文档文本内容
第23 讲 闭合电路的欧姆定律及应用
内容导航
01
命题透视·考情前瞻
对标素养，研判高考命题趋势
02
思维建模·脉络梳理
搭建知识框架，构建系统思维
03
考点精讲·靶向突破
拆解核心考点，归纳解题范式
考点一 闭合电路的分析与计算及电路动态分析
知识点1 电源电动势和内阻
知识点2 闭合电路的欧姆定律
知识点3 电路动态分析
考向1 闭合电路的有关计算 考向2 动态电路分析 重
考点二 含容电路分析
知识点1 含容电路分析
考向1 含容电路分析
考点三 电路故障分析
知识点1 电路故障分析
考向1 电路故障分析
考点四 电源的功率与效率问题
知识点1 电源的U-I 图
知识点2 电源的功率和效率
考向1 电源的U-I 曲线 考向2 电源功率和效率问题
04
真题溯源·考向感知
溯源真题逻辑，感知高考考向
命题透视·考情前瞻
——对标素养，研判高考命题趋势
核心考点
2026 年
2025 年
2024 年
图像分析，测内阻，误差分
析，故障判断
辽吉黑新高考卷第12 题，6
分
考情分析
题型与考向：近两年该考点在单套试卷中总分值稳定在4—9 分，仅单独考
选择题时分值最低，结合实验考查时分值高。选择题集中在4-8 题（靠
前/中档题位置），实验题依托“测定电源电动势和内阻”命题。平均占比
约6%—8%
情境与立意：
1.结合实际生产/生活情境命题：比如酒精测试仪、电子秤、新能源汽车电
源电路等，用真实情境考查动态分析能力；
2.结合图像考查：给出电源U-I 图像或元件伏安特性曲线，要求计算电动
势、内阻、输出功率；
3.结合实验命题：电学实验几乎都要用到闭合电路欧姆定律进行误差分
析、数据计算，这是实验题的核心考点之一。
复习目标
1. 掌握核心概念与公式，明确电动势性质，区分电动势和电压的不同，熟
记路端电压随外电阻变化的规律。
2. 掌握所有题型的解题方法。熟练解决动态电路分析问题，图像类问题；
掌握故障分析逻辑，功率规律应用和实验应用。
思维建模·脉络梳理
考点精讲·靶向突破
——拆解核心考点，归纳解题范式
考点一 闭合电路的分析与计算及电路动态分析
知识点1 电源电动势和内阻
知●识●解●构
一、电源的电动势和内阻
1.电动势
（1）电源：电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化成电势能的装置。
（2）电动势：非静电力搬运电荷所做的功与搬运的电荷量的比值，E＝，单位：V。
（3）电动势的物理含义：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
电源内部也是由导体组成的，也有电阻r，叫作电源的内阻，它是电源的另一重要参数。
知识点2 闭合电路的欧姆定律
知●识●解●构
1.闭合电路的欧姆定律
（1）内容
闭合电路里的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电阻之和成反比。
（2）公式
I= .
2.路端电压与外电阻的关系
一般情况
U＝IR＝·R＝，当R 增大时，U 增大
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 短＝ ，U＝0
3.闭合电路的欧姆定律的三种表达形式
（1）I＝(适用于外电路是纯电阻的电路 )
（2）E＝I(R＋r)（适用于外电路是纯电阻的电路）
（3）E＝U 外＋U 内（适用于任何电路）
知识点3 电路动态分析
知●识●解●构
1.电路动态分析的方法
（1）程序法
（2）“串反并同”结论法
①所谓“串反”，即某一电阻增大时，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极限法
对于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去讨
论。此时要注意是否出现极值情况，即变化是不是单调变化。
✨
得分速记
1 ：
滑动变阻器用分压连接引起总电阻的变化
（1）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 并与用电器并联，
另一段R 串与并联部分串联。A、B 两端的总电阻与R 串的变化趋势一致。
