文档内容
考点 39 闭合电路欧姆定律及其应用
（核心考点精讲精练）
1. 5年真题考点分布
2023·海南卷·T7
2022·北京卷·T9、13
闭合电路欧姆定律及 2022·江苏卷·T2
其应用 2020·北京卷·T12
2020·江苏卷·T6
2020·全国卷Ⅰ·T17
2. 命题规律及备考策略
【命题规律】近几年高考主要考查：闭合电路欧姆定律综合应用
【备考策略】
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.
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功率.
4.掌握路端电压和电流的关系及电源的U－I图像．
【命题预测】
电路的动态分析、含容电路的计算、电源的输出功率和效率是高频考点。
考向 1 电路的动态分析 电路故障问题分析
1．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，I＝0，U＝E.
②当外电路短路时，I ＝，U＝0.
短2．动态分析常用方法
(1)程序法：遵循“局部—整体—局部”的思路．
①分析步骤(如图)：
②分析时：串联电路注意分析电压关系，并联电路注意分析电流关系．
(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．
←R↑→
3．电路故障一般是短路或断路，常见的情况有导线断芯、灯泡断丝、灯座短路、电阻器内部断路、接触
不良等现象。
（1）两种常见故障的特点
①断路特点：表现为路端电压不为零而电流为零。
②短路特点：用电器或电阻发生短路，表现为有电流通过电路但用电器或电阻两端电压为零。
（2）检查故障的两种基本方法
(a)仪表检测法
①电压表检测：如果电压表示数为零，说明电压表上无电流通过，则可能在与电压表并联的路段之外有断
路，或与电压表并联的路段完全短路。
如果电压表有示数，说明电压表上有电流通过，则在与电压表并联的路段之外无断路，且与电压表并联的
路段内电阻值不为零(可能无短路，也可能部分短路)。
②电流表检测：当电路中接有电源时，可用电流表测量各部分电路上的电流，通过对电流值的分析，可以
确定故障的位置。在运用电流表检测时，一定要注意电流表的正负接线柱和量程。
③欧姆表检测：当测量值很大时，表示该处断路；当测量值很小或为零时，表示该处短路。在运用欧姆表
检测时，外电路一定要切断电源。
(b)假设法
已知电路发生某种故障，寻找故障发生在何处时，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，运用闭合电路或部分电路的欧姆定律进行分析。若分析结果与题述物理现象不符合，则故障
不是发生在这部分电路；若分析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，此方法亦称排除法。
（2023秋·辽宁盘锦·高三辽河油田第二高级中学校考期末）如图所示电路中，电源电动势为 E，内阻为r。
开关S闭合后，平行金属板中的带电液滴处于静止状态，电流表和电压表均为理想电表， 为光敏电阻（阻值随光照强度的增大而减小），当光照强度减小时，下列说法正确的是（ ）
A． 的功率不变
B．电压表、电流表示数都增大
C．电压表示数增大，电流表示数减小
D．电容器C所带电荷量增加，液滴向上加速运动
（2023秋·北京海淀·高三人大附中校考开学考试）如图所示电路，电源内阻不可忽略。开关 S闭合后，在
变阻器R 的滑动端向下滑动的过程中（ ）
0
A．电压表与电流表的示数都增大 B．电压表与电流表的示数都减小
C．电源的输出功率一定增大 D．电源的效率（输出功率与总功率的比值）一定增大
考向 2 闭合电路的功率及效率问题
1.电源的功率和效率
任意电路：P ＝EI＝P ＋P
总 出 内
总功率 E2
纯电阻电路：P ＝I2（R＋r）＝
总 R+r
内部功率 P ＝I2r＝P －P
内 总 出
任意电路：P ＝UI＝P －P
出 总 内
输出
E2R
功率 纯电阻电路：P ＝I2R＝
出 (R+r)2
P U
出
任意电路：η＝ ×100%＝ ×100%
P E
总
效率
R
纯电阻电路：η＝ ×100%
R+r2.P 与外电阻R的关系图像的三点说明（如图所示）
出
E2
（1）当R＝r时，输出功率最大，P ＝ 。
m 4r
（2）当R“接近”r时，P 增大，当R“远离”r时，P 减小。
出 出
（3）当P ＜P 时，每个输出功率对应两个可能的外电阻R 和R，且RR＝r2。
出 m 1 2 1 2
【特别提醒】闭合电路中功率的最值问题
(1)定值电阻的功率：P ＝I2R
定
R为定值电阻，P 只与电流有关系，当R 最大时，I最小，P 最小，当R 最小时，I最大，P 最大。
定 外 定 外 定
(2)电源的输出功率：当R ＝r时，P 最大，P ＝。
外 出 m
(3)变化电阻的功率
利用等效思想，把除变化电阻之外的其他的定值电阻等效成电源的内阻r′，则变化电阻的功率即为等效以
后的电源的输出功率，即当R ＝r′时，P 有最大值。
变 变
（2023·全国·模拟预测）如图，电路中三个电阻R、R 和R 的阻值分别为R、2R和4R。当开关S 断开、S
1 2 3 1 2
闭合时，电源输出功率为 ；当S 闭合、S 断开时，电源输出功率也为 。则下列说法正确的有（ ）
1 2
A．电源电动势
B．电源电动势
C．当S、S 都断开时，电源的总功率为2P
1 2 0
D．当S、S 都断开时，电源的总功率为4P
1 2 0
（2023·湖北·模拟预测）如图所示，曲线C 、C 是闭合回路中内、外电路消耗的电功率随电流变化的图线。
1 2
由该图可知下列说法中错误的是（ ）A．电源的电动势为E=4V内电阻为r=1 Ω
B．短路电流为4A
C．电源输出功率最大值为4 W
D．曲线C 是外电路消耗的电功率随电流变化的图线，C 是内电路消耗的电功率随电流变化的图线。
1 2
考向 3 两类 U － I 图像的比较与应用
两类U－I图像的比较
图像上 物理意义
的特征 电源UI图像 电阻UI图像
图形
图像表示的物理量变 电源的路端电压随电路电流的变 电阻两端电压随电流的变化
化关系 化关系 关系
与纵轴交点的纵坐标表示电源电
过坐标轴原点，表示没有电
图线与坐标轴交点 动势E，与横轴交点的横坐标表
压时电流为零
示电源短路电流
图线上每一点坐标的
表示电源的输出功率 表示电阻消耗的功率
乘积UI
图线上每一点对应的 表示外电阻的大小，不同点对应 每一点对应的比值，表示此
U、I比值 的外电阻大小不同 电阻的大小
图线的斜率的绝对值 电源内电阻r 电阻大小
在同一坐标系中，两图线交点坐标(U，I)，既表示用该电源与该
n n
电阻组成回路时的路端电压和电路中的电流，也表示电阻两端电
联系
压及其电流；P＝IU 既表示此时电源的输出功率，也表示此时电
n n
阻的实际功率
（2023·全国·模拟预测）在如图所示的图像中，直线 A为某一电源的路端电压与电流的关系图像，直线 B
为某一电阻R的伏安特性曲线，用该电源直接与电阻R相连组成闭合电路，由图像可知（ ）A．电源的电动势为3V，内阻为2Ω B．电源的输出功率为2W
C．电阻R的阻值为1Ω D．电源的效率为33.3%
（多选）（2023·湖北·模拟预测）在如图甲所示电路中，闭合开关S，图乙中三条图线分别表示了三个电压
表示数与电流表示数随滑动触头P滑动的过程中变化的情况，以下说法正确的是（ ）
A．滑动变阻器的滑动触头P向上滑动，电流表示数逐渐变大
B．图线a表示的是电压表 的示数随电流表示数变化的情况
C．此过程中电压表V 示数的变化量ΔU 和电流表示数变化量ΔI比值的绝对值为 的阻值
3 3
D．此过程中电压表V 示数的变化量ΔU，电压表V 示数的变化量ΔU，电压表V 示数的变化量ΔU 和电
1 1 2 2 3 3
流表示数变化量ΔI满足关系式
考向 4 含容电路的分析
1．电路简化
把电容器所在的支路稳定时视为断路，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)电容器所在的支路中没有电流，与之串联的电阻两端无电压，相当于导线．
(2)电容器两端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（多选）（2023·河北沧州·河北省吴桥中学校考模拟预测）某电路图如图所示，电源电动势 ，内阻
不计，电阻均为定值电阻，且 ，电容器的电容C=100μF，电流表是理想电流表。则在滑片P从最
右端缓慢滑到最左端的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．电流表的示数先变小后变大
B．电流表的示数先变大后变小再变大
C．电容器上电荷量的变化量为零
D．电容器上电荷量的变化量为
（多选）（2023·贵州黔东南·校考模拟预测）如图，电源电动势为E、内阻为r， 为定值电阻，电容器的
电容为C，现将滑动变阻器的滑片由最上端缓慢地向下滑动，电压表示数变化量的绝对值分别为 、
，电流表示数变化量的绝对值为 ，已知 ，滑动变阻器的最大阻值大于r，下列说法正确的是
（ ）
A． 、 示数增大，A的示数减小
B． 、 、A的示数均增大
C． 两端电压增大
D．电容器增加的电荷量为
【基础过关】
1．（2023·海南海口·海南中学校考三模）如图所示，一手持迷你小风扇内安装有小直流电动机，其线圈电阻为R ，额定电压为U，额定电流为I。将它与电动势为E、内电阻为r的直流电源连接，电动机恰好正常
M
工作，则（ ）
A．电源的输出功率为EI
B．电动机的总功率为I2R
M
C．电动机消耗的热功率为I2r
D．电动机输出的机械功率为
2．（2023·海南海口·统考模拟预测）如图所示的电路，有定值电阻 、 ，滑动变阻器 、电流表、电
压表、电容器，内阻不能忽略的电源。开关 闭合，滑动变阻器 滑片向上滑动，待电路稳定后，与滑动
前相比，下列说法正确的是（ ）
A．电源的效率增加 B．电压表示数减小
C．电容器电量增加 D．电流表示数减小
3．（2023·海南·统考模拟预测）如图，电阻丝 的总电阻为 ，其电阻率不随温度的变化而改变。将它
与电阻值为R的定值电阻串联接在内阻不计的电源两端，电压表为理想电表。闭合开关 S，将滑片P由a
向b移动，则金属丝两端的电压U和功率P（ ）
A．U不变 B．U增大
C．P减小 D．P先增大后减小4．（2023秋·江苏南通·高三统考期末）如图所示电路，电源电动势为E，内阻为r。闭合开关，调节滑动
变阻器滑片，电压表示数为 U、电流表示数为 I。电源的总功率 P与电压U、电流I的关系正确的是
（ ）
A． B．
、C． D．
5．（2023秋·江苏扬州·高三校联考期末）合肥工业大学科研团队成功研制出兼具自修复性和高导电性的弹
性导体，其阻值会随着机械形变而发生变化。如图所示，电压表和电流表是理想电表，a、b两点之间连接
一弹性导体。在中间悬挂重物后，下列说法不正确的是（ ）
A．弹性导体电阻变大
B．定值电阻R的功率变小
C．电压表示数变大
D．弹性导体消耗的功率一定变大
6．（多选）（2023·河北邢台·河北巨鹿中学校联考三模）某磁敏电阻R的阻值随外加磁场的磁感应强度B
的增大而增大。有一位同学利用该磁敏电阻设计了一款可以测量小车加速度的实验装置，如图所示，条形
磁铁的左、右两端分别连接两根相同的轻质弹簧，两弹簧的另一端固定在小车两侧的竖直挡板上，磁铁可
以相对小车无摩擦左右移动，下列说法正确的是（ ）A．当小车向右做加速直线运动时，电流表示数变大
B．当小车向右做减速直线运动时，电压表示数变小
C．当小车向左做加速直线运动时，电流表示数变大
D．当小车向左做减速直线运动时，电压表示数变小
7．（多选）（2023春·北京·高三统考期末）如图所示为某小组设计的电子秤原理图。轻质托盘与竖直放置
的轻弹簧相连。R 为定值电阻，滑动变阻器R的滑片与弹簧上端连接。当盘中没有放物体时，滑片刚好位
0
于滑动变阻器的最上端。该小组用理想电压表的示数 U反映待测物体的质量m；用单位质量变化下，电压
表示数变化量的绝对值 描述电子秤的灵敏度。不计一切摩擦，弹簧始终处于弹性限度内，下列操作中
会降低电子秤灵敏度的是（ ）
A．仅减小电源电动势
B．仅增大电阻R 的阻值
0
C．仅减小弹簧的劲度系数
D．仅增大滑动变阻器接入电路的阻值
8．（多选）（2023秋·湖南常德·高三津市市第一中学校考开学考试）如图所示，电源电动势为E、内阻为
r， 、 、 为定值电阻（阻值均大于电源内阻r），电压表和电流表可视为理想电表。开关S闭合时，
一带电油滴P恰好能静止在平行金属板之间，若将滑动变阻器R的滑片向b端移动，下列说法正确的是（
）
A．油滴将向上运动
B．电压表的示数变小、电流表的示数变大C．电源的输出功率逐渐增大、电源的效率逐渐减小
D． 消耗的功率变大， 消耗的功率变小
9．（多选）（2023·全国·模拟预测）如图甲所示，其中R两端电压U随通过该电阻的直流电流I的变化关
系如图乙所示，电源电动势为7.0 V（内阻不计），且 （不随温度变化）。若改变R ，使AB与
2
BC间的电压相等，这时（ ）
A．R的阻值约为2000 Ω
B．R的阻值约为1333 Ω
C．通过R的电流为1.5 mA
D．R两端的电压为4 V
10．（多选）（2023·山东·模拟预测）为响应学校创建绿色校园的倡议，某同学利用光敏电阻的特性（光
照强度增加时，其电阻值减小），设计了如图所示节能照明电路，可使电灯的亮度随周围环境亮度的改变
而改变。电源电动势为E，内阻为r， 为光敏电阻。现增加光照强度，则下列判断正确的是（ ）
A．电源路端电压变大 B． 两端电压变大
C．B灯变暗，A灯变暗 D．该同学的设计符合节能要求
【能力提升】
11．（2023·海南·校联考一模）如图所示为某城市道路上安装的光控节能路灯的原理图，当周围环境的亮
暗程度发生变化时，电路中的光敏电阻阻值会随光照增强而变小。已知电源电动势为 ，内阻为 ， 为
光敏电阻，A、B为两个路灯。当周围环境变亮时，闭合开关S，下列判断正确的是（ ）A．两灯都变亮 B．电源的总功率变小
C．电源的输出功率变小 D．电源的效率变低
12．（2023·广东江门·江门市新会第一中学校考一模）小明同学乘电动汽车出行，当汽车以 的速度
匀速行驶时，在该车的行车信息显示屏上看到了如下信息，电池组输出电压 ，电流为 。已知该
车电机及传动系统将电能转化为机械能的效率约为 ，则此时该车（ ）
A．电池组输出的电功率约为 B．牵引力的功率约为
C．受到的阻力约为 D．受到的牵引力约为
13．（2023·江苏南京·统考三模）某牧场设计了一款补水提示器，其工作原理如图所示，水量增加时滑片
下移，电表均为理想电表。下列说法正确的是（ ）
A．若选择电压表，水量增多时电压表示数变大
B．若选择电流表，水量增多时电流表示数变小
C．若选择电流表，与电压表相比，电路更节能
D．若选择电压表，增加 可提高灵敏度
14．（2023·广东·模拟预测）热水器中，常用热敏电阻实现温度控制。如图是一学习小组设计的模拟电路，
为加热电阻丝， 为正温度系数的热敏电阻（温度越高电阻越大），C为电容器。S闭合后，当温度升
高时（ ）
A．电容器C的带电荷量增大
B．灯泡L变暗
C．电容器C两板间的电场强度减小
D． 消耗的功率增大
15．（2023·天津静海·静海一中校考模拟预测）小怀同学希望利用电学方法对长度进行测量，电路图如下，其中电源电动势为6V，内阻为1，电流表量程为 ，内阻为1，有一长方体导体材料R，x、y、z
方向上棱长分别为dcm、2cm、1cm，先将R沿x轴方向接入电路，电流表示数1A，再将R沿y轴方向接
入电路，电流表示数2A，则下列说法正确的是（ ）
A．
B．沿x、y、z三个方向接入R，电源效率最大约为
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2W
16．（2023·河北石家庄·统考三模）在如图所示电路中，电源电动势 ，内阻 ，定值电阻
， ， ，滑动变阻器 的取值范围为0～ ，所打电表均为理想电表。闭合开
关S，在滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中，电压表 、电压表 、电流表A示数的变化量分别
为 、 、 。下列说法正确的是（ ）
A． 大于
B． 不变， 增大
C． 的功率先增大后减小，最大值为0.36W
D．电源的输出功率先增大后减小，最大值为4.5W
17．（2023·海南·统考模拟预测）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
B．电源的内阻为
C．曲线A的最大功率为
D．外电阻取 时外电阻的功率是外电阻取 时外电阻的功率的
18．（2023·河北保定·统考二模）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往右滑动，分别记录多组电流表和电压表的
1 2
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，下列说法中正确的是
（ ）
A．R 的最大阻值为20Ω B．R 的阻值为5Ω
1 2
C．电源电动势为2V D．电源内阻为5Ω
19．（2023·重庆·校联考模拟预测）2022年8月，重庆持续高温，多地发生火灾。为预防火灾，某学习小
组设计安装如图所示的简易火灾报警器，其中R 为定值电阻，R 为热敏电阻（其阻值随温度升高而减小）。
0 T
当热敏电阻R 所在处出现火情时，电流表示数I和电压表示数U的变化情况是（ ）
T
A．I和U均减小 B．I和U均增大
C．I增大，U减小 D．I减小，U增大
20．（2023·江苏镇江·统考三模）如图所示，直线A、B分别为电源a、b的路端电压与电源电流的关系图
像，将一定值电阻 分别接到a、b两电源上， 功率相等。则（ ）A．电源a、b效率相同
B．电源a的内阻更大
C．若将定值电阻换为大于 的电阻，电源b的输出功率大于电源a的输出功率
D．若将定值电阻换为小于 的电阻，电源b的功率大于电源a的功率
21．（2023秋·浙江·高三校联考开学考试）恒流源是一种特殊的电源，其输出的电流能始终保持不变；恒
压源也是一种特殊的电源，其输出的电压能始终保持不变。如图所示，电路中电流表、电压表均为理想电
表，当滑动变阻器的滑动触头向上滑动时。电压表示数的变化量大小为 ，电流表示数的变化量大小为
，下列说法正确的是（ ）
A．当电源为恒流源时，电压表示数U变小
B．当电源为恒压源时，电流表示数I变大
C．当电源为恒流源时， 不变
D．当电源为恒压源时，电源的输出功率增大
22．（多选）（2023春·湖南·高三校联考开学考试）如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，R 、
1
R 为定值电阻，R>r，R 为滑动变阻器，C为下极板接地的平行板电容器，电表均为理想电表。初始状态
2 1 3
的S 和S 均闭合，滑片P位于中点，此时两极板之间的固定带电油滴M所受电场力恰好与重力平衡。下
1 2
列说法正确的是（ ）
A．若保持S 闭合，S 断开，滑片P向下移动，则电源总功率和输出功率均减小
1 2B．若保持S 闭合，S 断开，滑片P向上移动，则A 示数和电源效率均增大
1 2 1
C．若仅将上极板向下平移一小段距离，则V的示数不变带电油滴M的电势能减小
D．若仅将下极板向下平移一小段距离，则M的电势能增大，流过A 的电流方为a→b
2
23．（多选）（2023·全国·模拟预测）如图所示电路中，滑片P位于滑动变阻器R 正中间，电源内阻不能
2
忽略，两个电压表均为理想电表。当滑动变阻器R 的滑片P滑动时，下列说法正确的是（ ）
2
A．P向a端滑动过程中，V 示数逐渐增大，V 示数逐渐减小
1 2
B．P向a端滑动过程中，R 消耗的功率一定逐渐减小
2
C．P向b端滑动过程中，V 示数变化量的绝对值小于V 示数变化量的绝对值
1 2
D．P向b端滑动过程中，V 示数变化量的绝对值与流过R 的电流变化量绝对值的比值保持不变
1 2
24．（多选）（2023·湖南岳阳·统考二模）某实验小组发现一个滑动变阻器发生了断路故障，为了检测断
路的位置，实验小组设计了如图所示的电路， 、 、 、 、 是滑动变阻器上间距相同的五个位置（ 、
为滑动变阻器的两个端点）。某实验小组将滑动变阻器的滑片 分别置于 、 、 、 、 、 （ 是 、
间某一位置）进行测量，把相应的电流表示数记录在下表中。已知定值电阻阻值为 ，电源内阻和电流
表内阻可忽略。下列说法正确的是（ ）
的位置
电流表示数（A） 1.80 0.90 0.60 0.45 1.80
A．滑动变阻器 间发生了断路
B．滑片 位于 处的电流表示数的可能值为0.85A
C．滑片 位于 处的电流表示数的可能值为0.40A
D．若滑动变阻器未断路时，其电阻丝的总电阻为
25．（多选）（2023·海南省直辖县级单位·文昌中学校考模拟预测）在如图所示的电路中，三只灯泡均发
光，当滑动变阻器的滑片向右滑动到某一位置时， 、 和 中的电流变化量的绝对值分别为 、和 ，则（ ）
A． 、 均变亮，而 变暗 B．
C． D．
26．（多选）（2023·湖南邵阳·统考模拟预测）如图所示，电源电动势为E、内阻为r，滑动变阻器总电阻
为R，所有电表均为理想表。当滑片由左向右滑动时，关于各表示数变化描述正确的是（ ）
A．A 示数可能先增大再减小
1
B．A 示数可能先减小再增大
2
C．A 示数一定先减小再增大
3
D．V示数一定一直增大
【真题感知】
27．（2023·海南·统考高考真题）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． C． D．
