2026届高考物理一轮复习考点练习 焦耳定律、闭合电路欧姆定律

焦耳定律、闭合电路欧姆定律 基础巩固 1.电源、开关、小灯泡、电压表等连接成如图所示的电路,小灯泡上标有“0.6 A　1.5 W”字样,电源的电动势为3 V,电压表为理想电表、导线电阻不计.闭合开关,小灯泡恰好正常发光,则电源的内阻约为 (　) A.0.30 Ω B.0.83 Ω C.1.2 Ω D.1.5 Ω 2.[2025·四川成都模拟] 催化燃烧式气体传感器可以检测一氧化碳气体,当一氧化碳气体达到一定的浓度时,传感器中的检测片燃烧,使检测片的温度上升,检测片的电阻增大.如图所示电路中,R为催化燃烧式气体传感器的检测片.当环境中一氧化碳气体达到一定浓度时,会发现 (　) A.电压表、电流表示数均减小 B.电压表、电流表示数均增大 C.电压表示数减小,电流表示数增大 D.电压表示数增大,电流表示数减小 3.在如图所示的电路中,开关S闭合后,由于电阻元件发生短路或断路故障,导致电压表和电流表的读数都增大,电压表和电流表均为理想电表,则可能出现的故障是 (　) A.R1短路 B.R2短路 C.R3短路 D.R1断路 4.[2025·广东广州模拟] 将一电源与一电阻箱连接成闭合回路,测得电阻箱消耗的功率P随电阻箱读数R变化的曲线如图所示,由此可知 (　) A.电源最大输出功率可能大于45 W B.电源内阻一定等于5 Ω C.电源电动势为45 V D.电阻箱消耗的功率P最大时,电源效率大于50% 5.(多选)[2025·湖南长沙模拟] 在如图所示的U⁃I图像中,直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图线,直线Ⅱ为某一电阻R的U⁃I图线.用该电源直接与电阻R相连组成闭合电路,则 (　) A.电源的电动势为3 V,内阻为0.5 Ω B.电阻R的阻值为1 Ω C.电源的输出功率为4 W D.电源的效率为50% 综合提升 6.如图所示的电路中,电源电动势E=12 V,内阻r=4 Ω,R0=2 Ω,直流电动机内阻RM=1 Ω.当闭合S和S1,断开S2时,调节滑动变阻器R1为某值时,可使电源的输出功率最大;闭合S、S2,断开S1,调节R2为某值时,可使电源的输出功率最大,且此时电动机刚好正常工作(电动机的额定输出功率P0=4.5 W).下列判断正确的是 (　) A.电动机的额定电流I=2 A B.电动机的额定电压为UM=3 V C.满足题意的R1、R2值分别为R1=2 Ω、R2=6 Ω D.满足题意的R1、R2值分别为R1=2 Ω、R2=1 Ω 7.(多选)[2025·吉林长春模拟] 某纯电阻电路中内、外电路消耗的功率随电流变化的关系如图所示,由此可以确定 (　) A.电源的电动势为4 V B.电源的内阻为1 Ω C.电源的最大输出功率为2 W D.电源的最大效率为50% 8.(多选)[2025·湖北襄阳模拟] 校园安全是所有学校不容忽视的重大问题.为预防火灾,很多校园中都装有如图所示的火灾报警器.电源的内阻r不能忽略,R1为热敏电阻,其阻值会随温度升高而减小.当R2两端电压增加到一定值时,报警器会报警.下列说法中正确的是 (　) A.当R1=r时,电源的效率为50% B.R2两端电压增大时,电压表示数也会增大 C.当有火情时,电压表、电流表示数变化量的绝对值的比值不变 D.其他条件一定的情况下,电源电动势越大,火灾报警器越灵敏 9.(多选)[2025·山东济南模拟] 如图所示电路,R1=10 Ω,R2=1 Ω,滑动变阻器R的最大阻值为8 Ω,所有电表都为理想电表,A1、A2、V示数分别用I1、I2、U表示,它们示数变化量的绝对值分别用ΔI1、ΔI2、ΔU表示,闭合开关后,当滑片P从最上端向下滑动时,下面说法正确的是 (　) A.I1增大 B.I2增大 C.=r D.<r 10.[2025·江苏盐城模拟] 如图所示的电路中,电源电动势为E,电源内阻为r,串联的固定电阻为R2,滑动变阻器的总电阻为R1,电阻大小关系为R1=R2=r,则在滑片P从a端移动到b端的过程中,下列描述中正确的是 (　) A.电路中的总电流先增大后减小 B.电路的路端电压先增大后减小 C.电源的输出功率先增大后减小 D.滑动变阻器R1上消耗的功率先减小后增大 11.(多选)[2025·浙江杭州模拟] 如图所示,电路中二极管为理想二极管,正向电阻为零,反向电阻无穷大,电源内阻不能忽略.闭合开关S,电路稳定后,只改变下列一个条件,能增大平行板电容器两板间的电场强度的是 (　) A.增大平行板电容器两板间的距离 B.增大平行板电容器的正对面积 C.将滑动变阻器的滑片向b端移动 D.断开开关S 拓展挑战 12.