2026届高考物理冲刺复习闭合电路的欧姆定律

2026届高考物理冲刺复习闭合电路的欧姆定律情境导思老式的手电筒是把两节1号干电池串联起来作为电源,但使用一段时间后我们会发现灯泡的亮度变暗了。针对这一现象,请思考手电筒使用一段时间后:(1)电池的电动势和内阻分别如何变化?(2)灯泡变暗的原因是什么?(3)灯泡消耗的电功率和电源的效率分别如何变化?知识构建小题试做1.(2024·河南洛阳期末)额温枪通过传感器检测人体向外辐射的红外线能量的强弱,快速准确且无接触地测量体温。某种额温枪以2节串联的干电池为电源(每节干电池电动势为1.5V),工作电流为5mA,当该额温枪正常工作时(

)[A]电路中每通过0.01C电荷,每节电池把0.015J化学能转化为电能[B]电池组两极间的电压为3V[C]电源的输出功率为15mW[D]电池组的电动势不再是3VA小题试做2.(2024·云南曲靖模拟)(多选)某型号酒精测试仪工作原理如图所示,传感器电阻R的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小,电源的电动势为E、内阻为r,电路中的电表均为理想电表,且R0=r,当一名酒驾驾驶员对着测试仪吹气时(

)[A]电流表的示数减小[B]电压表的示数减小[C]电源对外输出功率增大[D]电压表示数与电流表示数之比不变BC考点一闭合电路欧姆定律及应用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。[例1]【闭合电路欧姆定律的应用】(2024·江苏苏州模拟)(多选)如图所示的电路中,当开关S接a点时,标有“5V,2.5W”的小灯泡L正常发光,当开关S接b点时,通过电阻R的电流为1A。这时电阻R两端的电压为4V。则(

)[A]电阻R的阻值为0.25Ω[B]电源的电动势为5V[C]电源的电动势为6V[D]电源的内阻为2ΩCD[例2]【闭合电路的动态分析】

(2024·贵州一模)(多选)如图所示电路,开关S闭合后,电流表A1、A2和电压表V同一时刻读数分别记为I1、I2、U;滑动变阻器滑片向右滑动过程中,电流表A1、A2示数变化量的大小分别为ΔI1、ΔI2,电源有内阻,电表均看作理想电表,则(

)[A]R3两端电压减小 [B]I1增大[C]U增大

[D]|ΔI1|>|ΔI2|BD【答案】不变正确识别“串反并同”结论中的“串”“并”联结论里的串联和并联不是通常意义上的串并联,而是广义串联和并联,在混联状态下,从电源出发,凡是能和变阻器连成一个回路的,都与之是串联,凡不能连成回路的,都与之是并联。反思总结[例3]【含容电路的分析】(2024·福建泉州模拟)在如图所示的电路中,电源的电动势E=10V,内阻r=1Ω,电阻的阻值分别为R1=R3=5Ω,R2=4Ω,电容器的电容为C=100μF。求:(1)开关S断开时,R2两端的电压。【答案】(1)4V【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=1A。R2两端的电压为U=IR2=4V。(2)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。【答案】(2)4×10-4C含电容器电路的处理方法(1)电路的简化:不分析电容器的充、放电过程时,把电容器所处的支路视为断路,求电荷量时再在相应位置补上。(2)含电容器电路的处理方法:电路稳定后,与电容器串联的支路的电阻相当于导线,电容器两极板间的电压等于与之并联的电阻两端的电压。方法点拨考点二闭合电路的功率和效率(1)纯电阻电路中,外电阻R越大,电源的输出功率P出越大吗?试推导电源输出功率P出与外电阻R的关系。②当R>r时,随着R的增大输出功率越来越小。③当R<r时,随着R的增大输出功率越来越大。(2)纯电阻电路中外电阻R越大,电源效率越高吗?试推导电源效率η与外电阻R的关系。1.电源的功率及效率2.纯电阻电路中电源的输出功率P出与外电阻R的关系(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↓。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[例4]【闭合电路的功率图像问题】(2024·江西新余阶段练习)(多选)如图所示的两条图线分别表示同一电源的内阻发热功率Pr以及电源的总功率P随干路电流I的变化图线,OBC为抛物线,若线段AB对应的横坐标为2A,则(

)[A]此电源电动势为3V[B]电流为3A时,输出功率为9W[C]电流为2A时,AB段表示电源内部发热功率[D]电流从0变到3A过程中,输出功率先增大后减小AD【解析】在C点电源的总功率和电源的内阻发热功率相等,此时外电阻为0,电源的总功率P=EI,C点表示I=3A,P=9W,则电源的电动势E=3V,输出功率为0,选项A正确,B错误;OC代表电源的总功率IE,OBC代表电源内阻上的功率I2r,电源的输出功率P出=IE-I2r,则电流为2A时,AB段表示电源的输出功率,可知电流从0变到3A过程中,输出功率先增大后减小,选项C错误,D正确。[例5]【闭合电路的最大功率和效率问题】如图所示,已知电源电动势E=6V,内阻r=1Ω,R0为保护电阻。(1)分别求出R0=0.5Ω和R0=2Ω时,电源的最大输出功率;【答案】(1)9W

8W(2)若R0=2Ω,当电阻箱R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】(2)3Ω3W(3)若R0=5Ω,当电阻箱R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。【答案】(3)05W[变式]在[例5]中当R0=0.5Ω且电源的输出功率最大时,电源的效率是多少?第(2)问中电源的效率是多少?电源输出功率最大时,效率最高吗?(1)易错提醒。“内、外电阻相等时,功率最大”的结论,适用于电源输出功率最大值或阻值变化电阻功率最大值的求解,对于一个定值电阻来说,电流最大,其消耗的功率最大。(2)等效电源。把含有电源、电阻的部分电路等效为新的“电源”,其“电动势”“内阻”如下:①两点间断路时的电压等效为电动势E′。反思总结反思总结两种U-I图像的比较与应用考点三电源的U-I图像与电阻的U-I图像比较项目电源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过坐标原点,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[例6]【两种U-I图像的比较】(2024·甘肃兰州模拟)(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(

)AC[A]电源的内阻为7.5Ω[B]当小灯泡两端的电压为2.5V时,它的电阻约为10Ω[C]把电源和小灯泡组成闭合回路,小灯泡两端的电压约为1.3V[D]把电源和小灯泡组成闭合回路,小灯泡的功率约为0.3W反思总结(2)在同一坐标系中画出电源的U-I图像与电阻的U-I图像,两图像的交点表示电阻的实际工作点,即交点的纵坐标表示实际工作电压,横坐标表示实际工作电流,乘积表示实际功率。[例7]【两种U-I图像的应用】(2024·广东