考点38 闭合电路的欧姆定律（核心考点精讲+分层精练）（解析版）—高中物理

这是一份考点38 闭合电路的欧姆定律（核心考点精讲+分层精练）（解析版）—高中物理，共27页。试卷主要包含了 3年真题考点分布， 命题规律及备考策略，0V，U23= 2，35V，不计其他能量损耗，则等内容，欢迎下载使用。

1. 3年真题考点分布
2. 命题规律及备考策略
【命题规律】近3年新高考卷对于本节内容考查共计5次，主要考查：
利用电动势求解电流的微观表达式；
利用U—I图像求解电阻的实际功率问题；
识别串并联电路和相关的计算。
【备考策略】理解电源电动势，并学会将本节的内容迁移至磁场中；掌握U-I图像表示的物理含义，并能将图像处理的方法迁移到其他的知识点中去；掌握串并联电路的特点，并能正确求解电压、电流和电阻；
【命题预测】本节内容单独出现在2024年各省的高考题中的概率不大，一般会和磁场和电场知识一起出现在考题中，2024年考生对于本节内容的复习不能掉以轻心，需要掌握好本节内容，才能更好的对知识进行迁移，出现在电场和磁场中，才会更加的得心应手。
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考法1 电源电动势
1．电动势
(1)电源：通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。例如：干电池、蓄电池、发电机等；
①计算：非静电力搬运电荷所做的功与搬运的电荷量的比值，E＝eq \f(W,q)；
②物理含义：电动势表示电源把其他形式的能转化成电能本领的大小，在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压．
电动势和电势差的区分
电源的内阻
定义：电源内部是由导体构成，所以也有电阻，这个电阻叫做电源的内阻；
决定因素：由电源本身的特点决定。一般来说，新电池电阻小，旧电池电阻大；
【典例1】（多选）（2022·福建·高考真题）我国霍尔推进器技术世界领先，其简化的工作原理如图所示。放电通道两端电极间存在一加速电场，该区域内有一与电场近似垂直的约束磁场（未画出）用于提高工作物质被电离的比例。工作时，工作物质氙气进入放电通道后被电离为氙离子，再经电场加速喷出，形成推力。某次测试中，氙气被电离的比例为95%，氙离子喷射速度为，推进器产生的推力为。已知氙离子的比荷为；计算时，取氙离子的初速度为零，忽略磁场对离子的作用力及粒子之间的相互作用，则（ ）
A．氙离子的加速电压约为
B．氙离子的加速电压约为
C．氙离子向外喷射形成的电流约为
D．每秒进入放电通道的氙气质量约为
【答案】AD
【详解】AB．氙离子经电场加速，根据动能定理有
可得加速电压为，故A正确，B错误；
D．在时间内，有质量为的氙离子以速度喷射而出，形成电流为，由动量定理可得
进入放电通道的氙气质量为，被电离的比例为，则有
联立解得，故D正确；
C．在时间内，有电荷量为的氙离子喷射出，则有，
联立解得，故C错误。
故选AD。
1．（2023·山东聊城·统考一模）离子推进器是利用电场将处在等离子状态的“工质”加速后向后喷出而获得前进的动力，其工作原理如图所示：进入电离室的气体被电离成正离子，而后飘入电极A、B之间的匀强电场（离子初速度忽略不计），A、B间电压为U，使正离子加速形成离子束，在加速过程中推进器获得恒定的推力。已知每个正离子质量为m，电荷量为q，单位时间内飘入的正离子数目为n，加速正离子束所消耗的功率为P，引擎获得的推力为F，下列说法正确的是（ ）
A．正离子经加速后由B处喷出形成的等效电流大小为
B．离子推进器获得的平均推力大小为
C．加速正离子束所消耗的功率
D．为提高能量的转换效率要使尽量大，可以使用比荷更小的正离子
【答案】CD
【详解】A．正离子经加速后由B处喷出形成的等效电流大小，A错误；
B．电场对粒子加速有，
根据动量定理有，其中，
整理得离子推进器获得的平均推力大小，B错误；
C．加速正离子束所消耗的功率，C正确；
D．根据以上分析可知，要使尽量大，可以用质量大、带电量小即比荷更小的离子作为推进器，D正确。
故选CD。
2．（2023·浙江绍兴·统考二模）霍尔推进器将来可能安装在飞船上用于星际旅行，其简化的工作原理如图所示，放电通道两端电极间存在加速电场，该区域内有与电场近似垂直的约束磁场（未画出）用于提高工作物质被电离的比例，工作时，工作物质氙气进入放电通道后被电离为氙离子，再经电场加速喷出，形成推力，某次测试中，氙气被电离的比例为，氙离子喷射速度为，推进器产生的推力为，推进器质量，已知氙离子的比荷为；计算时，取氙离子的初速度为零，忽略磁场对离子的作用力及粒子之间的相互作用，则（ ）

A．将该推进器用于宇宙航行时，飞船获得的加速度
B．氙离子的加速电压约为
C．氙离子向外喷射形成的电流约为
D．每秒进入放电通道的氙气质量约为
【答案】B
【详解】A．将该推进器用于宇宙航行时，飞船获得的加速度，故A错误；
B．氙离子经电场加速，根据动能定理有
可得加速电压为，故B正确；
D．在时间内，有质量为的氙离子以速度喷射而出，形成电流为，由动量定理可得
进入放电通道的氙气质量为，被电离的比例为，则有
联立解得，故D错误；
C．在时间内，有电荷量为的氙离子喷射出，则有，
联立解得，故C错误。
故选B。
3．（2023·江苏南通·统考二模）1917年斯泰瓦和托尔曼发现加速转动的金属环中产生了电流。正离子被金属晶格束缚相对金属环静止，而电子由于惯性相对金属环运动，正离子和电子的运动共同产生电流。如图所示，金属环绕过圆心O且垂直于环平面的轴顺时针转动，则（ ）
A．若匀速转动，圆环中会产生恒定电流B．若匀速转动，转速越大圆环中电流越大
C．若加速转动，圆环中有顺时针方向电流D．若加速转动，O处的磁场方向垂直纸面向外
【答案】C
【详解】AB．若匀速转动，圆环中的正离子和电子的相对位置不会变化，不会产生电流。故AB错误；
C．若加速转动，圆环中正离子被金属晶格束缚相对金属环静止，而电子由于惯性相对金属环运动即逆时针运动，根据正电荷的定向移动方向为电流方向，负电荷的运动方向为电流的反方向可知有顺时针方向电流。故C正确；
D．根据右手螺旋定则可知，若加速转动，O处的磁场方向垂直纸面向里。故D错误。
故选C。
考法2 串并联电路的特点
1．串并联电路的比较
2.串并联电路常用的四个推论
（1）串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的总电阻．
（2）并联电路的总电阻小于其中任一支路的总电阻，且小于其中最小的电阻．
（3）无论电阻怎样连接，每一段电路的总耗电功率P总是等于各个电阻耗电功率之和．
（4）无论电路是串联还是并联，电路中任意一个电阻变大时，电路的总电阻变大．
【典例2】（2023·全国·统考高考真题）黑箱外有编号为1、2、3、4的四个接线柱，接线柱1和2、2和3、3和4之间各接有一个电阻，在接线柱间还接有另外一个电阻R和一个直流电源。测得接线柱之间的电压U12= 3.0V，U23= 2.5V，U34= －1.5V。符合上述测量结果的可能接法是（ ）

A．电源接在1、4之间，R接在1、3之间
B．电源接在1、4之间，R接在2、4之间
C．电源接在1、3之间，R接在1、4之间
D．电源接在1、3之间，R接在2、4之间
【答案】CD
【详解】A．根据题意画出电路图，如下
，可见U34 > 0，A错误；
B．根据题意画出电路图，如下
，可见U34 > 0，B错误；
C．根据题意画出电路图，如下
，可见上述接法可符合上述测量结果，C正确；
D．根据题意画出电路图，如下
，可见上述接法可符合上述测量结果，D正确。
故选CD。
【典例3】（2022·江苏·模拟预测）如图为某控制电路的一部分，已知AA′的输入电压为24 V，如果电阻，，，则BB′不可能输出的电压是（ ）
A．12 V B．8 VC．6 V D．3 V
【答案】D
【详解】①若两开关都闭合，则电阻R1和R2并联，再和R串联，UBB′为并联电路两端电压，则
，
②若S1闭合S2断开，则R1和R串联，则
③若S2闭合S1断开，则R2和R串联，则
④若两开关都断开，则，选项ABC都有可能，D不可能；
故选D。
