专题强化4 闭合电路的功率、效率及动态分析(Word练习)-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中物理必修第三册（人教版)

**基本信息** 聚焦闭合电路功率、效率及动态分析，通过等效电源法、串反并同规律等系统方法，构建“概念-规律-应用”逻辑链条，强化科学思维与模型建构。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |功率计算|1,2,4,9|输出功率最大值条件（外阻=内阻）、P=UI/I²R公式应用|以闭合电路欧姆定律为核心，推导功率与电流/电阻关系| |效率分析|2,3,7,9,10|η=U/E=R/(R+r)公式、电源效率与外阻关系|从能量转化视角建立效率计算模型，强化科学推理| |动态电路|5,6,8|串反并同规律、总电阻变化影响分析|通过电路结构变化，关联电流、电压、功率动态关系| |含电动机电路|7,11|非纯电阻电路功率计算（P出=P电-P热）|区分纯电阻与非纯电阻电路能量转化，深化能量观念|

专题强化4　闭合电路的功率、效率及动态分析 1.（2026•福建龙岩期末）如图所示为某款手机充电器对手机充电的原理图，用输出电压为5.0 V的充电器对内阻r=0.1 Ω的手机锂电池充电，若充电过程中充电器输出功率为5.0 W，则关于充电过程说法正确的是（　　） A．电能转化为化学能的功率为5.0 W B．充电器输出电流为1.0 A C．手机锂电池的充电电压为4.9 V D．手机锂电池的发热功率为1.0 W 2.如图所示，直线A为电源的U－I图线，直线B为电阻丝的U－I图线，用该电源和电阻丝组成闭合电路，下列说法正确的是（　　） A．电源的电动势为3 V，内阻为1 Ω B．电阻丝的电阻为2 Ω C．电源的效率约为66.7% D．电阻丝的电功率为9 W 3.如图所示，R1为定值电阻，R2为可变电阻，E为电源的电动势，r为电源的内阻，以下说法正确的是（　　） A．当R2=R1＋r时，R2消耗的功率最大 B．当R1=R2＋r时，R1消耗的功率最大 C．当R2增大时，电源的效率变小 D．当R2=0时，电源的输出功率一定最小 4.（2026•湖南郴州期中）将一电源、定值电阻R0=2 Ω及电阻箱连成如图甲所示的闭合回路，闭合开关后调节电阻箱的阻值，测得电阻箱功率与电阻箱读数变化关系曲线如图乙所示，下列说法中正确的是（　　） A．该电源内阻为4 Ω B．该电源电动势为6 V C．R的功率最大时，电路中的电流为2 A D．R的功率最大时，R0两端的电压为3 V 5.（2026•江苏无锡月考）在如图所示的电路中，电源内阻和定值电阻的阻值均为r，滑动变阻器的最大阻值为2r。闭合开关，将滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动的过程中，下列选项中正确的是（　　） A．电压表的示数变大 B．电流表的示数变大 C．电源的效率变大 D．滑动变阻器消耗功率变大 6.如图所示的电路中，电源的电动势E和内电阻r恒定不变，灯泡L恰能正常发光，如果滑动变阻器的滑片向b端滑动，则（　　） A．灯泡L更亮，电流表的示数减小 B．定值电阻R2消耗的功率增大 C．灯泡L变暗，电源的总功率减小 D．灯泡L变暗，电流表的示数增大 7.〔多选〕（2026•福建龙岩期中）如图所示，电源电动势E=10 V，内阻r=0.5 Ω，闭合开关，标有“4 V，8 W”的灯泡L恰好能正常发光，电动机M绕线的电阻R0=1 Ω，则（　　） A．电动机两端的电压为2 V B．电源的输出功率为20 W C．电动机的输出功率为6 W D．电源的效率为90% 8.如图所示的电路中，当滑动变阻器的滑片向a端移动时（　　） A．电压表的示数增大，电流表的示数减小 B．电压表和电流表的示数都增大 C．电压表和电流表的示数都减小 D．电压表的示数减小，电流表的示数增大 9.〔多选〕（2026•河北唐山期末）如图所示，曲线C1、C2分别是纯电阻直流电路中内、外电路消耗的电功率随电流变化的图线。下列说法中正确的是（　　） A．电源输出功率最大值为8 W B．电源的电动势E为4 V C．电源的内电阻r为1 Ω D．电源被短路时，电源内电路消耗的功率可达16 W 10.〔多选〕如图甲所示的电路中，定值电阻R1=4 Ω。可变电阻R消耗的功率随自身阻值变化的函数关系如图乙所示，由此可知（　　） A．电源电动势E=8 V B．电源内阻r= Ω C．增大R，电源效率增大 D．增大R，电源效率可能增大，也可能减小 11.（2026•江苏扬州期中）如图所示，电源电动势为12 V，内阻为1 Ω，电阻R1为1 Ω，R2为6 Ω。已知电动机额定电压UM为6 V，线圈电阻RM为0.5 Ω。 （1）S接a时，电动机恰好正常工作，求电动机正常工作时的输出功率？ （2）S接b时，滑动变阻器阻值R为多大时，滑动变阻器上消耗的功率最大？最大值为多少？ 答案 专题强化4　闭合电路的功率、效率及动态分析 1.B　输出电流为I==1.0 A，充电过程电能转化为化学能的功率P1=P－I2r=4.9 W，A错误，B正确；手机锂电池的充电电压应为充电器的输出电压，是5.0 V，C错误；手机锂电池的发热功率为I2r=0.1 W，D错误。 2.C　由U=E－Ir可知，图线A纵截距等于电源的电动势，斜率的绝对值等于电源的内阻，则E=3 V，r==0.5 Ω，故A错误；两图线的交点表示电阻丝的工作点，此时电路中电流为I=2 A，电阻丝两端的电压，即路端电压为U=2 V，所以电阻丝的电阻为R==1 Ω，故B错误；电源的效率是η=×100%=66.7%，故C正确；电阻丝的功率为P=UI=4 W，故D错误。 3.A　将R1也看成电源的内阻，R2消耗的功率等于等效电源的输出功率，当外电阻等于内阻时，即R2=R1＋r时，等效电源的输出功率最大，即R2消耗的功率最大，故A正确；由于R1的阻值不变，根据P=I2R，电流最大时，R1消耗的功率最大，当外电阻最小时，即R2=0时，电流最大，R1消耗的功率最大，故B错误；电源的效率η=×100%=×100%，当R2增大时，电源的效率增大，故C错误；当外电阻等于内阻时，电源的输出功率最大，外电阻与内电阻越接近，电源的输出功率越大，由于R1与r的关系未知，故当R2=0时，电源的输出功率不一定最小，故D错误。 4.D　由题图可知，R=4 Ω时电阻箱消耗的功率最大，此时有R=r＋R0，可得r=2 Ω，电阻箱的最大功率为Pm=9 W，又因为Pm=，解得E=12 V，故A、B错误；R的功率最大时，有I== A=1.5 A，R0两端的电压为U=IR0=3 V，故C错误，D正确。 5.B　滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的阻值减小，根据串反并同规律，与滑动变阻器串联的电流表的示数增大，与滑动变阻器并联的电压表的示数变小，A错误，B正确；根据电源效率公式η=×100%=×100%可知，当路端电压U减小时，电源的效率变小，C错误；把定值电阻等效成电源的内阻，则等效电源的内阻为2r，滑动变阻器的最大阻值也是2r，因为电源的内、外电阻相等时电源的输出功率最大，所以滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动的过程中，滑动变阻器消耗功率变小，D错误。 6.A　滑片向b端滑动，R1变大，电路中总电阻变大，根据I=可知I减小，电流表示数减小。根据E=U外＋Ir可知，U外变大，灯泡两端电压变大，故灯泡L更亮。I减小，IL变大，故I2变小，再根据P2=R2可知，R2消耗的功率变小，故B、C、D错误，A正确。 7.CD　灯泡恰好正常发光，则电路中电流I==2 A，电源内阻的电压为Ur=Ir=1 V，电动机两端电压为UM=E－Ur－U额=10 V－1 V－4 V=5 V，故A错误；电源的输出功率P=（U额＋UM）I=（4 V＋5 V）×2 A=18 W，故B错误；电动机的输出功率P出=P电－P热=UMI－I2R0=6 W，故C正确；电源的效率为η=×100%=90%，故D正确。 8.D　由题中电路图可知，滑动变阻器的滑片向下滑动，滑动变阻器接入电路的阻值变小，并联电阻减小，外电路总电阻R总变小，由闭合电路欧姆定律可知I总=，则干路电流变大，由Ur=I总r，U=E－Ur可知，电源内阻分得的电压变大，路端电压变小，则电压表示数变小，干路电流变大，电阻R1两端电压变大，则并联电路电压变小，由部分电路欧姆定律可知I2=，则通过电阻R2的电流变小，而干路电流变大，所以电流表示数变大，故D正确。 9.BCD　当内电阻等于外电阻时，电源的输出功率最大，最大值为4 W，选项A错误；根据P=UI可得，当I=2 A时，外电压为2 V，内电压也为2 V，电源的电动势E为4 V，选项B正确；电源的内阻为r==1 Ω，选项C正确；电源被短路时，电源内电路消耗的功率P==16 W，选项D正确。 10.AC　将定值电阻R1与电源看成等效电源，当等效电源内阻与可变电阻R的阻值相等时，等效电源的输出功率最大，可变电阻R消耗的功率最大，则r′==2 Ω，由部分电路欧姆定律、闭合电路欧姆定律和电路串、并联规律得Pm=R，UR=IRR=IR1R1，E=（IR1＋IR）r＋UR，解得r=4 Ω，E=8 V，故A正确，B错误；电源效率η==，U=E－Ir=E－，增大R，路端电压增大，电源效率增大，故C正确，D错误。 11.（1）10 W　（2）2 Ω　18 W 解析：（1）S接a时，根据部分电路欧姆定律有I2==1 A 根据闭合电路欧姆定律有I总==3 A 流过电动机的电流IM=I总－I2=2 A 电动机的输出功率为P出=P总－P热=UMIM－RM=6×2 W－22×0.5 W=10 W。 （2）S接b时，当滑动变阻器的电阻等于电路中除滑动变阻器外其他电阻总和时，即当滑动变阻器阻值R=2 Ω时，滑动变阻器上消耗的功率最大Pmax=I2R=R=×2 W=18 W。 2 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $