第28讲 电路 闭合电路的欧姆定律 跟踪训练 2027届高三物理一轮复习

**基本信息** 以闭合电路欧姆定律为核心，通过“基础-综合-培优”三级训练，系统整合串并联规律、动态分析、功率效率等考点，提炼程序法、极限法等解题技巧，强化科学推理与模型建构。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础对点练（4对点）|9题（含多选）|动态分析用“串反并同”，功率计算用公式法，U-I图像交点法|从串并联规律到闭合电路欧姆定律，再到功率效率与图像应用，层层递进| |综合提升练|3题|电路故障分析，功率图像辨析，电表改装计算|综合应用欧姆定律与能量观念，解决复杂电路问题| |培优加强练|1题（4问）|等效电源法求功率最大值，分类讨论电阻箱取值|深化电源输出功率条件，培养科学论证与质疑创新能力|

第28讲 电路 闭合电路的欧姆定律 跟踪训练 基础对点练 1． 选择题： 对点1　串、并联电路的规律及应用 1.如图所示电路中，电源的内阻不计，R1＝R3＝10 Ω，R2＝4 Ω，电流表、电压表均视为理想电表，开关S断开与闭合时，电路的总电阻分别为(　　) A.14 Ω、9 Ω B.9 Ω、14 Ω C.9 Ω、24 Ω D.14 Ω、24 Ω 2.如图所示，用校准的两个电压表V1和V2分别测量串联电路中电阻R两端a、b的电压，两表的示数分别为12.8 V和12.4 V。下列说法正确的是(　　) A.a、b两点间的实际电压可能为13.0 V B.a、b两点间的实际电压可能为12.0 V C.电压表V1的内阻可能小于电压表V2的内阻 D.在电阻R和R1较大的电路中，电压表的读数更接近a、b两点间电压的真实值 对点2　闭合电路的欧姆定律及电路的动态分析 3.如图所示电路，已知电源电动势为E，内阻不计，电容器电容为C，闭合开关K，待电路稳定后，电容器上电荷量为(　　) A.CE B.CE C.CE D.CE 4.在如图所示的电路中，闭合开关S后，L1、L2两灯泡都正常发光，后来由于某种故障使L2突然变亮，电压表读数减小，由此推断，该故障可能是(　　) A.L1灯丝烧断 B.电阻R2断路 C.电阻R2短路 D.电容器被击穿短路 5.(多选)在如图所示的电路中，电源的负极接地，其电动势为E、内阻为r，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，电流表和电压表均为理想电表，C为电容器。在滑动变阻器滑片P自a端向b端滑动的过程中，下列说法中正确的是(　　) A.电压表示数减小 B.电流表示数增大 C.电容器C所带电荷量增多 D.a端的电势降低 对点3　电源的功率和效率问题 6.(多选)如图甲所示，电源的电动势为E，内阻为r。图乙为电源的输出功率P与电阻箱读数R的关系图像，电源输出功率最大值为6 W，电阻箱读数分别为4 Ω、9 Ω时电源输出功率相等为P0，下列说法中正确的是(　　) A.电源的电动势为12 V B.电源的内阻为6.5 Ω C.当电阻箱阻值为4 Ω时，电源效率较大 D.当电阻箱阻值为6 Ω时，电源输出功率最大 7.(多选)如图所示，电源电动势E＝10 V、内阻r＝1 Ω，电动机M的内阻R0＝4 Ω，闭合开关S后，标有“8 V　12 W”的灯泡恰能正常发光，则(　　) A.图中理想电流表示数为1 A B.电源的输出功率为16 W C.10 s内电动机产生的热量为10 J D.电动机的机械功率为4 W 对点4　电源的U－I图像与电阻的U－I图像的比较 8.用某种材料做成的电源，其路端电压U和电流I的关系如图中曲线a所示(电源电动势一定，内阻可变)，一电阻两端电压U与通过的电流I的关系如图中直线b所示，当用该电源只对该电阻供电时，电源的内阻为(　　) A.13 Ω B.20 Ω C.22 Ω D.25 Ω 9.(多选)有甲、乙两个电源，其路端电压U与通过电源的电流I的关系图像如图所示。将一个6 Ω的定值电阻分别与甲、乙电源的两极相接，下列说法正确的是(　　) A.接电源乙时，路端电压较大 B.接电源甲时，电路的总功率较大 C.接电源甲时，定值电阻消耗的功率较大 D.接电源乙时，电源的效率较高 综合提升练 1． 选择题： 10.如图所示，电源电动势E＝6 V，小灯泡L的规格为“3 V　0.9 W”，开关S接1，当滑动变阻器调到R＝8 Ω时，小灯泡L正常发光。现将开关S接2，小灯泡L和电动机M均正常工作，已知电动机的线圈电阻R0＝2 Ω。则(　　) A.电源内阻为3 Ω B.电动机正常工作的电压为3 V C.电动机输出的机械功率为0.54 W，其效率为75% D.电动机的热功率为0.72 W 11.某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在了同一坐标系中，如图中的a、b、c所示。以下判断正确的是(　　) A.电源的电动势E＝3 V，内阻r＝0.5 Ω B.b、c图线的交点与a、b图线的交点的横坐标之比一定为1∶2，纵坐标之比一定为1∶2 C.电源的最大输出功率Pm＝9 W D.在a、b、c三条图线上分取横坐标相同的A、B、C三点，这三点的纵坐标一定满足关系PA＝PB＋PC 12.(多选)如图所示，把两只完全相同的表头进行改装，已知表头内阻为100 Ω，下列说法正确的是(　　) A.由甲图可知，该表头满偏电流Ig＝2 mA B.甲图是改装成的双量程电压表，接b时量程为9 V C.乙图中R1＝ Ω，R2＝10 Ω D.乙图中R1＝5 Ω，R2＝45 Ω 培优加强练 13.如图所示，已知电源电动势E＝6 V，内阻r＝1 Ω，保护电阻R0＝0.5 Ω。 (1)当电阻箱R读数为多少时，保护电阻R0消耗的电功率最大，并求这个最大值; (2)当电阻箱R读数为多少时，电阻箱R消耗的功率PR最大，并求这个最大值; (3)求电源的最大输出功率; (4)若电阻箱R的最大值为3 Ω，R0＝5 Ω，当电阻箱R读数为多少时，电阻箱R的功率最大，并求这个最大值。 参考答案： 1.答案　A解析　开关S断开时，把理想电表从电路中去掉，简化的电路如图甲所示，电路的总电阻为R1＋R2＝14 Ω，开关S闭合时，把理想电表从电路中去掉，简化后的电路如图乙所示，R1与R3并联，之后再与R2串联，电路的总电阻为＋R2＝9 Ω，选项A正确。 2.答案　A解析　电压表接入a、b两点间后，导致a、b两点间的总电阻小于R，使a、b间分得的电压小于原来的电压，则a、b两点间的实际电压大于12.8 V，可能为13.0 V，故A正确，B错误;用电压表V1测量时，a、b间的电压大，说明a、b间的总电阻比用电压表V2测量时的大，则电压表V1的内阻大于电压表V2的内阻，故C错误;在电阻R和R1较小的电路中，电压表的读数更接近a、b两点间电压的真实值，故D错误。 3.答案　C解析　由电路的串并联规律可知，电阻3R两端的电压为，电阻R两端的电压为，则电容器两极板间电势差ΔU＝，电容器上的电荷量Q＝CΔU＝CE，C正确。 4.答案　D解析　若L1灯丝烧断，相当于L1电阻增大，根据串反并同规律，与L1并联的电压表的读数增大，与题意不符，A错误;若电阻R2断路，相当于R2的阻值增大，根据串反并同规律，与R2并联的电压表的读数增大，与题意不符，B错误;若电阻R2短路，L2熄灭，与题意不符，C错误;若电容器被击穿短路，相当于电阻减小，根据串反并同规律，与电容器并联的电压表的读数减小，与电容器串联的L2的功率增大，L2变亮，D正确。 5.答案　BD解析　解法一(程序法)　P由a端向b端滑动，滑动变阻器接入电路的阻值减小，则总电阻减小，总电流增大，电阻R1两端电压增大，电压表示数增大，A错误;电阻R2两端的电压U2＝E－I总(R1＋r)，I总增大，则U2减小，I2＝减小，电流表的示数IA＝I总－I2增大，B正确;由于电容器两端的电压UC＝U2减小，由Q＝CUC知电容器所带电荷量减少，C错误;Uab＝φa－φb＝φa＝U2，故φa降低，D正确。 解法二(结论法)　由于R3减小，R2与R3并联，根据“串反并同”结论，则U2、I2均减小，由于电容器两端的电压UC＝U2减小，由Q＝CUC知电容器所带电荷量减少，C错误;Uab＝U2＝φa－φb＝φa减小，D正确;因为R1间接与R3串联，故I1、U1均增大，电压表示数增大，A错误;根据IA＝I1－I2知IA增大，B正确。 解法三(极限法)　若滑片P滑至b点时，则R3＝0，φa＝φb＝0，D正确;R2两端电压为零，则电容器C两端电压也为零，电容器所带电荷量Q＝0，C错误;当R3＝0时，总电阻最小，总电流最大，R1两端电压最大，故A错误;由于IA＝I1－I2，此时I1最大，I2＝0最小，故IA最大，B正确。 6.答案　AD解析　根据题意可知，电源的输出功率为P＝R＝，由数学知识可知，当R＝r时，电源输出功率最大，最大功率为Pm＝。当R＝4 Ω时，有P0＝，当R＝9 Ω时，有P0＝，联立解得r＝6 Ω，E＝12 V，故A、D正确，B错误;电源效率为η＝×100%＝×100%，又有I＝可知，当电阻箱接入电路的阻值最大时，电源效率最大，故C错误。 7.答案　BC解析　标有“8 V　12 W”的灯泡恰能正常发光，则外电路并联部分的电压为8 V，由闭合电路的欧姆定律有I＝＝2 A，即干路电流为2 A，理想电流表的示数为2 A，故A错误;电源的输出功率为P出＝EI－I2r＝16 W，故B正确;正常发光的灯泡中的电流为IL＝＝1.5 A，故流过电动机的电流为IM＝I－IL＝0.5 A，则电动机的机械功率为P机＝UIM－R0＝3 W，故D错误;10 s内电动机产生的热量为Q＝R0t＝10 J，故C正确。 8.答案　A解析　由题图可知，电源电动势E＝3.3 V，用该电池给电阻供电时，电阻两端电压U＝2 V，电路中电流I＝0.1 A;由闭合电路欧姆定律得电池内阻r＝ Ω＝13 Ω，故A正确，B、C、D错误。 9.答案　AD解析　由题图可知，E甲＝E乙＝6.0 V，当电源与电阻直接相连时，电源和电阻的U－I图线交点表示该电阻的工作状态，其横坐标表示电路中的电流，纵坐标表示路端电压，如图所示，电阻与电源乙相连时，路端电压较大，电路中的电流较大，A正确;由P总＝EI及PR＝I2R得接电源乙时电路的总功率大，定值电阻消耗的功率大，B、C错误;电源的效率η＝×100%＝×100%，电阻接到电源乙上路端电压大，电源的效率较高，D正确。 10.答案　C解析　小灯泡的额定电流为I＝＝0.3 A，灯泡内阻为RL＝＝10 Ω，当开关接1时，根据闭合电路欧姆定律有E＝I(r＋RL＋R)，代入数据解得r＝2 Ω，故A错误;电动机正常工作的电压为UM＝E－I(r＋RL)，代入数值可得UM＝2.4 V，故B错误;电动机的热功率为PM＝I2R0＝0.18 W，电动机输出的机械功率为P出＝UMI－PM＝0.54 W，其效率为η＝×100%＝75%，故C正确，D错误。 11.答案　D解析　由电源消耗功率和电源内部消耗功率表达式PE＝EI和Pr＝I2r可知，a是直线，表示的是电源消耗的总电功率，b是抛物线，表示的是电源内电阻上消耗的功率，c表示外电阻的功率即为电源的输出功率PR，由图可知，当短路时，电流为3 A，总功率P＝9 W，由P＝EI可知E＝3 V，内阻r＝1 Ω，故A错误;当内电阻和外电阻相等时，电源输出的功率最大，此时即为b、c线的交点时的电流，此时电流的大小为I＝＝1.5 A，最大输出功率的大小为Pm＝＝2.25 W，a、b线的交点表示电源的总功率PE和电源内部的发热功率Pr相等，此时只有电源的内电阻，所以电流为I'＝＝3 A，功率为P'＝＝9 W，则横坐标之比为1∶2，纵坐标之比为1∶4，故B、C错误;在a、b、c三条图线上分别取横坐标相同的A、B、C三点，因为直流电源的总功率PE等于输出功率PR和电源内部的发热功率Pr之和，所以这三点的纵坐标一定满足关系PA＝PB＋PC，故D正确。 12.答案　BC解析　由题图甲可知Ig＝ A＝0.001 A＝1 mA，接b时量程为U'＝Ig(Rg＋R＋R')＝0.001×(100＋2.9×103＋6×103) V＝9 V，故A错误，B正确;在题图乙中，改装为I1＝10 mA的电流表时，并联电阻的分流电流为I'＝I1－Ig＝10 mA－1 mA＝9 mA＝0.009 A，分流电阻的阻值为R1＋R2＝ Ω＝ Ω，改装为I2＝100 mA的电流表时，可得分流电阻的阻值R1＝，联立解得R1＝ Ω，R2＝10 Ω，故C正确，D错误。 13.答案　(1)0　8 W　(2)1.5 Ω　6 W　(3)9 W (4)3 Ω　 W 解析　(1)保护电阻消耗的电功率为P0＝ 因E、R0和r是常量，而R是变量，故R最小时，P0最大，即R＝0时， Pmax＝ W＝8 W。 (2)把保护电阻R0与电源内阻r一起看作电源内阻，当R＝R0＋r＝1.5 Ω时，电阻箱R消耗的功率最大，最大功率为PRmax＝ W＝6 W。 (3)电源的输出功率P出＝R外＝ 当R外＝r时，P出最大，即R＝r－R0＝0.5 Ω时，P出max＝ W＝9 W。 (4)把R0＝5 Ω当作电源内阻的一部分，则等效电源内阻r等＝6 Ω，而电阻箱R的最大值为3 Ω，小于6 Ω，由P＝R＝，可知当电阻箱R的电阻取3 Ω时，R消耗的功率最大，最大值为PRmax'＝R＝ W。 学科网（北京）股份有限公司 $