文档内容
第40讲 闭合电路欧姆定律及应用
目录
01、考情透视，目标导
航
02、知识导图，思维引航.............................................................................................2
03、考点突破，考法探究.............................................................................................2
考点一 串、并联电路分析 电表的改装原理...........................................................2
知识点1．串、并联电路的特点......................................................................2
知识点2.串、并联电路几个常用的推论.........................................................3
知识点3．电表的两种改装的比较..................................................................3
考向1．串联电路的分析与计算......................................................................3
考向2．并联电路的分析与计算......................................................................4
考向3．混联电路分析......................................................................................4
考向4.电表的改装.............................................................................................5
考点二 闭合电路欧姆定律.........................................................................................5
知识点1．电源..................................................................................................5
知识点2．闭合电路欧姆定律..........................................................................6
知识点3．路端电压与外电阻的关系..............................................................6
知识点4．总电阻变化的几种情况..................................................................6
知识点5.闭合电路动态分析的常用方法.........................................................6
知识点6.含电容器电路的处理方法.................................................................7
考向1.闭合电路的有关计算.............................................................................7
考向2.闭合电路的动态分析.............................................................................8
考向3.含电容器电路的分析.............................................................................8
考点三 闭合电路的功率和效率问题...........................................................................9
知识点1．电源的总功率..................................................................................9
知识点2．电源内部消耗的功率......................................................................9
知识点3．电源的输出功率..............................................................................9
知识点4．电源的效率......................................................................................9
考向1 闭合电路功率问题的定性分析........................................................10