(多选)[2025·山西太原模拟] 如图所示的电路中,电源电动势为E,内阻为r,R1、R2为定值电阻,R1>r,R3为滑动变阻器,C为下极板接地的平行板电容器,电表均为理想电表.初始状态的S1和S2均闭合,滑片P位于中点,此时两极板之间的固定带电油滴M所受电场力恰好与重力平衡.下列说法正确的是 (　) A.若保持S1闭合,S2断开,滑片P向下移动,则电源总功率和输出功率均减小 B.若保持S1闭合,S2断开,滑片P向上移动,则A1示数和电源效率均增大 C.若仅将上极板向下平移一小段距离,则V的示数不变,带电油滴M的电势能减小 D.若仅将下极板向下平移一小段距离,则M的电势能增大,流过A2的电流方向为a→b 13.(多选)[2025·云南昆明模拟] 在如图所示电路中,电源电动势E=12 V,内阻r=8 Ω,定值电阻R1=2 Ω,R2=10 Ω,R3=20 Ω,滑动变阻器R4的取值范围为0~30 Ω,所有电表均为理想电表.闭合开关S,在滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中,电压表V1、电压表V2、电流表A示数的变化量分别为ΔU1、ΔU2、ΔI.下列说法正确的是 (　) A.V1读数变小,V2读数变大,|ΔU1|小于|ΔU2| B.=20 Ω,=25 Ω C.R4的功率先增大后减小,最大值为0.36 W D.电源的输出功率先增大后减小,最大值为4.5 W 答案解析 1.B　[解析] 小灯泡正常发光,则路端电压为U== V=2.5 V,根据闭合电路的欧姆定律可得电源的内阻为r== Ω≈0.83 Ω,故B正确. 2.D　[解析] 由题意知,当环境中一氧化碳气体达到一定浓度时,R的电阻增大,总电阻增大,则总电流减小,内电压减小,根据U=E-U内,可知路端电压增大,因此电压表示数增大,通过滑动变阻器的电流增大,则电流表示数减小. 3.A　[解析] 若电路正常,则电流表测量流过R1的支路电流,电压表测量R3两端的电压.若R1短路,则R2被短路,外电路只有电阻R3接在电源两端,电流表测量干路电流,电压表测量路端电压,两表示数均增大,A正确;若R2短路,则R1被短路,电流表示数为零,B错误;若R3短路,则电压表示数为零,C错误;若R1断路,则电流表示数为零,D错误. 4.B　[解析] 将一电源与一电阻箱连接成闭合回路,则电阻箱消耗的功率P等于电源输出功率,由题图可知,电阻箱消耗的功率P最大为45 W,所以电源最大输出功率为45 W,选项A错误;由电源输出功率最大的条件可知,电源输出功率最大时,外电路电阻等于电源内阻,所以电源内阻一定等于5 Ω,选项B正确;电阻箱消耗的功率P最大时,电阻箱读数R=5 Ω,则电流I==3 A,电源电动势E=I(R+r)=30 V,电源效率η=×100%=50%,选项C、D错误. 5.ABC　[解析] 由题图中图线Ⅰ可知,电源的电动势为E=3 V,内阻为r==0.5 Ω;由图线Ⅱ可知,电阻R的阻值为R=1 Ω,该电源与电阻R直接相连组成的闭合电路的电流为I==2 A,路端电压U=IR=2 V,电源的输出功率为P=UI=4 W,电源的效率为η=×100%≈66.7%,故选项A、B、C正确,D错误. 6.D　[解析] 根据电路规律可知,当I=时,电源的输出功率P输最大,此时I= A=1.5 A,同时PM输=UMI-I2RM=P0,解得UM=4.5 V,A、B错误;根据前面分析可得R1+R0=r,解得R1=2 Ω,由闭合电路欧姆定律有R2I+UM+Ir=E,解得R2=1 Ω,C错误,D正确. 7.AB　[解析] 内电路消耗的功率为P内=I2r,由此可知,内电路消耗的功率随电流变化的图线为顶点在原点、开口向上的抛物线,结合图线可得r=1 Ω,故B正确;外电路消耗的功率为P外=EI-I2r,由此可知,外电路消耗的功率随电流变化的图线为开口向下的抛物线,结合图线可得0=4E-42r,所以E=4 V,故A正确;电源的最大输出功率为Pm==4 W,故C错误;电源的效率为η=×100%=×100%=×100%,随着外电路电阻的增大,电源的效率会不断增大,故D错误. 8.CD　[解析] 当R1=r时,电路串联连接,故电源的效率η=>50%,A错误;当有火情时,R1阻值减小,电路电流增大,R2两端电压增大,电源内电压增大,路端电压减小,即电压表示数减小,B错误;电压表、电流表示数变化量的绝对值的比值==r不变,C正确:同等条件下,电源电动势越大,R2两端电压受R1减小的影响越明显,越容易达到报警值,火灾报警器越灵敏,D正确. 9.BD　[解析] 设P上方的电阻为x,则下方电阻为(R-x),则A1读数I1=×=,则当x增大时I1减小,A2读数I2=×=,则当x增大时I2增大,选项A错误,B正确;设总电流为I,则=r,由数学知识可知,当滑片P上面的电阻与下面的电阻满足RP上+R1=RP下+R2时总电阻最大,但是由于R1=10 Ω,R2=1 Ω,滑动变阻器R的最大电阻为8 Ω,则当P在最上端时总电阻最大,总电流最小,可知当P由最上端向下滑动时,总电流I变大,因I1减小,I2变大,且I=I1+I2,则ΔI2>ΔI,ΔI1不一定等于ΔI,可知<r,不一定等于r,选项C错误,D正确. 10.B　[解析] 由题给电路图可知,滑片两侧的电阻为并联关系,且P滑到ab中点时并联电阻最大,所以滑片P从a端移动到b端的过程中,电路的总电阻先增大后减小,总电流先减小后增大,A错误;由于外电路总电阻先增大后减小,故路端电压先增大后减小,B正确;当外电路总电阻R外=r时,电源的输出功率最大,设R1两部分的并联阻值为R1',因为R1'+R2先增大后减小且一直大于r,故电源的输出功率先减小后增大,如图甲所示,故C错误;把定值电阻R2与电源等效为一个新电源,则新电源的电动势仍为E,内阻为R2+r,因为R1'先增大后减小且一直小于R2+r,故滑动变阻器R1上消耗的功率(新电源的输出功率)先增大后减小,如图乙所示,故D错误. 11.C　[解析] 只增大两板间的距离或者只减小正对面积时,电容器的电容都减小,因电压不变,故电容器应放电,但由于二极管有单向导电性,电容器不能放电,所以电容器带的电荷量不变,由E=,C=,C=,可得E=,所以只增大两板间的距离时,两板间间的场强不变,而减小平行板电容器的正对面积时,两板间的场强增大,故A、B错误;将滑动变阻器的滑片向b端移动时,滑动变阻器接入电路的电阻增大,分压增大,电容器两端的电压增大,两板间的场强增大,故C正确;只断开开关S时,由于二极管有单向导电性,使电容器不能放电,电容器带的电荷量不变,故两板间的电压不变,两板间的场强不变,故D错误. 12.AC　[解析] 现保持S1闭合,将S2断开,滑片P向下移动,滑动变阻器接入电路的阻值增大,通过电源的电流减小,根据电源总功率的计算公式P=EI可知电源总功率减小,因为R1>r,根据电源的输出功率与外电路电阻的关系可知,当外电路的总电阻值大于电源内阻时,随着外电路电阻增大,电源的输出功率减小,故A正确;保持S1闭合,将S2断开,滑片P向上移动,滑动变阻器接入电路的阻值减小,回路中总电阻减小,回路中电流增大,即A1示数增大,电源的效率为η=×100%=×100%,滑动变阻器接入电路的阻值减小,外电路电阻减小,电源效率减小,故B错误;电压表V的示数始终等于滑动变阻器两端电压,保持不变,仅将上极板向下平移一小段距离,电容器两端电压不变,根据电场强度与电势差的关系E=可知,电容器两极板间距离减小,电容器内电场强度增大,油滴与下极板之间的电势差增大,下极板接地,电势为零,所以油滴所在处的电势升高,由于初始时油滴处于平衡状态,受到向上的电场力,所以油滴带负电,根据电势能与电势的关系可知带负电油滴的电势能减小,故C正确;若将下极板向下平移一小段距离,电容器两极板的距离增大,电容器两极板之间的电势差不变,电容器内的电场强度减小,油滴与上极板之间的电势差减小,油滴与下极板之间的电势差增大,油滴所在处的电势升高,M的电势能减小,该过程中,电容C减小,Q减小,电容器放电,流过A2的电流方向为b→a,故D错误. 13.ABC　[解析] 将R1和R2等效为电源内阻,则等效电源的电动势E1==6 V,等效内阻r1==5 Ω,等效电路如图所示,则当滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中,R4变大,总电阻变大,总电流减小,路端电压变大,V1读数变小,则V2读数变大,因U路端=U1+U2,可知小于,故A正确;因为=R3=20 Ω,又有=R3+r1=25 Ω,故B正确;将R3等效为新电源的内阻,内阻为r2=r1+R3=25 Ω,当外电路电阻等于电源内阻时输出功率最大,则当滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中,电阻从0增加到30 Ω,可知R4的功率先增大后减小,当R4=25 Ω时功率最大,最大值为P==0.36 W,故C正确;当滑动变阻器的滑片在a端时,电源E的外电阻为R外1=R1+= Ω,当滑动变阻器的滑片在b端时,电源E的外电阻为R外2=R1+= Ω,电源E的内阻r=8 Ω,则滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中,电源的输出功率一直减小,故D错误. 学科网（北京）股份有限公司 $