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2025人教版新教材物理高考第一轮
第 2 讲闭合电路欧姆定律及其应用
基础对点练
题组一 串、并联电路
1.关于串并联电路,下列说法正确的是( )
A.几个电阻串联接在电路中,每个电阻所分电压相等
B.几个电阻串联接在电路中,电阻电压之比为各电阻阻值的倒数之比
C.几个电阻并联接在电路中,通过每个电阻的电流相等
D.几个电阻并联接在电路中,通过每个电阻的电流之比为各电阻阻值的倒数之比
题组二 电动势 闭合电路欧姆定律的理解和应用
2.(2023上海杨浦二模)用图示电路测量电池的电动势和内阻,将两个阻值为12 Ω和20 Ω
的定值电阻连入电路中,当开关S从位置1切换到位置2时,发现电流表示数变为原来的
1.5倍。则( )
A.R =20 Ω,r=4 Ω
1
B.R =12 Ω,E=24 V
2
C.R =12 Ω,r=2 Ω
1
D.R =20 Ω,E=12 V
2
3.(多选)(2024河南新乡一模)如图所示的电路中,电源的电动势和内阻恒定,电流表、电压
表均为理想电表,开关S闭合后,当滑动变阻器R 的滑片向右滑动的过程中,下列说法正确
2
的是( )
A.电流表的示数变小
B.电压表的示数变小
C.定值电阻R 消耗的功率一定变大
3
D.滑动变阻器R 消耗的功率一定变小
2
4.在如图所示的电路中,电源电动势E=12 V,内阻r=8 Ω,定值电阻R =2 Ω,R =10 Ω,R =20
1 2 3Ω,滑动变阻器R 的取值范围为0~30 Ω,所用电表均为理想电表。闭合开关S,在滑动变阻
4
器的滑片从a端滑到b端的过程中,电压表V 、电压表V 、电流表A示数的变化量分别
1 2
为ΔU 、ΔU 、ΔI。下列说法正确的是( )
1 2
A.|ΔU |大于|ΔU |
1 2
B.|ΔU |不变,|ΔU |增大
1 2
ΔI ΔI
C.R 的功率先增大后减小,最大值为0.36 W
4
D.电源的输出功率先增大后减小,最大值为4.5 W
5.在如图所示的电路中,灯泡A和灯泡B原来都是正常发光的。现在突然发现灯泡 A比
原来变暗了些,灯泡B比原来变亮了些,则电路中出现的故障可能是( )
A.R 断路 B.R 短路
3 1
C.R 断路 D.R 、R 同时短路
2 1 2
6.闭合电路内、外电阻的功率随外电路电阻变化的两条曲线如图所示,曲线A表示内电阻
的功率随外电阻变化的关系图线,曲线B表示外电阻的功率随外电阻变化的关系图线。
下列说法正确的是( )
A.电源的电动势为3 V
B.电源的内阻为2.5 Ω
C.曲线A的最大功率为7.2 W
1
D.外电阻取2.5 Ω时外电阻的功率是外电阻取10 Ω时外电阻的功率的
47.(2024浙江金华模拟)电动汽车由于节能环保的重要优势,广受人们喜欢,某品牌电动汽车
储能部件是由10个蓄电池串联叠置组成的电池组。充电时,直流充电桩的充电电压为
400 V,充电电流为200 A;每个电池容量为120 A·h,放电时平均电压为30 V,整个电池组输
出功率为15 kW,转化机械能的效率为90%。以v=108 km/h的速度在高速公路匀速行驶
时,则( )
A.该电动汽车最长可连续工作2.4 h
B.该电池组最多可储存480 kW·h电能
C.该电动汽车正常工作时电流为5 A
D.该电动汽车匀速行驶时所受阻力为500 N
综合提升练
8.小怀同学希望利用电学方法对长度进行测量,电路图如图所示,其中电源电动势为6 V,内
阻为1 Ω,电流表量程为0~3 A,内阻为1 Ω,有一长方体导体材料R,x、y、z方向上棱长分
别为d cm、2 cm、1 cm,先将R沿x轴方向接入电路,电流表示数为1 A,再将R沿y轴方
向接入电路,电流表示数为2 A,则下列说法正确的是( )
A.d=4 mm
B.沿x、y、z三个方向接入R,电源效率最大约为75%
C.沿x、y、z三个方向接入R,电流表示数均不会超量程
D.沿x、y、z三个方向接入R,R的功率最小为2 W
9.如图所示,R 、R 为定值电阻,C为电容器。闭合开关S,在滑动变阻器R的滑片向上滑动
1 2
过程中 ( )
A.电阻R 中有向下的电流
2
B.通过电阻R 电流增大
1
C.滑动变阻器R两端的电压变小
D.电容器C所带的电荷量减少
10.(2023江苏苏州二模)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是某电阻R的U-I
图像。在同等光照强度下,当它们组成闭合回路时,下列说法正确的是( )
A.电源的输出功率P=U I
2 2
B.硅光电池的内阻r=U -U
2 1
I
1
C.硅光电池的效率η=U ×100%
1
U
3
D.硅光电池的内阻消耗的热功率P=U I -U I
r 2 1 1 2
11.(2024河北保定模拟)在一次分组实验的教学活动中,某小组用如图甲所示电路做实验,
电路中R 是滑动变阻器,R 是定值电阻,滑动变阻器的滑片从左端向右端滑动,分别记录多
1 2
组电流表和电压表的示数,用这些数据在坐标纸上描点作图,得到的U-I图像如图乙中的
AB所示,下列说法正确的是 ( )
甲
乙
A.R 的最大阻值为20 Ω
1
B.R 的阻值为5 Ω
2
C.电源电动势为2 V
D.电源内阻为5 Ω参考答案
第2讲 闭合电路欧姆定律及其应用
1.D 解析 根据分压原理,电阻串联时,各电阻两端电压之比为各电阻阻值之比,故A、B
错误;根据分流原理,几个电阻并联时,通过每个电阻的电流之比为各电阻阻值的倒数之比,
故C错误,D正确。
2.A 解析 当开关 S 从位置 1 切换到位置 2 时,发现电流表示数变为原来的 1.5 倍,则
R =20 Ω,R =12 Ω,根据闭合电路欧姆定律得E=I(R +r),E=1.5I(R +r),解得r=4 Ω,电源电
1 2 1 2
动势无法得出。故选A。
3.AC 解析 当滑动变阻器R 的滑片向右移动时,滑动变阻器R 接入电路的阻值增大,回
2 2
路总电阻增大,根据闭合电路欧姆定律可知,回路总电流减小,所以电流表示数减小,故A正
U2
确;回路总电流减小,内电压减小,路端电压增大,即R 两端电压增大,由P= 可知其消耗
3
R
的功率增大,故C正确;R 两端电压增大,流过R 的电流增大,由串并联电路规律可知流过
3 3
R 和R 的电流减小,R 两端电压减小,滑动变阻器R 两端电压增大,所以电压表读数增大,
1 2 1 2
由P=UI可知滑动变阻器R 消耗的功率不一定减小,故B、D错误。
2
4.C 解析 将R 和R 等效为电源内阻,则等效电源的电动势E'= ER =6 V,等效内阻
1 2 2
R +R +r
1 2
r'= (r+R )R =5 Ω,等效电路如图所示,当滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中,R
1 2 4
r+R +R
1 2
变大,总电阻变大,总电流减小,路端电压变大,V 读数变小,则V 读数变大,因U =U +U ,
1 2 路端 1 2
可知|ΔU |小于|ΔU |,选项 A 错误;因为|ΔU |=R 不变,又 U =E'-I(R +r'),可知|ΔU |
1 2 1 1 2 3 2
ΔI ΔI
=R +r'不变,选项B错误;将R 等效为新电源的内阻,内阻为r″=r'+R =25 Ω,当外电路电阻
3 3 3
等于电源内阻时输出功率最大,则当滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中,电阻从0
增加到 30 Ω,可知 R 的功率先增大后减小,当 R =25 Ω 时,功率最大,最大值为 P=
4 4
E'2 62
= W=0.36 W,选项C正确;当滑动变阻器的滑片在a端时,电源E的外电阻为
4r″ 4×25
26 31
Ω,当滑动变阻器的滑片在b端时,电源E的外电阻为 Ω,电源E的内阻r=8 Ω,则滑
3 3动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中,电源的输出功率一直减小,选项D错误。
5.C 解析 若R 断路,外电阻增大,路端电压U增大,两灯泡A、B的电压和电流均增大,两
3
灯泡均变亮,故A错误;若R 短路,外电阻减小,总电流增大,路端电压减小,通过R 的电流减
1 3
小,则通过灯泡A的电流增大,灯泡A变亮,灯泡B的电流增大,灯泡B变亮,故B错误;R 断
2
路,外电阻增大,路端电压U增大,干路电流I减小,通过R 的电流I 增大,则通过A的电流
3 3
I =I-I 减小,灯泡A变暗,灯泡B电压U =U-I (R +R )增大,灯泡B变亮,故C正确;R 短路,
A 3 B A A 1 2
灯泡B被短路了,不亮,故D错误。
6.C 解析 闭合电路的内电阻功率P 内 =( E ) 2r,闭合电路的外电阻功率P 外 =( E ) 2R,
R+r R+r
由图像可知,当外电阻R=5 Ω时,内、外电阻的功率相等,且均为1.8 W,得E=6 V,r=5 Ω,
E2
故A、B错误;当外电阻R=0时,内电阻功率最大,此时P = =7.2 W,故C正确;当外
内max
r
电阻R=2.5 Ω时,外电阻的功率 P 外1 =( 6 ) 2×2.5 W=1.6 W,当外电阻R=10 Ω时,外
2.5+5
电阻的功率P 外2 =( 6 ) 2×10 W=1.6 W,故D错误。
10+5
7.A 解析 该电池组最多可储存电能为 E=U I t=U q =30×10×120 W·h=36 kW·h,
放 放 放 总
E
该电动汽车最长可连续工作的时间为 t= =2.4 h,该电动汽车正常工作时电流为 I=
P
P 15 000
= A=50 A,故 B、C 错误,A 正确;根据题意可知,电动汽车的机械功率为
U 30×10
P =P×90%=13.5 kW,P =Fv,又v=108 km/h=30 m/s,得F=450 N,由牛顿第三定律可知该
1 1
电动汽车匀速行驶时所受阻力为450 N,故D错误。
8.C 解析 由闭合电路欧姆定律有E=U +U =IR+IR +Ir,代入数据,沿x轴方向时,I =1
外 内 A xL
A,得 R =4 Ω,沿 y 轴方向时,I =2 A,得 R=1 Ω,根据电阻定律 R=ρ 代入数据可得 d=4
x y y
S
1
cm,沿z轴方向时R= Ω,由闭合电路欧姆定律E=IR+IR +Ir,代入数据可得沿z轴方向时
z A
4
8
I= A<3 A,故A错误,C正确;由题意可知路端电压最大为沿x轴接入电路时U =E-I r=5
z x x
3
U 5
V,根据η= x×100%= ×100%=83.3%,故B错误;根据P=I2R可知,沿x轴方向时P =4 W,
E 6 x
沿y轴方向时P =4 W,沿z轴方向时P=1.78 W,故D错误。
y z
9.A 解析 闭合开关S,在滑动变阻器R的滑片向上滑动过程中,滑动变阻器接入电路的
阻值增大,则电路总电流减小,即通过电阻R 的电流减小,故B错误;根据串联分压规律可
1
知滑动变阻器R两端的电压变大,所以电容器C两端电压增大,根据Q=CU可知电容器C
所带的电荷量增加,即电容器将充电,根据电路连接方式可知电容器上极板带正电,所以电
阻R 中有向下的电流,故A正确,C、D错误。
2
10.B 解析 由题图可知,电源的路端电压为U ,电流为I ,则电源的输出功率P=U I ,故A
1 1 1 1
错误;由闭合电路欧姆定律得U=E-Ir,当I=0时E=U,由图线a与纵轴的交点读出电动势为
E=U ,根据两图线交点处的状态可知,电阻R两端的电压为U ,则内阻r=E-U U -U ,
2 1 1= 2 1
I I
1 1
故B正确;根据题意可知,硅光电池的效率η=UI U ×100%,故C错误;根据题意可知,内阻
= 1
EI U
2
消耗的功率P=EI-UI=U I -U I ,故D错误。
r 2 1 1 1
11.A 解析 由图可知当R 的阻值最大时,对应电压和电流分别为2 V、0.1 A,则R 的最
1 1
U 2
大阻值为R = = Ω=20 Ω,故A正确;根据闭合电路欧姆定律有 E=U+I(R +r),由图
1 I 0.1 2
可知纵轴截距为2.5,斜率的绝对值为|k|=| 2-1 |=5,则电源电动势为E=2.5 V,R +r=5
2
0.3-0.1
Ω,所以电源内阻和R 的阻值都小于5 Ω,故B、C、D错误。
2
