闭合电路欧姆定律及应用（复习讲义）-2027年高考物理一轮复习解析版

内客载述--电流与电动势成正比，与内夕隹路电阻之和成叵比

闭合电路欧幅定律--表达式一I=E"R+n

适用条件一仅适用于纯电阻电路

(E・U”U/

电动为与内外电压关系

Iis用于任何电路

闭合电路欧姆定

律及功率问题(U-E-lr

路疏电压与外电阻关系-T

i适用于任何电路

*断路时1=0,截距为电动经

路站电压与电流关系一U与I的关系图像—■u=o时.雌为短路电流

斜率绝对值为内因

最大输出功率——Pe=E“4r

闭合电路的功率问S3-输出功率*5外电蛆关系一R、r时，输出功率随Rtg大而减小

输出功率变化趋势一•R<r时，珀出功螂6R增大而造大

P出<P,“时，对应两曲沌阻％和R2,满足R<R：=c

串铢电路总电阻红任一电阻

■井底电路总电殂小壬任一支铝电阻

闭合电路欧姆串并联电路特点—

■电月变化影堀总.电阻

定律及应用

电路的动态分析问题-电珞总功率等于各电阻消桶功率登

程序法

动态分析方法一。结论法——"串反并同"

极限法

电路简化•一不分析充放电过程时，电容器视为酗

构定电路电容器处理一无电流通过电容器,电压等于并联用电器电压

含容电路分析方法-(电压升高,电容器充电；电压降低，电容器放电

电压变化对电容器影响-T

I电荷量变化计t：：AQ-CAU

含容ms切态分侬象

短路：电流通过，电压为专

短路与断路特点

故障分析方法断路：电压不为小，电流为笙

判断电路故Kt方法利用电流走、电压表判断那冷

考点精讲•靶向突破

——拆解核心考点，归纳解题范式

A考点一闭合电路欧姆定律及功率问题4

A核心知识•解构

一、闭合电路欧姆定律

1.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。

(2)表达式：/=看。

⑶适用条件：只适用于纯电阻电路。

2.电动势与内、外电压的关系；LU内+(适用于任何电路)

3.路端电压与外电阻的关系(外电路为纯电阻电路)

一般EE

匕乐_区+「R—「，当R增大时，U增大

厂1+1

情况

(1)当RT8(断路)时，/=0,U=E；

特殊

情况(2)R=0(短路)时，/短=§,U=0

4.路端电压U与电流/的关系

(1)关系式：U=E-lr.(适用于任何电路)

(2)电源的U/图像

①当电路断路即/=0时，纵轴的械距为电源电动势。

②当外电路电压U=0时，横轴他截距为短路电流。

③图线的斜率的绝对值为电源的也1。

二、闭合电路的功率问题

1.闭合电路的功率和效率

电源总功率任意电路：Pa=E/=P出+P内

纯电阻电路：P总一/2（/?+，）一宠；’.

电源内部

尸内=臼=尸总一尸也

消耗的功率

任意电路：P；产UI=PLP内

电源的

F2R

输出功率纯电阻电路：P出=-R=7——6

（及卜力

Pe

产出与外电阻

rn

R的关系

/一

0Hir&R

任意电路：〃=*x100%=也<100%

r&匕

电源的效率

D

纯电阻电路：

2.输出功率与外电阻的关系

由P出与外电阻R的关系图像可知：

⑴当R=/•时，电源的输出功率最大为Pm若。

（2）当•时，随着R的增大输出功率越来越小。

（3）当/?</•时，随着R的增大输出功率越来越大。

（4）当P出VPm时，每个输出功率对应两个外电阻R和R，且

A易错辨析・AI命题

1.电源的电动势等于外电路电阻两端的电压。（X）

2.对整个闭合电路来说，内、外电阻串联，它们分担的电压之和等于电源电动势的大小。（«）

3.在闭合中路中，山源的电动势等于内、外中路上，电压之和，所以电动势实质上就是电压。（x）

4.外电阻变化可以引起内电压的变化，从而引起内电阻的变化。（x）

5.外电路的电阻越大，路端电压就越大。（、'）

6.路端电压增大时，电源的输出功率一定变大。（x）

7.电源断路时，甩流为零，所以路端电压也为零。（x）

8.当电源两端短路时，路端电压等于电源电动势。（x）

A热点考向•破译

考向1闭合电路伏安特性曲线

瓯如图1所示，R/为滑动变阻器，&为定值电阻，E为电源电动势，厂为电源内阻。实验时调节R/的阻

值得到多组电压表和电流表数据，用这些数据作出电压U随电流/变化的图像如图2中A8所示。下列说法

A.电源的电动势为3V

B.定值电阻型的阻值为5c

C.当电流为0.2A时，滑动变阻器Q接入电路的阻值为7.5Q

D.图线的斜率等于电源的内阻

【答案】C

【详解】AB.根据闭合电路的欧姆定律可得(/=£一/&+/?2)

由图可知，当电流为OJA时，电压为2V,电流为0.3A时，电压为IV,即2=E-0.1(r+&)，1=E—0.3(r+

&)联立解得£=2.5V,r+R2=50,故AB错误；

C.当电流为0.2A时，电压为U=2.5-0.2x5V=1.5V滑动变阻器勺接入电路的阻值为&=*融=

7.5。，故C正确;

D.由以上分析可知，图线4B的斜率为k=—0+%)，故D错误。故选C。

【变式训练1・变考法】用如图所示的电路测量两节干申池的电动势和内申阻，虫验测量得到U-2关系图

线和理论值图线正确的是()

