新高考物理一轮复习提升练习导学案第35讲 闭合电路欧姆定律（2份打包，原卷版+解析版）

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学习目标
明确目标 确定方向
闭合电路欧姆定律的内容
路端电压和电阻的关系
电路的功率问题
【知识回归】 回归课本 夯实基础
第一部分基础知识梳理
一、电源的电动势和内阻
1.电源
电源是把正电荷从负极搬到正极的一种装置；从能的转化角度看，电源是将其他形式的能转化为电能的装置。
2.电动势
(1)定义：电动势在数值上等于非静电力把1 C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。
(2)表达式：E＝eq \f(W,q)。
(3)物理意义：反映电源把其他形式的能转化成电能的本领大小的物理量。
3.内阻
电源内部也是由导体组成的，也有电阻，叫做电源的内阻，它是电源的另一重要参数。
二、闭合电路欧姆定律
1.内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比。
图1
3.路端电压与外电阻的关系
4.路端电压U与电流I的关系
(1)关系式：U＝E－Ir。
(2)U－I图像如图2所示。
图2
①当电路断路时，即I＝0时，纵坐标的截距为电动势。
②当外电路电压U＝0时，横轴的截距为短路电流。
③图线的斜率的绝对值为电源的内阻。
第二部分：闭合电路的功率及效率问题
由P出与外电阻R的关系图象可知：
①当R＝r时，电源的输出功率最大为Pm＝eq \f(E2,4r)；
②当R＞r时，随着R的增大输出功率越来越小；
③当R＜r时，随着R的增大输出功率越来越大；
④当P出＜Pm时，每个输出功率对应两个外电阻R1和R2，且R1R2＝r2。
【典例分析】 精选例题 提高素养
多选【例1】．如图所示的电路中，E为电源电动势，r为电源内阻， SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 均为定值电阻，且阻值与电源内阻相等。 SKIPIF 1 < 0 为滑动变阻器，当 SKIPIF 1 < 0 的滑动触点在a端时合上开关S，此时三个电表 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 和V的示数分别为 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 和U，电表 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 和V的示数变化量绝对值为 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 ，将 SKIPIF 1 < 0 的滑动触点向b端移动的过程中，下列判断正确的是（ ）
A．电源的输出功率一定增加
B．电源的效率一定增加
C． SKIPIF 1 < 0 变化量 SKIPIF 1 < 0 小于 SKIPIF 1 < 0 变化量 SKIPIF 1 < 0
D． SKIPIF 1 < 0 比值一定不变
多选【例2】．如图所示的电路中，电源电动势为12V，内阻为 SKIPIF 1 < 0 。四个电阻的阻值已在图中标出，电容器的电容 SKIPIF 1 < 0 。闭合开关 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 ，电路稳定后，则（ ）

A．电源的输出功率为12W
B．电容器所带电荷量为 SKIPIF 1 < 0
C．断开开关 SKIPIF 1 < 0 ，稳定后电容器上极板所带电荷量与断开前相比的变化量为 SKIPIF 1 < 0
D．断开开关 SKIPIF 1 < 0 ，电源的输出功率增大
多选【例3】．如图（甲）所示，电动势为E、内阻为r的电源与R=8Ω的定值电阻、滑动变阻器RP、开关S组成串联回路，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．电源的电动势E=3.5V，内阻r=2Ω
B．图（乙）中Rx=25Ω
C．滑动变阻器的滑片向左移动时，R上消耗的功率先增加后减小
D．调整滑动变阻器RP的阻值，可以得到该电源的最大输出功率为1.28W
【巩固练习】 举一反三 提高能力
1．如图所示的电路中，当开关闭合时，灯L1不亮，灯L2亮，电流表和电压表均无示数，不计电源内阻。则故障原因可能是（ ）
A．开关没有闭合好B． SKIPIF 1 < 0 灯丝断裂
C． SKIPIF 1 < 0 短路D．电压表短路
2．如图所示，电源电动势E一定，内阻不计，R1、R2是定值电阻，R3是光敏电阻，其阻值随光照的增强而减小。开关S闭合，电路稳定后，电容器两板间的一带电液滴恰好能静止在M点。现增强照射电阻R3的光照强度，则（ ）
A．电容器的电容减小B．R2中有向右的电流
C．液滴向下运动D．M点的电势增大
3．在如图所示的电路中，已知电阻 SKIPIF 1 < 0 的阻值小于滑动变阻器 SKIPIF 1 < 0 的最大阻值。闭合电键S，在滑动变阻器的滑片P由最右端向左滑动的过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．电压表V1的示数先变大后变小，电流表A1的示数不变
B．电压表V1的示数先变小后变大，电流表A1的示数变小
C．电压表V2的示数先变大后变小，电流表A2的示数先变大后变小
D．电压表V2的示数先变小后变大，电流表A2的示数先变小后变大
多选4．如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，开关S闭合后，平行板电容器中的带电液滴M处于静止状态，电流表和电压表均为理想电表，则（ ）

A．带电液滴M一定带正电
B． SKIPIF 1 < 0 的滑片向上端移动时，电流表示数减小，电压表示数增大， SKIPIF 1 < 0 功率增大
C．若仅将电容器下极板稍微向上平移，带电液滴M将向上极板运动
D．若将开关S断开，带电液滴M将向下极板运动
多选5．如图所示的火警报警装置， SKIPIF 1 < 0 为热敏电阻，电源内阻不计，若温度升高，则 SKIPIF 1 < 0 的阻值会急剧减小，从而引起电铃电压的增加。当电铃电压达到一定值时，电铃会响。下列说法中正确的是（ ）
A．要使报警的临界温度升高，可以适当增大电源的电动势
B．要使报警的临界温度降低，可以适当增大电源的电动势
C．要使报警的临界温度升高，可以把 SKIPIF 1 < 0 的滑片P适当向下移
D．要使报警的临界温度降低，可以把 SKIPIF 1 < 0 的滑片P适当向下移
多选6．2007年诺贝尔物理学奖授予了两位发现“巨磁电阻”效应的物理学家．某探究小组查到某磁敏电阻在室温下的电阻随磁感应强度变化的曲线如图甲所示，其中R、 SKIPIF 1 < 0 分别表示有、无磁场时磁敏电阻的阻值．为检验其磁敏特性设计了图乙所示电路．关于这个实验，下列说法中正确的是（ ）
A．闭合开关S，图乙中只增加磁感应强度的大小时，伏特表的示数减小
B．闭合开关S，图乙中只增加磁感应强度的大小时，安培表的示数增大
C．闭合开关S，图乙中只将磁场方向改为与原来方向相反时，伏特表的示数不变
D．闭合开关S，图乙中只将滑动变阻器滑片右移，安培表与伏特表的示数均减小
7．交警查酒驾使用的酒精测试仪原理如图所示，R为传感器，其阻值随气体中酒精浓度的增大而减小，电源的电动势为E，内阻为r，电流表和电压表均为理想电表。当酒驾驾驶员对着测试仪吹气时（ ）

A．电压表的示数变大，电流表的示数变小
B．酒精气体浓度越大，电源的输出功率越大
C．电压表示数与电流表示数之比保持不变
D．电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比保持不变
8．在一次分组实验的教学活动中，某小组用如图甲所示电路做实验，电路中R1是滑动变阻器，R2是定值电阻，滑动变阻器的滑片从左端往右滑动，分别记录多组电流表和电压表的示数，用这些数据在坐标纸上描点作图，得到的U-I图像如图乙中的AB所示，下列说法中正确的是（ ）

A．R1的最大阻值为20ΩB．R2的阻值为5Ω
C．电源电动势为2VD．电源内阻为5Ω
9．如图所示的U-I图像中，直线a表示某电源的路端电压U与电流I的关系，直线b、c分别表示电阻R1、R2的电压U与电流I的关系。下列说法正确的是（ ）
A．电阻R1、R2的阻值之比为4:3
B．该电源的电动势为6V，内阻为3Ω
C．只将R1与该电源组成闭合电路时，电源的输出功率为6W
D．只将R2与该电源组成闭合电路时，内、外电路消耗的电功率之比为1:1
10．电阻应变片是一种将被测件上的形状变化转换成为一种电信号的敏感器件，其阻值会随着机械形变而发生变化。如图所示为某同学设计的利用金属丝应变电阻来研究其阻值与拉力大小之间关系的电路，其中电压表和电流表是理想电表，a、b两点之间连接的是金属丝应变电阻，把一重物悬挂在金属丝中间。当把悬挂重物的质量减小时，下列说法正确的是（ ）
A．电流表示数变小B．电压表示数变大
C．电压表与电流表示数之比变大D．电压表与电流表示数变化之比不变
11．如图所示，直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的关系图线，曲线Ⅲ是一个小灯泡的 SKIPIF 1 < 0 曲线。如果把该小灯泡先后分别与电源1和电源2单独连接，则下列说法不正确的是（ ）
A．电源1和电源2的内阻之比是 SKIPIF 1 < 0
B．电源1和电源2的电动势之比是 SKIPIF 1 < 0
C．在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是 SKIPIF 1 < 0
D．在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是 SKIPIF 1 < 0
12．在如图所示电路中，电源电动势 SKIPIF 1 < 0 ，内阻 SKIPIF 1 < 0 ，定值电阻 SKIPIF 1 < 0 ， SKIPIF 1 < 0 ， SKIPIF 1 < 0 ，滑动变阻器 SKIPIF 1 < 0 的取值范围为0～ SKIPIF 1 < 0 ，所打电表均为理想电表。闭合开关S，在滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中，电压表 SKIPIF 1 < 0 、电压表 SKIPIF 1 < 0 、电流表A示数的变化量分別为 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 。下列说法正确的是（ ）
A． SKIPIF 1 < 0 大于 SKIPIF 1 < 0
B． SKIPIF 1 < 0 不变， SKIPIF 1 < 0 增大
C． SKIPIF 1 < 0 的功率先增大后减小，最大值为0.36W
D．电源的输出功率先增大后减小，最大值为4.5W
13．如图所示是用光敏电阻实现自动计数的原理示意图。其中 SKIPIF 1 < 0 为光敏电阻， SKIPIF 1 < 0 为定值电阻。于是每当流水线上有元件遮挡了照射光束，则（ ）
A． SKIPIF 1 < 0 阻值变小，信号系统获得电压降低B． SKIPIF 1 < 0 阻值变小，信号系统获得电压升高
C． SKIPIF 1 < 0 阻值变大，信号系统获得电压降低D． SKIPIF 1 < 0 阻值变大，信号系统获得电压升高
14．某牧场设计了一款补水提示器，其工作原理如图所示，水量增加时滑片下移，电表均为理想电表。下列说法正确的是（ ）
A．若选择电压表，水量增多时电压表示数变大
B．若选择电流表，水量增多时电流表示数变小
C．若选择电流表，与电压表相比，电路更节能
D．若选择电压表，增加 SKIPIF 1 < 0 可提高灵敏度
15．如图所示，电路中R1、R2为滑动变阻器，它们的滑片分别为P1、P2。今滑动某一滑片时，电压表V的读数增大，电流表A的读数减小，电源内阻不能忽略，则下列说法正确的是（ ）
A．一定是保持R2不变，向左滑动滑片P1
B．一定是保持R2不变，向右滑动滑片P1
C．一定是保持R1不变，向上滑动滑片P2
D．一定是保持R1不变，向下滑动滑片P2
16．如图所示的电路，1、4两接线柱接有电压恒为6V的电源，发现电路接通后两小灯泡均不发光，小明用一只电压表接在各接线柱上时，电压表的示数分别为 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 ，则下列说法正确的是（ ）
A．由以上数据可知小灯泡L1发生了断路
B．由以上数据可知小灯泡L2发生了断路
C．由以上数据可知滑动变阻器发生了断路
D．由以上数据可知电源发生了断路
一般情况
U＝IR＝eq \f(E,R＋r)R＝eq \f(E,1＋\f(r,R))，当R增大时，U增大
特殊情况
当外电路断路时，I＝0，U＝E；当外电路短路时，I短＝eq \f(E,r)，U＝0
电源总功率
任意电路：P总＝EI＝P出＋P内
纯电阻电路：P总＝I2(R＋r)＝eq \f(E2,R＋r)
电源内部消耗的功率
P内＝I2r＝P总－P出
电源的输出功率
任意电路：P出＝UI＝P总－P内
纯电阻电路：P出＝I2R＝eq \f(E2R,（R＋r）2)
P出与外电阻
R的关系
电源的效率
任意电路：η＝eq \f(P出,P总)×100%＝eq \f(U,E)×100%
纯电阻电路：η＝eq \f(R,R＋r)×100%