第24讲 闭合电路欧姆定律及应用 课时作业-2027届高三物理一轮复习

**基本信息** 以闭合电路欧姆定律为核心，通过基础巩固与综合提升分层训练，融合概念辨析、图像分析、动态电路等题型，突出能量观念与科学推理的应用。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础巩固练|8题（含2道多选）|公式E=U+Ir直接应用；U-I图像斜率/截距分析；电源输出功率P=I²R计算|从电动势、内阻概念出发，推导闭合电路欧姆定律，延伸至路端电压与外电阻关系| |综合提升练|9题（含3道多选）|电路故障分析（短路/断路判断）；动态电路变量关系（ΔU/ΔI比值）；功率曲线极值问题|结合电容器、滑动变阻器等元件，构建复杂电路模型，深化能量守恒与欧姆定律综合应用|

第24讲 闭合电路欧姆定律及应用 课时作业 基础巩固练 一．选择题： 1．物理观念主要包括物质观念、运动与相互作用观念、能量观念等要素，下列物理规律能正确反映能量观念中能量守恒思想的是(　　) A．牛顿第二定律 B．闭合电路欧姆定律 C．动量守恒定律 D．电阻定律 2．如图为探究外电压、内电压和电动势关系的实验装置。这种电池的正负极板(分别为A、B)为二氧化铅及铅，电解液为稀硫酸。关于这一实验装置分析，下列说法正确的是(　　) A．电压表V1正极与a相连 B．电压表V2的测量值大于电路的外电压 C．电压表V1的测量值不会大于电压表V2的测量值 D．电压表V1和V2测得的示数之和接近于一定值 3．如图所示的电路中，电阻R＝2 Ω。断开S后，理想电压表的读数为3 V；闭合S后，理想电压表的读数为2 V，则电源的内阻r为(　　) A．1 Ω B．2 Ω C．3 Ω D．4 Ω 4．(2026·北京市丰台区高三上开学考试)在如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，闭合开关S，在滑动变阻器R0的滑片向下滑动的过程中，下列说法正确的是(　　) A．电压表示数增大 B．电流表示数不变 C．电源的输出功率减小 D．R消耗的功率减小 5．(2025·山东省青岛市高三上期末)在如图所示的U­I图像中，直线Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系图线，曲线Ⅱ为某一小灯泡L的U­I曲线，曲线Ⅱ与直线Ⅰ的交点坐标为(1．5 A，0．75 V)，该点的切线与横轴的交点坐标为(1．0 A，0 V)，用该电源直接与小灯泡L连接成闭合电路，由图像可知(　　) A．电源电动势为2．0 V B．电源内阻为0．5 Ω C．小灯泡L接入电源时的电阻为1．5 Ω D．小灯泡L实际消耗的电功率为1．125 W 6．如图所示的U­I图像中，直线a为电源的路端电压与电流的关系，直线b、c分别是电阻R1、R2的电压与电流的关系。若将这两个电阻分别直接与该电源连接成闭合电路，则下列说法正确的是(　　) A．电阻R1大于电阻R2 B．R1接在电源上时，电源的输出功率较大 C．R2接在电源上时，电源的输出功率较大 D．两种情况下，电源的输出功率相等 7．(2025·新疆普通高考适应性检测高三上第一次模拟)(多选)人体含水量约为70%，水中有钠离子、钾离子等离子存在，因此容易导电，脂肪则不容易导电。某型号脂肪测量仪(如图甲)根据人体电阻的大小来判断脂肪所占比例，模拟电路如图乙所示。测量时，测试者两手分别握住手柄A、B，闭合开关S，就可知道人体脂肪所占的比例。一般情况下(　　) A．脂肪含量高者电流表示数会更小 B．脂肪含量高者电压表示数会更小 C．脂肪含量高者电源总功率会更小 D．人出汗后测量的数据会更加准确 8.(多选)将一电源与一电阻箱连接成闭合回路，测得电阻箱所消耗功率P与电阻箱读数R变化的曲线如图所示，由此可知下列说法正确的是(　　) A．电源最大输出功率为45 W B．电源内阻一定等于5 Ω C．电源电动势为45 V D．电阻箱所消耗功率P最大时，电源效率等于90% 二．计算题： 9．(2026·上海市控江中学高三上开学考试)如图是一种可显示汽车蓄电池输出电压的车用充电头。小明观察到停车熄火状态下，单独打开前车灯时，充电头显示电压为12．5 V；同时打开前后车灯后，电压降为12．0 V。小明由此判断前后车灯是并联关系，他的判断依据是________________。小明查阅行车手册后得知，前车灯和后车灯的额定电压相同，额定功率分别为120 W和30 W，由此推算出汽车蓄电池的电动势为________V。 综合提升练 一．选择题： 10．如图所示，电源电动势为E，内阻为r，三个灯泡A、B、C原来都是正常发光的，电路突然发生了故障，结果灯泡C比原来暗了些，灯泡A和B比原来亮了些，假设三个灯泡灯丝的电阻恒定不变，则电路中出现的故障可能是(　　) A．R1短路 B．R1断路 C．R2断路 D．R2短路 11．如图所示，R1、R2为定值电阻，C为电容器。闭合开关S，在滑动变阻器R的滑片缓慢向上滑动过程中(　　) A．电阻R2中有向下的电流 B．通过电阻R1的电流增大 C．滑动变阻器R两端的电压变小 D．电容器C极板所带电荷量变小 12．如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，R1为定值电阻，R为滑动变阻器。现闭合开关S，滑动变阻器R的滑动触头P从M端向N端滑动时，电路中连接的电压表及电流表示数的变化情况分别是(　　) A．先变大后变小；一直变大 B．先变小后变大；一直变小 C．先变大后变小；先变小后变大 D．先变小后变大；先变大后变小 13．如图甲所示电路中，R为电阻箱，电源的电动势为E，内阻为r。图乙为电源的输出功率P与电流表示数I的关系图像，其中功率P0分别对应电流I1、I2，外电阻R1、R2。下列说法中正确的是(　　) A．I1＋I2> B．I1＋I2＝ C．> D．< 14．如图a所示电路中，当滑动变阻器R的触头从一端滑到另一端的过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图b所示。不考虑电表对电路的影响，则(　　) A．定值电阻R0为2 Ω B．电源内阻r为10 Ω C．电源电动势E为3．4 V D．定值电阻R0的最大电功率为0．9 W 15．已知两电源a、b的电动势分别为E1、E2，内阻分别为r1、r2。两电源分别接电阻R时，输出功率相等。当外电路电阻变为R′时，电源a、b的输出功率分别为P1、P2，已知E1<E2，R>R′。则(　　) A．r1＝r2 B．r1>r2 C．P1＝P2 D．P1>P2 16．(2025·陕西省宝鸡市高三上模拟检测一)(多选)图甲所示的电路图中，电源的电动势为E，内阻不计。虚线框Ⅰ、Ⅱ中有定值电阻R0和最大阻值为20 Ω的滑动变阻器R，图乙和图丙分别为变阻器R全部接入和一半接入电路时沿abcd方向电势变化的图像，导线上的电势降落为零。则下列说法正确的是(　　) A．定值电阻R0在虚线框Ⅰ中 B．滑动变阻器R在虚线框Ⅰ中 C．电源的电动势大小为2．0 V D．定值电阻R0的阻值为5 Ω 17．(多选)如图所示，电路中定值电阻R的阻值大于电源内阻r的阻值，开关S闭合，将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表V1、V2、V3的示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔU3，理想电流表示数变化量的绝对值为ΔI，下列说法正确的是(　　) A．理想电压表V2的示数增大 B．ΔU3>ΔU1>ΔU2 C．电源的输出功率减小 D．ΔU3与ΔI的比值不变 参考答案： 1.答案：B解析：电源把其他形式的能量转化为电能的功率等于电源的输出功率与电源内电阻的热功率之和，即EI＝UI＋I2r，可得E＝U＋Ir，可知闭合电路欧姆定律实质上是能量守恒定律在闭合电路中的具体体现，牛顿第二定律与动量守恒定律属于运动与相互作用观念，而电阻定律描述物质本身的属性，是物质观念，故选B。 2.