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2024 年高考物理一轮复习热点重点难点夯练与提升
专题51 闭合电路的功率问题、动态分析问题、含容电路问题和故障分析问题
特训目标
特训内容
目标1
闭合电路的功率问题（1T—4T）
目标2
闭合电路的动态分析问题（5T—8T）
目标3
闭合电路的含容电路问题（9T—12T）
目标4
闭合电路的故障分析问题（13T—16T）
【特训典例】
一、闭合电路的功率问题
1．如图所示，一直流电动机与电阻
串联在电源上，电源的电动势
，内阻
，闭合开关后，
理想电压表示数
，理想电流表示数
，已知电动机线圈的电阻
，则下列说法中正确
的是（ ）
A．
B．电源的输出功率为
C．电动机的输入功率为
D．电动机的输出功率为
【答案】D
【详解】A．因为理想电压表示数
，理想电流表示数
，电源内阻
，电源的电动势
，所以根据闭合电路欧姆定律可得
解得
，A 错误；
B．由题可得
解得
，B 错误；
C．电动机的输入功率为
，C 错误；
D．电动机的输出功率为
解得
，D 正确。故选D。
2．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
1
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压U 和电流I 的关系图象，图线b 是某纯电阻电器的U﹣I 图象。则在该光照强度下，把该电池和该电器组
成一个电路时，电池的（ ）
A．内阻为6.5Ω
B．输出功率为12.5W
C．内耗功率为0.22W
D．效率为69.2%
【答案】C
【详解】A．根据闭合电路欧姆定律得
当I=0 时，E=U，由a 与纵轴的交点读出电动势为
E=3.6V，根据两图线交点处的状态可知，电阻的电压为2.5V，电流为0.2A，则内阻
，
A 错误；
B．电源的路端电压为2.5V，电流为0.2A，则输出功率为
，B 错误；
C．内阻消耗的功率为
，C 正确；
D．电池的效率为
，D 错误。故选C。
3．图甲为某元件R 的U－I 特性曲线，把它连接在图乙所示电路中。已知电源电动势E＝5V，内阻r＝
2Ω，定值电阻R0＝3Ω。闭合开关S 后，电源的总功率约为（ ）
A．1.5W
B．2W
C．3W
D．3.25W
【答案】B
【详解】设非线性元件的电压为U，电流为I，由欧姆定律得U＝E－I(R0＋r)代入数据得U＝5－5I
2
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则可看成等效电源和等效内阻的关系U＝E′－Ir′＝5－5I 在U－I 图象中画出如图所示
两图线交点坐标为(0.4 A，3.0 V)，则电源的总功率约为
故选B。
4．如图甲所示的电路，其中电源电动势E=6V，内阻r=2Ω，定值电阻R=4Ω，已知滑动变阻器消耗的功率P
与其接入电路的有效阻值RP的关系如图乙所示。则下列说法中正确的是（ ）
A．图乙中R1=6Ω，R2=9Ω
B．图甲中定值电阻R 的最大功率是2W
C．图乙中滑动变阻器的最大功率P2=2W
D．调节R2的阻值，不能使电源以最大的功率
输出
【答案】D
【详解】AC．由图乙知，当
时，滑动变阻器消耗的功率最大，最大功率
由图乙知，滑动变阻器的阻值为3Ω 与阻值为R2时消耗的功率相等，有
解得
故AC 错误；
B．R 是定值电阻，流过R 的电流越大，R 的功率越大，当
时，电路中有最大电流
3
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R 的最大功率
故B 错误；
D．即使
，外电阻R 也大于r，电源不可能有最大功率
输出，故D 正确。故选D。
二、闭合电路的动态分析问题
5．网课学习离不开智能手机，智能手机有自动调节屏幕亮度的功能，光照强度变大时屏幕变亮，反之变
暗，其简化电路如图。图中电路元件
、
中一个为定值电阻，另一个为光敏电阻（其有“阻值随光照强
度的减小而增大”这一特性）。该电路可实现“有光照射光敏电阻时小灯泡变亮，反之变暗”这一功能，
假设灯泡的电阻不变，由分析可得下列说法正确的是（ ）
A．
为定值电阻，
为光敏电阻
B．有光照射时路端电压一定减小
C．有光照射时电源的输出功率一定增大
D．电阻
两端电压变化量的绝对值小于灯泡两端电压变化量的绝对值
【答案】B
【详解】A．若
是光敏电阻，光照射
时，
阻值减小，则电路总电阻减小，总电流增大，电源内电压
增大、外电压减小，流过
和小灯泡的电流减小，灯泡的实际功率变小，小灯泡变暗，不符合题意，若
是光敏电阻，光照射
时，
阻值减小，则电路总电阻减小，总电流增大，电源内电压增大、外电压减小，
两端电压减小，流过
的电流减小，流过
和小灯泡的电流增大，小灯泡的实际功率变大，小灯泡变亮，
由以上分析可知，
为光敏电阻，
为定值电阻，故A 错误；
BD．由A 分析可知，
是光敏电阻，照射
时，
阻值减小，则电路总电阻减小，总电流增大，电源外电
4
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压减小，流过
和小灯泡的电流增大，则小灯泡两端的电压增大，电阻
两端的电压减小，由串联分压原
理可知，由于外电压减小，则电阻
两端电压变化量的绝对值大于灯泡两端电压变化量的绝对值，故C 错
误，B 正确；
C．当
时，电源输出功率最大，但各个电阻具体参数未知，无法确定出
与的大小关系，则无法
判断有光照射时电源的输出功率是否一定增大，故C 错误；故选B。
6．如图所示，当滑动变阻器
滑片向右滑动一小段距离后，理想电流表
、
的示数变化量的绝对值
分别为
、
，理想电压表
的示数变化量的绝对值为
，下列说法中正确的是（ ）
A．电压表
的示数增大
B．
小于
C．
与
比值等于
D．电源
的效率增大
【答案】B
【详解】A．当滑动变阻器
滑片向右滑动一小段距离后，滑动变阻器
的阻值变小，则电路的总电阻变
小，根据欧姆定律可得，总电流变大，即电流表A1的示数变大，根据
可知路端电压变小，即电
压表的示数减小，故A 错误；
B．由于路端电压变小，可得通过
的电流
减小，又因为总电流
增大，则通过滑动变阻器
的电流
增大，且因为
可知
的增加量比
的增加量大，即
小于
，故B 正确；
C．根据欧姆定律可得
可得
故C 错误；
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D．当电源的效率为
可知外电路电阻减小，则电源的效率减小，故D 错误；故选B。
7．范老师某天晚上喝了点酒，代驾帮他开车回家，路上遇到交警正在查酒驾，交警同志常用酒精浓度检
测仪对驾驶员进行酒精测试，如图甲是某型号酒精测试仪，其工作原理如图乙所示，R 为气敏电阻，其阻
值随酒精气体浓度的增大而减小，电源的电动势为E、内阻为r，电路中的电表均为理想电表，R0为定值电
阻，且
。如果此时范老师对着测试仪吹气，与未饮酒的驾驶员相比（ ）
A．电源的效率较小
B．电压表示数变化量U 与电流表示数变化量I 的绝对值之比变小
C．电流表的示数较小，电压表的示数较小
D．电源的输出功率较小
【答案】A
【详解】A．根据题意可知，电源的效率为
由于
减小，由闭合回路欧姆定律可得
可知，电流
变大，则由闭合回路欧姆定律
可得，
变小，则电源的效率
变小，故A 正确；
BC．根据题意，由A 分析可知，电流表示数变大，则由闭合回路欧姆定律可得，电压表的读数为
可知，电压表示数变小，电压表示数变化量
与电流表示数变化量
的绝对值之比为
则保持不变，故BC 错误；
D．因
，外电路总电阻大于电源的内阻，则当外电路的电阻减小时，电源的输出功率增大，因此，范
老师对着测试仪吹气时，与未饮酒的驾驶员相比电源的输出功率较大，故D 错误。故选A。
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8．图示电路中，电源电动势为E，内阻不计，闭合开关S，滑动头P 由中点向下移动的过程中，电表
、
、
示数变化的大小分别为
、
、
，则（ ）
A．
示数减小、
示数增大
B．
示数减小，
示数不变
C．
不变，
增大
D．
、
均不变，且
【答案】B
【详解】AB．滑动头P 由中点向下移动的过程中，R2电阻变大，则A1示数变小；内阻不计，A2示数不变，
故A 不符合题意，B 符合题意；
CD．R1、R2串联，则
由
可知
故CD 不符合题意。故选B。
三、闭合电路的含容电路问题
9．如图所示电路图，电源电动势E=3V，内阻r=1Ω，电阻箱初始电阻值R1=3Ω，定值电阻R2=2Ω，R3=1Ω，
电容器电容C= 6μF。当开关S 闭合时，电容器内的带电微粒恰好处于静止状态。下列说法正确的是
（ ）
A．当电阻箱R1变大时，带电微粒将向下加速运动
B．当开关S 由闭合到断开时，电容器上的电荷量增加了
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C．将电容器两极板距离增大时，流过电流表的电流方向从b 到a
D．R1增大时，R1上的功率一定减小
【答案】D
【详解】A．当开关S 闭合时，电容器内的带电微粒恰好处于静止状态，则
当电阻箱R1变大时,根
据“串反并同”，
两端的电压变大，电容器的电压
变大，根据
可知
增大，粒子向上加速运
动，A 错误；
B．开关S 闭合时，干路电流为
路端电压为
流过电阻
的电流为
电容器两端的电压为
电容器所带电荷量为
开关S 断开时，流过电阻
的电流为
电容器两端的电压为
电容器所带电荷量为
电容器上的电荷量增加量为
，B 错误；
C．将电容器两极板距离增大时，根据
可知，电容器的电容减小，根据
可知电容器带电量
减小，电容器放电，又因为下极板带负电，所以流过电流表的电流方向从a 到b，C 错误；
D．电路的外电阻为
因为
，根据电源的输出功率与外电阻的关系，如图
可知，当
增大时，电源的输出功率减小，根据根据“串反并同”，可知路端电压是增大的，
、
串
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联支路的功率在增大，所以R1上的功率一定减小，D 正确。故选D。
10．如图所示，电源电动势E 一定，内阻不计，R1、R2是定值电阻，R3是光敏电阻，其阻值随光照的增强
而减小。开关S 闭合，电路稳定后，电容器两板间的一带电液滴恰好能静止在M 点。现增强照射电阻R3的
光照强度，则（ ）
A．电容器的电容减小
B．R2中有向右的电流
C．液滴向下运动
D．M 点的电势增大
【答案】D
【详解】A．电容器的电容由电容器本身性质决定，不随其电压或电荷量的变化而变化，故A 错误；
B．由电路连接方式易知电容器上极板带正电，下极板带负电，增强照射电阻
的光照强度，电容器两极
板间电压增大，根据
可知电容器充电，
中有向左的电流，故B 错误；
C．根据平衡条件可知，开始时液滴所受电场力与重力平衡，增强照射电阻
的光照强度，电容器两极板
间电场强度增大，液滴所受电场力增大，将大于重力，则液滴所受合外力向上，将向上运动，故C 错误；
D．增强照射电阻
的光照强度，R3阻值减小，回路总电阻减小，总电流增大，则R1两端电压增大，电容
器两极板间电压增大，根据
可知两极板间电场强度增大，而下极板接地，电势为零，设M 到下极板
间的距离为
，则M 点的电势为
所以M 点的电势升高，故D 正确。故选D。
11．如图所示电路中，电源电动势
，内阻
，定值电阻
，
，
，电容器
的电容
。初始时，开关
闭合，
断开，下列说法正确的是（ ）
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A．电路稳定时，电容器上极板带负电
B．电路稳定时，
消耗的功率为3.25W
C．闭合开关
，电路稳定后，电容器上极板带负电
D．闭合开关
，电路稳定后，电容器所带电荷量为
【答案】AD
【详解】A．开关
闭合，
断开，电容器的上极板与电源的负极相连，所以上极板带负电，A 正确；
B．由闭合电路欧姆定律有
，
的功率为
解得
故B 错误；
C．闭合开关
后，电容器的上极板与电源的正极相连，因此上极板带正电，C 错误；
D．闭合开关
后，回路总电阻为
则
两端的电压为
由
可得
故D 正确。故选AD。
12．如图所示电路中，C 为电容器，R1为0～99.99 Ω 的电阻箱，电源内阻r＝5 Ω，定值电阻R2＝2 Ω，R3＝
R4＝5 Ω。现闭合开关S，调节R1使其电阻从零逐渐增至最大，在此过程中（ ）
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A．电容器的a 板先带正电后带负电
B．电容器的a 板先带负电后带正电
C．电源的输出功率先增大后减小
D．电容器两板间的电压先增大后减小
【答案】AC
【详解】ABD．当R1为零时，a 板接电源正极，电势最高，带正电；当R1＝2 Ω 时，电容器两板等势，不带
电；当R1>2 Ω 时，b 板电势较高，a 板带负电，即a 板先带正电后带负电，电容器两板间的电压先减小后
增大，故A 正确，BD 错误；
C．当R1为零时，外电阻最小，最小值为Rmin＝
＝1.67 Ω 当R1最大时，外电阻最大，最大值为
Rmax＝
＝9.11 Ω 根据电源的输出功率与外电阻的关系图像
可知电源的输出功率先增大后减小，故C 正确。故选AC。
四、闭合电路的故障分析问题
13．在如图所示的电路中，开关
闭合后，由于电阻元件发生短路或断路故障，理想电压表读数减小和理
想电流表的读数增大，则可能出现了下列哪种故障（ ）
A．
短路
B．
短路
C．
短路
D．
断路
【答案】D
【详解】A．若各原件没有故障，电路正常，则电流表测量流过
的支路电流，电压表测量
两端的电压；
若
短路，则
以及电流表被短路，外电路只有电阻
接在电源两端，电流表读数为零，电压表测量路
端电压，电压表示数增大，故A 错误；
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B．若
短路，则电流表示数为零，不符合题意，故B 错误；
C．若
短路，电压表示数为零，不符合题意，故C 错误；
D．若
断路，则
与
并联阻值增大，外电路总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律，可知总电流减小，
则流过
的电流减小，故电压表示数减小，
两端的电压增大，所以流过电流表的读数增大，故D 正确。
故选D。
14．如图所示，电路由电源E、电阻
、白炽灯L 和
四根导线组成。原来灯泡正常发
光，后来由于某一处断路而突然灭了。为查明断路点，某同学将电压表的正、负接线柱依次接在线路中下
列两点上，并读出示数如下：
间
；
间
；
间
；
间
。由此可以判定断路点在
（ ）
A．
间
B．
间
C．
间
D．
间
【答案】B
【详解】由
间电压
可知，断路在cdefg 部分，由
间电压
可知，断路在abcd 部分，故可判断
故障位置在cd 间，B 正确。故选B。
15．如图所示，S 闭合后，两个灯泡均发光，过一段时间后两灯突然都熄灭，电流表的示数为零。用电压
表测L2两端电压，电压表示数近似等于电源电压，该电路的故障可能是（ ）
A．电流表坏了或未接好
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B．L1的灯丝被烧断或没接好
C．L1和L2的灯丝都被烧断
D．L2的灯丝被烧断或没接好
【答案】D
【详解】ABC．两灯突然熄灭，电流表示数为零，说明电路中有某处断路。如果是电流表或L1处断路，在
用电压表测L2两端电压时，电压表到电源两端的电路是断路，电压表不会有示数，故A 项、B 项、C 项均
错误；
D．L2的灯丝被烧断或没接好，即L2处断路，在用电压表测L2两端电压时，电压表到电源两端的电路是通
路，由于电压表的电阻很大，故其示数接近电源电压，故D 项正确；故选D。
16．如图所示的电路中，闭合开关S 后，灯L1和L2都正常发光，后来由于某种故障使灯L2突然变亮，由此
推断，以下故障可能的是（ ）
A．灯L1灯丝烧断
B．电阻R2断路
C．电阻R2短路
D．电容器被击穿短路
【答案】BD
【详解】A．若L1灯丝烧断，会使电路总电阻变大，总电流变小，电阻R2与L2并联电压变小，L2的亮度会
变暗，故A 错误；
B．若电阻R2断路，使电路的总电阻增大，总电流减小，R1并联部分电压与内电压之和减小，使L2两端的
电压增大，L2会变亮，故B 正确；
C．若是R2短路，L2会因被短路而熄灭，故C 错误；
D．若电容器被击穿，由于电路的总电阻减小，总电流增大，电阻R2与L2并联电压变大，L2的亮度会变亮，
故D 正确。故选BD。
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