2023-2024屆一輪復(fù)習(xí)新人教版 第九章第2講　閉合電路的歐姆定律 學(xué)案

第2講閉合電路的歐姆定律

梳理必備知識(shí)回歸教材

［填一填］回顧基礎(chǔ)

一、電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻

1.電動(dòng)勢(shì)

⑴定義:非靜電力所做的功與所移動(dòng)的電荷量之比。

⑵計(jì)算:在數(shù)值上等于非靜電力把1C的正電荷在電源內(nèi)從負(fù)極移送

到正極所做的功,E="。

q

2.內(nèi)阻：電源內(nèi)部也存在電阻，內(nèi)電路中的電阻叫內(nèi)電阻,簡(jiǎn)稱內(nèi)阻。

二、閉合電路的歐姆定律

L閉合電路的歐姆定律

(1)內(nèi)容：閉合電路的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比,跟內(nèi)、外電路的電

阻之和成反比。

⑵公式:1=*(只適用于純電阻電路)。

R+r

⑶其他表達(dá)形式。

①電勢(shì)降落表達(dá)式:E=U外+U內(nèi)或E=U外+宜。

②功率表達(dá)式：IE=IU+Fr。

2.路端電壓與負(fù)載的關(guān)系

⑴一般情況:U=IR=A?R=J,當(dāng)R增大時(shí),U增大。

7R+r1+-----

R

(2)特殊情況。

①當(dāng)外電路斷路時(shí)?，1=0,U=Eo

②當(dāng)外電路短路時(shí),I短=∣,U=Oo

三、電路中的功率

1.電源的總功率

⑴任意電路：P怠=IE=IU外+IU內(nèi)=P出+P內(nèi)。

(2)純電阻電路:P總=「(R+r)=異。

----------------R+r

2.電源內(nèi)部消耗的功率

P內(nèi)=Vr=IU內(nèi)=P?-P出。

3.電源的輸出功率

2

⑴任意電路：Ptti=IU=IE-Ir=P總-P內(nèi)。

⑵純電阻電路:P出=>R=7^=Ej。

(R+r)(Rr)∣.

R

［做一做］情境自測(cè)

［教材情境］(人教版必修第三冊(cè)第IOl頁(yè)第3題)電鰻是一種放電能

力很強(qiáng)的淡水魚類,它能借助分布在身體兩側(cè)肌肉內(nèi)的起電斑產(chǎn)生電

流。某電鰻體中的起電斑并排成140行,每行串有5OOO個(gè)起電斑，

沿著身體延伸分布。已知每個(gè)起電斑的內(nèi)阻為0?25。，并能產(chǎn)生

0.15V的電動(dòng)勢(shì)。該起電斑陣列一端在電鰻的頭部而另一端接近其

尾部,與電鰻周圍的水形成回路。

1.正誤辨析

(1)電動(dòng)勢(shì)就是電源兩極間的電壓。(×)

⑵非靜電力做的功越多，電動(dòng)勢(shì)就越大。(×)

⑶電路中外電阻越大,路端電壓越大。(√)

⑷電路中外電阻越大，電源輸出功率越大。(×)

2.電鰻的頭尾相當(dāng)于兩個(gè)電極,能產(chǎn)生足以將人擊昏的電流,若電鰻

的頭尾放電輸出的電壓為741.7V,則電鰻周圍的回路中水的等效電

阻約為多少？

解析:一行起電斑的電動(dòng)勢(shì)、內(nèi)阻分別為E=O.15X5000V=750

V,ro=O.25×5000Ω=l250Q,整個(gè)起電斑陣列的電動(dòng)勢(shì)、內(nèi)阻為

E=750V,r=-r=-×1250Ω≈8.93。，電鰻放電時(shí)，首尾間的輸

140n140

出電壓即路端電壓為U=--R,代入數(shù)據(jù)解得，電鰻周圍的回路中水

R+r

的等效電阻約為800Ωo

答案:800Ω

提升關(guān)鍵能力突破考點(diǎn)

考√占∕???一*電路的動(dòng)態(tài)變化分析

［想一想］提煉核心

1.總電阻變化的特點(diǎn)

(1)當(dāng)外電路的任何一個(gè)電阻增大(或減小)時(shí)一，電路的總電阻一定增

大(或減小)。

(2)若開(kāi)關(guān)的通、斷使串聯(lián)的用電器增多時(shí),電路的總電阻增大;若開(kāi)

