第11周 闭合电路欧姆定律 闭合电路的动态分析-【周测必刷】2025-2026学年高二物理必修第三册（人教版2019）

— 42 — 第十一周 闭合电路欧姆定律 闭合电路的动态分析 (时间:45分钟 满分:100分) 􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌 􀤌 􀤌 􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌 􀤌 􀤌 􀦌 􀦌 􀦌􀦌 周推好题 第15题以电流表改装成电阻表为例,综合考查学生对闭合电路欧姆定律理解和应 用.该题题目设置灵活,紧扣知识点,对学生的综合应用能力要求较高,值得推荐. 【考点·一应俱全】(共60分) 考点一 电动势 1.(2025·乐山市高二开学考试)下列关于电压、电动势的说法正确的是 ( ) A.电源的电动势与外部电路有关 B.电压与电动势的单位都是伏特,外电路电压即为电动势 C.电源的电动势越大意味着电源把其他形式的能转化为电势能的本领越强 D.由电动势公式E=Wq 可知,电动势的大小与非静电力所做功的多少成正比 2.(2025·华中师大一附中高二期中)锂离子电池主要依靠锂离 子(Li+)在正极和负极之间移动来工作,如图为锂电池放电时 的内部结构.该过程中Li+ 从负极通过隔膜返回正极.已知该 锂电池的电动势为3.7V,则 ( ) A.非静电力做的功越多,电动势越大 B.移动一个锂离子,需要消耗电能3.7J C.“毫安·时”(mA·h)是电池储存能量的单位 D.锂离子电池放电时,电池内部非静电力做正功,化学能转化为电能 考点二 闭合电路的欧姆定律 3.(2025·湖南省常德一中月考)某同学利用如图所示的电路来探究闭合电路中总 电流与电源电动势的关系,其中定值电阻R1=10Ω、R2=8Ω,电源的内阻r= 2Ω.当单刀双掷开关接1时电流表的示数为I1=0.2A;则当单刀双掷开关接 2时,电流表的示数I2 为 ( ) A.0.24A B.0.2A C.0.18A D.0.3A 4.在如图所示的电路中R1=4Ω,R2=6Ω,电源电动势E=3V.当S闭合时,理想 电压表的示数为U=1V.则流过电源的电流和电源的内阻分别为 ( ) A.0.25A 2Ω B.0.5A 2Ω C.0.25A 4Ω D.0.5A 4Ω 5.(2025·绍兴市高二期末)小明同学买了一只手电筒,串联上两节1号干电池(1节干电池的电动 势为1.5V),小灯泡正常发光.他取出小灯泡看到上面标有“2.5V,0.25A”的字样,则可推算出 每节干电池的内阻为 ( ) A.2.5Ω B.2.0Ω C.1.0Ω D.0.5Ω 6.在如图所示的电路中,电阻R1=12Ω,R2=6Ω,电压表视为理想电表.当开关 S断开时,电压表示数为9V,当开关S闭合时,电压表示数为6V.求: (1)开关S断开时,流过R1 的电流; (2)开关S闭合时,回路的总电流; (3)电源的电动势E 和内阻r. 考点三 路端电压与负载的关系 7.(2025·江西省南昌市第十九中学高二月考)我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭将 最后一颗北斗三号组网卫星成功送入预定轨道,至此,北斗三号全球卫星导航系统星座部署全面 完成.卫星在工作时用太阳能电池供电,太阳能电池由许多片电池板组成.某电池板断路电压是 800mV,短路电流为40mA,若将该电池板与阻值为20Ω的电阻连成一闭合电路,则它的路端电 压是 ( ) A.0.10V B.0.20V C.0.30V D.0.40V 8.(2025·四川师范大学附属中学高二期中)如图甲所示是来测量脂肪积累程度的仪器,其原理是 根据人体电阻的大小来判断脂肪所占比例(体液中含有钠离子、钾离子等,而脂肪不容易导电), 模拟电路如图乙所示.