第20讲　电路 闭合电路欧姆定律-2024年高考物理一轮考点复习精讲精练（全国通用）

第20讲　电路 闭合电路欧姆定律 目录 考点一　电路的动态分析 1 考点二　电路中的功率及效率问题 2 考点三　电路故障问题 5 考点四　电源和电阻U－I图象的比较 8 考点五　含电容器电路的分析 9 考点一　电路的动态分析 1．闭合电路欧姆定律的公式 2．路端电压U与电流I的关系 图1 (1)关系式：U＝E－Ir. (2)U－I图象如图1所示． ①当电路断路即I＝0时，纵坐标的截距为电源电动势． ②当外电路短路即U＝0时，横坐标的截距为短路电流． ③图线的斜率的绝对值为电源的内阻． 3．电路动态分析的方法 (1)程序法：电路结构的变化→R的变化→→→U端的变化→固定支路→. (2)极限法：即因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题，可将滑动变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论． [例题1] （2023•奉贤区二模）如图所示的电路中，R1、R2是定值电阻，电表均为理想电表，RB是磁敏材料制定的元件（其特点无磁场时处于断开状态，有磁场出现时导通）。闭合开关S，滑动变阻器R的滑片处于某位置，当有磁铁靠近RB附近时（　　） A．电流表读数减小 B．R1的功率减小 C．电压表读数增大 D．电源总功率增大 [例题2] 如图所示电路中，电源的内电阻为r，R1、R3、R4均为定值电阻，电表均为理想电表。闭合电键S，当滑动变阻器R2的滑动触头P向右滑动时，电表的示数都发生变化，电流表和电压表的示数变化量的大小分别为ΔI、ΔU，下列说法不正确的是（　　） A．电压表示数变大 B．电流表示数变小 C．r D．r [例题3] （多选）在如图所示电路中，电源的电动势为E，内阻为r，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器（R2＞R1），闭合开关S，不同规格的灯泡L1和L2均正常发光，现将滑动变阻器的滑动片P向上移动一定的距离，理想电流表A1、A2、电压表的示数均会发生一定变化，其变化量分别用ΔI1、ΔI2和ΔU表示，则下列分析判断可能正确的是（　　） A．电压表V示数变大，电流表A1示数变小 B．电流表A2示数不可能变为零 C．灯泡L1、L2都变暗 D．电源的内阻r [例题4] （2022•青浦区二模）利用某半导体的电阻随温度升高而减小的特征可以制作电子温度计。图甲表示该半导体的电阻R随摄氏温度t变化的情况。把该半导体与电动势为E、内阻为r的电源，理想电压表和保护电阻R0连成如图乙所示的电路。用该半导体作测温探头，把电压表的电压刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简易的电子温度计。下列说法正确的是（　　） A．电压较大的刻度对应较高的温度 B．电压刻度0V对应的就是0℃ C．该电子温度计表盘上温度的刻度是均匀的 D．若电池用久后内阻r变大，用该温度计测量的温度要比真实值偏高 [例题5] 如图甲所示，条形码扫描笔的原理是扫描笔头在条形码上匀速移动时，遇到黑色线条，发光二极管发出的光线将被吸收，光敏三极管接收不到反射光，呈高阻抗；遇到白色间隔，光线被反射到光敏三极管，三极管呈低阻抗。光敏三极管将条形码变成一个个电脉冲信号，信号经信号处理系统处理，即完成对条形码信息的识别，等效电路图如图乙所示，其中R为光敏三极管的等效电阻，R0为定值电阻，下列判断正确的是（　　） A．当扫描笔头在白色线条上移动时，信号处理系统获得高电压 B．当扫描笔头在黑色间隔上移动时，信号处理系统获得高电压 C．扫描速度对信号处理系统接收到的电压信号无影响 D．扫描笔头外壳出现破损漏光，仍然能正常工作 考点二　电路中的功率及效率问题 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)＝. 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＝＝. (3)纯电阻电路中输出功率随R的变化关系 ①当R＝r时，电源的输出功率最大为Pm＝. ②当R>r时，随着R的增大输出功率越来越小． ③当R<r时，随着R的增大输出功率越来越大． ④当P出<Pm时，每个输出功率对应两个外电阻R1和R2，且R1R2＝r2. ⑤P出与R的关系如图5所示． 图5 4．电源的效率 (1)任意电路：η＝×100%＝×100%. (2)纯电阻电路：η＝×100%＝×100% 因此在纯电阻电路中R越大，η越大；当R＝r时，电源有最大输出功率，效率仅为50%. [例题6] （2023•湖南模拟）如图所示电路中，电源电动势E＝8V，内阻r＝1Ω，定值电阻R1＝9Ω，R2＝10Ω，R3＝5Ω；滑动变阻器R4的取值范围为0～15Ω。闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，使R4取不同的阻值接入电路，则下列说法正确的是（　　） A．R4＝0时，定值电