第26讲 闭合电路的欧姆定律(专项训练)(安徽专用)2027年高考物理一轮复习讲练测
2026-08-06
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3份
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32页
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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) | 安徽省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.41 MB |
| 发布时间 | 2026-08-06 |
| 更新时间 | 2026-08-06 |
| 作者 | Guoxuopeng |
| 品牌系列 | 上好课·一轮讲练测 |
| 审核时间 | 2026-08-06 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/59099939.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
以“考情-知识-演练”为逻辑链,整合动态电路分析(程序法/串反并同)、含容电路简化、U-I图像比较等方法,突出科学思维中的模型建构与科学探究素养。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|知识点|3个核心点|电路动态分析程序法、串反并同结论法;含容电路简化技巧;U-I图像斜率/截距应用|从电动势/内阻概念→闭合电路欧姆定律推导→功率/效率计算→图像比较,形成“概念-原理-应用”递进链条|
|基础演练|10题|结合智能手机快充等情境,强化E=U外+U内、P出=UI等公式应用|覆盖常规计算、动态分析、图像识别等基础考向,落实物理观念|
|重难创新|3题|程序法分析动态电路、等效电源思想解决功率极值|聚焦含容电路动态变化、变阻器功率最值等综合问题,提升科学推理能力|
|真题实战|3题|高考真题还原,强化实验误差分析、欧姆表改装等探究性考向|对接测定电动势和内阻实验,体现科学探究素养|
内容正文:
第26讲 闭合电路的欧姆定律(专项训练)
模拟·基础演练
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
B
C
D
A
B
D
C
B
C
重难·创新演练
题号
1
2
答案
CD
AC
3. 【答案】(1)6V
(2),2W
【详解】(1)当滑片P移到最右端时,电阻被短路(在这个电路中要注意,由于电流表是理想电流表,滑动变阻器滑键P与b之间的电阻与始终被短路),电源的电动势
(2)
由题知灯泡的电阻
当滑动变阻器的段电阻设为,其等效电路如图1所示,当断路时,等效电源如图2电路,则等效电源的电动势等于灯泡两端的电压,即
电源内阻r与串联再与灯并联,等效电源的内阻
根据电源的输出功率最大时,外电阻等于内电阻,则当,其最大功率
真题·实战演练
1.A
2.根据闭合电路欧姆定律
代入数据可得;
联立两式解得;
则此电源电动势为4.5V,内阻为1.5。
3.【答案】(1) ①. 短接 ②. ③. 14.4 (2)10
【解析】
【小问1详解】
[1]欧姆表在使用前需要调零,这个过程需要将红黑表笔短接,即图中的A、B点短接;
[2]欧姆表短接调零需要将指针调到电流表G满偏的状态,即让G表示数为;
[3]因为电源内阻不计,调零过程中根据闭合电路欧姆定律可知
解得
【小问2详解】
当欧姆表的示数是60μA时,根据,
代入数据可得
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第26讲 闭合电路的欧姆定律(专项训练)
目 录
研判·考情前瞻 1
巩固·知识解构 2
知识点1 闭合电路欧姆定律 2
知识点2 电路的功率及效率 3
知识点3 两种U-I图像的比较和应用 4
模拟·基础演练 5
重难·创新演练 8
真题·实战演练 10
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研判·考情前瞻
核心考点
