新高考物理一轮复习考点讲义第10章第51课时　闭合电路的欧姆定律（含答案）

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考点一 闭合电路欧姆定律
1.电源
(1)电动势
①定义：非静电力所做的功与所移动的电荷量的比值，E＝Wq；
②物理含义：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)内阻：电源内部导体的电阻。
2.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 ，跟内、外电路的电阻之和成 ；
(2)公式：I＝ (只适用于纯电阻电路)；
(3)其他表达形式
①电势降落表达式：E＝U外＋U内或E＝U外＋ (适用于 电路)；
②功率表达式：EI＝UI＋ 。
3.路端电压与外电阻的关系
(1)一般情况：U＝IR＝ER＋r·R＝E1＋rR，当R增大时，U ；
(2)特殊情况：
①当外电路断路时，I＝0，U＝ ；
②当外电路短路时，I短＝ ，U＝0。
例1 如图所示的电路中，R1＝2 Ω，R2＝3 Ω，R3＝6 Ω，电压表为理想电表，当开关S断开时，电压表示数为5.0 V；当开关S闭合时，电压表示数为2.4 V，求电源的电动势E和内电阻r。
4.总电阻变化的几种情况
(1)当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时，电路的总电阻一定增大(或减小)。
(2)若开关的通、断使串联的用电器增多时，电路的总电阻增大；若开关的通、断使并联的支路增多时，电路的总电阻减小。
(3)在如图甲所示分压电路中，滑动变阻器可视为由两段电阻构成，其中一段R并与用电器并联，另一段R串与并联部分串联。A、B两端的总电阻与R串的变化趋势一致。
(4)在一个定值电阻R和一个可变电阻R0组成的如图乙所示的电路中，两支路电阻越趋于相等，乙图中电路电阻越大，两支路电阻相等时，乙图中电路电阻最大。
如图所示，理想电压表示数为U1，理想电压表示数为U2，电路中电流为I。
(1)U1I、|ΔU1ΔI|分别表示什么？
(2)U2I、|ΔU2ΔI|分别表示什么？
例2 (2025·山东淄博市检测)如图所示，在滑动变阻器的滑片P向下端滑动过程中，理想电压表V1、V2的示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2，理想电流表A1、A2、A3示数变化量的绝对值分别为ΔI1、ΔI2、ΔI3，下列说法正确的是( )
A.电压表V1示数增大，电流表A1示数增大
B.电压表V2示数减小，电流表A3示数增大
C.ΔI1＝ΔI3＋ΔI2
D.ΔU1ΔI1>ΔU2ΔI1
电路动态分析的方法
1.程序法
2.“串反并同”结论法
(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。
3.极限法
解决因滑动变阻器滑片滑动而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，使电阻最大或电阻为零去讨论。
例3 (2025·山东济南市模拟)如图所示，电源电动势E＝6 V，内阻r＝1 Ω，R0＝3 Ω，R1＝7.5 Ω，R2＝3 Ω，R3＝2 Ω，电容器的电容C＝2 μF。开始时开关S处于闭合状态，则下列说法正确的是( )
A.开关S闭合时，电容器上极板带正电
B.开关S闭合时，电容器两极板间电势差是3 V
C.将开关S断开，稳定后电容器极板所带的电荷量是3.6×10－6 C
D.将开关S断开至电路稳定的过程中通过R0的电荷量是9.6×10－6 C
[变式] (多选)在如图所示的电路中，定值电阻R1＝3 Ω、R2＝2 Ω、R3＝1 Ω、R4＝3 Ω，电容器的电容C＝4 μF，电源的电动势E＝10 V，内阻不计。闭合开关S1、S2，电路稳定后，则( )
A.a、b两点的电势差Uab＝3.5 V
B.电容器所带电荷量为1.4×10－6 C
C.断开开关S2，稳定后流过电阻R3的电流与断开前相比将不发生变化
D.断开开关S2，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2.4×10－5 C
含容电路的分析
1.电路简化
把电容器所在的支路稳定时视为断路，简化电路时可以去掉，求电荷量时再在相应位置补上。
2.电容器两端的电压
(1)电容器所在的支路中没有电流，与之串联的电阻两端无电压，相当于导线。
(2)电容器两端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。
考点二 电路的功率及效率问题
1.电源的总功率
(1)任意电路：P总＝ ＝ ＋IU内＝P出＋P内。
(2)纯电阻电路：P总＝ ＝E2R＋r。
2.电源内部消耗的功率
P内＝ ＝IU内＝P总－P出。
3.电源的输出功率
(1)任意电路：P出＝ ＝IE－I2r＝P总－P内。
(2)纯电阻电路：P出＝ ＝E2R(R＋r)2。
4.电源的效率
(1)任意电路：η＝P出P总×100%＝UE×100%。
(2)纯电阻电路：η＝RR＋r×100%。
5.纯电阻电路中电源的最大输出功率(如图)
P出＝UI＝I2R＝E2(R＋r)2R＝E2R(R−r)2＋4Rr＝E2(R−r)2R＋4r。
当R＝r时，电源的输出功率最大，为Pm＝E24r。
由P出与外电阻R的关系图像可知：
①当R>r时，随着R的增大输出功率越来越小。
②当R