第40讲 电路的基本概念及规律（练习）（解析版）-2025年高考物理一轮复习讲练测（新教材新高考）

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【题型一】串、并联电路的规律及应用
1.如图所示，电路两端的电压U保持不变，电阻R1、R2、R3消耗的电功率一样大，则R1∶R2∶R3是( )
A.1∶1∶1 B.4∶1∶1
C.1∶4∶4 D.1∶2∶2
【答案】 C
【解析】 电阻R1、R2、R3消耗的电功率一样大，R2、R3并联则U2＝U3，由P＝eq \f(U2,R)＝UI，可知R2∶R3＝1∶1，I2＝I3，R2、R3并联后与R1串联，则I1＝I2＋I3，可知I1＝2I2，对R1、R2，由P＝I2R，可知R1∶R2＝Ieq \\al(2,2)∶Ieq \\al(2,1)＝1∶4，可得R1∶R2∶R3＝1∶4∶4，故C正确。
2.如图所示电路中，电源的内阻不计，R1＝R3＝10 Ω，R2＝4 Ω，电流表、电压表均视为理想电表，开关S断开与闭合时，电路的总电阻分别为( )
A.14 Ω、9 Ω B.9 Ω、14 Ω
C.9 Ω、24 Ω D.14 Ω、24 Ω
【答案】 A
【解析】 开关S断开时，把理想电表从电路中去掉，简化的电路如图甲所示，电路的总电阻为R1＋R2＝14 Ω，开关S闭合时，把理想电表从电路中去掉，简化后的电路如图乙所示，R1与R3并联，之后再与R2串联，电路的总电阻为eq \f(R1R3,R1＋R3)＋R2＝9 Ω，选项A正确。
【题型二】闭合电路的欧姆定律及电路的动态分析
3．如图所示，电源电动势为E，内阻为r。电路中的R2、R3均为总阻值一定的滑动变阻器，R0为定值电阻，R1为光敏电阻（其电阻随光照强度增大而减小）。当开关S闭合时，电容器中一带电微粒恰好处于静止状态。有关下列说法中正确的是（ ）
A．只逐渐增大R1的光照强度，电阻R0消耗的电功率变大，电阻R3中有向下的电流
B．只将滑动变阻器R3的滑动端P2向上端移动时，电源消耗的功率变大，电阻R3中有向上的电流
C．只将滑动变阻器R2的滑动端P1向下端移动时，电压表示数不变，带电微粒向上运动
D．若断开开关S，带电微粒仍静止
【答案】C
【详解】A．只逐渐增大R1的光照强度，R1的阻值减小，总电阻减小，总电流增大，电阻R0消耗的电功率变大，滑动变阻器R2的电压变大，电容器两端的电压增大，电容极板带的电荷量变大，所以电阻R3中有向上的电流，故A错误；
B．电路稳定时，电容相当于开关断开，只调节电阻R3的滑动端P2向上端移动时，对电路没有影响，故B错误；
C．由于电容相当于开关断开，滑动变阻器R2全部电阻接入电路中，只调节电阻R2的滑动端P1向下端移动时，电路总电阻不变，总电流不变，路端电压不变，电压表示数不变；但电阻R2与电容器并联部分的电阻变大，可知电容器两端的电压变大，由可知，电场强度变大，电场力变大，带电微粒将向上运动，故C正确；
D．若断开电键S，电容器处于放电状态，电荷量变小，电容器板间电场变小，带电微粒受到的电场力变小，带电微粒将向下运动，故D错误。
故选C。
4．如图所示，电表均为理想电表，电源内阻的大小为r，两灯泡的电阻均为2r。闭合开关，此时，两灯泡正常发光。将滑动变阻器滑片向上滑动，电压表、示数变化量的绝对值分别、，电流表A示数变化量的绝对值为，则（ ）

A．灯泡变亮，灯泡变暗
B．和的示数都减小
C．始终保持与的比值是与的比值的2倍
D．电源输出功率变大，效率增大
【答案】C
【详解】电路可简化为如图所示电路

A．将滑片向上滑动，电路中的总电阻减小，总电流增大，通过两串联灯泡的电流始终一样且增大，两灯泡逐渐变亮，故A错误；
B．电压表测量的是路端电压，电压表测量的是灯泡L1两端的电压，因为总电流增大，所以的示数增大，的示数减小，故B错误；
C．根据闭合电路欧姆定律可知
则与的比值是与的比值的2倍，故C正确；
D．当外电路电阻越接近电源内阻时，电源输出功率越大，滑动变阻器滑片向上滑动，外电阻与电源内阻相差越来越小，电源输出功率变大，电源的效率
由于外电阻减小，则效率减小，故D错误；
故选C。
5．如图所示，电路两端加恒定电压U，电路稳定后，灯泡L正常发光，然后向右移动滑动变阻器R的滑片，在此过程中（ ）
A．灯泡L逐渐变暗B．定值电阻两端电压逐渐减小
C．电容器C所带的电荷量逐渐增大D．定值电阻中有水平向右的电流
【答案】D
【详解】AB．向右移动滑动变阻器R的滑片，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电路总电阻减小，电路两端加恒定电压U，则总电流增大，灯泡L逐渐变亮，定值电阻两端电压逐渐增大，故AB错误；
CD．电路总电流增大，定值电阻两端电压逐渐增大，电路两端加恒定电压U，则滑动变阻器与灯泡L两端的总电压逐渐减小，即电容器C两极板间的电势差逐渐减小，根据，可知电容器C所带的电荷量逐渐减小，电容器放电，定值电阻中有水平向右的电流，故C错误，D正确。
故选D。
6．如图所示电路，电源内阻很小可忽略不计。开关S闭合后，在变阻器的滑动端向下滑动的过程中（ ）
A．电压表示数减小、电流表示数减小
B．电源的效率增大
C．电阻消耗的功率增大
D．电阻和滑动变阻器消耗的总功率减小
【答案】C
【详解】A．由于电源内阻很小可忽略不计，则路端电压等于电动势，即电压表示数保持不变；在变阻器的滑动端向下滑动的过程中，变阻器接入电路阻值变小，电路总电阻变小，则电路总电流增大，两端电压增大，两端电压减小，根据欧姆定律可知，通过的电流减小，即电流表示数减小，故A错误；
B．电源的效率为
由于电源内阻很小可忽略不计，则路端电压等于电动势，可知电源的效率保持不变，故B错误；
C．由于通过的电流为总电流，且总电流增大，则电阻消耗的功率增大，故C正确；
D．设电阻和滑动变阻器并联后的总电阻为，则电阻和滑动变阻器消耗的总功率为
可知当时，电阻和滑动变阻器消耗的总功率最大，由于无法确定与的大小关系，所以无法确定电阻和滑动变阻器消耗的总功率变化情况，故D错误。
故选C。
【题型三】闭合电路的功率和效率问题
7．如图甲所示的U-Ⅰ图像为某电源的路端电压与电流的关系图线。将此电源与一个线圈电阻为0.4Ω的电动机和“4V，2W”的灯泡串联接入电路，如图乙所示。电动机正常工作，灯泡也正常发光。下列说法正确的是（ ）
A．电源电动势为9V，内阻为2.25ΩB．电路中的电流为1A
C．电动机的工作效率约为96%D．电源效率约为80%
【答案】C
【详解】A．根据闭合电路欧姆定律
结合图像的斜率与截距可知
V
故A错误；
B．灯泡正常发光，则有
A
故B错误；
C．电动机的电压为
V
电动机的功率为
W
热功率为
W
电动机的工作效率约为
故C正确；
D．电源的效率为
故D错误；
故选C。
8．如图，在图甲的电路中，是可变电阻，是定值电阻，阻值4Ω。实验时调节的阻值，得到各组电压表和电流表数据，用这些数据在坐标纸上描点、拟合，作出的图像如图乙中AB所示。a和b分别为的滑片在不同位置时，其接入电路的电阻的图像。电压表和电流表均看作理想电表。下列说法正确的是（ ）
A．该电源电动势为2.5V，内阻5Ω
B．A、B状态对应的电源的效率
C．当时，消耗功率最大
D．当电流为0.2A时，滑动变阻器接入电路的电阻为7.5Ω
【答案】D
【详解】A．根据闭合电路的欧姆定律可得
由图可知，当时，；当时，。代入上式可得
故A错误；
B．电源的效率
代入数据可知
则
故B错误；
C．把和r视作新的内阻，消耗的功率
当时，消耗功率最大，故C错误；
D．当电流为0.2A时，根据图像可知，,根据欧姆定律可知
故D正确。
故选D。
9．如图所示，R1为定值电阻，R2为可变电阻，E为电源电动势，r为电源的内电阻，以下说法中正确的是（ ）
A．当R2=R1+r时，R2上获得最大功率
B．当R1=R2+r时，R1上获得最大功率
C．当R2=0时，R1上获得功率不一定最大
D．当R2=0时，电源的总功率不一定最大
【答案】A
【详解】A．将等效到电源的内部，上的功率等于电源的输出功率，当外电阻等于内阻时，即时，输出功率最大，即上的功率最大，故A正确；
BC．根据可知，回路中电流最大时，上的功率最大。当外电阻最小时，即时，回路中电流最大，R1上获得最大功率，故BC错误；
D．根据可知，回路中电流最大时，电源的总功率最大。当外电阻最小时，即时，回路中电流最大，电源的总功率最大，故D错误。
故选A。
10．某实验小组拆下一个小电风扇的电动机，他们把它接入某电路（图未画出），发现它不转动，用电压表测得它两端的电压，流过它的电流。 该小组又设计了如图所示的实验电路，已知电源的电动势E=10V，内阻 小灯泡的额定电压U=2V，额定功率P=2W。闭合开关S，调节电阻箱的阻值， 当 时，灯泡恰好正常发光，电动机正常工作，根据以上信息，可知（ ）
A．电动机线圈的电阻为5Ω
B．电动机正常工作时输出功率为5W
C．电源的效率为80%
D．电动机被突然卡住（未烧坏）时的发热功率为
【答案】D
【详解】A．电动机两端电压为0.3V，电流为0.3A时，电动机不动，根据欧姆定律有
故A错误；
B．当 时，灯泡恰好正常发光，则电路电流为
A
电动机电压为
V
电动机正常工作时输出功率为
W
故B错误；
C．电源的效率为
故C错误；
D．灯泡电阻为
电动机被突然卡住（未烧坏）时，根据闭合电路欧姆定律有
A
此时电动机的发热功率为
W
故D正确；
故选D。
11．如图所示，电源电压保持不变，内阻不计，小灯泡的额定电压为12V，闭合开关S后，滑片P从最右端滑到最左端的过程中，小灯泡的关系图象如图乙所示，下列说法中不正确的是（ ）
A．电源电压为12V
B．小灯泡的额定功率为12W
C．该电路总功率变化范围为12W~24W
D．滑动变阻器的最大阻值为
【答案】B
【详解】A．由题意可知，当滑片P位于最左端时，由图乙可知，灯泡两端的电压为12V，小灯泡正常发光，此时变阻器接入电路中的电阻为零，通过灯泡的电流最大，故电源电压为12V，故A正确，不符合题意；
BC．当滑片P位于最左端时，电路为小灯泡的简单电路，电路中的电流最大，电路的总功率最大，由图乙可知，通过灯泡的电流 ，则
当滑片P位于最右端时，接入电路中的电阻最大，电路的电流最小，电路的总功率最小，由图乙可知，电路中的电流
则
所以，该电路总功率变化范围为，故C正确，不符合题意，B错误，符合题意。
D．当滑片P位于最右端时，接入电路中的电阻最大，电路的电流最小，由图乙可知，灯泡两端的电压 ，电路中的电流
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，滑动变阻器两端的电压
可得，滑动变阻器的最大阻值
故D正确，不符合题意。
故选B。
【题型四】电源的U－I图像与电阻的U－I图像的比较
12．电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比，如图所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图线，直线B为电源b的路端电压与电流的关系图线。直线C为电阻R两端的电压与电流的关系图线，将这个电阻R分别接到a、b两电源上，那么（ ）
A．R接到电源a上，电源的效率较低
B．R接到电源b上，电源的输出功率较大
C．R接到电源a上，电源的输出功率较大，电源效率较低
D．R接到电源b上，电源的输出功率较小，电源效率较低
【答案】D
【详解】电源的效率为
由题中图像可知两电源的电动势相同，A与C交点处电压大于B与C交点处电压，则R接到电源a上效率高；电源输出功率为
由题中图像交点可知R接在电源a上的输出电压和电流都较大，所以R接在电源a上的输出功率较大。
故选D。
13．如图甲所示，闭合开关，调节电阻箱的阻值，同时记录电阻箱的阻值R，电压表V1的数U1，电压表V2的示数U2。根据记录数据计算出流过电阻箱的电流I，分别描绘了a、b两条UI图线，如图乙所示。则下列说法不正确的是（ ）
A．流过电阻箱的电流的表达式为I＝
B．小灯泡两端电压随电流变化的图像是a
C．根据图乙可以求得电源的电动势E＝3.0V、内阻r＝2Ω
D．该电路中小灯泡消耗的最大功率为1W
【答案】B
【详解】A．电阻箱两端的电压
则通过电阻箱的电流
故A正确；
B．灯泡与电阻箱串联，电压表测灯泡两端的电压，灯泡两端的电压随电流的增大而增大，由题图乙所示图像可知，图线b是灯泡两端电压随电流变化的图像，故B错误；
C．随着电流的增大，路端电压减小，故题图乙中图线a是电源的U-I图像，由图线a可知，电源电动势
内阻
故C正确；
D．由图线a可知，灯泡两端的最大电压为2V，电流为0.5A，则灯泡的最大功率
故D正确。
本题选不正确的，故选B。
14．如图所示为某一电源的图线，由图可知（ ）
A．电源电动势为2VB．电源内电阻为13Ω
C．电源短路时电流为6AD．电路路端电压为1V时，电路中电流为6A
【答案】A
【详解】A．在U-I图线中，纵轴截距表示电源电动势，电源电动势为2V，A正确；
B．图线的斜率为内阻的大小，故电源内阻
B错误；
C．短路时的电流
C错误；
D．当外电路电压为1V时，内电路的电压也是1V，根据欧姆定律可得
D错误。
故选A。
15．如图为两个不同闭合电路中两个不同电源的U-I图像，下列判断正确的是（ ）
A．电动势E1=E2，内阻r1>r2
B．电动势E1=E2，发生短路时的电流Ii>I2
C．电动势E1>E2，内阻r1