2026年
2025年
2024年
闭合电路欧姆定律
湖南T5、河南T12
上海T8、广西T11
考情分析
题型与考向:
1.常规计算与动态分析(基础考向)
以选择题和实验填空题为主。典型题型包括利用E=U外+U内求解电源电动势或内阻;利用I=E/(R+r)分析滑变电阻器移动时,电压表、电流表示数的“串反并同”变化规律,或判断灯泡亮暗变化。
2.图像与电路故障(能力考向)
常给出U-I图像(含电源和电阻的伏安特性曲线),要求通过截距(E)、斜率(r)或交点(工作点)求解输出功率或效率。故障判断则通常结合电表示数异常,推理断路或短路位置。
3.含容电路与动态功率(综合考向)
计算电容器所带电荷量及其变化(涉及电流稳定时断路、暂态充放电),或分析电源最大输出功率(当R=r时)及其随外电阻变化的极值条件,通常结合数学不等式求解,计算量较大。
情境与立意:
1.源于科技与生活情境(实践性立意)
以智能手机快充(分析充电效率及发热损耗)、汽车启动瞬间车灯变暗(解释大电流导致路端电压骤降)为背景。此类情境考查考生从真实技术参数中抽象出闭合电路模型,建立电压、电流、功率的定量关系,体会物理知识在能源管理中的价值,突出“科学思维”中的模型建构素养。
2.源于实验与探究情境(探究性立意)
基于测定电池电动势和内阻的真实实验过程,创设系统误差分析(如电流表内外接法对测量值的影响)、异常数据排除等情境。立意直指“科学探究”素养,要求考生不仅会计算,更能理解实验原理的局限性和方案改进的物理逻辑。
复习目标
1.掌握闭合电路欧姆定律及其基本应用,会对直流电路进行动态分析。
2.会计算涉及电源的电路功率。
3.理解电源的U-I图像的特点及规律。
巩固·知识解构
知识点1 闭合电路欧姆定律
1.电源
(1)电动势
①定义:非静电力所做的功与所移动的电荷量的比值,E=;
②物理含义:电动势表示电源把其他形式的能转化成 本领的大小,在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压。
(2)内阻:电源内部导体的电阻。
2.闭合电路欧姆定律
(1)内容:闭合电路的电流跟电源的电动势成 ,跟内、外电路的电阻之和成 ;
(2)公式: (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+ (适用于任意电路);
②功率表达式:EI=UI+ 。
3.路端电压与外电阻的关系
(1)一般情况:U=IR=·R=,当R增大时,U ;
(2)特殊情况:
①当外电路断路时,I=0,U= ;
②当外电路短路时,I短=,U=0。
4.总电阻变化的几种情况
(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时,电路的总电阻增大;若开关的通、断使并联的支路增多时,电路的总电阻减小。
(3)在如图甲所示分压电路中,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。
(4)在一个定值电阻R和一个可变电阻R0组成的如图乙所示的电路中,两支路电阻越趋于相等,乙图中电路电阻越大,两支路电阻相等时,乙图中电路电阻最大。
(
✨
得分速记
:
电路动态分析方法
(1)程序法
确定局部电阻变化→总电阻的变化→总电流和路端电压变化→固定支路→变化支路
分析过程需将欧姆定律、串并联电路的电压和电流关系综合应用解决问题。
(2)“串反并同”结论法
“串反”,即某一电阻增大时,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,反之则增大。“并同”,即某一电阻增大时,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,反之则减小。
)
(
✨
得分速记
:
含电容器的电路的分析
(
1
)
电路简化
把电容器所在的支路稳定时视为断路,简化电路时可以去掉,求电荷量时再在相应位置补上。
(2)
电容器两端的电压
电容器所在的支路中没有电流,与之串联的电阻两端无电压,相当于导线。电容器两端的电压等于与之并联的电阻两端的电压。
(3)
电容器的电荷量及变化
电容器的电荷量由表达式
Q=CU
计算,
U
为电容器电压,等于与电容器并联的电阻的电压。若计算电容器的电荷量变化量。需注意:①