（2）在一个定值电阻R 和一个可变电阻R0组成的如图乙所示的电路中，两支路电阻越趋于相等，
乙图中电路电阻越大，两支路电阻相等时，乙图中电路电阻最大。
✨
得分速记
2 ：
ΔU / ΔI 的判定
解题要点：在恒压电源中，当电压表测定值电阻两端的电压时， ΔU
ΔI 等于该定值电阻的阻值；
当电压表测变值电阻两端的电压时， ΔU
ΔI 等于该变值电阻以外部分总电阻的阻值。
考●向●破●译
考向1 闭合电路的有关计算
例1 （2026·内蒙古呼伦贝尔·模拟预测）我们学习物理要做到学以致用，用所学知识解决日常生活中的
实际问题。如图为某学生设计的检测司机是否酒驾的电路图。图中电源电动势为E、内阻为r，R0为定值
电阻且R0=r，R′是一个“气敏传感器”，它的电阻值会随着司机呼出气体中酒精浓度的增大而减小。下列
说法正确的是（ ）
A．若司机喝了酒，检测时电流表和电压表示数都会变大
B．若依据电压表偏转情况判定是否酒驾，则指针偏角由小到大可依次认定为：正常、酒驾、醉驾
C．酒精气体浓度越大，电源的输出功率越大
D．若依据电流表偏转情况判定是否酒驾，为提高该检测电路灵敏度，可增大R0的阻值
【变式训练1·新考法】（25-26 高二上·内蒙古赤峰）在图甲所示的电路中，R1是滑动变阻器，R2是定值
电阻，电源内阻恒为r。实验时调节R1的阻值，得到各组理想电压表和理想电流表数据，用这些数据在坐
标纸上描点、拟合，作出U −I图像如图乙中图线AB 所示。下列关于图线a、b、AB 的斜率所表示的物理
量说法正确的是（ ）
A．图线a 的斜率表示滑动变阻器滑片P 在N 侧某位置时接入电路中的电阻值
B．图线b 的斜率表示滑动变阻器滑片P 在M 侧某位置时接入电路中的电阻值
C．图线AB 的斜率表示定值电阻R2的阻值
D．图线AB 的斜率表示定值电阻R2和电源内阻r 的总阻值
【变式训练2·新考法】（25-26 高二上·辽宁）有四个电源，电动势均为1.5V，内阻分别为1Ω、2Ω、3Ω、
4 Ω，今要对R =3Ω的电阻供电，问选择内阻为多大的电源才能使电阻R 的电功率最大（ ）
A．4 Ω
B．3Ω
C．2Ω
D．1Ω
考向2 动态电路分析 重
例1 （2026·吉林长春·三模）如图为某节能路灯的简化电路，电源电动势为E（不计内阻）。R1为光敏
电阻（光照减弱时阻值增大），R0为定值电阻，忽略灯泡电阻变化。当光照减弱时（ ）
A．电路的总电阻减小
B．甲灯变亮
C．乙灯变亮D．流过R0的电流变大
【变式训练1·新考法】（2026·黑龙江哈尔滨·二模）如图，电路中电源电动势为E，内阻r 不可忽略，定
值电阻R1、R2、R3阻值均为R，理想电压表与R2并联，理想电流表串联在电路中。初始时开关S1闭
合，开关S2断开，电路稳定后将开关S2闭合，下列说法正确的是（ ）
A．电流表示数变大
B．电压表示数不变
C．电源输出功率变小
D．电源效率变大
【变式训练2·新考法】（2026·黑龙江大庆·二模）如图所示，电源电动势为E，内阻r =1Ω，定值电阻
R1=2Ω，滑动变阻器R2阻值变化范围为0∼6Ω。闭合开关S，电路稳定后，水平放置的平行金属板间
的带电油滴P 处于静止状态。将滑动变阻器R2的滑片从图示位置向b端移动过程中，理想电流表、电压表
的示数变化量分别为Δ I、ΔU，则（ ）
A．油滴P 带正电
B．油滴P 的电势能增加
C．两电表示数变化量绝对值之比|
ΔU
Δ I )=3Ω
D．电源的输出功率先变大后变小
考点二 含容电路分析
知识点1 含容电路分析
知●识●解●构
1.在直流电路中，当电容器充、放电时，电路中有充、放电电流。如果电容器两端电压升高，电容器将充
电；如果电容器两端电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电。充电时电容器相当于用电器，电流
从正极进，放电时电容器相当于电源，电流从正极出。
2.电路稳定后，电容器处电路可看成断路，由于电容器所在支路无电流通过，所以在此支路中的电阻上无
电压降低，因此电容器两极板间的电压就等于该支路两端的电压。
考●向●破●译
考向1 含容电路分析
例1 （25-26 高二下·辽宁沈阳）如图所示电路，电源内阻为r，两相同灯泡电阻均为R，其中L2与一光
