二、闭合电路欧姆定律 专项训练-2027届高考物理一轮复习

二、闭合电路欧姆定律 知识点6：闭合电路欧姆定律 知识点锤炼 闭合电路欧姆定律解题步骤 1. ‌明确研究对象：区分内、外电路‌：确定电源的‌电动势 E‌ 和‌内阻 r。分析外电路结构：判断电阻是串联、并联还是混联，计算‌外电路总电阻 R‌。 2. ‌应用核心公式求总电流。 3. ‌分析路端电压（外电压）。 4. ‌‌结合串并联规律求局部量。‌ 知识点精讲 知识点1 电源概念 （多选）铅蓄电池的电动势为2 V，这表示（　　） A．电路中每通过1 C的电荷，电源把2 J的化学能转化为电势能 B．蓄电池在1 s内将2 J的化学能转化成电势能 C．没有接入电路时蓄电池两极间的电压为2 V D．蓄电池将化学能转化为电势能的本领比一节干电池（电动势为1.5 V）的大 E．比电动势为1.2V的电池存储的电能多 【答案】ACD 【详解】蓄电池的电动势为2V，表示电路通过1C电荷量，电源把2J的化学能转化为电能，B错误，A正确；电池没有接入电路时，其两极间的电压是2V，C正确；电动势反映把其他形式的能转化为电能的本领，则铅蓄电池把化学能转化为电能的本领比一节干电池(电动势为1 .5V)大，D正确；电动势表示电源是把其他形式的能转化为电能的本领的物理量，电动势大储存的电能不一定多，故E错误。故选ACD。 点拨 电动势是描述电源将其他形式能量转化为电能本领的物理量，其数值等于非静电力将单位正电荷从负极移到正极所做的功。铅蓄电池的电动势为2 V，意味着每移动1 C的电荷，电源将2 J的化学能转化为电能，同时也反映该电源转换能量的本领强于电动势更低的电池。 知识点2 电源电动势 1.如图电路中，开关闭合后电压表示数为U=8V。已知电源内阻r=1Ω，电阻R=8Ω，所有电表均理想，则电源电动势E的大小为（　　） A．9V B．10V C．12V D．不能确定 【答案】A 【详解】所有电表均理想则电压表显示外电路电压，即电阻上的电压，则根据闭合电路欧姆定律可知 将题中数据代入上述解析式，得电源电动势E的大小为 故选A。 知识点3 电源内阻 如图所示的电路中，电阻R=2Ω。断开S后，电压表的读数为3V（电压表为理想电压表）；闭合S后，电压表的读数为2V，则电源的内阻r为（　　） A．1Ω B．2Ω C．3Ω D．4Ω 【答案】A 【详解】开关s断开时有：，开s闭合时有：，其中，解得：， 故A正确。 点拨题中电压表为理想电表（无分流影响），开关断开时可直接读取对应两点间电压。 衍生变式训练变式1 电源概念 （多选）关于电源的作用，下列说法中正确的是（　　） A．在电源内部把电子由负极不断地搬运到正极，从而保持两极之间有稳定的电势差 B．在电源内部把电子由正极不断地搬运到负极，从而保持两极之间有稳定的电势差 C．把电能转化为其它形式的能 D．把其它形式的能转化为电能 变式2 电动势概念 关于电源电动势E的说法中正确的是（　　） A．电动势E的大小就是电源两端的电压 B．电动势E是由电源本身决定的，跟电源的体积有关 C．电动势E的单位与电势差的单位相同，故两者在本质上相同 D．电动势E是表征电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量 变式3 电源电动势 （多选）如图所示的电路中，电源的电动势E为6.0V，内阻r为2.0Ω，定值电阻R的阻值为10Ω。闭合开关S后（　　）    A．电路中的电流为0.5A B．电路中的电流为3.0A C．路端电压为1.0V D．路端电压为5.0V 变式4 电源内阻 2.如图所示，电源的电动势E=10V，闭合开关S后，标有“6V  12W”的两个灯泡恰能正常发光。求： （1）通过灯泡L1的电流I1； （2）电源的内阻r。 知识点7：路端电压与电流的关系图像 知识点锤炼 电源的U-I图像分析： （1）当电路断路即I＝0时，纵轴的截距为电源电动势。 （2）当外电路电压U＝0时，横轴的截距为短路电流。 （3）图线的斜率的绝对值为电源的内阻。 知识点精讲 知识点1 分析U—I图像 用左图所示的电路来测量电池电动势和内电阻，根据测得的数据作出了U—I图线，由图可知（　　） A．电源电动势为3V B．电源内电阻为5Ω C．电源短路时电流为0.6A D．电路路端电压为1V时，电路中电流为0.2A 【答案】ABC 【详解】在U-I图线中，纵轴截距表示电源电动势，电源电动势为3V，A正确；图线的斜率为内阻的大小，故电源内阻 B正确；短路时的电流 C正确；当外电路电压为1V时，读图可得此时电流为0.4A，D错误。 故选ABC。 点拨 解决此类习题需要根据图线判断选项中关于电源电动势、内阻、短路电流等参数的正确性。