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
|
Q
1
-
Q
2
|
。
②
如果变化前后极板带电的电性相反,通过所连导线的电荷量为
Q
1
+
Q
2
。
)
(
⚠
特别提醒
路端电压
U=E-Ir
,对于纯电阻电路,
表示外电路电阻,而
表示电源内阻,二者的物理意义不同。
)
知识点2 电路的功率及效率
1.电源的总功率
(1)任意电路:P总= = +IU内=P出+P内。
(2)纯电阻电路:P总= =。
2.电源内部消耗的功率
P内= =IU内=P总-P出。
3.电源的输出功率
电源对外电路输出,电源的输出功率即外电路消耗的电功率。
(1)任意电路:P出= =IE-I2r=P总-P内。
(2)纯电阻电路:P出= =。
(3)最大输出功率
P出=R==。
当R=r时,电源的输出功率最大,为Pm=。
由P出与外电阻R的关系图像可知:
①当R>r时,随着R的增大输出功率越来越小。
②当R<r时,随着R的增大输出功率越来越大。
③当P出<Pm时,每个输出功率对应两个可能的外电阻R1和R2,且有R1=R2,得R1·R2=r2。
4.电源的效率
外电路消耗的电功率与电源的总功率之比称为电源的效率。
(1)任意电路:η=×100%=×100%。
(2)纯电阻电路:η=×100%=×100%,R越大,η越高。
(
⚠
特别提醒:
(1)
求电源的最大输出功率时,需要注意外电路电阻能否等于电源内阻。
若外电路电阻不能取内阻,可根据输出功率与电阻图像分析输出功率最大值。
(2)
对于电源外部和电源串联的阻值,可将电阻与电源内阻合并当作新电源的内阻,采用等效电源思想解决问题。新等效电源的电动势等于原电动势,新等效内阻等于原内阻与定值电阻之和。
)
知识点3 两种U-I图像的比较和应用
电源的U-I图像与电阻的U-I图像比较
电源U-I图像
电阻U-I图像
图像
物理意义
电源的路端电压随电路中电流的变化关系
电阻两端的电压随电阻中电流的变化关系
截距
与纵轴交点表示电源电动势E,与横轴交点表示电源短路电流
过坐标原点,表示电流为零时电阻两端的电压为零
图线斜率的绝对值
电源内阻r
电阻大小(电阻为纯电阻)
图线上每一点坐标的乘积UI
表示电源的输出功率
表示电阻消耗的功率
图线上每一点对应的U、I比值
表示外电阻的大小,不同点对应的外电阻大小不同
表示电阻的大小,每一点对应的比值均等大
(
✨
得分速记
:
电阻的
U
-
I
图像和电源的
U
-
I
图像交点表示只将电阻与电源串联。交点对应的电压等于电阻的电压,也等于外电路的电压,电流值等于电阻的电流,也等于电源的电流,对应的图像只能是外电路只有该电阻,不再有其他用电器。
)
模拟·基础演练
考查重点:闭合电路欧姆定律、电源U-I图像、动态电路分析、电源输出功率
1.(25-26高二上·上海浦东新·)某同学在测电源的电动势和内阻时,根据实验数据画出如图所示的图像,下列说法中正确的是( )
A.可得待测电源的电动势 B.当时,
C.可得待测电源内阻为 D.由横轴截距得短路电流
2.(2026·安徽·模拟预测)太阳能电池板在光照时将光能转化为电能即为光伏发电。太阳能电池板作为电源,其路端电压与干路电流的关系如图中的曲线所示,太阳能电池板负载的U-I图线为图中倾斜直线。当太阳能电池板给负载供电时,下列说法正确的是( )
A.太阳能电池板的效率约为50%
B.太阳能电池板的输出功率约为
C.太阳能电池板的内阻约为1kΩ
D.太阳能电池板的内阻消耗的功率约为1.8W
3.(2016·全国II卷·高考真题)阻值相等的四个电阻、电容器C及电池内阻可忽略连接成如图所示电路。开关S断开且电流稳定时,C所带的电荷量为,闭合开关S,电流再次稳定后,C所带的电荷量为。与的比值为
A. B. C. D.
4.(25-26高三上·江苏宿迁·期中)如图,电源电动势为E,内阻为r,R1、R2为定值电阻,C为电容器,电表均为理想电表。闭合开关S,将滑片向上滑动过程中( )
A.电阻R2中有向上的电流
B.两电表示数变化量绝对值之比变大
C.电源的输出功率一定变大
D.保持滑片位置不动,将电容器C上极板上移,P点电势降低
5.(25-26高三上·安徽·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.
