第45讲 闭合电路欧姆定律及应用(专项训练)(湖南专用)2027年高考物理一轮复习讲练测
2026-07-14
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 欧姆定律,闭合电路的欧姆定律 |
| 使用场景 | 高考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2027-2028 |
| 地区(省份) | 湖南省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.94 MB |
| 发布时间 | 2026-07-14 |
| 更新时间 | 2026-07-14 |
| 作者 | 红外线 |
| 品牌系列 | 上好课·一轮讲练测 |
| 审核时间 | 2026-07-14 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58802018.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
以闭合电路欧姆定律为核心,通过基础、重难、真题三级演练,系统覆盖动态分析、功率效率、U-I图像三大题型,结合实际情境培养科学思维与问题解决能力。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|模拟·基础演练|3题型15题|含动态分析(滑片移动)、功率计算(电阻箱调节)、U-I图像解读|从定律公式出发,推导电路动态变化规律,建立功率计算模型,通过图像实现定量分析|
|重难·创新演练|5题|结合智能手表(含容电路)、烟雾报警器(光敏电阻)等实际情境|拓展含容、非线性元件电路分析,强化科学探究与模型建构能力|
|真题·实战演练|4题|聚焦高考高频考点(电动势、内阻计算)|回归核心考点,通过真题验证方法迁移,提升应试中的科学论证能力|
内容正文:
第45讲 闭合电路欧姆定律及应用
目录
模拟·基础演练 1
题型01 闭合电路欧姆定律及电路动态分析 1
题型02 闭合电路的功率及效率问题 5
题型03 电源U-I图像的理解和应用 10
重难·创新演练 15
真题·实战演练 20
模拟·基础演练
考查重点:闭合电路欧姆定律、闭合电路的功率问题、动态分析问题、含容电路问题以及故障分析。
⏳题型01 闭合电路欧姆定律及电路动态分析
1.
(2026·湖南衡阳·模拟预测)如图所示,直流电路中电源电动势为E,内阻为r,、为定值电阻,为滑动变阻器,已知,电容器电容为C。现闭合,断开,下列说法正确的是( )
A.将滑片逐渐向左滑动,电压表示数U增大,电流表示数减小
B.将滑片逐渐向左滑动,电容器两端电势差保持不变
C.将滑片逐渐向左滑动,的功率一定减小
D.滑片置于中点,闭合,电容器两端电压减小
【答案】D
【详解】A.当闭合、断开并且电路稳定时,电容器支路无电流,外电路只有与串联。设滑动变阻器接入电路的电阻为,则总电流为
滑片逐渐向左滑动时,接入电路的减小,所以增大,而不是减小。电压表测的是路端电压,因此
随着减小,也减小,而不是增大,故A错误。
B.在断开且电路稳定时,电容器支路中无电流,因此上电压为零,电容器两端电压等于路端电压,即
当滑片向左滑动时,减小,所以也随之减小,不会保持不变,故B错误。
C.滑动变阻器的功率为
当 时,随增大而增大;当时,随增大而减小。因此,当滑片向左滑动、减小时,的功率不一定减小,故C错误。
D.设滑片置于中点时,接入电路的滑动变阻器电阻为。闭合重新稳定后,电容器两端电压等于两端的电压,闭合前,电容器电压等于路端电压,显然闭合后,电路重新稳定时电容器两端电压减小,故D正确。
故选D。
2.(2026·北京市·月考试卷)某同学在研究性学习活动中自制电子秤,原理示意图如图所示。用理想电压表的示数指示物体的质量,托盘与电阻可忽略的金属弹簧相连,托盘与弹簧的质量均不计,滑动变阻器的滑动端与弹簧上端连接。当托盘中没有放物体时,滑片恰好指在变阻器的最上端,此时电压表示数为。设变阻器总电阻为,总长度为,电源电动势为,内阻为,限流电阻阻值为,弹簧劲度系数为,不计一切摩擦和其他阻力。在测量范围内,下列说法不正确的是()
A.弹簧的形变量与被测物体质量成正比
B.电压表的示数与被测物体质量成正比
C.被测物体质量变大,电路中总电流变小
D.保持弹簧长度不变,改变弹簧的劲度系数,可以改变电子秤的测量范围
【答案】B
【解析】解:、当托盘中没有放物体时,电压表示数为零,当物体质量为时,设托盘下降,由平衡条件有,则弹簧的形变量与被测物体质量成正比,故A正确;
、根据闭合电路的欧姆定律得,根据电阻定律有,由欧姆定律得,联立可得电压表示数与所称物体质量的关系式为,可知电压表的示数与被测物体质量不成正比,改变弹簧劲度系数,可以改变电子秤的测量范围,故B错误,D正确;
C、由于金属弹簧的电阻可忽略,则当被测物体质量变大,连接弹簧的滑片向下移,回路中的总电阻增大,则电路中电流减小,故C正确。
本题选不正确的,故选:。
3.(2026·湖南·一模)在图示电路中,电源内阻不可忽略,、为定值电阻,为灵敏电流计,为理想电压表,平行板电容器两极板水平,开关闭合后,位于电容器两板间的带电油滴恰好静止,现将滑动变阻器的滑片向上移动,则以下说法正确的是()
A.中有从到的电流 B.示数变小
C.油滴向上运动 D.电源内阻消耗功率变大
【答案】C
【解析】
滑动变阻器的滑片向上移动,其连入电路中的电阻变大,外电阻总电阻变大,根据闭合电路欧姆定律干路电流减小。示数为,因为减小,其他量不变,则示数增大,所以电容器两极板间的电压增大,由电容定义式
电容器电荷量增加,即电容器要充电,由题意电容器上极板带正电,故G中有从到的电流,AB错误;
C.因开始时油滴恰好静止,由平衡条件,因为不变,增大,则场强变大,油滴受到的电场力变大,故油滴将向上运动,C正确;
D.电源内阻消耗功率,因为干路电流减小,即流过电源内阻的电流减小,而电源内阻不变,所以电源内阻消耗功率减小,D错误。
故选C。
4.(2026高三上·湖南·期中)如图所示,电源的电动势为E,内电阻为r,、和为定值电阻,为滑动变阻器,电表均为理想电表。闭合开关,、、I分别表示电压表、和电流表A的示数,当滑动变阻器的滑片向上移动时,下列说法正确的是( )
A.A示数增大,,示数均减小 B.变大,变小
C.变小,变小 D.