解题核心是理解U-I图线的物理意义:纵轴截距表示电动势 E，斜率的绝对值表示内阻r。 知识点2 应用U—I图像 电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比，如图所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图线，直线B为电源b的路端电压与电流的关系图线。直线C为电阻R两端的电压与电流的关系图线，将这个电阻R分别接到a、b两电源上，那么（　　） A．R接到电源a上，电源的效率较低 B．R接到电源b上，电源的输出功率较大 C．R接到电源a上，电源的输出功率较大，电源效率较低 D．R接到电源b上，电源的输出功率较小，电源效率较低 【答案】D 【详解】电源的效率为 由题中图像可知两电源的电动势相同，A与C交点处电压大于B与C交点处电压，则R接到电源a上效率高；电源输出功率为 由题中图像交点可知R接在电源a上的输出电压和电流都较大，所以R接在电源a上的输出功率较大。 故选D。 点拨电动势是电源本身的属性，而路端电压是外电路实际获得的电压，二者关系取决于工作状态。 衍生变式训练变式1 分析U—I图像 某同学在测量电源的电动势和内阻时，由实验数据画出图像，如图所示，下列说法正确的是（　　） A．电源的电动势为3V B．电源的内阻为 C．短路电流为0.6A D．电源电动势为2.4V 变式2 分析U—I图像 如图所示，为两个不同闭合电路中两个不同电源的图象，则下列说法中正确的是（    ）    A．电动势，短路电流 B．电动势，内阻 C．电动势，内阻 D．当两电源的工作电流变化量相同时，电源2的路端电压变化较小 变式3 应用U—I图像 1.（多选）在如图所示的图像中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图像，直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线，用该电源直接与电阻R相连组成闭合电路，由图像可知下列说法正确的是（　　） A．电源的电动势为2 V，电源的内阻为0.5 Ω B．电阻R的阻值为3 Ω C．此时电源两端的电压为3V D．此时电路中的电流为2A E．此时电源的输出功率为4W F．此时电源的效率约为67% 变式4 应用U—I图像 如图所示，直线A为某电源的图线，曲线B为某小灯泡的图线，用该电源和小灯泡组成闭合电路，则（    ） A．电源的内阻为0.5Ω B．电源的电动势为2V C．电源的输出功率为6W D．此时小灯泡的电阻大于1Ω 变式5 应用U—I图像 （多选）某一电源的路端电压与电流的关系和电阻、的电压与电流的关系如图所示。用此电源分别与电阻、组成电路。下列说法正确的是（　　） A．将接到电源两端时，电源输出功率大 B．将接到电源两端时，电源输出功率大 C．将接到电源两端时，电源使用效率高 D．将接到电源两端时，电源使用效率高 知识点8：功率极值问题 知识点锤炼 功率极值问题解题四步法 （1） ‌明确研究对象：区分功率类型 ‌‌电源总功率‌：P总=EI，由电动势和总电流决定，‌电流最大时总功率最大‌。 ‌电源内部消耗功率‌：P内=Ir，与电流平方成正比，‌电流最大时内耗最大‌。 ‌电源输出功率（外电路功率）‌：P出=UI=I2R外​，这是极值问题的核心，其最大值有特定条件 。 （2）‌写出输出功率表达式并化简‌ 由闭合电路欧姆定律：I＝ ​（R为外电阻，r为内阻） 输出功率：​ 此式为关于 R 的函数，可通过求导或均值不等式找极值。 （3）‌应用极值条件：外电阻等于内阻时输出功率最大。‌ 知识点精讲 知识点1 功率动态变化 （多选）如图所示，电源电动势E不变，内阻，定值电阻，滑动变阻器的最大阻值为10Ω，则（    ） A．当滑动变阻器接入电路的阻值为0.5Ω时，电源的输出功率最大 B．当滑动变阻器接入电路的阻值为1.5Ω时，电源的输出功率最大 C．当滑动变阻器接入电路的阻值为0.5Ω时，滑动变阻器消耗的功率最大 D．当滑动变阻器接入电路的阻值为1.5Ω时，滑动变阻器消耗的功率最大 【答案】AD 【详解】根据电路知识可知当电源的输出功率最大，外电路电阻等于内阻，则此时滑动变阻器阻值为，故A正确，B错误； 将电阻R1等效为电源内阻，则当滑动变阻器阻值为R1+r=1.5Ω时，变阻器R2消耗的功率最大，故C错误，D正确。故选AD。 点拨 电源的输出功率最大时，外电路总电阻等于电源内阻；而滑动变阻器消耗的功率最大时，其阻值应等于电源内阻与定值电阻之和的等效值。 知识点2 功率极值计算 在如图所示的电路中，已知电源电动势，内阻，电阻，滑动变阻器的阻值可连续增大。 (1)当为多大时，消耗的功率最大？最大功率为多少？ (2)当为多大时，电源的输出功率最大？最大功率为多少？ (3)当为多大时，消耗的功率最大？最大功率为多少？此时电源的效率为多少？ 【答案】(1) (2) (3) 【详解】(1)根据题意可知，对定值电阻，当电路中的电流最大时其消耗的功率最大，由闭合回路欧姆定律可知，当时，电路中电流最大为 最大功率为 (2)根据题意可知，由于 外电路电阻随的增大而增大，电源的输出功率减小，则当时电源的输出功率最大，最大功率为 (3)把视为内电路的一部分，则当 时，消耗的功率最大，最大功率为 此时电源的效率为 ％ 点拨 滑动变阻器消耗的功率最大时，其阻值应等于电源内阻与定值电阻之和的等效值；电源输出功率最大时，外电路总电阻应等于电源内阻。 知识点3 功率极值曲线 （多选）在纯电阻电路中，当用一个固定的电源（设E、r是定值）向变化的外电阻供电时，关于电源的输出功率P随外电阻R变化的规律如图所示。则下列判断正确的是（　　） A．当R＝r时，电源有最大的输出功率 B．当R＝r时，电源的效率η＝50% C．电源的功率P′随外电阻R的增大而增大 D．电源的效率η随外电阻R的增大而增大 【答案】ABD 【详解】由图可知，当R＝r时，电源有最大的输出功率，此时电源的效率为 故AB正确； 电源的功率为 所以P′随外电阻R的增大而减小，故C错误； 电源的效率为 所以η随外电阻R的增大而增大， 故D正确。 故选ABD。 点拨输出功率最大 ≠ 效率最高‌：当 R=r 时输出功率最大，但效率只有 50%；而效率随 R 增大持续提高，两者并不同步。 衍生变式训练变式1 功率动态变化 直流电路如图所示，在滑动变阻器的滑片P从左端滑向右端过程中，电源的（　　） A．总功率一定增大 B．效率一定减小 C．内部损耗功率一定减小 D．输出功率一定先增大后减小 变式2 功率动态变化 （多选）如图所示，电动势为E、内阻为r的电池与定值电阻R0、滑动变阻器R串联，已知R0=r，滑动变阻器的最大阻值是3r。当滑动变阻器的滑片P由b端向a端滑动时，下列说法中正确的是（　　） A．路端电压变大 B．电源的输出功率先变大后变小 C．滑动变阻器消耗的功率变小 D．定值电阻R0上消耗的功率变小 变式3功率极值计算 如图所示电路，已知电源电动势E=6V，电源内阻r=3Ω。滑动变阻器阻值范围为0~20Ω。当滑动变阻器的电阻R=2Ω时，求： （1）电路中的电流I和路端电压U； （2）电源的总功率P总和输出功率P出； （3）电源的最大输出功率Pmax，及此时滑动变阻器的阻值R'。 变式4 功率极值曲线 小张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纸上，如图中的a、b、c所示，则下列判断正确的是（　　） A．直线a表示电源的总功率 B．曲线b表示电源的输出功率 C．电源的电动势E=3V，内电阻r=2Ω D．电源的最大输出功率PRmax=12W 知识点9电路动态分析 知识点锤炼 核心逻辑：电路动态分析（“程序法”）‌ 1.逻辑链：遵循“局部→整体→局部”逻辑链 2. 动态变化：某电阻变化 → 总电阻变化 → 总电流变化 → 内电压变化 → 路端电压变化 → 各支路电流电压变化 3. 动态变化口诀——串反并同：若一元件阻值变大，则与其串联的其他元件的电压或电流变化趋势相反，即变小，与其并联的其他元件的电压或电流变化趋势相同，即也变大。反之同理 知识点精讲 知识点1 电表示数变化 在如图所示的电路中，电阻箱接入电路的阻值为R，电源的电动势为E，电源内电阻为r，闭合开关。若电阻箱阻值变大，则电压表的示数将（　　） A．变大 B．变小 C．不变 D．先变大后变小 【答案】A 【详解】电压表示数为路端电压，滑动变阻器电压增大，总电流减小，内电压减小，又因为内电压与路端电压之和为电源电动势不变，所以路端电压变大，即电压表的示数变大，故A正确，BCD错误。故选A。 点拨 电路动态变化口诀——串反并同：若一元件阻值变大，则与其串联的其他元件的电压或电流变化趋势相反，即变小，与其并联的其他元件的电压或电流变化趋势相同，即也变大。反之同理。 知识点2滑动变阻器变化 在如图所示的电路中，电池的输出电压不变，、、是三个定值电阻，当滑动变阻器的滑片向下滑动时，（    ）    A．电压表示数变小 B．电流表示数变小 C．电压表示数变大 D．电流表示数变大 【答案】AD 【详解】当滑动变阻器的滑片向下滑动时，接入电路的阻值变小，与之并联电路的部分等效电阻变小，电路的总电阻变小。