關(guān)的通、斷使并聯(lián)的支路增多時(shí)一，電路的總電阻減小。

(3)在如圖所示分壓電路中，滑動(dòng)變阻器可視為由兩段電阻構(gòu)成,其中

一段R并與用電器并聯(lián)，另一段R串與并聯(lián)部分串聯(lián)。A、B兩端的總電

阻與R申的變化趨勢(shì)一致。

R申R并

2.直流電路動(dòng)態(tài)分析的三種常用方法

遵循“局部一整體一部分”的思路,按以下步驟分析:

程序

減小增大

法

U^=E-Ufy?U內(nèi)二/總r

最后

確定

結(jié)論

“串反”：指某一電阻增大（減?。r(shí).,與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的

法：

電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減?。ㄔ龃螅?。

“串

“并同”：指某一電阻增大（減小）時(shí)一,與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的

反

電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大（減小）

并同”

極限因滑動(dòng)變阻器滑片滑動(dòng)引起電路變化的問(wèn)題,可將滑動(dòng)變阻

法器的滑片分別滑至兩個(gè)極端，即電阻最大或電阻為零去討論

［悟一悟］典題例練

［例1］［電壓表、電流表示數(shù)的變化］（多選）如圖所示，圖中的四個(gè)電

表均為理想電表，閉合開(kāi)關(guān)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片向右端移動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)

法正確的是（AD）

R3

&

A.電壓表V,的讀數(shù)減小，電流表A1的讀數(shù)增大

B.電壓表Vi的讀數(shù)增大，電流表Al的讀數(shù)減小

C.電壓表V2的讀數(shù)減小，電流表A2的讀數(shù)增大

D.電壓表V2的讀數(shù)增大，電流表A2的讀數(shù)減小

解析:滑動(dòng)變阻器滑片向右端移動(dòng),R變小,總電阻變小，總電流變大，

即電流表Al的讀數(shù)增大。內(nèi)電壓變大,L兩端電壓變大,并聯(lián)電路兩端

的電壓變小，即電壓表Vl的讀數(shù)減小，即R3兩端電壓變小,通過(guò)R3的

電流變小，即電流表A2的讀數(shù)減小。由于總電流增大,所以經(jīng)過(guò)另外一

個(gè)支路即經(jīng)過(guò)Rz的電流變大,Rz兩端電壓變大，即電壓表V2的讀數(shù)增

大，故A、D正確。

［例2］［閉合電路中華的分析］（2022?河北衡水模擬）（多選）在如圖

Δ/

所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)恒定、內(nèi)阻為r,R為定值電阻。閉合開(kāi)關(guān)

S,理想電流表A、理想電壓表V1,V2、V3的示數(shù)分別用I、U,>U2

和員表示。當(dāng)滑動(dòng)變阻器Rz的滑片P向上滑動(dòng)時(shí).，四個(gè)理想電表的示

數(shù)都發(fā)生變化，電表示數(shù)變化量的絕對(duì)值分別用△1、ΔUl^△山和八

工表示。下列說(shuō)法正確的是（BD）

A.牛不變,多變大B.

C等=LC*

解析:根據(jù)部分電路歐姆定律可得R尸勺警,Rz=華,RM丹,當(dāng)滑動(dòng)變

阻器的滑片P向上滑動(dòng)時(shí),R2減小,則牛不變,牛和牛均變小,故A、C錯(cuò)

誤,B正確;根據(jù)閉合電路歐姆定律可得U3=E-Ir,所以等=r,故D正確。

ΔZ

方法點(diǎn)撥

電路動(dòng)態(tài)分析的基本思路

“先總后分”一一先判斷總電阻和總電流如何變化。

“先干后支”一一先分析干路部分,再分析支路部分。

“先定后變”一一先分析定值電阻所在支路,再分析阻值變化的支路。

考點(diǎn)二閉合電路的功率及效率問(wèn)題

［想一想］提煉核心

1.閉合電路的功率和效率

任意電路：P總=EI=P出+P內(nèi)

電源總功率純電阻電路：

P總=V(R+r)=今

______________________R+τ___________

電源內(nèi)部消耗的功率

Prt=Γr=P?-P出

任意電路：P出=UI=P總-P內(nèi)

