2026届高考物理一轮复习：闭合电路欧姆定律及应用

第2讲闭合电路欧姆定律及应用

■目标要求

1.了解电动势的物理意义，理解并掌握闭合电路欧姆定律。2.会用闭合电路欧姆定律分析电路的

动态变化。3.会计算涉及电源的电路中的功率，理解电源的输出效率。4.掌握路端电压和电流的

关系及电源的U-/图像。

考点1闭合电路欧姆定律

必I备I知I识

1.电源。

(1)电动势。

①非静电力所做的功与所移动的电荷量之比叫电动势，表达式为E卫吗

q

②物理含义：电动势表示电源把其他形式的能转化成电势能本领的大小，在数值上等于电源没有

接入电路时两极间的电压。

(2)内阻：电源内部导体的电阻。

2.闭合电路欧姆定律。

(1)内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比。

⑵公式：/*(只适用于纯电阻电路)。

(3)其他表达形式。

E=U外+U内或E=U务+/r(适月于任意电路)。

•微点辨析-

(I)电动势的大小反映了电源把电能转化为其他形式的能的本领大小(X)

(2)电动势和内阻是电源的重要参数，电动势由电源中非静电力的特性决定，与电源的体积和外

电路均无关N)

(3)在电源电动势和内阻恒定的闭合电路中，路端电压随外电阻的增大而增大，但不可以超过电

动势N)

关键I能力

考向1闭合电路的路端电压与外电阻的关系

1.纯电阻电路：U=IR*♦R*,当R增大时，U增大。

2.特殊情况。

(1)当外电路断路时，/=0,U=E.

(2)当外电路短路时，/后。U=0。

【典例1】(多选)在如图所示的电路中，电源电动势E和内阻「均为定值，当外电路电阻式发

生变化时，回路电流/、路瑞电压U、内电压。都将随之发生变化。下列图像能正确表示其变化

规律的是(AB)

R

解析由闭合电路欧姆定律有/=六：①，路端电压U=E-/F=E-G三，=£七②，内电压。'=/『念£

③。根据①式可知，/随R的增大单调递减，但不是线性变化,A项正确；将②式变形可得U二金£,

利用数学知识可知B项正确，D项错误；根据③式可知，C项错误。

考向2闭合电路的动态分析

1.程序法。

2.“串反并同”结论法。

(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“井|可”，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。

3.极限法。

因滑动变阻器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

最大或电阻为零去讨论。

【典例2](2025・张家口模拟)某同学设计如图所示的电路图,闭合开关，Li、L?均正常发光，

调节滑动变阻器的滑片，下列说法正确的是(B)

R

A.滑片P自。向。滑动时，L变亮，L2变亮

B.滑片P自。向。滑动时，L变暗,L变暗

C.滑片P自。向C滑动时，L变暗,L?变亮

D.滑片P自。向C滑动时，L变亮，L2变暗

解析当滑动变阻器的滑片P自C向。滑动时，滑动变阻器电阻减小，则电路中总电阻减小，

根据/二二可知电路中总电流增大，则电源内部电压增大，外电路电压减小，根据并联电路电压

R总

特点，可知LI两端电压减小，通过的电流减小，故L］变暗，因干路的总电流变大，可知通过R

的电流增大，则宠两端电压增大，L2和滑动变阻器并联部分的电压减小，L?两端电压减小，电

流减小，L2变暗；反之同理可得，当滑动变阻器的滑片P自。向C滑动时，L、Lz均变亮，B

项正确。

考向3含容电路的分析和计算

1.电路简化.

把电容器所处的支路视为断路，简化电路时可以去掉，求电荷量时再在相应位置补上。

2.电容器的电压。

(1)电容器两端的电压等于与之并联的电阻两端的电压。

(2)电容器所在的支路中没有电流时，与之串联的电阻无电压，相当于导线。

3.电容器的电荷量及变化。

(1)利用Q=UC计算电容器初、末状态所带的电荷量Qi和

(2)如果变化前后极板带电的电性相同，通过所连导线的电荷量为@-。九

(3)如果变化前后极板带电的电性相反，通过所连导线的电荷量为Qi+Q。

【典例3】(多选)平行金属板A、B水平放置，构成平行板电容器，卜.极板B接地，与电阻箱

R】、定值电阻R、电源E、滑动变阻器R组成如图所示电路，滑动变阻器R的滑动片置于中间

位置。下列说法正确的是(BD)

A.上极板A带正电，下极板B不带电

B.仅增加极板A、B间的距离，极板带电量减小

C.仅增大电阻箱尺的阻值，电容器两端电压减小

D.仅将滑动变阻器R的滑片向b端滑动，极板带电量增大

解析上极板A带正电，下极板B带负电，A项错误；仅增加极板A、B间的距离，根据。=与

4nkd

可知C减小，根据Q二CU可知，极板带电量减小，B项正蹒：电容器两板间电压等于滑动变阻

器两端的电压，则仅增大电阻箱2的阻值，电容器两端电压不变，C项错误：仅将滑动变皿器R

的滑片向b端滑动，滑动变阻器阻值变大，则总电流减小，兄及电源内阻上的电压减小，滑动

变阻器两端的电压变大，即电容器两端的电.压变大，根据？=CU可知极板带电量增大，D项正

确。

考向4电路故障分析

1.电压测量法。

(1)断点故障的判断：用电E表与电源并联，若有电压时，再逐段与电路并联，若电压表指针偏

转，则这段电路有断点。

(2)短路故障的判断：用电后表与电源并联，若有电压时，再逐段与电路并联，若电压表示数为

零时，该电路被短路；当电压表示数不为零，则该电路没被短路或不完全被短路。

2.假设法。

已知电路发生某种故障，寻求故障发生在何处时.，可将整个电路划分为若干部分，然后逐一假设

某部分电路发生故障，运用欧姆定律进行正向推理。推理结果若与题述物理现象不符合，则故障

不是发生在这部分电路：若推理结果与题述物理现象符合，则故障可能发生在这部分电路。直到

找出发生故障的全部可能为止。

【典例4】如图所示的电路中，电源的电动势为6V,当开关S接通后，灯泡L和L?都不亮，

用电压表测得各部分的电压是U“后6V,U,“产0V,。产6V,由此可断定(C)

-----0------iJ

E~~L.0

AL和L2的灯丝都烧断了B.L,的灯丝烧断了

C.L2的灯丝烧断了D.变阻器R断路

解析由LU=6V可知，电源完好，灯泡都不亮，说明电路中出现断路故障，且在〃、〃之间。

由U「d=6V可知，灯泡Li与变阻器R是通的，断路故障出现在c、d之间，故灯L?断路，C项

正确。

考点2电源的功率及效率

必I备I知识

1.电源的总功率。

(1)任意电路：P产/E=/U外+/U,尸产出+产内。

(2)纯电阻电路：尸十:尸(R+r尸乒。

2.电源内部消耗的功率。

P0=F尸1U内=尸&-PIBO

3.电源的输出功率。

(1)任意电路：P；产JUEE-QKP总-P内。

⑵纯电阻电路：P后州=目击

4.电源的效率。

P

⑴任意电路：〃="xl00%=3<100%。

「总E

(2)纯电阻电路：〃=£x100%。

•微点辨析-

(1)外电阻越大，电源的输出功率越大(x)

(2)电源的输出功率越大，电源的效率越高(x)

(3)电源的内部发热功率越大，输出功率越小(x)

关键I能I力

1.纯电阻电路中电源的最大输出功率(如图)。

O&r七R

P^p=^2

UI=R京一，/?一八2+4/?尸m_了"，-'RfIfJ电'原的帮」出Pm什°

R+4

2.提高纯电阻电路效率的方法。

p

;/=—X1oo%=—X100%=Ax100%,R越大，,越高。

p/R+rI+A

3.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：

⑴两点间断路时的电压等效为电动势E\

(2)两点短路时的电流为等效短路电流/J,等效内电阻

常见电路等效电源如下：

E'=E七=丽&匕=&+七+/

r'=R+r,Rr,(a+r)/?2

r=

"K+rRt+R,+r

【典例5】在如图所示的电路中，岛为定值电阻，R为光敏电阻(光照减弱时阻值增大)，。为

电容器，闭合开关后，减弱对光敏电阻R光照的强度，下列说法正确的是(B)

A.电流表的示数增大

B.电容器。的电荷量增大

C.电源输出功率增大

D.电源内部消耗的功率变大

解析减弱对光敏电阻R光照的强度，其阻值增大，根据闭合电路的欧姆定律可知，电路中的

电流将减小，电流表的示数减小，A项错误；电路中的电流减小，则电路的路端电压增大，所以

电压表的示数增大，电容器两端的电压增大，根据。=CU可知，电容器C的电荷量增大，B项

正确：当电源的内阻和外电路电阻阻值相等时，电源输出功率最大，本题中电源内阻与外电路电

阻阻值之间的大小关系未知，故无法判断电源揄出功率增大还是减小，C项错误；电路中的电流

减小,电源内部消耗的功率P=R,所以将随电流的减小而减小，D项错误。

【典例6】（多选）如图所示，电动势为E、内阻为「的电池与定值电阻R。、滑动变阻器R串联,

已知/?o=O.5r,滑动变阻器的最大阻值是3/•。闭合开关，当滑动变阻器的滑片P由。端向〃端滑

动时，下列说法正确的是(ABD)

A.电源内阻消耗的功率变大

B.电源的输出功率先变大后变小

C.滑动变阻器消耗的功率变小

D.定值电阻岛消耗的功率变大

解析当滑动变阻器的滑片P由。端向〃端滑动时，接入电阻威小，由欧姆定律可知/=一^,

r+R+R0

电流增大，根据功率表达式「产「人PR『FRO,则电源内阻消耗的功率变大，定值电阻Ro消耗的

功率变大，A、D两项正确：电源的输出功率尸=（」一）・（R+Ro），由函教分析可知，当R+Ry=r,

\r+/?0+R/

即/?=0与时，电源输出功生达到最大值由于滑动变阻器的最大阻值是"当滑动变阻

4r

器的滑片P由4端向〃端滑动时，外电阻一直减小，则电源的输出功率先变大后变小，B项正确：

滑动变阻器消耗的功率P'=（—^丫凡由函数分析可知，当R=R（）+r,即R=L5/时，滑动变阻器

消耗的功率达到最大值产皿/二?，由于滑动变阻器的最大阻值是3人当滑动变阻器的滑片P由。

端向〃端滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻一直减小，则滑动变阻器消耗的功率先变大后变小，

C项错误。

提升•思维品质

用好“等效电源”，巧解最大输出功率

等效法是物理中常用的一种解决问题的方法，本例中在分材滑动变阻器的功率变化时，使用等效

法解题非常方便、快捷。把Ro+r看成电源的内阻，滑动变阻器接入电路的阻值就是等效电源的

外电阻，此时套用闭合电路的输出功率的结论非常方便。

考点3电源的图像

关键।能力

i.截距。

纵轴上的截距等于电源的电动势；横轴上的截距等于外电路短路时的电流，即人尸?如图所示）。

qI

2.斜率。

图线斜率的绝对值等于电源的内阻，即，=|当卜：，斜率的绝对值越大，电源的内阻越大。

3.图线上的点。

图线上任一点对应的a/的比值为此时外电路的电阻，即吟

4.面积。

面积U/为电源的输出功率，而电源的总功率P后£7,PQP：H=E/-L7为电源的发热功率。

考向1电源的U-1图像的理解和应用

【典例7】如图所示，甲、乙为两个独立电源的路端电压U与通过它们的电流/的关系图线,

下列说法正确的是(A)

A.路端电压都为Uo时，它们的外电阻相等

D.电流都是/o时，两电源的内电压相等

C.电源甲的电动势小于电源乙的电动势

D.电源甲的内阻小于电源乙的内阻

解析根据闭合电路欧姆定律可知，电路的外电阻为/?=为由题图可知路端电压都为Uo时，电

路中电流都为/o，所以此时它们的外电阻相等，A项正确；电源的U-/图像的斜率的绝对值表示

电源的内阻，则由题图可知电源甲的内阻大于电源乙的内阻，而电源的内电压为U内=",所以电

流都是/