测量时,闭合开关,测试者分别握A、B两手柄,体型相近的两人相比,脂肪 含量高者 ( ) A.电流表示数大 B.电压表示数小 C.电源的内电压小 D.路端电压小 考点四 电源的U I图像 9.(2025·海南省高二下学业水平诊断)在如图甲所示的电路中,电流表和电压表都可以看作理想 电表,移动滑动变阻器R 的滑片,电压表读数U 随着电流表读数I 的增大而减小,换用不同的电 池1和2,得到如图乙所示相应的两条U I图线1和2,根据U I图线,下列说法正确的是 ( ) A.电池2的电动势大于电池1的电动势 B.电池2的内阻大于电池1的内阻 C.两电池电动势与其内阻之比相等 D.电流相等时,R 上消耗的功率相等 10.(2025·山东省济宁市第一中学月考)某电源的路端电压与电流的 关系图线如图所示,用此电源与三个阻值均为3Ω的电阻连接成电 路,测得路端电压为4.8V,则该电路可能为 ( ) — 41 — — 44 — 考点五 闭合电路的动态分析 11.(2025·邵阳市高二期中)在如图所示的电路中,R1 为定值电阻,R2 为可变 电阻,电源的电动势为E,内阻为r,设电流表的读数为I,电压表的读数为 U,当R2 的滑动触头向图中a端移动时 ( ) A.I变大,U 变小 B.I变大,U 变大 C.I变小,U 变小 D.I变小,U 变大 12.(2025·上海市高二期中)如图所示,L1、L2 是两只完全相同的小灯泡,R 为光敏 电阻,当光照越强时,阻值越小.开关S闭合后,随着光照强度逐渐增大,两灯的 亮度变化情况 ( ) A.L1 逐渐变亮、L2 逐渐变暗 B.L1 逐渐变亮、L2 逐渐变亮 C.L1 逐渐变暗、L2 逐渐变亮 D.L1 逐渐变暗、L2 逐渐变暗 13.如图所示,E 为内阻不能忽略的电源,R1、R2、R3 为定值电阻,S0、S为开关, 与 分别为理想电压表与电流表.初始时S0 与S均闭合,现将S断开,则 ( ) A. 的读数变大, 的读数变小 B. 的读数变大, 的读数变大 C. 的读数变小, 的读数变小 D. 的读数变小, 的读数变大 【探究·一举突破】(共15分) 探究主题 利用闭合电路欧姆定律探究欧姆表的原理 已知电源电动势E=1.5V,内阻r=0.5Ω,小量程电流表的满偏电流为Ig= 10mA,电流表内阻Rg=7.5Ω. 探究问题: (1)若用导线把A、B 直接连起来,此时应把可变电阻R1 调为多少才能使电流表 恰好满偏? (2)调到满偏后保持R1 的值不变,在AB 间接一个多大的电阻R0,才能使电流表指针指向刻度盘 中间位置? (3)保持R1 的值不变,如果把任意电阻Rx 接在A、B 间,电流表读数Ix 与Rx 的值有什么关系? (4)通过以上计算,你有何发现? 【综合·一练到底】(共25分) 14.如图所示电路中,电源电动势E=12V,内阻r=2Ω,R1=4Ω,R2=6Ω,R3= 3Ω. (1)若在C、D 间连一个理想电压表,其读数是多少? (2)若在C、D 间连一个理想电流表,其读数是多少? 15.把一量程为6mA、内阻为100Ω的电流表改装成电阻表,电路如图所示,现备 有如下器材:A.电源E=3V(内阻不计);B.滑动变阻器0~100Ω;C.滑动变阻 器0~500Ω;D.红表笔;E.黑表笔. (1)滑动变阻器选用 . (2)红表笔接 端,黑表笔接 端.(均选填“M”或“N”) (3)按正确方法测量Rx,指针指在电流表2mA刻度处,则电阻值应为 ;若指针指在电 流表3mA刻度处,则电阻值应为 . (4)若该电阻表使用一段时间后,电源电动势变小,内阻变大,但此表仍能调零,按正确使用方法 再测上述电阻Rx,其测量结果与原结果相比将 (填“偏大”“偏小”或“不变”). 【选做·一飞冲天】(尖子生选做) 16.某型号多用电表电阻挡的电路原理图如图甲所示.微安表G是电阻表表头,其满偏电流Ig= 500μA,内阻Rg=950Ω.