2.课时跟踪检测卷 第十二章 电能 能量守恒定律 04 专题进阶练(五) 闭合电路的分析（配套word）-【满分思维】2025-2026学年高中物理必修第三册（人教版）教师用书

本讲义聚焦闭合电路的分析这一核心知识点，系统梳理动态电路分析（滑动变阻器对电流电压影响）、电源电动势与内阻、串并联电路规律、电容器充放电及电动机功率计算等内容，构建从基础到综合的学习支架。 该资料以真实情境（如供电站输电、电动自行车电路）为载体，通过分层题目设计培养科学思维中的模型建构与科学推理能力，解析注重分步推导与科学论证，课中辅助教师教学，课后助力学生查漏补缺。

专题进阶练(五)　闭合电路的分析 (40分钟　70分) (选择题1~5题,7、8题,每小题6分,共42分) 【基础全面练】 1.(2025·六盘水高二检测)两个电阻R1、R2与两个电流表A1、A2连接成如图所示的电路(电源内阻不为零),闭合开关S,向左移动R1的滑片,则在此过程中两电流表读数变化正确的是 (　　) A.A1变大、A2变小　　　 　 B.A1变大、A2不变 C.A1变小、A2变小 D.A1变小、A2不变 【解析】选A。向左移动R1的滑片,R1阻值减小,R1、R2的并联阻值减小,则整个电路总电阻减小,根据闭合电路欧姆定律可得电流I=,可知干路电流I增大,则电源内阻分压增大,R并电压减小,根据欧姆定律可知通过R2的电流减小,由于I增大,故通过R1的电流增大,即A1变大、A2减小。 2.(2025·张家口高二检测)如图所示电路中,电源的电动势和内阻分别为E和r,L1和L2为两个阻值不变的小灯泡,R1为滑动变阻器,R2为定值电阻,当滑动变阻器的滑片向上滑动时,两灯泡的亮度变化情况为 (　　) A.L1和L2都变亮 B.L1和L2都变暗 C.L1变亮,L2变暗 D.L1变暗,L2变亮 【解析】选C。当滑动变阻器的滑片向上滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,回路总电阻变大,干路电流变小,内电压变小,路端电压变大,L2两端电压变小,流过L2的电流变小,L2变暗,L1两端电压变大,流过L1的电流变大,L1变亮。故选C。 3.(2025·合肥高二检测)如图所示的电路中,电源电动势恒定,内阻不计,R2为滑动变阻器,R1、R3为定值电阻,且R1<R3。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向下滑动后,理想电压表V1、V2、V3的示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔU3,理想电流表示数变化量的绝对值为ΔI,下列说法中正确的是 (　　) A.电压表V1示数增大 B.电压表V3示数减小 C.ΔU1<ΔU3 D.增大 【解析】选C。滑片P向下滑动后,R2接入电路的电阻增大,电路总电阻增大,电源电压不变,则总电流减小,R1两端电压减小,电压表V1示数减小,R3两端电压减小,电压表V3示数U3=E-IR3增大,A、B错误;根据=R1,=R3,由于R1<R3,故ΔU1<ΔU3,C正确;根据闭合电路欧姆定律U2=E-I(R1+R3),可得=R1+R3不变,D错误。 4.(2025·温州高二检测)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,R3为滑动变阻器,r=R1。开关闭合后,下列说法正确的是(　　) A.此时电容器左极板带正电 B.仅将R3的滑片向下滑动,电源的效率增大 C.仅将R3的滑片向下滑动,电容器的带电量增大 D.仅将R3的滑片向上滑动,电源的输出功率可能先增大后减小 【解析】选C。 选项 选项剖析 对错 A 电容器左极板比右极板电势低,左极板带负电 × B 仅将R3的滑片向下滑动,R3阻值减小,电路中总电阻减小,电流增大,电源内电压增大,外电压减小,根据η=×100%可知,电源的效率减小 × C 根据U1=IR1可知,电阻R1两端的电压增大,电容器两端电压增大,根据Q=CU1可知,电容器的带电量增大 √ D 电源的输出功率为P=I2(R1+R3)=()2(R1+R3)=,当R1+R3=r时,电源的输出功率最大,由于R1=r,仅将R3的滑片向上滑动,电阻R3增大,则有R1+R3>r,电源的输出功率减小 × 5.(2025·阳泉高二检测)某供电站向附近工地的工人宿舍供电,输电导线距离较大,等效电阻为r,如图所示。若该供电站输出电压恒定,每间宿舍的用电器相同,不考虑用电器的电阻变化及宿舍间的导线电阻,当越来越多的工人宿舍开始用电时 (　　) A.通过导线的电流一定越小 B.每个宿舍的两端电压一定越大 C.工地宿舍消耗的总功率一定越大 D.供电站的输出效率一定越小 【解析】选D。当开始用电的工人宿舍越多时,宿舍电路的总电阻越小,导线电流变大,导线的分压变大,由于总电压不变,则宿舍电路的分压越小,A、B错误;当宿舍总电阻和导线电阻相等时,工地宿舍消耗的功率最大,由于不清楚宿舍总电阻与导线电阻的大小关系,故工地宿舍消耗的总功率不一定越大,C错误;供电站的输出效率为η===,当开始用电的宿舍越多时,电阻R越小,输出效率越小,D正确。 6.(8分)(2025·南充高二检测)如图所示,电流表和电压表均为理想电表,电容器的电容C=8 μF,定值电阻R1=4 Ω,R2=6 Ω,电源电动势E=6 V,内阻未知,开关S闭合一段时间后,电流表的读数为0.5 A,求: (1)电源内阻r;(2分) 答案:(1)2 Ω　 【解析】(1)开关S闭合一段时间后,电流表的读数为0.5 A,根据闭合电路欧姆定律有I=,解得r=2 Ω。 (2)电压表的示数;(2分) 答案:(2)5 V　 【解析】(2)根据电路结构,电压表测的是路端电压,根据闭合电路欧姆定律有U=I(R1+R2)=5 V。 (3)将开关S断开,通过R2的电荷量。(4分) 答案:(3)2.4×10-5 C 【解析】(3)开关S闭合一段时间后,定值电阻R2两端电压U2=IR2,根据电容的定义式有C=,将开关S断开后,电容器对定值电阻R2放电,结合上述可知,通过R2的电荷量Q2=Q1=2.4×10-5 C。 【综合应用练】 7.(多选)(2025·驻马店高二检测)如图所示的电路中,电流表和电压表均为理想电表,电源电动势为E,电源内阻为r,R1=R2=R3=r,滑动变阻器R4的总阻值为2r,当闭合开关后滑动变阻器R4的滑片从a端向b端移动时,电压表示数变化量大小为ΔU,电流表示数变化量大小为ΔI,则 (　　) A.电阻R1的功率一定减小,电源的效率一定减小 B.=r C.电压表示数减小,电流表示数增大 D.电阻R4消耗的最大功率为 【解析】选C、D。当闭合开关后滑动变阻器R4的滑片从a端向b端移动时,R4减小,总电阻减小,总电流变大,则通过电阻R1的电流变大,则R1的功率一定变大,电源的效率η===,可知电源效率一定减小,选项A错误;将R1、R2、R3等效为电源内阻,可知r等=+R2=,根据U=E等-Ir等,其中E等=E=,可知=r等=r,当R4=r等=时滑动变阻器消耗功率最大,最大功率为Pm==,选项B错误、D正确;由上述分析可知,总电流变大,R1以及内阻r上的电压变大,则R3电压减小,R3电流减小,则电流表示数增大,R2电压变大,电压表示数减小,选项C正确。 8.(多选)将一电源(铅蓄电池)、阻值为2 Ω的定值电阻R0及电阻箱R连成如图甲所示的闭合回路,闭合开关S后调节电阻箱的阻值,测得电阻箱的功率与电阻箱读数的变化关系图像如图乙所示。下列说法正确的是 (　　) A.该电源使用时将化学能转化为电能 B.该电源内阻为2 Ω C.调整电阻箱R,电源最大输出功率为8 W D.电阻箱的功率最大时,10 s内电流通过电阻箱所产生的热量为30 J 【解析】选A、C、D。电源在工作过程中能量发生转化,将化学能转化为电能,A正确;电阻箱消耗功率P=()2R=,根据数学对勾函数的规律,结合图像,当有R=r+R0=3 Ω时,电阻箱消耗功率达到最大值,结合图像有=3 W,解得E=6 V,r=1 Ω,B错误;电源输出功率P1=()2(R+R0)=,结合上述,由于R+R0>r,据数学对勾函数可知,当电阻箱接入电阻为0时,电源输出功率达到最大值,则有P1max=()2R0=8 W,C正确;结合上述可知,当有R=r+R0=3 Ω,电阻箱消耗功率达到最大值,由Pmax==3 W可知,10 s内电流通过电阻箱所产生的热量为Pmaxt=30 J,D正确。 9.(10分)(2025·凉山高二检测)电动自行车的车灯和电动机(提供行驶动力)均由电瓶供电,工作原理简化为如图所示电路,查得电瓶的电动势E=48 V,电瓶的内阻r及保护电阻R1的阻值均未知。在停车状态下打开车灯(S1闭合、S2断开),车灯正常发光,电流表的示数为1 A,电压表的示数为44 V;在打开车灯时行驶(S1和S2均闭合),调节R2,仍使车灯正常发光,此时电流表的示数为3.2 A。若电动机内阻RM=2 Ω,电流表和电压表均为理想电表,假定车灯灯丝电阻不变,用R0等效替代电瓶内阻r与保护电阻R1之和。求: (1)等效电阻R0的值;(2分) 答案:(1)4 Ω　 【解析】(1)S1闭合、S2断开时,根据闭合电路欧姆定律有E=U1+I1R0,代入数据解得R0=4 Ω。 (2)电动机的发热功率;(4分) 答案:(2)9.68 W　 【解析】(2)S1、S2均闭合时,流经车灯的电流IL=I1=1 A流过电动机的电流IM=I2-IL=3.2 A- 1 A=2.2 A,电动机的发热功率P热=RM=9.68 W。 (3)打开车灯行驶时电动机的效率。(4分) 答案:(3)87.5% 【解析】(3)电动机的输入功率P=U2IM=(E-I2R0)IM=77.44 W,电动机输出的机械功率P机= P-P热=67.76 W,电动机的效率η=×100%=87.5%。 10.(10分)(2024·沈阳高二检测)如图所示的电路中,电源的电动势E=12 V,内阻可忽略不计,电阻的阻值分别为R1=10 Ω,R2=20 Ω,滑动变阻器的最大阻值R=50 Ω,电容器MN的电容C=20 μF,现将滑动触头P置于最左端a点,合上开关S,经过一段时间电路处于稳定。求: (1)通过R1的电流;(2分) 答案:(1)0.4 A　 (2)断开S后,通过R2的电荷量;(4分) 答案:(2)1.0×10-5 C (3)滑动触头P置于最左端a点,合上开关S,待电路稳定后,将P缓慢地从a点移到最右端b点的过程中,通过导线BM的电荷量。(4分) 答案:(3)2.4×10-4 C 【解题指南】解答本题应注意以下三点: (1)开关S闭合时,电阻R1、R2串联,然后与滑动变阻器并联接在电路中; (2)开关S闭合,滑动触头在a点时,电容器与电阻R1并联,S断开时电容器通过两条支路放电; (3)开关S闭合,当滑动触头从a点移到b点时,电容器先与电阻R1并联,后与电阻R2并联,两极板极性发生变化。 【解析】(1)通过R1的电流I1= 代入数据解得I1=0.4 A (2)电容器两端的电压等于电阻R1两端电压,有U1=E=4 V 电容器所带的电量为Q=CU1 解得Q=8×10-5 C 由题图知,极板带电量为下正上负;S断开后电容器的电量通过两个支路放电,一条是电阻R1支路,另一条是电阻R2和滑动变阻器R的串联支路,根据并联电路的电流关系可知,两条支路的电阻之比为10∶70,则电流之比为7∶1。 可知通过R2的电量为Q2==1.0×10-5 C (3)当触头P滑到b端时可求得电容器的带电量为Q'=CU2 U2=E=8 V 解得Q'=1.6×10-4 C 此时电容器的极性为上正下负;则将P缓慢地从a点移到最右端b点的过程中,通过导线BM的电荷量为QBM=Q+Q'=2.4×10-4 C - 7 - 学科网（北京）股份有限公司 $