6.(2026高三·全国·专题练习)如图所示,直线A是某电源(电动势E和内电阻r都恒定)的路端电压和电流的关系图线,直线B、C分别是定值电阻、的两端电压与电流的关系图线,若将这两个电阻分别接到这个电源上,则( )
A.接在电源上时,电源的总功率大
B.接在电源上时,电源的输出功率大
C.接在电源上时,电源自身发热功率大
D.接在电源上时,电源的效率大
7.(26-27高三·全国·一轮复习)如图甲,移动滑动触头可以改变电源的路端电压,在图乙所示的P-U图像中,三条曲线1、2、3分别为电源消耗的功率、电源的内阻消耗的功率、电源的输出功率与路端电压的关系,则下列说法错误的选项是( )
A.电源的电动势为3V B.电源的内阻为
C.电源的最大输出功率为2.25W D.滑动变阻器的最大阻值为
8.(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
9.(2025·安徽淮北·一模)图示电路中电源电动势为E、内阻为r,定值电阻阻值为,且,为光敏电阻,其电阻随光照强度增大而减小,、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,中有向下的电流流过
C.将的滑片向下端移动,稳定后电压表读数变小
D.将的滑片向上端移动过程中,带电微粒向下运动
10.(25-26高三上·安徽·期末)如图所示,电源的电动势E不变,内阻r=1Ω,定值电阻R1=R2=1Ω,滑动变阻器R3的最大值为6Ω,下列说法正确的是( )
A.R1消耗的功率最大时,R3为0Ω
B.R2消耗的功率最大时,R3为6Ω
C.电源的输出功率最大时,R3为6Ω
D.R3消耗的功率最大时,R3为1Ω
重难·创新演练
设题创新:程序法分析动态电路(T1);含容电路动态分析(T2);等效电源思想(T3)
1.(25-26高三下·湖南·阶段检测)(多选)如图所示的电路中,电源电动势和内阻恒定,电流表、电压表均为理想电表,为定值电阻,R为滑动变阻器,闭合开关S,当滑动变阻器滑片P从a端滑向b端的过程中,电流表的示数变化量的绝对值为,电压表示数变化量的绝对值为,下列说法正确的是( )
A.电流表A1的示数一直减小
B.电流表A2的示数一直减小
C.电压表V的示数先变大后变小
D.的值保持不变
2.(25-26高三上·安徽滁州·期末)(多选)在如图所示的电路中,电源电动势为,内阻为为定值电阻,为滑动变阻器,电流表和电压表均为理想电表,平行板电容器为理想电容器。有一个带电油滴悬停在平行板电容器间的点,取地面的电势为0。当滑动变阻器的滑片向上端移动时,下列说法正确的是( )
A.电源的效率升高
B.点的电势降低
C.油滴向上运动
D.若电压表、电流表的示数变化量分别为和,则
3.(2026高三·全国·专题练习)如图所示,电源内阻,,,灯L上标有“”的字样,当电键闭合后,滑动变阻器的滑片P移到最右端时,理想电流表示数为,灯L恰能正常发光。
(1)求电源的电动势;
(2)当滑动变阻器的段电阻为多大,变阻器上消耗的功率最大?最大值是多少?
真题·实战演练
高频考点:闭合电路欧姆定律、电动势、内阻、欧姆表
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·上海·高考真题)电学实验中,进行“测量电源电动势和内阻”实验时,记录数据,当电流表示数时,电压表示数为;当电流表示数为,电压表示数;则此电源电动势为______V内阻为______。
3.(2025·广西·高考真题)某小组将电流表改装成欧姆表,所用器材有电源(电动势,内阻不计),电流表(满偏电流,内阻),电阻,滑动变阻器,导线若干,电路如图。
(1)欧姆调零时,应先将A、B______,再调节滑动变阻器,使电流表示数为______,此时滑动变阻器的阻值为______。
(2)调零后,在A、B间接入电阻,当电流表示数为时,为______。
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第26讲 闭合电路的欧姆定律(专项训练)
目 录
研判·考情前瞻 1
巩固·知识解构 2
知识点1 闭合电路欧姆定律 2
知识点2 电路的功率及效率 3
知识点3 两种U-I图像的比较和应用 4
模拟·基础演练 5
重难·创新演练 13
真题·实战演练 16
1 / 1
学科网(北京)股份有限公司
研判·考情前瞻
核心考点
2026年
2025年
2024年
闭合电路欧姆定律
湖南T5、河南T12
上海T8、广西T11
考情分析
题型与考向:
1.常规计算与动态分析(基础考向)
以选择题和实验填空题为主。典型题型包括利用E=U外+U内求解电源电动势或内阻;利用I=E/(R+r)分析滑变电阻器移动时,电压表、电流表示数的“串反并同”变化规律,或判断灯泡亮暗变化。
2.图像与电路故障(能力考向)
常给出U-I图像(含电源和电阻的伏安特性曲线),要求通过截距(E)、斜率(r)或交点(工作点)求解输出功率或效率。故障判断则通常结合电表示数异常,推理断路或短路位置。
3.含容电路与动态功率(综合考向)
计算电容器所带电荷量及其变化(涉及电流稳定时断路、暂态充放电),或分析电源最大输出功率(当R=r时)及其随外电阻变化的极值条件,通常结合数学不等式求解,计算量较大。
情境与立意:
1.源于科技与生活情境(实践性立意)
以智能手机快充(分析充电效率及发热损耗)、汽车启动瞬间车灯变暗(解释大电流导致路端电压骤降)为背景。此类情境考查考生从真实技术参数中抽象出闭合电路模型,建立电压、电流、功率的定量关系,体会物理知识在能源管理中的价值,突出“科学思维”中的模型建构素养。
2.源于实验与探究情境(探究性立意)
基于测定电池电动势和内阻的真实实验过程,创设系统误差分析(如电流表内外接法对测量值的影响)、异常数据排除等情境。立意直指“科学探究”素养,要求考生不仅会计算,更能理解实验原理的局限性和方案改进的物理逻辑。
复习目标
1.掌握闭合电路欧姆定律及其基本应用,会对直流电路进行动态分析。
2.会计算涉及电源的电路功率。
3.理解电源的U-I图像的特点及规律。
巩固·知识解构
知识点1 闭合电路欧姆定律
1.电源
(1)电动势
①定义:非静电力所做的功与所移动的电荷量的比值,E=;
②物理含义:电动势表示电源把其他形式的能转化成 电势能 本领的大小,在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压。
(2)内阻:电源内部导体的电阻。
2.闭合电路欧姆定律
(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 (适用于任意电路);
②功率表达式:EI=UI+ I2r 。
3.路端电压与外电阻的关系
(1)一般情况:U=IR=·R=,当R增大时,U 增大 ;
(2)特殊情况:
①当外电路断路时,I=0,U= E ;
②当外电路短路时,I短=,U=0。
4.总电阻变化的几种情况
(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时,电路的总电阻增大;若开关的通、断使并联的支路增多时,电路的总电阻减小。
(3)在如图甲所示分压电路中,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。
(4)在一个定值电阻R和一个可变电阻R0组成的如图乙所示的电路中,两支路电阻越趋于相等,乙图中电路电阻越大,两支路电阻相等时,乙图中电路电阻最大。
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得分速记
:
电路动态分析方法
(1)程序法
确定局部电阻变化→总电阻的变化→总电流和路端电压变化→固定支路→变化支路
分析过程需将欧姆定律、串并联电路的电压和电流关系综合应用解决问题。
(2)“串反并同”结论法
“串反”,即某一电阻增大时,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,反之则增大。“并同”,即某一电阻增大时,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,反之则减小。
)
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得分速记
:
含电容器的电路的分析
(
1
)
电路简化
把电容器所在的支路稳定时视为断路,简化电路时可以去掉,求电荷量时再在相应位置补上。
(2)
电容器两端的电压
电容器所在的支路中没有电流,与之串联的电阻两端无电压,相当于导线。电容器两端的电压等于与之并联的电阻两端的电压。
(3)
电容器的电荷量及变化
电容器的电荷量由表达式
Q=CU
计算,
U
为电容器电压,等于与电容器并联的电阻的电压。若计算电容器的电荷量变化量。需注意:①
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
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②
如果变化前后极板带电的电性相反,通过所连导线的电荷量为
Q
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+
Q
2
。
)
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⚠
特别提醒
路端电压
U=E-Ir
,对于纯电阻电路,
表示外电路电阻,而
表示电源内阻,二者的物理意义不同。
)
知识点2 电路的功率及效率
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
电源对外电路输出,电源的输出功率即外电路消耗的电功率。
(1)任意电路:P出= IU =IE-I2r=P总-P内。
(2)纯电阻电路:P出= I2R =。
(3)最大输出功率
P出=R==。
当R=r时,电源的输出功率最大,为Pm=。
由P出与外电阻R的关系图像可知:
①当R>r时,随着R的增大输出功率越来越小。
②当R<r时,随着R的增大输出功率越来越大。
③当P出<Pm时,每个输出功率对应两个可能的外电阻R1和R2,且有R1=R2,得R1·R2=r2。
4.电源的效率
外电路消耗的电功率与电源的总功率之比称为电源的效率。
(1)任意电路:η=×100%=×100%。
(2)纯电阻电路:η=×100%=×100%,R越大,η越高。
(
⚠
特别提醒:
(1)
求电源的最大输出功率时,需要注意外电路电阻能否等于电源内阻。
若外电路电阻不能取内阻,可根据输出功率与电阻图像分析输出功率最大值。
(2)
对于电源外部和电源串联的阻值,可将电阻与电源内阻合并当作新电源的内阻,采用等效电源思想解决问题。新等效电源的电动势等于原电动势,新等效内阻等于原内阻与定值电阻之和。
)
知识点3 两种U-I图像的比较和应用
电源的U-I图像与电阻的U-I图像比较
电源U-I图像
电阻U-I图像
图像
物理意义
电源的路端电压随电路中电流的变化关系
电阻两端的电压随电阻中电流的变化关系
截距
与纵轴交点表示电源电动势E,与横轴交点表示电源短路电流
过坐标原点,表示电流为零时电阻两端的电压为零
图线斜率的绝对值
电源内阻r
电阻大小(电阻为纯电阻)
图线上每一点坐标的乘积UI
表示电源的输出功率
表示电阻消耗的功率
图线上每一点对应的U、I比值
表示外电阻的大小,不同点对应的外电阻大小不同
表示电阻的大小,每一点对应的比值均等大
(
✨
得分速记
:
电阻的
U
-
I
图像和电源的
U
-
I
图像交点表示只将电阻与电源串联。交点对应的电压等于电阻的电压,也等于外电路的电压,电流值等于电阻的电流,也等于电源的电流,对应的图像只能是外电路只有该电阻,不再有其他用电器。
)
模拟·基础演练
考查重点:闭合电路欧姆定律、电源U-I图像、动态电路分析、电源输出功率
1.(25-26高二上·上海浦东新·)某同学在测电源的电动势和内阻时,根据实验数据画出如图所示的图像,下列说法中正确的是( )
A.可得待测电源的电动势 B.当时,
C.可得待测电源内阻为 D.由横轴截距得短路电流
【答案】B
【详解】A.纵截距表示电源的电动势,可得,故A错误;
C.斜率的绝对值表示电源内阻,可得,故C错误;
B.根据可得
当时,得,故B正确;
D.纵轴不是从零开始的,故横截距不表示短路电流,短路电流应为,故D错误。
故选B。
2.(2026·安徽·模拟预测)太阳能电池板在光照时将光能转化为电能即为光伏发电。太阳能电池板作为电源,其路端电压与干路电流的关系如图中的曲线所示,太阳能电池板负载的U-I图线为图中倾斜直线。当太阳能电池板给负载供电时,下列说法正确的是( )
A.太阳能电池板的效率约为50%
B.太阳能电池板的输出功率约为
C.太阳能电池板的内阻约为1kΩ
D.太阳能电池板的内阻消耗的功率约为1.8W
【答案】B
【详解】A.由图可知,太阳能电池板的电动势为2.80V,交点为负载工作时的电压和电流,则太阳能电池板负载两端电压为1.80V,则太阳能电池板的效率约为
故A错误;
B.由图可知,太阳能电池板负载两端电压为1.80V,电路中电流为1.80mA。则太阳能电池板的输出功率约为
故B正确;
CD.由闭合电路欧姆定律可知当太阳能电池板给负载供电时,太阳能电池板的内阻约为
太阳能电池板的内阻消耗的功率约为
故CD错误。
故选B。
3.(2016·全国II卷·高考真题)阻值相等的四个电阻、电容器C及电池内阻可忽略连接成如图所示电路。开关S断开且电流稳定时,C所带的电荷量为,闭合开关S,电流再次稳定后,C所带的电荷量为。与的比值为
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】根据等效电路,开关S断开时,电容器的电压
且
S闭合时
且
故
故选C。
4.(25-26高三上·江苏宿迁·期中)如图,电源电动势为E,内阻为r,R1、R2为定值电阻,C为电容器,电表均为理想电表。闭合开关S,将滑片向上滑动过程中( )
A.电阻R2中有向上的电流
B.两电表示数变化量绝对值之比变大
C.电源的输出功率一定变大
D.保持滑片位置不动,将电容器C上极板上移,P点电势降低
【答案】D
【详解】A.在滑动变阻器R的滑片向上滑动过程中,其接入阻值增大,干路电流减小,即通过电阻电流减小,滑动变阻器两端的电压为
可知U增大,电容器继续充电,电容器C两极板所带电荷量变大,电阻中有向下的电流,故A错误;
B.根据以上分析可知,两电表示数变化量绝对值之比,不变,故B错误;
C.电源的输出功率随外电阻的变化如图所示
由于外电阻与内阻的关系未知,故电源的输出功率不一定变大,故C错误;
D.保持滑片位置不动,电容器两端电压不变,将电容器C上极板上移,根据可知,场强变小,根据
减小,下极板电势为零不变,且下极板电势低于上极板,所以P点电势降低,故D正确。
故选D。
5.(25-26高三上·安徽·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。
6.(2026高三·全国·专题练习)如图所示,直线A是某电源(电动势E和内电阻r都恒定)的路端电压和电流的关系图线,直线B、C分别是定值电阻、的两端电压与电流的关系图线,若将这两个电阻分别接到这个电源上,则( )
A.接在电源上时,电源的总功率大
B.接在电源上时,电源的输出功率大
C.接在电源上时,电源自身发热功率大
D.接在电源上时,电源的效率大
【答案】B
【详解】A.由两图线的交点读出,接在电源上时电压,通过的电流,电源的总功率,与电流成正比,则知接在电源上时,电源的总功率较大,故A错误;
B.由两图线的交点读出,接在电源上时电压,通过的电流,则电源的输出功率
接在电源上时,,电源的输出功率
则接在电源上时,电源的输出功率较大,故B正确;
C.依据电源的热功率表达式,可知外电阻较小的,电源的热功率较大,因此接在电源上时,电源的热功率较大,故C错误;
D.电源的效率,则知电源的效率与路端电压成正比,接在电源上时路端电压大,效率较高,故D错误。
故选B。
7.(26-27高三·全国·一轮复习)如图甲,移动滑动触头可以改变电源的路端电压,在图乙所示的P-U图像中,三条曲线1、2、3分别为电源消耗的功率、电源的内阻消耗的功率、电源的输出功率与路端电压的关系,则下列说法错误的选项是( )
A.电源的电动势为3V B.电源的内阻为
C.电源的最大输出功率为2.25W D.滑动变阻器的最大阻值为
【答案】D
【详解】AB.电源消耗的总功率
由曲线1可知,
解得,,故AB正确;
C.当外电阻等于内阻时,电源的输出功率最大,且最大输出功率,故C正确;
D.由图线3可知,外电压等于1.5V时,电源内阻和电源输出功率相等,此时外电阻等于内电阻,为1Ω,外电阻越大,外电压越大,可知滑动变阻器的最大阻值大于1Ω,故D错误。
本题选错误的,故选D。
8.(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。
9.(2025·安徽淮北·一模)图示电路中电源电动势为E、内阻为r,定值电阻阻值为,且,为光敏电阻,其电阻随光照强度增大而减小,、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,中有向下的电流流过
C.将的滑片向下端移动,稳定后电压表读数变小
D.将的滑片向上端移动过程中,带电微粒向下运动
【答案】B
【详解】A.电路的外电阻
电源的输出功率
由于
则有
增大对的光照强度,电阻减小,减小,根据数学规律可知,增大对的光照强度,稳定后电源的输出功率增大,故A错误;
B.逐渐增大电容器极板间距离,根据,
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,下极板带正电,中有向下的电流流过,故B正确;
C.将的滑片向下端移动,接入电阻不变,外电阻不变,干路电流不变,根据
可知,稳定后电压表读数不变,故C错误;
D.将的滑片向上端移动过程中,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。
故选B。
10.(25-26高三上·安徽·期末)如图所示,电源的电动势E不变,内阻r=1Ω,定值电阻R1=R2=1Ω,滑动变阻器R3的最大值为6Ω,下列说法正确的是( )
A.R1消耗的功率最大时,R3为0Ω
B.R2消耗的功率最大时,R3为6Ω
C.电源的输出功率最大时,R3为6Ω
D.R3消耗的功率最大时,R3为1Ω
【答案】C
【详解】A.由串并联电路的基本规律可知,R1与R3是并联关系, R1消耗的功率
由闭合电路欧姆定律可得
最大时,干路中电流最小,电路中总电阻最大,R3为6Ω,故A错误;
B. R2消耗的功率
可知,R2消耗的功率最大时,R3为0Ω,故B错误;
C.电源的输出功率
当时电源输出功率最大,电源内阻为1Ω,而外电阻小于1Ω,所以R3越大电源的输出功率越大,输出功率最大时,R3为6Ω,故C正确;
D.由等效电源内阻
时,R3消耗的功率最大,此时R3为1.5Ω,故D错误。
故选C。
重难·创新演练