【详解】A.根据闭合电路欧姆定律，理论值图线方程为U=E-5r纵截距为E

考虑电压表内阻即的影响，实际测量满足E=U+（"/r整理得U=悬:一羲：•£

故测量图线纵截距普＜以故测量图线的纵截距小于理论图线，故A错误；

/?v+r

B.由推导可知，理论图线纵截距大于测量图线纵截距。当U=0时，两方程均解得g=&

Rr

即两图线在横轴上的截距相同，交于一点。图B中理论线在.上方，测量线在下方，且交于横粕同一点，故

B正确；

C.由上述推导可知，两图线横轴截距相等，C选项两线横轴截孔不等，故C错误；

D.由推导可知，两图线纵截距不相等，故D错误。故选B,,

考向2闭合电路的功率问题国

酗在如图甲所示的电路中，调节电阻箱的阻值，电压表示数随电阻箱阻值R的变化关系图像如图乙所示，

下列说法正确的是（）

A.电源电动势E=6V,内阻r=lC

B.当R=2Q时，电源总功率为12W,内阻热功率为2W

C.该电源输出功率的最大值为14.5W

D.电阻箱阻值从0.5。逐渐增2n到5.0。的过程中，电源的总功率减小，输出功率增大

【答案】A

【详解】A.由乙图可知，当R->8时路端电压等于电源电动势，则有E=6V：当R=2。时路端电压U=4V,

则电流/==2A

根据闭合电路欧姆定律有E=U+Ir

解得内阻r=lC.故A正确；

B.当R=2Q时，路端电压U=4V,电流/=2A,则电源总功率为户口=£7=12W

内阻热功率为B=I2r=4W,故B错误；

C.电源的输功率为P出=I2R

根据闭合电路欧姆定律

R+r

联立解得P出=R=-^―

R

可知当R=r=lQ时电源的输出功率最大，则电源输出功率最大值为max=3=9W.故C错误；

inmax4r

D.电阻箱阻值从0.5。逐渐增加到5.0。的过程中，外电路电阻增大，根据闭合电路欧姆定律./=1-

R+r

可知总电流减小，根据电源总功率为。总=£/，则电源总功率减小；

当/?=r=1Q时电源的输出功率最大，故输出功率先增大后减小，故D错误。故选A；

【变式训练2】在图甲所示的电路中，电源的U-/图像对应图乙中的图线a,定值电阻R。的U-/图像对应

图乙中的图线力，滑动变阻器勺的总电阻为2。。下列说法正确的是（）

B.当&=1Q时，&消耗的功率为1.2W

C.当&=1.50时，电源效率最高

D.在勺=0。时，电源的输出功率最大

【答案】D

【详解】A.由闭合电路欧姆定律有〃=E-/r,结合图像a有£=3V,r=|^|(1=0.50,故A错误；

B.U-1图像中的图线b的电阻A。=:Q=1C当Rx=1Q时，由闭合电路欧姆定律有人=——=L2A

Rx消耗的功率为Pi=/J/?x=1.44W,故B错误；

C.电源效率4=幺/x100%=?x100%可知，电流越小效率越高，则当Rx=20时，电源效率最高，

七，ti

故c错误；

D.电源输出的功率为。出=热黑;显息”，由于％+岛＞丁，所以当a=0,电源的输出功率最

R/R。

大，故D正确。故选D.

A考点二电路的动态分析问题•

A核心知识•解构

一、串并联电路

1.串并联电路特点

串联电路并联电路

/=/[+，2+…+/”

电流/=/|=/2=..•=//;

/内=，2&=凡

电压===

R\~Ri一…一R”U\U1...Un

总I1.1..1

/?总=4+%+…+R”Ra-Ri+%+.••+&

电阻

功率上

Pl_Pi_PlRl=P?咫=...=P“Rn

分配Ri一…一

2.串、并联电路的四个有用的结论

(1)串联电路的总电阻大王电路中的任意一个电阻，串联电阻的个数增多时，总电阻增大。

(2)并联电路的总电阻止王任意支路的电阻,并联支路的条数增多时.总电阻减小八

(3)不论串联电路还是并联电路，只要某个电阻增大,总电阻就漕大，反之则减小。

(4)不论串联电路还是并联电路，电路消耗的总功率近各电阻消耗的电功率之和。

二、电路动态分析的方法

1.程序法

确定局固并联分流

定

部电阻支变化支路

路

的变化串联分压

2.结论法

用口诀表述为“串反并同”：

⑴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、消耗的电功率都

将减小,反之则增大。

12)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、消耗的电功率都

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

电阻为零进行讨论。

»►易错辨析・AI命题

1.电源内阻不变时，外电路总电阻增大，路端电压一定增大。(Y)

2.电路中某一支路电阻变大，干路电流一定减小。(V)

3.闭合电路里，外总电阻减小，干路总电流一定减小。(x)

A热点考向•破译

考向1电路中电压电流的动态分析问题日

亟］智能手机有自动调节屏幕亮度的功能,如图所示为该调节功能的模拟电路简图，图中电路元件心为光

敏电阻，其阻值随外部环境光照强度增大而减小，屏幕亮度由灯泡L调节，灯泡L电阻不变，a为定值甩

)

A.流过&的电流不变B.流过/?2的电流减小

C.灯泡L两端电压减小D.灯泡L两端电压增大

【答案】C

【详解】AB.当外部环境光照强发减小时，光敏电阻治阻值变大，电路总电阻变大，根据闭合电路欧姆定

律可知,电路总电流屋减小，路端电压U外增大；由于电两端电压增大，所以流过&的电流增大，故AB错

误;

CD.根据/总=/亚+"由于流过R2的电流增大，所以流过灯泡L的电流减小，则灯泡L两端电压减小，故

CE确，D错误。故选C。

【变式训练1】如图所示的电路中，电表均为理想电表，Q、R?、尺才为定值电阻，R为滑动变阻器，电源内

阻为小闭合开关，当滑动变阻器的滑片向下移动时，电压表的示数变化量的绝对值为AU,电流表Ai、A2

的示数变化量的绝对值分别为A/卜A/2,下列判断正确的是（）

B.电流表A1的示数变大，A2的示数变小

C.震变大

A%

D.MVA/2

【答案】D

【详解】B.当滑动变阻器的滑片向下移动时，R变小，电路中总电阻R外+厂变小，总电流/i=E变大,

*外+r

所以电流表A1的示数会变大。电路中的路端电压（/外=E-1】r减小，所以流经饱的电流值4=,随〃外减小

而减小。根据并联电路的特点，电流表A2的示数/2=/1-，3,。增大，，3减小，所以/2增大，所以电流表A2的

示数变大，故B错误；

A.电压表的示数U=/2%，所以电压表的示数会随与增大而变大，故A错误；

C.电压表测员值U弓电流表A?测最值I?的关系为U=&所以有字=治恒定不变，故C错误；

D.根据并联关系，有。=4+/2所以A。=A/3+A/2由于A/1>0.A/3<O'A/2>0所以A/1<A/2，故D正

确。故选D。

考向2电路中功率的动态分析问题口

酗如图所示，电流表、电压表为理想电表。闭合开关S,待电路稳定，移去磁体。与移去前相比较，下列

说法中正确的是（）

A.电流表的示数变小，电压表的示数变小

B.电阻R2消耗的功率变大

C.电源的输出功率一定变大

D.电源的效率一定变低

【答案】B

【详解】A.移去磁体，则干簧管内部开关断开，则相当于电阻变大，则总电阻变大，总电流减小，路端电

压变大，则电压表读数变大，根据欧姆定律可知，R/两端的电压减小，以电压变大，因此电流表读数变大，

电压表示数变大，故A错误；

B.根据功率P="

结合上述分析可知，&两端的电压变大，阻值不变，因此电阻生消耗的功率变大，故B正确；

C.当外电阻等于电源内阻时输出功率最大，因外电阻与内电阻的变化关系不确定，则不能确定输出功率如

何变化，故c错误；

12nn]

D-电源效率为〃=即'1。。％=赤'1。。％=记、1。。％

因为外电阻变大，则电源效率变大，故D错误。

故选Bo

【变式训练2】在如图所示电路中，电源电动势为E、内阻为r,滑动变阻器Q,定值电阻色，电压表V,

电流表A。闭合开关S,滑动变住器滑片向左滑动的过程中，下列说法正确的是（）

HZ]L1——------

（A）

A.电压表示数减小

B.电流表示数减小

C.电阻匕消耗的电功率减小

D.整个电路消耗的电功率增大

【答案】D

【详解】B.由题意，根据闭合电路欧姆定律有/二小二

R2+RI+r

滑动变阻器滑片向左滑动，滑动变阻器接入电路的阻值&减小，则干路电流增大，即电流表示数增大，故B

错误;

A.根据欧姆定律有（7=/%所以定值电阻电两端电压变大，即电压表示数变大，故A错误；

C.根据功率P=/2/?2可知，电阻/?2消耗的电功率增大，故C错误；

D.根据功率「=总=，由于滑动变阻器接入电路的阻值⑹减小，所以整个电路消耗的电功率增大，故D

正确。故选D。

A考点三含容电路4

A核心知识•解构

含容电路的分析方法

含电容器电路的分析是一个难点,电路中出现电容器，学生往往难以确定电容器与电路的串、并联关系

及电压关系等，给分析解决问题带来很大的障碍。

1.电路的简化：不分析电容器的充、放电过程时，把电容器所在的电路视为断路，简化电路时可以去掉，求

电荷量时再在相应位置补上。

2.电路稳定时电容器的处理方法：电路稳定后，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。

3.电压变化带来的电容器变化：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AQ=CAU计算电

容龄上电荷量的变化量。

4.含容电路动态分析的三个步骤：

第一步理清电路的串、并联关系

确定电容器两极板间的电压。在电容器充电和放电的过程中，欧姆定律等电路规律不适用，

第二步但对「充电或放电完毕的电路，电容器的存在与否不再影响原电路，电容器接在某一支路两

端，可根据欧姆定律及串、并联规律求解该支路两端的电压U

分析电容器所带的电荷量。针对某一状态，根据Q=CU,由电容器两端的电压U求电容器

第三步

所带的电荷量。，由电路规律分析两极板电势的高低，高电势板带正电，低电势板带负电

A易错辨析・AI命题

1.电路稳定后，电容器所在支路无电流。（＜）

2.电容器两端电压一定等于电源电动势。（x）

3.增大电容器极板间距，电路稳定后极板带电量减小。（T）

4.滑动变阻器阻值变大，与其并联的电容器电压一定变小。（x）

5.断开开关瞬间，电容器会通过通路放电。（〈）

A热点考向•破译

考向1一般含容电路中的物理量的变化和计算

而TH如图所示,电源电动势为E,内阻为r,%、/?2为定值电阻，C为平行板电容器，下端接地，电表均为

理想电表。现将滑动变阻器R的滑片置于最上端，闭合开关S,将一个带电液滴在P点无初速释放，液滴恰

能静止在P点。若将滑片向下滑动，下列说法正确的是()

A.电流表和电压表的示数均增大

B.液滴带负电，将向上运动

C.P点电势减小

D.设电压表和电流表示数变化量的绝对值分别为AU和A/,R=r

a/

【答案】C

【详解】A.若将滑片向下滑动，则滑动变阻器接入电路中的阻值减小，根据“串反并同”可知，与滑动变阻

器并联的电压表示数减小；与滑动变阻器等效串联的电流表示数增大，故A错误；

B.由图可知，电容器上极板带正电荷，根据平衡条件可知，液滴受到的电场力竖直向上，所以液滴带负电；

由A分析可知，滑动变阻器两端的电压减小，即电容器两端的电压减小，根据E可知，电容器间的电场

变小，根据F=qE可知，液滴受到的电场力变小，即液滴向下运动，故B错误；

C.设P点到卜.极板的距离为％,由图可知，卜极板接地，即下极板的电势为0,P点与下极板间的电势差

为口="由B选项分析可知，两极板间电场强度E减小，即P点与下极板间的电势差U减小，乂因为U=cpP-

0=*p即尸点电势减小,故C正确;

D.根据闭合电路欧姆定律可得E=%+UR+〃电压表的示数变化最AU=AUR

则电压表示数变化最的绝对值AU=△(%+“•)则黑=Ri+r,故D错误。故选Co

【变式训练1】如图所示的电路中，定值电阻公、%、q的阻值相等，电容器的耐压值足够大，其中电源

的内阻可忽略不计。当仅闭合开关K】时，电容器所带的电荷量为力；当两个开关KI、K2均闭合时，电容器

所带的电荷量为勺2。则/等于（）

A.1:2B.2:1C.2:3D.3:2

【答案】D

【详解】设定值电阻的阻值均为R，电源的电动势为艮当仅闭合开关K1时，等效电路如图甲所示:

电阻也串联，电阻&相当于导线，电容器两极板间的电压/=E,则电容器所带的电荷量％=CU】=CE

当两个开关均闭合时，等效电路如图乙所示：

电阻%并联后与电阻区3串联，则电路的总电阻为人总=R+^=手电容器两极板之间的电压等于电阻R

两端的电压，为出=看后二|E电容器所带的电荷量q2==（CE则q1:q2=3:2故选D.

考向2电桥式含容的电路问题

酗如图所示，某电路由直流电源、四个电阻箱以及平行板电容器组成。闭合开关S,一带负电的油滴恰好

静止在极板间某位置，则电阻箱阻值R2、R3、R4之间的关系是（）

c卷嗡D.无法判断

【答案】B

【详解】带负电的油滴静止在极板间，受到的电场力方向向上,极板间的电场方向应该向下，电容器上极

板的电势高于下极板的电势。

/?2、心右端电势相同，当时，电容器匕极板的电势高于下极板的电势

根据电压分配关系可得舞<舞化简可得号>暑故选Bo

【变式训练2•变考法】如图所示，电源电动势E=24/内阻r=10,定值电限代=&=5。，/=%=6。，

R5=12Q,电容器的电容C=30〃F。闭合开关Si,开关S2与a接触，当电路稳定后再将开关$2换成与力接触，

直到电路再达到稳定。则两次电路稳定的过程中通过鱼的电荷量是（）

A.6.6x10-4CB.6x10-4CC.3.6x10-qD.6x10宜

【答案】A

【详解】闭合开关Si，开关S2与Q接触，R3、也与电源串联，电容器与勺、以串联后与心并联，当电路稳

定后电容器两端的电压为由=H等==笔V=12V

6

则电容器所带电荷量为Qi=CUr=30x10-x12C=3.6x10-久上极板带正电荷。

当电路稳定后再将开关S2换成与b接触，&、后与电源串联，电容器与&、&串联后与以并联，当电路稳

6

定后电容器两端的电压为4=rl=著7V=10V电容器所带电荷量为Q2=CU2=30x10-x

区034区4+「6+5+1

10C=3X10一气电容器下极板带正电荷，则两次电路稳定的过程中通过R5的电荷量是Q=Qi+Q2=6.6X

10一气故选A。

A考点四故障分析・

•►核心知识•解构

故障分析的方法

I.电路故障一般是短路或断路，其特点如下：

门）短路状态的特点：有电流通过电路而两端电压为零。

[2）断路状态的特点：电源路端电压不为零而电流为零。

2.利用电流表、电压表判断电路故障的方法

常见故障故障解读原因分析

故障原因可能是：

“电流表示数正常''表明电流表所在电

③正常a.电压表损坏；

路为通路，”电压表无示数”表明无电

⑪无示数b.电压表接触不良；

流通过电压表

C.与电压表并联的用电器短路

“电压表有示数”表明电压表有电流通故障原因可能是：

0正常

过，”电流表无示数”说明没有或几乎a.电流表短路；

③无示数

没有电流流过电流表b.和电压表并联的用电器断路

③Q除了两表同时被短路外，可能是干路断

“两表均无示数“表明无电流通过两表

均无示数路导致无电流

A易错辨析・AI命题

1.申联电路中某一电阻断路，整个电路无电流，所有用电器都不工作。（4）

2.并联电路一条支路短路，其余支路仍能正常工作。（x）

3.闭合电路中灯泡不亮、电压表测灯泡两端示数等于电源电动势，说明灯泡断路。（＜）

4.用电器短路时，该用电器两端电压不为零。（x）

5.串联两灯，一灯亮一灯不亮，故障一定是不亮的灯断路。（x）

A热点考向•破译

考向电路故障分析

丽如图所示,电池组、滑动变同器、开关和灯泡组成串联电路。当闭合开关时，滑动滑片灯泡始终不发

光，保持开关闭合，用电压表进行检测，发现为/=6V,Ube=6V,U”=OV,%c=OV,则（)

A.a、/i间断路B.g、f间断路C.e、d间断路D.b、c间断路

【答案】C

【详解】U"=6V说明电压表接在从/两点时，测得的是电源电压，这表明b点连通电源•极，/点通过

后续电路（f-g-h-a）连通电源另一极，因此这段电路是通路的；

%e=6V说明e点通过后续电路Q—i）连通电源另一极。因此，灯泡Jf）及开关部分是通

路的。断路点应在5和e之间；

/d=OV和U*=OV说明b、c、d三点之间没有电压降，即D-c-d是通路的，且这三点电势相等（都

等于电源正极电势）；综合以上信息可知故障原因是e、d间断路。

故选C。

陋在如图所示的电路中，%、&、％、Rs均为定值电阻，电源电动势为E，内阻为八闭合开关S

后电路发生故障，发现灯L］变暗，灯L2变亮，则电路中发生的故障可能是（）

A.R/断路B.&断路C.以短路D.&短路

【答案】B

【详解】A.若Q断路，则回路的总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律知，干路的电流减小，灯LZ两端的

电压减小，灯L?变暗，灯Li两端的电压增大，灯Li变亮，假设不成立，故A错误；

B.若a断路，则回路的总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律知，干路的电流减小，灯L两端的电压减小，

灯L变暗，灯L2两端电压增大，灯L2变亮，假设成立，故B正确；

CD.若k或以短路，则回路的总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律知，干路的电流增大，灯L两端的电

压增大，灯L变亮，灯L2两端的电压减小，灯L2变暗，假设不成立，故CD错误。故选B。

真题溯源•考向感知

——溯源真题逻辑，感知高考考向

1.（2026・安徽滁州・三模）如图所示电路中，电源电动势为E,内阻为r。&、R3为定值电阻，a为光敏电

阻（其阻值随光照强度的增大而减小），心为滑动变阻器。C为平行板电容器，两极板水平放置。开关S闭

合，电路稳定后，一带负电油滴恰好静止在电容器两极板之间。现进行如下操作，下列说法正确的是（