第36讲 电路 闭合电路的欧姆定律（复习讲义）（广东专用）2027年高考物理一轮复习讲练测

该高中物理高考复习讲义聚焦电路及闭合电路欧姆定律，涵盖串并联电路规律、动态分析、电源功率效率、U-I图像分析四大核心考点，按“命题透视-思维建模-考点精讲-真题溯源”逻辑架构知识体系，通过考点梳理、方法归纳、真题训练帮助学生系统突破难点。 资料突出核心素养导向，如结合新能源情境培养物理观念，用“程序法+串反并同”提升科学思维，设置分层变式训练强化科学探究。通过对比两类U-I图像、拆解动态分析步骤等策略，高效提升学生解题能力，为教师把控复习节奏提供清晰路径。

第36讲 电路　闭合电路的欧姆定律 考点一 串、并联电路的规律及应用 例1答案　C 【变式训练1·变载体】答案　BC 【变式训练2】答案A 考点二 闭合电路的欧姆定律及电路的动态分析 考向一 闭合电路的欧姆定律的应用【重】 例1 答案 CD 【变式训练1·变载体】 答案　(1)4 V　0.8 A　(2)7 V　0.5 A 解析　(1)开关S断开时，电流表A、R1、R2串联接入电路，R3相当于导线， 电路中电流I1== A=0.8 A， 即电流表A的示数为0.8 A，U1=I1R1=0.8×5 V=4 V，即电压表V的示数为4 V。 (2)开关S闭合时，电流表A及R2先和R3并联，再与R1串联接入电路，电压表V测路端电压，干路电流I总== A=1 A，R2=R3，故电流表示数I2=I总=0.5 A，电压表示数U端=E-I总r=(8-1×1) V=7 V。 考向二 动态分析【重】 例2 答案 B 【变式训练1·变载体】答案 B 【变式训练2】答案 (1)4 V　(2)4×10-4 C 解析 (1)开关S断开时,流过R2的电流为I,根据闭合电路欧姆定律可知 E=I(R1+R2+r), 解得I=1 A。 R2两端的电压为 U=IR2=4 V。 (2)开关S断开时,电容器两端的电压为 U1=U=IR2=4 V, 开关S闭合时,R1被短路,电容器两端的电压为 U2=·R2=8 V, 开关S从断开到闭合直至电路达到稳定时,通过定值电阻R3的电荷量即电容器上增加的电荷量,由ΔQ=C·ΔU可得 ΔQ=C(U2-U1)=1×10-4 F×4 V=4×10-4 C。 考点三 闭合电路的功率和效率 例1答案　AB 解析　由电阻箱所消耗功率P与电阻箱读数R变化的曲线可知，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；电源输出功率最大的条件可知，电源输出功率最大时，外电路电阻等于电源内阻，所以电源内阻r一定等于5 Ω，故B正确；由Pmax=，可得E=30 V，故C错误；电阻箱所消耗功率P最大时，电源效率为50%，故D错误。 【变式训练1】答案 C 考点四 两类U-I图像的分析与应用　 例1答案 AC 【变式训练1】答案 BD 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1.答案　D 2.答案　D 3.答案　AD 4.答案　A 5.答案　AC 6.答案　AC 7.答案　C 8.答案 C 9.答案 ABC 9.答案 C 10.答案 D 11.答案 D 12.答案　(1)0　(2) Ω　(3) Ω 解析　(1)由闭合电路欧姆定律得电阻R2消耗的功率P2=I2R2=R2， 即R1=0时，流过R2的电流最大，此时R2消耗的功率最大 (2)根据题意可知，当滑动变阻器滑片在最右端时有R2== Ω 滑动变阻器滑片在最左端时有R1m+R2= 解得R1m= Ω 由题图乙可知E=U1+I1r E=U2+I2r 联立解得r=5 Ω，E=2.5 V R1消耗的功率最大，此时可将R2看成电源的内电路中的电阻，此时的等效内阻为r'=R2+r= Ω 当R1=r'时，等效电源的输出功率最大， 则R1= Ω (3)电源的输出功率为 P出=R外= 由此可知，当R外=r时，电源的输出功率最大，此时滑动变阻器阻值为R1=r-R2 解得R1= Ω。 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $ 第36讲 电路　闭合电路的欧姆定律 内容导航 01 命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 02 思维建模·脉络梳理 搭建知识框架，构建系统思维 03 考点精讲·靶向突破 拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 串、并联电路的规律及应用 知识点1 串、并联电路的规律及应用 考向1 串、并联电路的规律及应用重 考点二 闭合电路的欧姆定律及电路的动态分析 知识点1 闭合电路的欧姆定律及电路的动态分析 考向1闭合电路的欧姆定律的应用重 考向2 动态分析 考点三 电源的功率和效率问题 知识点1 电源的功率和效率问题 考向1电源的功率和效率问题重 考点四 两类U-I图像的分析与应用 知识点1 两类U-I图像 考向1两类U-I图像 04 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 核心考点 2026年 2025年 2024年 串、并联电路的规律及应用 √ —— 闭合电路的欧姆定律及电路的动态分析 —— —— √ 电源的功率和效率问题 —— —— —— 两类U-I图像的分析与应用 —— —— —— 考情分析 1.核心素养导向 注重考查学生在电路及电能方面的物理观念,如能量守恒定律在电路中的体现,场与相互作用在电场、电路中的作用等;强调科学思维,包括对电路模型的建立、推理以及对电能相关问题的分析;注重科学探究,可能会涉及电路实验的设计、误差分析等;同时考卷也会关注社会责任,如在电能应用中融入环保意识等内容。 2.结合科技热点 可能会融入中国科技成就或广东本地产业作为题目背景。例如在电路及电能方面,可能结合新能源技术(如太阳能发电、电动汽车充电桩等)、半导体产业等,考查电路原理、电能转化和应用等知识。 3.跨学科融合 出现物理与工程技术、数学建模的交叉问题。在电路中,可能会涉及利用微积分思想分析电路中的变化问题;在电能计算方面,可能会结合信息技术中的传感器原理来考查学生对电路及电能的综合应用能力,如通过传感器测量电容器的充、放电曲线,计算电容值或时间常数。 4.开放性试题 有可能出现开放性试题,例如要求从能量角度解释电动汽车充电桩为何使用直流快充而非交流电,需要用焦耳定律和电化学知识分析。这考查学生对电路和电能知识的综合运用和开放性思维。 情境与立意： 1.实验设计与误差分析 电路实验部分,要求学生自主选择器材、设计步骤并分析系统误差来源。例如设计实验验证机械能守恒定律与电路结合的实验,或利用传感器测量电容器的充、放电曲线等实验,对学生的实验设计和误差分析能力要求较高。 2.信息处理与整合 题目中情境信息丰富,学生需要将信息进行充分整合提炼。如在考查熟悉的热学模块中的活塞气缸模型与电路及电能结合的问题时,虽然原理简单,但情境信息可能干扰学生提取关键信息,影响解题。 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。 思维建模·脉络梳理 ——搭建知识框架，构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 串、并联电路的规律及应用 知识点1 串、并联电路的规律及应用 知●识●解●构 1.串、并联电路规律的推论 (1)串联电路的总电阻大于任一电阻，串联电阻的个数增加时，总电阻增大。 (2)并联电路的总电阻小于任一支路的电阻，并联支路增多时，总电阻减小。 (3)无论串联电路还是并联电路，总功率等于各电阻功率之和。 2.电路的简化 (1)电表在电路中，理想电流表相当于导线，理想电压表相当于断路；非理想电流表相当于可以读出自身电流的小电阻，非理想电压表相当于可以读出自身电压的大电阻。 (2)在不进行充、放电时，电容器在电路中相当于断路。 (3)连线比较乱时，一般用等电势排列法或电流分支法等方法画等效电路。 3.电表的两种改装的比较 改装成大量程电压表 改装成大量程电流表 内部电路 改装原理 串联分压 并联分流 所需电阻阻值 R=-Rg R= 改装后的量程 U=Ig(Rg+R) I=Ig 校准电路 考●向●破●译 考向1 电流的理解与计算 例1如图所示，把两只完全相同的表头进行改装，已知表头内阻为200 Ω，下列说法正确的是(　　) A.由甲图可知，该表头满偏电流Ig=5 mA B.甲图是改装成的双量程电压表，其中b量程为12 V C.乙图是改装成的双量程电流表，R1=5 Ω，R2=45 Ω D.乙图是改装成的双量程电流表，R1=10 Ω，R2=50 Ω 【变式训练1·变载体】(多选)如图所示，用内阻为110 Ω、满偏电流为50 mA的表头改装成量程为0.6 A和3 A的双量程电流表，接线柱a为公共接线柱，下列说法正确的是(　　) A.用a、b两个接线柱时量程为0.6 A B.用a、b两个接线柱时量程为3 A C.R1和R2的阻值之和为10 Ω D.R1的阻值为R2阻值的 【变式训练2】如图所示,a、b、c为同种材料做成的电阻,b与a的长度相等但横截面积是a的两倍;c与a的横截面积相等但长度是a的两倍。当开关闭合后,三个理想电压表的示数关系是(　 ) A.V1的示数是V2的2倍 B.V1的示数是V3的2倍 C.V2的示数是V1的2倍 D.V2的示数是V3的2倍 考点二 闭合电路的欧姆定律及电路的动态分析 知识点1 闭合电路的欧姆定律及电路的动态分析 知●识●解●构 1.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)在如图甲所示的分压电路中,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,图乙中电路电阻越大;两支路电阻相等时,图乙中电路电阻最大。 2.直流电路动态分析常用方法 (1)程序法:遵循“局部—整体—局部”的思路。 (2)结论法:“串反并同”。 ①所谓“串反”,即某一电阻的阻值增大时,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。 ②所谓“并同”,即某一电阻的阻值增大时,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。 (3)极限法:因滑动变阻器的滑片滑动引起电路变化的问题,可假设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,然后再讨论有关问题。 (4)特殊值法:对有些复杂难以直接判断的问题,可采用特殊值代入帮助分析。 考●向●破●译 考向一 闭合电路的欧姆定律的应用【重】 例1 (多选)(2025·广东广州模拟)如图所示的电路中,当开关S接a时,标有“5 V　2.5 W”的小灯泡L正常发光;当开关S接b时,通过电阻R的电流为1 A,这时电阻R两端的电压为4 V。则(　　) A.电阻R的阻值为0.25 Ω B.电源的电动势为5 V C.电源的电动势为6 V D.电源的内阻为2 Ω 【变式训练1·变载体】在如图所示的电路中，电源电动势E=8 V，内阻r=1 Ω，电阻R1=5 Ω，R2=R3=4 Ω。 (1)断开开关S，求理想电压表V和理想电流表A的示数； (2)接通开关S，求理想电压表V和理想电流表A的示数。 考向二 动态分析【重】 例2 (2025·广东湛江阶段练习)如图所示的电路中,电源的电动势为E,内阻为r,定值电阻R1=2r,滑动变阻器的最大阻值R2=2r,电表均为理想电表,开关S闭合后,在滑动变阻器的滑片从最下端向上移动过程中,下列说法正确的是(　　) A.电压表的示数增大,电流表的示数减小 B.电源的输出功率逐渐减小 C.R1的电功率先减小后增大 D.R2的电功率先减小后增大 【变式训练1·变载体】如图所示,在滑动变阻器的滑片P向下端滑动过程中,理想电压表V1、V2的示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2,理想电流表A1、A2、A3示数变化量的绝对值分别为ΔI1、ΔI2、ΔI3,下列说法正确的是(　　) A.电压表V1示数增大,电流表A1示数增大 B.电压表V2示数减小,电流表A3示数增大 C.ΔI1=ΔI3+ΔI2 D.> 【变式训练2·】(2025·广东珠海期中)在如图所示的电路中,电源的电动势E=10 V,内阻r=1 Ω ,定值电阻的阻值分别为R1=R3=5 Ω,R2=4 Ω,电容器的电容为C=100 μF。 (1)开关S断开时,求R2两端的电压。 (2)开关S从断开到闭合直至电路达到稳定时,求通过定值电阻R3的电荷量。 考点三 闭合电路的功率和效率 知识点1 闭合电路的功率和效率 知●识●解●构 1.电源的功率及效率 电源 总功率 任意电路:P总=EI=P出+P内 纯电阻电路:P总=I2(R+r)= 电源内部消耗的功率 P内=I2r=P总-P出 电源的输出功率 任意电路:P出=UI=P总-P内 纯电阻电路:P出=I2R= 电源的效率 任意电路:η=×100%=×100% 纯电阻电路:η=×100% 2.纯电阻电路中电源的输出功率P出与外电阻R的关系 (1)表达式:P出=I2R==。 (2)关系图像。 ①根据如图所示图像可知:随着外电阻的增大,输出功率先增大后减小,即: a.当R<r时:R↑→P出↑; b.当R>r时:R↑→P出↓。 ②当R=r时,输出功率最大,为Pm=。 ③P出<Pm时,每个输出功率对应两个不同的外电阻R1和R2,且满足R1R2=r2,因此需要注意题目可能出现多解的情况。 