電源的輸出功率純電阻電路：

________________R(R+r)2________________

P

任意電路：n=j?xιoo%=l><ιoo%

e

電源的效率P總

純電阻電路：η=-^-×100%

R+r

2.純電阻電路中P出與外電阻R的關(guān)系

2E

在純電阻外電路中，電源的輸出功率Pili=IR=-?=^2,作出P山

(R+r)空l(shuí)L+4r

R

-R圖像,如圖所示。

由P出與外電阻R的關(guān)系圖像可知：

(1)當(dāng)R=r時(shí)-，電源的輸出功率最大,為Pm=^o

4r

(2)當(dāng)R>r時(shí),隨著R的增大輸出功率越來(lái)越小。

(3)當(dāng)R<r時(shí),隨著R的增大輸出功率越來(lái)越大。

(4)當(dāng)P出<P川時(shí),每個(gè)輸出功率對(duì)應(yīng)兩個(gè)不同的外電阻R.和R2,且

2

RlR2=r,因此需要注意題目可能出現(xiàn)多解的情況。

［議一議］深化思維

純電阻電路中外電阻越大,P出越大嗎?P出最大時(shí)，電源效率最高嗎？

提不：不是，當(dāng)R=r時(shí)P出最大,此時(shí)效率為50%,不是最高。

［悟一悟］典題例練

［例3］［閉合電路的功率圖像問(wèn)題］(多選)某同學(xué)將一直流電源的總

功率P八電源內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr和輸出功率PR隨電流I變化的圖線

畫在了同一坐標(biāo)系中，如圖中的a、b、C所示。下列判斷正確的是

(ABD)

A.在a、b、C三條圖線上分別取橫坐標(biāo)相同的A、B、C三點(diǎn),這三點(diǎn)

的縱坐標(biāo)一定滿足關(guān)系PA=PB+Pc

B.b、c圖線的交點(diǎn)與a、b圖線的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)之比一定為1：2,縱

坐標(biāo)之比一定為1：4

C.電源的最大輸出功率Pn=9W

D.電源的電動(dòng)勢(shì)E=3V,內(nèi)電阻r=lΩ

解析:在a、b、C三條圖線上分別取橫坐標(biāo)相同的A、B、C三點(diǎn)，因?yàn)?/p>

直流電源的總功率PE等于輸出功率PR和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr之和，

所以這三點(diǎn)的縱坐標(biāo)一定滿足關(guān)系PA=PB+PC,故A正確；圖線C表示電

路的輸出功率與電流的關(guān)系圖像,很顯然,最大輸出功率小于3W,故C

錯(cuò)誤；當(dāng)內(nèi)電阻和外電阻相等時(shí)，電源輸出的功率最大，即為b、C圖線

的交點(diǎn)處的電流,其大小為戶哼,輸出功率的大小為a、b圖線的

交點(diǎn)表示電源的總功率PE和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr相等,此時(shí)只有電

源的內(nèi)電阻,所以此時(shí)電流的大小為與功率的大小為身,所以橫坐標(biāo)

rr

之比為1：2,縱坐標(biāo)之比為1：4,故B正確；當(dāng)1=3A時(shí),PR=O,說(shuō)明外

電路短路,根據(jù)PE=EI知電源的電動(dòng)勢(shì)E=3V,內(nèi)電阻r=γ=l。，故D

正確。

［例4］［電源最大輸出功率問(wèn)題］（2022?廣東廣州模擬）如圖所示，

電源的電動(dòng)勢(shì)為E=6V,內(nèi)阻r=l。，保護(hù)電阻Ro=4Q,ab是一段粗

細(xì)均勻且電阻率較大的電阻絲,總阻值為10。，長(zhǎng)度1=1m,橫截面

積為0?2cm?。下列說(shuō)法正確的是（C）

°b

A.當(dāng)電阻絲接入電路的阻值為1。時(shí)，電阻絲的功率最大

B.當(dāng)電阻絲接入電路的阻值為4。時(shí),保護(hù)電阻的功率最大

C.電源效率的最小值為80%

D.電阻絲的電阻率為IXlO4ω.m

解析:根據(jù)推論，當(dāng)外電阻與電源內(nèi)阻相等時(shí)，電路的輸出功率最大。

將保護(hù)電阻等效為內(nèi)阻,當(dāng)電阻絲接入電路的阻值為5。時(shí)，電阻絲

的功率最大,選項(xiàng)A錯(cuò)誤；電路中電流越大,保護(hù)電阻的功率越大,當(dāng)

電阻絲接入電路的阻值為0時(shí),保護(hù)電阻的功率最大,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;外

電阻越小，電源效率越小，當(dāng)電阻絲接入電路的阻值為0時(shí)，電源效率

的最小值為80%,選項(xiàng)C正確；根據(jù)電阻定律R=p?代入數(shù)據(jù)可得電阻

絲的電阻率為P=2X1（Γ'。?m,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

『方法點(diǎn)撥.....................

