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；(2)公式：I＝eq\f(E,R＋r)(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(适用于任意电路)．知识点三、路端电压与外电阻的关系(1)纯电阻电路：U＝IR＝eq\f(E,R＋r)·R＝eq\f(E,1＋\f(r,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＝eq\f(E,r)，U＝0.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(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)＝eq\f(E2,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＝eq\f(E2R,R＋r2).4．电源的效率(1)任意电路：η＝eq\f(P出,P总)×100%＝eq\f(U,E)×100% (2)纯电阻电路：η＝eq\f(R,R＋r)×100%5．纯电阻电路中电源的最大输出功率(如图)P出＝UI＝I2R＝eq\f(E2,R＋r2)R＝eq\f(E2R,R－r2＋4Rr)＝eq\f(E2,\f(R－r2,R)＋4r)当R＝r时，电源的输出功率最大为Pm＝eq\f(E2,4r).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D．由可知，电动势与非静电力做的功成正比，与所移动的电荷量成反比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（）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，电阻，，。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，当开关S接A点时，电流表示数；当开关S接B点时，电流表示数，电源的输出功率为。（1）求电阻的阻值；（2）求该电源的电动势和内阻。

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2Ω B．该电源电动势为4V，内阻为1ΩC．此状态下R的功率为6W D．此状态下电源的总功率为8W8．（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和流过电源的电流，得到如图所示的图像，已知A点的坐标为，下列说法中正确的是（）A．电源电动势为B．电源内阻为C．电源的短路电流为D．A点对应电源的输出功率为9．（23-24高二上·北京东城·期末）如图所示的图像中，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2.0Ω B．电源电动势为4.0VC．电源内阻为1.0Ω D．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。闭合开关S后，当电阻箱接入电路的阻值时，电压表示数为。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、2.0V B．2.0W、3.0V C．4.0W、2.0V D．4.0W、3.0V11．（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，额定功率为的电动机正常工作，带动质量为的物体以的速度匀速竖直上升。当开关置于b处时，电流表示数变为，灯泡正常发光。已知电阻，灯泡额定电压为，额定功率，重力加速度取，下列结论错误的是（

）A．电动机线圈的内阻为 B．电动机的额定电压为C．电源电动势为 D．电源内阻为12．（22-23高二上·浙江宁波·期中）如图，，小灯泡的规格为“，”，电源内阻。已知、都断开时，小灯泡正常发光；、都闭合时，理想电流表示数变为，求（）

A．电动势B．、都闭合时，的功率C．电阻D．、都闭合时，电源的输出功率题型五：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，内阻，定值电阻，已知滑动变阻器消耗的功率与其接入电路的有效阻值的关系如图乙所示。下列说法正确的是（

）A．图乙中滑动变阻器的最大功率B．图乙中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2A14．（24-25高二上·湖北孝感·开学考试）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%15．（23-24高二上·福建南平·期末）如图所示，电源电动势，内阻，电阻箱的最大阻值为99Ω，定值电阻。合开关S，调节电阻箱的阻值，则（）A．电源总功率最大值为6W B．R1的最大电功率为C．的最大电功率为18W D．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（）A．I1变大 B．I2变小 C．变小 D．保持不变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、、示数变化量的绝对值分别为、、，理想电流表A示数变化量的绝对值为，下列说法错误的是（

）A．A的示数增大 B．的示数减小C．与的比值大于r D．小于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，则下列说法正确的是（）A．电源输出功率增大，电源效率增大B．变小，变小C．电压表示数变小，电流表示数增加，通过的电流减小D．灯变亮，灯变暗题型七：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．导线断路 B．滑动变阻器断路 C．导线断路 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，现灯泡和都不亮（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、、、，若电路中只有一处断路。则故障原因可能是（）

A．灯泡断路 B．灯泡断路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，结果发现电压表的示数改变量大小为，电压表的示数改变量大小为，电流表A的示数改变量大小为，、分别是电压表、示数，I为电流表A的示数，则下列判断正确的有（）A．等于B．大于C．的值变大，的值不变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，电阻，电阻，电阻，滑动变阻器接入电路的阻值为，电容器的电容，电阻与电容器间的导线记为，单刀双掷开关S与触点1连接，下列说法正确的是（）A．如果仅将的滑片向上滑动，消耗的功率减少B．如果仅将的滑片向上滑动，电源的输出功率减小C．如果仅将的滑片向下滑动，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，流过导线某横截面的电荷量为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D．两表示数变化量的比值不变题型九：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，、均为定值电阻，且，的阻值未知，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)滑动变阻器的最大值；(3)上述过程中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，内阻，电阻，，C为水平放置的平行板电容器，其电容，当开关闭合、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，（g取）则：(1)若开关闭合、断开稳定时，求电容器两端的电量；(2)若开关从断开状态到闭合状态过程中，求流过的总电荷量；(3)若开关闭合，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V29．（24-25高二上·山东济宁·阶段练习）在如图所示的电路中，、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20V B．电源的内阻为20ΩC．定值电阻R2的阻值4Ω D．滑动变阻器R3的最大值为300Ω31．（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接入电路的阻值，即可调节电源的输出功率。若电源电动势，内阻，灯泡电阻（固定不变），调节电位器即可改变台灯亮度，电位器接入电路中的阻值可在之间调节，则（

）A．电源的最大输出功率为8W B．灯泡L消耗的最大功率为2.5WC．电位器的最大功率为8W D．当时，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B．当该导体直接与该电源相连时，电路消耗的总功率为80WC．该电源电动势，内阻D．当该导体直接与该电源相连时，电源内部消耗的功率为20W33．（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=2WB．电源的电动势E=2V，内阻r=1ΩC．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6ΩB．电源的内阻为4ΩC．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的关系，B．乙反映电源的关系，其电动势C．通过定值电阻R的电流大小一定为1.2AD．电源内阻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，为定值电阻，为滑动变阻器，闭合电键S，理想电流表A的示数为I，理想电压表和的示数分别为和，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和，下列说法正确的是（

）A．I变大，变大 B．电源的效率增加C．电源的总功率增加 D．不变，不变38．（23-24高二上·青海西宁·期末）如图所示电路，为光敏电阻（光照强度增强，其阻值变小），为滑动变阻器，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，电流表的示数变小B．光照强度增强，消耗的电功率变小C．将的滑片P向左滑动，电压表V示数变大D．将的滑片P向右滑动，电流表的示数变小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、内阻为是定值电阻，是光敏电阻（光照强度变大时，电阻变小），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，则通过电阻的电流变大C．若光照强度不变，滑动变阻器的滑片下滑，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C． D．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，电源效率最大B．将R1、R2串联后接到电源两端，电源效率最大C．将R1单独接到电源两端，电源输出功率最大D．将R1、R2串联后接到电源两端，电源输出功率最大42．（23-24高二