12.2 闭合电路的欧姆定律 分层作业 -2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

**基本信息** 本练习通过A、B、C三层设计，实现从基础概念到综合应用再到拓展创新的知识巩固路径，分层梯度清晰，适配新授课差异化教学需求。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |A层|闭合电路欧姆定律基础概念、简单计算|选择题考查电动势、电阻等物理观念，计算题直接应用公式，强化科学推理| |B层|电路故障分析、动态电路、电容器与力学结合|通过电压表检测故障（科学探究）、光敏电阻动态分析（模型建构），提升综合应用能力| |C层|恒流源电路、电源U-I图像分析、类比推理|结合恒流源特性（科学思维）、U-I图像分析功率（科学论证），体现质疑创新与科学本质观|

12.2 闭合电路的欧姆定律 分层作业 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ A层 1．下列说法正确的是（　　） A．同一电场中电场线较密的地方等势线也较密 B．3号干电池的体积比5号干电池的体积大，电动势也更大 C．同一电场中电场线可能与等势线平行 D．导体的电阻与导体两端电压成正比 2．人体的体脂越高，人体的电阻通常越大。如图甲所示的脂肪测量仪，可根据人体电阻的大小来判断脂肪所占的比例，其测量原理如图乙所示。电源内阻为r，R1=r，电流表、电压表均可视为理想电表。测量时，闭合开关，测试者手握A、B。体型相近的两人相比，脂肪含量高者测量时（　　） A．电流表的示数更大，电压表的示数更小 B．电源的输出功率更低 C．R1两端的电压更大 D．电源的效率更低 3．（多选）如图所示的电路中，E为电源（内阻不计），、为定值电阻，R为滑动变阻器，C为平行板电容器，L为灯泡，闭合开关S，L发光。下列说法正确的是（    ） A．自上向下移动R的滑片，L变亮 B．自上向下移动R的滑片，L变暗 C．增大C的极板间距，C的电荷量减少 D．增大C的极板间距，C的电荷量增加 4．（多选）下列说法中正确的是（　　） A．铅蓄电池的电动势为2V，这表示电路中每通过1C电荷量，电源把2J的化学能转变为电能 B．因为电流有方向，所以电流是矢量 C．导体在低于某一温度时，电阻突然变为零的现象叫超导现象 D．电阻率与温度和材料有关，各种材料的电阻率都随温度的升高而增大 5．在如图所示电路中，电源电动势E=5V。闭合开关S，调节电阻箱的阻值为R1=4Ω时，理想电流表读数I1=1A。求： (1)此时电源的路端电压U； (2)电源的内阻r； (3)调节电阻箱的阻值为R2=9 Ω时，通过电阻箱的电流I2。 6．某学习兴趣小组设计了一盏具有两档亮度调节功能的小台灯，其工作电路如图所示，若只闭合开关，只有发光，若同时闭合、，、同时正常发光。已知小灯泡标有“，”、标有“，”，电源的电动势，内阻为（大小未知）。忽略温度对小灯泡电阻的影响，求： (1)小灯泡的阻值； (2)电阻与的大小； (3)请通过计算说明此设计存在的用电器安全问题。 B层 7．如图所示，电池组、滑动变阻器、开关和灯泡组成串联电路。当闭合开关时，滑动滑片灯泡始终不发光，保持开关闭合，用电压表进行检测，发现，，，，则（　　） A．、间断路 B．、间断路 C．、间断路 D．、间断路 8．（多选）智能手机有自动调节屏幕亮度的功能。如图所示为该调节功能的模拟电路简图，图中电路元件的为光敏电阻，其阻值随外部环境光照强度减小而增大，为定值电阻，屏幕亮度由灯泡L调节。则当光照强度减小时（　　） A．屏幕变暗 B．两端电压变小 C．两端电压变大 D．电源总功率增大 9．如图所示的电路中有一个平行板电容器，一个带电液滴M位于电容器中间且处于静止状态，电流表和电压表为理想电表，电源内阻不可忽略，当闭合开关后滑动变阻器的滑片向b端移动时，试求： (1)电容器上极板带什么电； (2)液滴带什么电荷； (3)电压表示数怎么变化；电流表的示数怎么变化； (4)电阻的功率怎么变化；电源的总功率怎么变化； (5)若将下极板下移，带电液滴M将向哪个方向运动； (6)若将开关S断开，带电液滴M将向哪个方向运动。 C层 10．某传感器正常工作时需要用到恒流源Ⅰ（恒流源输出的电流大小、方向均不变，用符号表示）。如图，为阻值不变的传感器，为定值电阻，光敏电阻阻值随光照强度的增大而减小，为电容器，V和A均为理想电表。闭合开关，在光照强度增大过程中（　　） A．两端电压增大 B．电容器所带电荷量增大 C．恒流源的输出功率不变 D．V和A的示数变化量之比的绝对值 11．（多选）在如图甲所示电路中，定值电阻R2的阻值为2，滑动变阻器R1的调节范围为0~4，事先测得电源的路端电压与电流的关系图像如图乙所示，当滑动变阻器的滑片从中点滑到右端的过程中，下列说法正确的是（    ） A．电源的效率逐渐减小 B．电源的输出功率先增加后减小 C．电阻R1的功率先增加后减小 D．电阻 R2的功率逐渐增大 12．如图所示，电源电动势为E，内阻为r，定值电阻的阻值为R，电容器的电容为C，闭合开关S，电容器开始充电。 (1)当电容器充电结束时，求电容器所带电荷量Q； (2)在电容器充电过程中，某时刻电流传感器示数为，求此时电阻中的电流； (3)类比直线运动中图像求位移的方法，求当传感器中电流为时，电容器中储存电能W。 《 12.2》参考答案 题号 1 2 3 4 7 8 10 11 答案 A B BC AC C AC D ABC 1．A 【详解】A．可以由定性分析电场中沿电场方向的电势差与场强关系，同一电场中电场线越密的位置场强越大，相同电势差对应的沿电场方向距离越小，因此等势线分布更密，故A正确； B．3号和5号干电池的电动势均为，体积差异只影响电池容量，不改变电动势大小，故B错误； C．电场线的方向是电势降低最快的方向，电场线与等势线一定处处垂直，不可能平行，故C错误； D．导体的电阻是导体本身的属性，与导体两端电压、通过的电流无关，故D错误。 故选A。 2．B 【详解】AC．因体型相近的两人相比，脂肪含量高者电阻更大，电路总电阻加大，总电流较小，故电流表示数更小，电源内阻r的电压、R1和R2两端电压较小，则电压表示数更大，故AC错误； B．当电路外电阻R外=r时，电源的输出功率最大。由于R1=r，所以外电路总电阻大于内阻，所以脂肪含量高者测量时，由于外电阻更大，所以电源的输出功率更低，故B正确； D．电源的效率为 体型相近的两人相比，脂肪含量高者电阻更大，外电路总电阻更大，所以电源的效率更高，故D错误。 故选B。 3．BC 【详解】AB．自上向下移动R的滑片，R阻值变大，总电阻变大，总电流减小，则R1以及内阻上的电压减小，R2电压变大，电流也变大，则灯泡L电流减小，则灯泡L变暗，A错误，B正确； CD．增大C的极板间距，根据可知C减小，根据Q=CU可知，C的电荷量减少，C正确，D错误。 故选BC。 4．AC 【详解】A．根据定义式，可知，铅蓄电池的电动势为2V表示电路中每通过1C电荷量，电源把2J的化学能转变为电能，故A正确； B．电流有方向，但其运算不符合平行四边形定则，故电流是标量，故B错误； C．导体在低于某一温度时，电阻突然变为零的现象叫超导现象，实现这一转变的温度被称为临界温度，故C正确； D．电阻率与温度和材料有关，不同材料的电阻率都随温度的变化规律不同，金属导体随温度的升高而增大，而半导体随温度的升高而降低，故D错误。 故选AC。 5．(1)4V (2)1Ω (3)0.5A 【详解】（1）电源的路端电压U=I1R1=1×4 V=4V （2）由闭合电路的欧姆定律可知E=U＋I1r 解得r=1Ω （3）由闭合电路的欧姆定律可知 解得I2=0.5A。 6．(1) (2)， (3)可能会烧毁小灯泡L1 【详解】（1）对小灯泡，由 解得 （2）若开关、同时闭合，、同时正常发光，由，对小灯泡有 小灯泡有 则干路电流 由闭合电路欧姆定律，得电源内阻 由欧姆定律得 （3）当只闭合时，电路电流 此时小灯泡的电压 即小灯泡此时实际电压超过额定电压，可能会烧毁小灯泡。 