3.提高纯电阻电路效率的方法 η=×100%=×100%=×100%,R越大,η越高。 考●向●破●译 考向一 闭合电路的功率和效率【重】 例1(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% 【变式训练1】如图所示,电源的电动势为E=6 V,内阻r=1 Ω,保护电阻R0=4 Ω,ab是一段粗细均匀且电阻率较大的电阻丝,总阻值为10 Ω,长度l=1 m,横截面积为0.2 cm2。下列说法正确的是(　　) A.当电阻丝接入电路的阻值为1 Ω时,电阻丝的功率最大 B.当电阻丝接入电路的阻值为4 Ω时,保护电阻的功率最大 C.电源效率的最小值为80% D.电阻丝的电阻率为1×10-4 Ω·m 考点四 两类U-I图像的分析与应用　 电源的U-I图像与电阻的U-I图像的比较 项目 电源U-I图像 电阻U-I图像 图形 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(注意坐标起点是否从0开始) 过坐标原点,截距均为0,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 考●向●破●译 考向一 两类U-I图像【重】 例1(多选)图甲为某电源的U-I图线,图乙为某小灯泡的U-I图线的一部分,则(　　) A.电源的内阻为7.5 Ω B.当小灯泡两端的电压为2.5 V时,它的电阻约为10 Ω C.把电源和小灯泡组成闭合回路,小灯泡两端的电压约为1.3 V D.把电源和小灯泡组成闭合回路,小灯泡的功率约为0.3 W 【变式训练1】 (多选)(2025·广东广州阶段练习)如图甲所示,M为电动机,在滑动变阻器R的滑片P从一端滑到另一端的过程中,两个电压表的示数随电流表示数的变化情况如图乙所示。已知电流表示数小于0.2 A时,电动机不发生转动,各电表均视为理想电表。则(　　) A.电路中电源的内阻为0.2 Ω B.滑动变阻器的最大阻值为30 Ω C.此过程电动机的最大发热功率为0.90 W D.此过程电动机的最大输出功率为0.54 W 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1.小明的袖珍手电筒里有一节电动势为1.5 V的干电池，取出手电筒中的小灯泡，看到上面标有“1.3 V、0.20 A”的字样，小明认为产品设计人员的意图是使小灯泡在该干电池的供电下正常发光，由此可算出该干电池的内阻为(　　) A.7.5 Ω B.6.5 Ω C.1.5 Ω D.1.0 Ω 2.如图所示为一个外电阻R和电源组成的闭合电路。在正常工作时，若1 C正电荷从负极B移到正极A的过程中，非静电力做功，将3 J的其他形式的能转化为电能，同时静电力做功0.5 J。关于此时该电路中电源电动势E、电源内电压U内、电源路端电压U外的值正确的是(　　) A.E=2.5 V，U外=0.5 V B.E=3 V，U外=0.5 V C.E=2.5 V，U内=0.5 V D.E=3 V，U外=2.5 V 3.(多选)(2025·广东佛山市检测)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。Rt为光敏电阻(光照越强，电阻越小)，R0与R1为定值电阻，下列说法正确的是(　　) 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R1电功率减小 D.环境变亮时，乙电路的R1电功率增大 4.在如图所示的电路中，开关S闭合后，由于电阻元件发生短路或断路故障，导致电压表和电流表的读数都增大，电压表和电流表均为理想电表，则可能出现了下列哪种故障(　　) A.R1短路 B.R2短路 C.R3短路 D.R1断路 5.(多选)(2025·广东广州市真光中学月考)在如图所示的电路中，R1、R2、R3和R4皆为定值电阻，R5为可变电阻，电源的电动势为E、内阻为r。设理想电流表A的读数为I，理想电流表A1的读数为I1，理想电压表V的读数为U，当R5的滑动触点向图中的a端移动时(　　) A.I变小 B.I1变小 C.不变 D.U变大 6.(多选)(2025·广东佛山市模拟)如图所示，a、b分别表示一个电池组和一只电阻的U-I曲线。以下说法正确的是(　　) A.电池组的内阻是1 Ω B.电阻的阻值为3 Ω C.改变外电阻的阻值时，该电池组的最大输出功率为4 W D.将该电阻与该电池组组成闭合回路，电池组的输出功率是4 W 7.“祝融号”火星车的动力主要来源于太阳能电池。现将火星车的动力供电电路简化为如图所示，其中太阳能电池电动势E=120 V，内阻r未知，电动机线圈电阻rM=1.6 Ω，电热丝定值电阻R=4 Ω。当火星车正常行驶时，电动机两端电压UM=80 V，电热丝R消耗功率P=100 W。则(　　) A.火星车正常行驶时，通过电热丝电流为1.25 A B.太阳能电池的内阻为3 Ω C.若电动机的转子被卡住不动，电热丝消耗的功率为625 W D.火星车正常行驶时，电动机的效率为80% 8.如图甲所示,随着人工智能的发展,机器人用于生产生活中的场景越来越普遍。如图乙为某款配送机器人内部电路结构简化图,电源电动势E=36 V,内阻r=0.25 Ω。机器人整机净重30 kg,在某次配送服务时载重20 kg,匀速行驶速度为1.2 m/s,行驶过程中受到的阻力大小为总重力的0.2,工作电流为4 A。不计电动机的摩擦损耗,g取10 m/s2,则下列说法正确的是(　　) A.电动机消耗的电功率为144 W B.电动机输出的机械功率为140 W C.电动机的线圈电阻为1.25 Ω D.电动机内部的热功率为24 W 9.(多选)如图所示,直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性图线,曲线Ⅲ是一个小灯泡的U-I图线,如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接,则下列说法正确的是(　　) A.电源1与电源2的内阻之比是11∶7 B.电源1与电源2的电动势之比是1∶1 C.在这两种连接状态下,小灯泡消耗的功率之比是1∶2 D.在这两种连接状态下,小灯泡的电阻之比是1∶2 9.在如图所示的U-I图像中,直线Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系图线,曲线Ⅱ为某一小灯泡L的U-I关系图像,曲线Ⅱ与直线Ⅰ的交点坐标为(1.5 A,0.75 V),曲线Ⅱ在该点的切线与横轴的交点坐标为(1.0 A,0),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.小灯泡L接入电源时的电阻为1.5 Ω C.小灯泡L实际消耗的电功率为1.125 W D.电源效率为50% 10.如图连接电动机的电路,闭合开关,当滑动变阻器的触头从一端滑到另一端的整个过程中,两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙所示,已知当电流小于0.2 A时,电动机不会发生转动,若不考虑电表对电路的影响,则(　　) A.该电动机的内阻为2 Ω B.该电路中电源的电动势为3.4 V C.此电路中,电动机的最大输出功率为0.9 W D.若电动机能转动,需要调节滑动变阻器阻值小于12 Ω 11.如图是根据飞机升降时机翼受力的原理设计的装置,用于监测河水流速的变化。机翼状的探头始终浸没在水中,通过连杆带动滑动变阻器的滑片P上下移动,电源电动势为4.8 V,内阻不计,理想电流表量程为0～0.6 A,理想电压表量程为0～3 V,定值电阻R1阻值为6 Ω,滑动变阻器R2的规格为“20 Ω　1 A”。闭合开关S,随着水流速度的改变,下列说法正确的是(　　) A.当水流速度增大时,电流表的示数变小 B.当水流速度增大时,电压表与电流表的示数之比变大 C.滑动变阻器允许接入电路的取值范围为2～15 Ω D.电阻R1的电功率的变化范围为0.54～2.16 W 12.如图甲所示电路中，R1是滑动变阻器，R2是定值电阻。实验时从最左端向最右端拨动滑片调节R1的阻值，得到各组理想电压表和理想电流表的数据，用这些数据在坐标纸上描点、拟合，作出的U-I图像如图乙所示。求： (1)(2分)当滑动变阻器的阻值为多大时，电阻R2消耗的功率最大； (2)(7分)当滑动变阻器的阻值为多大时，滑动变阻器R1消耗的功率最大； (3)(3分)当滑动变阻器的阻值为多大时，电源的输出功率最大。 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $ 第36讲 电路　闭合电路的欧姆定律 内容导航 01 命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 02 思维建模·脉络梳理 搭建知识框架，构建系统思维 03 考点精讲·靶向突破 拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 串、并联电路的规律及应用 知识点1 串、并联电路的规律及应用 考向1 串、并联电路的规律及应用重 考点二 闭合电路的欧姆定律及电路的动态分析 知识点1 闭合电路的欧姆定律及电路的动态分析 考向1闭合电路的欧姆定律的应用重 考向2 动态分析 考点三 电源的功率和效率问题 知识点1 电源的功率和效率问题 考向1电源的功率和效率问题重 考点四 两类U-I图像的分析与应用 知识点1 两类U-I图像 考向1两类U-I图像 04 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 核心考点 2026年 2025年 2024年 串、并联电路的规律及应用 √ —— 闭合电路的欧姆定律及电路的动态分析 —— —— √ 电源的功率和效率问题 —— —— —— 两类U-I图像的分析与应用 —— —— —— 考情分析 1.核心素养导向 注重考查学生在电路及电能方面的物理观念,如能量守恒定律在电路中的体现,场与相互作用在电场、电路中的作用等;强调科学思维,包括对电路模型的建立、推理以及对电能相关问题的分析;注重科学探究,可能会涉及电路实验的设计、误差分析等;同时考卷也会关注社会责任,如在电能应用中融入环保意识等内容。 2.结合科技热点 可能会融入中国科技成就或广东本地产业作为题目背景。例如在电路及电能方面,可能结合新能源技术(如太阳能发电、电动汽车充电桩等)、半导体产业等,考查电路原理、电能转化和应用等知识。 3.跨学科融合 出现物理与工程技术、数学建模的交叉问题。在电路中,可能会涉及利用微积分思想分析电路中的变化问题;在电能计算方面,可能会结合信息技术中的传感器原理来考查学生对电路及电能的综合应用能力,如通过传感器测量电容器的充、放电曲线,计算电容值或时间常数。 4.开放性试题 有可能出现开放性试题,例如要求从能量角度解释电动汽车充电桩为何使用直流快充而非交流电,需要用焦耳定律和电化学知识分析。这考查学生对电路和电能知识的综合运用和开放性思维。 情境与立意： 1.实验设计与误差分析 电路实验部分,要求学生自主选择器材、设计步骤并分析系统误差来源。例如设计实验验证机械能守恒定律与电路结合的实验,或利用传感器测量电容器的充、放电曲线等实验,对学生的实验设计和误差分析能力要求较高。 2.信息处理与整合 题目中情境信息丰富,学生需要将信息进行充分整合提炼。如在考查熟悉的热学模块中的活塞气缸模型与电路及电能结合的问题时,虽然原理简单,但情境信息可能干扰学生提取关键信息,影响解题。 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。 思维建模·脉络梳理 ——搭建知识框架，构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 串、并联电路的规律及应用 知识点1 串、并联电路的规律及应用 知●识●解●构 1.串、并联电路规律的推论 (1)串联电路的总电阻大于任一电阻，串联电阻的个数增加时，总电阻增大。 (2)并联电路的总电阻小于任一支路的电阻，并联支路增多时，总电阻减小。 (3)无论串联电路还是并联电路，总功率等于各电阻功率之和。 2.电路的简化 (1)电表在电路中，理想电流表相当于导线，理想电压表相当于断路；非理想电流表相当于可以读出自身电流的小电阻，非理想电压表相当于可以读出自身电压的大电阻。 (2)在不进行充、放电时，电容器在电路中相当于断路。 (3)连线比较乱时，一般用等电势排列法或电流分支法等方法画等效电路。 3.电表的两种改装的比较 改装成大量程电压表 改装成大量程电流表 内部电路 改装原理 串联分压 并联分流 所需电阻阻值 R=-Rg R= 改装后的量程 U=Ig(Rg+R) I=Ig 校准电路 考●向●破●译 考向1 电流的理解与计算 例1如图所示，把两只完全相同的表头进行改装，已知表头内阻为200 Ω，下列说法正确的是(　　) A.由甲图可知，该表头满偏电流Ig=5 mA B.甲图是改装成的双量程电压表，其中b量程为12 V C.乙图是改装成的双量程电流表，R1=5 Ω，R2=45 Ω D.乙图是改装成的双量程电流表，R1=10 Ω，R2=50 Ω 答案　C 解析　由甲图可知3 V=Ig(Rg+R)，代入数据解得Ig=2 mA，故A错误；甲图接b，则量程为U=Ig(Rg+R+R')=15 V，故B错误；根据乙图有100 mA=Ig+，10 mA=Ig+，联立解得R1=5 Ω，R2=45 Ω，故C正确，D错误。 【变式训练1·变载体】(多选)如图所示，用内阻为110 Ω、满偏电流为50 mA的表头改装成量程为0.6 A和3 A的双量程电流表，接线柱a为公共接线柱，下列说法正确的是(　　) A.用a、b两个接线柱时量程为0.6 A B.用a、b两个接线柱时量程为3 A C.R1和R2的阻值之和为10 Ω D.R1的阻值为R2阻值的 答案　BC 解析　接a、b两个接线柱时Ig(Rg+R2)=(I1-Ig)R1，得I1=+Ig，接a、c两个接线柱时IgRg=(I2-Ig)(R1+R2)，得I2=+Ig，可知I1>I2，则用a、b两个接线柱时量程为3 A，A错误，B正确；代入数据解得R1=2 Ω，R2=8 Ω，则R1+R2=10 Ω，=，C正确，D错误。 【变式训练2】如图所示,a、b、c为同种材料做成的电阻,b与a的长度相等但横截面积是a的两倍;c与a的横截面积相等但长度是a的两倍。当开关闭合后,三个理想电压表的示数关系是(　 ) A.V1的示数是V2的2倍 B.V1的示数是V3的2倍 C.V2的示数是V1的2倍 D.V2的示数是V3的2倍 答案A 解析A　由题意可知:Lc=2La=2Lb,Sb=2Sa=2Sc;设b的电阻Rb=R,由电阻定律R=ρ得:Ra=2Rb=2R,Rc=2Ra=4R,Rc∶Ra∶Rb=4∶2∶1。由题图可知,a、b、c三个电阻串联,通过它们的电流相等,由U=IR得:Uc∶Ua∶Ub=4∶2∶1,故UV3∶UV1∶UV2=4∶2∶1,V1的示数是V2的2倍,故A正确,C错误;V3的示数是V1的2倍,故B错误;V3的示数是V2的4倍,故D错误。 考点二 闭合电路的欧姆定律及电路的动态分析 知识点1 闭合电路的欧姆定律及电路的动态分析 知●识●解●构 1.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)在如图甲所示的分压电路中,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,图乙中电路电阻越大;两支路电阻相等时,图乙中电路电阻最大。 2.直流电路动态分析常用方法 (1)程序法:遵循“局部—整体—局部”的思路。 (2)结论法:“串反并同”。 ①所谓“串反”,即某一电阻的阻值增大时,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。 ②所谓“并同”,即某一电阻的阻值增大时,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。 (3)极限法:因滑动变阻器的滑片滑动引起电路变化的问题,可假设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,然后再讨论有关问题。 (4)特殊值法:对有些复杂难以直接判断的问题,可采用特殊值代入帮助分析。 考●向●破●译 考向一 闭合电路的欧姆定律的应用【重】 例1 (多选)(2025·广东广州模拟)如图所示的电路中,当开关S接a时,标有“5 V　2.5 W”的小灯泡L正常发光;当开关S接b时,通过电阻R的电流为1 A,这时电阻R两端的电压为4 V。则(　　) A.电阻R的阻值为0.25 Ω B.电源的电动势为5 V C.电源的电动势为6 V D.电源的内阻为2 Ω 答案 CD 解析 当开关S接b时,电阻R的阻值为R==4 Ω,故A错误;当开关S接a时,小灯泡L正常发光,故通过小灯泡的电流为I1==0.5 A,根据闭合电路欧姆定律有E=U1+I1r,E=U2+I2r,联立解得E=6 V,r=2 Ω,故B错误,C、D正确。 【变式训练1·变载体】在如图所示的电路中，电源电动势E=8 V，内阻r=1 Ω，电阻R1=5 Ω，R2=R3=4 Ω。 (1)断开开关S，求理想电压表V和理想电流表A的示数； (2)接通开关S，求理想电压表V和理想电流表A的示数。 答案　(1)4 V　0.8 A　(2)7 V　0.5 A 解析　(1)开关S断开时，电流表A、R1、R2串联接入电路，R3相当于导线， 电路中电流I1== A=0.8 A， 即电流表A的示数为0.8 A，U1=I1R1=0.8×5 V=4 V，即电压表V的示数为4 V。 (2)开关S闭合时，电流表A及R2先和R3并联，再与R1串联接入电路，电压表V测路端电压，干路电流I总== A=1 A，R2=R3，故电流表示数I2=I总=0.5 A，电压表示数U端=E-I总r=(8-1×1) V=7 V。 考向二 动态分析【重】 例2 (2025·广东湛江阶段练习)如图所示的电路中,电源的电动势为E,内阻为r,定值电阻R1=2r,滑动变阻器的最大阻值R2=2r,电表均为理想电表,开关S闭合后,在滑动变阻器的滑片从最下端向上移动过程中,下列说法正确的是(　　) A.电压表的示数增大,电流表的示数减小 B.电源的输出功率逐渐减小 C.R1的电功率先减小后增大 D.R2的电功率先减小后增大 答案 B 解析 开关S闭合后,在滑动变阻器的滑片从最下端向上移动过程中,滑动变阻器接入电路的阻值减小,电路总电阻减小,根据闭合电路欧姆定律可知,电路总电流增大,路端电压减小,则电压表示数减小,通过R1的电流减小,则R1的电功率减小,根据I=I1+I2,可知通过R2的电流增大,则电流表的示数增大,A、C错误;电源的输出功率为P出=I2R外=()2R外=,结合数学知识可知当外电阻等于内阻时,电源的输出功率最大,根据电路图可知,当滑动变阻器的滑片处于最下端时,外电阻最大,为Rmax===r,可知此时电源的输出功率最大,则在滑动变阻器的滑片从最下端向上移动过程中,电源的输出功率逐渐减小,B正确;将R1与电源看成一个等效电源,则等效内阻为r等==r,根据上述分析可知,当R2=r等=r时,R2消耗的功率最大,则在滑动变阻器的滑片从最下端向上移动过程中,R2消耗的功率先增大后减小,D错误。 【变式训练1·变载体】如图所示,在滑动变阻器的滑片P向下端滑动过程中,理想电压表V1、V2的示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2,理想电流表A1、A2、A3示数变化量的绝对值分别为ΔI1、ΔI2、ΔI3,下列说法正确的是(　　) A.电压表V1示数增大,电流表A1示数增大 B.电压表V2示数减小,电流表A3示数增大 C.ΔI1=ΔI3+ΔI2 D.> 答案 B 解析 滑片P向下滑动的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻减小,电路中总电阻减小,干路电流I1增大,即电流表A1示数增大,路端电压U1=E-I1r减小,电压表V1示数减小,电阻R1分压I1R1增大,电压U2=E-I1(r+R1)减小,即电压表V2示数减小,通过电阻R2的电流I2=减小,即电流表A2示数I2减小,总电流等于通过电流表A2、A3的电流之和,所以电流表A3示数I3=I1-I2增大,A错误,B正确;由于电流表A1示数增大,A2示数减小,A3示数增大,根据串并联电路电流关系有ΔI1=ΔI3-ΔI2,C错误;由闭合电路欧姆定律U1=E-I1r,可得=r,由闭合电路欧姆定律U2=E-I1(r+R1),可得=r+R1,故<,D错误。 【变式训练2·】(2025·广东珠海期中)在如图所示的电路中,电源的电动势E=10 V,内阻r=1 Ω ,定值电阻的阻值分别为R1=R3=5 Ω,R2=4 Ω,电容器的电容为C=100 μF。 (1)开关S断开时,求R2两端的电压。 (2)开关S从断开到闭合直至电路达到稳定时,求通过定值电阻R3的电荷量。 答案 (1)4 V　(2)4×10-4 C 解析 (1)开关S断开时,流过R2的电流为I,根据闭合电路欧姆定律可知 E=I(R1+R2+r), 解得I=1 A。 R2两端的电压为 U=IR2=4 V。 (2)开关S断开时,电容器两端的电压为 U1=U=IR2=4 V, 开关S闭合时,R1被短路,电容器两端的电压为 U2=·R2=8 V, 开关S从断开到闭合直至电路达到稳定时,通过定值电阻R3的电荷量即电容器上增加的电荷量,由ΔQ=C·ΔU可得 ΔQ=C(U2-U1)=1×10-4 F×4 V=4×10-4 C。 考点三 闭合电路的功率和效率 知识点1 闭合电路的功率和效率 知●识●解●构 1.电源的功率及效率 电源 总功率 任意电路:P总=EI=P出+P内 纯电阻电路:P总=I2(R+r)= 电源内部消耗的功率 P内=I2r=P总-P出 电源的输出功率 任意电路:P出=UI=P总-P内 纯电阻电路:P出=I2R= 电源的效率 任意电路:η=×100%=×100% 纯电阻电路:η=×100% 2.纯电阻电路中电源的输出功率P出与外电阻R的关系 (1)表达式:P出=I2R==。 (2)关系图像。 ①根据如图所示图像可知:随着外电阻的增大,输出功率先增大后减小,即: a.当R<r时:R↑→P出↑; b.当R>r时:R↑→P出↓。 ②当R=r时,输出功率最大,为Pm=。 ③P出<Pm时,每个输出功率对应两个不同的外电阻R1和R2,且满足R1R2=r2,因此需要注意题目可能出现多解的情况。 3.提高纯电阻电路效率的方法 η=×100%=×100%=×100%,R越大,η越高。 考●向●破●译 考向一 闭合电路的功率和效率【重】 例1(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% 答案　AB 解析　由电阻箱所消耗功率P与电阻箱读数R变化的曲线可知，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；电源输出功率最大的条件可知，电源输出功率最大时，外电路电阻等于电源内阻，所以电源内阻r一定等于5 Ω，故B正确；由Pmax=，可得E=30 V，故C错误；电阻箱所消耗功率P最大时，电源效率为50%，故D错误。 【变式训练1】如图所示,电源的电动势为E=6 V,内阻r=1 Ω,保护电阻R0=4 Ω,ab是一段粗细均匀且电阻率较大的电阻丝,总阻值为10 Ω,长度l=1 m,横截面积为0.2 cm2。下列说法正确的是(　　) A.当电阻丝接入电路的阻值为1 Ω时,电阻丝的功率最大 B.当电阻丝接入电路的阻值为4 Ω时,保护电阻的功率最大 C.电源效率的最小值为80% D.电阻丝的电阻率为1×10-4 Ω·m 答案 C 解析 根据推论,当外电阻与电源内阻相等时,电路的输出功率最大。将保护电阻等效为内阻,当电阻丝接入电路的阻值为5 Ω时,电阻丝的功率最大,A错误;电路中电流越大,保护电阻的功率越大,当电阻丝接入电路的阻值为0时,保护电阻的功率最大,B错误;外电阻越小,电源效率越小,当电阻丝接入电路的阻值为0时,电源效率的最小值为80%,C正确;根据电阻定律R=ρ得ρ=2×10-4 Ω·m,D错误。 考点四 两类U-I图像的分析与应用　 电源的U-I图像与电阻的U-I图像的比较 项目 电源U-I图像 电阻U-I图像 图形 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(注意坐标起点是否从0开始) 过坐标原点,截距均为0,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 考●向●破●译 考向一 两类U-I图像【重】 例1(多选)图甲为某电源的U-I图线,图乙为某小灯泡的U-I图线的一部分,则(　　) A.电源的内阻为7.5 Ω B.当小灯泡两端的电压为2.5 V时,它的电阻约为10 Ω C.把电源和小灯泡组成闭合回路,小灯泡两端的电压约为1.3 V D.把电源和小灯泡组成闭合回路,小灯泡的功率约为0.3 W 答案 AC 解析 题图甲图像与纵轴的交点表示电动势,图像斜率的绝对值表示内阻,可知电动势E=4.0 V,内阻r= Ω=7.5 Ω,故A正确;由题图乙可知当小灯泡两端的电压为2.5 V时,电流为0.5 A,则R==5 Ω,故B错误;把电源和小灯泡组成闭合回路,在题图乙中作该电源对应的U-I图像,如图所示,两U-I图线的交点即小灯泡的电压、电流,根据图像读数U≈1.3 V,I≈0.36 A,所以小灯泡的功率为P=UI=1.3×0.36 W≈0.47 W,故C正确,D错误。 【变式训练1】 (多选)(2025·广东广州阶段练习)如图甲所示,M为电动机,在滑动变阻器R的滑片P从一端滑到另一端的过程中,两个电压表的示数随电流表示数的变化情况如图乙所示。已知电流表示数小于0.2 A时,电动机不发生转动,各电表均视为理想电表。则(　　) A.电路中电源的内阻为0.2 Ω B.滑动变阻器的最大阻值为30 Ω C.此过程电动机的最大发热功率为0.90 W D.此过程电动机的最大输出功率为0.54 W 答案 BD 解析 由题意可知,当通过电动机的电流小于0.2 A 时,电动机属于纯电阻元件,其U-I图像应为直线;当通过电动机的电流大于0.2 A时,电动机属于非纯电阻元件,其U-I图像将不再是直线。结合图像可知,当电流为0.1 A时,路端电压为3.4 V,此时滑动变阻器接入电路的电阻最大;当电流为0.3 A时,路端电压为3.0 V,此时滑动变阻器接入电路的电阻为零,根据闭合电路欧姆定律可得E=U1+I1r=U2+I2r,解得E=3.6 V,r=2 Ω,故A错误。电动机线圈电阻为 rM= Ω=4 Ω,U1=I1(rM+R),解得滑动变阻器的最大阻值为R=30 Ω,故B正确;电动机的最大发热功率为P热=rM=0.32×4 W=0.36 W,故C错误;电动机的最大输出功率为P出=U2I2-P热=0.3×3 W-0.36 W=0.54 W,故D正确。 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1.小明的袖珍手电筒里有一节电动势为1.5 V的干电池，取出手电筒中的小灯泡，看到上面标有“1.3 V、0.20 A”的字样，小明认为产品设计人员的意图是使小灯泡在该干电池的供电下正常发光，由此可算出该干电池的内阻为(　　) A.7.5 Ω B.6.5 Ω C.1.5 Ω D.1.0 Ω 答案　D 解析　由题意可知灯泡正常发光时，路端电压为1.3 V，电路中电流为0.20 A。根据闭合电路的欧姆定律有E=U+Ir，解得r=1.0 Ω，故选D。 2.如图所示为一个外电阻R和电源组成的闭合电路。在正常工作时，若1 C正电荷从负极B移到正极A的过程中，非静电力做功，将3 J的其他形式的能转化为电能，同时静电力做功0.5 J。关于此时该电路中电源电动势E、电源内电压U内、电源路端电压U外的值正确的是(　　) A.E=2.5 V，U外=0.5 V B.E=3 V，U外=0.5 V C.E=2.5 V，U内=0.5 V D.E=3 V，U外=2.5 V 答案　D 解析　电源的电动势为E== V=3 V， 内电压为U内== V=0.5 V， 路端电压为U外=E-U内=3 V-0.5 V=2.5 V，故选D。 3.(多选)(2025·广东佛山市检测)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。Rt为光敏电阻(光照越强，电阻越小)，R0与R1为定值电阻，下列说法正确的是(　　) 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R1电功率减小 D.环境变亮时，乙电路的R1电功率增大 答案　AD 解析　设电源内阻为r，题图甲中，当环境变暗时，Rt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UL=E-I(R0+r)，可知灯泡两端电压变大，灯泡亮度变亮；当环境变亮时，Rt阻值变小，电路总电阻变小，干路电流增大，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R1的电流I1增大，根据P1=R1可知R1电功率增大，故A正确，C错误；题图乙中，当环境变暗时，Rt阻值变大，电路总电阻变大，干路电流减小，因为R1的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，Rt阻值变小，电路总电阻变小，干路电流增大，流过R1的电流变大，可知R1的电功率增大，故B错误，D正确。 4.在如图所示的电路中，开关S闭合后，由于电阻元件发生短路或断路故障，导致电压表和电流表的读数都增大，电压表和电流表均为理想电表，则可能出现了下列哪种故障(　　) A.R1短路 B.R2短路 C.R3短路 D.R1断路 答案　A 解析　若电路正常，则电流表测量流过R1的支路电流，电压表测量R3两端的电压；若R1短路，则R2被短路，外电路只有电阻R3接在电源两端，电流表测量干路电流，电压表测量路端电压，两表示数均增大，故A正确；若R2短路，则R1被短路，电流表示数为零，故B错误；若R3短路，则电压表示数为零，故C错误；若R1断路，则电流表示数为零，故D错误。 5.(多选)(2025·广东广州市真光中学月考)在如图所示的电路中，R1、R2、R3和R4皆为定值电阻，R5为可变电阻，电源的电动势为E、内阻为r。设理想电流表A的读数为I，理想电流表A1的读数为I1，理想电压表V的读数为U，当R5的滑动触点向图中的a端移动时(　　) A.I变小 B.I1变小 C.不变 D.U变大 答案　AC 解析　当R5的滑动触点向题图中a端移动时，R5变小，外电路总电阻变小，则由闭合电路欧姆定律知，总电流变大，即I1变大，根据U=E-I1(R3+r)，知电压表的读数减小，即U变小；由于=-(R3+r)，可知不变；根据闭合电路欧姆定律，电路中并联部分电压U'=E-I1(R1+R3+r)，可得U'变小，则并联部分的电压减小，电流表A的读数变小，即I变小，故选A、C。 6.(多选)(2025·广东佛山市模拟)如图所示，a、b分别表示一个电池组和一只电阻的U-I曲线。以下说法正确的是(　　) A.电池组的内阻是1 Ω B.电阻的阻值为3 Ω C.改变外电阻的阻值时，该电池组的最大输出功率为4 W D.将该电阻与该电池组组成闭合回路，电池组的输出功率是4 W 答案　AC 解析　电池组的内阻等于a图线的斜率绝对值，为r=||= Ω=1 Ω，故A正确；电阻的阻值等于b图线的斜率，为R== Ω，故B错误；设外电阻为R外，该电池组的输出功率为P出=I2R外=()2R外=，根据数学知识可得R外=时该电池组的输出功率最大，此时有R外=r，该电池组的最大输出功率为P出max== W=4 W，故C正确；两图线的交点表示将该电阻接在该电池组两端的工作状态，则电阻两端的电压为U=1 V，电流为I=3 A，则电池组的输出功率P=UI=1×3 W=3 W，故D错误。 7.“祝融号”火星车的动力主要来源于太阳能电池。现将火星车的动力供电电路简化为如图所示，其中太阳能电池电动势E=120 V，内阻r未知，电动机线圈电阻rM=1.6 Ω，电热丝定值电阻R=4 Ω。当火星车正常行驶时，电动机两端电压UM=80 V，电热丝R消耗功率P=100 W。则(　　) A.火星车正常行驶时，通过电热丝电流为1.25 A B.太阳能电池的内阻为3 Ω C.若电动机的转子被卡住不动，电热丝消耗的功率为625 W D.火星车正常行驶时，电动机的效率为80% 答案　C 解析　对电热丝，有P=I2R，解得回路电流为I=5 A，故A错误；根据闭合电路欧姆定律，有E=Ir+UM+IR，解得太阳能电池的内阻为r=4 Ω，故B错误；电动机的转子被卡住不动，回路电流为I'==12.5 A，电热丝消耗的功率P'=I'2R=625 W，故C正确；火星车正常行驶时，电动机的效率为η=×100%=90%，故D错误。 8.如图甲所示,随着人工智能的发展,机器人用于生产生活中的场景越来越普遍。如图乙为某款配送机器人内部电路结构简化图,电源电动势E=36 V,内阻r=0.25 Ω。机器人整机净重30 kg,在某次配送服务时载重20 kg,匀速行驶速度为1.2 m/s,行驶过程中受到的阻力大小为总重力的0.2,工作电流为4 A。不计电动机的摩擦损耗,g取10 m/s2,则下列说法正确的是(　　) A.电动机消耗的电功率为144 W B.电动机输出的机械功率为140 W C.电动机的线圈电阻为1.25 Ω D.电动机内部的热功率为24 W 答案 C 解析 根据闭合电路欧姆定律可知U=E-Ir=35 V,则电动机消耗的电功率为P=UI=140 W, A错误;行驶过程中受到的阻力大小为f=0.2×(20+30)×10 N=100 N,匀速行驶时牵引力和阻力相等,所以匀速运行时的机械功率为P机=Fv=fv=120 W,B错误;电动机内部的热功率为P热= P-P机=20 W,D错误;根据P热=I2r′,可知电动机的线圈电阻为r′==1.25 Ω,C正确。 9.(多选)如图所示,直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性图线,曲线Ⅲ是一个小灯泡的U-I图线,如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接,则下列说法正确的是(　　) A.电源1与电源2的内阻之比是11∶7 B.电源1与电源2的电动势之比是1∶1 C.在这两种连接状态下,小灯泡消耗的功率之比是1∶2 D.在这两种连接状态下,小灯泡的电阻之比是1∶2 答案 ABC 解析 根据电源的路端电压随输出电流变化的特性图线斜率的绝对值表示电源内阻可知,电源1与电源2的内阻之比是11∶7,选项A正确;根据电源的路端电压随输出电流变化的特性图线在纵轴的截距表示电源电动势可知,电源1与电源2的电动势之比是1∶1,选项B正确;根据曲线交点表示工作点,交点的纵、横坐标的乘积表示电源输出功率,在这两种连接状态下,由P=UI可知,小灯泡消耗的功率之比是1∶2,选项C正确;根据曲线交点的纵、横坐标的比值表示小灯泡电阻,在这两种连接状态下,由R=可知,小灯泡的电阻之比是18∶25,选项D错误。 9.在如图所示的U-I图像中,直线Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系图线,曲线Ⅱ为某一小灯泡L的U-I关系图像,曲线Ⅱ与直线Ⅰ的交点坐标为(1.5 A,0.75 V),曲线Ⅱ在该点的切线与横轴的交点坐标为(1.0 A,0),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.小灯泡L接入电源时的电阻为1.5 Ω C.小灯泡L实际消耗的电功率为1.125 W D.电源效率为50% 答案 C 解析 设该电源电动势为E,内阻为r,由闭合电路欧姆定律有U=E-Ir,代入题图直线Ⅰ中数据有0.75 V=E-1.5r,0=E-2.0r,解得E=3.0 V,r=1.5 Ω,A错误;当将该电源直接与小灯泡L连接成闭合电路时,灯泡L两端的电压为UL=0.75 V,流过灯泡的电流为IL=1.5 A,由欧姆定律可得,小灯泡L接入电源时的电阻为RL==0.5 Ω,小灯泡L实际消耗的电功率为P=ULIL=1.125 W,B错误,C正确;电源的效率η====25%,D错误。 10.如图连接电动机的电路,闭合开关,当滑动变阻器的触头从一端滑到另一端的整个过程中,两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙所示,已知当电流小于0.2 A时,电动机不会发生转动,若不考虑电表对电路的影响,则(　　) A.该电动机的内阻为2 Ω B.该电路中电源的电动势为3.4 V C.此电路中,电动机的最大输出功率为0.9 W D.若电动机能转动,需要调节滑动变阻器阻值小于12 Ω 答案 D 解析 当电流小于0.2 A时,电动机不会发生转动,为纯电阻,则该电动机的内阻为rM= Ω=4 Ω,A错误;根据E=U2+Ir,当U2=3.4 V时I=0.1 A,当U2=3.0 V时I=0.3 A,代入方程解得该电路中电源的电动势为E=3.6 V,r=2 Ω,B错误;此电路中,电动机的最大输出功率为P=IU1-I2rM=(3×0.3-0.32×4)W=0.54 W,C错误;当电动机两端电压超过U1=0.8 V时电动机开始转动,此时电路中的电流为I=0.2 A,则由电路可知E=U1+I(R+r),解得R=12 Ω,即若电动机能转动,需要调节滑动变阻器阻值小于12 Ω,D正确。 11.如图是根据飞机升降时机翼受力的原理设计的装置,用于监测河水流速的变化。机翼状的探头始终浸没在水中,通过连杆带动滑动变阻器的滑片P上下移动,电源电动势为4.8 V,内阻不计,理想电流表量程为0～0.6 A,理想电压表量程为0～3 V,定值电阻R1阻值为6 Ω,滑动变阻器R2的规格为“20 Ω　1 A”。闭合开关S,随着水流速度的改变,下列说法正确的是(　　) A.当水流速度增大时,电流表的示数变小 B.当水流速度增大时,电压表与电流表的示数之比变大 C.滑动变阻器允许接入电路的取值范围为2～15 Ω D.电阻R1的电功率的变化范围为0.54～2.16 W 答案 D 解析 当水流速度增大时,根据流体压强与流速的关系可知,探头上方流速大,压强小,会产生一个向上的升力,探头带动连杆向上运动,滑片P上滑,变阻器连入电路中的电阻减小,根据I=可知电流增大,电流表的示数增大,根据U=E-IR1,有=-R1,可知,电压表与电流表的示数之比减小,A、B错误;由于通过理想电流表的最大电流为0.6 A,所以,滑动变阻器的最小电阻为Rmin=-R1=2 Ω,理想电压表量程为0～3 V,所以,滑动变阻器的最大电阻为Rmax=, Umax=E-IminR1,可得Imin=0.3 A,Rmax=10 Ω,所以滑动变阻器允许接入电路的取值范围为2～ 10 Ω,C错误;由C选项的分析可知,电路中电流的变化范围为0.3～0.6 A,根据P=I2R1可得, Pmin=0.54 W,Pmax=2.16 W,D正确。 12.如图甲所示电路中，R1是滑动变阻器，R2是定值电阻。实验时从最左端向最右端拨动滑片调节R1的阻值，得到各组理想电压表和理想电流表的数据，用这些数据在坐标纸上描点、拟合，作出的U-I图像如图乙所示。求： (1)(2分)当滑动变阻器的阻值为多大时，电阻R2消耗的功率最大； (2)(7分)当滑动变阻器的阻值为多大时，滑动变阻器R1消耗的功率最大； (3)(3分)当滑动变阻器的阻值为多大时，电源的输出功率最大。 答案　(1)0　(2) Ω　(3) Ω 解析　(1)由闭合电路欧姆定律得电阻R2消耗的功率P2=I2R2=R2， 即R1=0时，流过R2的电流最大，此时R2消耗的功率最大 (2)根据题意可知，当滑动变阻器滑片在最右端时有R2== Ω 滑动变阻器滑片在最左端时有R1m+R2= 解得R1m= Ω 由题图乙可知E=U1+I1r E=U2+I2r 联立解得r=5 Ω，E=2.5 V R1消耗的功率最大，此时可将R2看成电源的内电路中的电阻，此时的等效内阻为r'=R2+r= Ω 当R1=r'时，等效电源的输出功率最大， 则R1= Ω (3)电源的输出功率为 P出=R外= 由此可知，当R外=r时，电源的输出功率最大，此时滑动变阻器阻值为R1=r-R2 解得R1= Ω。 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $