2024年高考物理第一轮复习讲义：第九章 第2讲 电路 闭合电路的欧姆定律

【A级——夯实基础】

1．(2019·江苏卷)如图所示的电路中，电阻R＝2 Ω。断开S后，电压表的读数为3 V；闭合S后，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

解析：当断开S时，电压表的读数等于电源的电动势，即E＝3 V；当闭合S时，有U＝IR，又由闭合电路欧姆定律可知，I＝，联立解得r＝1 Ω，A正确，B、C、D错误。

答案：A

2．(2022·山东济宁模拟)某一热敏电阻其阻值随温度的升高而减小，在一次实验中，将该热敏电阻与一小灯泡并联，通电后各自的电流I随所加的电压U变化的图线如图所示，M为两元件的伏安特性曲线的交点，则关于热敏电阻和小灯泡的下列说法中，正确的是(　　)

A．图中图线b是小灯泡的伏安特性曲线，图线a是热敏电阻的伏安特性曲线

B．图中图线a是小灯泡的伏安特性曲线，图线b是热敏电阻的伏安特性曲线

C．图线中的M点对应的状态，小灯泡的电阻大于热敏电阻的阻值

D．图线中M点对应的状态，小灯泡的功率大于热敏电阻的功率

解析：热敏电阻的电阻值随温度升高而减小，电压增大，电流增大，电流热效应增强，温度升高，所以图线上电压越大的点对应电阻越小，与原点连线应越远离U轴，故图线a表示热敏电阻的伏安特性曲线，小灯泡电阻为金属热电阻，其大小随温度升高而增大，电压越大的点与原点连线应越靠近U轴，所以图线b表示小灯泡的伏安特性曲线，故A正确，B错误；M点处，小灯泡和热敏电阻的I、U都相同，根据R＝可得，此时它们的电阻相等，根据P＝UI可得，此时它们的功率相等，故C、D错误。

答案：A

3．(2020·北京卷)图甲表示某金属丝的电阻R随摄氏温度t变化的情况。把这段金属丝与电池、电流表串联起来(图乙)，用这段金属丝做测温探头，把电流表的刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简易温度计。下列说法正确的是(　　)

A．tA应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是线性关系

B．tA应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是非线性关系

C．tB应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是线性关系

D．tB应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是非线性关系

解析：tA对应的电阻较小，由闭合电路的欧姆定律I＝可知，对应电路中的电流较大，故tA应标在电流较大的刻度上；由于电流I和电阻R是非线性关系，电阻R与温度t是线性关系，故温度与电流是非线性关系，选项B正确。

答案：B

4．(2020·江苏卷改编)某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示。当汽车启动时，开关S闭合，电机工作，车灯突然变暗，此时(　　)

A．车灯的电流变大

B．路端电压变大

C．电路的总电流变小

D．电源的总功率变大

解析：汽车启动时，车灯变暗，I灯减小，U灯减小，路端电压变小，则电路的总电流变大，故A、B、C错误；由P＝IE知，电源的总功率变大，故D正确。

答案：D

5．(2018·江苏卷改编)如图所示，电源E对电容器C充电，当C两端电压达到80 V时，闪光灯瞬间导通并发光，C放电。放电后，闪光灯断开并熄灭，电源再次对C充电。这样不断地充电和放电，闪光灯就周期性地发光。该电路(　　)

A．充电时，通过R的电流不变

B．若R增大，则充电时间变短

C．若C增大，则闪光灯闪光一次通过的电荷量增大

D．若E减小为85 V，闪光灯闪光一次通过的电荷量变小

解析：电容器充电时两端电压不断增大，所以电源与电容器极板间的电势差不断减小，因此充电电流变小，选项A错误；当电阻R增大时，充电电流变小，电容器所充电荷量不变的情况下，充电时间变长，选项B错误；若C增大，根据Q＝CU可知，电容器的带电荷量增大，选项C正确；当电源电动势为85 V时，电源给电容器充电仍能达到闪光灯击穿电压80 V，所以闪光灯仍然发光，闪光一次通过的电荷量不变，选项D错误。

答案：C

6．(2020·浙江卷)小明在一根细橡胶管中灌满食盐水，两端用粗铜丝塞住管口，形成一段封闭的盐水柱。他将此盐水柱接到电源两端，电源电动势和内阻恒定。握住盐水柱两端将它水平均匀拉伸到原长的1.2倍，若忽略温度对电阻率的影响，则此盐水柱(　　)

A．通过的电流增大

B．两端的电压增大

C．阻值增大为原来的1.2倍

D．电功率增大为原来的1.44倍

解析：根据电阻定律R＝ρ可知，长度变为原来的1.2倍，横截面积变为原来的，所以电阻变为原来的1.44倍；根据闭合电路欧姆定律E＝U＋Ir可知，总电阻增大，干路电流I减小，路端电压即盐水柱两端电压U增大，故A、C错误，B正确。电功率的表达式P＝I2R可知，电流变化倍数无法计算，所以电功率变化倍数无法计算，故D错误。

答案：B

7．一电动自行车动力电源上的铭牌标有“36 V　12 A·h”字样。它正常工作时电源输出电压为30 V，额定输出功率为180 W。由于电动机发热造成损耗，电动机的效率为80%，不考虑其他部件的摩擦损耗。已知运动时电动自行车受到的阻力恒为288 N，下列说法正确的是(　　)

A．电源内阻为1 Ω，额定工作电流为5 A

B．电动自行车电动机的内阻为5 Ω

C．电动自行车保持额定功率匀速行驶的最长时间是2.4 h

D．电动自行车保持额定功率匀速行驶的最远距离是3 600 m

解析：由P＝UI可知，额定电流I＝＝ A＝6 A，电源内阻r＝＝ Ω＝1 Ω，故A错误；电动自行车的热功率P热＝(1－80%)P＝36 W，则由P热＝I2r′可得，r′＝ Ω＝1 Ω，故B错误；根据电池容量Q＝12 A·h，电流为6 A，可得t＝＝ h＝2 h，故C错误；电动自行车匀速行驶时F＝f，则由80%P＝fv，解得v＝0.5 m/s，则电动自行车保持额定功率匀速行驶的最远距离x＝vt＝0.5×7 200 m＝3 600 m，故D正确。

答案：D

8．(2022·北京东城区模拟)如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，电容器的电容为C，定值电阻的阻值为R，开关闭合前电容器不带电。闭合开关，待电路稳定后(　　)

A．通过电源的电流为零

B．定值电阻两端的电压等于E

C．电路消耗的电功率等于

D．电容器所带电荷量为

解析：闭合开关，待电路稳定后，由于电源与电阻R构成一个闭合电路，故通过电源的电流不为零，故A错误；定值电阻R两端电压就是电源的路端电压，由于有内电压，所以定值电阻两端的电压不等于电源的电动势，而是U＝E，故B错误；电路消耗的电功率是指总电功率，即P总＝IE＝·E＝，故C错误；根据电容的公式C＝，所以电容器所带电荷量Q＝CU＝，故D正确。

答案：D

【B级——能力提升】

9．(2020·全国Ⅰ卷)图(a)所示的电路中，K与L间接一智能电源，用以控制电容器C两端的电压UC。如果UC随时间t的变化如图(b)所示，则下列描述电阻R两端电压UR随时间t变化的图像中，正确的是(　　)

解析：根据电容器的定义式C＝可知，UC＝＝t，结合图像可知，图像的斜率为，则1～2 s内的电流I12与3～5 s内的电流I35关系为I12＝2I35，且两段时间中的电流方向相反，根据欧姆定律I＝可知，R两端电压大小关系满足UR12＝2UR35，由于电流方向不同，所以电压方向不同。

答案：A

10．(2022·河北沧州模拟)如图所示，电源电动势为E，内电阻为r，平行板电容器两金属板水平放置，开关S是闭合的，两板间一质量为m、电荷量为q的油滴恰好处于静止状态，G为灵敏电流计。则以下说法正确的是(　　)

A．在将滑动变阻器滑片P向上移动的过程中，油滴向上加速运动，G中有从b到a的电流

B．在将滑动变阻器滑片P向下移动的过程中，油滴向下加速运动，G中有从b到a的电流

C．在将滑动变阻器滑片P向上移动的过程中，油滴仍然静止，G中有从a到b的电流

D．在将S断开后，油滴仍保持静止状态，G中无电流通过

解析：粒子原来处于平衡状态，重力和静电力平衡。电容器与电阻R、电阻R2相并联后与R1串联，滑片向上移动，电阻R变大，电路总电阻变大，电流变小，电容器两端电压U＝E－I(r＋R1)，故电容器两端电压变大，带电荷量变大，静电力变大，粒子向上加速；电容器充电，故电流从b到a，故A正确，C错误；在将滑动变阻器滑片P向下移动的过程刚好与选项A相反，故B错误；在将S断开后，电容器通过电阻R2与R放电，电荷量减为零，电流从a到b，故D错误。

答案：A

11．(2022·辽宁锦州模拟)如图所示的电路中，电源两端的电压恒定，L为小灯泡，R为光敏电阻，LED为发光二极管(电流越大，发出的光越强)，且R与LED之间的距离不变，下列说法正确的是(　　)

A．当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率增大

B．当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率减小

C．当滑动触头P向右移动时，L消耗的功率可能不变

D．无论怎样移动滑动触头P，L消耗的功率都不变

解析：滑动触头P左移，滑动变阻器接入电路的电阻减小，流过二极管的电流增大，从而发光增强，使光敏电阻阻值减小，最终达到增大流过灯泡的电流的效果，即灯泡消耗的功率增大，故A正确，B、D错误；滑动触头P右移，滑动变阻器接入电路的电阻增大，流过二极管的电流减小，发光减弱，光敏电阻阻值增大，灯泡消粍的功率减小，故C错误。

答案：A

12．在如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，R1、R3为定值电阻，R2为滑动变阻器，C为电容器。将滑动变阻器的滑动触头P置于位置a，闭合开关S，电路稳定时理想电压表V1、V2的示数分别为U1、U2，理想电流表A的示数为I。当滑动变阻器的滑动触头P由a滑到b且电路再次稳定时，理想电压表V1、V2的示数分别为U1′、U2′，理想电流表A的示数为I′，则以下判断中正确的是(　　)

A．滑动变阻器的滑动触头P由a滑向b的过程中，通过R3的电流方向由左向右

B．滑动变阻器的滑动触头P由a滑向b的过程中，电容器的带电荷量减小

C．U1＞U1′，U2＞U2′，I＞I′

D．＝R1＋r

解析：电容C与电阻R1、R2并联，其电压等于电源的路端电压，在滑动变阻器滑动触头P由a滑向b的过程中，滑动变阻器的电阻增大，总电阻增大，总电流减小，路端电压增大。根据C＝可知，电容器的电荷量增加，电容器充电，通过R3的电流方向由右向左，故A、B项错误；因电路电流减小，故I＞I′，则R1两端电压减小，即U1＞U1′，因路端电压增大，故R2两端电压增大，即U2＜U2′，故C项错误；将R1等效为电源内阻，则U2可视为等效电源的路端电压，根据U-I图像的斜率含义可得＝R1＋r，故D项正确。

答案：D

13．由于运动量减少，体重逐渐增加，体内的脂肪也逐步增多，我们可以用某型号脂肪测量仪(如图甲所示)来测量脂肪积累程度。其原理是根据人体电阻的大小来判断脂肪所占比例(体液中含有钠离子、钾离子等，而脂肪不容易导电)，模拟电路如图乙所示。测量时，闭合开关，测试者分握两手柄，体型相近的两人相比，脂肪含量高者(　　)

A．电流表示数大   B．电压表示数小

C．电源内阻的电压大    D．路端电压大

解析：体液中含有钠离子、钾离子等离子存在，因此容易导电，而脂肪不容易导电，体型相近的两人相比，肥胖的人体的脂肪比较瘦人的脂肪所占比例较大，肥胖的人体比较瘦的人体电阻较大，测试时，肥胖的人体接在电路中的电阻R3较大，由闭合电路的欧姆定律可知I＝，电路中的电流较小，因此电流表示数小，A错误；由路端电压U＝E－Ir可知，电流I较小，电源内阻电压Ir较小，路端电压U较大，由题图乙可知，R3电阻较大，电压表的示数较大，D正确，B、C错误。

答案：D

14．(2022·山东临沂模拟)锂电池因能量密度高、绿色环保而广泛使用在手机等电子产品中。现用充电器为一手机锂电池充电，等效电路如图所示，充电器电源的输出电压为U，输出电流为I，锂电池的内阻为r，下列说法正确的是(　　)

A．锂电池产生的热功率为UI

B．充电器的充电效率为×100%

C．电能转化为化学能的功率为UI

D．充电器输出的电功率为UI

解析：电池产生的热功率P热＝I2r，小于UI，A错误；充电器输出的电功率P输出＝UI，D正确；电能转化为化学能和热能，根据能量守恒定律，有UI＝I2r＋P，故P＝UI－I2r，C错误；充电器的充电效率η＝×100%＝×100%，B错误。

答案：D