设题创新:程序法分析动态电路(T1);含容电路动态分析(T2);等效电源思想(T3)
1.(25-26高三下·湖南·阶段检测)(多选)如图所示的电路中,电源电动势和内阻恒定,电流表、电压表均为理想电表,为定值电阻,R为滑动变阻器,闭合开关S,当滑动变阻器滑片P从a端滑向b端的过程中,电流表的示数变化量的绝对值为,电压表示数变化量的绝对值为,下列说法正确的是( )
A.电流表A1的示数一直减小
B.电流表A2的示数一直减小
C.电压表V的示数先变大后变小
D.的值保持不变
【答案】CD
【详解】A.由于电压表和电流表均为理想电表,电压表测量电源的外电压,当滑动变阻器滑片P从a端向b端移动过程中,R接入电路的电阻先变大后变小,电路中的总电阻先变大后变小,电路中的总电流先变小后变大,电流表的示数先变小后变大,故A错误;
C.电源的内电压先变小后变大,外电压先变大后变小,电压表的示数先变大后变小,故C正确;
B.当R接入电路的电阻变大的过程中,外电压变大,Pb段电阻减小,电流表示数变大;当R接入电路的电阻变小的过程中,总电流变大,外电压减小,中电流减小,R的总电流变大,Pa段电阻增大,Pa段电压减小,Pa段电流减小,因此Pb段电流增大,故B错误;
D.等于电源内阻,故D正确。
故选CD。
2.(25-26高三上·安徽滁州·期末)(多选)在如图所示的电路中,电源电动势为,内阻为为定值电阻,为滑动变阻器,电流表和电压表均为理想电表,平行板电容器为理想电容器。有一个带电油滴悬停在平行板电容器间的点,取地面的电势为0。当滑动变阻器的滑片向上端移动时,下列说法正确的是( )
A.电源的效率升高
B.点的电势降低
C.油滴向上运动
D.若电压表、电流表的示数变化量分别为和,则
【答案】AC
【详解】A.当滑动变阻器的滑片向上端移动时,R4阻值变大,电路的总电阻变大,根据可知,电源的效率升高,A正确;
BC.电路总电阻变大,总电流减小,R1以及内阻r上的电压减小,则电容器两极板间电压变大,两极板间场强变大,根据可知P点与下极板间的电势差变大,则P点的电势升高,油滴受向上的电场力变大,则油滴向上运动,B错误,C正确;
D.将R1和R3等效为电源内阻,则电源等效内阻为
由电路可知
则,D错误。
故选AC。
3.(2026高三·全国·专题练习)如图所示,电源内阻,,,灯L上标有“”的字样,当电键闭合后,滑动变阻器的滑片P移到最右端时,理想电流表示数为,灯L恰能正常发光。
(1)求电源的电动势;
(2)当滑动变阻器的段电阻为多大,变阻器上消耗的功率最大?最大值是多少?
【答案】(1)6V
(2),2W
【详解】(1)当滑片P移到最右端时,电阻被短路(在这个电路中要注意,由于电流表是理想电流表,滑动变阻器滑键P与b之间的电阻与始终被短路),电源的电动势
(2)
由题知灯泡的电阻
当滑动变阻器的段电阻设为,其等效电路如图1所示,当断路时,等效电源如图2电路,则等效电源的电动势等于灯泡两端的电压,即
电源内阻r与串联再与灯并联,等效电源的内阻
根据电源的输出功率最大时,外电阻等于内电阻,则当,其最大功率
真题·实战演练
高频考点:闭合电路欧姆定律、电动势、内阻、欧姆表
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E,内阻为r,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2E,总内阻为2r,同理得:
联立解得:,
故选A。
2.(2025·上海·高考真题)电学实验中,进行“测量电源电动势和内阻”实验时,记录数据,当电流表示数时,电压表示数为;当电流表示数为,电压表示数;则此电源电动势为______V内阻为______。
【答案】4.5 1.5
【详解】[1][2]根据闭合电路欧姆定律
代入数据可得;
联立两式解得;
则此电源电动势为4.5V,内阻为1.5。
3.(2025·广西·高考真题)某小组将电流表改装成欧姆表,所用器材有电源(电动势,内阻不计),电流表(满偏电流,内阻),电阻,滑动变阻器,导线若干,电路如图。
(1)欧姆调零时,应先将A、B______,再调节滑动变阻器,使电流表示数为______,此时滑动变阻器的阻值为______。
(2)调零后,在A、B间接入电阻,当电流表示数为时,为______。
【答案】(1) ①. 短接 ②. ③. 14.4
(2)10
【详解】
【小问1详解】
[1]欧姆表在使用前需要调零,这个过程需要将红黑表笔短接,即图中的A、B点短接;
[2]欧姆表短接调零需要将指针调到电流表G满偏的状态,即让G表示数为;
[3]因为电源内阻不计,调零过程中根据闭合电路欧姆定律可知
解得
【小问2详解】
当欧姆表的示数是60μA时,根据,
代入数据可得
$
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