高考物理【一轮复习】讲义练习第2讲　电路　闭合电路的欧姆定律

这是一份高考物理【一轮复习】讲义练习第2讲　电路　闭合电路的欧姆定律，共21页。试卷主要包含了6 A，则R＝0，7%，5 V＝1等内容，欢迎下载使用。

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1.思考判断
(1)串联电路总电阻大于任何一个电阻。(√)
(2)串联电路中某一电阻增大，总电阻增大;并联电路中某一电阻增大，总电阻减小。(×)
(3)闭合电路中外电阻越大，路端电压越小。(×)
(4)在闭合电路中，外电阻越大，电源的输出功率越大。(×)
(5)电源的输出功率越大，电源的效率越高。(×)
(6)电源的电动势越大，电源所提供的电能就越多。(×)
2.(人教版必修第三册P100T4改编)如图所示的U－I图像，直线a为一电源的路端电压与电流的关系，直线b为电阻R两端电压与电流的关系。若将该电源与电阻R连成闭合回路，闭合开关后，下列说法正确的是( )
A.闭合回路路端电压为6 VB.闭合回路中总电阻为4 Ω
C.电源的输出功率为4 WD.电源的总功率为4 W
答案 C
考点一 串、并联电路的规律及应用
1.串、并联电路规律的推论
(1)串联电路的总电阻大于任一电阻，串联电阻的个数增加时，总电阻增大。
(2)并联电路的总电阻小于任一支路的电阻，并联支路增多时，总电阻减小。
(3)无论串联电路还是并联电路，总功率等于各电阻功率之和。
2.电路的简化
(1)电表在电路中，理想电流表相当于导线，理想电压表相当于断路;非理想电流表相当于可以读出自身电流的小电阻，非理想电压表相当于可以读出自身电压的大电阻。
(2)在不进行充、放电时，电容器在电路中相当于断路。
(3)连线比较乱时，一般用等电势排列法或电流分支法等方法画等效电路。
3.电表的两种改装的比较
例1 如图所示，R1＝2 Ω，R2＝10 Ω，R3＝10 Ω，A、B两端接在电压恒定的电源上，则( )
A.S断开时，R1与R2的两端电压之比为5∶1
B.S闭合时，R1与R2两端的电压之比为2∶5
C.S闭合时，通过R2与R3的电流之比为2∶1
D.S闭合时，R1与R2的功率之比为2∶5
答案 B
解析 S断开时，R1与R2串联，两端电压之比为U1∶U2＝R1∶R2＝1∶5，A错误;S闭合时，R1与R2两端的电压之比为U1'∶U2'＝R1∶R2R3R2＋R3＝2∶5，B正确;S闭合时，通过R2与R3的电流之比为1∶1，C错误;S闭合时，R1与R2的功率分别为P1＝I2R1，P2＝I22R2，则P1∶P2＝4∶5，D错误。
例2 (2024·江苏苏州模拟)如图所示，甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流计G和一个可变电阻R组成，灵敏电流计的满偏电流Ig＝2 mA，内电阻Rg＝300 Ω，则下列说法正确的是( )
A.甲表是电流表，R减小时量程增大
B.乙表是电压表，R减小时量程增大
C.在甲图中，若改装的电流表量程为0.6 A，则R＝0.5 Ω
D.在乙图中，若改装的电压表量程为3 V，则R＝1 500 Ω
答案 A
解析 题图甲由一个灵敏电流计G和一个可变电阻R并联，利用并联电阻的分流，改装成电流表。电流表的量程为I＝Ig＋IgRgR，可知当R减小时量程增大，故A正确;题图乙由一个灵敏电流计G和可变电阻R串联，利用串联电阻的分压，改装成电压表。电压表的量程为U＝Ig(Rg＋R)，可知R减小时量程减小，故B错误;由公式I＝Ig＋IgRgR知，在题图甲中，若改装成的电流表的量程为0.6 A，则有R＝IgRgI-Ig＝2×300600-2 Ω≈1.003 Ω，故C错误;由公式U＝Ig(Rg＋R)知，在题图乙中，若改装成的电压表的量程为3 V，则有R＝UIg－Rg＝32×10-3 Ω－300 Ω＝1 200 Ω，故D错误。
考点二 闭合电路的欧姆定律及电路的动态分析

闭合电路的欧姆定律的三种表达形式
(1)I＝ER＋r(适用于外电路是纯电阻的电路)
(2)E＝I(R＋r)(适用于外电路是纯电阻的电路)
(3)E＝U外＋U内(适用于任何电路)
角度 闭合电路的有关计算
例3 (2025·上海杨浦二模)用图示电路测量电池的电动势和内阻，将两个阻值分别为12 Ω和20 Ω的定值电阻连入电路中，当开关S从位置1切换到位置2时，发现电流表示数变为原来的1.5倍。则( )
A.R1＝20 Ω，r＝4 ΩB.R2＝12 Ω，E＝24 V
C.R1＝12 Ω，r＝2 ΩD.R2＝20 Ω，E＝12 V
答案 A
解析 当开关S从位置1切换到位置2时，发现电流表示数变为原来的1.5倍，则R1＝20 Ω，R2＝12 Ω，根据E＝I(R1＋r)，E＝1.5I(R2＋r)得r＝4 Ω，电源电动势无法得出，故A正确。
角度 闭合电路的动态分析
例4 (多选)(2025·安徽合肥高三期末)如图所示，闭合开关，将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔU3，理想电流表A示数变化量的绝对值为ΔI，则下列说法正确的是( )
A.电流表A的示数增大B.电压表V2的示数增大
C.ΔU3与ΔI的比值大于rD.ΔU3大于ΔU2
答案 ACD
解析 电压表V1、V2、V3分别测量R两端电压、路端电压和滑动变阻器两端的电压。当滑动变阻器向下滑动时，接入电路的电阻减小，电路中电流增大，则电流表A的示数增大，A正确;因为干路电流增大，根据U＝E－Ir，则路端电压减小，电压表V2的示数减小，B错误;根据闭合电路欧姆定律得U3＝E－I(R＋r)，所以ΔU3与ΔI的比值等于R＋r，则ΔU3与ΔI的比值大于r，C正确;因为U3＋U1＝U2，而当滑动变阻器向下滑动时，接入电路的电阻减小，电路中电流增大，U2减小，U1增大，则U3减小，所以ΔU3大于ΔU2，D正确。
闭合电路动态分析的常用方法
(1)程序法:遵循“局部—整体—局部”的思路。
(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。
(3)极限法:因滑动变阻器的滑片滑动引起电路变化的问题，可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端，让电阻最大或电阻为零，然后再讨论有关问题。
(4)特殊值法:对有些复杂难以直接判断的问题，可采用特殊值代入帮助分析。
角度 含电容器电路的分析
例5 (多选)(2025·河北保定高三期末)如图所示，R1＝R2＝R3＝10 Ω，电容器的电容C＝3 μF，电源电动势E＝10 V，内阻r＝5 Ω。起初，开关S断开，电容器C所带的电荷量为Q1;然后，闭合开关S，待电路稳定后，电容器C所带的电荷量为Q2。下列说法正确的是( )
A.开关S断开时，电容器A极板的电势高
B.开关S闭合，电路稳定后，电容器A极板的电势高
C.从闭合开关到电路稳定的过程中，通过灵敏电流计的电荷量为7235×10－5 C
D.从闭合开关到电路稳定的过程中，通过灵敏电流计的电荷量为1235×10－5 C
答案 AC
解析 开关S断开时，外电路R1与R3串联，电容器两板间的电压等于电阻R3两端的电压，可知电容器的A极板的电势高，故A正确;开关S闭合，电路稳定后，电容器两板间的电压等于电阻R1两端的电压，电容器B极板的电势高，A极板电势低，故B错误;开关S断开时，此时电容器的带电荷量为Q1＝CUR3＝CER3R1＋R3＋r＝3×10-6×10×1010＋10＋5 C＝1.2×10－5 C，开关S闭合时，R1和R3串联电阻为R13＝20 Ω，R外＝R13R2R13＋R2＝203 Ω，路端电压U＝ER外R外＋r＝10203＋5×203 V＝407 V，此时电容器两板间的电压等于R1两端的电压，则UR1＝12U＝207 V，电容器带电荷量Q2＝CUR1＝3×10－6×207 C＝67×10－5 C，从闭合开关到电路稳定的过程中，通过灵敏电流计的电荷量为Q＝Q1＋Q2＝7235×10－5 C，故C正确，D错误。
含电容器电路的处理方法
(1)电路的简化:不分析电容器的充、放电过程时，把电容器所处的支路视为断路，简化电路时可以去掉此支路，求电荷量时再在相应位置补上。
(2)电路稳定时电容器的处理方法:电路稳定后，与电容器串联的电路中没有电流，同支路的电阻相当于导线，即电阻不起降低电压的作用，电容器两极板间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。
考点三 电源的功率和效率问题
1.电源的效率
η＝UIEI×100%＝UE×100%。
纯电阻电路中η＝P出P总×100%＝RR＋r×100%。
2.纯电阻电路中电源的最大输出功率
P出＝UI＝I2R＝E2(R＋r)2R＝E2R(R-r)2＋4Rr＝E2(R-r)2R＋4r。
P出与外电阻R的函数关系可用如图所示的图像表示，由图像可以看出:
(1)当R＝r时，电源的输出功率最大，为Pm＝E24r。
(2)当R>r时，随着R的增大输出功率越来越小。
(3)当R