1．（2023·全国·模拟预测）三个电阻，，，将它们并联后加一恒定电压，电路如图所示。流过每个电阻的电流分别是、、，每个电阻两端电压分别是、、，则下列说正确的是（ ）
A．
B．
C．若再并联一个的电阻，则并联的总阻值增大
D．若减小的阻值，则电路中并联的总阻值减小
【答案】D
【详解】AB．并联电路中，各支路电流和电阻成反比，电压相等，即，
所以可得，，AB错误；
CD．并联电路的总电阻，所以再并联一个的电阻，并联的总阻值减小，若减小的阻值，则电路中并联的总阻值减小，C错误，D正确。
故选D。
2．（2023·全国·模拟预测）如图所示电路中电阻R1、R2、R3的阻值相等，A、B的电压恒定。那么开关S接通后流过R2的电流是S接通前的（ ）
A．B．C．D．
【答案】B
【详解】设A、B间的电压为U，每个电阻的阻值为R。S接通前，通过R2的电流
S接通后，通过R2的电流，可得
故选B。
3．（2022·江苏南通·模拟预测）三个电阻按照如图所示的电路连接，其阻值之比为R1∶R2∶R3＝1∶1∶1，则电路工作时，通过三个电阻R1、R2、R3的电流之比I1∶I2∶I3为（ ）
A．1∶2∶2 B．1∶1∶1C．2∶2∶1D．2∶1∶1
【答案】D
【详解】R2与R3并联，电阻相等，则有
根据电路特点，则有
故选D。
考法3 闭合电路的欧姆定律
1．闭合电路欧姆定律
（1）内容：闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电阻之和成反比；
（2）公式：I＝eq \f(E,R＋r)(只适用于纯电阻电路)；
（3）其他表达形式
①电势降落表达式：E＝U外＋U内或E＝U外＋Ir；
②功率表达式：EI＝UI＋I2r.
2．路端电压与外电阻的关系
（1）一般情况：U＝IR＝eq \f(E,R＋r)·R＝eq \f(E,1＋\f(r,R))，当R增大时，U增大；
（2）特殊情况：
①当外电路断路时，I＝0，U＝E；
②当外电路短路时，I短＝eq \f(E,r)，U＝0.
3.对闭合电路欧姆定律的理解和应用
在恒流电路中常会涉及两种U－I图线，一种是电源的伏安特性曲线(斜率为负值的直线)，另一种是电阻的伏安特性曲线(过原点的直线)．求解这类问题时要注意二者的区别．
【典例4】（2023·江苏镇江·统考三模）如图所示，直线A、B分别为电源a、b的路端电压与电源电流的关系图像，将一定值电阻分别接到a、b两电源上，功率相等。则（ ）

A．电源a、b效率相同
B．电源a的内阻更大
C．若将定值电阻换为大于的电阻，电源b的输出功率大于电源a的输出功率
D．若将定值电阻换为小于的电阻，电源b的功率大于电源a的功率
【答案】C
【详解】B．由闭合电路欧姆定律U=E-Ir
可知，图像与U轴的交点表示电动势，则a的电动势较小，图像的斜率的绝对值表示电源内阻，则a电源的内阻r较小，故B错误；
A．由于定值电阻分别接到a、b两电源上，功率相等，所以定值电阻两端的电压相等，即交点的纵坐标表示路端电压，由电源的效率，可知电源a效率高，故A错误；
C．电源的输出功率即定值电阻的功率，若将定值电阻换为大于的电阻，如图

图中的n图线与A、B图线的交点的乘积为电源的输出功率，由于图线n与图线B交点的电压与电流值均大于图线n与图线A交点的电压与电流值，即电源b的输出功率大于电源a的输出功率，故C正确；
D．电源的功率为，若将定值电阻换为小于的电阻，如图

图线l与图线A、B交点的电流值表示电路中的电流，可知定值电阻与电源a组成的闭合电路中的电流大，又电源a的电动势小，所以电源b的功率与电源a的功率大小无法比较，故D错误。
故选C。
1．（2023·河北保定·统考三模）在一次分组实验的教学活动中，某小组用如图甲所示电路做实验，电路中R1是滑动变阻器，R2是定值电阻，滑动变阻器的滑片从左端往右滑动，分别记录多组电流表和电压表的示数，用这些数据在坐标纸上描点作图，得到的U-I图像如图乙中的AB所示，下列说法中正确的是（ ）

A．R1的最大阻值为20ΩB．R2的阻值为5Ω
C．电源电动势为2VD．电源内阻为5Ω
【答案】A
【详解】A．由图可知当R1的阻值最大时，对应电压和电流分别为2V，0.1A，则R1的最大阻值为，故A正确；
BCD．根据闭合电路欧姆定律有
根据数学方法可知图象的纵轴截距为2.5，斜率的绝对值为
则电源电动势为，，所以电源内阻和R2的阻值都小于5Ω，故BCD错误；
故选A。
2．（2023·全国·模拟预测）图甲为某电源的U-I图线，图乙为某小灯泡的U-I图线，则下列说法正确的是（ ）
A．电源的内阻为5Ω
B．把电源和小灯泡组成闭合回路，小灯泡的功率约为0.3W
C．小灯泡的电阻随着功率的增大而减小
D．把电源和小灯泡组成闭合回路，电路的总功率约为0.3W
【答案】B
【详解】A．根据闭合电路欧姆定律变形U=E-Ir可得图像与纵轴的交点表示电动势，图像斜率的大小表示内阻，根据题甲图电动势为E=1.5V，内阻为，A错误；
BD．把电源和小灯泡组成闭合回路，将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=0.5V，I=0.6A，所以小灯泡的功率为
P=UI=0.5×0.6W=0.3W
回路中的总功率为P总=EI=1.5×0.6W=0.9W，故B正确，D错误；
C．根据图乙可知电流越大，小灯泡功率越大，根据欧姆定律变形得R=，可知乙图线上某点与原点连线的斜率为电阻，所以小灯泡的电阻随着功率的增大而增大，故C错误。
故选B。
3．（多选）（2021·湖南益阳·益阳市箴言中学校考模拟预测）如图所示，图甲中M为一电动机，当滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端的过程中，两电压表V1和V2的读数随电流表读数的变化情况如图乙所示，已知电流表读数在以下时，电动机没有转动。不考虑电表对电路的影响，以下判断正确的是（ ）
A．图线①为V2示数随电流表的变化图线
B．电路中电源电动势为
C．此电路中，电动机的最大输入功率是
D．变阻器的最大阻值为
【答案】AC
【详解】A．由电路图甲知，电压表V2测量路端电压，电流增大时，内电压增大，路端电压减小，所以图线①表示V2的电压与电流的关系，故A正确；
B．此图线的斜率大小等于电源的内阻，为
当电流时，，则电源的电动势，故B错误；
C．当时，，电动机输入功率最大，故C正确；
D．若电流表示数小于，由图知，电动机不转动，电动机的电阻
根据闭合电路欧姆定律得，得
当时，电路中电流最小，变阻器的电阻为最大值，所以与并联电阻的最大值，则变阻器的最大阻值大于，故D错误。
故选AC。
【基础过关】
1．电子式互感器是数字变电站的关键装备之一．如图所示，某电子式电压互感器探头的原理为电阻分压，ac间的电阻是cd间电阻的（n-1）倍，某次测量中输出端数字电压表的示数为U，则输入端的电压为
A．B．C．D．
【答案】A
【详解】试题分析：和串联，电流，对输出端电压，即输入电压为，对照选项A对．
考点：串并联电路
2．在如图所示的电路中，电阻，，，电流表内阻不计，在A、B两点间加上9V的电压时，电流表的读数为（ ）
A．0B．1AC．1.5AD．2A
【答案】B
【详解】图中电阻R2与R3并联后与R1串联，电路的总电阻为：
根据欧姆定律，干路电流为：
由于并联电路的电流与电阻成反比，故：
故选B。
3．（2022·上海·二模）手机电池容量（电量）和快速充电功能已经成为人们选择手机时的重要参考因素，如图为某品牌手机将锂电池电量从0%~100%充满过程中充电功率P和充电时间t的关系图像，设充电过程中电池两端电压恒为4.35V，不计其他能量损耗，则（ ）
A．充电过程的平均功率为40WB．充电过程的平均功率为60W
C．该电池的容量是2000mA·hD．该电池的容量是4000mA·h
【答案】A
【详解】AB．题中P-t图像与坐标轴所围的面积表示电能，所以整个充电过程中充入电池的电能为
充电过程的平均功率为，故A正确，B错误；
CD．该电池的容量是，故CD错误。
故选A。
4．（2023·湖南·统考模拟预测）如图所示为一种心脏除颤器的原理图，在一次模拟治疗中，将开关S接到位置1，电容器充电后电压为6kV；将开关S接到位置2，电容器在2ms内通过人体完成放电，已知电容器的电容为30μF，则这次放电通过人体组织的平均电流为（ ）
A．90AB．60AC．9AD．6A
【答案】A
【详解】电容器充电后带电量为
放电过程的平均电流为
故选A。
5．（2023·重庆合川·统考模拟预测）在如图所示的电路中，当闭合开关S后，若将滑动变阻器的滑片P向下调节，则正确的是（ ）
A．电路再次稳定时，电源效率增加
B．灯L2变暗，电流表的示数减小
C．灯L1变亮，电压表的示数减小
D．电容器存储的电势能增加
【答案】C
【详解】A．电源的效率，将滑动变阻器的滑片P向下调节，变阻器接入电路的电阻减小，外电路电阻减小，则电源的效率减小，故A错误；
BC．将滑动变阻器的滑片P向下调节，变阻器接入电路的电阻减小，R与灯L2并联的电阻减小，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律分析得知，干路电流I增大，路端电压U减小，则电压表示数减小，灯L1变亮。R与灯L2并联电路的电压
U减小，U1增大，U并减小，灯L2变暗。流过电流表的电流
I增大，I2减小，IA增大，电流表的示数增大，故B错误，C正确；
D．电容器两端的电压等于并联部分的电压，电压变小，由
知电容器的电荷量减少，电容器存储的电势能减小，故D错误。
故选C。
6．（2023·上海宝山·统考二模）如图所示，直线A、B分别为电源a、b的路端电压与流过电源电流的关系图像。若将一定值电阻R0分别接到a、b两电源上，通过R0的电流分别为Ia和Ib，则（ ）
A．Ia>IbB．Ia【答案】D
【详解】
作出电阻的图线，电阻的图线与电源的图线的交点表示电阻的工作状态，如图有三种可能，则知流过的电流的大小关系不确定，无法比较大小。
故选D。
7．（2023·北京东城·统考二模）如图所示的U-I图像中，直线a表示某电源的路端电压U与电流I的关系，直线b、c分别表示电阻R1、R2的电压U与电流I的关系。下列说法正确的是（ ）
A．电阻R1、R2的阻值之比为4:3
B．该电源的电动势为6V，内阻为3Ω
C．只将R1与该电源组成闭合电路时，电源的输出功率为6W
D．只将R2与该电源组成闭合电路时，内、外电路消耗的电功率之比为1:1
【答案】D
【详解】A．根据图像得，，电阻R1、R2的阻值之比为2:1，A错误；
B．该电源的电动势为6V，内阻为 ，B错误；
C．只将R1与该电源组成闭合电路时，电源的输出功率为 ，C错误；
D．只将R2与该电源组成闭合电路时，内、外电路消耗的电功率分别为，
解得 ，D正确。
故选D。
8．（2011·上海长宁·统考二模）节日挂在树上或商店门口的小彩灯通电后发出丽的色彩，众多小彩灯是先和电阻R并联后再串联接到220 v电源上的，其简化的电路如右图所示．下面对此电路正确的认识是:
A．当某小彩灯灯丝断时由于R的导电作用仍保持整个电路通路，其他灯仍能发光
B．R的作用是分流，使小彩灯的电流不至太大
C．R的作用是分压，使得小彩灯不被烧坏
D．为了节能，R的阻值要大于小彩灯的灯丝电阻
【答案】AD
【详解】A．由题意知，与小彩灯并联的电阻R的作用是导电作用，当某小彩灯灯丝断时由于R的导电作用仍保持整个电路通路，其他灯仍能发光，A对；
BD．为了节能，R的阻值要大一些，因R的阻值大，电阻R起不到分流作用，D对，B错；
C．因R与彩灯并联，电阻R更起不到分压作用，C错。
故选AD。
9．（2023·湖南·校联考模拟预测）如图所示的电路中，电源电动势为12V，内阻为。四个电阻的阻值已在图中标出，电容器的电容。闭合开关、，电路稳定后，则（ ）

A．电源的输出功率为12W
B．电容器所带电荷量为
C．断开开关，稳定后电容器上极板所带电荷量与断开前相比的变化量为
D．断开开关，电源的输出功率增大
【答案】BC
【详解】A．外电阻为
根据欧姆定律可知
则电源的总功率为
输出功率，故A错误；
B．选电源负极为0势点，则电容器下极板的电势为
上极板的电势为
则ab间的绝对值电压为
电容器电荷量为，故B正确；
CD．断开开关，外电阻为
由于闭合前外电阻，内阻
则断开开关后，外电阻阻值远离电源内阻，则电源的输出功率减小，稳定后电路电流为，电容器的电压
电容器上极板所带电荷量与断开前相比的变化量为，故C正确，D错误。
故选BC。
10．（2021·四川成都·成都七中校考一模）某同学通过实验正确作出标有“、”的小灯泡的图线如图甲所示，现把实验中使用的小灯泡接到如图乙所示的电路中，其中电源电动势，内阻，定值电阻，则（ ）
A．由甲图可知，小灯泡的电阻值随电压的升高而增大
B．由甲图可知，小灯泡的电阻值随电压的升高而减小
C．闭合乙图开关，小灯泡的实际功率约为
D．闭合乙图开关，小灯泡的实际功率约为
【答案】AD
【详解】AB．由甲图可知，随电压的升高各点与原点连线的斜率变大，则小灯泡的电阻值增大，选项A正确，B错误；
CD．将电阻R看做电源的内阻，则U=E-I(R+r)=6-10I
将此函数关系的图像画在灯泡的U-I图像上，如图
两图像的交点为电路的工作点，则I=0.38A，U=2.2V，则小灯泡的实际功率约为，选项C错误，D正确。
故选AD。
【能力提升】
1．（2023·浙江杭州·统考一模）充电式电动螺丝刀没有导线牵绊，使用方便。如图甲是某电动螺丝刀，图乙是其铭牌。其充电器输入电压为交流220V，通过内置变压器将电压降至5.5V，再经整流电路输出电压为直流5.0V给电池充电。充电器传输效率为90%，蓄电池充电效率为80%，一次充电充满需3h并可连续工作续航约6h。下列说法不正确的是（ ）
A．内置变压器的匝数比约为40:1
B．工作时流过电池的电流约为0.25A
C．充电器的输入电流为0.5A
D．电池充电的有效功率为1.85W
【答案】C
【详解】A．根据变压器电压匝数关系有，A正确；
B．电池容量Q = 1.5A·h = I·t，解得工作电流，B正确；
D．根据P有效·t =QE，解得，D正确；
C．根据题意有UI输×0.9×0.8=P有效=1.85W，解得I输=，C错误。
故选C。
2．（2022·江苏·模拟预测）“嫦娥四号”展开的太阳能电池板在有光照时，可以将光能转化为电能。太阳能电池板作为电源，其路端电压与干路电流的关系如图中的曲线所示，太阳能电池板的负载其图线为图中倾斜直线，则下列说法正确的是（ ）
A．负载的阻值为2kΩ
B．太阳能电池板的电动势为3.00V
C．外电路的阻值为1kΩ时电源效率约为64%
D．太阳能电池板的内阻恒定不变
【答案】C
【详解】A．由图可知，负载的阻值为，故A错误；
B．由题图图线纵截距，可知该电池的电动势约为2.80V，故B错误；
C．由图可知，两图线的交点为（1.80mA，1.80V）即表示负载的实际工作状态，此时电源的效率，故C正确；
D．由图线可知太阳能电池板内阻是变化的，故D错误。
故选C。
3．（2022·内蒙古呼伦贝尔·校联考模拟预测）如图甲所示的电路中定值电阻R=60Ω，电源电动势E=100V，r=10Ω。如图乙所示，曲线为灯泡L的伏安特性曲线，直线为电源的路端电压与电流的关系图线，以下说法正确的是（ ）
A．开关S断开时电源的效率为60%
B．开关S闭合后电源的总功率会变小
C．开关S闭合后灯泡的亮度增强
D．开关S断开时小灯泡消耗的功率为240W
【答案】D
【详解】A．开关S断开时，根据图乙可知灯泡两端的电压为
电源的效率为，故A错误；
BC．开关S闭合后总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可得总电流增大，根据可知电源的总功率会变大，根据可知路端电压减小，根据可知灯泡的功率减小，所以灯泡的亮度变暗，故B、C错误；
D．开关S断开时小灯泡消耗的功率为，故D正确；
故选D。
4．（2023·全国·模拟预测）在如图所示的图像中，直线A为某一电源的路端电压与电流的关系图像，直线B为某一电阻R的伏安特性曲线，用该电源直接与电阻R相连组成闭合电路，由图像可知（ ）
A．电源的电动势为3V，内阻为2ΩB．电源的输出功率为2W
C．电阻R的阻值为1ΩD．电源的效率为33.3%
【答案】C
【详解】A．根据闭合电路欧姆定律得，
电源的U-I图线的纵截距表示电源的电动势，斜率的绝对值表示电源的内阻，则
，故A错误；
B．两图线的交点表示该电源直接与电阻R相连组成闭合电路时工作状态，由图读出电压和电流分别为，
所以电源的输出功率为，故B错误；
C．电阻的U-I图线的斜率等于电阻，则电阻为，故C正确；
D．电源的效率为，故D错误。
故选C。
5．（2023·江苏南通·统考二模）如图所示，曲线ab为某太阳能电池在一定光照强度下路端电压U和电流I的关系图像，OP是某定值电阻的U-I图像，P为两图线的交点。过P点作曲线ab的切线，分别与坐标轴相交于c、d。现将该电池和定值电阻组成闭合回路，保持上述光照强度照射时，电池的内阻可以用哪两点连线斜率的绝对值表示（ ）
A．abB．aPC．PbD．cd
【答案】B
【详解】由闭合电路欧姆定律可得
当电流为零时，由a图线与纵轴的交点可以读出该电池的电动势，根据两图线交点处的状态，可知将该电池和定值电阻组成闭合回路时路端电压为交点P的纵轴坐标，电流为P点的横轴坐标。根据，则电池的内阻可用aP两点连线斜率的绝对值表示。
故选B。
6．（2021·湖北·模拟预测）如图所示为示波器衰减电路的示意图，ab之间为信号电压的输入端，cd为衰减电路的输出端，P是和衰减旋钮固连在一起的开关，、、、为四个定值电阻，当p接通1时电压没有被衰减，当P接通2、3、4时电压被衰减10倍、100倍或1000倍（即输出电压变为输入电压的0.1倍、0.01倍或0.001倍），若某个示波器的衰减电路里，，不计导线电阻，则其他电阻的阻值分别为（ ）
A．，，B．，，
C．，，D．，，
【答案】A
【详解】当P接通4时，输出电压变为输入电压的0.001倍，即
解得
只有A满足要求，当P接通3时，输出电压变为输入电压的0.01倍，即
当P接通2时，输出电压变为输入电压的0.1倍，即，A均满足要求,故A正确，BCD错误。
故选A。
【命题意图】考查串联分压的基本规律及其计算，以及信息提取能力、对常见现象的探究意愿。
7．（2023·全国·模拟预测）如右上图所示，某一导体的形状为长方体，其长、宽、高之比为a∶b∶c=5∶3∶2．在此长方体的上下、左右四个面上分别通过导线引出四个接线柱1、2、3、4．在1、2两端加上恒定的电压U，通过导体的电流为I1；在3、4两端加上恒定的电压U，通过导体的电流为I2，则I1∶I2为（ ）
A．9∶25B．25∶9C．25∶4D．4∶25
【答案】C
【详解】试题分析：根据电阻定律R=ρ得，当在1、2两端加上恒定电压U时，R1＝ρ，在3、4两端加上恒定的电压时，R2＝ρ，所以＝，根据欧姆定律I=得，电流之比为25：4，C正确．
考点：本题考查电阻定律、欧姆定律．
8．（2023·江苏常州·江苏省前黄高级中学校考模拟预测）电容器是一种重要的电学元件，在电工、电子技术中应用广泛。使用图甲所示电路观察电容器的充、放电过程。电路中的电流传感器与计算机相连，可以显示电路中电流随时间的变化。图甲中直流电源电动势，实验前电容器不带电。先使S与“1”端相连给电容器充电，充电结束后，使S与“2”端相连，直至放电完毕。计算机记录的电流随时间变化的曲线如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．图像阴影为图像与对应时间轴所围成的面积表示电容器的能量
B．阴影部分的面积和肯定不相等
C．阻值大于
D．计算机测得，则该电容器的电容约为0.15F
【答案】D
【详解】A．根据可知图像与对应时间轴所围成的面积表示的物理意义是电容器的电荷量，故A错误；
B．S1表示电容器充电后所带电荷量，S2表示电容器放电的电荷量，所以S1=S2
故B错误；
C．由题图乙可知电容器充电瞬间电流比电容器放电瞬间电流大，且电容器充电瞬间电源电压和放电瞬间电容器两端电压相等，则有，所以 ，故C错误；
D．该电容器的电容为，故D正确。
故选D。
9．（2022·山东济南·校考模拟预测）2021年2月24日，我国以“一箭三星”方式成功将遥感三十一号03组卫星送入预定轨道，发射任务取得圆满成功。卫星两翼的太阳电池板把太阳能转化为电能供卫星使用。如图所示，图线a是太阳能电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图像（电池内阻不是常量），图线b是某电阻R的图像。在该光照强度下将它们组成闭合回路时，则（ ）
A．电源的电动势为B．电阻两端的电压为
C．电阻的电流为D．硅光电池的内阻为5Ω
【答案】D
【详解】A．由欧姆定律可得，
当时，
由图线a与纵轴的交点读出电源的电动势为，故A错误；
BC．根据两图线交点处的状态可知，电阻两端的电压为，电流为，故B、C错误；
D．硅光电池的内阻为故D正确。
故选D。
10．（多选）（2023·内蒙古通辽·校考模拟预测）如图所示，图甲中M表示电动机，当滑动变阻器R的滑片从一端滑到另一端的过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙所示。已知电流表读数在0.2A以下时，电动机没有发生转动，不考虑电表对电路的影响，以下判断正确的是（ ）
A．电路中电源电动势为3.6V
B．滑动变阻器的滑片向右滑动时，电压表V2的读数逐渐减小
C．电动机的线圈电阻为4
D．滑动变阻器的最大阻值为30
【答案】ACD
【详解】A．由电路图甲知，电压表V2测量路端电压，电路中电流增大时，内电压增大，路端电压减小，所以图乙中最上面的图线表示V2的电压与电流的关系。此图线的斜率大小等于电源的内阻，为
当电流 I=0.1A时，U=3.4V，则电源的电动势，A正确；
B．变阻器向右滑动时，R阻值变大，总电流减小，内电压减小，路端电压增大，则V2读数逐渐增大， B错误；
C．已知电流表读数在0.2A以下时，电动机没有发生转动，此时电压表V1的示数即电动机内阻两端的电压，根据欧姆定律可知，电动机的电阻，C正确；
D．当I=0.1A时，电路中电流最小，变阻器的电阻为最大值，所以，D正确。
故选ACD。
11．（2022·福建·模拟预测）如图所示的电路中，当开关S置于a处时，电流表（内阻不计）示数为I，额定功率为16W的电动机正常工作，带动质量为0.7kg的物体以2m/s的速度匀速竖直上升。当开关置于b处时，电流表示数变为，灯泡正常发光。已知电阻，灯泡额定电压为10V，额定功率10W，重力加速度g取。则（ ）
A．电动机线圈的内阻为B．电动机的额定电压为10V
C．电源电动势为12VD．电源内阻为
【答案】AC
【详解】B．当开关S置于b处时，有
解得
当开关S置于a处时，有，解得，故B错误；
A．设电动机线圈的内阻为，则有，代入数据解得，故A正确；
CD．当开关S置于a处时，根据闭合电路欧姆定律有
当开关S置于b处时，根据闭合电路欧姆定律有
联立解得 ，，故C正确，D错误；
故选AC。题型
选择题、解答题
高考考点
电源电动势；利用串并联电路求解电路的电压、电流和电阻；电源的U—I曲线的意义以及利用图线求解电阻的实际功率问题；闭合电路的特点；
新高考
2023
全国卷20题、海南卷7题
2022
江苏卷2题、浙江卷16题、
2021
江苏卷2题
项目
电动势E
电势差U
物理意义
非静电力做功，其他形式的能转化为电能
静电力做功，电能转化为其他形式的能
定义式
E=W q,W为非静电力做功
U=W q，W为静电力做功
单位
伏特（V）
联系
E=U内+U外，电动势等于未接入电路时两极间的电势差
串联
并联
电路图
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
eq \f(1,R)＝eq \f(1,R1)＋eq \f(1,R2)＋…＋eq \f(1,Rn)
比例关系
W∝P∝U∝R
W∝P∝I∝1R
电源U－I图象
电阻U－I图象
关系式
U＝E－Ir
U＝IR
图形
物理
意义
电源的路端电压随
电流的变化关系
电阻两端电压与电阻中的电流的关系
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
过坐标轴原点，表示没有电压时电流为零
坐标U、I的乘积
表示电源的输出功率
表示电阻消耗的功率
坐标U、I的比值
表示外电阻的大小
表示该电阻的大小
斜率(绝对值)
电源电阻r的大小
若图象为过原点的直线，图象斜率表示电阻的大小
两曲线在同一坐标系中的交点
表示电阻的工作点，即将电阻接在该电源上时，电阻中的电流和两端的电压