第10章 第2讲 闭合电路的欧姆定律(Word教参)-【新高考方案】2027年高考物理一轮总复习（福建专版）

该高中物理讲义聚焦闭合电路欧姆定律核心考点，涵盖串并联电路规律、U-I图像应用、功率效率分析及动态电路问题，按基础规律到综合应用的逻辑层次组织，通过课前微点判断巩固概念，逐点清环节结合知识点梳理、真题解析与方法点拨，系统构建电路问题分析框架。 讲义突出科学思维与模型建构，如用对比表格明晰串并联电路特点及电源与电阻U-I图像差异，通过等效电源法分析功率极值培养推理能力。设置分层例题与即时反馈，助力学生高效突破动态电路等难点，为教师把控复习节奏、提升学生应考能力提供有力支持。

第二讲　闭合电路的欧姆定律 |课|前| [精要回顾] [微点判断] (1)用小量程电流表改装电压表时，串联的电阻越大，改装的电压表的量程越大。 (√) (2)(人教必修3 P83“思考与讨论”·改编)电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电能的装置。 (√) (3)电动势就等于电源两极间的电压。 (×) (4)闭合电路中外电阻越大，路端电压越小。 (×) (5)在闭合电路中，外电阻越大，电源的输出功率越大。 (×) (6)电源的输出功率越大，电源的效率越高。 (×) 逐点清(一)　电路的串、并联 1.[串联电路的分析与计算] (2025·江苏南通三模)如图所示，电阻R1、R2串联，R1=2R2，流过恒定的电流，则 (　　) A.R1、R2两端的电压之比为1∶1 B.R1、R2的电功率之比为1∶2 C.通过R1、R2两端横截面的电荷量之比为1∶1 D.相等时间内R1、R2产生的焦耳热之比为1∶2 解析：选C　串联电路，电流处处相等，根据U=IR，可知R1、R2的电压之比为===，故A错误；根据电功率P=I2R，可知R1、R2的电功率之比为2∶1，故B错误；根据q=It，由于电流相等、时间相等，则通过R1、R2横截面的电荷量之比为1∶1，故C正确；根据焦耳热Q=I2Rt，可知相等时间内R1、R2产生的焦耳热之比为2∶1，故D错误。 2.[并联电路的分析与计算] (2025·广西高考)如图所示的电路中，材质相同的金属导体a和b，横截面积分别为S1、S2，长度分别为l1、l2。闭合开关后，a和b中自由电子定向移动的平均速率之比为 (　　) A.l1∶2l2 B.2l2∶l1 C.l2S1∶2l1S2 D.2l2S2∶l1S1 解析：选B　根据电阻定律R=ρ，可得Ra=ρ，Rb总=2ρ，两支路并联有IaRa=IbRb总，结合电流的微观表达式I=nqvS，对于同种材料n、q相同，联立可得=，故选B。 关键点拨 串、并联电路的特点 串联电路 并联电路 电路 电流 I=I1=I2=…=In I=I1+I2+…+In 电压 U=U1+U2+…+Un U=U1=U2=…=Un 电阻 R=R1+R2+…+Rn =++…+ 功率分配 ==…= P1R1=P2R2=…=PnRn P总=P1+P2+…+Pn 逐点清(二)　两种U⁃I图像的比较与应用 题点1　电源的U⁃I图像 1.如图所示为某一电源的U⁃I 图线，由图可知 (　　) A.电源电动势为2 V B.电源内阻为13 Ω C.电源短路时电流为6 A D.电路路端电压为1 V时，电路中电流为6 A 解析：选A　在电源的U⁃I图线中，纵轴截距表示电源电动势，电源电动势为2 V，A正确；图线的斜率的绝对值为内阻的大小，故电源内阻r== Ω=0.2 Ω，B错误；短路时的电流I短== A=10 A，C错误；当外电路电压为1 V时，内电路的电压也是1 V，根据欧姆定律可得I== A=5 A，D错误。 题点2　两种U⁃I图像的综合 2.如图所示的U⁃I图像中，直线Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系，直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线，用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图像可知 (　　) A.电源的输出电压为2 V B.电源电动势为3.0 V，内阻为0.5 Ω C.电源的输出功率为3.0 W D.电源的效率为60% 解析：选B　由题图可知交点坐标为电阻R接在这个电源上工作时的电压值和电流值，所以电源的输出电压为1.5 V，A错误；由图线Ⅰ可知，电源的电动势为3.0 V，内阻r== Ω=0.5 Ω，B正确；电源的输出功率为P=UI=3×1.5 W=4.5 W，C错误；电源的效率为η=×100%=×100%=50%，D错误。 