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第十章恒定电流第50课时闭合电路的欧姆定律2025高考物理二轮专题
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如图所示,由电池、开关、小灯泡组成一个简单的电路。
判断下列说法的正误:(1)电源的电动势大小反映了电源把电能转化为其他形式的能的本
领强弱。( × )
(2)小灯泡两端的电压等于电池的电动势。( × )
(3)开关闭合时,小灯泡的电阻越大,则路端电压越大。
( √ )
(4)开关闭合时,小灯泡的电阻越大,则电池的输出功率越大。
( × )
考点一 串、并联电路的规律和电表改装 [素养自修类]
2. 【串、并联电路规律的应用】
如图所示的电路中,A1和A2为理想电流表,示数分别为I1和I2,
R1∶R2∶R3=1∶2∶3;当a、b两点间加一恒定的电压U后,下列结
论正确的是( )
1. 串、并联电路的特点
2. 电压表、电流表的改装
考点二 闭合电路的功率及效率问题 [互动共研类]
1. 电源的有关功率和效率
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)
(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。
【典例1】 如图所示,已知电源电动势E=6 V,内阻r=1 Ω,保护电阻R0=0.5 Ω,求当电阻箱R的读数为多少时,保护电阻R0消耗的电功率最大,并求这个最大值。
(1)【典例1】中的条件不变,求当电阻箱R的读数为多少时,电
阻箱R消耗的功率PR最大,并求这个最大值。
答案:1.5 Ω 6 W
(2)在【典例1】中,若电阻箱R的最大值为3 Ω,R0=5 Ω,求当
电阻箱R的读数为多少时,电阻箱R的功率最大,并求这个最
大值。
(3)【典例1】中的条件不变,求电源的最大输出功率。
关于电源功率和效率问题的两点提醒
(2)对于电路中的定值电阻,其消耗的功率根据P=I2R来判断,与
电源输出功率大小的判断方法不同。
考点三 闭合电路的动态分析和故障分析 [多维探究类]1. 动态分析的常用方法(1)程序法
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、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、电功率都将增大,反之则
减小。
(2)“串反并同”结论法(适用条件:电源内阻不为零)
2. 电路故障的检测方法(1)电压表检测:如果电压表示数为零,则说明可能在并联路段
之外有断路,或并联部分短路;(2)电流表检测:当电路中接有电源时,可用电流表测量各部
分电路上的电流,通过对电流值的分析,可以确定故障的
位置。在运用电流表检测时,一定要注意电流表的极性和
量程;(3)欧姆表检测:当测量值很大时,表示该处断路;当测量值
很小或为零时,表示该处短路。在用欧姆表检测时,应断
开电源。
考法一 闭合电路的动态分析
【典例2】 (多选)如图所示,电源电动势E和内阻r一定,R1、R2
是定值电阻,R0是光敏电阻(光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减
小),L是小灯泡。闭合开关,当照射到R0的光照强度减小时,以下
分析正确的是( )
考法二 电路的故障分析
【典例3】 如图所示,接通开关S,灯泡L1、L2都正常发光。某时刻由于电路故障两灯突然熄灭。若故障只有一处,则下列说法正确的是( )
解析:电路故障分为断路和短路,故障只有一处,假设发生了短路,
如果是某盏灯短路,该灯熄灭,而另一盏灯应该变亮,如果是两盏灯
以外的元件(除电源)短路,则两盏灯均变亮,故假设不成立。电路
故障应为断路,电压表并联在cd两端有示数,说明c、d间发生了断
路,故A错误;电压表并联在a、c两端示数为0,说明ac部分以外的电
路发生了断路,则a、c间电路完好,故B错误;电流表并联在ac两端
示数为0,说明ac部分以外的电路发生了断路,而a、c间电路完好,
无法说明c、d间情况,故C错误;电压表并联在ad两端有示数,说明
ad段发生了断路,并联ac两端示数为0,说明ac部分以外的电路发生
了断路,故综合以上两点,应是c、d间断路,故D正确。
考点四 两类U-I图像的比较与应用 [互动共研类]电源U-I图像与电阻U-I图像的比较
【典例4】 (多选)如图所示,图甲中M为一电动机,开关S闭合
后,当滑动变阻器R的滑片从一端滑到另一端的过程中,两电压表V1
和V2的读数随电流表A读数的变化情况如图乙所示,已知电流表A读
数在0.2 A以下时,电动机没有转动。不考虑电表内阻,以下判断正确
的是( )
1. 【电源U-I图像的应用】有四个电源甲、乙、丙、丁,其路端电压U与电流I的关系图像分别
如图(a)、(b)、(c)、(d)所示,将一个6 Ω的定值电阻分
别与每个电源的两极相接,使定值电阻消耗功率最大的电源是( )
2. 【电源U-I图像与电阻U-I图像的综合】
如图所示,直线A是电源的路端电压和电流的关系图线,直线B、C
分别是电阻R1、R2的两端电压与电流的关系图线,若将这两个电阻
分别接到这个电源上,则( )
巧学 妙解 应用
考点一 串、并联电路的规律和电表改装
1. 如图甲所示,电路中电源电动势为3.0 V,内阻不计,L1、L2、L3为
三个相同规格的小灯泡,小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。当开
关闭合后,下列说法正确的是( )
2. 如图所示是三量程直流电表的原理图,三个量程分别是10 mA、1
A、10 V。已知表头G的满偏电流Ig=5 mA,内阻Rg=10 Ω,则定值
电阻R1、R2、R3的阻值为( )
4. 如图甲所示的电路,其中电源电动势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( )
考点三 闭合电路的动态分析和故障分析
5. (多选)如图所示,电源电动势为E,内阻为r,滑动变阻器总电阻
为R,所有电表均为理想电表。当滑片P由左向右滑动时,关于各电
表示数变化描述正确的是( )
解析: 滑动变阻器的滑片P由左向右滑动时,变阻器左端部分
电阻增大,右端部分电阻减小,由于右端部分与电阻R1并联,并联
电阻小于支路电阻,可知并联部分电阻减小量小于变阻器左端部分
电阻的增加量,则总电阻增大,总电流减小,即A3示数一直减小,
选项C错误;总电流减小,内电压减小,路端电压增大,即V示数
一直增大,选项D正确;总电流减小,变阻器右端部分电阻减小,
根据并联电路电流分配关系可得电阻R1分得的电流减小,而总电流
减小,所以A1示数一直减小,选项A正确;
6. 某同学按如图电路进行实验,电压表内阻看作无限大,电流表内阻
看作零。实验中由于电路发生故障,发现两电压表示数相同了(但
不为零),若这种情况的发生是由于某一电阻引起的,则可能的故
障是( )
解析: 若R3短路,则电压表V2示数为零,两电压表示数不相
同;若RP断路,则电压表V2示数为零,两电压表示数不相同;若R1
短路,则V1测量滑动变阻器和R2串联的总电压,V2测R2两端电压,
两电压表示数不同;若R2断路,则两电压表均测量R3两端电压,两
电压表示数相同且不为零,A、C、D错误,B正确。
考点四 两类U-I图像的比较与应用
7. 某一电源的路端电压与电流的关系和电阻R1、R2的电压与电流的关
系如图所示。用此电源和电阻R1、R2组成电路,R1、R2可以同时接
入电路,也可以单独接入电路。为使电源输出功率最大,可采用的
接法是( )
8. 硅光电池是一种太阳能电池,具有低碳环保的优点,如图所示,图
线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图像,图线b
是某纯电阻电器的U-I图像,则在该光照强度下,把该电池和该电
器组成一个电路时,电池的( )
A. 内阻为12.5 ΩB. 输出功率为12.5 WC. 内耗功率为0.22 WD. 效率为50%
9. 如图所示为示波器衰减电路的示意图,a、b为信号电压的输入端,
c、d为衰减电路的输出端,P是和衰减旋钮固连在一起的开关,
R1、R2、R3、R4为四个定值电阻,当P接通1时电压没有被衰减,当
P分别接通2、3、4时输出电压变为输入电压的0.1、0.01、0.001,
若某个示波器的衰减电路中,R4=1 Ω,不计导线电阻,则其他电
阻的阻值分别为( )
10. 如图所示电路,电源内阻不可忽略。开关S闭合后,在滑动变阻器
R0的滑片向下滑动的过程中( )
解析: 当滑片下移时,滑动变阻器接入电路的电阻减小,则外
电路总电阻减小,电路中总电流增大,电源的内电压增大,则由
闭合电路欧姆定律可知,电路的路端电压减小,故电压表示数减
小;由欧姆定律可知,R1上的分压增大,而路端电压减小,故并
联部分的电压减小,则通过R2的电流减小,即电流表示数减小,A
正确。
11. (多选)如下图所示,电源电动势为E、内阻恒为r,R是定值电阻,
热敏电阻RT的阻值随温度的降低而增大,C是平行板电容器,电路
中的电表均为理想电表。闭合开关S,带电液滴刚好静止在C内。
在温度降低的过程中,分别用I、U1、U2和U3表示电流表A、电压
表V1、电压表V2和电压表V3的示数,用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3分别
表示电流表A、电压表V1、电压表V2和电压表V3的示数变化量的
绝对值。温度降低时,关于该电路工作状态的变化,下列说法正
确的是( )
12. 工厂生产的某一批次小灯泡说明书上附有如图甲所示的电压随电
流变化图像,图乙是用该批次三个小灯泡连接而成的电路,三个
灯泡均发光时电压表V1的示数为4 V。设所有电表均为理想电表,
电源内阻不可忽略,下列说法正确的是( )
解析: 由小灯泡的伏安特性曲线知,当灯泡L1电压为4 V时,
流过灯泡L1的电流为0.6 A,根据串、并联电路的特点,流经灯泡
L2和L3的电流为0.3 A,从伏安特性曲线中读出灯泡L2和L3的电压
为1 V,故A错误,B正确;L1正常工作时,路端电压为5 V,故当
L1短路后,外电阻减小,路端电压减小,V2表的示数应小于5 V,
故C、D错误。
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