2026高考一轮总复习 物理课件_第2讲　闭合电路的欧姆定律_含解析

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串联电路和并联电路、电表的改装
1. 电阻的串联、并联
U1＝U2＝U3＝…＝Un　
R1＋R2＋R3＋…
（1）小量程电流表（表头）的三个参量：
①内阻Rg、满偏电流Ig、满偏电压Ug。
②三者关系：Ug＝ ⁠。
（2）表头改装成电压表：串联一个 电阻。
（3）表头改装成电流表：并联一个 电阻。
（1）非静电力所做的功与所移动的电荷量的比。
（2）物理意义：电动势表示电源把其他形式的能转化成 ⁠本领的大小，在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压。
2. 闭合电路的欧姆定律
（1）内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成 ，跟内、外电路的电阻之和成 ⁠。
E＝U外＋U内或E＝U外＋ （适用于任意电路）。
1. 串联电路的总电阻一定大于其中任一部分电路的电阻。（　√　）
2. 并联电路的总电阻一定大于其中某一支路的电阻。（　×　）
3. 电动势就是电源两端的电压。（　×　）
4. 闭合电路中外电阻越大，路端电压越小。（　×　）
5. 电源的输出功率越大，电源的效率越高。（　×　）
1. （人教版必修第三册P88“练习与应用”T2改编）小明的袖珍手电筒里有一节电动势为1.5 V的干电池，取出手电筒中的小灯泡，看到上面标有“1.3 V　0.20 A”的字样，小明认为产品设计人员的意图是使小灯泡在该干电池的供电下正常发光，由此可算出该干电池的内阻为（　　）
解析： 由题意可知灯泡正常发光时，路端电压为1.3 V，电路中电流为0.2 A。根据闭合电路欧姆定律有E＝U＋Ir，解得r＝1.0 Ω，故选D。
2. （人教版必修第三册P71“练习与应用”T4改编）如图是有两个量程的电压表，当使用a、b两个端点时，量程为0～10 V，当使用a、c两个端点时，量程为0～100 V。已知电流表的内阻Rg为500 Ω，满偏电流Ig为1 mA，则电阻R1、R2的值为（　　）
3. （人教版必修第三册P88“练习与应用”T6改编）小明坐在汽车的副驾驶位上看到一个现象：当汽车的电动机启动时，汽车的车灯会瞬时变暗。汽车的电源、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图所示，已知汽车电源电动势为12 V，内阻为0.2 Ω。车灯接通，电动机未启动时，电流表示数为10 A；电动机启动的瞬间，电流表示数达到30 A。假设车灯的电阻保持不变，求：（1）车灯的电阻R；
解析： 电动机未启动时，车灯、电流表和电源串联，根据闭合电路欧姆定律可知，路端电压为U＝E－Ir
（2）电动机启动的瞬间，电动机消耗的功率。
考点一　串、并联电路的规律和电表改装
关于电阻串联、并联的几个重要结论
（1）串联电路的总电阻大于其中任何一部分电路的电阻。
（2）串联电阻个数增加时，总电阻增大。
特例：n个相同的电阻串联，总电阻R总＝nR。
（1）并联电路的总电阻小于其中任何一支路的电阻，即小于其中最小的支路电阻。
（2）并联支路条数增多时，总电阻减小。
3. 电阻无论是串联、并联还是混联，其中任何一个电阻增大（或减小），总电阻就一定增大（或减小）。
4. 无论是串联、并联还是混联电路，电路消耗的总功率等于各电阻消耗的电功率之和。
【练1】 如图所示的电路中，A1和A2为理想电流表，示数分别为I1和I2，R1∶R2∶R3＝1∶2∶3；当a、b两点间加一恒定的电压U后，下列结论正确的是（　　）
【练2】 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（　　）
【练3】 〔多选〕（2025·浙江杭州期末）某学习小组进行电表改装的实验，已知表头内阻为100 Ω，满偏电流为300 mA，如图所示，改装为使用O、A接线柱时它是量程为0～3 A的电流表，使用O、B接线柱时它是量程为0～0.6 A的电流表，使用O、C接线柱时它是量程为0～60 V的电压表，则图中的R1、R2、R3的阻值为（　　）
考点二　闭合电路的功率及效率问题
1. 有关电源的功率和效率
2. 电源的输出功率P出与外电阻R的关系图像的三点说明（如图所示）
（2）当R“接近”r时，P出增大，当R“远离”r时，P出减小。
（3）当P出＜Pm时，每个输出功率对应两个可能的外电阻R1和R2，且R1R2＝r2。
（2025·河北石家庄期末）如图所示，已知电源电动势E＝6 V，内阻r＝1 Ω，保护电阻R0＝0.5 Ω，求当电阻箱R的读数为多少时，保护电阻R0消耗的电功率最大，并求这个最大值。
（1）“例1”中的条件不变，求当电阻箱R的读数为多少时，电阻箱R消耗的功率PR最大，并求这个最大值。
答案： 1.5 Ω　6 W　