敏电阻（阻值随光照强度增大而减小）串联，D 为理想二极管（具有单向导电性），电表均为理想电表。
闭合S 后，一带电油滴恰好在平行板电容器中央静止不动。现装置所处位置光照强度变大，电压表V1、V2
示数变化量绝对值分别为ΔU 1、ΔU 2，电流表示数变化量为Δ I，则下列说法中错误的是（ ）
A．两灯泡逐渐变亮
B．油滴将向下运动
C．ΔU 2
Δ I = R+r
D．ΔU 2> ΔU 1
【变式训练1·新考法】（25-26 高二上·黑龙江哈尔滨）如图所示的电路中，开关闭合后，灯泡L 能正常发
光。当滑动变阻器的滑片向右移动，电路稳定后，与滑片移动前相比，下列判断正确的是（ ）
A．灯泡L 变暗
B．电容器C 的电荷量增大
C．电源消耗的功率增大
D．定值电阻R0两端的电压增大
【变式训练2·新考法】（25-26 高二上·辽宁）如图所示，电源电动势E一定，内阻为r ，R、R1是定值电
阻，R2是磁敏电阻，其阻值随着磁感应强度的增大而增大。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P点。下列说法正确的是（ ）
A．仅将电容器上极板向上移，粒子仍保持静止不动
B．仅将条形磁铁远离R2，R1中的电流减小
C．仅将条形磁铁靠近R2，电容器两极板间电压增大
D．仅将条形磁铁靠近R2，电阻R中有向上的电流
考点三 电路故障分析
知识点1 电路故障分析
知●识●解●构
1.常见故障：断路、短路
2.常用方法：假设法
假设某电阻发生断路（或短路），根据闭合电路动态分析方法判断实际现象与题中情景是否相符，进而
找出电路故障。
考●向●破●译
考向1 电路故障分析
例1 （24-25 高三上·内蒙古赤峰）某工厂相邻两车间A、B 的照明电路由一个开关控制，其电路图如图
所示，电源电动势为E、内阻为r，闭合开关S后，两车间内相同的a、b灯都正常发光，后来由于某种故
障A 车间内的a灯突然变亮，B 车间内的b灯突然变暗，此故障可能是（ ）
A．电阻R0短路
B．电阻RA短路
C．电阻RB短路
D．电阻RA、RB同时短路
【变式训练1·新考法】（24-25 高二上·辽宁）某同学用如图所示的电路进行实验，两节串联的干电池总电
动势为3V，内阻可忽略，两个小灯泡均标有“1.5V，0.5A”字样。闭合开关后两个小灯泡都不发光，检查
各接线柱均接触良好。该同学拿来多用电表，使用其直流电压10V 挡测量。将多用电表的一个表笔触接
在接线柱a（电池的负极）上，把另一表笔分别与接线柱b、c、d、e、f 接触，示数分别为0、0、0、
3V、3V。由此可以确定（ ）
A．与a 接线柱触接的是红表笔
B．L1一定发生了断路故障
C．L2一定发生了短路故障
D．L2一定发生了断路故障
【变式训练2·新考法】（25-26 高二上·黑龙江大庆）某同学用如图所示的电路进行实验，两节串联的干电
池总电动势为3V，内阻可忽略，两个小灯泡均标有“1.5V，0.5A”字样。闭合开关后两个小灯泡都不发光，
检查各接线柱均接触良好。该同学拿来多用电表，使用其直流电压10V 挡测量。将多用电表的黑表笔触
接在接线柱a（电池的负极）上，红表笔分别与接线柱b、c、d、e、f 接触，示数分别为0、0、0、3V、
3V。由此可以确定（ ）
A．L1一定发生了短路故障
B．L1一定发生了断路故障
C．L2一定发生了断路故障
D．L2一定发生了短路故障
考点四 电源的功率与效率问题
知识点1 电源的U-I 图
知●识●解●构
电源的U-I 图描述路端电压随总电流的变化关系一、核心公式与图像基础
根据闭合电路欧姆定律，路端电压与电流满足关系式：U = E−Ir，因此电源U-I 图像是一条倾斜直
线。
一、关键物理含义
1.截距的含义
纵轴（U 轴）截距：当电流I=0（外电路断路）时，U=E），因此纵截距等于电源电动势E。
横轴（I 轴）截距：若纵轴从零开始取值，横截距表示电源的短路电流，满足 I 短= E
r ；
若纵轴不是从零开始，横截距不是短路电流，计算时要注意坐标范围避免出错。
2.斜率的含义
图像斜率的绝对值等于电源内阻（ r ），即（ r =|
ΔU
ΔI | ），这一点是计算内阻的核心依据。
3.其他物理含义