答案：D解析：在电源的外部，电流方向由电源的正极流向负极，而电源的内部，电流方向由电源的负极流向正极，电压表V1测量内电压，则电压表V1正极与b相连，电压表V2测量电路的外电压，则电压表V1和V2测得的示数之和等于电源电动势，即应接近于一定值，故A、B错误，D正确；串联电路中电流处处相等，由U＝IR可知，电阻两端电压之比等于其阻值之比，因为不知道内外电阻的阻值，所以电压表V1的测量值有可能会大于电压表V2的测量值，故C错误。 3.答案：A解析：当S断开后，电压表读数为U＝3 V，可知电源电动势E＝3 V；当S闭合后，电压表读数为U′＝2 V，由闭合电路欧姆定律知E＝U′＋Ir， 且I＝，整理得电源内阻r＝＝1 Ω，A正确。 4.答案：D解析：当滑片向下滑动时，R0接入电路的电阻减小，外电路的电阻R外减小，根据闭合电路欧姆定律可知，干路电流I＝增大，故电源内阻分担的电压Ur＝Ir增大，外电路的电压U＝E－Ur减小，即电压表的示数减小，故A错误；根据上述分析可知，外电路电压减小，则通过定值电阻R的电流IR＝减小，而干路电流增大，根据并联电路特点可知，电流表的示数I0＝I－IR增大，故B错误；根据电源输出功率P＝UI＝R外＝可知，当R外＝r时，电源的输出功率最大，由于不知道R外与r的具体关系，因此无法确定电源输出功率的变化情况，故C错误；R消耗的功率P＝，结合A项分析可知，当滑片向下滑动时，外电路的电压U减小，而定值电阻的阻值R不变，因此R消耗的功率减小，故D正确。 5.答案：D 解析：根据闭合电路欧姆定律有U＝E－Ir，代入题中数据(1．0 A，1．5 V)、(2．0 A，0 V)，联立解得E＝3．0 V，r＝1．5 Ω，故A、B错误；由题意可知，小灯泡L接入电源时，其两端的电压为UL＝0．75 V，流过小灯泡L的电流为IL＝1．5 A，由欧姆定律可得，此时小灯泡L的电阻为RL＝＝0．5 Ω，小灯泡L实际消耗的电功率为P＝ULIL＝1．125 W，故C错误，D正确。 6.答案：D解析：由电阻R＝结合图像可知，电阻R1小于电阻R2，故A错误；电源的内阻r＝，当R1接在电源上时，由闭合电路欧姆定律得Imr＋U1＝E，同理当R2接在电源上时，由闭合电路欧姆定律得Imr＋U2＝E，解得U1＝E， U2＝E，根据P＝UI可得两种情况下，电源的输出功率相等， 为P＝×Im＝E×Im＝EIm，故D正确，B、C错误。 7.答案：AC解析：由题意可知，脂肪含量高者电阻R会更大，由闭合电路的欧姆定律可知，回路中电流表示数I＝会更小，电压表的示数U＝E－I(r＋R1＋R2)会更大，电源总功率P＝IE会更小，A、C正确，B错误；人出汗后，人体处于水分不平衡状态，体液中的钠离子和钾离子浓度与正常时有偏差，且人体外表会附着容易导电的钠离子、钾离子等，使得测量的人体电阻与正常值有偏差，误差更大，更不准确，D错误。 8.答案：AB解析：由题图可知，电阻箱所消耗功率P最大为45 W，所以电源最大输出功率Pmax＝45 W，故A正确；由P＝I2R＝＝ 可知，电源输出功率即电阻箱所消耗功率P最大时，电阻箱阻值等于电源内阻，所以电源内阻r一定等于5 Ω，故B正确；由上述分析可知Pmax＝， 可得E＝30 V，故C错误；电阻箱所消耗功率P最大时，电阻箱读数R＝5 Ω，电源效率为η＝×100%＝×100%＝50%，故D错误。 9.答案：见解析　15 解析：同时打开前后车灯，输出电压减小，说明外电路的总电阻减小，因此可以判定前后灯为并联；由于前车灯和后车灯的额定电压相同，根据P＝可知， 若设前车灯的电阻为R，则后车灯的电阻为4R，设蓄电池的电动势为E，内阻为r，根据闭合电路的欧姆定律可得E＝12．5 V＋·r， E＝12．0 V＋·r，联立解得E＝15 V。 10.答案：A解析：由题意可知，灯泡C变暗，说明路端电压U变小，根据闭合电路欧姆定律U＝E－Ir可知干路电流I变大，由部分电路欧姆定律可知流经灯泡C的电流I2＝变小，由并联电路电流关系可知I＝I1＋I2，则流经灯泡A支路的电流I1变大(由灯泡A变亮也可直接得出此结论)， 则该支路电阻R＝RA＋R1＋R并＝变小，由串并联关系可知故障可能为R1短路或R2短路，假设R2短路，则灯泡B会被短路，不发光，与题干冲突，故假设错误，所以故障只能是R1短路，故选A。 11.答案：A解析：闭合开关S，在滑动变阻器R的滑片缓慢向上滑动过程中，电容器C所在支路相当于断路，滑动变阻器接入电路的阻值增大，则电路总电阻增大，总电流减小，即通过电阻R1的电流减小，故B错误；根据串联电路分压规律可知，滑动变阻器R两端的电压变大，所以电容器C两端电压增大，根据Q＝CU可知电容器C极板所带电荷量变大，即电容器将充电，根据电路连接方式可知电容器上极板带正电，所以电阻R2中有向下的电流，故A正确，C、D错误。 12.答案：A解析：由电路结构可知，滑动变阻器R的滑动触头P两边的电阻并联，则当P从M端向N端滑动时，电路的总电阻先变大后变小，则总电流先变小后变大，由U＝E－Ir可知路端电压先变大后变小，即电压表的示数先变大后变小；设PN部分的电阻为x，则PN部分的电流为 Ix＝·＝，则随着x的减小，Ix逐渐变大，即电流表示数变大。故A正确。 13.答案：B解析：由闭合电路欧姆定律得U＝E－Ir，则电源的输出功率为P＝UI＝EI－I2r，故EI1－Ir＝EI2－Ir，整理得I1＋I2＝，A错误，B正确；根据电功率表达式P0＝IR1＝IR2，且I＝，则有R1＝R2， 整理得＝，C、D错误。 14.答案：D解析：由图a知，电压表V1测定值电阻R0两端电压，且R0两端的电压随电流的增大而增大，则图b中下方图线表示电压表V1的读数随电流表读数的变化情况，由图线的斜率得：R0＝ Ω＝10 Ω，故A错误；电压表V2测电源的路端电压，图b中上方图线表示V2的读数随电流表读数的变化情况，上方图线斜率的绝对值等于电源的内阻：r＝ Ω＝2 Ω，故B错误；当电路中电流为0．1 A时，电压表V2的读数为3．4 V，根据闭合电路的欧姆定律得：E＝U2＋Ir＝3．4 V＋0．1×2 V＝3．6 V，故C错误；当滑动变阻器接入电路的阻值为0时，电路中电流最大， 最大电流为：Imax＝＝ A＝0．3 A，此时定值电阻R0消耗的功率最大，最大电功率为：P0max＝IR0＝(0．3)2×10 W＝0．9 W，故D正确。 15.答案：D解析：两电源分别接电阻R时，输出功率相等，由P＝＝UI可知两电路的路端电压和通过的电流均相等，由闭合电路的欧姆定律有U＝E－Ir，则电源的U­I图像的纵截距表示电动势，又E1＜E2，可画出两电源的U­I图线和电阻R的U­I图线，如图所示，两电源U­I图线的交点即对应连接电阻R时的状态，由U＝E－Ir知，电源U­I图线的斜率绝对值表示电源内阻，则r1＜r2，A、B错误；由R＝、R＞R′可画出电阻R′的U­I图线如图所示，根据R′的U­I图线和两电源U­I图线的交点可知，电源a接电阻R′时，路端电压和电流均较大，由P＝UI可知，P1＞P2，C错误，D正确。 16.答案：AD解析：由题图乙和题图丙可知，变阻器R由全部接入变为一半接入电路时，Uab增大，Ucd减小，滑动变阻器接入电路的阻值变小，则电路总阻值变小，根据闭合电路欧姆定律可知电路中电流增大，由欧姆定律可知定值电阻R0两端电压UR0增大，则滑动变阻器两端电压UR＝E－UR0减小，故滑动变阻器R在虚线框Ⅱ中，定值电阻R0在虚线框Ⅰ中，A正确，B错误；根据闭合电路欧姆定律，滑动变阻器全部接入时有E＝·(R0＋20 Ω)，一半接入时有E＝·(R0＋10 Ω)，联立解得E＝1．5 V，R0＝5 Ω，故C错误，D正确。 17.答案：BD解析：由图可知，定值电阻R与变阻器串联，电压表V1、V2、V3分别测量R的电压、路端电压和变阻器两端的电压。当滑动变阻器滑片向下滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电路中电流增大，内电压增大，路端电压减小，则V2的示数减小，故A错误；当内外电阻阻值相等时，电源的输出功率最大，故当滑动变阻器滑片向下滑动时，外电阻阻值减小且越来越接近内阻r，故电源的输出功率在增大，故C错误；根据闭合电路欧姆定律得 U2＝E－Ir，则得＝r，而＝R，据题：R＞r，则得ΔU1＞ΔU2， 同理U3＝E－I(R＋r)，则＝R＋r，保持不变，同时得到ΔU3＞ΔU1＞ΔU2，故B、D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $