二十七閉合電路的歐姆定律

（40分鐘70分）

【基礎鞏固練】

1.（6分）（生活交通類）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H的阻值隨氣體中酒精濃度的增大而減小，電源的電動勢為瓦內阻為「，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（）

甲

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

2.（6分）（2023?濟寧模擬）在如圖所示的電路中，開關S閉合后，由于電阻元件發生短路或斷路故

障,導致電壓表和電流表的讀數都增大，電壓表和電流表均為理想電表，則可能出現了下列哪種

故障（）

—?~<=3—|?-

--------——~~CZI-,

S

---------1|-------—

A.R1短路B.及短路

C#3短路D.Ri斷路

3.（6分）如圖所示，圖中的四個電表均為理想電表,當滑動變阻器的滑片P向右端移動時，下列說

法中正確的是（）

?——

Er%

皿

Rp&

A.電源的輸出功率一定變小

B.電壓表Vi的讀數變小,電流表Ai的讀數變小

C.電壓表V2的讀數變大,電流表A2的讀數變小

D.電壓表V2的讀數變小,電流表A2的讀數變小

4.（6分）（2023?南京模擬）將一電源與一電阻箱連接成閉合電路，測得電阻箱所消耗功率P與電阻

箱讀數尺變化的曲線如圖所示，由此可知（）

A.電源最大輸出功率可能大于45W

B.電源內阻等于5。

C.電源電動勢為45V

D.電阻箱所消耗功率P最大時,電源效率大于50%

5.（6分）（2023?成都模擬）電源的效率定義為外電路電阻消耗的功率與電源的總功率之比。直線

A、3和C分別是電源小電源6和電阻R的圖線。將這個電阻R分別接到6兩電源

上，那么（）

A.電源a、b電動勢一樣大力內阻較大

B.R接到電源。上,電路中的電流較小

C.R接到電源b上,電源的輸出功率較大

D.R接到電源b上,電源效率較高

【加固訓練】

如圖所示，電源電動勢E=2V,內阻尸1。，電阻R）=2。，滑動變阻器的阻值范圍為0~10

求滑動變阻器的阻值為多大時,R上消耗的功率最大，最大值為多少？

6.（6分）（2024.徐州模擬）如圖所示電路中,電源為恒流源，能始終提供大小恒定的電流,Ro為定值

電阻，移動滑動變阻器R的滑片，則選項圖中表示電壓表示數。、電路總功率P隨電流表示數/

變化的關系圖像，可能正確的是（）

OIOIO

ABC

【綜合應用練】

7.（6分）（2023?福州模擬）如圖所示電路，電源內阻為廠,兩相同燈泡Li、L2電阻均為民。為理想

二極管（具有單向導電性），電表均為理想電表。閉合S后，一帶電油滴恰好在平行板電容器中央

靜止不動，現把滑動變阻器滑片向上滑動,電壓表Vi、V2示數變化量絕對值分別為AUi、AC/2,

電流表示數變化量絕對值為△/,則下列說法中錯誤的是（）

A.兩燈泡逐漸變亮

B.油滴將向下運動

D.AC/2>AC/I

8.（6分）（多選）（2023?黃山模擬）如圖所示電路中,電源電動勢為E,內阻為r,L為小燈泡,R為滑動

變阻器,V為理想電壓表。現閉合開關S,將滑動變阻器R的滑片P從。端向6端滑動。已知小

燈泡電阻和電源內阻相等，則下列說法中正確的是（）

A.電壓表示數先變小后變大

B.小燈泡L先變暗后又變亮

C.電源的輸出功率先變小后變大

D.電源的效率先減小后增大

9.（6分）（2023啷鄲模擬）如圖所示，電源電動勢E=6V,內阻尸1QRo=3Q,7?i=

7.5。，&=3Q,R3=2。，電容器的電容C=2好。開始時開關S處于閉合狀態廁下列說法正確的是

A.開關S閉合時，電容器上極板帶正電

B.開關S閉合時，電容器兩極板間電勢差是3V

C.將開關S斷開,穩定后電容器極板所帶的電荷量是3.6X106C

D.將開關S斷開至電路穩定的過程中通過R。的電荷量是9.6X10-6C

10.（10分）在如圖甲所示的電路中,舟、&均為定值電阻，且舟=100Q&阻值未知，&是一滑動

變阻器，當其滑片P從最左端滑至最右端時,測得電源的路端電壓隨電源中流過的電流的變化

圖線如圖乙所示，其中A、3兩點是滑片P在變阻器的兩個不同端點得到的。求：

（1）電源的電動勢和內阻;

⑵定值電阻&的阻值;

⑶滑動變阻器的最大阻值。

【情境創新練】

11.（6分）（多選）（2023?石家莊模擬）某磁敏電阻R的阻值隨外加磁場的磁感應強度3的增大而增

大。有一位同學利用該磁敏電阻設計了一款可以測量小車加速度的實驗裝置，如圖所示,條形磁

鐵的左、右兩端分別連接兩根相同的輕質彈簧,兩彈簧的另一端固定在小車兩側的豎直擋板上,

磁鐵可以相對小車無摩擦左右移動，下列說法正確的是（）

A.當小車向右做加速直線運動時電流表示數變大

B.當小車向右做減速直線運動時電壓表示數變小

C.當小車向左做加速直線運動時電流表示數變大

D.當小車向左做減速直線運動時電壓表示數變小

解析版

1.（6分）（生活交通類）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,內阻為廣，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（）

甲

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

【解析】選D。當一位酒駕駕駛員對著測試儀吹氣時,R的阻值減小，電路總電阻減小，根據閉合

電路的歐姆定律可知，電路中電流/變大，故電流表的示數變大,R兩端電壓為U=E-I（Ro+r）變小,

故電壓表的示數變小，故A、B錯誤;因為不知道外電阻Ro+R與電源內阻r的關系，所以無法判

斷電源的輸出功率如何變化，故C錯誤;電壓表示數為U=E-/（Ro+r）,電壓表示數變化量與電流表

示數變化量的絕對值之比為詈=&+r,保持不變，故D正確。

2.（6分）（2023?濟寧模擬）在如圖所示的電路中，開關S閉合后，由于電阻元件發生短路或斷路故

障,導致電壓表和電流表的讀數都增大，電壓表和電流表均為理想電表，則可能出現了下列哪種

故障（）

—?<=J-t@-

----&—~~[=]R—3,

S

--------1|------L----

A.R1短路B.及短路

C.&短路DR斷路

【解析】選A。若電路正常，則電流表測量流過拈的支路電流，電壓表測量用兩端的電壓。若

R短路，則及被短路，外電路只有電阻&接在電源兩端,電流表測量干路電流，電壓表測量路端

電壓，兩表示數均增大,A正確;若及短路，則Ri被短路，電流表示數為零,B錯誤;若此短路，則電

壓表示數為零,C錯誤;若R斷路,則電流表示數為零,D錯誤。

3.（6分）如圖所示，圖中的四個電表均為理想電表,當滑動變阻器的滑片P向右端移動時，下列說

法中正確的是（）

A.電源的輸出功率一定變小

B.電壓表Vi的讀數變小,電流表Ai的讀數變小

C.電壓表V2的讀數變大,電流表A2的讀數變小

D.電壓表V2的讀數變小,電流表A2的讀數變小

【解題指南】解答本題應注意以下兩點：

⑴判斷外電路總電阻的變化，由歐姆定律分析路端電壓的變化和總電流的變化,再分析電流表

示數的變化,電源內阻消耗功率的變化。

（2）根據推論:電源的外電阻等于電源的內阻時，電源的輸出功率最大，分析電源輸出功率如何變