等效電源

把含有電源、電阻的部分電路等效為新的“電源”，其“電動(dòng)勢(shì)”“內(nèi)

阻”如下：

⑴兩點(diǎn)間斷路時(shí)的電壓等效為電動(dòng)勢(shì)E'。

⑵兩點(diǎn)間短路時(shí)的電流等效為短路電流I短'，等效內(nèi)電阻r，=魯。

1%

常見(jiàn)電路等效電源如下:

r'嚅

(Rι+r)R2

Λ∣÷Λ2+r

考點(diǎn)三含電容器電路的分析

［想一想］提煉核心

1.電路簡(jiǎn)化

把電容器所在的支路穩(wěn)定時(shí)視為斷路,簡(jiǎn)化電路時(shí)可以去掉,求電荷

量時(shí)再在相應(yīng)位置補(bǔ)上。

2.電容器的電壓

⑴電容器所在的支路中沒(méi)有電流,與之串聯(lián)的電阻兩端無(wú)電壓,相當(dāng)

于導(dǎo)線。

(2)電容器兩端的電壓等于與之并聯(lián)的電阻兩端的電壓。

3.電容器的電荷量及變化

(1)電路中電流、電壓的變化可能會(huì)引起電容器的充、放電。若電容

器兩端電壓升高，電容器將充電;若電壓降低，電容器將通過(guò)與它連接

的電路放電。

⑵如果變化前后極板帶電的電性相同,通過(guò)所連導(dǎo)線的電荷量為

IQ∣-Q2I；

⑶如果變化前后極板帶電的電性相反,通過(guò)所連導(dǎo)線的電荷量為

Ql+Qso

［悟一悟］典題例練

［例5］［電路穩(wěn)定時(shí)電容器的分析］（2023?河北邯鄲模擬）如圖所示，

電源電動(dòng)勢(shì)E=6V,內(nèi)阻r=lΩ,Ro=3Ω,R1=7.5Ω,R2=3Ω,R3=2Q,

電容器的電容C=2μFo開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)S處于閉合狀態(tài),則下列說(shuō)法正

確的是（D）

A.開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，電容器上極板帶正電

B.開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，電容器兩極板間電勢(shì)差是3V

C.將開(kāi)關(guān)S斷開(kāi),穩(wěn)定后電容器極板所帶的電荷量是3.6×10^6C

D.將開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)至電路穩(wěn)定的過(guò)程中通過(guò)R。的電荷量是9.6×10^6C

解析:開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)的等效電路圖如圖甲所示，電容器C兩端電壓等于

R,兩端電壓U3,已知總電阻R=（∏+r=4Ω,由閉合電路歐姆定律

R2+R3+R1

可知干路電流1=^=1.5A,路端電壓U=E-Ir=4.5V,貝!jU3=-^U=1.8V,

RR2+R3

此時(shí)電容器所帶電荷量Q=CU3=3.6×106C,且上極板帶負(fù)電,下極板帶

正電,故A、B錯(cuò)誤;開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)的等效電路圖如圖乙所示，電容器C

兩端電壓等于R?兩端電壓U,此時(shí)U=―-—R=3V,電容器所帶電荷

22R2+R3+r2

h

量Q2=CU2=6×10C,且上極板帶正電,下極板帶負(fù)電,故通過(guò)RO的電荷

6

量Q=QI+Q2=9.6×10C,故C錯(cuò)誤,D正確。

［例6］［電壓變化引起的電容器變化］（2022?江蘇南通模擬）如圖所

示,R、R2為定值電阻,C為電容器。閉合開(kāi)關(guān)S,在滑動(dòng)變阻器R的滑

片向上滑動(dòng)過(guò)程中（A）

A.電阻R中有向下的電流

B.通過(guò)電阻Rl電流增大

C.滑動(dòng)變阻器R兩端的電壓變小

D.電容器C極板所帶電荷量變小

解析：閉合開(kāi)關(guān)S,在滑動(dòng)變阻器R的滑片向上滑動(dòng)過(guò)程中，滑動(dòng)變阻

器接入電路的阻值增大,則電路總電流減小，即通過(guò)電阻R,的電流減

小,故B錯(cuò)誤;根據(jù)串聯(lián)分壓規(guī)律可知滑動(dòng)變阻器R兩端的電壓變大，

所以電容器C兩端電壓增大,根據(jù)Q=CU可知電容器C極板所帶電荷量

變大，即電容器將充電,根據(jù)電路連接方式可知電容器上極板帶正電，

所以電阻Rz中有向下的電流,故A正確,C、D錯(cuò)誤。

考點(diǎn)四電源U-I圖像的理解和應(yīng)用

［想一想］提煉核心

兩類UT圖像的比較

項(xiàng)目電源的UT圖像電阻的U-I圖像

圖形

。：______k_OI_______

圖像表述的

電源的路端電壓與電路中電阻兩端電壓與流過(guò)電

物理量的關(guān)