根据闭合电路欧姆定律可知，电路总电流变大，、两端的电压变大，故电流表示数变大，电压表示数变小，电压表示数变小，A正确，BC错误；电压表示数变小，阻值不变，其电流减小。根据并联电路干路电流与之路电流的关系可知，的电流变大，故电流表示数变大，D正确。 知识点3 小灯泡亮度的变化 如图，电源的输出电压和A、B两灯的电阻均不变。若滑动变阻器R的滑片向左移动，则（　　） A．A、B两灯均变亮 B．A、B两灯均变暗 C．A灯变暗，B灯变亮 D．A灯变亮，B灯亮度不变 【答案】D 【详解】滑动变阻器R的滑片向左移动，接入电路电阻变小，根据电阻关系可知，回路总电阻变小，，电流变大，由于B灯电压为电源输出电压不变，所以B灯电路不变，亮度不变；但总电流变大，B支路电流不变，所以A支路电流变大，所以A灯变亮，ABC错误D正确。 点拨灯泡亮度变化与灯泡的功率有关，固定电路隐含条件是小灯泡的电阻不变，对于纯电阻电路有变式P=I2R,电阻不变，小灯泡亮度只与电流大小有关。 ​ 衍生变式训练 变式1 电表示数变化 1.如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，当开关由断开到闭合时，安培表A、伏特表V示数的变化是（　　） A．伏特表V示数减小，安培表A示数减小 B．伏特表V示数增大，安培表A示数减小 C．伏特表V示数减小，安培表A示数增大 D．伏特表V示数增大，安培表A示数增大 变式2 电表示数变化 如图所示，电源电动势为E、内阻为r，且保持不变，电压表的读数为U，电流表和的读数为和。当滑片由图示位置向b滑动一段距离，下列说法中正确的是（　　） A．变大 B．变小 C．变小 D．保持不变 变式3 滑动变阻器变化 如图所示的电路中，现将滑动变阻器的滑片P向右移动，则（） A．电流表的示数变小 B．电压表的示数变大 C．电灯L消耗的功率变大 D．电阻R1消耗的功率变大 变式4 小灯泡亮度的变化 在如图所示的电路中，电源的电动势为E，内电阻为r，L1、L2是两个小灯泡．闭合S后，两灯均能发光．当滑动变阻器的滑片向右滑动时，会出现（   ） A．L1变暗，L2变暗 B．L1变亮，L2变暗 C．L1变亮，L2变亮 D．L1变暗，L2变亮 变式5 小灯泡亮度的变化 如图所示电路中，当滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动时，以下判断正确的（    ） A．电压表读数变大，通过灯L1的电流变大，灯L2变亮 B．电压表读数变大，通过灯L1的电流变小，灯L2变亮 C．电压表读数变大，通过灯L2的电流变大，灯L1变暗 D．电压表读数变小，通过灯L2的电流变大，灯L1变暗 变式6 小灯泡亮度的变化 A、B、C是三个不同规格的灯泡，按图所示方式连接恰好能正常发光，已知电源的电动势为E，内电阻为r，将滑动变阻器的滑片P向右移动，则三个灯亮度变化是（　　 ） A．都比原来亮 B．都比原来暗 C．A、B灯比原来亮，C灯变暗 D．A、B灯比原来暗，C灯变亮 知识点10：含容电路分析 知识点锤炼 1.电路的简化：不分析电容器的充、放电过程时，把电容器所在的电路视为断路，简化电路时可以去掉，求电荷量时再在相应位置补上。 2.电路稳定时电容器的分析：电路稳定后，与电容器串联的电路中没有电流，同支路的电阻相当于导线，即电阻不起降低电势的作用，电容器两端的电压与其并联用电器两端电压相等。 3.电路变化带来的电容器变化：电路中电流、电压的变化可能会引起电容器的充、放电。若电容器两端电压升高，电容器将充电;若电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电。 知识点精讲 知识点1 电容器稳态 图示电路中，电容器与电阻R2并联后，经电阻R1与电源和开关相连，电源电动势E＝24V，内电阻r＝1Ω，电阻R1＝15Ω，R2＝8Ω，电容器的电容C=2×10-9F，闭合开关S，待电路稳定后，下列说法正确的是（　　） A．电源两端的电压为24V B．电容器两端的电压为18V C．电容器所带电荷量为1.6×10－8C D．通过电阻R1的电流为1A 【答案】CD 【详解】电源两端的电压小于电动势，A错误； 电流为 R2的电压为 电容器与R2并联，其电压也是8V，B错误，D正确； 电容器所带电荷量为 C正确。故选CD。 点拨 闭合开关S并待电路稳定后，电容器充满电，相当于开路，不再有电流通过电容支路。此时电路等效为电源、内阻r、电阻R1和R2串联的直流电路。 知识点2 电容器动态 如图所示的电路中，已知电容C1＝C2，电阻R1＝R2，电源电动势为E，内阻为r，当开关S由闭合状态断开时，下列说法中正确的是（　　） A．