关键点拨 电源U⁃I图像与电阻U⁃I图像的比较 电源U⁃I图像 电阻U⁃I图像 图形 图线与坐标轴交点 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(注意坐标数值是否从零开始) 过坐标轴原点，表示没有电压时电流为零 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 每一点对应的比值均等大，表示此电阻的大小 图线的斜率的大小 图线斜率的绝对值等于内阻r的大小 电阻的大小 逐点清(三)　闭合电路的功率和效率问题 |必|备|知|能| 1.电源的有关功率和效率 总功率 任意电路：P总=EI=P出+P内 纯电阻电路：P总=I2(R+r)= 内部功率 P内=I2r=P总-P出 输出功率 任意电路：P出=UI=P总-P内 纯电阻电路：P出=I2R= 效率 任意电路：η=×100%=×100% 纯电阻电路：η=×100% 2.电源的输出功率P出与外电阻R的关系图像的三点说明(如图所示) (1)当R=r时，输出功率最大，Pm=。 (2)当R“接近”r时，P出增大，当R“远离”r时，P出减小。 (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R1R2=r2。 1.如图所示的电路中，电源电动势E和内阻r恒定不变，R0为定值电阻。闭合开关S后，滑动变阻器的滑片从右端逐渐向左端滑动的过程中，下列说法正确的是 (　　) A.路端电压保持不变 B.电源的效率逐渐降低 C.电源的输出功率一定逐渐增大 D.滑动变阻器的功率一定先增大后减小 解析：选B　闭合开关S后，滑动变阻器的滑片从右端逐渐向左端滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的阻值逐渐减小，外电路的总电阻逐渐减小，可知电路中总电流I逐渐增大，由闭合电路的欧姆定律有U=E-Ir，可知路端电压U逐渐减小，A错误；电源的效率η=×100%=×100%，路端电压U逐渐减小，电动势E不变，可知电源的效率逐渐降低，B正确；当外电路的总电阻与电源内阻相等时，电源输出功率最大，由于外电路的总电阻与电源内阻的大小关系不确定，因此电源的输出功率变化情况不确定，C错误；将R0等效为电源的一部分，则滑动变阻器的功率等于等效电源的输出功率，当滑动变阻器的阻值等于等效电源的内阻时，即R=R0+r时，滑动变阻器的功率最大，因R和R0+r的数值关系不确定，因此滑动变阻器功率的变化情况不确定，D错误。 2.(2025·山西太原期末)如图甲所示的电路中，电源电动势E=6 V、内阻r=2 Ω，定值电阻R=4 Ω，已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的阻值RP的关系如图乙所示。则下列说法中正确的是 (　　) A.图乙中滑动变阻器的最大功率P2=2 W B.图乙中R1=6 Ω，R2=12 Ω C.滑动变阻器消耗功率P最大时，定值电阻R消耗的功率也最大 D.调整滑动变阻器RP的阻值，可以使电源的输出电流达到2 A 解析：选B　由闭合电路欧姆定律的推论可知，当外电路的总电阻等于电源内阻时，电源输出功率最大，把定值电阻R看成电源内阻的一部分，由题图乙可知，当RP=R1=R+r=6 Ω时，滑动变阻器消耗的功率最大，最大功率为P2==1.5 W，A错误；由题图乙可知，滑动变阻器的阻值为3 Ω 时与阻值为R2时消耗的功率相等，有×3 Ω=R2，解得R2=12 Ω，B正确；当回路中电流最大，即RP=0时，定值电阻R消耗的功率最大，C错误；当滑动变阻器RP的阻值为0时，电路中电流最大，最大值为Im== A=1 A，则调整滑动变阻器RP的阻值，不可以使电源的输出电流达到2 A，D错误。 关键点拨 功率极值的三种情形 1.定值电阻中通过的电流有极值时对应的电功率有极值。 2.求可变电阻消耗的电功率极值时，如果可变电阻是外电路唯一的电阻，则电源的最大输出功率为可变电阻电功率的最大值。 3.如果可变电阻不是外电路唯一的电阻，则把可变电阻之外的电阻看成是电源内阻的一部分，利用等效电源法求解。 (1)如图甲所示，电源(E、r)与电阻R串联： 等效电动势：E'=E； 等效内阻：r'=r+R。 (2)如图乙所示，电源(E、r)与电阻R并联： 等效电动势：E'=E； 等效内阻：r'=。 逐点清(四)　闭合电路的动态分析 题点1　电路的动态分析 1.(2025·江苏扬州模拟)如图所示，电源电动势为E、内阻为r。两电压表可看作是理想电表，闭合开关，将滑动变阻器的触片由右端向左滑动时，下列说法中正确的是 (　　) A.小灯泡L1变亮 B.小灯泡L2变暗 C.电压表V1的示数增大 D.电压表V2的示数增大 解析：选D　将滑动变阻器的触片由右端向左滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，滑动变阻器与小灯泡L1并联的电阻减小，外电路总电阻减小，干路电流增大，电源的内电压增大，路端电压减小，则电压表V1的示数减小，C错误；由以上分析可知，干路电流增大，小灯泡L2变亮，电压表V2的示数增大，B错误，D正确；由闭合电路欧姆定律可知，小灯泡L1两端的电压U1=E-I，其中I增大，则U1减小，小灯泡L1变暗，A错误。 2.(2025·福建南平模拟)(双选)智能手机有自动调节屏幕亮度的功能。如图所示为该调节功能的模拟电路简图，图中电路元件R1为光敏电阻，其阻值随外部环境光照强度减小而增大，R2为定值电阻，屏幕亮度由灯泡L调节。则当光照强度 (　　) A.变大时，屏幕变亮 B.变大时，屏幕变暗 C.变小时，电源总功率减小 D.变小时，电源总功率增大 解析：选AC　光照强度变大时，R1阻值变小，灯泡L与R1串联，根据“串反并同”可知，通过灯泡L的电流变大，屏幕变亮，故A正确，B错误；光照强度变小时，R1阻值变大，总电阻变大，总电流减小，根据P=EI可知，电源总功率减小，故C正确，D错误。 题点2　含容电路的动态分析 3.(2025·广东揭阳一模)如图所示，电源电压恒定不变，电源内阻忽略不计，开关S闭合。现将滑动变阻器R2的滑片P向右移动一段距离，电压表示数的变化量为ΔU，电流表示数的变化量为ΔI。两电表均为理想电表。下列说法正确的是 (　　) A.电阻R1的功率增大 B.滑片P向右移动过程中，电阻R3中有b→a的瞬时电流 C.电压表示数U和电流表示数I的比值不变 D.ΔU与ΔI的比值不变 解析：选D　滑动变阻器R2的滑片P向右移动一段距离，R2接入电路的阻值增大，根据串反并同规律，通过R1的电流减小，R1功率减小，A错误；电路稳定时，电容器左极板与电源正极相连，带正电荷，电容器右极板带负电荷，滑动变阻器R2的滑片P向右移动一段距离，R2接入电路的阻值增大，根据串反并同规律，电容器两端电压减小，电容器的带电荷量减小，电容器通过R1和R3放电，电阻R3中有a→b的瞬时电流，B错误；当电路稳定时，电阻R3中没有电流，电阻R3相当于导线，根据欧姆定律有R2=，滑动变阻器R2的滑片P向右移动一段距离，R2接入电路的阻值增大，即增大，C错误；当电路稳定时，电阻R3中没有电流，电阻R3相当于导线，电阻R1相当于电源内电阻，根据U=E-IR1，可得=R1，滑动变阻器R2的滑片P向右移动一段距离，不变，D正确。 题点3　电路的故障分析 4.(2025·内蒙古赤峰期中)某工厂相邻两车间A、B的照明电路由一个开关控制，其电路图如图所示，电源电动势为E、内阻为r，闭合开关S后，两车间内相同的a、b灯都正常发光，后来由于某种故障A车间内的a灯突然变亮，B车间内的b灯突然变暗，此故障可能是 (　　) A.电阻R0短路 B.电阻RA短路 C.电阻RB短路 D.电阻RA、RB同时短路 解析：选B　若电阻R0短路，总电阻减小，干路电流增大，两支路电流均增大，两灯均变亮，故A错误；若电阻RA短路，总电阻减小，干路电流增大，并联部分电压减小，b灯突然变暗，由b灯支路电流减小可知a灯支路电流增大，a灯突然变亮，故B正确；若电阻RB短路，总电阻减小，干路电流增大，并联部分电压减小，a灯突然变暗，由a灯支路电流减小可知b灯支路电流增大，b灯突然变亮，故C错误；若电阻RA、RB同时短路，总电阻减小，干路电流增大，两支路电流均增大，则a、b灯均变亮，故D错误。 关键点拨 1.闭合电路动态分析的三种方法 (1)程序法 (2)结论法：可利用结论“串反并同”进行判断，应用该结论的条件是电源内阻不为零。 ①所谓“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、消耗的电功率都将减小，反之则增大。 ②所谓“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、消耗的电功率都将增大，反之则减小。 (3)极限法：因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端，让电阻最大或电阻为零进行讨论。 2.含容电路的分析技巧 (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)电容器的电压 ①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。 ②电容器两端的电压等于与之并联的电阻两端的电压。 3.假设法分析电路故障 已知电路发生故障的现象，寻找故障原因，可假设某部分电路发生故障，运用电路规律推理，推理结果若与现象不符合，则可排除这部分电路，直到找出发生故障的原因。 48 / 50 $