【答案】A
【详解】A.滑动变阻器滑片上移,滑动变阻器接入阻值减小,电路的总电阻减小,根据,当总电阻减小时,总电流增大,所以A示数增大;根据,当总电流增大时,路端电压减小,V1测量值为路端电压,故V1减小;
根据,当总电流增大时,减小,故V2示数减小,A正确;
B.由题意可知表示外电路总电阻,表示滑动变阻器的电阻,根据题意可知两者都减小,B错误;
CD.根据串并联电路电流电压分配可知,表示电源内电阻,表示除滑动变阻器以外的电阻,故、均不变,且,CD错误。
故选A。
5.(25-26高三上·山东德州·期末)如图所示的电路中,定值电阻、、、的阻值均为,电源电动势为E,内阻为r,R为滑动变阻器,电表均为理想电表。闭合开关,滑动变阻器的滑片从最右端向左端滑动的过程中,、分别表示电压表V2和电流表A示数的变化量,下列判断正确的是( )
A.电流表A示数减小,电压表V1示数减小
B.A、B两点间的并联部分电路消耗的功率先增大后减小
C.
D.电源的效率减小
【答案】C
【详解】A.滑动变阻器的滑片从最右端向左端滑动的过程中,回路总电阻增加,根据闭合电路欧姆定律,干路电流为
可知干路电流减小,电压表示数满足
可知电压表示数增加,定值电阻、上的电流增加,所在电路电流减小,故A错误;
B.A、B两点间的电路可看成先将、并联,并联结果为,再将该并联电阻与和并联,故A、B两点间的并联部分电路总电阻为
由于不知道滑动变阻器的电阻范围,故
并联部分消耗的功率满足
可知当时,并联部分消耗的功率最大,由并联部分电路总电阻的取值范围可知,滑动变阻器从最右端向左端滑动的过程中,随着的增加,其消耗的功率逐渐增大,故B错误;
C.根据闭合电路欧姆定律,电压表的示数满足
化简得
可知,故C正确;
D.电源的效率满足
滑动变阻器从最右端向左端滑动的过程中,随着的增加,电源的效率逐渐增大,故D错误。故选C。
⏳题型02 闭合电路的功率及效率问题
6.(25-26高三上·湖南娄底·期中)如图所示电路,定值电阻,调节电阻箱R的阻值,当时,R消耗的功率最大;调节电阻箱R的阻值,消耗的最大功率为5W,则下列说法正确的是( )
A.电源电动势为
B.电源内阻为
C.R消耗的最大功率为
D.电源输出的最大功率为
【答案】A
【详解】AB.由题意可知,当时,消耗的最大功率为
当时,R消耗的功率最大,即
联立可得电源电动势为,故A正确,B错误;
C.当时,R消耗的功率最大,即,故C错误;
D.当时,消耗的最大功率为电源输出的最大功率,即,故D错误。
故选A。
6.(2026·陕西榆林·模拟预测)对某品牌的直流蓄电池进行测试,测试过程中系统输出的图像如图所示,其中P为直流电源的输出功率,I为总电流,下列说法正确的是( )
A.该蓄电池的电动势为 B.该蓄电池的内阻为
C.该蓄电池输出的最大功率为 D.该蓄电池的短路电流为
【答案】C
【详解】AB.根据闭合电路欧姆定律,有
电源的输出功率联立并整理得
知图像的斜率为E,纵截距的绝对值为r,结合题中图像解得电动势,内阻,故AB错误;
C.当外电阻等于电源内电阻时,电源的输出功率最大,即,故C正确;
D.根据闭合电路欧姆定律,有,解得短路电流,故D错误。
故选C。
8.(2026·四川雅安·一模)截止2025年9月,我国新能源汽车累计销售突破4000万辆,产销量连续10年保持全球第一,为全球减碳目标作出中国贡献。某新能源汽车由电池向电动机M供电,模拟电路如图所示,电源电动势E=15V,内阻r=3Ω,定值电阻R0=1Ω,电动机的线圈电阻r'=1Ω。当电动机所牵引的负载运动状态不同时,理想电流表读数不同。下列判断正确的是( )
A.若电动机被卡住,电流表读数为3.75A
B.电流表读数为1.5A时,电动机输出功率最大
C.电流表读数为1.5A时,电源输出功率最大
D.当电动机输出功率最大时,其效率为50%
【答案】B
【详解】A.若电动机被卡住,电动机相当于一个纯电阻,根据闭合电路欧姆定律,电路中的电流为解得,A错误;
B.电动机的输出功率电动机消耗的电功率,电动机内电阻消耗的热功率
解得根据二次函数求极值的知识,当时,电动机的输出功率有最大值,B正确;