7．C 【详解】说明电压表接在 b、f 两点时，测得的是电源电压，这表明 b 点连通电源一极，f 点通过后续电路（f→g→h→a）连通电源另一极，因此f→g→h→a 这段电路是通路的； 说明 e 点通过后续电路（e→f→g→h→a）连通电源另一极。因此，灯泡（e→f）及开关部分是通路的。断路点应在 b 和 e 之间； 和 说明 b、c、d 三点之间没有电压降，即 b→c→d 是通路的，且这三点电势相等（都等于电源正极电势）；综合以上信息可知故障原因是、间断路。 故选C。 8．AC 【详解】当光照强度减小时，阻值增大，则电路的总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律可知，总电流减小，电源内阻上的电压减小，外电压增大。 C．两端的电压等于外电压，则两端电压变大，故C正确； AB．因两端电压变大，是定值电阻，则通过的电流增大，因总电流减小，则通过、L的电流减小，屏幕变暗，L两端的电压减小，因和L的电压之和等于两端的电压，则两端电压变大，故A正确，B错误； D．电源总功率，因总电流减小，则电源的总功率减小，D错误。 故选AC。 9．(1)正 (2)负 (3)减小，增大 (4)增大，增大 (5)下移 (6)向上 【详解】（1）上极板接电源正极，所以上极板带正电。 （2）液滴静止，所以电场力向上，由于上极板带正电，所以液滴带负电。 （3）滑动变阻器的滑片向b端移动，滑动变阻器接入电阻减小，电路总电阻减小，干路电流增大，电源内阻与定值电阻承担电压增大，并联部分电压减小，通过定值电阻电流减小，则通过的电流增大，承担电压增大，则电压表示数减小，电流表示数增大。 （4）结合上述可知，干路电流增大，则电阻的功率一定增大，电源的总功率 干路电流增大，则电源的总功率一定增大。 （5）连着电源，电容器两端电压不变，下极板下移，板间距离增大，场强E减小，电场力减小，液滴下移。 （6）若将开关S断开，稳定后，电容器极板之间电压等于电源电动势，与闭合开关时相比，电容器极板之间电压增大，根据 可知，极板之间的电场强度增大，液滴所受电场力增大，则带电液滴M将向上极板运动。 【点睛】 10．D 【详解】A．两端电压，由题意知恒流源、均不变，所以两端电压不变，A错误； B．当光照强度增大时，光敏电阻阻值减小，与并联的电阻减小，电容器两端电压 因恒流源不变，所以减小，根据，可知电容器所带电荷量减小，B错误； C．恒流源的输出功率，由题意知恒流源、均不变，而减小，所以输出功率减小，C错误； D．根据欧姆定律，整理得 所以，D正确。 故选D。 11．ABC 【详解】A．当滑动变阻器滑片从中点滑到右端的过程中，外电阻减小，根据电源效率公式可知，电源效率减小，A正确； B．根据乙图的U-I图像可知， 一开始滑片处在滑动变阻器的中点位置，此时外电阻 当滑片从中点向右端滑动的过程中，外电阻逐渐减小，电源的输出功率逐渐增大；当时，此时电源有最大的输出功率；当时，随着外电阻逐渐减小，电源的输出功率逐渐减小，B正确； C．将电阻与电源看成一个等效电源，此时等效电源的内阻 初始时，当滑动变阻器滑片向右端移动的过程中，随着逐渐减小， 的功率逐渐增大；当时，此时的功率最大；当时，随着逐渐减小，的功率逐渐减小，C正确； D．当滑片从中点向右端滑动的过程中，外电阻逐渐减小，路端电压减小，电阻的功率逐渐减小，D错误； 故选ABC。 12．(1) (2) (3) 【详解】（1）当电容器充电结束时，电容器两端电压为R两端电压，即 则电容器所带电荷量 （2）某时刻电流传感器示数为，则有 解得 （3）面积表示位移，根据可知面积表示电荷量，当传感器中电流为时，设此时电容器电压为，则有 联立解得 则电容器储存电能 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $