专题探究8 闭合电路的动态分析-【经纶学霸】2026-2027学年高二物理必修第三册4星学霸黑白题（人教版）

解得R=0.52,且只在纯电阻电路成立，故A错误；B.当电 路中电流为2A时，电源内部热功率P.=r=2×1W=4W, 故B错误：C.当电路中电流为2A时，电源输出功率为P= (E-r)I=(3-2×1)×2W=2W,故C正确：D.当电路中电流 为2A时，路端电压为U=E-r=3V-2×1V=1V,故D错 误.故选C. 5.C解析：AB.由闭合电路欧姆定律U=E-r,可得该电源的 电动势和内阻分别为E=3V,r=名0=05n,由欧姆定律 △U 可知，该电阻的阻值为R=A1D,若用两个该电阻并联后 与该电源组成闭合电路时，电源的输出功率为P出= (及)广，英中风4=受-Q50,联立解得P=45取， 放AB结误：C电源的输出功率P-(,虎)广 (R一当%=r=05n时，电源的输出功率最大，则 2 -+4r R外 若改用一个该电阻与该电源组成闭合电路时，外电阻从 R#=0.52增大，故电源的输出功率会减小，故C正确； R外 D.电源的效率n=r(R%+r) R外 ×100%= ×100%=1 -X R外+ 100%,若改用两个该电阻串联后与该电源组成闭合电路时， 外电阻变大，则电源的效率会变大，故D错误.故选C. 黑题应用提优 1.C解析：A.根据闭合电路欧姆定律，有U=E-r,当I=0时， 有U=E,即图线a的纵截距表示电源的电动势，故硅光电池 的电动势为E=3.6V,根据两图线交点处的状态可知，将它 们组成闭合回路时U=2V,I=0.2A,则硅光电池的内阻为 ,-B-36,20=8n,故A皓误：B.硅光电池的总功率为 10.2 P=E1=3.6×0.2W=0.72W,故B错误；C.硅光电池的内阻 消耗的热功率为P内=r=0.22×8W=0.32W,故C正确； D.若将R换成阻值更大的电阻，电路中电阻两端的电压变 大，但电流变小，硅光电池的输出功率不一定增大，故D错 误，故选C 2.BC解析：A.设电源电动势为E、内阻为r,根据闭合电路输 出功率P与外电阻R的关系可得电源的输出功率P=PR= (E)R= R-,则当R=r时，输出功率最大P。 E2 -+4r ,由图像的最大值对应的横坐标可得r=2,A错误； 据A选项分析可知P=上，代入题图中数据 18W、r=2D,解得E=12V,B正确；C.根据闭合电路输出 功率P与外电阻R的关系的规律可得，当P<P时，每个输 出功率对应两个外电阻R1和R2,且满足RR2=2,代人题中 数据1×4=22，满足结论，C正确；D.根据闭合电路P总=EI I=。E可得，当电源短路即R=0时，电源总功率最大P R+r 二，代人数据可得Ps=72W,D错误.故选BC 参考答案与解析 3.BD解析：A.在电源的U-I图像中，图像斜率的绝对值表示 电源的内电阻，由图线I、Ⅱ可知，电源1、电源2的内阻分 5 5 别为=40，=60，即电源1与电源2的内阻之比是 3:2,选项A错误； B.电源的U-I图像纵轴截距表示电源电动势E,=E,=10V, 则电源1与电源2的电动势之比是1：1，选项B正确； CD.小灯泡的U-I图线与电源的U-I图线的交点即为小灯 泡与该电源连接时的工作状态，则连接电源1时，U1= 3.75V,11=5A,故小灯泡消耗的功率为P1=U1I1=18.75W, 4=0.750: 小灯泡的电阻R 连接电源2时，U2=5V,I2=6A,故灯泡消耗的功率P2= U212=30W, 灯泡的电阻R,,6 则R1:R2=9:10,P1:P2=5:8, 选项C错误、D正确故选BD. 压轴挑战 4.(1)R2,理由见解析(2)4222(3)4W(4)62 解析：(1)图像P是电阻R2的功率变化曲线.因为当滑动变 阻器的滑片移动到B端时，电阻R2和滑动变阻器被短路，流 经电阻R2电流为零.而滑动变阻器的滑片从A端移动到B 端的过程中，流经R,的电流不能为零图像P电流值能取到 零，所以图像P是电阻R2的功率变化曲线. (2)R2上电流由0.6A到0变化，即滑片置于A端时R2上的 功率为0.72W,电流为0.6A.根据P=PR得R2= 0.72=20. 0.62 滑片从A向B移动过程中，总电阻减小，通过R的电流逐渐 增大，即滑片置于A端时，R1上的功率为225W,电流为 0.75A.根据P=1PR得R1= 2.25 .752 n=4n. (3)当滑片置于B端时，通过R,的电流最大，即R,的功率 最大，此时正R,+42A=1A,则R,上的最大功率P. PR1=12×4W=4W. (4)滑片置于A端时，滑动变阻器的全部电阻和R2并联，流 经R2的电流I,=0.6A,两端电压和R2相等，U=I,R2= 0.6×2V=1.2V. 滑片置于A端时，设干路电流为I意，由闭合电路欧姆定律得 E=U+la(R+r),解得Ia=0.8A, 则流经滑动变阻器的电流'=1急-11=0.8A-0.6A=0.2A, 滑动变阻器最大阻值R=2n=6n 0.2 专题探究八闭合电路的动态分析 黑题 专题强化 1.AD解析：AC.设电源内阻为r,甲图中，当环境变暗时，R阻 值变大，电路总电阻变大，干路电流减小，根据闭合电路欧姆 定律U=E-I(R+r)可知灯泡两端电压变大，灯泡亮度变 亮；当环境变亮时，R阻值变小，电路总电阻变小，干路电流 黑白题37 增大，根据闭合电路欧姆定律可知灯泡两端电压变小，流过 灯泡的电流变小，由于通过干路的总电流增大，故流过R,的 电流I,增大，根据P,=R,可知R,电功率增大，故A正确， C错误；BD.乙图中，当环境变暗时，R阻值变大，电路总电 阻变大，干路电流减小，因为R的电阻值和灯泡的阻值不 变，故流过灯泡的电流减小，灯泡变暗；当环境变亮时，R阻 值变小，电路总电阻变小，干路电流增大，流过R,的电流变 大，电功率增大，故B错误，D正确.故选AD 2.A解析：将滑动变阻器的滑片P从滑动变阻器R的中点位 置向左滑动的过程中，变阻器接入电路的电阻增大，外电路 总电阻增大，由闭合电路欧姆定律得知：干路电流I减小，路 端电压增大，则灯L,变亮.流过灯L2的电流12=1-13,1减 小，2增大，则L,减小，灯L,变暗.灯L,的电压U=U-U,,U 增大，U,减小，U增大，L灯变亮.故选A. 3.D解析：AB.根据闭合电路动态分析的“串反并同法”可 知，当电阻箱的阻值R增大时，与R并联电压表的示数增 大，与R间接串联的电流表的示数减小，故AB错误：C.电动 机不是纯电阻，不满足欧姆定律，所以当电动机两端电压变 化量为△U时，其电流的变化量不一定等于A0,故C错误； D.根据闭合电路欧姆定律U1=E-I1(r+R,),U2=E-I2(r+ R),可得U2-U1=-(12-1)(r+R),则有△U=-△I(r+R), 可得r+KA,故D正确，故选D 4.C解析：A.在滑动变阻器滑片P由a端滑动到b瑞的过程 中，变阻器的阻值先增大后减小，电路的总电阻也是先增大 后减小，可知电路的总电流先减小后增大，所以电流表的示 数先减小后增大，故A错误；B.根据闭合电路欧姆定律U= E-R,因为电流先减小后增大，由此可知U先增大后减小， 故B锖误，CD.根据欧姆定律可知号=R,在滑动变阻器滑 片P由α端滑动到b端的过程中，变阻器的阻值先增大后减 小，所以先增大后减小，故C正确，D错误故选C 5.B解析：D.若连接电压表的导线断路，则电压表示数为0， 若干路上的导线断路，则电压表与电流表示数均为0，故 D错误；ABC.电压表测量的是路端电压，根据闭合电路欧姆 定律有U=E-,电流表示数从较小值增大至满偏过程中电 压表示数变化很小，表明电源内阻太小，与电压表内阻、滑动 变阻器的总阻值无关，故AC错误，B正确.故选B. 6.C解析：A.当R,发生短路时，灯泡L,与R,并联被短路， 灯泡L,不亮，故A错误；B.当R发生断路时，电路总电阻 增大，电路总电流I减小，外电压U增大；流过R,的电流1， 增大，可知流过L,与R2并联部分的总电流减小，则流过L, 的电流减小，灯泡L1变暗；由于L,两端电压减小，可知L2 两端电压增大，则灯泡L2变亮，故B错误；C.当R、R2发生 断路时，电路总电阻增大，电路总电流I减小，外电压V增 大；由于L,与R2并联部分的电阻变大，L2与R,并联部分的 电阻不变，可知L,两端电压增大，灯泡L,变亮，若L,两端 电压增大的数值大于外电压增大的数值，则L,两端电压减 小，灯泡L2变暗，故C正确；D.当R1、R发生断路时，电路 总电阻增大，电路总电流I减小，外电压U增大；由于L,与 R,并联部分的电阻不变，L,与R3并联部分的电阻变大，可 知L2两端电压增大，灯泡L2变亮，故D错误故选C 必修第三册·RJ 7.C解析：ABC.闭合开关S,对电容器C充电，充电完毕，电 路稳定后，电流表指针指向表盘中央零位置若断开开关S, 电容器C经由电流计G、R1、R,构成的回路放电，则有电流 流经电流计G,电流计指针向一侧偏转一个角度，电容器C 放电完毕后，回路中电流是零，电流计指针返回表盘中央零 位置，AB错误，C正确；D.放电电流在R1、R上产生焦耳 热，因此电容器C放电完毕后，回路中电流是零，不会对电 容器C第二次反向充电，因此电容器C放电时，电流计指针 只向一侧偏转一个角度，然后返回中央零位置后静止，D错 误.故选C. 8.C解析：当滑片置于α端时，P点电势与电源正极电势相等 为12V,B点电势为P,=BRR,·E=6V,此时上极板带 负电，下极板带正电，电容器的带电量为Q=CUg=30×106× 6C=18x10C,将P移到aP-子ob时，P点电势为p2=B 3 -·E=3V,B点电势为仍为6V,此时上极板带正电，下 ab 极板带负电，电容器的带电量为Q'=C1Upg1=30×106× 3C=0.9×104C,则通过导线PN的电荷量Qa=Q+Q'=2.7× 104C,故选C. 9.BD解析：A.带电油滴受电场力向上，平行板电容器的电场 方向向上，故带电油滴带正电，故A错误；B.闭合开关S2,总 电阻变小，根据闭合电路欧姆定律可知，总电流增大，即电源 内阻，上的电压增大，路端电压变小，电压表示数减小，故 B正确；C.由于总电流增大，则R,两端电压增大，并联支路 的电压变小，即定值电阻R2电流变小，电流表示数减小，故 C错误：D.并联支路的电压变小，电容器两板间电压变小， 板间的电场强度减小，向上的电场力变小，则油滴向下运动， 故D正确.故选BD. 10.D解析：A.由闭合电路欧姆定律，可得U1=E-I(R+r), 则有的-风0的微不变藏A倍误 B同星，有么=B-则有始即号的值不变，放 B错误； C.电压表Y,的示数与电流表A的示数的比值宁-R,滑动 变阻器的滑片P向左移动一小段距离，R变大，故C错误： D.根据C= 一可知，电容器电容不变，电容器两板间电压 4mk 等于R两端电压，滑片向左移动的过程中，电压减小，电容 器应该放电，由于二极管的单向导电性使电容器极板带电量 保持不变，故D正确.故选D. 第3节实验：电池电动势和内阻的测量 白题 基础过关 1.kI。k-R2电流表A, 解析：根据闭合电路欧姆定律可得U=E-I(R2+r), 由图可知，为短路电流，则E=L。, 图像的斜率表示(R2+r),则可解得r=k-R2, 黑白题38专题探究八闭 黑题 专题强化 题型1闭合电路欧姆定律的动态分析 1.（2024·广东佛山期初)（多选）安装了感光系 统的新型路灯，能根据环境明暗程度自动调 节灯光亮度.某兴趣小组为了研究路灯的感光 系统，设计了甲、乙两个电路，如图所示R为 光敏电阻（光照越强，电阻越小），R。与R为定 值电阻，下列说法正确的是 Ro A.环境变暗时，甲电路的灯泡亮度变亮 B.环境变暗时，乙电路的灯泡亮度变亮 C.环境变亮时，甲电路的R电功率减小 D.环境变亮时，乙电路的R电功率增大 2.(2024·上海延安中学月考)如图所示，电路 中的电源的电动势为E、内电阻为π，开关S闭 合后，当滑动变阻器的滑片P从滑动变阻器R 的中点位置向左滑动时，小灯泡L、L2、L的亮 度变化情况是 A.灯L变亮，灯L2变暗，灯L变亮 B.灯L变暗，灯L2变亮，灯L变暗 C.L1、L2两灯都变亮，灯L3变暗 D.L1、L2两灯都变暗，灯L,变亮 A) Er (第2题) (第3题) 3.(2024·黑龙江期中)如图所示的电路图，电 流表、电压表是理想电表，电阻R。是定值电 阻，电源的电动势和内阻分别为E、「，电动机 的内阻为To;当合上开关，增大电阻箱R的阻 第十二章 合电路的动态分析 限时：44min 值时，电流表和电压表的数值变化量分别为 △I、△U,下列说法正确的是 ( A.电压表的示数减小 B.电流表的示数增大 C电动机的电流变化量为 6 △U D.r+Ro= △I 4.(2025·海南期中联考)如图所示的电路中， 电源电动势为E,定值电阻阻值为R,闭合开 关，在滑动变阻器滑片P由α端滑动到b端的 过程中，理想电流表示数为I,理想电压表示数 为U,下列说法正确的是 A.I先增大后减小 B.U先减小后增大 先增大后减小 U D.不变 题型2电路的故障分析 5.（2025·江苏常州期中)在测量电源的电动势 和内阻实验中，某同学连接电路如图，闭合开 关调节滑动变阻器，发现电流表示数从较小值 增大至满偏过程中电压表示数变化很小，引起 该现象的原因最可能是 A A.滑动变阻器总阻值太大 B.电源的内阻太小 C.电压表内阻太大 黑白题079 D.某根导线断路 6.如图所示，电路中灯泡L1、L2均正常发光，忽 然灯泡L,比原来变暗了些，而灯泡L,比原来 变亮了些.电路中出现的故障可能是 AR2发生短路 B.R发生断路 R C.R1、R2同时发生断路 D.R、R同时发生断路 题型3含电容器电路的动态分析 7.(2024·河南郑州联考)如图所示的电路由电 源U、电容器C、定值电阻R1、R2、R、开关S以 及灵敏电流计G构成.灵敏电流计的零刻度位 于表盘中央.闭合开关S,电路稳定后，电流表 指针指向表盘中央零位置.若断开开关S,电 流表指针的摆动情况正确的是 ( A.指针停留在原位置不动 B.指针向一侧摆开一个角度后静止不动 C.指针向一侧偏转一个角度然后返回中央零 位置 D.指针以中央零位置为中心左右摆动然后返 回中央零位置 (第7题) (第8题) 8.(2025·湖北武汉期中)如图所示的电路中， 电源的电动势E=12V,内阻可忽略不计，电阻 的阻值分别为R1=R2=202,滑动变阻器的最 大阻值R=602,电容器MN的电容C=30uF 现将滑动触头P置于最左端a点，合上开 关S,待电路稳定后，将P缓慢地从a点右移 到oP=子ab的过程中，逼过号线PW的电荷 量为 ( 必修第三册：RJ A.0.9×10-4C B.1.8×10-4C C.2.7×10-4C D.3.6×10-4C 9.（2025·河北沧州联考)（多选）如图所示，电 路中R、R2、R,均为定值电阻，电源的内阻不 能忽略，平行板电容器的极板水平放置，闭合 开关S,带电油滴刚好悬浮在两板之间静止 不动.现闭合开关S2,下列说法正确的是 -E.r A.带电油滴带负电 B.电压表示数减小 C.电流表示数增大D.带电油滴将向下运动 10.（2024·四川成都期中)实验小组利用如图 电路研究电压的变化△U与电流的变化△I 的关系，电流表、电压表均为理想电表，D为 理想二极管，C为电容器.闭合开关S至电路 稳定后，将滑动变阻器的滑片P向左移动一 小段距离，结果发现电压表V,的示数变化量 大小为△U1,电压表V2的示数变化量大小为 △U,电流表A的示数变化量大小为△I,则 下列判断正确的是 R A 的值变大 U A. △U, BA的值变大 C.电压表V,的示数与电流表A的示数的比 管不变 D.滑片向左移动的过程中，电容器的电容不 变，带电荷量不变 黑白题080