2025年人教版高中物理精讲精练必修3第14讲：闭合电路的欧姆定律 原卷版

第14讲：闭合电路的欧姆定律

【考点梳理】

考点一：电动势的理解

考点二：闭合电路中的欧姆定律的计算

考点三：U-I图问题

考点四：闭合电路中的欧姆定律电动势和内阻

考点五：计算电源的最大输出功率与效率问题

考点六：闭合电路动态分析

考点七：故障分析

考点八：含电容器的电路分析

考点九：闭合电路中的欧姆定律综合问题

【知识梳理】

知识点一、电动势

(1)非静电力所做的功与所移动的电荷量的比叫电动势．

(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．

知识点二、闭合电路欧姆定律

(1)内容：闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电阻之和成反比；

E

(2)公式：I＝(只适用于纯电阻电路)；

R＋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)．

知识点三、路端电压与外电阻的关系

E

纯电阻电路：＝＝E＝，当增大时，增大；

(1)UIR·RrRU

R＋r1＋

R

(2)特殊情况：

E

①当外电路断路时，I＝0，U＝E；②当外电路短路时，I短＝，U＝0.

r

知识点四、．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

(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．

知识点五、．电源的总功率

2

2E

(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(R＋r)＝.

R＋r

2

2．电源内部消耗的功率、P内＝Ir＝IU内＝P总－P出．

3．电源的输出功率

2

22ER

(1)任意电路：P出＝IU＝IE－Ir＝P总－P内．(2)纯电阻电路：P出＝IR＝.

R＋r2

4．电源的效率

P出UR

(1)任意电路：η＝×100%＝×100%(2)纯电阻电路：η＝×100%

P总ER＋r

5．纯电阻电路中电源的最大输出功率(如图)

22E2

2EER

P出＝UI＝IR＝R＝＝

22R－r2

R＋rR－r＋4Rr＋4r

R

E2

当R＝r时，电源的输出功率最大为Pm＝.

4r

知识点六、含容电路的分析

1．电路简化

把电容器所在的支路稳定时视为断路，简化电路时可以去掉，求电荷量时再在相应位置补上．

2．电容器的电压

(1)电容器所在的支路中没有电流，与之串联的电阻两端无电压，相当于导线．

(2)电容器两端的电压等于与之并联的电阻两端的电压．

3．电容器的电荷量及变化

(1)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；若电压降低，

电容器将通过与它连接的电路放电．

(2)如果变化前后极板带电的电性相同，通过所连导线的电荷量为|Q1－Q2|；

(3)如果变化前后极板带电的电性相反，通过所连导线的电荷量为Q1＋Q2.

【题型归纳】

题型一：电动势的理解

1．（24-25高二上·江苏常州）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．电动势越大，表明电源储存的电能越多

B．电动势的大小是非静电力做功能力的反映

C．电动势与电压的单位都是伏特，故两者本质相同

W

D．由E可知，电动势与非静电力做的功W成正比，与所移动的电荷量q成反比

q

2．（2024高三·全国）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（）

W

A．由电动势的定义E＝可知，电动势与非静电力做的功W成正比，与所移动的电荷量q成反比

q

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．电动势与电压的单位都是伏特，故两者本质相同

3．（23-24高二上·四川乐山·阶段练习）下列关于电动势和电流的说法正确的是（）

A．电流总是由电源正极流向电源负极

B．无论内电压和外电压如何变化，其电源的电动势一定不变

C．电源短路时，路端电压为零，电路电流也为零

D．电源的电动势越大，电源所能提供的电能就越多

题型二：闭合电路中的欧姆定律的计算

4．（23-24高二上·天津宁河·期末）如图所示的电路中，电源的内阻为0.8Ω，电阻R12Ω，R23Ω，R32Ω。当

开关S闭合时，理想电流表示数为I3=0.6A，求：

（1）电阻R3两端的电压U3；

（2）流过电阻R2的电流I2；

（3）电阻R1两端的电压U1和流过电阻R1的电流I1；

（4）电源的电动势E。

5．（2024高二·山西）如图电路中，定值电阻R110Ω，当开关S接A点时，电流表示数I10.2A；当开关S接B

点时，电流表示数I20.3A，电源的输出功率为0.27W。

（1）求电阻R2的阻值；

（2）求该电源的电动势E和内阻r。

6．（23-24高二上·四川遂宁·阶段练习）如图甲所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1=100Ω，R2的阻值未知，

R3是一个滑动变阻器，在其滑片从最左端滑至最右端的过程中，测得电源的路端电压U随电流I的变化图线如图乙

所示，其中图线上的A、B两点是滑片在变阻器两个不同的端点时分别得到的。求：

（1）电源电动势和内电阻；

（2）定值电阻R2的阻值；

（3）滑动变阻器R3的最大值。

题型三：U-I图问题

7．（24-25高二上·云南昭通·阶段练习）如图所示的UI图像中，直线a表示某电源路端电压与电流的关系图线，

图线b为电阻R的UI图线。用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，以下说法正确的是（）

A．此状态下R的阻值为2ΩB．该电源电动势为4V，内阻为1Ω

C．此状态下R的功率为6WD．此状态下电源的总功率为8W

8．（23-24高二上·河北保定·期末）某实验小组通过测量一闭合电路中电源的输出电压U和流过电源的电流I，得到

如图所示的UI图像，已知A点的坐标为0.1,3.6，下列说法中正确的是（）

A．电源电动势为3.6V

B．电源内阻为8Ω

C．电源的短路电流为0.5A

D．A点对应电源的输出功率为0.36W

9．（23-24高二上·北京东城·期末）如图所示的UI图像中，直线a表示某电源路端电压与电流的关系，直线b为

某一电阻两端电压与电流的关系。用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，下列说法不正确的是（）

A．电阻R的阻值为2.0ΩB．电源电动势为4.0V

C．电源内阻为1.0ΩD．电阻R消耗电功率为2.0W

题型四：闭合电路中的欧姆定律电动势和内阻

10．（23-24高二上·北京海淀·期中）电源、电阻箱、电压表与开关连接成如图所示的电路，电源内电阻r1.0。闭

合开关S后，当电阻箱接入电路的阻值R2.0时，电压表示数为U2.0V。闭合开关S后，电阻箱的电功率及电

源的电动势分别为（）

A．2.0W、2.0VB．2.0W、3.0VC．4.0W、2.0VD．4.0W、3.0V

11．（23-24高二上·辽宁·期中）在如图所示的电路中，当开关S置于a处时，电流表（内阻不计）示数为I，额定

功率为6W的电动机正常工作，带动质量为0.5kg的物体以1m/s的速度匀速竖直上升。当开关置于b处时，电流表

示数变为0.5I，灯泡正常发光。已知电阻R3，灯泡额定电压为8V，额定功率4W，重力加速度g取10m/s2，

下列结论错误的是（）

A．电动机线圈的内阻为1B．电动机的额定电压为6V

C．电源电动势为12VD．电源内阻为1

12．（22-23高二上·浙江宁波·期中）如图，R120Ω，小灯泡L的规格为“2.5V，0.3A”，电源内阻r5Ω。已知S1、

S2都断开时，小灯泡L正常发光；S1、S2都闭合时，理想电流表示数变为0.6A，求（）

A．电动势E8V

B．S1、S2都闭合时，R2的功率2W

C．电阻R228Ω

D．S1、S2都闭合时，电源的输出功率6W

题型五：计算电源的最大输出功率与效率问题

13．（24-25高二上·江苏常州）如图甲所示的电路，电源电动势E6V，内阻r2，定值电阻R4，已知滑动

变阻器消耗的功率P与其接入电路的有效阻值RP的关系如图乙所示。下列说法正确的是（）

A．图乙中滑动变阻器的最大功率P22W

B．图乙中R16,R212

C．滑动变阻器消耗功率最大时，定值电阻R也消耗功率最大

D．调整滑动变阻器RP的阻值，可以使电源的输出电流达到2A

14．（24-25高二上·湖北孝感·开学考试）将一电源、定值电阻R02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9VB．该电源内阻为1Ω

C．调整R，电源最大输出功率为9WD．电阻箱功率最大时电源效率为50%

15．（23-24高二上·福建南平·期末）如图所示，电源电动势E6V，内阻r4，电阻箱R1的最大阻值为99Ω，定

值电阻R22。合开关S，调节电阻箱R1的阻值，则（）

9

A．电源总功率最大值为6WB．R1的最大电功率为W

8

C．R2的最大电功率为18WD．r的最大电功率为9W

题型六：闭合电路动态分析

16．（24-25高二上·全国·课后作业）如图所示，电源电动势为E、内阻为r，且保持不变，电压表的读数为U，电流

表A1和A2的读数分别为I1和I2。当滑片由图示位置向b滑动一段距离，V、A1、A2的读数变化量分别为∆U、∆I1、

∆I2，下列说法中正确的是（）

UΔU

A．I1变大B．I2变小C．变小D．保持不变

I1ΔI1

17．（23-24高二上·江苏南京·开学考试）如图所示，电路中定值电阻阻值R大于电源内阻电阻值r。闭合开关，电

路稳定后，将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为U1、U2、U3，理

想电流表A示数变化量的绝对值为I，下列说法错误的是（）

A．A的示数增大B．V2的示数减小

C．U3与I的比值大于rD．U1小于U2

18．（23-24高二上·江苏南京·阶段练习）在如图所示的电路中，当闭合开关S后，若将滑动变阻器的滑片P向下调

节，不考虑灯泡电阻的变化，已知电源的内阻小于灯泡L1电阻，电流表和电压表均为理想电表，电流表、电压表示

数变化量的大小分别为ΔI、ΔU，则下列说法正确的是（）

A．电源输出功率增大，电源效率增大

UU

B．变小，变小

II

C．电压表示数变小，电流表示数增加，通过R的电流减小

D．灯L1变亮，灯L2变暗

题型七：故障分析

19．（23-24高二上·北京海淀·期中）如图是“测量电源的电动势和内电阻”实验的电路图。某同学在实验中，闭合开

关后，发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片，电压表有示数且不变，电流表始终没有示数。为查找故障，在其它连

接不变的情况下，他将电压表连接a位置的导线端分别试触b、c、d三个位置，发现试触b、c时，电压表有示数；

试触d时，电压表没有示数。若电路中仅有一处故障，则下面选项中正确的是（）

A．导线ab断路B．滑动变阻器断路C．导线cd断路D．滑动变阻器短路

20．（23-24高三上·北京西城·阶段练习）如图是“测量电源的电动势和内电阻”实验的电路图。小明在实验中，闭合

开关后，发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片，电压表有示数且不变，电流表始终没有示数。为查找故障，在其

它连接不变的情况下，他将电压表连接a位置的导线端分别试触b、c、d三个位置，发现试触b、c时，电

压表有示数；试触d时，电压表没有示数。若电路中仅有一处故障，则（）

A．导线ab断路B．滑动变阻器短路

C．导线cd短路D．导线cd断路

21．（23-24高二上·陕西西安·阶段练习）如图所示的电路中，a、d间电压恒为U，现灯泡L1和L2都不亮（无电流

通过）。用理想电压表测得a、b、c、d各点间的电压分别为UadU、Uab0、Ubc0、UcdU，若电路中只有

一处断路。则故障原因可能是（）

A．灯泡L1断路B．灯泡L2断路

C．滑动变阻器断路D．电源断路

题型八：含电容器的电路分析

22．（24-25高二上·黑龙江哈尔滨）如图所示，电源电动势为E，内阻为r，电路中C为电容器的电容，电流表、电

压表均为理想表。闭合开关S至电路稳定后，调节滑动变阻器滑片P向左移动一小段距离，结果发现电压表V1的示

数改变量大小为U1，电压表V2的示数改变量大小为U2，电流表A的示数改变量大小为I，U1、U2分别是电

压表V1、V2示数，I为电流表A的示数，则下列判断正确的有（）

A．U2等于U1

ΔUΔU

B．2大于1

ΔIΔI

UΔU

C．1的值变大，1的值不变

IΔI

D．在滑片向左移动的过程中，电容器所带的电荷量不变

23．（24-25高二上·全国·单元测试）如图所示的电路中，电源电动势为2V、内阻r0.5Ω，电阻R11.5Ω，电阻

R22Ω，电阻R33Ω，滑动变阻器R4接入电路的阻值为2Ω，电容器的电容C1.0F，电阻R3与电容器间的导

线记为d，单刀双掷开关S与触点1连接，下列说法正确的是（）

A．如果仅将R4的滑片向上滑动，R1消耗的功率减少

B．如果仅将R4的滑片向上滑动，电源的输出功率减小

C．如果仅将R4的滑片向下滑动，电容器两极板间的电势差增大

D．若仅将开关S由触点1拨向触点2，流过导线d某横截面的电荷量为1.75106C

24．（23-24高二上·四川广安·阶段练习）如图所示，电源的电动势为E，内阻为r，R1为定值电阻，R2为光敏电阻

（阻值随光照强度增大而减小），C为电容器，L为小灯泡，电表均为理想电表，闭合开关S电路达到稳定状态后，

若增大照射光强度，则（）

A．小灯泡的功率减小

B．电容器极板上的电荷量增加

C．电源的输出功率一定增大

U

D．两表示数变化量的比值不变

I

题型九：闭合电路中的欧姆定律综合问题

25．（24-25高二上·山东济宁）如图所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1100，R2的阻值未知，R3是一

个滑动变阻器，在其滑片从最左端滑至最右端的过程中，测得电源的路端电压U随电流I的变化图线如图所示，其

中图线上的A、B两点是滑片在变阻器两个不同的端点时分别得到的。求：

(1)电源的电动势和内电阻；

(2)滑动变阻器R3的最大值；

(3)上述过程中R1上得到的最大功率和此时电源的效率。

26．（24-25高二上·江苏扬州·阶段练习）如图（甲）所示电路，当变阻器的滑动片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（乙）中的AC，BC两直线所示，不考虑电表对电路的影响。

(1)定值电阻R0的阻值为多大？

(2)电源的电动势是多大？

(3)变阻器滑动片从一端滑到另一端的过程中，定值电阻R0消耗的最大电功率为多少？

27．（24-25高二上·黑龙江佳木斯·阶段练习）如图所示，电源电动势E16V，内阻r2，电阻R13，

R2R36，C为水平放置的平行板电容器，其电容C3.0pF，当开关S1闭合、S2断开时，用绝缘细线悬挂的带

电小球A恰好悬浮，绳刚好水平拉直，其质量m0.02kg，（g取10m/s2）则：

(1)若开关S1闭合、S2断开稳定时，求电容器两端的电量；

(2)若开关S2从断开状态到闭合状态过程中，求流过R3的总电荷量；

(3)若开关S2闭合，电路达到稳定的过程时间极短，若忽略此过程，则电路稳定后，试求小球运动到O点正下方时，

细绳对小球的拉力大小。

【高分达标】

一、单选题

28．（24-25高二上·山东济宁）关于电源和电动势，下列说法中正确的是（）

A．在电源内部非静电力把正电荷从正极移动到负极

B．电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量

C．对于给定的电源，移动正电荷非静电力做功越多，电动势就越大

D．电动势就是电势差，也叫电压，单位V

29．（24-25高二上·山东济宁·阶段练习）在如图所示的电路中，R0、R是定值电阻，滑动变阻器的滑片位于最左端。

闭合开关S，将滑动变阻器的滑片向右移动一段距离，待电路稳定之后，下列判断正确的是（）

A．电阻R两端电压降低

B．滑动变阻器两端电压升高

C．电阻R0两端电压降低

D．电容器C电荷量减少

30．（24-25高二上·江苏无锡）在如图甲所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1=100Ω，R2的阻值未知，R3是

滑动变阻器，在其滑片从最左端滑至最右端的过程中，测得电源的路端电压U随电流I的变化图线如图乙所示，其

中图线上的A、B两点是滑片在滑动变阻器的两个不同端点时分别得到的，则以下说法不正确的是（）

A．电源的电动势为20VB．电源的内阻为20Ω

C．定值电阻R2的阻值4ΩD．滑动变阻器R3的最大值为300Ω

31．（24-25高二上·全国·单元测试）如图甲为手控可调节亮度的台灯，其内部电路可简化为如图乙所示的电路图。

通过调节图乙所示电位器R0接入电路的阻值，即可调节电源的输出功率。若电源电动势E10V，内阻r2，灯

泡电阻RL8（固定不变），调节电位器R0即可改变台灯亮度，电位器R0接入电路中的阻值可在0~30之间调节，

则（）

A．电源的最大输出功率为8WB．灯泡L消耗的最大功率为2.5W

C．电位器R0的最大功率为8WD．当R010时，电源输出的功率最大

32．（2024高二上·全国·专题练习）如图所示，图线甲、乙分别为某电源和某金属导体的UI图线，电源的电动势

和内阻分别用E、r表示，根据所学知识，下列说法正确的是（）

A．当该导体直接与该电源相连时，该导体的电阻为10

B．当该导体直接与该电源相连时，电路消耗的总功率为80W

C．该电源电动势E50V，内阻r2.5

D．当该导体直接与该电源相连时，电源内部消耗的功率为20W

33．（24-25高二上·江苏泰州·阶段练习）某同学将一直流电源的总功率PE输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随

电流I变化的图线画在了间一坐标系上，如图中的a、b、c所示，以下判断正确的是（）

A．电源的最大输出功率P=2W

B．电源的电动势E=2V，内阻r=1Ω

C．曲线c表示电源的输出功率PR随电流I变化的图线

D．直线a表示电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线

34．（24-25高一上·山西忻州）利用图示电路可以检测司机是否酒驾。图中R0为定值电阻，R是一个“气敏传感器”，

它的电阻值会随着其周围酒精气体浓度的增大而减小。若检测时司机喝了酒（）

A．电路的总电阻减小，电压表的示数减小B．电路的总电阻增大，电流表的示数减小

C．电压表和电流表示数的比值不变D．电路消耗的总功率变小

35．（24-25高三上·重庆·阶段练习）如图1是某同学设计的电路图，他将粗细均匀的电阻丝AB通过滑片P连入电

路。闭合开关S后，滑片P从最左端A缓慢滑到最右端B的过程中，将电流表和电压表的示数绘制成如图2所示的

IU图像。已知电源电动势为10V，电阻丝AB的阻值不随温度变化，且电表均为理想电表，则（）

A．电阻丝AB的电阻为6Ω

B．电源的内阻为4Ω

C．滑片P从A端缓慢滑到B端过程中，电阻丝AB消耗的电功率先增加后减少

D．滑片P从A端缓慢滑到B端过程中，电源的输出功率先增加后减少

二、多选题

36．（24-25高二下·全国）如图所示，将某一电源的路端电压随干路电流的变化关系和某一定值电阻R两端的电压

与通过该电阻的电流关系画在同一个UI图像中。若将该电源与两个定值电阻R串联构成闭合回路，下列分析中

正确的是（）

A．甲反映定值电阻R的UI关系，R1.0

B．乙反映电源的UI关系，其电动势E6.0V

C．通过定值电阻R的电流大小一定为1.2A

D．电源内阻r2

37．（23-24高一下·湖南长沙·期末）在如图所示的电路中，电源电动势E和内阻r为定值，R1为定值电阻，R2为滑

、、

动变阻器，闭合电键S，理想电流表A的示数为I，理想电压表V1V2和V3的示数分别为U1U2和U3，当滑动变

、、

阻器的滑动触头P向上滑动时，各电表示数变化量分别为ΔIΔU1ΔU2和ΔU3，下列说法正确的是（）

A．I变大，U2变大B．电源的效率增加

ΔU1ΔU3

C．电源的总功率增加D．不变，不变

ΔIΔI

38．（23-24高二上·青海西宁·期末）如图所示电路，R0为光敏电阻（光照强度增强，其阻值变小），R1为滑动变阻

器，R2为定值电阻，电表均为理想电表。闭合开关S后，下列说法正确的是（）

A．光照强度增强，电流表A1的示数变小

B．光照强度增强，R2消耗的电功率变小

C．将R1的滑片P向左滑动，电压表V示数变大

D．将R1的滑片P向右滑动，电流表A2的示数变小

39．（23-24高二上·山东菏泽·期末）如图甲所示为一款节能路灯，它的亮度随环境亮度的改变而改变。原理如图乙

所示，电源的电动势为E、内阻为r,R0是定值电阻，R0r,R1是光敏电阻（光照强度变大时，电阻变小），R2是滑

动变阻器。下列说法正确的是（）

A．若光照强度变小，则灯泡变亮

B．若光照强度变小，则通过电阻R0的电流变大

C．若光照强度不变，滑动变阻器R2的滑片下滑，则电流表的示数变大

D．若光照强度不变，滑动变阻器R2的滑片下滑，则电源的输出功率一定变小

40．（23-24高二上·山东济宁·期末）火警报警器的电路示意图如图所示，其中，RT为用半导体热敏材料制成的传感

器，这种半导体热敏材料的电阻率随温度的升高而减小。电流表A1为值班室的显示器，A、B之间接一报警器（相

当于电压触发报警），电源内阻为r。通过显示器的电流为I1、传感器RT的电流为I2、报警器两端的电压为U，当传

感器RT所在处出现火情时，设电流I1的变化量为ΔI1，电流I2的变化量为ΔI2，电压U的变化量为ΔU。下列说法正

确的是（）

A．电源的总功率增大B．I2变大，U变大

ΔU

C．ΔI1<ΔI2D．rR1

ΔI1

41．（23-24高二上·广东·期末）某一电源的路端电压与电流的关系和电阻R1、R2的电压与电流的关系如图所示。用

此电源和电阻R1、R2组成电路，R1、R2可以同时接入电路，也可以单独接入电路，下列说法正确的是（）

A．将R1、R2并联后接到电源两端，电源效率最