第9章 第2课时 闭合电路欧姆定律(教用Word)-【精微方案】2027年高考一轮总复习讲义·物理

该高中物理讲义聚焦闭合电路欧姆定律高考核心考点，涵盖电动势物理意义、定律应用、动态电路分析、功率效率及含容电路等内容，按“电源概念—定律规律—应用拓展”逻辑架构知识体系，通过考点梳理、方法指导（如程序法、串反并同法）、真题讲解（2026年模拟题）等环节，帮助学生构建电路问题分析框架。 讲义突出科学思维与科学探究培养，采用极限法分析滑动变阻器动态变化，设计电路故障检测、含容电路充放电等探究活动，设置基础判断、典例精讲、拓展应用分层练习，配合即时反馈，助力学生高效突破难点，为教师把控复习节奏、提升学生应考能力提供系统指导。

第2课时　闭合电路欧姆定律 [复习目标] 1．了解电动势的物理意义，理解闭合电路的欧姆定律。　2.熟练应用闭合电路的欧姆定律分析电路的动态变化。　3.能够分析闭合电路的功率问题。　4.会分析含容电路问题。 一、电源的电动势和内阻 1．电动势 (1)定义：电动势在数值上等于非静电力把1 C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。 (2)定义式：E＝。 (3)物理意义：反映了电源把其他形式的能转化为电能的本领大小。 2．内阻：电源内部导体的电阻。 二、闭合电路的欧姆定律 1．内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比。 2．公式：I＝(只适用于纯电阻电路)。 3．其他表达形式 (1)电势降落表达式：E＝U外＋U内或E＝U外＋Ir。 (2)功率表达式：IE＝IU＋I2r。 三、路端电压U与电流I的关系 1．关系式：U＝E－Ir。(适用于任何电路) 2．测量：电压表接在电源两极间测得的电压U是指路端电压。 3．U－I图像 (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。 1．(1)电动势就是电源两极间的电压。(　　) (2)非静电力做的功越多，电动势就越大。(　　) (3)闭合电路中外电阻越大，路端电压越大。(　　) 提示：(1)×　(2)×　(3)√ 四、闭合电路中的功率和效率 1．电源的总功率 (1)任意电路：P总＝IE＝IU外＋IU内＝P出＋P内。 (2)纯电阻电路：P总＝I2(R＋r)＝。 2．电源内部消耗的功率 P内＝I2r＝IU内＝P总－P出。 3．电源的输出功率 (1)任意电路：P出＝IU＝IE－I2r＝P总－P内。 (2)纯电阻电路：P出＝I2R＝＝。 (3)纯电阻电路中输出功率随R的变化关系 ①当R＝r时，电源的输出功率最大，Pm＝。 ②当R＞r时，随着R的增大输出功率越来越小。 ③当R＜r时，随着R的增大输出功率越来越大。 4．电源的效率 (1)任意电路：η＝×100%＝×100%。 (2)纯电阻电路中η＝×100%＝×100%。 2．(1)外电阻越大，电源的输出功率越大。(　　) (2)电源的输出功率越大，电源的效率越高。(　　) (3)电源内部发热功率越大，输出功率越小。(　　) 提示：(1)×　(2)×　(3)× 考点一　闭合电路欧姆定律及应用 1．基本思路 “先总后分”——先判断总电阻和总电流如何变化。 “先干后支”——先分析干路部分，再分析支路部分。 “先定后变”——先分析定值电阻所在支路，再分析阻值变化的支路。 2．分析方法 (1)程序法：基本思路是“部分→整体→部分”，即 (2)极限法：因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题，可将滑动变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论。 (3)串反并同法：“串反”是指某一电阻增大(或减小)时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小(或增大)；“并同”是指某一电阻增大(或减小)时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大(或减小)。 (2026·北京朝阳区期末)如图1所示的电路中，R1为滑动变阻器，R2为定值电阻，电流表、电压表均为理想电表。改变滑动变阻器R1的滑片位置，两电压表的示数随电流变化的图线a、b分别画在图2所示的坐标系中。下列选项正确的是(　　) A.滑片向右滑动，V1示数变大 B.图线a对应电压表V1 C.定值电阻为4 Ω D.电源内阻为2 Ω [解析]　滑片向右滑动，则R1阻值变大，总电阻变大，总电流减小，则内阻上电压减小，路端电压变大，即V1示数变大，A正确；电压表V1测量路端电压，则图线b对应电压表V1，图线a对应电压表V2，B错误；由图线a可得定值电阻R2＝＝ Ω＝2 Ω，C错误；由图线b可得电源内阻r＝＝ Ω＝4 Ω，D错误。 [答案]　A (2026·安徽淮北市、淮南市质检)如图所示电路中电源电动势为E、内阻为r，定值电阻阻值为R0，且R0＞r，R1为光敏电阻，其电阻随光照强度增大而减小，R2、R3为滑动变阻器。开关S闭合时，平行板电容器极板间有一带电微粒恰好处于静止状态。下列说法正确的是(　　) A.增大对R1的光照强度，稳定后电源的输出功率减小 B.逐渐增大电容器极板间距离，R3中有向下的电流流过 C.将R2的滑片P1向下端移动，稳定后电压表读数变小 D.将R3滑片P2向上端移动过程中，带电微粒向下运动 [解析]　电路的外电阻R外＝R0＋R1＋R2，电源的输出功率P＝()2 R外＝，由于R0＞r，则有R外＞r，增大对R1的光照强度，R1电阻减小，R外减小，根据数学规律可知，增大对R1的光照强度，稳定后电源的输出功率增大，故A错误；根据C＝，C＝，逐渐增大电容器极板间距离，电容减小，极板所带电荷量减小，电容器放电，因下极板带正电，R3中有向下的电流流过，故B正确；将R2的滑片P1向下端移动，R2接入电阻不变，外电阻不变，干路电流不变，根据U＝E－Ir可知，稳定后电压表读数不变，故C错误；将R3的滑片P2向上端移动过程中，电容器两端电压不变，极板之间电场强度不变，微粒所受电场力不变，则微粒仍然处于静止状态，故D错误。 [答案]　B 1．当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时，电路的总电阻一定增大(或减小)。 2．若开关的通、断使串联的用电器增多，则电路的总电阻增大；若开关的通、断使并联的支路增多，则电路的总电阻减小。 3. 在如图所示分压电路中，滑动变阻器可视为由两段电阻构成，其中一段R并与用电器并联，另一段R串与并联部分串联。A、B两端的总电阻与R串的变化趋势一致。 拓展点 电路故障问题的分析 1．故障特点 (1)断路特点：表现为路端电压不为零而电流为零。 (2)短路特点：用电器或电阻发生短路，表现为有电流通过电路但用电器或电阻两端电压为零。 2．检查方法 (1)电压表检测：如果电压表示数为零，则说明可能在并联路段之外有断路，或并联路段短路。 (2)电流表检测：当电路中接有电源时，可用电流表测量各部分电路上的电流，通过对电流值的分析，确定故障的位置。在运用电流表检测时，一定注意其量程。 (3)电阻表检测：当测量值很大时，表示该处断路；当测量值很小或为零时，表示该处短路。在运用电阻表检测时，被检测元件应从电路中拆下来。 (4)假设法：将整个电路划分为若干部分，然后逐一假设某部分电路发生某种故障，运用闭合电路欧姆定律或部分电路的欧姆定律进行推理。 (2026·北京通州区期末)如图所示，电源电动势为12 V，当开关接通时，灯泡L1和L2都不亮，用电压表测得各部分电压Uad＝0，Ucd＝12 V，由此可以判断(　　) A．可能是L1和L2的灯丝都断了 B．可能是L2灯丝断了 C．可能是L1灯丝断了 D．可能是变阻器R断路 [解析]　当开关接通时，串联电路中两灯均不发光，则可能是某处断路，电路中无电流，完好部分的电压为0，则电压表测得断路位置两端的电压等于电源电压，由题Ucd＝12 V，说明从a到d的电路和从b到c的电路是连接良好的，故L1的灯丝和滑动变阻器都良好，L2的灯丝烧断了，故B正确，A、C、D错误。 [答案]　B 考点二　闭合电路的功率和效率 1．纯电阻电路中电源的最大输出功率 P出＝UI＝I2R＝R＝＝。当R＝r时，电源的输出功率最大为Pm＝。 2．提高纯电阻电路效率的方法 η＝×100%＝×100%＝×100%，R越大，η越高。 (多选)(2026·广东深圳中学一模)如图所示，滑动变阻器R1的滑片从图示位置移动到最左端的过程中，下列描述正确的有(　　) A．R1的电流一直增大 B．R1的电功率可能一直减小 C．电源的效率一定一直提高 D．电源的输出功率一定一直减小 [解析]　由题图可知，滑动变阻器R1的滑片从图示位置移动到最左端的过程中，接入电路的R1变大，则外电路的总电阻R变大，由闭合电路欧姆定律I＝，可知电路中总电流减小，则路端电压U＝E－Ir变大，电源的效率η＝×100%一定一直提高，故C正确；根据电源的最大输出功率的条件可知，当R＝r时，电源的输出功率最大，由于外电阻和内阻关系不能确定，故无法判断电源输出功率的变化情况，故D错误；若将R2等效为电源内阻，R1为外电路，则当R1增加时，通过R1的电流减小，若开始时电源等效电阻小于R1，则当R1增加时，电源输出功率即R1的电功率一直减小，故A错误，B正确。 [答案]　BC 外电路为纯电阻的情况下，电源输出功率P随路端电压U变化的函数关系如图所示，则有(　　) A．电源电动势为6 V，内阻为3 Ω B．路端电压为4 V时，电源输出功率为7 W C．外电阻的阻值为3 Ω时，电源效率为75% D．