12.2 闭合电路的欧姆定律 同步练习 --2025-2026学年下学期高一物理人教版必修第三册

**基本信息** 聚焦闭合电路欧姆定律，通过基础概念辨析、中档电路计算、拔高综合应用三级分层，实现从单一知识点到跨模块综合的知识巩固，适配新授课分层教学需求。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础层|电动势、非静电力、路端电压等核心概念|单选题1、6通过概念辨析强化物理观念，如电源能量转化本质| |进阶层|电路动态分析、功率计算（含电动机）|单选题3、多选题7结合U-I图像考查科学推理，深化内阻影响分析| |综合层|图像应用、跨模块综合（电路与电场/力学）|解答题13将电路与电场力做功结合，解答题14涉及电动机机械功率，体现科学思维中的模型建构|

12.2闭合电路欧姆定律（一） 一、单选题 1．在闭合电路中，下列说法正确的是（　　） A．在电源外部，存在着由负极指向正极的电场 B．在电源内部，非静电力阻碍正电荷向正极移动 C．电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置 D．电源把正电荷从负极搬运到正极的过程中，非静电力做功使电荷的电势能减小 2．锂电池体积小、容量大、电压稳定，在手机中广泛应用。它主要依靠锂离子在正极（含锂化合物）和负极（碳材料）之间移动来工作，其原理如图所示。若某款手机锂电池的电动势3.7V，电池容量，正常通话电流，则（　　） A．正常通话时，电池输出的功率为0.37W B．电池充满电后，手机能正常通话25h C．图示状态是电池充电状态，将电能转化为化学能 D．图示状态是电池内部电场对锂离子的静电力做负功，将化学能转化为电能 3．如图所示电路，电源电动势V、内阻Ω，小型直流电动机M的内阻Ω。闭合开关S后，电动机M正常转动，理想电流表的示数为A，则电动机M的机械功率为（　　） A．12W B．14W C．20W D．24W 4．硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点。如图所示，图线是该电池在某光照强度下路端电压和电流变化的关系图像，图线是某电阻的图像。在该光照强度下将它们组成闭合回路时，下列说法正确的是（    ） A．的阻值随电压升高而增大，此时的阻值为 B．电源的效率为33.3% C．若将电阻R换成定值电阻，电源的输出功率增大 D．若再串联一定值电阻，电源的输出功率一定增加 5．如图甲所示，用内阻为的充电宝给一手机充电，其等效电路如图乙所示，在充电开始后的一段时间内，充电宝的输出电压、输出电流可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻为，则时间内 A．手机电池增加的化学能为 B．手机电池产生的焦耳热为 C．充电宝的热功率为 D．充电宝输出的电功率为 二、多选题 6．下列有关电压与电动势的说法中，正确的是（　　） A．电动势E是由电源本身决定的，跟外电路无关 B．电压与电动势的单位都是伏特，所以电动势与电压是同一物理量的不同叫法 C．电动势公式E＝中的W与电势差公式U＝中的W是一样的，都是电场力做的功 D．电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量 7．如图所示的U-I图象中，直线I为某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连接成闭合电路，由图象可知（　　） A．R的阻值为1.5Ω B．电源电动势为3.0V，内阻为0.5Ω C．电源的输出功率为3.0 W D．电源内部消耗功率为1.5 W 8．如图甲所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，为定值电阻。滑动变阻器R的滑动触头从一端移动到另一端的过程中，电压表和的读数随电流表的读数变化规律分别如图乙中直线Ⅰ和Ⅱ所示。电压表、电流表均为理想电表，滑动变阻器最大阻值为10Ω。下面说法正确的是（　　） A．电源的电动势为3V，内阻为1Ω B．的示数越小，电源的效率越高 C．定值电阻上消耗的最大功率为4.5W D．滑动变阻器R上消耗的最大功率为1.5W 9．如图甲所示的电路中，电源电动势为6V，内阻为1Ω，定值电阻R0=3Ω，滑动变阻器的阻值。滑动变阻器滑片由左端滑动到右端，其消耗的功率P随阻值R变化的图像如图乙所示。