2026高考一轮总复习 物理课件_第2讲　闭合电路的欧姆定律_含解析

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串联电路和并联电路、电表的改装
1. 电阻的串联、并联
U1＝U2＝U3＝…＝Un　
R1＋R2＋R3＋…
（1）小量程电流表（表头）的三个参量：
①内阻Rg、满偏电流Ig、满偏电压Ug。
②三者关系：Ug＝ ⁠。
（2）表头改装成电压表：串联一个 电阻。
（3）表头改装成电流表：并联一个 电阻。
（1）非静电力所做的功与所移动的电荷量的比。
（2）物理意义：电动势表示电源把其他形式的能转化成 ⁠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。
2. 闭合电路的欧姆定律
（1）内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成 ，跟内、外电路 的电阻之和成 ⁠。
E＝U外＋U内或E＝U外＋ （适用于任意电路）。
1. 串联电路的总电阻一定大于其中任一部分电路的电阻。（　√　）
2. 并联电路的总电阻一定大于其中某一支路的电阻。（　×　）
3. 电动势就是电源两端的电压。（　×　）
4. 闭合电路中外电阻越大，路端电压越小。（　×　）
5. 电源的输出功率越大，电源的效率越高。（　×　）
1. （人教版必修第三册P88“练习与应用”T2改编）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（　　）
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 0.2 A。根据闭合电路欧姆定律有E＝U＋Ir，解得r＝1.0 Ω，故选D。
2. （人教版必修第三册P71“练习与应用”T4改编）如图是有两个量程的 电压表，当使用a、b两个端点时，量程为0～10 V，当使用a、c两个端点 时，量程为0～100 V。已知电流表的内阻Rg为500 Ω，满偏电流Ig为1 mA， 则电阻R1、R2的值为（　　）
3. （人教版必修第三册P88“练习与应用”T6改编）小明坐在汽车的副驾 驶位上看到一个现象：当汽车的电动机启动时，汽车的车灯会瞬时变暗。 汽车的电源、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图所示，已知汽车 电源电动势为12 V，内阻为0.2 Ω。车灯接通，电动机未启动时，电流表示 数为10 A；电动机启动的瞬间，电流表示数达到30 A。假设车灯的电阻保 持不变，求：（1）车灯的电阻R；
解析： 电动机未启动时，车灯、电流表和电源串联，根据闭合电路 欧姆定律可知，路端电压为U＝E－Ir
（2）电动机启动的瞬间，电动机消耗的功率。
考点一　串、并联电路的规律和电表改装
关于电阻串联、并联的几个重要结论
（1）串联电路的总电阻大于其中任何一部分电路的电阻。
（2）串联电阻个数增加时，总电阻增大。
特例：n个相同的电阻串联，总电阻R总＝nR。
（1）并联电路的总电阻小于其中任何一支路的电阻，即小于其中最小的 支路电阻。
（2）并联支路条数增多时，总电阻减小。
3. 电阻无论是串联、并联还是混联，其中任何一个电阻增大（或减小）， 总电阻就一定增大（或减小）。
4. 无论是串联、并联还是混联电路，电路消耗的总功率等于各电阻消耗的 电功率之和。
【练1】 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（　　）
【练2】 如图所示，R1＝2 Ω，R2＝10 Ω，R3＝10 Ω，A、B两端接在电压恒 定的电源上，则（　　）
【练3】 〔多选〕（2025·浙江杭州期末）某学习小组进行电表改装的实 验，已知表头内阻为100 Ω，满偏电流为300 mA，如图所示，改装为使用 O、A接线柱时它是量程为0～3 A的电流表，使用O、B接线柱时它是量程 为0～0.6 A的电流表，使用O、C接线柱时它是量程为0～60 V的电压表， 则图中的R1、R2、R3的阻值为（　　）
考点二　闭合电路的功率及效率问题
1. 有关电源的功率和效率
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。
（2025·河北石家庄期末）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）“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“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）“例1”中的条件不变，求电源的最大输出功率。
一个电源（E、r）与电阻串联或者并联，可以等效为新的“电源”，其“等效电动势”“等效内阻”如下：
（1）如图甲所示，电源（E、r）与电阻R串联①等效电动势：E'＝E。②等效内阻：r'＝r＋R。
　（2025·山西太原期末）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
　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）
〔多选〕（2025·安徽合肥期中）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（　　）
　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。
（2025·四川绵阳质检）某同学按如图所示的电路进行实验，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（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，由于电流表内阻看作零，则电压表V1、V2示数均为零， 与题意不符；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。
　如图所示，将一根粗细均匀的电阻丝弯成一个闭合的圆环，接入电路 中，电路与圆环的接触点O点固定，P为电路与圆环良好接触的滑动触头， 电源的电动势为E，内阻为r，闭合开关S，在滑动触头P缓慢地从m点开始 经n点移到q点的过程中，下列说法正确的是（　　）
解析： 　闭合的圆环接入电路中，接触点O点与P间电阻丝并联接入到电 路中，在滑动触头P缓慢地从m点开始经n点移到q点的过程中，圆环接入电 路中的总电阻先变大后变小，故电路中的总电阻先变大后变小，则干路电 流I先减小后增大，灯L2先变暗后变亮，根据闭合电路欧姆定律U＝E－Ir， 可知路端电压即电压表示数先变大后变小，圆环与灯L1并联电路的电压U并 ＝U－U2，U2与U并之和等于外电路电压，U2先减小后增大，故U并先增大 后减小，L1先变亮后变暗，I1先增大后减小，流过电流表的电流IA＝I－I1， IA先减小后增大，故A、B错误，C正确；圆环与灯L1并联的电压先增大后 减小，则电容器板间的电压先增大后减小，由Q＝CU，可得电容器所带的 电荷量先增多后减少，故D错误。
考点四　两类U-I图像的比较与应用
电源U-I图像与电阻U-I图像的比较
（2025·贵州六盘水期末）如图所示的I-U图像中，直线Ⅰ为通过电阻R 的电流与其两端电压的关系图线，直线Ⅱ为电源E的电流与路端电压的关系 图线。下列说法正确的是（　　）
　〔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 流变化的图线，曲线Ⅲ是一个小灯泡的U-I图线。曲线Ⅲ与直线Ⅰ、Ⅱ相交点 的坐标分别为P（5.2，3.5）、Q（6，5），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（　　）
（1）电容器所在的电路没有电流，可以视为断路，简化电路时可以去 掉，求电荷量时再在相应位置补上。
（2）与电容器串联的电路中没有电流，同支路的电阻相当于导线，即 电阻不起降低电压的作用，电容器两端的电压与其并联用电器两端电 压相等。
2. 电路中电流、电压的变化：可能会引起电容器的充、放电，若电容器两 端电压升高，电容器将充电；若电容器两端电压降低，电容器将通过与它 连接的电路放电，可由ΔQ＝C·ΔU计算电容器上电荷量的变化量。
（2023·海南高考7题）如图所示电路，已知电源电动势为E，内阻 不计，电容器电容为C，闭合开关K，待电路稳定后，电容器上电荷量为 （　　）
阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E（内阻可忽略）连接成如 图所示电路。开关S断开且电流稳定时，C所带的电荷量为Q1；闭合开关 S，电流再次稳定后，C所带的电荷量为Q2。则Q1与Q2的比值是多少？
1. （2025·甘肃天水期中）充电宝内部的主要部件是锂电池。充电宝的锂 电池在充电后就是一个电源，某同学查看了自己的充电宝铭牌，上面写着 “20 000 mA·h”和“3.7 V”。下面关于该充电宝，说法正确的是（　　）
解析： 　根据q＝It可知，20 000 mA·h是指电荷量，故A正确，B、C错 误；在充电宝内部非静电力把1 C的正电荷从负极移到正极所做的功为W＝ E×q＝3.7×1 J＝3.7 J，故D错误。
2. （2025·山西新降中学期末）如图所示，许多人造地球卫星都用太阳能电池供电。太阳能电池由许多片电池板组成。某电池板不接负载时的电压是600 mV，短路电流是30 mA。该电池板的内阻是（　　）
3. （2025·山西忻州开学考试）利用图示电路可以检测司机是否酒驾。图 中R0为定值电阻，R是一个“气敏传感器”，它的电阻值会随着其周围酒 精气体浓度的增大而减小。若检测时司机喝了酒（　　）
4. 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（　　）
5. （2025·广西桂林期末）“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（　　）
6. 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（　　）
7. （2025·江西南昌期末）在如图所示的电路中，已知A、B两个电容器的电容之比CA∶CB＝1∶2，每个电阻都相同，则两个电容器带电荷量之比QA∶QB为（　　）
8. （2025·江苏南京期末）探究外电压、内电压和电动势关系的实验装置 如图所示。这种电池的正负极板（分别为A、B）为二氧化铅及铅，电解液 为稀硫酸。关于这一实验装置分析，下列说法正确的是（　　）
解析： 　电压表V1和V2分别测量电路中的内电压和外电压，在电源的外 部，电流方向从电源的正极流向负极，而电源的内部，电流方向由电源的 负极流向正极，电压表V1测量内电压，则电压表V1正极与b相连。电压表 V1和V2的示数之和为电源电动势应接近于一定值，故A、B错误，D正确； 串联电路电阻分到的电压跟电阻的阻值成正比，因为不知道内外电阻阻 值，所以电压表V1的测量值有可能会大于电压表V2的测量值，故C错误。
9. 〔多选〕（2025·山东聊城期末）在如图所示的电路中，电源电动势E＝ 10 V，内阻r＝0.4 Ω，灯泡L标有“6 V 3 W”字样，电动机的内阻rM＝0.5 Ω，R0为定值电阻。闭合开关S后，灯泡和电动机均能正常工作，此时电流 表（可视为理想电表）的示数为2.5 A，则下列说法中正确的是（　　）
10. 〔多选〕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 是某纯电阻用电器的U-I图像，则在该光照强度下，把该电池和该用电器组 成一个电路时，电池的（　　）
11. 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；由部分电路欧姆定律 可知，R1两端的电压增大，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。
12. 〔多选〕（2025·河北石家庄开学考）如图所示，电源电动势E＝1.5 V，内阻不计，滑动变阻器R1的最大阻值为2 Ω，两定值电阻R2、R3的阻值 均为1 Ω，电容器C的电容为3 μF。初始时R1的滑片置于最上端，开关S掷 于a端。下列说法正确的是（　　）