第08講閉合電路歐姆定律（復習篇）（原卷版）目錄考點聚焦：核心考點+高考考點，有的放矢重點速記：知識點和關鍵點梳理，查漏補缺難點強化：難點內容標注與講解，能力提升學以致用：真題經典題+提升專練，全面突破核心考點聚焦1.閉合電路歐姆定律2.電路的動態分析3.電路的功率和電源的效率4.含電容器電路的分析5.兩類U-I圖像的分析與應用6.電路故障問題分析高考考點聚焦常考考點真題舉例含電容器電路的分析2023·海南、2020全國卷Ⅰ高考真題電路的動態分析2020·江蘇高考真題電路故障問題分析2023全國乙卷高考真題閉合電路歐姆定律2020·北京高考真題知識點一、閉合電路歐姆定律的理解(1)內容：閉合電路的電流跟電源的電動勢成正比，跟內、外電路的電阻之和成反比。(2)公式：①I＝eq\f(E,R＋r)(只適用于純電阻電路)；②E＝U外＋U內(適用于所有電路)。（3）路端電壓與負載的關系：一般情況U＝IR＝eq\f(E,R＋r)·R＝eq\f(E,1＋\f(r,R))特殊情況：①當外電路斷開時，I＝0，U＝E；②當電源兩端短路時，I＝eq\f(E,r)，U＝0（4）路端電壓跟電流的關系①關系式：U＝E－Ir。②用圖像表示如圖所示，其中縱軸截距為電動勢，橫軸截距為短路電流，斜率的絕對值為電源的內阻。知識點二、電路動態分析的方法(1)程序法電路結構的變化→R的變化→R總的變化→I總的變化→U端的變化→固定支路eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(并聯分流I,串聯分壓U))→變化支路。(2)“串反并同”結論法①所謂“串反”，即某一電阻增大時，與它串聯或間接串聯的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小，反之則增大。②所謂“并同”，即某一電阻增大時，與它并聯或間接并聯的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大，反之則減小。即：eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(U串↓,I串↓,P串↓))←R↑→eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(U并↑,I并↑,P并↑))(3)極限法對于因滑動變阻器的滑片滑動引起電路變化的問題，可分析將滑動變阻器的滑片分別滑至兩個極端情況，此時還要注意滑片移動引起的電路變化是否是單調變化，滑片移動過程中是否有極值情況出現。(4)特殊值法對于某些電路問題，可以代入特殊值進行判定，從而得出結論。知識點三、電路的功率和電源的效率1．電源的總功率：P總＝EI＝U外I＋U內I＝P出＋P內。若外電路是純電阻電路，則有P總＝I2(R＋r)＝eq\f(E2,R＋r)。2．電源內部消耗的功率：P內＝I2r＝U內I＝P總－P出。3．電源的輸出功率：(1)對任意電路：P出＝UI＝EI－I2r＝P總－P內。(2)對純電阻電路，則有：P出＝I2R＝eq\f(E2R,（R＋r）2)＝eq\f(E2,\f(（R－r）2,R)＋4r)。由上式可以看出：①當R＝r時，電源的輸出功率最大，Pm＝eq\f(E2,4r)。②當R>r時，隨著R的增大輸出功率越來越小。③當R<r時，隨著R的增大輸出功率越來越大。④當P出<Pm時，每個輸出功率對應兩個可能的外電阻R1和R2，且R1·R2＝r2。⑤P出與R的關系如圖所示。4．電源的效率(1)任意電路：η＝eq\f(P出,P總)×100%＝eq\f(U,E)×100%。(2)純電阻電路：η＝eq\f(R,R＋r)×100%＝eq\f(1,1＋\f(r,R))×100%。因此R越大，η越大；當R＝r時，電源有最大輸出功率，效率僅為50%。知識點四、含電容器電路的分析1．電容器的簡化處理：電路穩定后，可以把電容器所處電路看作斷路，簡化電路時可以將該斷路去掉，求電荷量時在相應位置再補上。2．電阻的簡化處理：電路穩定后，與電容器同支路的電阻相當于導線。3．電荷變化量的計算：電路中電流、電壓的變化可能會引起電容器的充、放電。若電容器兩端電壓升高，電容器將充電；若電容器兩端電壓降低，電容器將通過與它連接的電路放電。(1)由ΔQ＝CΔU計算電容器上電荷量的變化。(2)如果變化前后極板帶電的電性相同，那么通過所連導線的電荷量等于初、末狀態電容器所帶電荷量之差。(3)如果變化前后極板帶電的電性相反，那么通過所連導線的電荷量等于初、末狀態電容器所帶電荷量之和。知識點五、兩類U-I圖像的分析與應用圖像上的特征物理意義電源U-I圖像電阻U-I圖像圖形圖像表示的物理量變化關系電源的路端電壓隨電路電流的變化關系電阻兩端電壓隨電流的變化關系圖線與坐標軸交點與縱軸交點的縱坐標表示電源電動勢E，與橫軸交點的橫坐標表示電源短路電流eq\f(E,r)過坐標軸原點，表示沒有電壓時電流為零圖線上每一點坐標的乘積UI表示電源的輸出功率表示電阻消耗的功率圖線上每一點對應的U、I比值表示外電阻的大小，不同點對應的外電阻大小不同每一點對應的比值，表示此電阻的大小圖線的斜率的絕對值電源內電阻r電阻大小聯系在同一坐標系中，兩圖線交點坐標(Un，In)，既表示用該電源與該電阻組成回路時的路端電壓和電路中的電流，也表示電阻兩端電壓及其電流；P＝InUn既表示此時電源的輸出功率，也表示此時電阻的實際功率知識點六、電路故障問題分析1．兩種常見故障的特點(1)斷路特點：表現為路端電壓不為零而電流為零。(2)短路特點：用電器或電阻發生短路，表現為有電流通過電路但用電器或電阻兩端電壓為零。2．檢查故障的基本方法①電壓表檢測：如果電壓表示數為零，說明電壓表上無電流通過，則可能在與電壓表并聯的路段之外有斷路，或與電壓表并聯的路段完全短路，如果電壓表有示數，說明電壓表上有電流通過，則在與電壓表并聯的路段之外無斷路，且與電壓表并聯的路段內電阻值不為零(可能無短路，也可能部分短路)。②電流表檢測：當電路中接有電源時，可用電流表測量各部分電路上的電流，通過對電流值的分析，可以確定故障的位置。在運用電流表檢測時，一定要注意電流表的正負接線柱和量程。③歐姆表檢測：當測量值很大時，表示該處斷路；當測量值很小或為零時，表示該處短路。在運用歐姆表檢測時，外電路一定要切斷電源。一、閉合電路歐姆定律的理解1．我國的太陽能資源十分豐富，太陽能產業發展迅速。現有一太陽能電池板，測得它的沒有接入電路時的電壓為600mV，短路電流為20mA，若將該電池板與一阻值為20的電阻器連成一閉合電路，則它的內電阻和路端電壓分別是（）A．20，0.24V B．20，0.60VC．30，0.24V D．30，0.60V2．如圖，是小明家的太陽能電池，因戶外使用時間較久，廠家標記的參數已模糊不清。為了解相關參數，小明測量了此電池不接負載時兩極間電壓為，接上的電阻時兩極間電壓為。則此電池的電動勢和內阻分別為（）A．和 B．和C．和 D．和二、電路動態分析的方法3.如圖所示，電源電壓不變，電表均為理想表，當電鍵S由斷開到閉合時，下列變化正確的是（）A．電流表A示數變小B．電壓表V1示數不為0C．電壓表V2示數與電流表A示數的比值不變D．電壓表V1示數與電流表A示數的比值不變4．氧化錫傳感器主要用于汽車尾氣中一氧化碳濃度的檢測，它的電阻隨一氧化碳濃度的變化而變化，已知其電阻的倒數與一氧化碳濃度成正比．將傳感器接在如圖所示的電路中，已知、為定值電阻，觀察電表示數的變化，就能判斷一氧化碳濃度的變化情況，下列判斷中正確的是（）A．電壓表讀數增大時，電流表讀數增大，濃度增大B．電壓表讀數減小時，電流表讀數減小，濃度增大C．電壓表讀數增大時，電流表讀數減小，濃度減小D．電壓表讀數減小時，電流表讀數增大，濃度減小5．如圖所示，調整電路的可變電阻R的阻值，使電壓表V的示數增大ΔU，在這個過程中()A．通過R1的電流增加，增加量一定等于B．R2兩端的電壓減小，減少量一定等于ΔUC．通過R的電流增加，增加量一定等于D．通過R2的電流減小，但減少量一定小于解題歸納：電路動態分析的一般步驟(1)弄清局部電路變化所引起的局部電路電阻的變化。(2)根據局部電路電阻的變化，確定整個電路的外電阻如何變化。(3)根據閉合電路歐姆定律I總＝eq\f(E,R外總＋r)，確定電路總電流如何變化。(4)由U內＝I總r確定電源內電壓如何變化。(5)由U＝E－U內確定路端電壓如何變化。(6)確定支路兩端的電壓及通過各支路的電流如何變化電路的功率和電源的效率6.如圖所示，已知電源的內阻為r，外電路的固定電阻R0＝r，可變電阻Rx的總電阻為2r，在Rx的滑動觸頭從A端滑向B端的過程中()A．Rx消耗的功率變小B．電源輸出的功率減小C．電源內部消耗的功率減小D．R0消耗的功率減小7．如圖所示的電路中，R是光敏電阻，當光照強度增大時，它的阻值減小。當外界的光照強度減弱時，下列說法正確的是（

）A．燈泡L變暗 B．電壓表的示數增大C．電源的總功率增大 D．電源內阻的發熱功率增大8.如圖甲所示電路中，R為電阻箱，電源的電動勢為E，內阻為r。圖乙為電源的輸出功率P與電流表示數I的關系圖像，其中功率P0分別對應電流I1、I2，外電阻R1、R2。下列說法中正確的是()A．I1＋I2>eq\f(E,r)B．I1＋I2＝eq\f(E,r)C．eq\f(R1,r)>eq\f(r,R2)D．eq\f(R1,r)<eq\f(r,R2)解題歸納：閉合電路中功率的最值問題（1）定值電阻的功率：P定＝I2R，R為定值電阻，P定只與電流有關系，當R外最大時，I最小，P定最小，當R外最小時，I最大，P定最大。（2）電源的輸出功率：當R外＝r時，P出最大，Pm＝eq\f(E2,4r)。（3）變化電阻的功率，利用等效思想，把除變化電阻之外的其他的定值電阻等效成電源的內阻r′，則變化電阻的功率即為等效以后的電源的輸出功率，即當R變＝r′時，P變有最大值。四、含電容器電路的分析9．在圖示電路中，電源內阻不可忽略，、為定值電阻，G為靈敏電流計，V為理想電壓表，平行板電容器兩極板水平，開關S閉合后，位于電容器兩板間的帶電油滴恰好靜止，現將滑動變阻器的滑片P向下移動，則以下說法正確的是（）A．G中有從a到b的電流B．V示數增大C．油滴向上運動D．電源內阻消耗功率減小10.(2020·全國卷Ⅰ)圖a所示的電路中，K與L間接一智能電源，用以控制電容器C兩端的電壓UC。如果UC隨時間t的變化如圖b所示，則下列描述電阻R兩端電壓UR隨時間t變化的圖像中，正確的是()11.如圖所示的電路中，E為電源，其內電阻為r，V為理想電壓表，L為阻值恒為2r的小燈泡，定值電阻R1的阻值恒為r，R3為半導體材料制成的光敏電阻，電容器兩極板處于水平狀態，閉合開關S，電容器中心P點有一帶電小球處于靜止狀態，電源負極接地，則下列說法正確的是（）A．若將的滑片上移，則電壓表的示數變小B．若突然將電容器上極板上移，則小球在P點電勢能增加C．若光照變強，則油滴會向上運動D．若光照變強，則AB間電路的功率變大解題歸納：分析電容器所帶電荷量的變化要注意以下兩點(1)把電容器當成斷路簡化電路圖，按照電路動態分析的基本方法來分析各部分電路電壓與電流的變化。(2)電路穩定時，找到與電容器并聯的電阻，而電容器兩極板的電壓等于與之并聯的電阻兩端的電壓。五、兩類U-I圖像的分析與應用12.如圖所示為閉合電路中兩個不同電源的U-I圖象，則下列說法中正確的是（）A．電動勢E1=E2，內阻r1＜r2 B．電動勢E1=E2，內阻r1＞r2C．電動勢E1＞E2，內阻r1＞r2 D．電動勢E1＜E2，內阻r1＞r213.如圖所示的圖像中，直線Ⅰ為某電源的路端電壓與電流的關系圖線，直線Ⅱ為某一電阻的圖像，用該電源直接與電阻R連接成閉合電路，由圖像可知（

）A．該電源的效率為B．該電源的電動勢為，內阻為C．電源的輸出功率為D．電源內部消耗功率為14.某同學將一直流電源的總功率PE、輸出功率PR和電源內部的發熱功率Pr隨電流I變化的圖線畫在同一坐標系內，如圖所示，根據圖線可知()A．反映Pr變化的圖線是aB．電源電動勢為8VC．電源內阻為1ΩD．當電流為0.5A時，外電路的電阻為6Ω解題歸納：U-I圖像問題的解題技巧(1)電源U-I圖線的縱坐標U若不從零開始，則橫軸的截距小于短路電流，求電源內阻r時可以用r＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔU,ΔI)))求解。(2)對于燈泡等非線性元件的閉合電路問題，只能根據U-I圖像計算。電源和元件的U-I圖線的交點對應該電源與該元件組成回路時該元件的工作電壓和工作電流。六、電路故障問題分析15.在如圖所示的電路中，干電池、開關和額定電壓為1.5V的燈泡組成串聯電路。當閉合開關時，發現燈泡不發光。在閉合開關的情況下，某同學用多用電表直流電壓擋進行檢測。檢測結果如下表所示，已知電路僅有一處故障，由此做出的判斷中正確的是（）測試點A、BD、EE、FF、B多用表示數1.5V01.5V0A．A、C間導線斷路B．D、E間導線斷路C．燈泡斷路D．F、B間導線斷路16.如圖所示，S閉合后，兩個燈泡均發光，但過一段時間之后兩燈都熄滅，電流表的示數為零。用電壓表測L2兩端電壓，電壓表的示數近似于電源電壓，該電路的故障可能是()A．電流表壞了或未接好B．L2的燈絲燒斷或燈座與燈泡沒接觸C．L1和L2的燈絲都被燒斷D．L1的燈絲被燒斷或沒接好解題歸納：電路中斷路與短路的故障判定首先，認真分析題意，弄清所用的儀表、儀器，然后用“假設推理法”。假設一個故障現象存在，然后根據電路的串、并聯規律進行分析、推理，若能得到相應的現象或題目中所給的數據(如例7表格中的測量結果)，就說明這個故障現象存在。單選題：1．如圖，閉合開關S，將滑動變阻器的滑片P由a滑到b的過程中，外電阻逐漸變小，小燈泡沒有燒壞，則小燈泡的亮暗變化情況是（）A．逐漸變暗 B．逐漸變亮 C．先變亮后變暗 D．先變暗后變亮2.新冠疫情期間，額溫槍廣泛應用于各種場所，能通過傳感器檢測人體向外輻射的紅外線，根據紅外線能量的強弱，快速準確且無接觸地測量體溫。如圖所示，某種額溫槍以2節串聯的干電池為電源（每節干電池電動勢為1.5V），工作電流為5mA，當該額溫槍正常工作時（

）A．電路中每通過0.01C電荷，每節電池把0.015J化學能轉化為電能B．電池組兩極間的電壓為3VC．電源的輸出功率為15mWD．電池組的電動勢不再是3V3．如圖，是一實驗電路圖，在滑動觸頭由a端滑向b端的過程中，下列表述正確的是（）A．電流表的示數變小 B．路端電壓變大C．電源的輸出功率變小 D．電路的總電阻變大4．如圖所示，閉合開關S，電路穩定時平行板電容器中帶電質點P處于靜止狀態，不考慮電流表和電壓表對電路的影響，下列判斷正確的是（

）A．當滑動變阻器R2的滑片向下端移動時，電壓表示數增大B．當滑動變阻器R2的滑片向下端移動時，電流表示數減小C．當滑動變阻器R2的滑片向下端移動時，質點P將向下運動D．斷開開關S后，質點P仍然靜止5．用電壓表檢查如圖電路中的故障，測得Uad＝5.0V，Ucd＝0V，Ubc＝0V，Uab＝5.0V，則此故障可能是(

)A．L斷路 B．R斷路C．R′斷路 D．S斷路6．如圖所示的電路中，現將滑動變阻器的滑片P向右移動，則（）A．電流表的示數變小B．電壓表的示數變大C．電燈L消耗的功率變大D．電阻R1消耗的功率變大7．如圖所示，當滑動變阻器的滑動片P向左移動時（

）A．安培表讀數增大，伏特表讀數增大B．安培表讀數減小，伏特表讀數減小C．安培表讀數增大，伏特表讀數減小D．安培表讀數減小，伏特表讀數增大8．用半導體材料制成熱敏電阻，在溫度升高時，電阻會迅速減小，如圖所示，將一熱敏電阻接入電路中，接通開關后，經過一段時間會觀察到（）A．電流表示數不變B．電流表示數減小C．電壓表示數增大D．電壓表示數減小9．如圖所示的電路中，電壓表都看做理想電表，電源內阻為r．閉合電鍵S，當把滑動變阻器的滑片P向b端移動時（）A．電壓表V1的示數變大，電壓表V2的示數變小B．電壓表V1的示數變小，電壓表V2的示數變大C．電壓表V1的示數變化量小于V2示數變化量D．電壓表V1的示數變化量大于V2示數變化量10.如圖所示電路，當滑動變阻器R1的滑片向上滑動時，下列說法正確的是()A．R2的功率增大 B．R3兩端的電壓減小C．電流表的示數變大 D．R1的電流增大11.如圖所示，R1、R2為定值電阻，C為電容器。閉合開關S，在滑動變阻器R的滑片緩慢向上滑動過程中()A．電阻R2中有向下的電流B．通過電阻R1的電流增大C．滑動變阻器R兩端的電壓變小D．電容器C極板所帶電荷量變小12.交警使用的某型號酒精測試儀如圖甲所示，其工作原理如圖乙所示，傳感器電阻R的阻值隨氣體中酒精濃度的增大而減小，電源的電動勢為E，內阻為r，電路中的電表均為理想電表。當一位酒駕駕駛員對著測試儀吹氣時，下列說法中正確的是（）A.電壓表的示數變大，電流表的示數變小B.電壓表的示數變小，電流表的示數變小C.酒精氣體濃度越大，電源的輸出功率越大D.電壓表示數變化量與電流表示數變化量的絕對值之比保持不變13..如圖所示，E為內阻不能忽略的電池，R1、R2、R3均為定值電阻，電壓表與電流表均為理想電表；開始時開關S閉合，電壓表、電流表均有示數，某時刻發現電壓表和電流表讀數均變大，則電路中可能出現的故障是（）A.R1斷路B.R2斷路 C.R1短路D.R3短路多項選擇題：14．如圖所示的電路中，R是光敏電阻，當光照強度增大時，它的阻值減小。當外界的光照強度減弱時，下列說法正確的是（

）A．燈泡L變暗 B．電壓表的示數增大C．電源的總功率增大 D．電源內阻的發熱功率增大15．如圖所示的圖像中，直線表示某電源路端電壓與電流的關系，直線為某一電阻的圖像。用該電源直接與電阻連接成閉合電路，由圖像可知（）A．電源的輸出功率為B．電源電動勢為，內阻為C．電源的總功率為D．若將兩個相同電阻串聯接入該電源，則電流變為原來的16．如圖所示電路，電源內阻不可忽略。開關S閉合后，在變阻器R0的滑動端向下滑動的過程中（

）A．電路總電阻減小B．干路的電流減小C．電壓表的示數減小D．電流表的示數減小17．用如圖所示的電路來測量電池電動勢和內電阻，根據測得的數據作出了如圖所示的U-I圖線，由圖可知A．電池電動勢的測量值為1.40VB．電池內阻的測量值為1.0ΩC．外電路發生短路時的電流為0.40AD．電壓表示數為1.20V時，電流表的示數I′＝0.2A18．如圖所示的電路中，E為電源，其內電阻為r，V為理想電壓表，L為阻值恒為2r的小燈泡，定值電阻R1的阻值恒為r，R3為半導體材料制成的光敏電阻，電容器兩極板處于水平狀態，閉合開關S，電容器中心P點有一帶電小球處于靜止狀態，電源負極接地，則下列說法正確的是（）A．若將的滑片上移，則電壓表的示數變小B．若突然將電容器上極板上移，則小球在P點電勢能增加C．若光照變強，則油滴會向上運動D．若光照變強，則AB間電路的功率變大19．如圖所示的U﹣I圖象中，直線I為某電源的路端電壓與電流的關系，直線Ⅱ為某一電阻R的伏安特性曲線，用該電源直接與電阻R連接成閉合電路，由圖象可知（