（2）在“例1”中，若电阻箱R的最大值为3 Ω，R0＝5 Ω，求当电阻箱R的读数为多少时，电阻箱R的功率最大，并求这个最大值。
（3）“例1”中的条件不变，求电源的最大输出功率。
一个电源（E、r）与电阻串联或者并联，可以等效为新的“电源”，其“等效电动势”“等效内阻”如下：
（1）如图甲所示，电源（E、r）与电阻R串联①等效电动势：E'＝E。②等效内阻：r'＝r＋R。
　（2025·山西太原期末）如图甲所示的电路，其中电源电动势E＝6 V，内阻r＝2 Ω，定值电阻R＝4 Ω，已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的阻值RP的关系如图乙所示。则下列说法中正确的是（　　）
考点三　闭合电路的动态分析和故障分析
　动态分析的常用方法（1）程序法
①所谓“串反”，即某一电阻增大时，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。
（2）“串反并同”结论法（适用条件：电源内阻不为零）
〔多选〕（2025·安徽合肥期中）如图所示，电源电动势E和内阻r一定，R1、R2是定值电阻，R0是光敏电阻（光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小），L是小灯泡。闭合开关，当照射到R0的光照强度减小时，以下分析正确的是（　　）
　电路故障的检测方法（1）电压表检测：如果电压表示数为零，则说明可能在并联路段之外有断路，或并联部分短路；（2）电流表检测：当电路中接有电源时，可用电流表测量各部分电路上的电流，通过对电流值的分析，可以确定故障的位置。在运用电流表检测时，一定要注意电流表的极性和量程；（3）欧姆表检测：当测量值很大时，表示该处断路；当测量值很小或为零时，表示该处短路。在用欧姆表检测时，应断开电源。
（2025·四川绵阳质检）某同学按如图所示的电路进行实验，电压表内阻看作无限大，电流表内阻看作零。实验中由于电路发生故障，发现两电压表示数相同（但不为零），若这种情况的发生是由于某一电阻引起的，则可能的故障是（　　）
解析：若R3短路，由于电流表内阻看作零，则电压表V1、V2示数均为零，与题意不符；若RP断路，则电压表V2示数为零，两电压表示数不相同；若R1短路，则V1测滑动变阻器和R2串联的总电压，V2测R2两端电压，两电压表示数不同；若R2断路，则两电压表均测R3两端电压，两电压表示数相同且不为零，A、C、D错误，B正确。
　如图所示，将一根粗细均匀的电阻丝弯成一个闭合的圆环，接入电路中，电路与圆环的接触点O点固定，P为电路与圆环良好接触的滑动触头，电源的电动势为E，内阻为r，闭合开关S，在滑动触头P缓慢地从m点开始经n点移到q点的过程中，下列说法正确的是（　　）
解析： 　闭合的圆环接入电路中，接触点O点与P间电阻丝并联接入到电路中，在滑动触头P缓慢地从m点开始经n点移到q点的过程中，圆环接入电路中的总电阻先变大后变小，故电路中的总电阻先变大后变小，则干路电流I先减小后增大，灯L2先变暗后变亮，根据闭合电路欧姆定律U＝E－Ir，可知路端电压即电压表示数先变大后变小，圆环与灯L1并联电路的电压U并＝U－U2，U2与U并之和等于外电路电压，U2先减小后增大，故U并先增大后减小，L1先变亮后变暗，I1先增大后减小，流过电流表的电流IA＝I－I1，IA先减小后增大，故A、B错误，C正确；圆环与灯L1并联的电压先增大后减小，则电容器板间的电压先增大后减小，由Q＝CU，可得电容器所带的电荷量先增多后减少，故D错误。
考点四　两类U-I图像的比较与应用
电源U-I图像与电阻U-I图像的比较
（2025·贵州六盘水期末）如图所示的I-U图像中，直线Ⅰ为通过电阻R的电流与其两端电压的关系图线，直线Ⅱ为电源E的电流与路端电压的关系图线。下列说法正确的是（　　）
　〔多选〕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图线，曲线Ⅲ是一个小灯泡的U-I图线。曲线Ⅲ与直线Ⅰ、Ⅱ相交点的坐标分别为P（5.2，3.5）、Q（6，5），如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接，则下列说法正确的是（　　）
（1）电容器所在的电路没有电流，可以视为断路，简化电路时可以去掉，求电荷量时再在相应位置补上。
（2）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，电容器两端的电压与其并联用电器两端电压相等。
2. 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；若电容器两端电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电，可由ΔQ＝C·ΔU计算电容器上电荷量的变化量。
（2023·海南高考7题）如图所示电路，已知电源电动势为E，内阻不计，电容器电容为C，闭合开关K，待电路稳定后，电容器上电荷量为（　　）
阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E（内阻可忽略）连接成如图所示电路。开关S断开且电流稳定时，C所带的电荷量为Q1；闭合开关S，电流再次稳定后，C所带的电荷量为Q2。则Q1与Q2的比值是多少？
1. （2025·甘肃天水期中）充电宝内部的主要部件是锂电池。充电宝的锂电池在充电后就是一个电源，某同学查看了自己的充电宝铭牌，上面写着“20 000 mA·h”和“3.7 V”。下面关于该充电宝，说法正确的是（　　）
解析： 　根据q＝It可知，20 000 mA·h是指电荷量，故A正确，B、C错误；在充电宝内部非静电力把1 C的正电荷从负极移到正极所做的功为W＝E×q＝3.7×1 J＝3.7 J，故D错误。
2. （2025·山西新降中学期末）如图所示，许多人造地球卫星都用太阳能电池供电。太阳能电池由许多片电池板组成。某电池板不接负载时的电压是600 mV，短路电流是30 mA。该电池板的内阻是（　　）
3. （2025·山西忻州开学考试）利用图示电路可以检测司机是否酒驾。图中R0为定值电阻，R是一个“气敏传感器”，它的电阻值会随着其周围酒精气体浓度的增大而减小。若检测时司机喝了酒（　　）
4. 如图甲所示，电路中电源电动势为3.0 V，内阻不计，L1、L2、L3为三个相同规格的小灯泡，小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。当开关闭合后，下列说法正确的是（　　）
5. （2025·广西桂林期末）“祝融号”火星车的动力主要来源于太阳能电池。现将火星车的动力供电电路简化为如图所示，其中太阳能电池电动势E＝120 V，内阻r未知，电动机线圈电阻rM＝1.6 Ω，电热丝定值电阻R＝4 Ω。当火星车正常行驶时，电动机两端电压UM＝80 V，电热丝R消耗功率P＝100 W。则（　　）
6. 有四个电源甲、乙、丙、丁，其路端电压U与电流I的关系图像分别如图a、b、c、d所示，将一个6 Ω的定值电阻分别与每个电源的两极相接，使定值电阻消耗功率最大的电源是（　　）
7. （2025·江西南昌期末）在如图所示的电路中，已知A、B两个电容器的电容之比CA∶CB＝1∶2，每个电阻都相同，则两个电容器带电荷量之比QA∶QB为（　　）
8. （2025·江苏南京期末）探究外电压、内电压和电动势关系的实验装置如图所示。这种电池的正负极板（分别为A、B）为二氧化铅及铅，电解液为稀硫酸。关于这一实验装置分析，下列说法正确的是（　　）
解析： 　电压表V1和V2分别测量电路中的内电压和外电压，在电源的外部，电流方向从电源的正极流向负极，而电源的内部，电流方向由电源的负极流向正极，电压表V1测量内电压，则电压表V1正极与b相连。电压表V1和V2的示数之和为电源电动势应接近于一定值，故A、B错误，D正确；串联电路电阻分到的电压跟电阻的阻值成正比，因为不知道内外电阻阻值，所以电压表V1的测量值有可能会大于电压表V2的测量值，故C错误。
9. 〔多选〕（2025·山东聊城期末）在如图所示的电路中，电源电动势E＝10 V，内阻r＝0.4 Ω，灯泡L标有“6 V 3 W”字样，电动机的内阻rM＝0.5 Ω，R0为定值电阻。闭合开关S后，灯泡和电动机均能正常工作，此时电流表（可视为理想电表）的示数为2.5 A，则下列说法中正确的是（　　）
10. 〔多选〕硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点，如图所示，图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图像，图线b是某纯电阻用电器的U-I图像，则在该光照强度下，把该电池和该用电器组成一个电路时，电池的（　　）
11. 如图所示电路，电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在滑动变阻器R0的滑片向下滑动的过程中（　　）
解析： 　当滑片下移时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，则外电路总电阻减小，电路中总电流增大，电源的内电压增大，则由闭合电路欧姆定律可知，电路的路端电压减小，故电压表示数减小；由部分电路欧姆定律可知，R1两端的电压增大，而路端电压减小，故并联部分的电压减小，则通过R2的电流减小，即电流表示数减小，A正确。
12. 〔多选〕（2025·河北石家庄开学考）如图所示，电源电动势E＝1.5 V，内阻不计，滑动变阻器R1的最大阻值为2 Ω，两定值电阻R2、R3的阻值均为1 Ω，电容器C的电容为3 μF。初始时R1的滑片置于最上端，开关S掷于a端。下列说法正确的是（　　）