化。

【解析】選Co當內、外電阻相等時電源的輸出功率最大，由于電源的內、外電阻關系未知,

所以不能確定電源的輸出功率如何變化，故A錯誤;當滑動變阻器的滑片P向右端移動時，滑動

變阻器接入電路的電阻減小，外電路總電阻減小，由閉合電路的歐姆定律可得，干路電流I增大,

路端電壓。減小，則電流表Ai讀數變大,電壓表Vi讀數Ui=E-/（Ri+r）,/增大，其他量不變，則Ui

減小,A2的讀數為上中,則/2減小，即電流表A2的讀數變小，因總電流增大,則通過R2的電流增

大，則。2變大，即電壓表V2讀數變大，故C正確,B、D錯誤。

4.（6分）（2023?南京模擬）將一電源與一電阻箱連接成閉合電路，測得電阻箱所消耗功率尸與電阻

箱讀數R變化的曲線如圖所示，由此可知（）

A.電源最大輸出功率可能大于45W

B.電源內阻等于5c

C.電源電動勢為45V

D.電阻箱所消耗功率P最大時,電源效率大于50%

【解析】選B。由題可知將一電源與一電阻箱連接成閉合電路，電阻箱所消耗功率尸等于電源

輸出功率，由題圖可知，電阻箱所消耗功率P最大為45W,所以電源最大輸出功率為45W,選項A

錯誤;由電源輸出功率最大的條件可知,電源輸出功率最大時，外電路電阻等于電源內阻，所以電

源內阻-5Q,選項B正確;電阻箱所消耗功率P最大值為45W時,電阻箱讀數為R=5Q則電流

1=Jf=3A,電源電動勢E=/（7?+r）=3OV,選項C錯誤;電阻箱所消耗功率P最大時,電源效率為50%,

選項D錯誤。

5.（6分）（2023?成都模擬）電源的效率定義為外電路電阻消耗的功率與電源的總功率之比。直線

4、B和C分別是電源。、電源少和電阻R的S/圖線。將這個電阻R分別接到。、。兩電源

上，那么（）

A.電源a、b電動勢一樣大力內阻較大

B.R接到電源a上,電路中的電流較小

C.R接到電源b上,電源的輸出功率較大

D.R接到電源b上,電源效率較高

【解題指南】電源的伏安特性曲線縱軸截距表示電源電動勢，斜率絕對值表示內阻;電阻的伏安

特性曲線斜率表示電阻,電阻和電源連接時圖像的交點表示相同的電流和路端電壓，二者乘積

表示輸出功率。

【解析】選A。由電源的U-I圖線可知,縱軸截距表示電動勢，斜率的絕對值表示內阻,故電源a、

b電動勢一樣大力內阻較大,A正確;當電源與電阻直接相連時,電源和電阻的U-I圖線交點表示

該電阻的工作狀態,其橫坐標表示電路中的電流，故R接到電源。上，電路中的電流較大,B錯誤;

由尸=。/可知，電源和電阻的U-/圖線交點橫、縱坐標乘積（矩形面積）表示電源的輸出功率，可

p

知R接到電源a上，電源的輸出功率較大,電源的效率可表示為〃=#<100%=夕<100%,當R接到

r總匕

電源a上，路端電壓。較大，電源效率較高,C、D錯誤。

【加固訓練】

如圖所示，電源電動勢E=2V,內阻r=X。，電阻R）=2Q,滑動變阻器的阻值范圍為0~10。。

求滑動變阻器的阻值為多大時,R上消耗的功率最大，最大值為多少?

答案:弓。|W

2^oR_

【解析】方法一由公式外=匕,根據閉合電路的歐姆定律，路端電壓U=E-^Sr=,

Kr+_,rK0+rK+KK0

Xo+R

所以PR=（TRR、2,代入數據整理得^=4-^—W,

（rKQ-trK-rKQK）—+9K+1Z

當R=lQ時,R上消耗的功率最大,PRmax=|W。

方法二采用等效電源法分析，把電阻R）等效到電源的內部，即把電源和電阻Ro看作等效電源,

即電動勢為E*E、內阻為六黑的電源，當尺=k=黑時，電源對外電路H的輸出功率最大,

KQ~TTKQ-rTKQ-TT

為PRmax=/把數值代入各式得E'V，

=-V,r'=-^=-。，所以R=-Q,PR=-=-Wo

3'R0+r3""s3'Hmax4r'3

6.（6分）（2024.徐州模擬）如圖所示電路中,電源為恒流源，能始終提供大小恒定的電流,Ro為定值

電阻，移動滑動變阻器R的滑片，則選項圖中表示電壓表示數。、電路總功率P隨電流表示數/

變化的關系圖像，可能正確的是（

OIOIOIo

ABCD

【解析】選c。由題圖知R。與R并聯，電壓表測電源電壓，電流表測R支路的電流，設電源提供

的恒定電流為/總，根據并聯電路特點可知U=Uo=IoRo=（I總-I）Ro=」Ro+I總Ro,其中/總、R）為定值,

可知。與/的圖像為一次函數圖像，且-&<0,故A、B錯誤;電路消耗總功率尸=。/總=（/總-）?（）./

總=/總Ro/+/：R）,其中/總、R）為定值，可知P與I的圖像為一次函數圖像,-/總R）<0,且I、P不會

為0,故C正確,D錯誤。

【綜合應用練】

7.（6分）（2023?福州模擬）如圖所示電路，電源內阻為「，兩相同燈泡Li、L2電阻均為民。為理想

二極管（具有單向導電性），電表均為理想電表。閉合S后，一帶電油滴恰好在平行板電容器中央

靜止不動，現把滑動變阻器滑片向上滑動,電壓表Vi、V2示數變化量絕對值分別為AUi、AC/2,

電流表示數變化量絕對值為則下列說法中錯誤的是（）

A.兩燈泡逐漸變亮

B.油滴將向下運動

C.^=R+r

A/

D.A[/2>AC/I

【解析】選Bo滑片向上滑動，滑動變阻器接入電路的阻值減小，總電阻減小，回路中電流變大,

兩燈泡變亮，選項A正確;總電流增大,故內電壓增大，所以外電壓減小，即Vi的示數減小，而Li

兩端的電壓變大，所以L2與滑動變阻器部分的電壓之和減小，所以V2的示數及電容器板間電壓

變小,應放電，但二極管的單向導電性使電荷不能放出,。不變，則由。岑=若和E=?得石=嘿,

U4TVKCIasrS

可知E不變,油滴靜止不動，選項B錯誤;把Li的電阻R看作電源內阻一部分,AS就是R+r兩

端電壓的增加量，則等=R+r,選項C正確;由閉合電路歐姆定律可得等=/，所以AU2>AUI,選項D

正確。

8.（6分）（多選）（2023?黃山模擬）如圖所示電路中,電源電動勢為E,內阻為r,L為小燈泡,R為滑動

變阻器,V為理想電壓表。現閉合開關S,將滑動變阻器R的滑片尸從。端向。端滑動。已知小

燈泡電阻和電源內阻相等，則下列說法中正確的是（）

A.電壓表示數先變小后變大

B.小燈泡L先變暗后又變亮

C.電源的輸出功率先變小后變大

D.電源的效率先減小后增大

【解析】選B、Co由電路結構可知，滑動變阻器R的滑片P兩邊的電阻并聯，則當P從。端向

b端滑動時,電路的總電阻先變大后變小，則干路電流先變小后變大，故小燈泡L先變暗后又變

亮，選項B正確;由可知路端電壓先變大后變小，即電壓表的示數先變大后變小，選項A

錯誤;因為小燈泡電阻和電源內阻相等，電路的總電阻先變大后變小，結合電源輸出功率隨外電

路電阻變化圖像可知，當內、外電阻相等時電源輸出功率最大，則電源的輸出功率先變小后變大,

R

選項C正確;電源的效率〃=9xl00%=+xl00%=J^xl00%,外電路總電阻越大，電源的效率

IER外+r1+驚

越高,故電源的效率先增大后減小，選項D錯誤。

9.（6分）（2023啷鄲模擬）如圖所示，電源電動勢E=6V,內阻尸1Q,7?o=3QR尸

7.5Q,R3=2Q,電容器的電容C=2好。開始時開關S處于閉合狀態廁下列說法正確的是

A.開關S閉合時，電容器上極板帶正電

B.開關S閉合時，電容器兩極板間電勢差是3V

C.將開關S斷開,穩定后電容器極板所帶的電荷量是3.6X10-6C

D.將開關S斷開至電路穩定的過程中通過R）的電荷量是9.6X106C

【解析】選D。開關S閉合時的等效電路圖如圖甲所示,電容器C兩端電壓等于品兩端電壓

。3,已知電路總電阻氏="學+尸4。，由閉合電路歐姆定律可知干路電流/]=1.5A,路端電壓

尺2十尺3十間1K

U=E-Ir=4.5V,則U3=-^-U=1.8V,此時電容器所帶電荷量Qi=CU3=3.6xl（y6C,且上極板帶負電,

下極板帶正電，故A、B錯誤。開關S斷開時的等效電路圖如圖乙所示,穩定后電容器C兩端電

壓等于此兩端電壓。2,此時U2=—^—R2=3V,電容器所帶電荷量Q=CS=6xl（y6C,且上極板

帶正電，下極板帶負電,故通過R。的電荷量Q=Q+Q=9.6X10-6C,故C錯誤,D正確。

10.（10分）在如圖甲所示的電路中,用、及均為定值電阻，且Ri=100Q及阻值未知,心是一滑動

變阻器，當其滑片P從最左端滑至最右端時,測得電源的路端電壓隨電源中流過的電流的變化

圖線如圖乙所示，其中4、3兩點是滑片P在變阻器的兩個不同端點得到的。求:

（1）電源的電動勢和內阻;