电源电动势E=1.5V,内阻r=1Ω.电阻箱R1 和电阻箱R2 的阻值调 节范围均为0~9999.9Ω. (1)某同学将图甲中的a、b端短接,为使微安表G满偏,则应调节R1= Ω; (2)如图乙所示,该同学将微安表G与电阻箱R2 并联,利用该电路图组装一个“×100”倍率的电 阻表,要求电阻表的表盘刻度示意图如图丙所示,其中央刻度标“15”,则该同学应调节R2= Ω;用此电阻表测量一个阻值约2000Ω的电阻,测量前应调节R3= Ω. (3)在上述(2)的条件下,电阻表的刻度值是按电源电动势为1.5V时标注的,若表内电池用旧, 电源电动势下降到1.2V时(电源内阻不变),测得某电阻是2000Ω,这个电阻的真实值是 Ω. 【错题重做】 错因 基础不牢 题意不明 思路不对 理解不够 分析不透 方法不对 根本不会 其他原因 题号 题号 题号 — 43 — —72 — 【选做·一飞冲天】 13.解析 (1)电动机提升 重 物 时,根 据 能 量 守 恒 定 律 得 P电 =P热 +P机, 即UI=I2R+mgv 解得R=6Ω (2)若因故障电动机不能转动,则由欧姆定律得通过电动机线圈 的电流为I'=UR = 120 6 A=20A 电动机消耗的电功率为P电'=I'2R=2400W (3)根据P电 =P热 +P机,得P机 =P电 -P热 =UI″-I″2R=-R(I″- U 2R )2+U 2 4R 当I″=U2R 时,P机 有最大值,最大值为U 2 4R 即I″=120V2×6Ω=10A 时,P机max=600W 根据P机max=mgvmax,得vmax=1.2m/s. 答案 (1)6Ω (2)20A 2400W (3)1.2m/s 第十一周 闭合电路欧姆定律 闭合电路的动态分析 【考点·一应俱全】 1.C [电动势是电源自身的属性,与外电路无关,故A错误;电压与 电动势的单位相同,但物理意义不同,是两个不同的物理量,故B 错误;电源的电动势越大意味着电源把其他形式的能转化为电势 能的本领越强,故C正确;电动势的物理意义是表征电源把其他形 式的能转化为电势能本领强弱的物理量,电动势的大小与非静电 力做功无关,故D错误.] 2.D [电动势是电源自身的属性,与非静电力做功无关,故A错误; 根据非静电力做功的公式W=qE 得,移动一个锂离子需要消耗的 电能是3.7eV,故B错误;根据电流定义式I=qt 可知,“毫安· 时”(mA·h)是电荷量的单位,故C错误;锂离子电池放电时,Li+ 从负极通过隔膜返回正极,电池内部非静电力做正功,化学能转化 为电能,故D正确.] 3.A [根 据 闭 合 电 路 的 欧 姆 定 律,当 单 刀 双 掷 开 关 接1时,I1= E R1+r ,当单刀双掷开关接2时,I2= E R2+r ,代入数据,由以上两式 解得I2=0.24A,故选A.] 4.A [流过电源的电流与流过R1 的电流相同,根据欧姆定律得I= U R1 =14 A=0.25A ,根据闭合电路欧姆定律I= ER1+R2+r ,代入 数据可得电源内电阻r=2Ω,故选A.] 5.C [设每节干电池的内阻为r,电动势为E,根据闭合电路欧姆定律 可得2E=UL+I·2r,其中有E=1.5V,UL=2.5V,I=0.25A,代 入解得r=1Ω,故选C.] 6.解析 (1)开关S断开时,流过R1 的电流 I1= U1 R1 =912A=0.75A. (2)开关闭合时R并 = R1R2 R1+R2 =4Ω 回路的总电流I=U2R并 = 6 4 A=1.5A. (3)根据闭合电路欧姆定律E=I1r+U1 E=Ir+U2 联立解得E=12V,r=4Ω. 答案 (1)0.75A (2)1.5A (3)12V 4Ω 7.D [由题意可知,电池板电动势E=0.8V,内阻r=EI0 =0.80.04Ω= 20Ω,当接入R=20Ω电阻时U= RR+rE=0.40V ,故选D.] 8.C [体液中含有钠离子、钾离子等,而脂肪不容易导电,则体型相 近的两人相比,脂肪含量高者电阻Rx 大,由闭合电路欧姆定律可 知I= Er+R1+R2+Rx ,电路中的电流小,电流表示数小,故 A错 误;由于电压表测的是人体的电压,则U=E-I(r+R1+R2),电 流小,则电压表示数大,故B错误;电源内电压为Ur=Ir,电流小, 则电源的内电压小,故C正确;路端电压为U路 =E-Ir,电流小, 则路端电压大,故D错误.] 9.C [根据U=E-Ir可知,图线在U 轴上的截距等于电源电动势, 图线斜率的绝对值等于电源内阻,由图像可知,电池2的电动势小 于电池1的电动势,电池2的内阻小于电池1的内阻,选项A、B错 误;电池的电动势与内阻之比等于短路电流I短 =Er ,则两电池电 动势与其内阻之比相等,选项C正确;由图像可知,电流相等时(未 短路),R 两端的电压不等,则根据P=IU 可知,电阻R 消耗的功 率不相等,选项D错误.] 10.B [由题图可知,E=6V,内阻r等于图像斜率的绝对值,则r= 0.5Ω,当路端电压为4.8V时,U内 =E-U=6V-4.8V=1.2V. 因为 U U内 = R r ,所以R=UU内r= 4.8 1.2×0.5Ω=2Ω. 由电阻的串、并 联知识可知正确答案为B.] 11.C [当R2 的滑动触头向图中a端移动时,滑动变阻器接入电路 阻值变小,电路总电阻变小,根据闭合电路欧姆定律可知,电路总 电流变大,路端电压变小;则电压表的读数U 变小,定值电阻R1 两端电压变小,则通过R1 的电流变小,即电流表的读数I变小, 选C.] 12.C [灯L1 与光敏电阻并联,然后与灯L2 串联,当闭合开关S且 逐渐增大光照强度时,光敏电阻阻值减小,则电路中总电阻减小, 根据闭合电路的欧姆定律可知,电路中总电流将增大,内阻分压 增大,路端电压减小,而灯L2 在干路,根据UL2=I总 RL,可知,灯 L2 两端的电压增大,路端电压U=UL2+UL1,可知灯L1 两端的 电压一定减小,由此可知,开关S闭合后,随着光照强度逐渐增 大,L1 逐渐变暗、L2 逐渐变亮,故选C.] 13.B [将S断开,则电路的总电阻变大,总电流变小,由U=E-Ir 知,路端电压变大,故电压表的读数变大;总电流变小,则R1 两端 的电压U1=IR1 变小,故R3 两端的电压变大,流过R3 的电流变 大,电流表的读数变大,选项B正确.] 【探究·一举突破】 (1)由Ig= E Rg+r+R1 可得,R1= E Ig -(Rg+r)=142Ω (2) Ig 2= E Rg+r+R1+R0 ,解得R0=150Ω (3)Ix= E Rg+r+R1+Rx Rx= 1.5 Ix -150(Ω) (4)Rx 与Ix 一一对应,若把电流表的电流刻度都按Rx= 1.5 Ix -150(Ω) 的规律转换成电阻刻度,就可制成一个能直接测量电阻的仪器. 【综合·一练到底】 14.解析 (1)若在C、D 间连一个理想电压表,根据闭合电路欧姆定 律,有 I1= E R1+R2+r = 124+6+2A=1A 理想电压表读数为UV=I1R2=6V. (2)若在C、D 间连一个理想电流表,这时电阻R2 与R3 并联, 并联电阻大小R23= R2R3 R2+R3 =6×36+3Ω=2Ω 根据闭合电路欧姆定律,有 I2= E R1+R23+r = 124+2+2A=1.5A 理想电流表读数为 I'= R2R2+R3 I2= 6 6+3×1.5A=1A. 答案 (1)6V (2)1A 15.解析 (1)两表笔直接接触时,调节滑动变阻器的阻值使电流达 到满偏Ig= E Rg+R0 ,解得R0=400Ω,故滑动变阻器应选C. (2)红表笔接内部电源的负极,黑表笔接内部电源的正极,所以红 表笔接 N 端,黑表笔接 M 端. (3)电流I=2mA时,有I= ERg+R0+Rx ,解得Rx=1000Ω.电 流I'=3mA时,I'= ERg+R0+Rx' ,解得Rx'=500Ω. (4)当电源电动势变小,内阻变大时,电阻表重新调零,由于满偏 电流Ig 不变,由公式Ig= E r内 ,电阻表内阻应调小,待测电阻的阻 值是通过电流表的示数体现,由I= ERx+r内 = Igr内 Rx+r内 = Ig Rx r内 +1 , 可知当r内 变小时,接入同样的被测电阻,通过的电流变小,电阻 表读数偏大. 答案 (1)C (2)N M (3)1000Ω 500Ω (4)偏大 【选做·一飞冲天】 16.解析 (1)由 闭 合 电 路 欧 姆 定 律 可 知 R1 = E Ig -Rg-r= 1.5 500×10-6 Ω-950Ω-1Ω=2049Ω; (2)组装一个“×100”倍率的电阻表,其中央刻度标“15”,则电阻 表内阻为1500Ω,电流表满偏时总电流I'= ER内 = 1.5 1500A= 0.001A=1000μA=2Ig 由并联电路特点可知R2=Rg=950Ω 欧姆调零时R3= E I'-R并 -r= (1.5 0.001- 950 2 -1 )Ω=1024Ω (3)当电源电动势为1.5V时,电阻表内阻为R内 =E2Ig =1500Ω 当电源电动势降为1.2V时,电阻表内阻为R内'=E'2Ig =1200Ω 由 闭 合 电 路 欧 姆 定 律 有 I= ER内 +R测 ,故 E 1500Ω+2000Ω = E'1200Ω+R测 , 得R测 =1600Ω. 答案 (1)2049 (2)950 1024 (3)1600 第十二周 闭合电路含有电容器的电及故障分析 闭合电路的功率 电源的电动势和内阻的测量 【考点·一应俱全】 1.C [开关S断开时,电容器两端的电压为UC1=E=10V,开关S 闭合时,电容器两端电压为UC2= E r+R1+R2 R2=6V,故选C.] 2.AD [增大电阻R1 时,外电路总电阻增大,干路电流减小,电源路 端电压增大,R3 两端的电压增大,则电容器带电荷量将增大,故 A 正确;增大电阻R2 时,外电路总电阻增大,干路电流减小,路端电 压增大,电阻R1 中电流增大,可知电阻R3 中电流减小,因此电阻 R3 两端电压将减小,电容器带电荷量将减小,故B错误;减小电阻 R3,外电路总电阻减小,干路电流增大,路端电压减小,电阻R1 中 电流减小,通过R3 的电流增大,R2 两端电压增大,R3 分到的电压 将减小,则电容器带电荷量将减小,故C错误;断开开关K,等效为 外电路总电阻增大,干路电流减小,路端电压增大,且电容器两端 电压与路端电压相同,因此电容器带电荷量将增大,故D正确.] 3.B [直流电路中,电容器相当于断路,所以灯泡L、电阻R2 和滑动 变阻器R 串联,当滑动变阻器的滑片向右端滑动时,电路阻值增 大,根据闭合电路欧姆定律,电流减小,电阻R2 两端电压和电源内 部电压都减小,路端电压增大,因为电容器C1 两极板间电压等于 电阻R2 两端电压,根据Q=CU 可知电容器C1 所带电荷量减小, 故A错误;因为电容器C2 两极板间电压UC2=E-I(r+RL),所以 增大,根据Q=CU 可知电容器C2 所带电荷量增大,故B正确;因 为电流减小,所以灯泡L变暗,故C错误;电容器不导电,电阻R1 不工作,电功率为零,故D错误.] 4.A [若R1 短路,则电路中只有R3 接入电路,电路总电阻减小,所 以电路总电流增大,即电流表示数增大,根据U=IR3 可得R3 两 端的电压增大,即电压表示数增大,A符合题意;若R2 短路,则电 流表和R1 没有电流通过,电流表示数为零,B不符合题意;若R3 短路,则电压表示数为零,C不符合题意;若R1 断路,则电流表示 数为零,D不符合题意.] 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 — 71 —