電流的關(guān)系阻的電流的關(guān)系

系

(1)與縱軸交點(diǎn)表示電源電

圖線與坐標(biāo)動(dòng)勢(shì)E。過(guò)坐標(biāo)軸原點(diǎn),表示沒(méi)有

軸交點(diǎn)(2)與橫軸交點(diǎn)表示電源短電壓時(shí)電流為零

路電感_________________

表示電阻大小(電阻為純

圖線的斜率-r(r為內(nèi)阻)

電阻時(shí))

圖線上每一

點(diǎn)坐標(biāo)的乘表示電源的輸出功率表示電阻消耗的功率

積Ul

圖線上每一

表示外電阻的大小,不同點(diǎn)每一點(diǎn)對(duì)應(yīng)的比值均表

點(diǎn)坐標(biāo)的比

對(duì)應(yīng)的外電阻大小不同示此電阻的阻值大小

值肯

［悟一悟］典題例練

［例7］［兩類UT圖像的辨析］(2022?北京朝陽(yáng)區(qū)一模)如圖甲所示

的電路中，R1為定值電阻,Rz為滑動(dòng)變阻器,各電表均為理想電表。在a、

b兩點(diǎn)間接入一個(gè)內(nèi)阻不可忽略的電源后,調(diào)節(jié)R2o關(guān)于圖乙中電壓

表％、V2的示數(shù)隨電流表A示數(shù)變化的圖像,下列說(shuō)法正確的是

(C)

2∕03kM)

②③

乙

A.只有①是合理的B.只有②是合理的

C.只有③是合理的D.①③是合理的

解析:設(shè)電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r,根據(jù)閉合電路歐姆定律得

E=Ir+I(R,+R2)=I(r+Rι)+U2,則U2=-(R1+r)I+E,而U1=IR1,故％、V?對(duì)應(yīng)

的U-I圖線的斜率絕對(duì)值分別等于R、Rl+r,可得電壓表V2的U-I圖

線的斜率絕對(duì)值大于V1的U-I圖線的斜率絕對(duì)值,故C正確。

［例8］［兩類UT圖像的綜合］(2022?浙江金華模擬)如圖連接電動(dòng)

機(jī)的電路，閉合開(kāi)關(guān)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片從一端滑到另一端的整個(gè)

過(guò)程中，兩電壓表的讀數(shù)隨電流表讀數(shù)的變化情況如圖乙所示，已知

當(dāng)電流小于0.2A時(shí),電動(dòng)機(jī)不會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),若不考慮電表對(duì)電路的影

響，則(D)

R

A.該電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為2Ω

B.該電路中電源的電動(dòng)勢(shì)為3.4V

C.此電路中，電動(dòng)機(jī)的最大輸出功率為0.9W

D.若電動(dòng)機(jī)能轉(zhuǎn)動(dòng)，需要調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器阻值小于12Ω

解析：當(dāng)電流小于0.2A時(shí)，電動(dòng)機(jī)不會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),為純電阻元件,則該

電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為吟上Q=4Q,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;根據(jù)E=IVIr,將題

0.2-0.1

圖乙上方的直線部分的兩坐標(biāo)代入方程解得該電路中電源的電動(dòng)勢(shì)

為E=3.6V,r=2Q,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;此電路中，電動(dòng)機(jī)的最大輸出功率為

2

P=IUl-I?0.3WX3-0.3×4W=O.54W,選項(xiàng)C錯(cuò)誤；當(dāng)電動(dòng)機(jī)兩端電

壓超過(guò)UJ=O.8V時(shí)電動(dòng)機(jī)開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng),此時(shí)電路中的電流為J=0.2

A,則由電路可知E=UJ+「（R+r）,解得R=12。，即若電動(dòng)機(jī)能轉(zhuǎn)動(dòng),

需要調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器阻值小于12Q,選項(xiàng)D正確。

Γ方法點(diǎn)撥.........................

利用兩種圖像解題的基本方法

利用電源的U-I圖像和導(dǎo)體的UT圖像解題,無(wú)論導(dǎo)體的U-I圖像是

線性還是非線性,解決此類問(wèn)題的基本方法是圖解法，即把電源、導(dǎo)體

的U-I圖像畫在同一坐標(biāo)系中，圖像的交點(diǎn)即導(dǎo)體的“工作點(diǎn)”，導(dǎo)體

的電壓和電流可求,其他的量也可求。

考點(diǎn)五電路故障分析

［想一想］提煉核心

1.故障特點(diǎn)

⑴斷路特點(diǎn):表現(xiàn)為路端電壓不為零而電流為零。

⑵短路特點(diǎn):用電器或電阻發(fā)生短路,表現(xiàn)為有電流通過(guò)電路但用電

器或電阻兩端電壓為零。

2.檢查方法

電路中接有電源,開(kāi)關(guān)閉合,如果兩點(diǎn)間電壓表示數(shù)為

電壓表

零,則說(shuō)明可能在并聯(lián)路段之外有斷路,或并聯(lián)路段短

檢測(cè)

路

電路中接有電源,開(kāi)關(guān)閉合,用電流表測(cè)量各部分電路

電流表上的電流,通過(guò)對(duì)電流值的分析,可以確定故障情況和

檢測(cè)位置。在使用電流表檢測(cè)時(shí),一定要注意電流表的極性

和量程

電路中切斷電源的前提下,某兩點(diǎn)間測(cè)量值很大時(shí)",表

歐姆表

示其間存在斷路；當(dāng)測(cè)量值很小或?yàn)榱銜r(shí),表示其間存

檢測(cè)

在短路

將整個(gè)電路劃分為若干部分,然后逐一假設(shè)某部分電路

假設(shè)法發(fā)生某種故障,運(yùn)用閉合電路或部分電路的歐姆定律進(jìn)

行推理

［悟一悟］典題例練

［例9］［斷路故障］如圖所示,燈泡L、Lz原來(lái)都正常發(fā)光，由于故障

兩燈突然熄滅，（假設(shè)電路中僅有一處故障）下列說(shuō)法正確的是

（C）

b----C=）----?d

A.將多用電表的電壓擋并聯(lián)在ac兩端,示數(shù)為0,說(shuō)明ac間斷路

B.將多用電表的電壓擋并聯(lián)在cd兩端,有示數(shù),說(shuō)明cd間完好

C.將多用電表的電壓擋并聯(lián)在ad兩端,有示數(shù);并聯(lián)在ac兩端,示數(shù)

為0,說(shuō)明Cd間斷路

D.斷開(kāi)S,將L拆下,使用多用電表歐姆擋，調(diào)零后將紅、黑表筆連接

在L兩端,如果指針不偏轉(zhuǎn),說(shuō)明L完好

解析:將多用電表的電壓擋并聯(lián)在ac兩端,示數(shù)為0,說(shuō)明除ac段以

外的其他部分有斷路,A錯(cuò)誤;將多用電表的電壓擋并聯(lián)在cd兩端,有

示數(shù),說(shuō)明多用電表與電源形成的回路完好,Cd間斷路,B錯(cuò)誤;將多

用電表的電壓擋并聯(lián)在ad兩端,有示數(shù),說(shuō)明多用電表與電源形成的

回路完好,ad間有斷路,并聯(lián)在ac兩端,示數(shù)為0,說(shuō)明cd間斷路,C

正確；斷開(kāi)S,將L拆下,使用多用電表歐姆擋,調(diào)零后將紅、黑表筆連

接在L兩端,如果指針不偏轉(zhuǎn),說(shuō)明L斷路,D錯(cuò)誤。

［例10］［短路故障］（2022?上海崇明區(qū)模擬）如圖，電源內(nèi)阻不能忽

略，電流表和電壓表均為理想電表。若發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)變小，電壓表示

數(shù)為零,則可能的故障是（B）

A.R斷路B.R∣短路

CR2斷路D.R2短路

解析:若R斷路,外電阻增大,路端電壓增大,則電流表示數(shù)變大,不符

合題意，故A錯(cuò)誤;若R1短路,外電阻減小,路端電壓減小,通過(guò)R3的電

流減小,則電流表示數(shù)減小，由于Rl短路,測(cè)R1的電壓表示數(shù)變?yōu)榱悖?/p>

均符合題意，故B正確;若兄?jǐn)嗦?外電阻增大,路端電壓增大，則電流

表示數(shù)變大,不符合題意，故C錯(cuò)誤;若Rz短路,外電阻減小,路端電壓

減小,通過(guò)R3的電流減小，則電流表示數(shù)減小，設(shè)電阻Rl和R3的總電流

為A,總電流增大,通過(guò)L的電流減小,則L增大,而通過(guò)R3的電流減

小，因此通過(guò)Rl的電流增大，電壓表示數(shù)變大,不符合題意，故D錯(cuò)誤。

訓(xùn)練學(xué)科素養(yǎng)限時(shí)鞏固

.基礎(chǔ)題組夯基

1.某電路如圖所示，已知電池組的總內(nèi)阻r=l。，外電路電阻R=5Q,

理想電壓表的示數(shù)U=3?OV,則電池組的電動(dòng)勢(shì)E等于（B）

A.3.OV

B.3.6V

C.4.OV

D.4.2V

解析：由于電壓表的示數(shù)為路端電壓,而U=IR,貝UI=*0.6A,由閉合電

R

路歐姆定律可得E=I(R+r)=O.6×(5+l)V=3.6V,故選項(xiàng)B正確。

2.(2022?廣東汕頭檢測(cè))如圖甲所示,用充電寶為一手機(jī)電池充電，

其等效電路如圖乙所示。在充電開(kāi)始后的一段時(shí)間t內(nèi)，充電寶的輸

出電壓U、輸出電流I可認(rèn)為是恒定不變的,設(shè)手機(jī)電池的內(nèi)阻為r,

則時(shí)間t內(nèi)(D)

手

機(jī)

電

池

充電寶

甲乙

A.充電寶輸出的電功率為UI+I2r

B.充電寶產(chǎn)生的熱功率為Ir

C.手機(jī)電池產(chǎn)生的焦耳熱為"t

r

D.手機(jī)電池儲(chǔ)存的化學(xué)能為UIt-I2rt

解析:充電寶輸出的電功率為P=UL故A錯(cuò)誤;充電寶的內(nèi)阻未知,所

以無(wú)法判斷充電寶產(chǎn)生的熱功率,故B錯(cuò)誤;U是充電寶的輸出電壓,

不是手機(jī)電池的內(nèi)電壓,所以不能用匕t計(jì)算手機(jī)電池產(chǎn)生的焦耳熱,

r

其焦耳熱應(yīng)為Q=Frt,故C錯(cuò)誤;充電寶輸出的電能一部分轉(zhuǎn)化為手機(jī)

電池儲(chǔ)存的化學(xué)能，一部分轉(zhuǎn)化為手機(jī)電池產(chǎn)生的焦耳熱，故根據(jù)能

量守恒定律可知手機(jī)電池儲(chǔ)存的化學(xué)能為E=UIt-I2rt,故D正確。

3.（多選）某同學(xué)將一直流電源的總功率PE、輸出功率PR和電源內(nèi)部的

發(fā)熱功率Pr隨電流I變化的圖線畫在同一坐標(biāo)系內(nèi)，如圖所示,根據(jù)

圖線可知（CD）

A.反映Pr變化的圖線是a

B.電源電動(dòng)勢(shì)為8V

C.電源內(nèi)阻為2Ω

D.當(dāng)電流為0.5A時(shí),外電路的電阻為6Ω

解析：電源的總功率PE=IE,功率與電流成正比，由Pr=Pr知電源內(nèi)部的

發(fā)熱功率與電流的平方成正比,A錯(cuò)誤;直流電源的總功率PR=IE,P-I

圖像的斜率等于電動(dòng)勢(shì)E,則有E=γ=∣V=4V,電流為2A時(shí)電源的總

功率與發(fā)熱功率相等,則根據(jù)Pr=I21.可得「專吟Ω=2。，當(dāng)電流為

0.5A時(shí)?,根據(jù)閉合電路歐姆定律I=-7可得出外電路電阻為6。，故

r+R

B錯(cuò)誤,C、D正確。

4.（2022?廣東潮州期末）如圖所示的電路，電源內(nèi)阻不可忽略，閉合

開(kāi)關(guān)S后（A）

A.電流表的示數(shù)增大

B.電流表的示數(shù)減小

C.電壓表的示數(shù)不變

D.電壓表的示數(shù)增大

解析：閉合開(kāi)關(guān)后,外電路電阻變小，則總電阻減小，電路中總電流增

大，即電流表示數(shù)增大,故A正確,B錯(cuò)誤；電路中總電流增大,則電源

的內(nèi)電壓增大,則由U=ETr可知,路端電壓減小,故電壓表示數(shù)減小,

故C、D錯(cuò)誤。

5.（多選）某學(xué)生做研究串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)時(shí)一,接成如圖所示的

電路,接通S后,他將電壓表的紅、黑表筆并聯(lián)在A、C兩點(diǎn)間時(shí)一，電壓

表讀數(shù)為U;當(dāng)并聯(lián)在A、B兩點(diǎn)間時(shí)一，電壓表讀數(shù)也為U;當(dāng)并聯(lián)在B、

C兩點(diǎn)間時(shí)一，電壓表讀數(shù)為零,故障的原因可能是（AD）

------11~σ?----

4，，

-CZl-~?—CZl-?

RiBR2c

A.AB段斷路B.BC段斷路

C.AB段短路D.BC段短路

解析：由題意可得UAB=UAC=U,說(shuō)明由A、B分別至電源的線路均已接通。

若BC段完好,則AB段斷路;若BC段短路,則AB段可能斷路,也可能完

好。又由題述得UBC=O,因而可能AB段斷路,或BC段短路,也有可能出

現(xiàn)兩者同時(shí)發(fā)生的情況,故選A、Do

6.如圖所示的電路中，R為定值電阻,Rz為光敏電阻（光照越強(qiáng)電阻越

?。?，C為電容器，電源內(nèi)阻不可忽略。閉合開(kāi)關(guān)后，當(dāng)光照增強(qiáng)時(shí)，下

列說(shuō)法正確的是（A）

Ri^~CRz少

LLTl~~?

A.電源的效率降低

B.電流表的示數(shù)減小

C.Rl的電功率減小

D.電容器兩端電勢(shì)差減小

解析：閉合開(kāi)關(guān)后，當(dāng)光照增強(qiáng)時(shí),光敏電阻R的阻值減小，電源輸出

電流增大，電流表示數(shù)增大,選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由P=I2R可知,R的電功率增

大,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;Rl兩端電勢(shì)差增大，電容器兩端電勢(shì)差增大,選項(xiàng)D錯(cuò)

誤；由于電源輸出電流I增大，電源內(nèi)阻消耗的電功率Fr增大，內(nèi)電

壓增大，導(dǎo)致電源外電路電壓U減小，由n=2xιoo%=g><ιoo%可知，電

源的效率降低,選項(xiàng)A正確。

7.（2022?上海模擬）如圖所示，電源的電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r,R。、R為

定值電阻,Rz為滑動(dòng)變阻器。閉合開(kāi)關(guān)K,將變阻器滑片向右緩慢滑動(dòng)

過(guò)程中，△!；、分別表示電壓表和電流表與初始示數(shù)的變化量,則

△U與AI的比值當(dāng)將（A）

Δ/

A.不變B.變大

C.變小D.先變大后變小

解析:根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得U=E-1（普），則可得當(dāng)=-普,則

R（）+rΔ/R（）+r

R2滑片滑動(dòng)過(guò)程中，比值保持不變。故選A。

8.圖甲為某元件R的U-I特性曲線,把它連成圖乙所示電路。已知電

源電動(dòng)勢(shì)E=5V,內(nèi)阻r=1.0。，定值電阻R0=4Ωo閉合開(kāi)關(guān)S

后,求：

⑴該元件的電功率；

⑵電源的輸出功率。

解析：（1）設(shè)非線性元件的電壓為U,電流為I,由歐姆定律得U=

E-I（R°+r）,代入數(shù)據(jù)得U=5-5I,畫出U=5-5I圖線如圖，

兩圖線交點(diǎn)坐標(biāo)為(0.4,3.0),

該元件的電功率PR=Ul=3.0X04W=l.2W0

⑵電源的輸出功率

2

P=PRO+PR=ΓR0+PR=0.4×4W+1.2W=I.84Wo

答案：(1)1.2W(2)1.84W

.創(chuàng)新題組提能

9.如圖所示,R為定值電阻,Rz為變阻器,E為電源電動(dòng)勢(shì),r為電源內(nèi)

阻，以下說(shuō)法中正確的是（C

居凡

A.當(dāng)Rl+R2=r時(shí),Rz獲得最大功率

B.當(dāng)R,=R2+r時(shí)，R1獲得最大功率

C.當(dāng)R2=O時(shí),Rl上獲得最大功率

D.當(dāng)R2=O時(shí)，電源的輸出功率最大

解析:將Rl等效為電源內(nèi)阻,R?上的功率為電源的輸出功率，當(dāng)外電阻

變化時(shí)，電源的輸出功率隨外電阻的變化而變化,當(dāng)外電阻等于內(nèi)阻，

即R2=Rl+r時(shí),輸出功率最大，即R2上的功率最大,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;對(duì)電

路中的定值電阻R1,