考向2 闭合电路功率问题的定量计算........................................................10
考点四 电源的U－I图像与电阻的U－I图像的比较...........................................12
考向1 电源的U-I图像的理解及应用.........................................................12
考向2 两类U-I图像的综合应用.................................................................13
04、真题练习，命题洞见...........................................................................................142023·海南·高考物理第6题
考情
2023·北京·高考物理第5题
分析
2022·江苏·高考物理第8题
目标1.了解电动势的物理意义，理解并掌握闭合电路的欧姆定律。
复习
目标2.会用闭合电路欧姆定律分析电路的动态变化。
目标
目标3.会计算涉及电源的电路功率。
目标4.掌握路端电压和电流的关系及电源的U－I图像。考点一 串、并联电路分析 电表的改装原理
知识点1．串、并联电路的特点
串联电路 并联电路
电流 I＝I ＝ I ＝ … ＝ I I＝I ＋ I ＋ … ＋ I
1 2 n 1 2 n
电压 U＝U ＋ U ＋ … ＋ U U＝U ＝ U ＝ … ＝ U
1 2 n 1 2 n
电阻 R＝R ＋ R ＋ … ＋ R ＝＋＋…＋
1 2 n
＝＝…＝ PR＝PR＝…＝PR
1 1 2 2 n n
功率分配
P ＝P＋P＋…＋P
总 1 2 n
知识点2.串、并联电路几个常用的推论
(1)串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的总电阻。
(2)并联电路的总电阻小于其中任一支路的总电阻。
(3)无论电阻怎样连接，每一段电路的总电功率P总是等于各个电阻的电功率之和。
(4)无论是串联电路还是并联电路，电路中任意一个电阻变大时，电路的总电阻变大。
知识点3．电表的两种改装的比较
改装成大量程电压表 改装成大量程电流表
内部电路
改装原理 串联分压 并联分流
所需电阻阻值 R＝－R R＝
g
改装后的量程 U＝I(R＋R) I＝I
g g g
校准电路考向1．串联电路的分析与计算
1.(多选)如图所示，已知R＝10 Ω，R＝5 Ω，R 两端的电压为6 V，R 两端的电压为12 V，则( )
1 3 1 2
A．电路中的电流为2.4 A
B．电路中的电流为0.6 A
C．R 为20 Ω
2
D．ab两端的总电压大小为24 V
【答案】BC
【解析】：电路中电流I＝＝0.6 A，故A错误，B正确；R ＝＝20 Ω，故C正确；ab两端的总电压为U＝
2
U＋U＋IR ＝21 V，故D错误。
1 2 3
考向2．并联电路的分析与计算
2.如图，虚线框内为改装好的电表，M、N为新电表的接线柱，其中灵敏电流计G的满偏电流为200 μA，
已测得它的内阻为490 Ω，图中电阻箱读数为10 Ω。现将M、N接入某电路，发现灵敏电流计G刚好满偏，
则根据以上数据计算可知( )
A．M、N两端的电压为1 mV
B．M、N两端的电压为100 mV
C．流过M、N的电流为2 μA
D．流过M、N的电流为10 mA
【答案】D
【解析】： M、N两端电压U＝IR ＝200×10－6×490 V＝98 mV，A、B错误；流过M、N的电流为I＝I
g g g
＋＝200×10－6 A＋ A＝10 mA，C错误， D正确。
考向3．混联电路分析
3.如图所示，四个完全相同的灯泡，亮度最高的是( )
A．L B．L C．L D．L
1 2 3 4【答案】A
【解析】： 四个完全相同的灯泡，L 、L 串联电流相同，L 、L 亮度相同；L 与L 、L 并联，并联两支
2 3 2 3 4 2 3
路两端电压相同，故L 两端电压等于L 、L 各自两端电压之和，故L 比L 、L 都亮；L 在干路上，电流
4 2 3 4 2 3 1
大小等于两支路电流之和，故流过L 电流最大，亮度最高。故选A。
1
考向4.电表的改装
4.在如图所示的电路中，灵敏电流计G的内阻为R ＝10 Ω，满偏电流为I ＝1 mA，R ＝990 Ω，R ＝ Ω。
g g 1 2
下列说法正确的是( )
A.当S 和S 均断开时，可改装成为电流表
1 2
B.当S 和S 均断开时，改装成的是量程为1 kV的电压表
1 2
C.当S 和S 均闭合时，改装成的是量程为10 mA的电流表
1 2
D.当改装为电流表时，仅闭合开关S 时的量程比开关S 和S 均闭合时大
1 1 2
【答案】 D
【解析】 当S 和S 均断开时，此时表头G与电阻R 串联，根据串并联电路的原理可知串联分压，此时
1 2 1
改装成的是电压表，故A错误；当S 和S 均断开时，根据改装原理，改装成的电压表的量程为U＝I(R ＋
1 2 g g
R)＝1×10－3×(10＋990) V＝1 V，故B错误；当S 和S 均闭合时，此时表头G与电阻R 并联，根据串并联
1 1 2 2
电路的原理可知并联分流，此时改装成的是电流表，而根据改装原理可得改装后电流表的量程为 I＝I ＋＝
g
1 mA＋999 mA＝1 A，故C错误；当改装成电流表时，若只闭合S ，此时可将电阻R 与表头G等效为一个
1 1
内阻为R′＝1 000 Ω的电流表，然后再和R 并联，改装成新的电流表，此电流表的量程为 I′＝I ＋＝99.901
g 2 g
A，故D正确。
考点二 闭合电路欧姆定律
知识点1．电源
(1)电动势
①定义：非静电力所做的功与所移动的电荷量的比值，E＝；
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。
知识点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；(2)公式：I＝(只适用于纯电阻电路)；
(3)其他表达形式
①电势降落表达式：E＝U ＋U 或E＝U ＋Ir；(适用于任意电路)
外 内 外
②功率表达式：EI＝UI＋ I 2 r 。
知识点3．路端电压与外电阻的关系
(1)一般情况：U＝IR＝·R＝，当R增大时，U增大；
(2)特殊情况：
①当外电路断路时，I＝0，U＝E；
②当外电路短路时，I ＝，U＝0。
短
知识点4．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 与用电器并联，另一段R
并 串
与并联部分串联。A、B两端的总电阻与R 的变化趋势一致。
串
(4)在一个定值电阻R和一个可变电阻R 组成的如图乙所示的电路中，两支路电阻越趋于相等，乙图中电路
0
电阻越大，两支路电阻相等时，乙图中电路电阻最大。
知识点5.闭合电路动态分析的常用方法
(1)程序法：遵循“局部—整体—局部”的思路。
(2)结论法：“串反并同”，应用条件为电源内阻不为零。
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。知识点6.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，简化电路时可以去掉此
支路，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，电容器两极板间的电压等于与之并联的电阻两端的电压。
(3)电容器的电荷量及变化
①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
压降低，电容器将通过与它连接的电路放电。
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|Q－Q|。
1 2
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Q＋Q。
1 2
考向1.闭合电路的有关计算
1.电源、开关、小灯泡、电压表等连接成如图所示的电路，小灯泡上标有“0.6 A 1.5 W”字样，电源的电
动势为3 V，电压表为理想电表、导线电阻不计。闭合开关，小灯泡恰好正常发光，则电源的内阻约为(
)
A.0.30 Ω B.0.83 Ω
C.1.2 Ω D.1.5 Ω
【答案】 B
【解析】 小灯泡正常发光，则路端电压为U＝＝ V＝2.5 V，根据闭合电路的欧姆定律可得电源的内阻为
r＝＝ Ω≈0.83 Ω，故B正确。
考向2.闭合电路的动态分析
2.在如图所示的电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向下滑动时，V、A、V 、V 四个理想电表的
1 2
示数都发生变化，电表的示数分别用U、I、U、U 表示，下列判断正确的是( )
1 2
A.I减小，U 增大
1
B.I减小，U 减小
2
C.电压表V 的示数与电流表A示数之比不变
2
D.电压表V的示数与电流表A示数之比变大【答案】 D
【解析】当滑动变阻器的滑片P向下滑动时，R 接入电路的阻值变大，外电路总电阻变大，由闭合电路欧
2
姆定律可知，总电流I变小，路端电压U变大，R 两端的电压U ＝IR 减小，R 的电压U ＝U－U 增大，
1 1 1 2 2 1
故A、B错误；电压表V 的示数与电流表A示数之比为电阻R 的阻值，R 变大，故C错误；电压表V的
2 2 2
示数与电流表A示数之比为外电路总电阻，外电路总电阻变大，故D正确。
考向3.含电容器电路的分析
3.如图所示电路，已知电源电动势为E，内阻不计，电容器电容为C，闭合开关K，待电路稳定后，电容器
上电荷量为( )
A.CE B.CE
C.CE D.CE
【答案】 C
【解析】 由电路的串并联规律可知，电阻3R两端的电压为，电阻R两端的电压为，则电容器两极板间
电势差ΔU＝，电容器上的电荷量Q＝CΔU＝CE，C正确。
考点三 闭合电路的功率和效率问题
知识点1．电源的总功率
(1)任意电路：P ＝IE＝IU ＋IU ＝P ＋P 。
总 外 内 出 内
(2)纯电阻电路：P ＝ I 2 ( R ＋ r ) ＝。
总
知识点2．电源内部消耗的功率
P ＝ I 2 r ＝IU ＝P －P 。
内 内 总 出
知识点3．电源的输出功率
(1)任意电路：P ＝IU＝IE－I2r＝P －P 。
出 总 内
(2)纯电阻电路：P ＝ I 2 R ＝。
出
知识点4．电源的效率
(1)任意电路：η＝×100%＝×100%。
(2)纯电阻电路：η＝×100%。
5．纯电阻电路中电源的最大输出功率(如图)P ＝UI＝I2R＝R＝
出
＝。
当R＝r时，电源的输出功率最大，为P ＝。
m
由P 与外电阻R的关系图像可知：
出
①当R>r时，随着R的增大输出功率越来越小。
②当R