外电阻分别为1 Ω与2 Ω时，电源输出功率相同 [解析]　根据P＝UI＝U＝U－U2，由图像可知，当U1＝3 V时，P1＝9 W，得9＝－，当U2＝6 V时，P2＝0，得0＝－，解得E＝6 V，r＝1 Ω，故A错误；由以上分析得P＝U－U2＝6U－U2，可知当路端电压为4 V时，电源输出功率为8 W，故B错误；外电阻的阻值为3 Ω时，得η＝×100%＝×100%＝×100%＝75%，故C正确；外电阻为1 Ω时，路端电压U3＝＝3 V，电源输出功率P3＝9 W，当外电阻为2 Ω时，路端电压U4＝＝4 V，电源输出功率P4＝8 W，故D错误。 [答案]　C 如图所示，A为电解槽，N为电炉，当S、S1闭合，S2断开时，电流表示数I1＝5 A；当S、S2闭合，S1断开时，电流表示数I2＝3 A。已知电源电动势E＝15 V，电源内阻r＝1 Ω，电解槽内阻RA＝2 Ω，电流表可视为理想电表。求： (1)电炉N的电阻RN； (2)当S、S2闭合，S1断开时，电能转化为化学能的功率P化。 [解析]　(1)根据闭合电路欧姆定律得I1＝ 解得RN＝2 Ω。 (2)电源功率P电＝EI2 热功率P热＝I(RA＋r) 电能转化为化学能的功率 P化＝P电－P热 解得P化＝18 W。 [答案]　(1)2 Ω　(2)18 W 考点三　含容电路的分析 1．电路简化：电路稳定时，把电容器所在的支路视为断路，简化电路时可以去掉，求电荷量时再在相应位置补上。 2．电容器的电压(电路稳定时) (1)电容器两端的电压等于与之并联的电阻两端的电压。 (2)电容器所在的支路中没有电流，与之串联的电阻无电压，相当于导线。 3．电容器的电荷量及变化 (1)利用Q＝UC计算电容器初、末状态所带的电荷量Q1和Q2； (2)如果变化前后极板带电的电性相同，通过所连导线的电荷量为|Q1－Q2|； (3)如果变化前后极板带电的电性相反，则通过所连导线的电荷量为Q1＋Q2。 (2023·海南卷，T7)如图所示的电路，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，电容器上的电荷量为(　　) A．CE B．CE C．CE D．CE [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＝，则Q＝CΔU＝，C正确。 [答案]　C (2026·江苏宿迁市模拟) 如图所示，电源电动势为E，内阻不计，定值电阻的阻值分别为R1、R2，电容器的电容为C。闭合开关S，电路稳定后(　　) A．通过电阻R1的电流为零 B．电容器所带电荷量为CE C．断开S的瞬间，通过电阻R2的电流为 D．断开S后，通过电阻R2的电荷量为 [解析]　电路稳定后，根据闭合电路欧姆定律可知通过电阻R1的电流I＝，故A错误；电容器两端电压等于电阻R2两端电压，则有U2＝IR2＝，电容器所带电荷量Q＝CU2＝，故B错误；断开S的瞬间，电容器与电阻R2构成回路进行放电，通过电阻R2的电流I2＝＝，故C正确；断开S后，电容器与电阻R2构成回路进行放电，则通过电阻R2的电荷量为，故D错误。 [答案]　C (多选)(2026·山西运城市期末调研)如图所示，电源电动势为E，内阻为r，三个定值电阻阻值均为R，电容为C的电容器间用绝缘细线悬挂一带电小球，开关S1闭合，S2断开，小球向左偏离竖直方向。已知电容器间距足够大，下列说法正确的是(　　) A.小球带正电 B．闭合S2，稳定后，与S2断开时相比，电流表示数变小 C．S1、S2均闭合，带电小球也向左偏离竖直方向 D．S1、S2均闭合，稳定后，向右移动滑动变阻器的滑片时，悬挂小球的细线与竖直方向的夹角增大 [解析]　 开关S1闭合，S2断开时，根据电路可知电容器右极板为正，左极板为负，得电场方向水平向左，已知小球向左偏离竖直方向，受力应如图所示，小球受竖直向下的重力，沿细线方向的拉力，根据题意，其两力合力应水平向右，由平衡条件可知，小球受到的电场力水平向左，则小球带正电，故A正确；闭合S2，稳定后，根据电路分析可知，电路多了一并联支路，与S2断开时相比，电路总电阻变小，则由I＝，可知电流表示数变大，故B错误；当S1、S2均闭合时，根据电路分析可知电容器右极板为负，左极板为正，得 电场方向水平向右，小球受到水平向右的电场力，向右偏离竖直方向，故C错误；S1、S2均闭合，稳定后，向右移动滑动变阻器的滑片时，R1变小，电路总电阻变小，由闭合电路欧姆定律I＝，可知电路总电流变大，则电容器所在支路两端电压变大，电容器两端电压变大，由E＝可知电场强度变大，由F＝Eq可知小球受到水平方向电场力增大，则悬挂小球的细线与竖直方向的夹角增大，故D正确。 [答案]　AD 电压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；若电容器两端电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电，可由ΔQ＝C·ΔU计算电容器上电荷量的变化量。 　 学科网（北京）股份有限公司 $