专题04 闭合电路欧姆定律【考点清单】（原卷版）-2024-2025学年高二物理上学期期中考点大串讲（鲁科版2019必修第三册）

专题04闭合电路欧姆定律清单01电动势1.电动势：在电源内部，非静电力把正电荷从负极移送到正极与的比值。2.定义式：E＝。单位：。3.物理意义：反映电源做功本领大小的物理量。4.决定因素：由电源中决定，跟电源的体积，跟外电路。清单02闭合电路的欧姆定律1.闭合电路(1)闭合电路是指由电源和及导线组成的完整的电路。(2)内电路：如图所示，的电路叫内电路，的电阻叫内电阻。(3)外电路：的电路叫外电路，外电路的电阻称为外电阻。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，等于内、外电路中电能转化为其他形式能的总和，即EIt＝。3.闭合电路的欧姆定律(1)内容：在外电路为的闭合电路中，电流的大小跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成。(2)表达式：I＝eq\f(E,R＋r)。(3)适用条件：为纯电阻电路。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＝。(2)U－I图像：如图所示，该直线与纵轴交点的纵坐标表示，斜率的绝对值表示电源的。2.路端电压随外电阻的变化规律(1)当外电阻R增大时，由I＝eq\f(E,R＋r)可知电流，路端电压U＝E－Ir，当R增大到无限大(断路)时，I＝，U＝E，即外电路断路时的等于电源。(2)当外电阻R减小时，由I＝eq\f(E,R＋r)可知电流I，路端电压U＝E－Ir，当R减小到零(短路)时，I＝eq\f(E,r)，U＝。清单03闭合电路的功率和效率1.电源的总功率P总＝；电源内电阻消耗的功率P内＝U内I＝；电源输出功率P出＝。2.对于纯电阻电路，电源的输出功率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)，当R＝r时，电源的输出功率，其输出功率为Pm＝。电源输出功率随外电阻变化而变化的曲线如图所示。3.电源的效率指电源的输出功率与电源的总功率之比，即η＝eq\f(P出,P总)×100%＝eq\f(IU,IE)×100%＝eq\f(U,E)×100%。对于纯电阻电路，电源的效率η＝eq\f(I2R,I2（R＋r）)×100%＝eq\f(R,R＋r)×100%＝eq\f(1,1＋\f(r,R))×100%，所以当R增大时，效率η。当R＝r(电源有最大输出功率)时效率仅为，效率并不高。清单04测电源电动势和内阻一、实验目的1.理解测量电源的电动势和内阻的基本原理，体验测量电源的电动势和内阻的实验过程。2.会用解析法和图像法求解电动势和内阻。3.掌握利用仪器测量电源电动势和内阻的方法，并能设计简单的电路和选择仪器。二、实验原理由E＝U＋Ir知，只要测出U、I的两组数据，就可以列出两个关于E、r的方程，从而解出E、r，电路图如图所示。三、实验步骤1.电流表用0～0.6A量程，电压表用0～3V量程，按实验原理图连接好电路。2.把滑动变阻器的滑片移到一端，使其接入电路的阻值最大。3.闭合开关，调节滑动变阻器接入电阻的阻值，使电流表有明显的示数，记录一组数据(I1、U1)。用同样的方法测量几组I、U值。4.断开开关，整理好器材。5.处理数据，用解析法和作图法求出电池的电动势和内阻。四、数据处理为减小测量误差，本实验常选用以下两种数据处理方法：1.公式法利用依次记录的多组数据(一般6组)，分别记录如表所示：实验序号123456I/AI1I2I3I4I5I6U外/VU1U2U3U4U5U6分别将1、4组，2、5组，3、6组联立方程组解出E1、r1，E2、r2，E3、r3，求出它们的平均值E＝eq\f(E1＋E2＋E3,3)，r＝eq\f(r1＋r2＋r3,3)作为测量结果。2.图像法把测出的多组U、I值，在U－I图中描点画图像，使U－I图像的直线经过大多数坐标点或使各坐标点大致分布在直线的两侧，如图所示，由U＝E－Ir可知：(1)纵轴截距等于电源的电动势E，横轴截距等于外电路时的电流Im＝eq\f(E,r)。(2)图线的绝对值等于电源的内阻r＝|eq\f(ΔU,ΔI)|＝eq\f(E,Im)。五、误差分析1.偶然误差主要来源于电压表和电流表的读数以及作U－I图像时描点不准确。2.系统误差由于电压表分流IV，使电流表示数I小于电池的输出电流I真。I真＝I＋IV，而IV＝eq\f(U,RV)，U越大，IV越大，它们的关系可用图表示。实测的图线为AB，经过IV修正后的图线为A′B，可看出AB的斜率绝对值和在纵轴上的截距都小于A′B，即实测的E和r都小于。六、注意事项1.为使电池的路端电压有明显变化，应选取内阻较大的旧干电池和内阻的电压表。2.实验中不能将电流调得过大，且读数要快，读完后立即切断电源，防止干电池大电流放电时内阻r明显变化。3.若干电池的路端电压变化不很明显，作图像时，纵轴单位可取得小一些，且纵轴起点可不从零开始。如图所示，此时图线与纵轴交点仍为电池的电动势E，但图线与横轴交点不再是短路电流，内阻要在直线上取较远的两点用r＝|eq\f(ΔU,ΔI)|求出。4.为了提高测量的精确度，在实验中I、U的变化范围要大一些，计算E、r时，U1和U2、I1和I2的差值要大一些。清单05练习使用多用电表一、多用电表构造及原理图1.多用电表可以用来测量电流、电压、电阻等,并且每一种测量都有几个量程。2.外形如图所示:上半部为表盘,表盘上有电流、电压、电阻等多种量程的刻度;下半部为选择开关,它的四周刻有各种测量项目和量程。3.多用电表面板上还有:欧姆表的欧姆调零旋钮(使电表指针指在右端零欧姆处)、指针定位螺丝(使电表指针指在左端的“0”位置)、表笔的正、负插孔(红表笔插入“+”插孔,黑表笔插入“-”插孔)。4.原理图:二、多用电表使用实验器材：多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线若干、小电珠、二极管、定值电阻(大、中、小)三个。进行实验：1.机械调零:多用电表的指针若不指零,则可用小螺丝刀进行机械调零。2.将红、黑表笔分别插入“+”“-”插孔。3.测量小电珠的电压和电流。(1)按如图甲所示连好电路,将多用电表选择开关置于挡,测小电珠两端的电压。(2)按如图乙所示连好电路,将选择开关置于挡,测量通过小电珠的电流。4.用多用电表测电阻(1)调整定位螺丝,使指针指向电流的,插入表笔。(2)选择开关置于“Ω”挡的×1挡,短接红、黑表笔,调节旋钮,使指针指到“0”欧姆位置,然后断开表笔。(3)将两表笔分别接触阻值为几十欧的定值电阻两端,读出指示的电阻值,然后断开表笔,再与标定值进行比较。(4)选择开关改置于×100挡,重新进行。(5)再将两表笔分别接触标定值为几千欧的电阻两端,读出指示的电阻值,然后断开表笔,与标定值进行比较。(6)测量完毕,将表笔从插孔中拔出,并将选择开关置于交流电压最高挡或“”挡。5.注意事项：(1)红表笔插入“+”孔,黑表笔插入“-”孔。(2)区分“两个零点”:机械零点是表盘刻度左侧的“0”位置,调整的是表盘下边中间的定位螺丝;欧姆零点是指刻度盘右侧的“0”位置,调整的是欧姆挡的调零旋钮。(3)测电阻时:①待测电阻与电源一定要断开。②两手一定不要同时接触两表笔金属杆。③指针指中值附近较准,否则换挡。④每换一挡必须重新欧姆调零。⑤读出示数要乘以倍率。(4)使用完毕,选择开关要置于“OFF”挡或交流电压最高挡,长期不用应取出电池。知识点欧姆表原理及应用1.构造:欧姆表由电流表G、电池、调零电阻R和红、黑表笔组成。欧姆表内部:电流表、电池、调零电阻串联。外部:接被测电阻Rx。2.工作原理:闭合电路欧姆定律,I=ER3.刻度的标定:红、黑表笔短接(被测电阻Rx=0)时,调节调零电阻R,使I=Ig,电流表的指针达到满偏,这一过程叫欧姆调零。(1)当I=Ig时,Rx=0,在满偏电流Ig处标为“”。(图甲)(2)当I=0时,Rx→∞,在I=0处标为“”。(图乙)(3)当I=Ig2时,Rx=Rg+R+r,此电阻值等于欧姆表的内阻值,Rx叫1．将一电源、定值电阻及电阻箱连成如图甲所示的闭合回路，闭合开关后调节电阻箱的阻值，测得电阻箱功率与电阻箱读数变化关系曲线如图乙所示，则下列说法中正确的是（）A．该电源电动势为9V B．该电源内阻为C．调整R，电源最大输出功率为 D．电阻箱功率最大时电源效率为50%2．某同学利用理想电流表、电阻箱和定值电阻（阻值为）等器材测量电源的电动势和内阻，实验电路如图所示，闭合开关S，调节电阻箱R改变其阻值，可测得多组I、R数据。为了减少偶然误差，用图像法处理数据，以为纵轴、R为横轴，作出图像。若图像的斜率为k，纵坐标截距为b，则电源的电动势E和内阻r分别为（

）A． B．C． D．3．如图，电路中有、、三根导线。其中一根导线的铜丝是断的，另外两根导线和电源、电阻、都是完好的。电源电动势为。某同学想利用多用电表的直流挡检查出断导线，下列说法正确的是（）A．若测得间电压接近，断导线一定是B．若测得间电压接近，断导线一定是C．若测得间电压为0，断导线一定是D．若测得间电压为0，断导线一定是4．如图所示，平行金属板中带电质点P原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，则（

）A．电压表读数变大 B．电流表读数变大C．质点P将向上运动 D．R3上消耗的功率逐渐增大5．在如图所示的U−I图像中，线段I为某电源路端电压与电流的关系图线，线段II为某一电阻R的U−I图线。用该电源与电阻R连接成闭合电路，由图像可知（）

A．R的阻值为1.5Ω B．电源电动势为3.0VC．电源的内阻为1.0Ω D．电阻R消耗的功率为1.5W6．如图所示，电路中、为定值电阻，电压表与电流表均为理想电表。闭合开关S，使滑动变阻器的滑片向左滑动，则下列说法正确的是（）A．电压表示数变大 B．电流表示数变大C．电阻消耗的功率变大 D．电池的输出功率一定变大7．某同学要测量一节新干电池的电动势和内阻（0.3Ω左右）。根据实验室提供的器材设计了如图所示的电路。其中电流表A（量程0~0.6A，内阻约0.1Ω）；电压表V（量程0~3V，内阻约6）；定值电阻（阻值1.0Ω）；滑动变阻器（阻值范围0~10Ω，额定电流2A）。(1)电流表指针位置如图二所示，其示数为A。(2)测得多组电压表、电流表的示数U、I，作出图像如图三所示，则由图像可得电池的电动势V，电池的内阻Ω（结果保留1位小数）。8．甲图为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中是电源，和是固定电阻，是可变电阻，表头G的满偏电流为、内阻为。虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位，分别为直流电压1V挡和5V挡、直流电流1mA挡和2.5mA挡、欧姆“”挡。(1)图甲中的A端与（填“红”或“黑”）色表笔相连接。(2)当要使用“直流电流2.5mA”挡时，应将选择开关置于（填挡位数字）。(3)根据题给条件可得，，。(4)将选择开关置于“3”，多用电表的表盘如图乙所示，则多用电表内电源的电动势V。(5)某次使用该表测量一个电阻的阻值，指针位置如图乙所示，则读数为（保留2位有效数字）。1．（22-23高二上·河南郑州·期中）电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比，如图所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图线，直线B为电源b的路端电压与电流的关系图线。直线C为电阻R两端的电压与电流的关系图线，将这个电阻R分别接到a、b两电源上，那么（）A．R接到电源a上，电源的效率较低B．R接到电源b上，电源的输出功率较大C．R接到电源a上，电源的输出功率较大，电源效率较低D．R接到电源b上，电源的输出功率较小，电源效率较低2．（23-24高二上·吉林延边·期中）2023年2月份，科创数据研究中心（SMDC）对某品牌最新款新能源汽车内的直流蓄电池进行测试，如图1所示。测试过程中系统输出的图像如图2所示，其中P为直流电源的输出功率、I为总电流，下列说法正确的是（

）A．该蓄电池的电动势为10VB．该蓄电池的内阻为1ΩC．该蓄电池的最大输出功率为70WD．该蓄电池的短路电流为24A3．（23-24高二上·吉林延边·期中）如图所示，平行金属板中带电质点P原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，电源内阻为r，、、为定值电阻，当滑动变阻器的滑片向b端移动时，下列说法正确的是（

）A．电压表读数增大B．带电质点P向上运动C．电源的输出功率变大D．若电压表、电流表的示数变化量分别为和，则4．（23-24高二上·浙江杭州·期中）如图所示的电路中，已知电源电动势为E，内电阻为r，滑动变阻器R的阻值可以从零连续增大到，定值电阻的阻值范围为，则下列结论正确的是（）A．外电路消耗的最大功率为B．R消耗的最大功率可能为C．当时，r消耗的功率最小D．当时，消耗的功率最大5．（23-24高二上·湖北孝感·期末）在如图所示的电路中，当滑动变阻器的滑片向上移动时，关于灯L的亮度及电容器C所带电荷量Q的变化判断正确的是（）A．L变暗，Q增多 B．L变暗，Q减少C．L变亮，Q增多 D．L变亮，Q减少6．（23-24高二上·云南昆明·期中）如图所示，电路中的电源，内阻不计，a、b、c、d为电路中的四个接触点，闭合开关S后，左右滑动滑动变阻器滑片，电路中的电流表没有示数，电路中两个灯泡和都不亮，用多用电表的电压挡检查电路时，测得，，，，整个电路中只有一个故障，则故障原因可能是（）A．灯泡短路 B．滑动变阻器R断路C．灯泡断路 D．电流表短路7．（23-24高二上·山西吕梁·期中）兴趣小组要测量两节干电池组成的电池组的电动势和内阻，实验室提供了以下实验器材：A．两节干电池组成的电池组B．电流表A1：量程=100mA，内阻=4ΩC．电流表A2：量程=200mA，内阻=2ΩD．定值电阻R1=1ΩE．定值电阻R2=2ΩF．定值电阻R3=13ΩG．滑动变阻器R（0~10Ω）H．导线与开关（1）实验时设计了如图甲所示电路，需要先将电流表A₂改装成量程为3V的电压表，将电流表。量程扩大为0.5A，另定值电阻作为保护电阻，则三个定值电阻选择为：a；b；c（均填器材前面的字母）。（2）在图示乙器材中按照电路图连接成测量电路。()

（3）电路连接准确无误后，闭合开关K，移动滑动变阻器，得到多组电流表A1，A2的示数，作出了I2-I1图像如图丙所示，则电池组电动势E0=V；内阻=Ω（小数点后均保留两位）（4）用本实验电路进行测量，仅从系统误差方面分析，电动势及内阻的测量值均（选填“大于”“小于”或“等于”）真实值。8．（23-24高二上·湖北十堰·期中）某课题研究小组准备测量一个锂电池的电动势和内阻，实验室提供的器材有：A．待测锂电池（电动势E约3.9V，内阻r约2Ω，最大电流=0.6A）；B．理想电压表（量程0~3V）；C．电阻箱R1（0∼99.9Ω）；D．定值电阻R0=4.5Ω；E．开关S一个，导线若干。(1)课题小组设计了如图1和图2所示的两套方案，若要求电压表能够达到满偏，你认为合理的是图（填“1”或“2”），原因是。(2)若某同学在实验过程中，发现调节电阻箱时电压表有示数，但示数不变，则可能的原因是______（填选项序号）。A．连接定值电阻的导线断开B．连接电阻箱的导线将电阻箱短路C．电阻箱调节旋钮失效，调节过程中其电阻恒定不变(3)故障排除后，多次改变电阻箱的阻值R1，读出对应的电压U，根据测得的数据作出图像，如图3所示，则电源电动势，内阻（结果均保留2位有效数字）。9．（21-22高二上·辽宁大连·期中）某实验兴趣小组为了研究电表的改装原理和练习使用多用电表，设计了如下实验。

（1）图甲为某同学随意设计的电流表、电压表两用表的电路图，已知电流计G的量程是，内阻是，电阻，，则选择开关接到（填“1”或“2”）时是电