电容器C1的电荷量增多，电容器C2的电荷量减少 B．电容器C1的电荷量减少，电容器C2的电荷量增多 C．电容器C1、C2的电荷量都增多 D．电容器C1、C2的电荷量都减少 【答案】C 【详解】当开关S闭合时，电容器C2的电压等于R1的电压，电容器C1的电压等于电阻R2的电压。而两电阻串联，电压都小于电源的电动势E。当开关S断开后，电路稳定后，电路中无电流，两电容器的电压都等于电源的电动势，可见，两电容器的电压增大，电量也都增多。故选C。 点拨 开关S断开后，电路无电流，进入稳态。电容器C₁和C₂通过导线直接连接到电源正负极，经过短暂充电，其两端电压最终等于电源电动势E。 知识点3 电容器计算 图示电路中， 电源电动势为，电源内阻忽略不计，电阻 ，，。电容器电容。若电容器刚开始不带电，则当电键合上后，最终电容器所带电量是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】由电路图分析可知，电容器两板间的电压与R2两端的电压相等。闭合K后，R1和R2串联，由串联电路的分压规律可得 且 所以 根据电容公式可得 故ACD错误，B正确。故选B。 衍生变式训练 变式1 电容器稳态 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． C． D． 变式2 电容器动态 在如图所示的电路中，S断开，电容器已经充电。现将S闭合，则以下判断正确的是（　　） A．电容器带电量将减少 B．电容器带电量将不变 C．电容器两极间电压将增大 D．电容器为断路，中始终无电流通过 变式3 电容器动态 如图所示，电源电动势为E，内电阻为r，平行板电容器两金属板水平放置，开关S是闭合的，两板间一质量为m、电荷量为q的油滴恰好处于静止状态，G为灵敏电流计。则以下说法正确的是(     ) A．在将滑动变阻器滑片P向上移动的过程中，油滴向上加速运动，G中有从b到a的电流 B．在将滑动变阻器滑片P向下移动的过程中，油滴向下加速运动，G中有从b到a的电流 C．在将滑动变阻器滑片P向上移动的过程中，油滴仍然静止，G中有从a到b的电流 D．在将S断开后，油滴仍保持静止状态，G中无电流通过 变式4 电容器动态 在如图所示的电路中，电源电动势为E、内电阻为r、C为电容器、R0为定值电阻，R为滑动变阻器。开关闭合后，灯泡L能正常发光。当滑动变阻器的滑片向右移动时，下列判断正确的是（　　） A．灯泡L将变暗 B．电容器C的电荷量将减小 C．电容器C的电荷量将不变 D．有电流从右至左通过定值电阻R0 变式5 电容器计算 如图所示的电路中，电源两端的电压U恒为5V，定值电阻R1 =6 Ω，R2 =1 Ω，R3 = 2 Ω，电容器的电容C =80 μF。求： （1）闭合开关S，电路稳定后电容器所带电荷量； （2）先闭合开关S，电路稳定后断开，则通过电阻R1的电荷量。 变式6 电容器计算 如图所示，电源电动势E=10V，内阻r=1Ω，R1=3Ω，R2=6Ω，C=30μF （1）开关S闭合后，电路稳定后电阻R2两端的电压； （2）然后将开关S 断开，求电容器两端的电压变化量和断开开关后流过R1的总电量； 知识点11：电路故障分析 知识点锤炼 1．电路故障一般是短路或断路，其特点如下： (1)短路状态的特点：有电流通过电路而两端电压为零。 (2)断路状态的特点：电源路端电压不为零而电流为零。 2．利用电流表、电压表判断电路故障的方法 常见故障 故障解读 原因分析 正常 无示数 “电流表示数正常”表明电流表所在电路为通路，“电压表无示数”表明无电流通过电压表 故障原因可能是： a．电压表损坏； b．电压表接触不良； c．与电压表并联的用电器短路 正常 无示数 “电压表有示数”表明电压表有电流通过，“电流表无示数”说明没有或几乎没有电流流过电流表 故障原因可能是： a．电流表短路； b．和电压表并联的用电器断路 均无示数 “两表均无示数”表明无电流通过两表 除了两表同时被短路外，可能是干路断路导致无电流 知识点精讲 知识点1 故障分析 如图所示的电路中，电源电压恒定不变。当闭合开关S时，灯L1、L2正常发光。由于电路出现故障，突然发现灯L1变亮，灯L2变暗，电流表的示数变大。不考虑温度变化对电阻的影响，根据上述现象判断发生的故障可能是（　　） A．R1断路 B．R2断路 C．R3短路 D．