C.电源的输出功率,同理,当时,电源输出功率最大,C错误;
D.当电动机输出功率最大时,由B的分析可知,电路中的电流 I = 1.5A
此时,电动机的效率解得,D错误。故选B。
9.(25-26高三上·全国·模拟预测)某物理学习小组利用图甲所示的电路图进行一系列实验,电源的电动势,内阻为(未知),定值电阻,电压表和电流表均为理想电表。闭合开关,滑动变阻器的滑片从端滑至端的过程中,测出相应的电压表读数和电流表读数,作了三幅图:图乙为电压表读数随电流表读数的变化规律图,图丙为滑动变阻器的功率随滑动变阻器接入阻值的变化规律图,图丁为电源的效率随滑动变阻器接入阻值的变化规律图。导线电阻不计,则下列说法正确的是( )
A.电源的内阻为,滑动变阻器最大阻值为
B.图乙中点的横坐标为
C.图丙中点的坐标为(,)
D.图丙中点的横坐标为
【答案】D
【详解】A.由图乙可得,在滑动变阻器阻值最小(R=0)时,其电压为零,此时电流最大,可得
解得
电源的效率
由丁图可得
解得
故A错误;
B.图乙中当滑动变阻器电阻取最大时,对应、,由闭合电路欧姆定律可得
解得
故B错误;
C.当时,滑动变阻器的最大功率
故C错误;
D.由B选项可算得当滑动变阻器阻值取最大时,滑动变阻器消耗的功率
由图丙可得当滑动变阻器阻值取R1时所消耗的功率P等于阻值取最大时所消耗的功率P,当滑动变阻器阻值取R1时,解得故D正确。故选D。
10.(2026·广东省佛山市模拟.)交警使用的某型号酒精测试仪如图1所示,其工作原理如图2所示,传感器的电阻值R随酒精气体浓度的增大而减小,电源的电动势为E,内阻为r,电路中的电表均可视为理想电表。当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时,下列说法正确的是( )
A. 电压表的示数变大,电流表的示数变小
B. 酒精气体浓度越大,电源的效率越低
C. 酒精气体浓度越大,电源的输出功率越小
D. 电压表示数变化量的绝对值与电流表示数变化量的绝对值之比变小
【答案】B
【解析】当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时,酒精气体浓度的增大,则传感器的电阻值R减小,根据
可知电流表示数增大,根据
可知电压表示数减小,即电压表示数减小,电流表示数增大,A错误;电源的效率,当酒精气体浓度增大时,传感器的电阻值R减小,根据上式可知电源的效率降低,B正确;
电源的输出功率
作出该函数的图像如图所示
根据图像可知,由于与电源内阻之间的关系,因此当酒精气体浓度增大,传感器的电阻值R减小,减小,电源的输出功率有可能减小,有可能增大,也有可能先增大后减小,C错误;根据,可知
即电压表示数变化量的绝对值与电流表示数变化量的绝对值之比不变,D错误。
⏳题型03 电源U-I图像的理解和应用
11.(2026·湖南·二模)如图1所示,定值电阻,,为滑动变阻器,最大阻值为,电表均为理想电表。闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,电路稳定时读出电压表和电流表的示数,得到关系如图2所示。下列说法正确的是( )
A.将滑片P向下移动,则电压表示数变大
B.电源内阻
C.电源电动势
D.将滑片P由ab正中间位置滑动到b点过程中,电容器C充电
【答案】AB
【详解】A.根据电路分析可知,滑片下移,R3变大,则电压表测量的电阻变大,分得的电压变大,则电压表示数变大,A正确;
BC.由闭合电路的欧姆定律可得
结合电路图及关系图有,
解得,,B正确,C错误;
D.将滑片P由ab正中间位置滑动到b点过程中,R3变大,则总电阻变大,总电流减小,R1两端的电压减小,即电容器两极板间电压减小,则电容器C放电,D错误。
故选AB。
12.(2026·广东省中山市·其他类型)电源的路端电压与干路电流的关系如图甲所示。现将一只标识为“,”的小灯泡与电源组成如图乙所示的电路,下列说法正确的是()
A.只闭合,小灯泡的功率为
B.只闭合,小灯泡两端的电压小于
C.均断开时,电源的路端电压为零
D.每通过相同的电荷量,电源中非静电力的功比电源中的多
【答案】B
【解析】A.由图可知,两电源电动势均为,只闭合,与灯泡接通,则小灯泡两端电压小于,则灯泡的功率为小于,选项A错误;
B.只闭合,与灯泡接通,则小灯泡两端电压小于,选项B正确;
C.、均断开时,电源的路端电压等于电源电动势,为,选项C错误;
D.两电源电动势均相同,可知每通过相同的电荷量,电源中非静电力的功等于电源中的非静电力的功,选项D错误。
故选B。
13.(2026·广东省·月考试卷)如图甲所示的电路中定值电阻,电源电动势,。如图乙所示,曲线为灯泡的伏安特性曲线,直线为电源的路端电压与电流的关系图线,以下说法正确的是()
A.开关断开时电源的效率为
B.开关闭合后电源的总功率会变小
C.开关闭合后灯泡的亮度增强
D.开关断开时小灯泡消耗的功率为
【答案】D
【解析】开关断开时,题图乙交点数值为灯泡实际工作的电压和电流,,,实际功率,电源总功率,所以电源的效率为,故A错误,D正确;
B.闭合开关后,电路外电阻减小,,干路电流增大,电源的总功率增大,故B错误;
C.闭合开关后,干路电流增大,增大,路端电压减小,灯泡亮度减弱,故C错误。
故选D。
14.(2026·江苏省苏州市·月考试卷)太阳能电池在空间探测器上广泛应用.某太阳能电池在特定光照强度下工作电流随路端电压变化的图线如图中曲线,输出功率随路端电压的变化图线如图中曲线图中给出了该电池断路电压和短路电流当路端电压为时,工作电流为,且恰达到最大输出功率,则此时电池的内阻为()
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】电源断路的电压等于电动势,当路端电压为时,工作电流为,且恰达到最大输出功率,
根据能量守恒电源总功率,
整理得内阻为。
故C正确,ABD错误。
15.(多选)(2026·北京市市辖区·月考试卷)有甲、乙两个电源,其路端电压与通过电源的电流的关系图像如图所示。将一个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
【答案】AD
【解析】解:由图可知,,,,根据闭合电路欧姆定律,接电源甲时干路电流为,因此路端电压为
接电源乙时干路电流为,因此路端电压为,可见,接电源乙时,路端电压较大,故A正确;
B.接电源甲时,电路的总功率为,接电源乙时,电路的总功率为,可见,接电源甲时,电路的总功率较小,故B错误;
C.接电源甲时,定值电阻消耗的功率为,接电源乙时,定值电阻消耗的功率为,可见,接电源甲时,定值电阻消耗的功率较小,故C错误;
D.接电源甲时,电源的效率为,接电源乙时,电源的效率为,可见,接电源乙时,电源的效率较高,故D正确。
故选:。
重难·创新演练
设题创新:结合测量血压的智能手表考查含容电路问题(T21);结合含二极管的含容电路考查含容电路问题(T22);结合新烟雾报警器考查动态分析问题(T22)。
1.(2026·广东·一模)(多选)图甲为一款可以测量血压的智能手表,其内部电路如图乙。E为电源,R为定值电阻,C为平行板电容器,为阻值可变的传感器,测量收缩压时,阻值变小;测量舒张压时,阻值变大。则开关闭合,由测量收缩压转为测量舒张压时( )
A.a极板带负电 B.a极板带正电 C.C的带电量变小 D. C的带电量变大
【答案】AD
【详解】AB.下极板b接在电源正极一侧,可知a极板带负电,故A正确,B错误;
CD.测量舒张压时,阻值变大,可知分压变大,平行板电容器两端电压为电压,根据可知C的带电量变大,故C错误,D正确。
故选AD。
2.(25-26高三下·重庆九龙坡·开学考试)(多选)如图所示电路,电源内阻为r,两相同灯泡、电阻均为R,D为理想二极管(具有单向导电性),电表均为理想电表。闭合S后,一带电油滴恰好在平行板电容器中央静止不动。现把滑动变阻器滑片向上滑动,电压表、示数变化量绝对值分别为、,电流表示数变化量绝对值为,则下列说法中错误的是( )
A.两灯泡逐渐变亮 B.油滴将向下运动 C. D.
【答案】BC
【详解】A.滑片向上滑动,滑动变阻器接入电路的阻值减小,总电阻减小,回路中电流变大,两灯泡变亮,故A正确,不满足题意要求;
B.总电流增大,故内电压增大,所以外电压减小,即的示数减小,而两端的电压变大,所以与滑动变阻器两端的电压之和减小,所以的示数及电容器板间电压变小,应放电,但二极管的单向导电性使电荷不能放出,Q不变,由
可知E不变,油滴静止不动,故B错误,满足题意要求;
CD.根据闭合电路欧姆定律可得可得
根据闭合电路欧姆定律可得可得则有,故C错误,满足题意要求;D正确,不满足题意要求。故选BC。
3.(2026·河南南阳·模拟预测)(多选)烟雾报警器(如图甲所示)是利用光敏电阻的阻值随光照强度的变化而变化(随光照强度的增大而减小,反之则增大)的特点制作而成的。如图乙为某烟雾报警器的内部等效电路图,开关S闭合的状态下,当有烟雾进入报警器后,照射到光敏电阻R上的光照强度就会减小,当电流达到设定值时报警器就会报警。下列说法正确的是( )
A.当发生火灾时,测试电压表示数会减小
B.当发生火灾时,电流表示数会减小
C.若减小定值电阻的阻值,则会提高报警器的灵敏度
D.当激光发生器发生故障无激光产生时,报警器也会报警
【答案】BD
【详解】AB.发生火灾(有烟雾)时,光照强度减小,R增大,总电阻增大,根据可知,总电流减小;根据可知R两端电压(电压表示数)增大,故A错误,B正确;
C.设电流减小到设定值时触发报警,此时满足整理得报警时若减小,报警所需的更大,对应烟雾浓度更高,即更低浓度的烟雾无法触发报警,灵敏度降低,故C错误;
D.根据题意电流到达设定值时触发报警,激光发生器无激光时,光照强度较小,R阻值较大,总电流也可能报警设定值,因此报警器会触发报警,故D正确。
故选BD。
4.(2026·安徽·模拟预测)信息化时代,智能手机的普遍使用给生活带来方便,智能手机具有自动调节屏幕亮度的功能,光照强度变大时屏幕变亮,反之变暗。如图所示,电路元件、中一个为定值电阻,另一个为光敏电阻(其有“阻值随光照强度的减小而增大”这一特性)。该电路可实现“有光照射光敏电阻时小灯泡变亮,反之变暗”这一功能,若图中灯泡电阻不变,则关于该电路的说法正确的是( )
A.光敏电阻应为
B.光照增强时电源的输出功率变大
C.光照增强时电源的路端电压变小
D.光照增强时和小灯泡的总功率变小
【答案】AC
【详解】AC.若是光敏电阻,则照射的光照强度增大时,阻值减小,则电路总电阻减小,总电流增大,电源内电压升高,路端电压减小,两端电压减小,流过的电流减小,流过和小灯泡的电流增大,小灯泡的实际功率变大,小灯泡变亮,因此光敏电阻应为,故AC均正确;
BD.由于、、三者的电阻大小关系未知,故BD均无法判断。
故选AC。
5.(2026·湖南·模拟预测)在如图甲所示的电路中,定值电阻、,电容器的电容,电源路端电压U随总电流I的变化关系如图乙所示。现闭合开关S,则电路稳定后( )
A.电源的内阻为
B.电源的效率为75%
C.电容器所带电荷量为
D.若增大电容器两极板间的距离,电容器内部的场强不变
【答案】C
【详解】A.由乙图可知
故A错误;
B.电源的效率为
故B错误;
C.电容器极板间电压为
电容器所带电荷量为
故C正确;
D.根据
可知若增大电容器两极板间的距离,电容器内部的场强变小。故D错误。
故选C。
真题·实战演练
高频考点:闭合电路欧姆定律,以及闭合电路的功率问题。
1.(2026·湖南·高考真题)如图,电阻的阻值为,电流表为理想电表,两个电池组完全相同。若将、端分别接入、端,电流表示数为;若将、端分别接入、端,电流表示数为。则单个电池组的电动势和内阻分别为( )
A., B., C., D.,
【答案】A
【详解】设单个电池组的电动势为,内阻为,根据闭合电路欧姆定律分两种情况列方程求解:
a、b接d、e时:只有单个电池接入电路,根据闭合电路欧姆定律:
a、c接d、e时:两个电池串联,总电动势为,总内阻为,同理得:
联立解得:,故选A。
2.(2025·浙江·高考真题)如图甲所示,有一根长、两端固定紧绷的金属丝,通过导线连接示波器。在金属丝中点处放置一蹄形磁铁,在中点附近范围内产生、方向垂直金属丝的匀强磁场(其他区域磁场忽略不计)。现用一激振器使金属丝发生垂直于磁场方向的上下振动,稳定后形成如图乙所示的不同时刻的波形,其中最大振幅。若振动频率为f,则振动最大速度。已知金属丝接入电路的电阻,示波器显示输入信号的频率为。下列说法正确的是( )
A.金属丝上波的传播速度为
B.金属丝产生的感应电动势最大值约为
C.若将示波器换成可变电阻,则金属丝的最大输出功率约为
D.若让激振器产生沿金属丝方向的振动,其他条件不变,则金属丝中点的振幅为零
【答案】C
【详解】A.先由图可判断金属丝振动形成三节(如图乙所示共有三个波腹),则波长为
又振动频率为f = 150Hz,可得波速为,故A错误;
B.金属丝在中点附近的匀强磁场中振动,其振动最大速度为
其中A = 0.5cm = 0.005m,f =150 Hz,计算得
中点切割的有效长度为
则中点处感应电动势最大值为,故B错误;
C.金属丝在中点附近的匀强磁场中振动,产生的是正弦式交流电,电动势的有效值为,若用最大感应电动势接外电阻,则金属丝本身内阻r = 0.5 Ω,正弦交流源在内阻r和外阻R串联时,当R = r=0.5 Ω时可得最大输出功率为,故C正确;
D.若改为沿金属丝方向振动形成纵波,两端固定则端点处必为纵波的振动节(位移为零处),其基频振型中点恰为振幅最大处(波腹),并非振幅为零,故D错误。
故选C。
3.(2023·海南·高考真题)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.
【答案】C
【详解】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。
4.(2022·北京·高考真题)某同学利用压力传感器设计水库水位预警系统。如图所示,电路中的和,其中一个是定值电阻,另一个是压力传感器(可等效为可变电阻)。水位越高,对压力传感器的压力越大,压力传感器的电阻值越小。当a、b两端的电压大于时,控制开关自动开启低水位预警;当a、b两端的电压小于(、为定值)时,控制开关自动开启高水位预警。下列说法正确的是( )
A.
B.为压力传感器
C.若定值电阻的阻值越大,开启高水位预警时的水位越低
D.若定值电阻的阻值越大,开启低水位预警时的水位越高
【答案】C
【详解】AB.题意可知水位越高,对压力传感器的压力越大,压力传感器的电阻值越小。控制开关自动开启低水位预警,此时水位较低,压力传感器的电阻值较大,由于a、b两端此时的电压大于,根据串联电路电压分部特点可知,为压力传感器,故高水位时压力传感器的电阻值越小,压力传感器两端电压变小, ,AB错误;
CD.根据闭合电路欧姆定律可知,a、b两端的电压为
若定值电阻的阻值越大,当开启低水位预警时a、b两端的电压大于时,压力传感器阻值需要越大,则水位越低;当a、b两端的电压小于时开启高水位预警时,压压力传感器阻值需要越大,则水位越低。C正确,D错误。
故选C。
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第45讲闭合电路欧姆定律及应用(专项训练)
区题型01闭合电路欧姆定律及电路动态分析
1.【答案】D
2.【答案】B
3.【答案】C
4.【答案】A
5.【答案】C
区题型02闭合电路的功率及效率问题
6.【答案】A
7.【答案】C
8.【答案】B
9.【答案】D
10.【答案】B
☒题型03电源U-1图像的理解和应用
11.【答案】AB
12.【答案】B
13.【答案】D
14.【答案】C
15.【答案】AD
重难·创新演练
1.【答案】AD
2.【答案】BC
3.【答案】BD
4.【答案】AC
5.【答案】C
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真题实战演练
1.【答案】A
2.【答案】C
3.【答案】C
4.【答案】C
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第45讲 闭合电路欧姆定律及应用
目录
模拟·基础演练 1
题型01 闭合电路欧姆定律及电路动态分析 1
题型02 闭合电路的功率及效率问题 5
题型03 电源U-I图像的理解和应用 10
重难·创新演练 15
真题·实战演练 20
模拟·基础演练
考查重点:闭合电路欧姆定律、闭合电路的功率问题、动态分析问题、含容电路问题以及故障分析。
⏳题型01 闭合电路欧姆定律及电路动态分析
1.
(2026·湖南衡阳·模拟预测)如图所示,直流电路中电源电动势为E,内阻为r,、为定值电阻,为滑动变阻器,已知,电容器电容为C。现闭合,断开,下列说法正确的是( )
A.将滑片逐渐向左滑动,电压表示数U增大,电流表示数减小
B.将滑片逐渐向左滑动,电容器两端电势差保持不变
C.将滑片逐渐向左滑动,的功率一定减小
D.滑片置于中点,闭合,电容器两端电压减小
2.(2026·北京市·月考试卷)某同学在研究性学习活动中自制电子秤,原理示意图如图所示。用理想电压表的示数指示物体的质量,托盘与电阻可忽略的金属弹簧相连,托盘与弹簧的质量均不计,滑动变阻器的滑动端与弹簧上端连接。当托盘中没有放物体时,滑片恰好指在变阻器的最上端,此时电压表示数为。设变阻器总电阻为,总长度为,电源电动势为,内阻为,限流电阻阻值为,弹簧劲度系数为,不计一切摩擦和其他阻力。在测量范围内,下列说法不正确的是()
A.弹簧的形变量与被测物体质量成正比
B.电压表的示数与被测物体质量成正比
C.被测物体质量变大,电路中总电流变小
D.保持弹簧长度不变,改变弹簧的劲度系数,可以改变电子秤的测量范围
3.(2026·湖南·一模)在图示电路中,电源内阻不可忽略,、为定值电阻,为灵敏电流计,为理想电压表,平行板电容器两极板水平,开关闭合后,位于电容器两板间的带电油滴恰好静止,现将滑动变阻器的滑片向上移动,则以下说法正确的是()
A.中有从到的电流 B.示数变小
C.油滴向上运动 D.电源内阻消耗功率变大
4.(2026高三上·湖南·期中)如图所示,电源的电动势为E,内电阻为r,、和为定值电阻,为滑动变阻器,电表均为理想电表。闭合开关,、、I分别表示电压表、和电流表A的示数,当滑动变阻器的滑片向上移动时,下列说法正确的是( )
A.A示数增大,,示数均减小 B.变大,变小
C.变小,变小 D.
5.(25-26高三上·山东德州·期末)如图所示的电路中,定值电阻、、、的阻值均为,电源电动势为E,内阻为r,R为滑动变阻器,电表均为理想电表。闭合开关,滑动变阻器的滑片从最右端向左端滑动的过程中,、分别表示电压表V2和电流表A示数的变化量,下列判断正确的是( )
A.电流表A示数减小,电压表V1示数减小
B.A、B两点间的并联部分电路消耗的功率先增大后减小
C.
D.电源的效率减小
⏳题型02 闭合电路的功率及效率问题
6.(25-26高三上·湖南娄底·期中)如图所示电路,定值电阻,调节电阻箱R的阻值,当时,R消耗的功率最大;调节电阻箱R的阻值,消耗的最大功率为5W,则下列说法正确的是( )
A.电源电动势为
B.电源内阻为
C.R消耗的最大功率为
D.电源输出的最大功率为
6.(2026·陕西榆林·模拟预测)对某品牌的直流蓄电池进行测试,测试过程中系统输出的图像如图所示,其中P为直流电源的输出功率,I为总电流,下列说法正确的是( )
A.该蓄电池的电动势为 B.该蓄电池的内阻为
C.该蓄电池输出的最大功率为 D.该蓄电池的短路电流为
8.(2026·四川雅安·一模)截止2025年9月,我国新能源汽车累计销售突破4000万辆,产销量连续10年保持全球第一,为全球减碳目标作出中国贡献。某新能源汽车由电池向电动机M供电,模拟电路如图所示,电源电动势E=15V,内阻r=3Ω,定值电阻R0=1Ω,电动机的线圈电阻r'=1Ω。当电动机所牵引的负载运动状态不同时,理想电流表读数不同。下列判断正确的是( )
A.若电动机被卡住,电流表读数为3.75A
B.电流表读数为1.5A时,电动机输出功率最大
C.电流表读数为1.5A时,电源输出功率最大
D.当电动机输出功率最大时,其效率为50%
9.(25-26高三上·全国·模拟预测)某物理学习小组利用图甲所示的电路图进行一系列实验,电源的电动势,内阻为(未知),定值电阻,电压表和电流表均为理想电表。闭合开关,滑动变阻器的滑片从端滑至端的过程中,测出相应的电压表读数和电流表读数,作了三幅图:图乙为电压表读数随电流表读数的变化规律图,图丙为滑动变阻器的功率随滑动变阻器接入阻值的变化规律图,图丁为电源的效率随滑动变阻器接入阻值的变化规律图。导线电阻不计,则下列说法正确的是( )
A.电源的内阻为,滑动变阻器最大阻值为
B.图乙中点的横坐标为
C.图丙中点的坐标为(,)
D.图丙中点的横坐标为
10.(2026·广东省佛山市模拟.)交警使用的某型号酒精测试仪如图1所示,其工作原理如图2所示,传感器的电阻值R随酒精气体浓度的增大而减小,电源的电动势为E,内阻为r,电路中的电表均可视为理想电表。当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时,下列说法正确的是( )
A. 电压表的示数变大,电流表的示数变小
B. 酒精气体浓度越大,电源的效率越低
C. 酒精气体浓度越大,电源的输出功率越小
D. 电压表示数变化量的绝对值与电流表示数变化量的绝对值之比变小
⏳题型03 电源U-I图像的理解和应用
11.(2026·湖南·二模)如图1所示,定值电阻,,为滑动变阻器,最大阻值为,电表均为理想电表。闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,电路稳定时读出电压表和电流表的示数,得到关系如图2所示。下列说法正确的是( )
A.将滑片P向下移动,则电压表示数变大
B.电源内阻
C.电源电动势
D.将滑片P由ab正中间位置滑动到b点过程中,电容器C充电
12.(2026·广东省中山市·其他类型)电源的路端电压与干路电流的关系如图甲所示。现将一只标识为“,”的小灯泡与电源组成如图乙所示的电路,下列说法正确的是()
A.只闭合,小灯泡的功率为
B.只闭合,小灯泡两端的电压小于
C.均断开时,电源的路端电压为零
D.每通过相同的电荷量,电源中非静电力的功比电源中的多。
13.(2026·广东省·月考试卷)如图甲所示的电路中定值电阻,电源电动势,。如图乙所示,曲线为灯泡的伏安特性曲线,直线为电源的路端电压与电流的关系图线,以下说法正确的是()
A.开关断开时电源的效率为
B.开关闭合后电源的总功率会变小
C.开关闭合后灯泡的亮度增强
D.开关断开时小灯泡消耗的功率为
14.(2026·江苏省苏州市·月考试卷)太阳能电池在空间探测器上广泛应用.某太阳能电池在特定光照强度下工作电流随路端电压变化的图线如图中曲线,输出功率随路端电压的变化图线如图中曲线图中给出了该电池断路电压和短路电流当路端电压为时,工作电流为,且恰达到最大输出功率,则此时电池的内阻为()
A. B. C. D.
15.(多选)(2026·北京市市辖区·月考试卷)有甲、乙两个电源,其路端电压与通过电源的电流的关系图像如图所示。将一个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
重难·创新演练
设题创新:结合测量血压的智能手表考查含容电路问题(T21);结合含二极管的含容电路考查含容电路问题(T22);结合新烟雾报警器考查动态分析问题(T22)。
1.(2026·广东·一模)(多选)图甲为一款可以测量血压的智能手表,其内部电路如图乙。E为电源,R为定值电阻,C为平行板电容器,为阻值可变的传感器,测量收缩压时,阻值变小;测量舒张压时,阻值变大。则开关闭合,由测量收缩压转为测量舒张压时( )
A.a极板带负电 B.a极板带正电 C.C的带电量变小 D. C的带电量变大
2.(25-26高三下·重庆九龙坡·开学考试)(多选)如图所示电路,电源内阻为r,两相同灯泡、电阻均为R,D为理想二极管(具有单向导电性),电表均为理想电表。闭合S后,一带电油滴恰好在平行板电容器中央静止不动。现把滑动变阻器滑片向上滑动,电压表、示数变化量绝对值分别为、,电流表示数变化量绝对值为,则下列说法中错误的是( )
A.两灯泡逐渐变亮 B.油滴将向下运动 C. D.
3.(2026·河南南阳·模拟预测)(多选)烟雾报警器(如图甲所示)是利用光敏电阻的阻值随光照强度的变化而变化(随光照强度的增大而减小,反之则增大)的特点制作而成的。如图乙为某烟雾报警器的内部等效电路图,开关S闭合的状态下,当有烟雾进入报警器后,照射到光敏电阻R上的光照强度就会减小,当电流达到设定值时报警器就会报警。下列说法正确的是( )
A.当发生火灾时,测试电压表示数会减小
B.当发生火灾时,电流表示数会减小
C.若减小定值电阻的阻值,则会提高报警器的灵敏度
D.当激光发生器发生故障无激光产生时,报警器也会报警
4.(2026·安徽·模拟预测)信息化时代,智能手机的普遍使用给生活带来方便,智能手机具有自动调节屏幕亮度的功能,光照强度变大时屏幕变亮,反之变暗。如图所示,电路元件、中一个为定值电阻,另一个为光敏电阻(其有“阻值随光照强度的减小而增大”这一特性)。该电路可实现“有光照射光敏电阻时小灯泡变亮,反之变暗”这一功能,若图中灯泡电阻不变,则关于该电路的说法正确的是( )
A.光敏电阻应为
B.光照增强时电源的输出功率变大
C.光照增强时电源的路端电压变小
D.光照增强时和小灯泡的总功率变小
5.(2026·湖南·模拟预测)在如图甲所示的电路中,定值电阻、,电容器的电容,电源路端电压U随总电流I的变化关系如图乙所示。现闭合开关S,则电路稳定后( )
A.电源的内阻为
B.电源的效率为75%
C.电容器所带电荷量为
D.若增大电容器两极板间的距离,电容器内部的场强不变
真题·实战演练
高频考点:闭合电路欧姆定律,以及闭合电路的功率问题。
1.(2026·湖南·高考真题)如图,电阻的阻值为,电流表为理想电表,两个电池组完全相同。若将、端分别接入、端,电流表示数为;若将、端分别接入、端,电流表示数为。则单个电池组的电动势和内阻分别为( )
A., B., C., D.,
2.(2025·浙江·高考真题)如图甲所示,有一根长、两端固定紧绷的金属丝,通过导线连接示波器。在金属丝中点处放置一蹄形磁铁,在中点附近范围内产生、方向垂直金属丝的匀强磁场(其他区域磁场忽略不计)。现用一激振器使金属丝发生垂直于磁场方向的上下振动,稳定后形成如图乙所示的不同时刻的波形,其中最大振幅。若振动频率为f,则振动最大速度。已知金属丝接入电路的电阻,示波器显示输入信号的频率为。下列说法正确的是( )
A.金属丝上波的传播速度为
B.金属丝产生的感应电动势最大值约为
C.若将示波器换成可变电阻,则金属丝的最大输出功率约为
D.若让激振器产生沿金属丝方向的振动,其他条件不变,则金属丝中点的振幅为零
3.(2023·海南·高考真题)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.
4.(2022·北京·高考真题)某同学利用压力传感器设计水库水位预警系统。如图所示,电路中的和,其中一个是定值电阻,另一个是压力传感器(可等效为可变电阻)。水位越高,对压力传感器的压力越大,压力传感器的电阻值越小。当a、b两端的电压大于时,控制开关自动开启低水位预警;当a、b两端的电压小于(、为定值)时,控制开关自动开启高水位预警。下列说法正确的是( )
A.
B.为压力传感器
C.若定值电阻的阻值越大,开启高水位预警时的水位越低
D.若定值电阻的阻值越大,开启低水位预警时的水位越高
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