关于图乙中R1、R2、P0、Pm的大小，下列正确的是（　　） A．R1=3Ω B．R2=8Ω C．P0=2W D．Pm=2.5W 10．某同学找到一个玩具风扇中的直流电动机，制作了一个提升重物的装置，如图所示，某次提升试验中，电源内阻，电动势，定值电阻，内阻的直流电动机正常工作时，将一个质量的重物竖直向上匀速提起，此时路端电压。不计空气阻力和摩擦，重力加速度g 取。下列说法正确的是（    ） A．电动机两端的电压为5.5V B．电动机的输出功率为1.5W C．重物匀速上升时的速度大小为 D．电源的输出效率为67% 11．如图甲所示，电源的电动势E=3V，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、导线对电路影响不计，则下列说法正确的是（　　） A．I图上b点的坐标为（1.5V，0.75W） B．滑动变阻器最大阻值为6Ω C．电源的内阻r为3Ω D．II图上a点的坐标（0.3A，2.4V） 12．如图甲所示，直线A为电源的图线，曲线B为小灯泡L的图线的一部分，用该电源和小灯泡L串联起来组成闭合回路时灯泡L恰能正常发光，求： (1)灯泡此时电阻及灯泡在1min内产生的焦耳热量； (2)若将此电源接入如图乙电路，定值电阻，滑动变阻器的阻值范围为0~10Ω，求滑动变阻器消耗的最大功率及电源的输出功率最小值。 13．在如图所示的电路中，两平行正对金属板A、B水平放置，两板间的距离d=4.0cm。电源电动势E=400V，内阻r=20Ω，电阻。滑动变阻器阻值范围为0-5000Ω，闭合开关S，待电路稳定后，将一带正电的小球（可视为质点）从B板上的小孔以初速度竖直向上射入两板间，小球恰好能到达A板。若小球所带电荷量q=1.0×10-7C，质量m=0.2g，不考虑空气阻力，忽略射入小球对电路的影响，g取10m/s2。求：(1)A、B两极板间电压U；(2)滑动变阻器消耗的电功率P和滑动变阻器接入电路的电阻；(3)电源的效率η。 14．如图所示的电路中，电源电动势，内阻，电动机的线圈电阻，电阻，小灯泡标有“，”。闭合开关后，小灯泡与电动机恰能正常工作（小灯泡的电阻不变），求：(1)电源的输出功率；(2)电动机输出的机械功率；(3)若电动机被卡死不能转动，则电动机的热功率为多少？ 第3页 共4页 ◎ 第4页 共4页 第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页 学科网（北京）股份有限公司 《闭合电路欧姆定律（一）》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C D A B A AD AD BD BC BC 题号 11 12 答案 BC AC 1．C 【详解】A．在电源外部，存在着由正极指向负极的电场，选项A错误； B．在电源内部，非静电力将正电荷移向正极，选项B错误； C．电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置，选项C正确； D．电源把正电荷从负极搬运到正极的过程中，非静电力做功使电荷的电势能增加，选项D错误。 故选C。 2．D 【详解】A．电池总功率，正常通话时，由于存在一定的内阻，所以电池输出的功率小于0.37W，故A错误； B．电池充满电后，手机能正常通话时间为，故B错误； C．图示状态锂离子从电池负极到正极，即为电池内部的电流方向，故处于放电状态，化学能转化为电能，故C错误； D．图示状态是电池内部电场对锂离子的静电力做负功，将化学能转化为电能，故D正确。 故选D 。 3．A 【详解】电动机两端电压为VV 电动机M的机械功率为WW。 故选A。 4．B 【详解】A．过坐标原点的割线斜率表示电阻，根据电阻R的图像可知，斜率逐渐增大，即R的阻值随电压升高而增大，两图像的交点对应的阻值为。故A错误； B．根据闭合电路欧姆定律 根据图像斜率与截距可知， 电阻R和电源构成回路对应交点处的电压和电流，有， 电源的效率为。故B正确； C．此时电源的输出功率 将电阻R换成定值电阻，电源的输出功率。故C错误； D．电源的输出功率与外电阻的变化关系图像为 当外电路电阻与电源内阻相等时，电源的输出功率最大，但是串联一个定值电阻后，无法确定外电路的总电阻与电源内阻的大小关系，所以电源的输出功率大小无法确定，故D错误。 故选B。 5．A 【详解】AB．因为手机电池不能看成纯电阻，所以 所以时间内手机电池产生的焦耳热为 根据能量守恒定律可知，充电宝输出的电功等于手机电池增加的化学能与手机电池内阻产生的焦耳热之和，即 解得，故A正确，B错误； C．充电宝的热功率为，故C错误； D．充电宝输出的电功率为，故D错误。 故选A。 6．AD 【详解】AD．电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量，由电源本身决定的，跟外电路无关，故AD正确； BC．电压与电动势是两个不同的概念，电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量，电动势定义式公式中E＝ W是非静电力做功，电压定义的公式U＝ W是静电力做功，电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压，故BC错误。 故选AD。 7．AD 【详解】A．两图线的交点表示该电源直接与电阻R相连组成闭合电路时电路中电流和路端电压，则有， 电阻R的阻值为，故A正确； B．由图线Ⅰ纵轴截距读出电源的电动势 其斜率大小等于电源的内阻，故B错误； C．两图线的交点表示该电源直接与电阻R相连组成闭合电路时电路中电流和路端电压。 则电源的输出功率为，故C错误； D．电源内部消耗的功率为，故D正确。 故选AD。 8．BD 【详解】A．图甲可知测的是路端电压，根据 可知，故A错误； B．电源效率 可知的示数越小，即R越大，电源的效率越高，故B正确； C．图乙I线可知 分析可知当接入电路阻值为0时，电流最大，此时定值电阻上消耗的功率最大，即，故C错误； D．将等效为电源内阻一部分，当时，滑动变阻器R上消耗的功率最大，即，故D正确。 故选BD。 9．BC 【详解】AD．当外电路电阻等于电源内电阻时，电源的输出功率最大。将R0看作电源的内电阻 滑动变阻器消耗的最大功率为 故AD错误； BC．滑动变阻器消耗的功率为P0时，根据图乙有 解得，，故BC正确； 故选BC。 10．BC 【详解】A．由 解得，选项A错误； B．由 解得，选项B正确； C．电源短路时的电流，选项C正确； D．电源的最大输出功率，选项D错误。 故选BC。 11．BC 【详解】A．路端电压，根据闭合电路欧姆定律可知电源内阻的电压为 根据欧姆定律可得电流为 可得定值电阻分压为，可知电动机两端电压为，故A错误； B．电动机内阻的功率为，电动机总功率为 可得电动机的输出功率为，故B正确； C．根据，可得重物匀速上升时的速度大小为，故C正确； D．电源的输出功率为 电源的总功率为 可知电源效率为，故D错误。 故选BC。 12．AC 【详解】C．根据图II可知，当电源的路端电压为0V时，短路电流大小为1A，此时，故C正确； A．设滑动变阻器接入电路的阻值为R，根据功率公式可知 根据数学关系可知，当时，电源的输出功率最大，此时的路端电压最大输出功率为，故A正确； B．根据图III可知，电源的最大效率为80%，电源的效率公式为 外电阻越大，效率越高，所以滑动变阻器的滑片移动到B端时，接入电阻最大，最大阻值应为。故B错误； D．滑动变阻器的滑片移动到B端时，此时干路电流为 路端电压为，故D错误。 故选AC。 13．(1)1.5Ω，360J (2)， 【详解】（1）由图可知灯泡两端的电压和电流分别为U=3V、I=2A，则灯泡此时电阻 灯泡在1min内产生的焦耳热量 （2）电源的电动势E=4V，内阻为 根据当外电阻与内电阻相等时电源输出功率最大，将R1视为电源内阻，则当滑动变阻器消耗功率最大时满足r+R1 =R2=2Ω，此时滑动变阻器消耗的最大功率为 当R2最大时电源输出功率最小，即此时 电源输出的最小功率为 14．(1)200V (2)20W， (3) 【详解】（1）根据动能定理有 解得 U=200 V （2）根据闭合电路欧姆定律有 解得I=0.1 A 滑动变阻器消耗的电功率 P=IU=20 W 此时滑动变阻器接入电路的电阻为 （3）电源的效率 15．(1)8.5W (2)6W (3)3.125W 【详解】（1）灯泡正常工作时，通过灯泡的电流为 通过电阻R1的电流为 通过电动机的电流为 电源的输出功率为 代入数据得 （2）电动机正常工作时，两端的电压为 电动机的电功率为 电动机将电能转化为机械能的功率为 代入数据得 （3）电动机被卡死，相当于纯电阻，电路的总电阻为 电路中总电流（通过电动机的电流） 电动机的热功率 。 答案第4页，共5页 答案第5页，共5页 学科网（北京）股份有限公司 $