闭合电路欧姆定律 专项练-2026届高考物理复习备考

闭合电路欧姆定律 专项练-2026届高考物理复习备考 学号： 班级： 姓名： 一、基础达标练 1． 锂电池以碳材料为负极，以含锂的化合物为正极。锂电池在充电和工作时主要依靠锂离子（Li+）在正极和负极之间移动来工作。如图为锂电池的内部结构，某过程中Li+从负极通过隔膜返回正极。锂电池的电动势为3.7 V，工作电流为1 A，则（ ） A．电源的路端电压为3.7 V B．此过程电池处于充电状态 C．电路中单位时间内非静电力做的功为3.7 J D．电池中电荷量的单位通常标识为“kW·h” 2． 如图所示电路中，由于某处出现了故障，导致电路中的A、B两灯变亮，C、D两灯变暗，则故障的原因可能是（ ） A．R1短路 B．R2断路 C．R2短路 D．R3短路 3． 将一电源与一电阻箱连接成闭合回路，电阻箱消耗的功率P随电阻箱读数R的变化曲线如图所示，由此可知（ ） A．电源的最大输出功率可能大于45 W B．电源内阻一定等于5 Ω C．电源的电动势为45 V D．电阻箱消耗的功率P最大时，电源效率大于50% 4． 如图所示电路中，直流电源内阻r≠0，为理想电流表，R1、R2为定值电阻，滑动变阻器最大阻值为R3，r+R1＜R3。开关K闭合且电路稳定后，滑动变阻器的滑片P缓慢从a向b滑动过程中（ ） A．电流表示数变大 B．电源的效率减小 C．滑动变阻器消耗的功率一直增大 D．通过R2的电流方向为从c到d 5． （多选）如图，图线a是太阳能电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图像，图线b是某电阻R的U⁃I图像。在该光照强度下将它们组成闭合回路时（ ） A．电池的电动势为5 V B．电池的短路电流为0.3 A C．电阻R的阻值为15 Ω D．电池的内阻为12.5 Ω 6． 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，测试者分握两手柄即可测量。小张和小李二人体型相近，他们分别使用该仪器测量，下列说法中正确的是（ ） A．若小张测量时，R1消耗的功率较大，则小张脂肪含量高 B．若小张测量时，电源的效率较高，则小张脂肪含量高 C．若小李测量时，电压表与电流表示数比值较小，则小李脂肪含量高 D．若小李沐浴前后分别测量，电压表与电流表示数比值不变 二、能力提升练 7． 如图所示的I　⁃U图像中，直线Ⅰ为某电源的电流与路端电压的关系，直线Ⅱ为某一电阻R的电流与电压特性曲线，用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图像可知（ ） A．R的阻值为2.0 Ω B．电源内阻为1.5 Ω C．电源输出功率为3.0 W D．电源的效率为50% 8． 某电路图如图所示，电源的电动势E=6.0 V，内阻r=3.0 Ω，滑动变阻器R0的最大阻值为10.0 Ω，定值电阻R的阻值为6.0 Ω，闭合开关S，将滑片P由a端缓慢移至b端，则下列说法正确的是（ ） A．滑动变阻器消耗的最大功率为1.0 W B．电源的最大输出功率为3.0 W C．路端电压的最大值为5.4 V D．电源的最大效率约为60% 9． （多选）某直流电路如图所示，电源的内阻不能忽略，定值电阻R1、R2的阻值不随温度变化，电表均为理想电表，开关闭合，当滑动变阻器的滑片向下移动的过程中，三个电表示数变化量大小分别为ΔU1、ΔU2、ΔI。则下列说法正确的是（ ） A．流过滑动变阻器的电流减小 B．V2的示数减小，V1、A的示数增大 C．电源的输出功率增大 D．|ΔU1|＜|ΔU2| 10． 在如图所示的多个元件电路中，有三个定值电阻R0、R1、R2，阻值均为2 Ω，有一电容器，其电容为C=3×10-7 F，电源的电动势E=8 V，内阻r=1 Ω，滑动变阻器阻值范围是0~8 Ω，现将开关S闭合。 （1）为了使滑动变阻器R3消耗功率最大，其阻值R3应调到多大？此时滑动变阻器的功率是多少？ （2）在滑动变阻器的滑片从最左端a滑到最右端b的过程中电容器的电荷量变化了多少？ 三、培优创新练 11． 如图甲所示，电源的电动势E=3 V，内阻为r，闭合开关，滑动变阻器的滑片C从A端滑至B端的过程中，电路中的一些物理量的变化规律如图乙所示：图Ⅰ描述电源的输出功率随路端电压的变化规律，图Ⅱ描述路端电压随电流的变化规律，图Ⅲ描述电源的效率随外电阻的变化规律，电表、导线对电路的影响不计。则下列说法正确的是（ ） A．电源的内阻r为2 Ω B．滑动变阻器最大阻值为6 Ω C．Ⅰ图上b点的坐标为（1.5 V，0.75 W） D．Ⅱ图上a点的坐标（0.3 A，2.4 V） 一、基础达标练 1． 锂电池以碳材料为负极，以含锂的化合物为正极。锂电池在充电和工作时主要依靠锂离子（Li+）在正极和负极之间移动来工作。如图为锂电池的内部结构，某过程中Li+从负极通过隔膜返回正极。锂电池的电动势为3.7 V，工作电流为1 A，则（ C ） A．电源的路端电压为3.7 V B．此过程电池处于充电状态 C．电路中单位时间内非静电力做的功为3.7 J D．电池中电荷量的单位通常标识为“kW·h” 解析　由于存在一定的内电压，所以电源的路端电压小于锂电池的电动势，则电源的路端电压小于3.7 V，故A错误；电池在放电状态下，在电源内部正电荷应该由负极向正极移动，而图中状态下带正电的锂离子（Li+）从负极向正极移动，可知电池处于放电状态，故B错误；电路中单位时间内非静电力做的功为W=EIt=3.7×1×1 J=3.7 J，故C正确；kW·h是能量单位，在电池中电荷量的单位通常表示为mA·h，故D错误。 2． 如图所示电路中，由于某处出现了故障，导致电路中的A、B两灯变亮，C、D两灯变暗，则故障的原因可能是（ D ） A．R1短路 B．R2断路 C．R2短路 D．R3短路 解析　A灯在干路上，A灯变亮，说明电路中总电流变大，由闭合电路欧姆定律可知电路的外电阻减小，这就说明电路中只会出现短路而不会出现断路，选项B错误；因为短路部分的电阻变小，分压作用减小，与其并联的用电器两端的电压减小，C、D两灯变暗，A、B两灯变亮，这说明发生短路的电阻与C、D两灯是并联 的，而与A、B两灯是串联的，观察电路中电阻的连接形式，只有R3短路符合条件，故选项A、C错误，D正确。 3． 将一电源与一电阻箱连接成闭合回路，电阻箱消耗的功率P随电阻箱读数R的变化曲线如图所示，由此可知（ B ） A．电源的最大输出功率可能大于45 W B．电源内阻一定等于5 Ω C．电源的电动势为45 V D．电阻箱消耗的功率P最大时，电源效率大于50% 解析　将一电源与一电阻箱连接成闭合回路，电阻箱消耗的功率P等于电源的输出功率，由题图可知，电阻箱消耗的功率P最大为45 W，所以电源的最大输出功率为45 W，A错误；当外电路电阻等于电源内阻时，电源的输出功率最大，所以电源内阻一定等于5 Ω，B正确；由题图可知，当电阻箱消耗的功率P=45 W时，电阻箱读数为R=5 Ω，此时电路中的电流I==3 A，电源电动势E=I（R+r）=30 V，C错误；电阻箱消耗的功率P最大时，电源效率为η=×100%=50%，D错误。 4． 如图所示电路中，直流电源内阻r≠0，为理想电流表，R1、R2为定值电阻，滑动变阻器最大阻值为R3，r+R1＜R3。开关K闭合且电路稳定后，滑动变阻器的滑片P缓慢从a向b滑动过程中（ D ） A．电流表示数变大 B．电源的效率减小 C．滑动变阻器消耗的功率一直增大 D．通过R2的电流方向为从c到d 解析　滑动变阻器的滑片P缓慢从a向b滑动过程中，R3接入电路的电阻变大，则总电阻变大，总电流减小，即电流表示数变小，选项A错误；根据η=，外电阻变大，路端电压变大，则电源的效率增加，选项B错误；将r+R1等效为电源的内阻，则当R3=r+R1时，滑动变阻器消耗的功率最大，因r+R1＜R3，则当滑动变阻器的滑片P缓慢从a向b滑动过程中，R3接入电路的电阻先小于r+R1，后大于r+R1，可知滑动变阻器消耗的功率先增加后减小，选项C错误；滑动变阻器的滑片P缓慢从a向b滑动过程中，R3两端电压逐渐变大，则电容器两板间电压增大，电容器带电量增加，即电容器充电，即通过R2的电流方向为从c到d，选项D正确。 5． （多选）如图，图线a是太阳能电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图像，图线b是某电阻R的U⁃I图像。在该光照强度下将它们组成闭合回路时（ BC ） A．电池的电动势为5 V B．电池的短路电流为0.3 A C．电阻R的阻值为15 Ω D．电池的内阻为12.5 Ω 解析　根据闭合电路欧姆定律可得E=U+Ir，当I=0时，由图线a可知电池的电动势为E=4 V，由图线a可知，当外电压U=0时，电池的短路电流为0.3 A，故A错误，B正确；根据欧姆定律可得电阻R的阻值为R= Ω=15 Ω，故C正确；在该光照强度下将它们组成闭合回路时，由图中交点可得U=3 V，I=0.2 A，根据闭合电路欧姆定律可得E=U+Ir，此时电池的内阻为r= Ω=5 Ω，故D错误。 6． 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，测试者分握两手柄即可测量。小张和小李二人体型相近，他们分别使用该仪器测量，下列说法中正确的是（ B ） A．若小张测量时，R1消耗的功率较大，则小张脂肪含量高 B．若小张测量时，电源的效率较高，则小张脂肪含量高 C．若小李测量时，电压表与电流表示数比值较小，则小李脂肪含量高 D．若小李沐浴前后分别测量，电压表与电流表示数比值不变 解析　因脂肪不容易导电，体型相近的两人相比，若小张脂肪含量高，则人体电阻较大，总电阻较大，总电流较小，故R1消耗的功率小，故A错误；电源的效率为η=×100%，若小张脂肪含量高，则人体电阻较大，总电阻较大，总电流较小，电源的效率高，故B正确；体型相近的两人相比，若小李脂肪含量高，则其人体电阻较大，总电阻较大，总电流较小，电流表示数较小，定值电阻R1、R2和内阻两端的电压较小，人体电阻两端电压较大，电压表示数较大，则电压表示数与电流表示数的比值较大，故C错误；若小李沐浴后测量，身体的脂肪含量略有减少，则电阻较小，电压表与电流表示数比值即人体的电阻变小，故D错误。 二、能力提升练 7． 如图所示的I　⁃U图像中，直线Ⅰ为某电源的电流与路端电压的关系，直线Ⅱ为某一电阻R的电流与电压特性曲线，用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图像可知（ D ） A．R的阻值为2.0 Ω B．电源内阻为1.5 Ω C．电源输出功率为3.0 W D．电源的效率为50% 解析　根据欧姆定律可知R的阻值为R= Ω=0.5 Ω，故A错误；根据闭合电路的欧姆定律E=U+Ir，整理得I=-，图像的斜率为k=-=- Ω-1=-2 Ω-1，得r=0.5 Ω，图像的纵截距为=6.0 A，可得电源电动势为E=3 V，故B错误；电源输出功率为P=UI=1.5×3 W=4.5 W，故C错误；电源的效率为η=×100%=×100%=50%，故D正确。 8． 某电路图如图所示，电源的电动势E=6.0 V，内阻r=3.0 Ω，滑动变阻器R0的最大阻值为10.0 Ω，定值电阻R的阻值为6.0 Ω，闭合开关S，将滑片P由a端缓慢移至b端，则下列说法正确的是（ A ） A．滑动变阻器消耗的最大功率为1.0 W B．电源的最大输出功率为3.0 W C．路端电压的最大值为5.4 V D．电源的最大效率约为60% 解析　滑动变阻器消耗的功率为P0=I2R0=，当R0=R+r=9.0 Ω时，滑动变阻器消耗的功率最大，为P0m==1.0 W，故A正确；电源的输出功率为P=I2R外=，理论上R外=r时电源的输出功率最大，但是R外大于r，所以外阻越小电源输出功率越大，故当R0=0时电源输出功率最大，为Pm=I2R=R= W，故B错误；路端电压U=E-Ir=E-r，当R0最大时路端电压最大，所以当R0=10.0 Ω时路端电压的最大值为Um=6.0 V-×3 V≈5.05 V，故C错误；电源的效率为η=×100%=×100%=×100%，当R0最大时电源的效率最大，所以当R0=10.0 Ω 时效率的最大值为ηm=×100%≈84%，故D错误。 9． （多选）某直流电路如图所示，电源的内阻不能忽略，定值电阻R1、R2的阻值不随温度变化，电表均为理想电表，开关闭合，当滑动变阻器的滑片向下移动的过程中，三个电表示数变化量大小分别为ΔU1、ΔU2、ΔI。则下列说法正确的是（ BD ） A．流过滑动变阻器的电流减小 B．V2的示数减小，V1、A的示数增大 C．电源的输出功率增大 D．|ΔU1|＜|ΔU2| 解析　由闭合电路欧姆定律可知滑片向下移动时，总电阻减小，干路中电流增大，A表的示数增大，电源内电压增大，路端电压减小，又R1两端的电压也增大，V1表的示数增大，所以并联部分的电压减小，V2表的示数减小，流过R2的电流减小，总电流增大，则流过R3的电流增大，故A错误，B正确；由电路图可知，R2与滑动变阻器R3并联后与R1串联接在电源两端，当滑片向下移动时，滑动变阻器R3接入电路的电阻减小，则电路中外电阻减小，由P出=I2R外=R外=，当外电路的总电阻与电源内阻大小相等时，电源的输出功率最大，电阻大小关系未知，因此无法确定电源的输出功率的变化，故C错误；由U1=IR1，得=R1，由E=U2+I（R1+r），得=R1+r，所以|ΔU1|＜|ΔU2|，D正确。 10． 在如图所示的多个元件电路中，有三个定值电阻R0、R1、R2，阻值均为2 Ω，有一电容器，其电容为C=3×10-7 F，电源的电动势E=8 V，内阻r=1 Ω，滑动变阻器阻值范围是0~8 Ω，现将开关S闭合。 （1）为了使滑动变阻器R3消耗功率最大，其阻值R3应调到多大？此时滑动变阻器的功率是多少？ （2）在滑动变阻器的滑片从最左端a滑到最右端b的过程中电容器的电荷量变化了多少？ 答案　（1）4 Ω　4 W （2）1.2×10-6 C 解析　（1）将滑动变阻器以外的电阻看成等效电源内阻的一部分，等效电源电动势和内阻为： E=8 V，r'=r+R0+=4 Ω 电流为I= 滑动变阻器的功率为P=I2R3 整理得P= 故滑动变阻器的功率最大时，有R3=r'=4 Ω 此时Pm==4 W。 （2）滑片在a端时，总电阻R总=r'+R3=12 Ω 干路电流I1= A 电容器两端的电压为U1=E-I1（R3+r）=2 V 电容器的电荷量Q1=CU1=6×10-7 C 滑片在b端时，电路总电阻R总'=4 Ω 干路电流I2==2 A 电容器两端的电压U2=E-I2r=6 V 电容器的电荷量Q2=CU2=1.8×10-6 C 电容器的电荷量增加量为ΔQ=Q2-Q1=1.2×10-6 C。 三、培优创新练 11． 如图甲所示，电源的电动势E=3 V，内阻为r，闭合开关，滑动变阻器的滑片C从A端滑至B端的过程中，电路中的一些物理量的变化规律如图乙所示：图Ⅰ描述电源的输出功率随路端电压的变化规律，图Ⅱ描述路端电压随电流的变化规律，图Ⅲ描述电源的效率随外电阻的变化规律，电表、导线对电路的影响不计。则下列说法正确的是（ C ） A．电源的内阻r为2 Ω B．滑动变阻器最大阻值为6 Ω C．Ⅰ图上b点的坐标为（1.5 V，0.75 W） D．Ⅱ图上a点的坐标（0.3 A，2.4 V） 解析　由图Ⅱ可知，当路端电压为0时，电路中的电流为I0=1 A，则电源的内阻为r==3 Ω，故A错误；电源的效率η=，外电阻R越大，电源的效率越大，因此当滑动变阻器的阻值全部连入电路时电源的效率最大，则=80%，解得Rm=12 Ω，故B错误；电源的输出功率P出=UI=U=-U2+U，根据数学知识可知输出功率最大时U=- V=1.5 V，最大功率为P出=0.75 W，故C正确；路端电压U=E-Ir，故当电流最小时，即滑动变阻器的阻值全部连入电路时，路端电压最大，由闭合电路欧姆定律得I==0.2 A，路端电压U=E-Ir=2.4 V，故D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $