新高考物理一轮复习考点题型分类讲与练第49讲 闭合电路的欧姆定律（2份，原卷版+解析版）

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考点01：闭合电路欧姆定律（必备知识+2例+2变式+能力提升）
考点02：电路的功率及效率问题（必备知识+2例+2变式+能力提升）
考点03：两种U－I图像的比较和应用（必备知识+2例+2变式+能力提升）
二、 巩固提升（精选12道题）
闭合电路欧姆定律
考点一
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电势能本领的大小，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正比，跟内、外电路的电阻之和成反比；
(2)公式：I＝ER＋r(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＋Ir(适用于任意电路)；
②功率表达式：EI＝UI＋I2r。
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增大；
(2)特殊情况：
①当外电路断路时，I＝0，U＝E；
②当外电路短路时，I短＝Er，U＝0。
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。
【例1-1】如图为测定锂电池的电动势和内阻的电路图，已知R1=39Ω，R2=119Ω。当开关接通位置1时，电流表示数I1=0.30A，当开关接通位置2时，电流表示数I2=0.10A。则该锂电池的电动势E和内阻r分别为（ ）
A．14V，1.2ΩB．12V，1.0ΩC．10V，0.80ΩD．8V，0.60Ω
【例1-2】在图甲的电路中，电源内阻不计，不计电表内阻的影响。调节R1的阻值，得到各组电压表和电流表数据，作出的U-I图像如图乙中AB所示，则表示R1阻值的是（ ）
A．AB的斜率B．仅a的斜率
C．仅b的斜率D．a或b的斜率
【变式1-1】在如图所示的电路中，电源电动势为E、内电阻为r，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从图示位置向左滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U1、U2、U3表示，电表示数变化量的绝对值分别用ΔI、ΔU1、ΔU2、ΔU3表示。则下列判断中正确的是（ ）
A．U1变大，I变大B．U2变小，U3变大C．ΔU3ΔI变小D．ΔU1ΔI变大
【变式1-2】如图所示，电源电动势为E，内阻不计，定值电阻的阻值分别为R1、R2，电容器的电容为C。闭合开关S，电路稳定后（ ）
A．通过电阻R1的电流为零
B．电容器所带电荷量为CE
C．断开S的瞬间，通过电阻R2的电流为ER1+R2
D．断开S后，通过电阻R2的电荷量为CER1R1+R2
【解题能力提升】
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。
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。
电路的功率及效率问题
考点二
1.电源的总功率
(1)任意电路：P总＝IE＝IU外＋IU内＝P出＋P内。
(2)纯电阻电路：P总＝I2(R＋r)＝E2R＋r。
2.电源内部消耗的功率
P内＝I2r＝IU内＝P总－P出。
3.电源的输出功率
(1)任意电路：P出＝IU＝IE－I2r＝P总－P内。
(2)纯电阻电路：P出＝I2R＝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