R4短路 【答案】D 【详解】若R1断路，则原来与之并联的L1两端电压变大，电路中总电阻变大，总电流变小，则L2并联这部分所分的电压变小，故L1变亮，L2变暗，电流表的示数变小，故A错误；若R2断路，则整个电路断路，则L1、L2均不亮，电流表无示数，故B错误；若R3短路，电路中的总电阻减小，总电流增大，L1部分电路分得的电压增大，L1消耗的功率增大，L1变亮，电流表以及L2所在的并联支路电压减小，则电流表读数减小，L2支路电流变大，可知L2变亮，电流表读数变小，故C错误；若R4短路，电路中的总电阻减小，总电流增大，L1部分电路分得的电压增大，L1消耗的功率增大，L1变亮，又因为R2两端电压变大，则L2及与之并联的支路电压均减小，则流过L2的电流减小，流过电流表的电流增大，则L2变暗，电流表的示数变大，故D正确；故选D。 点拨 根据电路故障现象分析，电流表示数‌变大‌，说明总电阻减小，电源电压不变时，总电流增大。这直接排除了任何“断路”类故障（如R1或R2断路）。 知识点2 电表分析故障 某同学按如图所示电路图连接元件，已知电源电压约为1.5V，闭合开关S后，发现A、B灯都不亮。该同学在断开开关S的情况下，先用多用电表的欧姆挡检查电路故障，检查结果如下表所示；之后该同学将开关闭合，又用多用电表的电压挡去检测电路故障，对于接不同位置时电压表示数，下列结果可能正确的是（　　） 测试点 b、f b、e b、d d、e 多用电表示数 无穷大 无穷大 500Ω 无穷大 A． B． C． D． 【答案】B 【详解】由表格数据可知两点断路，则用多用电表的电压挡去检测电路故障，对于接不同位置时电压表示数，则有，，，，故选B。 衍生变式训练变式1 故障分析 (2025·山东济宁市育才中学月考)在如图所示的电路中，开关S闭合后，由于电阻元件发生短路或断路故障，导致电压表和电流表的读数都增大，电压表和电流表均为理想电表，则可能出现了下列哪种故障(　　) A.R1短路 B.R2短路 C.R3短路 D.R1断路 变式2 故障分析 （2025·江苏盐城·三模）某实验小组先采用如图所示电路测量时，在较大范围内调节滑动变阻器阻值，发现电压表示数虽然有变化，但变化不明显，主要原因是（    ） A．滑动变阻器与电路接触处断路 B．电流表阻值太小 C．滑动变阻器的阻值太小 D．电池内阻太小 变式3 电表分析故障 某同学用如图所示的电路进行实验，两节串联的干电池总电动势为3V，内阻可忽略，两个小灯泡均标有“1.5V，0.5A”字样。闭合开关后两个小灯泡都不发光，检查各接线柱均接触良好。该同学拿来多用电表，使用其直流电压10V挡测量。将多用电表的一个表笔触接在接线柱a（电池的负极）上，把另一表笔分别与接线柱b、c、d、e、f接触，示数分别为0、0、0、3V、3V。由此可以确定（    ） A．与a接线柱触接的是红表笔 B．一定发生了断路故障 C．一定发生了短路故障 D．一定发生了断路故障 2、 闭合电路欧姆定律 出题点6：闭合电路欧姆定律 变式1 电源概念 BD 电源的作用是在电源内部非静电力把电子从正极搬运到负极，从而把其它形式的能转化为电能。故选BD。 点拨：电动势描述的是电源“转化电能的本领”，与电压有本质区别。 变式2 电动势概念 D 电动势等于外电路断开时两极间的电压，但如果有外电路，则其电压为路端电压，小于电源的电动势，故A错误；电动势E是由电源本身决定的，跟电源的体积无关，故B错误； 电压与电动势的单位相同，但物理意义不同，本质不同，是两个不同的物理量，故C错误； 电动势E是表征电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量，故D正确。故选D。 变式3 电源电动势 AD 根据闭合电路欧姆定律，有 A正确，B错误；路端电压为 C错误，D正确。 故选AD。 变式4 电源内阻 （1） （2） 【详解】 （1）通过灯泡L1的电流 （2）根据闭合电路的欧姆定律 解得 点拨：两个灯泡并联，总电流是单个灯泡电流的两倍，若只按一个灯泡电流计算，会导致内阻结果错误。 知识点7：路端电压与电流的关系图像 变式1 分析U—I图像 A 根据闭合电路欧姆定律可得 可知图像的纵轴截距等于电动势，则有 图像的斜率绝对值等于内阻，则有 短路电流为 故选A。 点拨：解题关键是理解U-I图线的物理意义:纵轴截距表示电动势 E，斜率的绝对值表示内阻r。 变式2 分析U—I图像 C 图象与轴的交点表示电源电动势，与轴的交点表示短路电流，有 故A错误； 根据闭合电路的欧姆定律得 可知 故内阻 故B错误，C正确； 根据闭合电路的欧姆定律可得 可知当两电源的工作电流变化量相同时，电源2的路端电压变化较大，故D错误。 故选C。 变式3 应用U—I图像 DEF 根据闭合电路欧姆定律可得 根据直线Ⅰ可知电源的电动势为 电源的内阻为 故A错误； B．根据直线Ⅱ可知电阻R的阻值为 故B错误； CDE．由交点坐标可知，工作电压为2V，工作电流为2A。根据公式，有 代入数据，可得 故C错误，DE正确。 F．电源的效率为 故F正确。 故选DEF。 变式4 应用U—I图像 A 根据 U=E-Ir 由题意及图可得，图线斜率表示内阻，内阻为 A正确； B．纵轴截距表示电源的电动势，则为 E=3V B错误； C．两图像的交点为电路的工作点，由图像可知I=2A，U=2V，则电源输出的功率为 C错误； D．由图知，工作点时小灯泡电阻为 D错误； 故选A。 变式5 应用U—I图像 AD 根据题意，由闭合回路欧姆定律有 结合图中数据解得 ， 由欧姆定律有 结合图中数据解得 ， AB．将接到电源两端时，由闭合回路欧姆定律可得，电路中电流为 电源输出功率为 将接到电源两端时，由闭合回路欧姆定律可得，电路中电流为 电源输出功率为 则有 故B错误，A正确； CD．将接到电源两端时，电源的效率为 将接到电源两端时，电源的效率为 则有 故C错误，D正确。 故选AD。 出题点8：功率极值问题 变式1 功率动态变化 C 由电路图可知，当滑动变阻滑片P向右移动时，滑动变阻器接入电路的阻值增大，电路总电阻变大，电源电动势不变，由闭合电路的欧姆定律可知，电路总电流I变小。 A．电源电动势E不变，电流I变小，电源总功率P=EI减小，故A错误； B．电源的效率 电源内阻r不变，滑动变阻器阻值R变大，则电源效率增大，故B错误； C．电源内阻r不变，电流I减小，电源内部损耗功率P热=I2r减小，故C正确； D．当滑动变阻器阻值与电源内阻相等时，电源输出功率最大，由于不知道最初滑动变阻器的最大阻值与电源内阻间的关系，因此无法判断电源输出功率如何变化，故D错误。 故选C。 点拨：由于题目未给出初始和最终阻值与内阻的关系，因此不能确定输出功率一定先增大后减小，只能说“可能”。 变式2 功率动态变化 AD 【详解】路端电压为 故路端电压变大，A正确； 由题意可知，外电路的总电阻由r变为4r，如图为电源输出功率随外电阻的变化曲线，可知，电源的输出功率逐渐变小，B错误； C．分析滑动变阻器消耗的功率时，把定值电阻R0看成电源内阻，故电源等效内阻为2r，等效外电阻由0变为3r的过程，参考B解析可知，滑动变阻器消耗的功率（等效电源的输出功率）先变大后变小，C错误; 当滑动变阻器的滑片P由b端a向端滑动时，其接入电阻变大，回路总电阻变大，干路电流变小，由 可知，定值电阻R0上消耗的功率变小，D正确。故选AD。 变式3功率极值计算 （1），（2），（3）， 【详解】（1）根据闭合电路的欧姆定律，有 代入数据得 路端电压 变式4 功率极值曲线 A 电源消耗的总功率公式为 PE=EI∝I 所以PE-I图线是直线，故A正确； 输出功率 PR=PE-Pr=EI-I2r 应为开口向下的曲线，故c表示输出功率的图线，故B错误； 当I=3A时 PR=0 说明外电路短路，根据 P=EI 可得电动势为 内阻为 故C错误； 输出功率 PR=PE-Pr=EI-I2r=3I-I2=-2（I-）2+ 当I=A时，输出功率最大且为 故D错误。故选A。 点拨：解答此类习题容易混淆三种功率的图线特征。总功率是直线，发热功率是开口向上的抛物线，输出功率是开口向下的抛物线。 知识点9电路动态分析 变式1 电表示数变化 C 当开关由断开到闭合时，外电路电阻减小，总电阻减小，总电流变大，即电流表A的读数变大，内阻上的电压变大，则路端电压减小，即伏特表V示数减小。故选C。 点拨：“外电阻减小，电流增大，路端电压下降”‌，符合闭合电路欧姆定律的动态分析规律。 变式2电表示数变化 D 当滑片由图示位置向b滑动一段距离，则外电路的总电阻增大，根据 可知电路的总电流变小，故电流表示数变小，即变小，故A错误； 由于电路总电流变小，根据 可知路端电压变大，即电压表的读数为U变大，而两端的电压为 因变小，可知变小，则两端的电压为 因U变大，变小，可知变大，则流过的电流变大，即变大，故B错误； 由电路图可知 当滑片由图示位置向b滑动一段距离，则外电路的总电阻增大，故变大，故C错误； 根据闭合电路的欧姆定律有 可得 可知保持不变，故D正确。故选D。 变式3滑动变阻器 D 滑片P向右移动，电阻变小，回路总电阻变小，根据，干路电流变大，电流表示数变大，A错误；根据，干路电流变大，路端电压变小，灯泡L两端电压变小，灯泡L电流变小，灯泡功率变小；而干路电路变大，所以R1支路电流变大，，R1消耗功率变大；R1两端电压变大，而路端电压变小，所以电压表示数变小，BC错误D正确。故选D。 变式4 小灯泡亮度的变化 D 当滑动变阻器的滑片向右滑动时，滑动变阻器电阻增大，回路中总电阻增大，干路电流减小，L1变暗，路端电压U=E-Ir可知路端电压增大，灯泡L1两端电压减小，所以灯泡L2两端电压增大，L2变亮，D对。 变式5 小灯泡亮度的变化 D 当滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动时，滑动变阻器接入电路阻值变小，电路总电阻变小，根据闭合电路欧姆定律可知，电路总电流增大，路端电压减小；则流过L2的电流变大，灯L2变亮；由于灯L2两端电压增大，则灯L1两端电压减小，通过灯L1的电流变小，灯L1变暗，电压表读数变小。故选D。 变式6 小灯泡亮度的变化 D 滑片向右滑，阻值变大，根据串反并同法判断，并联的C灯泡，电压电流变大，变亮；串联的A和灯泡B，电压电流变小，比原来变暗。故选D。 出题点10：含容电路分析 变式1 电容器稳态 C 电路稳定后，由于电源内阻不计，则整个回路可看成3R、2R的串联部分与R、4R的串联部分并联，若取电源负极为零电势点，则电容器上极板的电势为 电容器下极板的电势为 则电容两端的电压 则电容器上的电荷量为 故选C。 变式2 电容器动态 A 根据题意可知，S断开，电容器已经充电，此时，电容器两端电压等于电源电动势，将S闭合，电容器两端电压等于两端电压，小于电源的电动势，则电容器两极间电压将减小，由可知，电容器带电量将减少，故BC错误，A正确；由上述分析可知，电容器带电量将减少，电容器放电，则中有电流通过，故D错误。故选A。 点拨：不要误认为“电容器始终断路”就等于“永远无电流”。实际上，‌充放电过程中存在瞬时电流‌，只是不能通过恒定直流。 变式3 电容器动态 A 粒子原来处于平衡状态，重力和静电力平衡；电容器与电阻R、电阻R2相并联后与R1串联，滑片向上移动，电阻R变大，电路总电阻变大，电流变小，电容器两端电压为：U=E﹣I（r+R1），故电容器两端电压变大，带电量变大，电场力变大，粒子向上加速；电容器充电，故电流从b到a，故A正确，C错误；在将滑动变阻器滑片P向下移动的过程刚好与选项A相反，故B错误；在将S断开后，电容器通过电阻R2与R1放电，电量减为零，电流沿a至b，故D错误。故选A。 变式4 电容器动态 A 当滑动变阻器的滑片向右移动时，变阻器接入电路中电阻增大，外电阻增大，电路中电流减小，灯L变暗，故A正确；电容器的电压等于路端电压，可见其电压是增大的，则由Q=CU知，电容器C的电荷量将增大，故BC错误；电容器C的电荷量将增大，电容器充电，则有电流从左至右通过定值电阻R0。故D错误。故选A。 点拨：电路刚发生变化时（滑片右移瞬间），电容器电压从低向高变化 ， 电容器处于‌充电状态‌；充电时，电流从电源正极流向电容器正极板，经R₀流入电容器 → 电流方向为‌从左向右通过R₀‌，因此，不会有“从右至左”的电流。 变式5 电容器计算 （1） （2） 【详解】 （1）由电路图可得并联电路电阻为 根据闭合电路欧姆定律可得 电容器极板间电压为 电路稳定后电容器所带电荷量为 （2）电路稳定后断开，电容器放电，则通过电阻R1的电荷量为 变式6 电容器计算 （1）6V （2）4V （1）闭合开关S，当电路达到稳定后，电容器相当于开关断开，根据闭合电路欧姆定律得 电阻R2两端的电压满足 （2）闭合开关S时，电容器两端的电压即电阻R2两端的电压，为6V， 开关S断开后，电容器两端的电压等于电源的电动势，为 电容器两端的电压变化量为，极板所带电荷量的变化量为 知识点11：电路故障分析 变式1 故障分析 A 若电路正常，则电流表测量流过R1的支路电流，电压表测量R3两端的电压；若R1短路，则R2被短路，外电路只有电阻R3接在电源两端，电流表测量干路电流，电压表测量路端电压，两表示数均增大，故A正确；若R2短路，则R1被短路，电流表示数为零，故B错误；若R3短路，则电压表示数为零，故C错误；若R1断路，则电流表示数为零，故D错误。 变式2 故障分析 D 用如图所示电路测量时，在较大范围内调节滑动变阻器阻值，发现电压表示数虽然有变化，但变化不明显，说明滑动变阻器既不断路，也不短路，也不是电流表阻值太小的原因，是由于其阻值始终相对于电池内阻很大，即电池内阻太小。故选D。 变式3 电表分析故障 D 多用电表使用时，红表笔接触高电势点，黑表笔接触低电势点，选项A错误；若发生了断路故障，则当另一表笔接触c时，应有示数，若L2发生短路，则当另一表笔接触b、c、d时，应有示数，但实际分别与接线柱b、c、d接触，示数均为0，当接触e、f时，示数均为3V，则可知一定发生了断路故障，故BC错误，D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $