1灯最亮，L 3灯中的电流大于L 2与L 4灯中的电流，L 3灯较亮，L 2灯与L 4灯最暗且亮度相同，综合以上分析得B 正确，A 、C 、D 错误．6．(多选)电源电动势和内电阻都保持一定，外电路的电阻逐渐减小的过程中，下列说法正确的是( )A ．电源的供电效率一定逐渐减小B ．电源的路端电压一定逐渐减小C ．电源输出功率一定逐渐减小D ．电源内部消耗的功率一定逐渐减小答案 AB解析 当外电阻减小时，根据闭合电路欧姆定律得，干路电流增大，路端电压U ＝E －Ir ，E 、r 不变，I 增大，U 减小．故B 正确．电源的供电效率η＝UI EI ＝R R ＋r ＝11＋r R，当外电阻R 减小时，η一定变小．故A 正确．根据数学知识得知，当外电阻与电源的内阻相等时，电源的输出功率最大，由于外电阻与内电阻关系未知，无法判断电源的输出功率的变化情况．故C 错误．电源内部消耗的功率P ＝I 2r ，电流I 增大，r 不变，则电源内部消耗的功率P 增大．故D 错误．7．如图5所示，直线A 为电源的U －I 图线，直线B 为电阻R 的U －I 图线，用该电源和电阻组成闭合电路时，电源的输出功率和电路的总功率分别是( )图5A ．4 W,8 WB ．2 W,4 WC ．4 W,6 WD ．2 W,3 W答案 C解析 从题图中可知E ＝3 V ，图线A 和图线B 的交点是电源和电阻R 构成电路的工作点．因此P 出＝UI ＝4 W ，P 总＝EI ＝6 W.8．硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点．如图6所示，图线a 是该电池在某光照强度下路端电压U 和电流I 的关系图象(电池内阻不是常数)，图线b 是某电阻R 的U －I 图象．在该光照强度下将它们组成闭合回路时，硅光电池的内阻为( )图6A ．8.0 ΩB ．10 ΩC ．12 ΩD ．12.5 Ω答案 D9．(多选)某同学将一直流电源的总功率P E 、输出功率P R 和电源内部的发热功率P r 随电流I变化的图线画在了同一坐标系中，如图7中的a 、b 、c 所示．以下判断正确的是( )图7A ．在a 、b 、c 三条图线上分别取横坐标相同的A 、B 、C 三点，这三点的纵坐标一定满足关系P A ＝P B ＋P CB ．b 、c 图线的交点与a 、b 图线的交点的横坐标之比一定为1∶2，纵坐标之比一定为1∶4C ．电源的最大输出功率P m ＝9 WD ．电源的电动势E ＝3 V ，内电阻r ＝1 Ω答案 ABD解析 在a 、b 、c 三条图线上分别取横坐标相同的A 、B 、C 三点，因为直流电源的总功率P E 等于输出功率P R 和电源内部的发热功率P r 的和，所以这三点的纵坐标一定满足关系P A ＝P B ＋P C ，所以A 正确；当内电阻和外电阻相等时，电源的输出功率最大，此时即为b 、c 图线的交点处的电流，此时电流的大小为E R ＋r ＝E 2r，功率的大小为E 24r ，a 、b 图线的交点表示电源的总功率P E 和电源内部的发热功率P r 相等，此时只有电源的内电阻，所以此时电流的大小为E r ，功率的大小为E 2r，所以横坐标之比为1∶2，纵坐标之比为1∶4，所以B 正确；图线c 表示电源的输出功率与电流的关系图象，很显然，最大输出功率小于3 W ，故C 错误；当I ＝3 A 时，P R ＝0，说明外电路短路，根据P E ＝EI 知电源的电动势E ＝3 V ，内电阻r ＝E I＝1 Ω，故D 正确．10．如图8所示，电源电压恒定不变，闭合开关S ，当滑动变阻器的滑片P 向右移动时，关于理想电流表A 1和理想电压表V 1的示数变化叙述正确的是( )图8A ．电流表A 1示数变大，电压表V 1示数变大B ．电流表A 1示数变大，电压表V 1示数变小C ．电流表A 1示数变小，电压表V 1示数变大D ．电流表A 1示数变小，电压表V 1示数变小答案 C解析当滑动变阻器的滑片P向右移动时，变阻器的有效电阻增大，外电路总电阻增大，由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流变小，则电流表A1示数变小．根据闭合电路欧姆定律可知：电压表V1示数U1＝E－I(R1＋r)，I变小，则U1变大，故A、B、D错误，C正确．11．如图9所示的电路中，电源电动势为E，内电阻为r，L为小灯泡(其灯丝电阻可以视为不变)，R1和R2为定值电阻，R3为光敏电阻，其阻值的大小随照射光强度的增强而减小．闭合开关S后，将照射光强度增强，则()图9A．电路的路端电压将增大B．灯泡L将变暗C．R2两端的电压将增大D．R1两端的电压将增大答案 D解析光照增强，故光敏电阻的阻值减小，电路中的总电阻减小；由闭合电路欧姆定律可得，电路中电流增大，所以电源内阻所占电压增大，所以路端电压减小，电流增大，所以R1两端的电压增大，故A错误，D正确；因路端电压减小，同时R1两端的电压增大，故并联电路部分电压减小，则流过R2的电流减小，而总电流增大，所以通过灯泡L的电流增大，所以L 变亮，故B、C错误.12．(2016·慈溪市调研)如图10所示的电路中，E为电源电动势，r为电源内阻，R1和R3均为定值电阻，R2为滑动变阻器．当R2的滑动触点在a端时合上开关S，此时三个理想电表A1，A2和V的示数分别为I1，I2和U.现将R2的滑动触点向b端移动，则三个电表示数的变化情况是()图10A．A1示数减小，A2示数不变，V示数减小B．A1示数减小，A2示数增大，V示数减小C．A1示数增大，A2示数减小，V示数减小D．A1示数增大，A2示数增大，V示数增大答案 B解析R2的滑动触点向b端移动时，R2减小，整个电路的总电阻减小，总电流增大，内电压增大，外电压减小，即电压表示数减小，R3电压增大，R1，R2并联电压减小，通过R1的电流I1减小，即A1示数减小，而总电流I增大，则流过R2的电流I2增大，即A2示数增大．故A、C、D错误，B正确．13．如图11所示的电路，灯泡L1与L2完全相同，开关S闭合后，电压表、的示数都等于电源电压，两个灯泡都不发光．如果故障只有一个，则可能是()图11A．L1短路B．L1断路C．L2短路D．L2断路答案 D解析示数等于电源电压，则说明电压表的两接线柱间含电源部分的电路b—L1—c—d—e—a之间是连通的，且a—L2—b部分无短路现象，则选项B、C排除；选项A和D都满足和的示数等于电源电压的要求，但由于电路故障只有一处，若L1短路，L2完好，则L2应发光，与两个灯都不发光矛盾，故只有选项D正确．14．如图12所示，C为两极板水平放置的平行板电容器，闭合开关S，当滑动变阻器R1、R2的滑片处于各自的中点位置时，悬在电容器C两极板间的带电尘埃P恰好处于静止状态．要使尘埃P向下加速运动，下列方法中可行的是()图12A．将R1的滑片向左移动B．将R2的滑片向左移动C．将R2的滑片向右移动D．将闭合的开关S断开答案 B解析 尘埃P 受到重力和电场力而平衡，要使尘埃P 向下加速，就要减小电场力，故要减小电容器两端的电压；电路稳定时，滑动变阻器R 1无电流通过，两端电压为零，故改变R 1的电阻值无效果，故A 错误；滑动变阻器R 2处于分压状态，电容器两端电压等于变阻器R 2左半段的电压，故要减小滑动变阻器R 2左半段的电阻值，滑动变阻器R 2的滑片应该向左移动，故B 正确，C 错误；将闭合的开关S 断开，电容器两端电压增大到等于电源电动势，故P 向上加速，D 错误．15．(2016·温州市调研)如图13所示的电路中，当S 2闭合时，电压表和电流表(均为理想电表)的示数分别为1.6 V 和0.4 A ．当S 2断开时，它们的示数分别改变0.1 V 和0.1 A ，求电源的电动势和内电阻．图13答案 2 V 1 Ω解析 当S 2闭合时，R 1、R 2并联接入电路，由公式E ＝U 外＋Ir ，得E ＝1.6＋0.4r .当S 2断开时，只有R 1接入电路，总电阻增大，则电压表示数增大，电流表示数减小，由公式E ＝U 外＋Ir 得E ＝(1.6＋0.1)＋(0.4－0.1)r .解以上两式得E ＝2 V ，r ＝1 Ω.16．如图14所示，电源电动势E ＝10 V ，内阻r ＝1 Ω，R 1＝3 Ω，R 2＝6 Ω，C ＝30 μF.图14(1)闭合开关S ，求稳定后通过R 1的电流．(2)然后将开关S 断开，求电容器两端的电压变化量和流过R 1的总电荷量．(3)如果把R 2换成一个可变电阻，其阻值可以在0～10 Ω范围变化，求开关闭合并且电路稳定时，R 2消耗的最大电功率．答案 (1)1 A (2)4 V 1.2×10－4 C (3)6.25 W 解析 (1)稳定时，电路中的电流I ＝E r ＋R 1＋R 2＝1 A. (2)S 闭合，电路处于稳定状态时，电容器两端的电压U ＝IR 2＝1×6 V ＝6 V ，S 断开后，电容器两端的电压为10 V ．所以ΔU ＝4 V ，流过R 1的总电荷量为ΔQ ＝ΔUC ＝1.2×10－4 C. (2)P R 2＝(E r ＋R 1＋R 2)2R 2＝E 2[R 2－(R 1＋r )]2R 2＋4(R 1＋r )，可见当R 2＝R 1＋r 时，R 2消耗的功率最大，P m R 2＝E 24(R 1＋r )＝6.25 W. 17．(2015·上海6月学考·25改编)如图15所示电路中，电源电压U ＝18 V ，小灯泡L 上标有“6 V,3 W ”．设小灯泡电阻不随温度变化，电压表量程为0～15 V ，电阻箱的最大阻值足够大．电阻箱调到最大值，闭合开关S ，然后调节电阻箱使小灯泡正常发光．图15(1)求小灯泡的阻值R L .(2)求小灯泡正常发光时，电阻箱的阻值R 1.(3)在保证电路中各器件安全工作的前提下，改变电阻箱的阻值，求小灯泡的最小功率P . 答案 (1)12 Ω (2)24 Ω (3)0.75 W解析 (1)小灯泡的阻值为：R L ＝U 2L P L ＝623Ω＝12 Ω (2)按题意，小灯泡正常发光时：U L ＝6 V ，I L ＝P L U L ＝36A ＝0.5 A ，则I 1＝I L ＝0.5 A. 电压表示数为：U V ＝U －U L ＝18 V －6 V ＝12 V电阻箱的阻值为：R 1＝U V I 1＝24 Ω (3)在保证电路中各器件安全工作的前提下，改变电阻箱的阻值，当电压表示数为U V ＝15 V 时，小灯泡的功率最小，小灯泡两端电压为：U L ′＝U －U V ＝(18－15)V ＝3 V小灯泡的最小功率为：P ＝U L ′2R L ＝3212W ＝0.75 W.。
高考物理一轮复习第8章恒定电流第2讲闭合电路的欧姆定律电功与电热训练含解析
第2讲闭合电路的欧姆定律电功与电热知识巩固练习1．电源电动势反映了电源把其他形式的能量转化为电能的能力，因此( )A．电动势是一种非静电力B．电动势越大，表明电源储存的电能越多C．电动势的大小是非静电力做功能力的反映D．电动势就是闭合电路中电源两端的电压【答案】C【解析】电动势是反映电源通过非静电力做功将其他形式的能转化为电能的本领的物理量．电动势越大说明这种转化本领越强，但不能说明储存的电能越多．故A、B错误，C正确．闭合电路中电源两端电压大小等于外电压大小，故D错误．2．(2021年龙岩质检)如图所示，电源内阻为r，灯L1、L2的电阻分别为R1、R2，滑动变阻器最大阻值为R0.假设灯的电阻不变．某同学合上开关后，将变阻器滑片P由a端向b端移动时，则( )A．若R2>R0，L2亮度一定先变亮后变暗B．若R2>R0，电源的输出功率一定逐渐变大C．若R2<R0，L1亮度一定先变暗后变亮D．若R2<R0，电源的效率一定逐渐变大【答案】C【解析】当R2＞R0时，灯L2与滑动变阻器的左部分串联的总电阻一定大于右部分的电阻．当变阻器的滑片P由a端向b端移动时，总电阻增大，所以总电流减小，通过灯L1的电流减小，L1变暗；通过L2的电流变大，L2变亮．因不知道电源内阻与外电阻的大小关系，所以电源的输出功率无法判断，故A、B错误．当R2＜R0时，灯L2与滑动变阻器的左部分串联的总电阻先大于后小于右部分的电阻，当变阻器的滑片P由a端向b端移动时，总电阻先增大后减小，所以总电流先减小后增大，所以通过灯L1的电流先减小后增大，L1先变暗后变亮，故C正确；外电阻先增大后减小，所以电源的效率先增大后减小，故D 错误．3．(2021年南通月考)如图所示的电路中，闭合开关S后，灯L1、L2都能发光．后来由于某种故障使灯L2突然变亮(未烧坏)，电压表的读数增大，由此可推断，这一故障的原因可能是( )A ．电阻R 1断路B ．电阻R 2短路C ．灯L 1两接线柱间短路D ．电阻R 2断路【答案】D【解析】因为电压表的读数增大，所以路端电压增大，电源内阻上的电压减小，说明总电流减小，电路总电阻增大．若电阻R 1断路，会导致总电阻增大，总电流减小，而此时灯L 2两端电压会减小，致使灯L 2变暗，A 错误．若电阻R 2短路，灯L 2将不亮，B 错误．若灯L 1两接线柱间短路，电路的总电阻减小，总电流增大，电压表的读数减小，C 错误．若电阻R 2断路，电路的总电阻增大，总电流减小，电压表的读数增大，符合题意，而总电流减小，导致内电压和灯L 1、R 1并联部分电压减小，灯L 2两端电压增大，灯L 2变亮，D 正确．4．(2021年济宁检测)如图，E 为内阻不能忽略的电池，R 1、R 2、R 3为定值电阻，S 0、S 为开关，V 与A 分别为电压表与电流表．初始时S 0与S 均闭合，现将S 断开，则( )A ．V 的读数变大，A 的读数变小B ．V 的读数变大，A 的读数变大C ．V 的读数变小，A 的读数变小D ．V 的读数变小，A 的读数变大【答案】B【解析】S 断开，相当于电阻变大，则由闭合电路欧姆定律可得电路中总电流减小，故路端电压增大，V 的读数变大．把R 1归为内阻，内电压减小，故R 3中的电压增大，由欧姆定律可知R 3中的电流也增大，电流表示数增大，故B 正确．5．一个微型吸尘器的直流电动机的额定电压为U ，额定电流为I ，线圈电阻为R .将它接在电动势为E 、内阻为r 的直流电源的两极间，电动机恰好能正常工作．则( )A ．电动机消耗的总功率为I 2R B ．电动机消耗的热功率为U 2RC ．电源的输出功率为EID ．电源的效率为1－IrE 【答案】D 【解析】电动机不是纯电阻，电动机消耗的总功率为UI ，A 错误．电动机消耗的热功率为I 2R ，B 错误．电源的输出功率为UI ，C 错误．电源的效率为U E ＝E －Ir E，D 正确． 6．(多选)如图所示，直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性图线．曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线，曲线Ⅲ与直线Ⅰ、Ⅱ相交点的坐标分别为P (5.2,3.5)、Q (6,5)．如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接，则下列说法正确的是( )A ．电源1与电源2的内阻之比是3∶2B ．电源1与电源2的电动势之比是1∶1C ．在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是1∶2D ．在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是7∶10【答案】AB【解析】根据图像可知，E 1＝E 2＝10 V ，r 1＝54 Ω，r 2＝56Ω，所以r 1∶r 2＝3∶2，E 1∶E 2＝1∶1，A 、B 正确；曲线Ⅲ与其他两条直线的交点坐标表示该小灯泡在这两种连接状态下的工作电压和工作电流，根据坐标值可求出此时小灯泡消耗的功率分别为P 1＝18.2 W 和P 2＝30 W ，小灯泡的电阻分别为R 1＝3552 Ω，R 2＝56Ω，故C 、D 错误． 7．(多选)(2021年信阳质检)如图所示，电源电动势为E ，内阻为r .闭合开关S ，在滑动变阻器R 的滑片缓慢地从最左端向右移动一段距离的过程中，电压表示数的变化量为ΔU ，电流表示数的变化量为ΔI .电流表的示数为I 时，电容器的带电量为Q .则在这个过程中，下列图像正确的是( )A B C D【答案】BD【解析】电压表测量滑动变阻器的电压，电流表测量干路电流，根据闭合电路欧姆定律U＝E －I (R 1＋r )得ΔU ＝ΔI (R 1＋r )，解得ΔU ΔI＝R 1＋r 不变，故A 错误，B 正确．在滑动变阻器R 的滑片缓慢地从最左端向右移动一段距离的过程中，变阻器接入电路的电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知电路中总电流I 增大，电阻R 1两端电压增大．根据Q ＝UC ＝CR 1I 可知，Q －I 图像是过原点的倾斜直线．故C 错误，D 正确．综合提升练习8．(多选)如图所示的电路中，电源内阻忽略不计．闭合开关S ，电压表示数为U ，电流表示数为I .在滑动变阻器R 1的滑片P 由a 端滑到b 端的过程中( )A ．U 先变大后变小B ．I 先变小后变大C ．U 与I 比值先变大后变小D ．U 变化量与I 变化量比值等于R 3【答案】BC【解析】据题意，由于电源内阻不计，电压表的示数总是不变，故A 错误．滑片滑动过程中，电阻R 1的阻值先增大后减小，电压不变，所以电流表示数先减小后增大，故B 、C 正确．由于电压表示数没有变化，D 错误．9．(多选)如图所示的电路中，电源电动势为12 V ，内阻为2 Ω，四个电阻的阻值已在图中标出．闭合开关S ，下列说法正确的有( )A ．路端电压为10 VB ．电源的总功率为10 WC ．a 、b 间电压的大小为5 VD ．a 、b 间用导线连接后，电路的总电流为1 A【答案】AC【解析】I ＝E R ＝1 A ，所以路端电压U R ＝IR ＝10 V ，A 正确．电源的总功率P ＝IE ＝12 W ，B 错误．由串并联电路特点得a 、b 的电流均为0.5 A ，所以U a b ＝0.5×(15－5) V ＝5 V ，C 正确．a 、b 间用导线连接后，根据电路的连接可求得外电路的电阻为7.5 Ω，回路的总电阻为9.5 Ω，D 错误．10．某地要把河水抽高20 m 使之进入蓄水池．用一台电动机通过传动效率为80%的皮带带动效率为60%的离心水泵工作．工作电压为380 V ，此时输入电动机的电功率为19 kW ，电动机的内阻为0.4 Ω.已知水的密度为1×103 kg/m 3，重力加速度g 取10 m/s 2.求：(1)电动机内阻消耗的热功率；(2)将蓄水池蓄入864 m 3的水需要的时间(不计进、出水口的水流速度)．【答案】(1)1×103 W (2)2×104 s【解析】(1)设电动机的电功率为P ，则P ＝UI .设电动机内阻r 上消耗的热功率为P r ，则P r ＝I 2r ，代入数据解得P r ＝1×103 W.(2)设蓄水总质量为M ，所用抽水时间为t .已知抽水高度为h ，容积为V ，水的密度为ρ，则M ＝ρV .设质量为M 的河水增加的重力势能为ΔE p ，则ΔE p ＝Mgh .设电动机的输出功率为P 0，则P 0＝P －P r .根据能量守恒定律得P 0t ×60%×80%＝ΔE p .代入数据解得t ＝2×104 s ．。
闭合电路的欧姆定律-PPT课件全
2.闭合电路的欧姆定律
（1）内容：闭合电路中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）表达式： =
+
（3）适用范围：外电路为纯电阻的闭合电路
新知讲解
三、路端电路与负载的关系
新知讲解
三、路端电路与负载的关系
E r
S
V
A
R
对某一给定的闭合电路来说，电流、
路端电压、内电压随外电阻的改变
和内电阻。
1
R1
2
思考：把电流表改为电压表
能否测电动势和内阻？
R2
A
谢 谢
+
正极
+
+
+
+
+
_
_
_
_
+
负极
电源
电源内部非静电力
做正功，其他形式
的能转化为电势能
新知讲解
三、路端电路与负载的关系
3.闭合电路中的功率
（1）几种功率及相互关系
普适表达式
纯电阻电路
联
系
（2）输出功率随外电阻的变化关系
电源功率
内耗功率
输出功率
＝
内＝２
外＝外
内＝２
外＝２
＝２（ + ）
正极。内电路一方面，存在内阻，沿电流方
向电势也降低；另一方面，沿电流方向存在
电势“跃升”。
新知讲解
二、闭合电路欧姆定律及其能量分析
实验探究
新知讲解
二、闭合电路欧姆定律及其能量分析
设电源电动势为 ，内阻为 ，与一个负载连成闭合电路，负载两端电压为 ，
第12章 第2节 闭合电路的欧姆定律 新教材高中物理必修第三册(人教版)(解析版)
第2节 闭合电路的欧姆定律课程内容要求核心素养提炼1．知道非静电力做功，理解电动势的概念．2．经历闭合电路欧姆定律的理论推导过程，体验能量转化和守恒定律在电路中的具体应用，理解内、外电路的能量转化．3．理解内、外电路的电势降落，理解闭合电路欧姆定律． 4．会用闭合电路欧姆定律分析路端电压与负载的关系，并能进行相关的电路分析和计算．1．物理观念：电动势、内阻、路端电压．2．科学思维：(1)通过闭合电路的能量转化推导闭合电路欧姆定律． (2)通过公式和图像法分析路端电压与负载的关系．一、电动势 1．非静电力(1)非静电力的作用：电源把正电荷从负极搬运到正极的过程中，非静电力在做功，把其他形式的能转化为电势能．(2)非静电力的实质：在电池中是指化学作用，在发电机中是指电磁作用． 2．电动势(1)物理意义：反映电源非静电力做功的本领的大小．(2)大小：在数值上等于非静电力把1 C 的正电荷在电源内部从负极移送到正极所做的功．即E ＝W 非q．(3)单位：伏特(V)．(4)大小的决定因素：由电源中非静电力的特性决定，跟外电路无关．对于常用的干电池来说，电动势跟电源的体积无关．[思考]在电源中，非静电力的作用是什么？提示 在电源内部，非静电力做功，把一定数量的正电荷从负极搬运到正极，使电荷的电势能增加，从而把其他形式的能转化为电势能．二、闭合电路欧姆定律及其能量分析 1．闭合电路的组成闭合电路由内电路和外电路两部分组成．闭合电路—⎪⎪⎪⎪⎪⎪—外电路—用电器、导线组成外电路，也就是电源之外的电路部分在外电路中，电流的方向为从电源的正极流向负极，沿电流方向电势降低—内电路—电源内部的电路在内电路中，电流的方向为从电源的负极流向正极，沿电流方向电势升高 2．闭合电路中的能量转化如图所示，电路中电流为I ，在时间t 内，非静电力做的功等于内、外电路中电能转化为其他形式的能的总和，即EIt ＝I 2Rt ＋I 2rt ．3．闭合电路的欧姆定律闭合电路的欧姆定律—⎪⎪⎪⎪⎪—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—公式：I ＝E R ＋r ，适用于纯电阻电路—变形公式：E ＝U 外＋U 内或U ＝E －Ir ，适用于任何闭合电路三、路端电压与负载的关系 1．路端电压与电流的关系 (1)公式：U ＝E －Ir ．(2)图像(U －I 图像)：如图所示是一条倾斜的直线，该直线与纵轴交点的纵坐标表示电动势，斜率的绝对值表示电源的内阻．2．路端电压随外电阻的变化规律(1)当外电阻R 增大时，电流I 减小，外电压U 增大，当R 增大到无限大(断路)时，I ＝0，U ＝E ，即断路时的路端电压等于电源的电动势．(2)当外电阻R 减小时，电流I 增大，路端电压U 减小，当R 减小到0时，I ＝E /r ，U ＝0．可见，当电源两端短路时，通过电源的电流最大，此时容易烧坏电源，绝对不允许将电源两端用导线直接连接在一起．[判断](1)闭合电路中沿着电流的方向电势一定降低．(×)(2)在纯电阻电路中，闭合电路的电流跟内、外电路电阻之和成反比．(√)(3)电路断开时，电路中的电流为0，路端电压也为0．(×)探究点一闭合电路欧姆定律的理解和应用如图所示为一闭合电路，电源的电动势为E，内阻为r，外电阻的阻值为R．闭合开关后电路的电流为I．试结合上述情境，讨论下列问题：(1)写出闭合电路欧姆定律的表达式．有几种不同形式？(2)几种不同形式的表达式，其适用条件各是什么？提示(1)I＝ER＋r，E＝U＋U内，E＝U＋Ir．(2)I＝ER＋r适用于外电路为纯电阻的闭合电路，E＝U＋U内和E＝U＋Ir，适用于所有的闭合电路．1．三种表达方式(1)I＝ER＋r(2)E＝U外＋U内(3)E＝IR＋Ir2．当电源没有接入电路时，因无电流通过内电路，所以U内＝0，此时E＝U外，即电源的电动势等于电源没有接入电路时的路端电压．3．I＝ER＋r或E＝I(R＋r)只适用于外电路为纯电阻的闭合电路，U外＝E－Ir和E＝U外＋U内适用于所有的闭合电路．4．闭合电路的欧姆定律反映的只是电动势和电压的数量关系，它们的本质是不同的，电动势反映了电源把其他形式的能转化为电能本领的大小；而路端电压反映了外电路中电能转化为其他形式能的本领大小．在如图所示的电路中，R 1＝9 Ω，R 2＝5 Ω，当a 、b 两点间接理想的电流表时，其读数为0.5 A ；当a 、b 两点间接理想的电压表时，其读数为1.8 V ．求电源的电动势和内电阻．解析 当a 、b 两点间接理想的电流表时，R 1被短路，回路中的电流I 1＝0.5 A ，由闭合电路欧姆定律得E ＝I 1(R 2＋r )代入数据得E ＝0.5(5＋r )①当a 、b 两点间接理想的电压表时，回路中的电流 I 2＝U R 1＝1.89A ＝0.2 A由闭合电路欧姆定律得E ＝I 2(R 2＋R 1＋r ) E ＝0.2(5＋9＋r )②联立①②式得E ＝3 V ，r ＝1 Ω． 答案 3 V 1 Ω[题后总结] 应用闭合电路的欧姆定律解题的技巧(1)利用闭合电路欧姆定律解题，关键要明确外电路各电阻的连接关系，求出R 外． (2)明确电流表、电压表的示数为哪部分电路的电流、电压值．(3)利用串、并联电路的规律列出相应的方程，联立求解各部分电路的电压、电流、功率等．[训练1] 有两个相同的电阻，阻值为R ，串联起来接在电动势为E 的电源上，通过每个电阻的电流为I ；若将这两个电阻并联，仍接在该电源上，此时通过一个电阻的电流为2I3，则该电源的内阻是( ) A ．R B ．R2C ．4RD ．R 8C [由闭合电路欧姆定律得，两电阻串联时，I ＝E 2R ＋r，两电阻并联时，23I ＝12·ER 2＋r ，解得r ＝4R ．][训练2] 如图所示，电源的电动势为6 V ，内阻为1 Ω，R 1＝5 Ω，R 2＝10 Ω，滑动变阻器R 3的阻值变化范围为0～10 Ω，求电路的总电流的取值范围．解析 当R 3的阻值为0时，R 2被短路，外电阻最小，电路的总电流最大． R 外＝R 1＝5 Ω，I ＝E R 外＋r ＝65＋1A ＝1 A当R 3的阻值为10 Ω时，外电阻最大，电路的总电流最小． R 并＝R 3R 2R 3＋R 2＝5 Ω，R 外′＝R 1＋R 并＝10 ΩI ′＝E R 外′＋r ＝610＋1 A ≈0.55 A ．答案 0.55～1 A探究点二 路端电压与负载的关系如图，以电路的电流为横轴，路端电压为纵轴，建立路端电压U 与电流I 的U －I 图像．请思考，图线与纵轴的交点表示的物理意义是什么？纵坐标从0开始时，图线与横轴的交点表示的物理意义是什么？直线的斜率的绝对值表示的物理意义又是什么？提示 图线与纵轴的交点表示电源的电动势；纵坐标从0开始时，图线与横轴的交点表示短路电流；图线斜率的绝对值表示电源的内阻，即r ＝⎪⎪⎪⎪ΔU ΔI ．1．路端电压随外电阻的变化规律(1)外电阻R 增大时，电流I 减小，内电压减小，路端电压U 增大，当R 增大到无限大(断路)时，I ＝0，U ＝E ，可由此测出电源两极间的电压，即为电动势．(2)外电阻R 减小时，电流I 增大，内电压增大，路端电压U 减小，当R 减小到0(短路)时，I 短＝Er，U ＝0，因为r 很小，则此时I 短很大，则会烧坏电源，甚至引起火灾．2．路端电压U 随电流I 变化的图像(即电源的U －I 关系图像)(1)U －I 图像的函数表达式： U ＝E －Ir ．(2)U －I 图像特点：位于第一象限，与横纵坐标轴相交的倾斜直线，如图所示． (3)推论．①外电路断路时，I ＝0，由U ＝E －Ir 知，U ＝E ，所以U －I 图像纵轴上的截距表示电源的电动势E ，即断路时，路端电压在数值上等于电源的电动势．②外电路短路时：U ＝0，所以U －I 图像横轴上的截距表示电源的短路电流I 短＝Er ，因此电源的内阻r ＝EI 短，即内阻等于U －I 图像斜率的绝对值．(多选)用如图甲所示的电路来测量电池电动势和内阻，根据测得的数据作出了如图乙所示的U －I 图像，由图可知( )A ．电池电动势的测量值是1.4 VB ．电池内阻的测量值是3.5 ΩC ．外电路发生短路时的电流为0.4 AD ．电压表的示数为1.2 V 时，电流表的示数I ′＝0.2 AAD [由闭合电路欧姆定律U ＝E －Ir 知，当I ＝0时，U ＝E ＝1.4 V ．U －I 图线的斜率表示电源的内阻，则r ＝ΔU ΔI ＝1.4－1.00.4－0 Ω＝1 Ω．纵轴的刻度值不是从0开始的，则U －I 图线的横轴截距不再表示U ＝0时的短路电流，而是表示路端电压为1 V 时的干路电流是0.4 A ，因为ΔUΔI ＝r ＝常数，从图中易知1.4－1.2I ′＝1.4－1.00.4，所以I ′＝0.2 A ．][题后总结] 电源的U －I 图像与电阻的U －I 图像的比较电源电阻U －I 图像研究对象 电源导体物理意义 电源的输出特性曲线 反映了I 跟U 的正比关系 斜率 斜率的绝对值表示电源的内阻斜率表示导体的电阻[训练3] 如图所示是某电源的路端电压与电流的关系图像，下列结论正确的是( ) A ．电源的电动势为1.0 V B ．电源的内阻为2.0 Ω C ．电源的短路电流为0.5 AD ．电源的内阻为12.0 ΩB [由闭合电路欧姆定律U ＝E －Ir 得，当I ＝0时，U ＝E ，即图线与纵轴交点表示断路状态，电动势E ＝6.0 V ，故选项A 错误；电源的内阻等于图线斜率的绝对值大小，r ＝⎪⎪⎪⎪ΔU ΔI ＝⎪⎪⎪⎪6.0－5.00.5 Ω＝2.0 Ω，故选项B 正确，选项D 错误；外电阻R ＝0时，短路电流为I ＝Er ＝6.02.0A ＝3.0 A ，故选项C 错误．] [训练4] (多选)如图所示，用两节干电池点亮几只小灯泡，当逐一闭合开关，接入灯泡增多时，下列说法正确的是( )A ．灯少时各灯较亮，灯多时各灯较暗B ．灯多时各灯两端的电压较低C ．灯多时通过电池的电流较大D ．灯多时通过各灯的电流较大ABC [由于灯泡并联在电路中，所以接入电路的灯泡越多，总电阻越小，电路的总电流越大，选项C 正确；此时电源的内电压越大，路端电压越低，选项B 正确；流过每只灯泡的电流越小，每只灯泡越暗，选项A 正确，选项D 错误．]探究点三 电路故障的分析方法1．电压表检测法(1)断路故障的判断：用电压表与电源并联，若电压表的示数不为0，说明电源完好，再将电压表逐段与电路其他元件并联，若电压表指针偏转，则这段电路中有断点．(2)短路故障的判断：用电压表与电源并联，若电压表的示数不为0时，再逐段与电路其他元件并联，若电压表的示数为0，该段电路被短路；若电压表的示数不为0，则该段电路没被短路．2．假设法已知电路发生某种故障，寻找故障发生在何处时，可将整个电路划分为若干部分，然后逐一假设某部分电路发生故障，进行推理，推理结果若与题述物理现象符合，则故障可能发生在这部分电路．直到找出发生故障的具体位置．如图所示，电灯L 标有“4 V 1 W ”，滑动变阻器R 的总电阻为50 Ω．当滑片P 滑至某位置时，L 恰好正常发光，此时电流表示数为0.45 A ．由于外电路发生故障，电灯L 突然熄灭，此时电流表的示数变为0.5 A ，电压表的示数为10 V ．若导线连接完好，电路中各处接触良好．求：(1)发生的故障是短路还是断路，发生在何处； (2)发生故障前，滑动变阻器接入电路的阻值； (3)电源的电动势和内电阻．解析 (1)电路发生故障后，电流表的示数增大，路端电压U 端＝U 1＝I 1R 1也增大，可知外电路的总电阻增大，一定在外电路某处发生断路．由于电流表有示数，R 1不可能断路，电压表也有示数，滑动变阻器R 也不可能断路，只可能是电灯L 发生断路．(2)L 断路后，外电路只有R 1，因无电流流过R ，电压表的示数等于路端电压，U 1＝U 端＝10 V ，R 1＝U 1I 1＝100.5 Ω＝20 Ω．L 未断路时恰好正常发光，U L ＝4 V ，I L ＝P LU L ＝0.25 A ，U 端′＝U 1′＝I 1′R 1＝0.45×20 V ＝9 V ，R ＝U R I R ＝U 端′－U L I L ＝9－40.25Ω＝20 Ω．(3)根据闭合电路欧姆定律E ＝U ＋Ir ，故障前E ＝9 V ＋(0.45 A ＋0.25 A)r ，故障后E ＝10V＋0.5 A·r，得E＝12.5 V，r＝5 Ω．答案(1)断路灯L(2)20 Ω(3)12.5 V 5 Ω。
2025人教版高考物理一轮复习讲义-第十章 第2课时 闭合电路欧姆定律及应用
2025人教版高考物理一轮复习讲义第十章第2课时闭合电路欧姆定律及应用目标要求1.了解电动势的物理意义，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。
内容索引考点一 闭合电路欧姆定律考点二 电源的功率及效率考点三 两种U－I图像的比较与应用课时精练><考点一闭合电路欧姆定律1.电源(1)电动势①定义：非静电力所做的功与所移动的电荷量的比值，E ＝；电势能②物理含义：电动势表示电源把其他形式的能转化成_______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)内阻：电源内部导体的电阻。
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：I ＝______(只适用于纯电阻电路)；(3)其他表达形式①电势降落表达式：E ＝U 外＋U 内或E ＝U 外＋____；(适用于_____电路)②功率表达式：EI ＝UI ＋____。
正比反比Ir 任意I 2r3.路端电压与外电阻的关系增大(2)特殊情况：E①当外电路断路时，I＝0，U＝____；②当外电路短路时，I短＝____，U＝0。
4.总电阻变化的几种情况(1)当外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，其中与用电器并联，另一段R串一段R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，两支路电阻越趋于相等，乙图中电路电阻越大，两支路电阻相等时，乙图中电路电阻最大。
例1 有一电池，外电路断开时的路端电压为3.0 V，外电路接上阻值为8.0 Ω的负载电阻后路端电压降为2.4 V，则可以确定电池的电动势E和内电阻r为A.E＝2.4 V，r＝1.0 ΩB.E＝2.4 V，r＝2.0 Ω√C.E＝3.0 V，r＝2.0 ΩD.E＝3.0 V，r＝1.0 Ω外电路断开时的路端电压为3.0 V，则电池的电动势E＝3.0 V。
高中物理【闭合电路欧姆定律】知识点、规律总结
考点三 两类 U-I 图象的比较与应用 电源 U-I 图象
师生互动 电阻 U-I 图象
图形
电源的路端电压随电路电流的 电阻中的电流随电阻两
图象表述的物理量变化关系
变化关系
端电压的变化关系
图线与坐标轴交点
与纵轴交点表示电源电动势 E， 过坐标轴原点，表示没有 与横轴交点表示电源短路电流Er 电压时电流为零
第 2 讲 闭合电路欧姆定律
一、电源的电动势和内阻 1．电动势 (1)电源：电源是通过非静电力做功把_其__他__形__式___的能转化成__电__能__的装置． (2)电动势：非静电力搬运电荷所做的功与搬运的电荷量的比值，E＝Wq . (3)电动势的物理含义：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．内阻：电源内部导体的电阻．
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2.利用电流表、电压表判断电路故障的方法
常见故障
故障解读
原因分析
○A 正常无示数
故障原因可能是： “电流表示数正常”表明电流表
a．电压表损坏 所在电路为通路，“电压表无示数”
b．电压表接触不良 表明无电流通过电压表
c．与电压表并联的用电器短路
常见故障
故障解读
原因分析
“电压表有示数”表明电压表有 故障原因可能是：
第 3 维度：含热敏电阻、光敏电阻等的动态电路 电路中有光敏电阻、热敏电阻且阻值发生变化时，电路中各个部分的电流、电压和 功率都会随之发生变化．对含有敏感元件的电路，弄清楚敏感元件的特性是解题的关键．
考点二 闭合电路的功率及效率问题
师生互动
电源总功率
高三物理一轮复习 第二课时 闭合电路的欧姆定律课件
• B．电源内阻为0.5 Ω
• C．Rx的阻值为0.5 Ω • D．S1断开、S2接通时，随着R的减小，
电源输出功率减小
【解析】 由 I＝R＋E r得 R＝EI －r，则 R－1I图象的斜 率 k＝E＝2.0 V，A 选项错误；R 轴截距的绝对值等于内 阻 r，即 r＝0.5 Ω，B 选项正确；S2 断开，S1 闭合时，R ＋r＝IE1；S1 断开，S2 闭合时，Rx＋R＋r＝IE2，所以，Rx＝ IE2－IE1＝0.5 Ω，C 选项正确；因 Rx＝r，所以，电路中的 外电阻大于内阻，随着 R 的减小，电源输出功率将增大， R＝0 时，电源输出功率最大，D 选项错误．
()
• A．电源输出功率减小 的功率增大
B．L1上消耗
• C．通过R1上的电流增大 D．通过R3 上的电流增大
• 【解析】 电源不计内阻，其输出电压等 于电动势．当闭合S2时，电路的外电阻R 变小，电路电流变大，故C对；电源的输 出功率P出＝ 所以电源输出功率应该变 大，A错误；因并联部分两端的电压U并＝ E－UR1，闭合S2时UR1变大，所以U并变 小，L1上消耗的功率变小，通过R3的电流 也是变小的，故B、D错误．
• 在图上画出此直线 ☞(2分)
• 可得到该直线与曲线的交点(2 V,0.3 A)， 即流过电灯的电流为0.3 A，则流过电流 表的电流为
• IA＝2I＝0.6 A ☞(3分)
• 每个灯的功率为：
• P＝UI＝2×0.3 W
• ＝0.6 W． ☞(2分)
• 3－1：如下图甲所示，R为电阻箱(0～ 99.9 Ω)，置于阻值最大位置，Rx为未知 电阻，(1)断开S2，闭合S1，逐次减小电 阻箱的阻值，得到一组R、I值，并依据R、 I值作出了如图乙所示的R－ 图线，(2) 断开S2，闭合S1，当R调至某一位置时， 电流表的示数I1＝1.0 A；保持电阻箱的位 置不变，断开S1，闭合S2，此时电流表的 示数为I2＝0.8 A，据以上数据可知 ()
第7章 第2讲 闭合电路欧姆定律及其应用--基础
专题7 第2讲闭合电路欧姆定律及其应用考点1：电阻的串联、并联[想一想]把两个灯泡串联接入电路与并联接入电路相比较，它们的亮度有何变化？[提示]灯泡并联接入电路时比串联接入电路时亮度亮。
[记一记]1．串、并联电路的特点电路特点串联电路并联电路电流I＝I1＝I2＝…＝I nI＝I1＋I2＋…＋I n I1R1＝I2R2＝…＝I n R n电压U1R1＝U2R2＝…＝U nR nU1＝U2＝…＝U n总电阻R总＝R1＋R2＋…＋R n1R总＝1R1＋1R2＋…＋1R n功率分配P1R1＝P2R2＝…＝P nR nP1R1＝P2R2＝…＝P n R n2．几个有用的结论(1)串联电路的总电阻大于电路中任意一个电阻，电路中任意一个电阻变大时，总电阻变大。
(2)并联电路的总电阻小于电路中任意一个电阻，任意一个电阻变大时，总电阻变大。
(3)某电路中无论电阻怎样连接，该电路消耗的电功率P总等于各个电阻消耗的电功率之和。
[试一试]1.一个T型电路如图所示，电路中的电阻R1＝10 Ω，R2＝120 Ω，R3＝40 Ω。
另有一测试电源，电动势为100 V，内阻忽略不计。
则()A．当cd端短路时，ab之间的等效电阻是40 ΩB．当ab端短路时，cd之间的等效电阻是40 ΩC．当ab两端接通测试电源时，cd两端的电压为80 VD．当cd两端接通测试电源时，ab两端的电压为80 V解析：选AC当cd端短路时，ab之间的电路为R2和R3并联，然后与R1串联，因此ab之间的等效电阻为R2·R3R2＋R3＋R1＝40 Ω，选项A正确。
同理，当ab端短路时，R1和R3并联，然后与R2串联，总电阻为128 Ω，B选项错误。
当ab两端接通测试电源时，cd两端的电压为R3两端的电压，电路为测试电源给串联的电阻R1和R3供电，因此，cd两端的电压为10010＋40×40 V＝80 V，选项C正确。
同理，当cd两端接通测试电源时，ab两端的电压即R3两端的电压为100120＋40×40 V＝25 V，选项D错误。
第八章第2讲 电源 闭合电路的欧姆定律(教学课件)——高中物理一轮复习
表示电源内阻 r，为 0.5 Ω，A 正确。图线Ⅱ的斜率表示电阻 R 的阻值，为 1 Ω，
B 正确。由Ⅰ、Ⅱ图线的交点坐标可知闭合电路的电流 I＝2 A，路端电压 U＝
2 V，电源输出功率 P＝UI＝4 W，C 错误。电源效率 η＝PP出 总＝UE＝66.7%，D 正确。 答案：(1) A (2) ABD
电源与电阻的 U-I 图像的对比 电源 U-I 图像
电阻 U-I 图像
图形
电阻中的电流随电 图像表述的物理 电源的路端电压随电路电流的
阻两端电压的变化 量间的变化关系 变化关系
关系
图线与坐标轴 交点
与纵轴交点表示电源电动势 E， 过坐标轴原点，表
与横轴交点表示电源短路电流Er 示没有电压时电流 (注意坐标数值是否从零开始) 为零
解析：该电源的 U-I 图像纵轴上的截距为电源的电动势，即 E＝6.0 V，A 项正 确；由于横轴上的截距 0.5 A 并不是电源的短路电流，故内阻应按斜率的绝对 值计算，即 r＝ΔΔUI ＝60.0.5－－50.0 Ω＝2 Ω，B、C 错误；由闭合电路欧姆定律可
得电流 I＝0.3 A 时，外电阻 REI －r＝18 Ω，D 项正确。 答案：AD
电阻
电阻之和。即 ＋R3＋…
R＝R1＋R2
数之和。即R1 ＝R11＋R12＋R13＋…
2．串、并联电路的电功率分配关系 (1)在串联电路中，电功率与电阻成正比，即：
P1∶P2∶P3∶…∶Pn＝R1∶R2∶R3∶…∶Rn。 (2)在并联电路中，电功率与电阻成反比，即：
P1∶P2∶P3∶…∶Pn＝R11∶R12∶R13∶…∶R1n。 [注意] 无论电阻如何连接，电路消耗的总功率一定等于各个电阻消耗的 功率之和。
第九章 第2讲 闭合电路的欧姆定律-2025高三总复习 物理(新高考)
第2讲闭合电路的欧姆定律[课标要求]1．了解电动势的物理意义，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。
考点一闭合电路的欧姆定律1．电动势(1)非静电力所做的功与所移动的电荷量的比叫作电动势。
(2)物理意义：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．闭合电路的欧姆定律(1)内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电阻之和成反比。
(只适用于纯电阻电路)。
(2)公式：I＝ER＋r(3)其他表达形式E＝U外＋U内或E＝U外＋Ir(适用于任意电路)。
学生用书第182页自主训练1电动势的理解(多选)关于电动势，下列说法正确的是()A．电源电动势等于电源正、负极之间的电势差B．用电压表直接测量电源两极得到的电压数值，实际上总略小于电源电动势的准确值C．电源电动势总等于内、外电路上的电压之和，所以它的数值与外电路的组成有关D．电源电动势越大，说明电源把其他形式的能转化为电能的本领越大答案：BD解析：电源正、负极之间的电势差为电源的路端电压，只有当电源处于断路状态时，电源的电动势才等于路端电压，故A错误；用电压表直接测量电源两极间电压时，电压表与电源构成一个闭合回路，电路中有电流，电源有内电压，则路端电压略小于电动势，即电压表的测量值略小于电动势，故B正确；电动势反映电源的特性，与外电路的组成无关，故C错误；电动势反映了电源将其他形式的能转化为电能的本领，电动势越大则转化本领越大，故D正确。
自主训练2闭合电路欧姆定律的简单应用如图所示的电路中，电阻R ＝2Ω。
断开S 后，电压表的读数为3V ；闭合S 后，电压表的读数为2V ，则电源的内阻r 为()A ．1ΩB ．2ΩC ．3ΩD ．4Ω答案：A解析：当断开S 后，电压表的读数等于电源的电动势，即E ＝3V ；当闭合S 后，有U ＝IR ，又由闭合电路欧姆定律可知I ＝ER ＋r，联立解得r ＝1Ω，A 正确，B 、C 、D 错误。
选修3-1第七章第2讲电路闭合电路欧姆定律-高考物理选考一轮复习讲义
第2讲电路闭合电路欧姆定律知识排查电阻的串联、并联闭合电路的欧姆定律1.基本概念、规律2.路端电压与外电阻的关系(1)关系式：U＝E－Ir。
(2)用图象表示如图1所示，其中纵轴截距为电动势，横轴截距为短路电流，斜率的绝对值为内阻。
图1小题速练1.思考判断(1)闭合电路中的电流跟电源电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比()(2)当外电阻增大时，路端电压也增大()(3)闭合电路中的短路电流无限大()(4)电动势的单位跟电压的单位一致，所以电动势就是两极间的电压()(5)电动势就等于电源两极间的电压()(6)闭合电路中外电阻越大，路端电压越小()(7)在闭合电路中，外电阻越大，电源的输出功率越大()(8)电源的输出功率越大，电源的效率越高()答案(1)√(2)√(3)×(4)×(5)×(6)×(7)×(8)×2.[人教选修3－1·P63·T1]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 ΩB.1.5 V 2 ΩC.2 V 2 ΩD.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。
答案 B3.[人教选修3－1·P52·T4改编]如图2是有两个量程的电压表，当使用a、b两个端点时，量程为0～10 V，当使用a、c两个端点时，量程为0～100 V。
已知电流表的内阻R g为500 Ω，满偏电流I g为1 mA，则电阻R1、R2的值()图2A.9 500 Ω 90 000 ΩB.90 000 Ω 9 500 ΩC.9 500 Ω 9 000 ΩD.9 000 Ω 9 500 Ω解析 接a 、b 时，由串联电路特点有R 总＝R 1＋R g ＝U 1I g得R 1＝U 1I g－R g ＝9 500 Ω。
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第2讲电路闭合电路欧姆定律知识排查电阻的串联、并联串联电路并联电路电路图基本特点电压U＝U1＋U2＋U3U＝U1＝U2＝U3电流I＝I1＝I2＝I3I＝I1＋I2＋I3总电阻R总＝R1＋R2＋R31R总＝1R1＋1R2＋1R3功率分配P1R1＝P2R2＝…＝P nR nP1R1＝P2R2＝…＝P n R n闭合电路的欧姆定律1.基本概念、规律2.路端电压与外电阻的关系一般情况U＝IR＝ER＋rR＝E1＋rR，当R增大时，U增大特殊情况当外电路断路时，I＝0，U＝E；当外电路短路时，I短＝Er，U＝0(1)关系式：U＝E－Ir。
(2)用图象表示如图1所示，其中纵轴截距为电动势，横轴截距为短路电流，斜率的绝对值为内阻。
图1小题速练1.思考判断(1)闭合电路中的电流跟电源电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比()(2)当外电阻增大时，路端电压也增大()(3)闭合电路中的短路电流无限大()(4)电动势的单位跟电压的单位一致，所以电动势就是两极间的电压()(5)电动势就等于电源两极间的电压()(6)闭合电路中外电阻越大，路端电压越小()(7)在闭合电路中，外电阻越大，电源的输出功率越大()(8)电源的输出功率越大，电源的效率越高()答案(1)√(2)√(3)×(4)×(5)×(6)×(7)×(8)×2.[人教选修3－1·P63·T1]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 ΩB.1.5 V 2 ΩC.2 V 2 ΩD.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。
答案 B3.[人教选修3－1·P52·T4改编]如图2是有两个量程的电压表，当使用a、b两个端点时，量程为0～10 V，当使用a、c两个端点时，量程为0～100 V。
已知电流表的内阻R g为500 Ω，满偏电流I g为1 mA，则电阻R1、R2的值()图2A.9 500 Ω90 000 ΩB.90 000 Ω9 500 ΩC.9 500 Ω9 000 ΩD.9 000 Ω9 500 Ω解析接a、b时，由串联电路特点有R总＝R1＋R g＝U1I g得R1＝U1I g－R g＝9 500 Ω。
接a、c时，同理有R总′＝R1＋R2＋R g＝U2I g 得R2＝U2I g－R g－R1＝90 000 Ω。
答案 A串联和并联电路1.几个有用的结论(1)串联电路的总电阻大于电路中任意一个电阻，电路中任意一个电阻变大时，总电阻变大。
(2)并联电路的总电阻小于电路中任意一个电阻，任意一个电阻变大时，总电阻变大。
(3)某电路中无论电阻怎样连接，该电路消耗的电功率P总等于各个电阻消耗的电功率之和。
2.电表的改装(1)电压表和电流表的电路结构图3(2)电压表的分压原理：U＝U g＋U R，U gR g＝U RR＝I g，R ＝U R I g＝U －U g I g。
(3)电流表的分流原理：I ＝I g ＋I R ，U ＝I g R g ＝I R R ， R ＝I g R g I R＝I g R g I －I g 。
【典例】 有两个相同的灵敏电流计，允许通过的最大电流(满偏电流)为I g ＝ 1 mA ，表头电阻R g ＝20 Ω，若改装成一个量程为0～3 V 的电压表和一个量程为0～0.6 A 的电流表应分别( )A.串联一个2 980 Ω的电阻和并联一个0.033 Ω的电阻B.并联一个2 990 Ω的电阻和串联一个0.033 Ω的电阻C.串联一个2 970 Ω的电阻和并联一个0.05 Ω的电阻D.并联一个2 970 Ω的电阻和串联一个0.05 Ω的电阻解析 若改装成一个量程为0～3 V 的电压表需串联一个分压电阻，由U ＝I g (R ＋R g )得，所串联的分压电阻阻值R ＝2 980 Ω。
若改装成一个量程为0～0.6 A 的电流表需并联一个分流电阻，由I g R g ＝(I －I g )R 得，所并联的分流电阻阻值R ≈0.033 Ω。
故A 选项正确。
答案 A1.如图4所示，有三个电阻，已知R 1∶R 2∶R 3＝1∶3∶6，则电路工作时，电压U 1∶U 2为( )图4A.1∶6B.1∶9C.1∶3D.1∶2解析 由题图可知R 2与R 3并联后再与R 1串联，U 1为R 1两端电压，U 2为并联部分电压，由电阻关系知R 2＝3R 1，R 3＝6R 1，R 2与R 3并联总电阻R 23＝3R 1·6R 13R 1＋6R 1＝2R 1，根据串联电路电压分配规律有U 1∶U 2＝R 1∶R 23＝1∶2。
答案 D2.用两个相同的小量程电流表，分别改装成了两个量程不同的大量程电流表A 1、A 2，若把A 1、A 2分别采用串联或并联的方式接入电路，如图5所示，则闭合开关后，下列有关电表的示数和电表指针偏转角度的说法正确的是( )图5A.图(a)中的A 1、A 2的示数相同B.图(a)中的A 1、A 2的指针偏角相同C.图(b)中的A 1、A 2的示数和偏角都不同D.图(b)中的A 1、A 2的指针偏角相同解析 大量程电流表是小量程电流表并联一适当小的分流电阻改装而成的。
当A 1、A 2并联时，由于A 1、A 2的电阻不同，通过A 1、A 2的电流不等，A 1、A 2的示数不同。
但通过每个小量程电流表的电流相同，故指针偏角相同，A 错误，B 正确；当A 1、A 2串联时，通过A 1、A 2的电流相同，故示数相同，但A 1、A 2的量程不同，故指针偏角不同，C 、D 错误。
答案 B闭合电路欧姆定律及动态分析电路动态分析的方法(1)程序法：电路结构的变化→R 的变化→R 总的变化→I 总的变化→U 端的变化→固定支路⎩⎨⎧并联分流I 串联分压U →支路的变化。
(2)极限法：即因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题，可将滑动变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论。
【典例】 (2018·河北石家庄模拟)如图6所示电路中，L 1、L 2为两只完全相同、阻值恒定的灯泡，R 为光敏电阻(光照越强，阻值越小)。
闭合电键S 后，随着光照强度逐渐增强()图6A.L1逐渐变暗，L2逐渐变亮B.L1逐渐变亮，L2逐渐变暗C.电源内电路消耗的功率逐渐减小D.光敏电阻R和L1消耗的总功率逐渐增大解析当光照增强时，光敏电阻的阻值减小，电路的总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可得，电路中总电流增大，则L2逐渐变亮，U内＝Ir增大，由U＝E－Ir 可知，路端电压减小，L2两端的电压增大，则L1两端的电压减小，故L1逐渐变暗，故选项A正确，B错误；电路中总电流增大，由P＝I2r知电源内电路消耗功率逐渐增大，故选项C错误；将L2看成电源内电路的一部分，光敏电阻R和L1消耗的总功率是等效电源的输出功率，由于等效电源的内阻大于外电阻，所以当光敏电阻的阻值减小，即外电阻减小时，等效电源的内、外电阻相差更大，输出功率减小，则光敏电阻R和L1消耗的总功率逐渐减小，故选项D错误。
答案 A1.如图7所示的电路，闭合电键S，待电路中的电流稳定后，减小R的阻值，则()图7A.电流表的示数减小B.电压表的示数减小C.电阻R2两端的电压减小D.路端电压增大解析题图中的电路结构是R1与R先并联，再与R2串联，故R↓→R总↓→I干↑→U内↑→U外↓。
R2两端电压U2＝I干R2，U2增大，所以R与R1的并联电压减小，读数减小，A、C、D错误，B正确。
答案 B2.如图8所示的电路中，电阻R1＝6 Ω，R2＝3 Ω，S断开时，电流表示数为0.9 A，S闭合时，电流表示数为0.8 A。
已知电表为理想电表，求：电源电动势为E和内阻r。
图8解析根据闭合电路欧姆定律，S断开时，电流表所示电流为整个电路的总电流，所以I＝ER1＋r，S闭合后，电阻R1、R2并联，电流表所示电流为流经R1的电流，此时电路中的总电流I′＝ER并＋r ，电流表电流大小为I′3，R并＝2 Ω，联立方程，代入数据得E＝5.76 V，r＝0.4 Ω。
答案 5.76 V0.4 Ω3.如图9所示的电路中，闭合S1、S2稳定后，下列说法正确的是()图9A.将滑片P向下调节，稳定后灯L变暗B.将滑片P向下调节，稳定后电压表和电流表的示数都增大C.将滑片P向上调节，稳定后电容器的带电量增加D.稳定后将S2打开，灯L变暗，电流表示数增大解析将滑片P向下调节，连入电路的滑动变阻器阻值减小，电路中总电阻减小，由闭合电路欧姆定律I＝ER L＋R＋r可知，电流I增大，路端电压U端＝E－Ir 减小，电压表示数减小，电流表示数增大，灯L变亮，选项A、B错误；将滑片P向上调节，总电流减小，路端电压U端增大，灯L的电压U L减小，电容器电压U C增大(U C＝U端－U L)，由Q＝CU C得带电量增加，选项C正确；将S2打开，对电路无影响，选项D错误。
答案 C电源的功率和效率问题电源的功率和效率电源总功率任意电路：P总＝EI＝P出＋P内纯电阻电路：P总＝I2(R＋r)＝E2R＋r电源内部消耗的功率P内＝I2r＝P总－P出电源的输出功率任意电路：P出＝UI＝P总－P内纯电阻电路：P出＝I2R＝E2R（R＋r）2P出与外电阻R的关系电源的效率任意电路：η＝P出P总×100%＝UE×100%纯电阻电路：η＝RR＋r×100%＝0.5 Ω，则当保护电阻R0消耗的电功率最大时，这个电阻箱R的读数和电阻R0消耗的电功率的最大值为()图10A.1 Ω 4 WB.1 Ω 8 WC.0 8 WD.0.5 Ω 8 W解析 保护电阻消耗的功率为P 0＝E 2R 0（r ＋R ＋R 0）2，因R 0和r 是常量，而R 是变量，所以R 最小时，P 0最大，即R ＝0时，P 0max ＝E 2R 0（r ＋R 0）2＝62×0.51.52 W ＝8 W 。
故选项C 正确。
答案 C【拓展延伸1】 若【典例】中的条件不变，则当电阻箱R 的读数为多少时，电阻箱R 消耗的功率P R 最大且这个最大值为( ) A.1 Ω 6 W B.0.5 Ω 8 W C.1 Ω 1.5 WD.1.5 Ω 6 W解析 这时要把保护电阻R 0与电源内阻r 看成整体，等效为电源内阻(r ＋R 0)，据以上结论，当R ＝r ＋R 0＝(1＋0.5) Ω＝1.5 Ω时，P R max ＝E 24（r ＋R 0）＝624×1.5 W＝6 W 。
故选项D 正确。