图线上任意一点的（ U ）与（ I ）的乘积（ UI ）：表示电源当前的输出功率，对应点与坐标轴
围成的矩形面积。
图线上任意一点的（ U
I ）：表示当前外电路的总电阻（ R ）（外电阻）。
电源总功率：对应（ I × E ），是工作点与原点、纵截距（ E ）构成的矩形面积；内耗功率为总
功率减去输出功率。
二、与电阻U-I 图的核心区别
知识点2 电源的功率和效率
知●识●解●构
1.电源的总功率
P 总＝EI＝U 外I＋U 内I＝P 出＋P 内。
若外电路是纯电阻电路，则有P 总＝I2(R＋r)＝。
2.电源内部消耗的功率
P 内＝I2r＝U 内I＝P 总－P 出。
3.电源的输出功率
P 出＝UI＝EI－I2r＝P 总－P 内。
若外电路是纯电阻电路，则有
P 出＝I2R＝＝
由上式可得P 出与R 的关系如图所示。
由图像可知
（1）当R＝r 时，电源的输出功率最大为Pmax＝。
（2）当R>r 时，随着R 的增大，输出功率越来越小。
（3）当R<r 时，随着R 的增大，输出功率越来越大。
（4）当P 出<Pmax时，每个输出功率对应两个可能的外电阻R1和R2，且R1·R2＝r2。
4.电源的效率
η=×100%=×100%=×100%=×100%
因此R 越大，η 越大；当R＝r 时，电源有最大输出功率，但效率仅为50%。
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得分速记
：
电源U-I 线
考向1 电源的U-I 曲线
例1 （25-26 高二上·黑龙江哈尔滨）如图所示，在U −I图像中直线a 为某电源的路端电压与电流的关系，
直线b 为某电阻R 的电压与电流的关系。现用该电源直接与电阻R 连接成闭合电路，则下列说法正确的
是（ ）
A．该电源的电动势为4 V
B．该电源的内阻为3Ω
C．电阻R 的阻值为2Ω
D．该电源的输出功率为4 W
【变式训练1·新考法】（25-26 高二上·吉林长春）如图所示，图线AB是某电源的路端电压随电流变化
的关系图线，OM是固定电阻R两端的电压随电流变化的图线，由图可知（ ）
A．该电源的电动势为6 V，内阻是2Ω
B．固定电阻R的阻值为1Ω
C．该电源的最大输出功率为9 W
D．当该电源只向电阻R供电时，其效率约为50 %
【变式训练2·新考法】（25-26 高二上·内蒙古呼和浩特）在图甲所示的电路中，电源的U −I图像对应
图乙中的图线a，定值电阻R0的U −I图像对应图乙中的图线b，滑动变阻器Rx的总电阻为2Ω。下列说
法正确的是（ ）
A．电源的内阻为2Ω
B．当Rx =1Ω时，Rx消耗的功率为1.2W
C．当Rx=1.5Ω时，电源效率最高
D．在Rx =0Ω时，电源的输出功率最大
考向2 电源功率和效率问题
例1 （25-26 高三上·全国）某物理学习小组利用图甲所示的电路图进行一系列实验，电源的电动势
E =3 V，内阻为r（未知），定值电阻R0=1Ω，电压表和电流表均为理想电表。闭合开关，滑动变阻器
的滑片从B端滑至A端的过程中，测出相应的电压表读数U和电流表读数I，作了三幅图：图乙为电压表
读数U随电流表读数I的变化规律图，图丙为滑动变阻器的功率P随滑动变阻器接入阻值R的变化规律图，
图丁为电源的效率η随滑动变阻器接入阻值的变化规律图。导线电阻不计，则下列说法正确的是（ ）
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得分速记
：
(一)从简化公式(η=
R
R+r =
1
1+ r
R
)，可直接得到两个秒杀结论：
1.外电阻(R)越大，电源效率越高：外电路断路时(R→∞)，效率接近100%；外电路短路时
(R=0)，效率为0。
2.内阻(r)越小，电源效率越高：理想电源内阻(r=0)，效率恒等于100%。
（二）输出功率和效率的辨析
很多题目会混淆“最大输出功率”和“最高效率”，记住核心区别：
1.电源输出功率最大：当外电阻(R =r)时输出功率最大，此时效率只有(50 %)，并不是最高。
2.电源效率最高：外电阻(R)越大效率越高，但此时输出功率不一定大，(R\gg r)时效率接
近100%，输出功率却很小。
A．电源的内阻r为2Ω，滑动变阻器最大阻值R3为27Ω
B．图乙中a点的横坐标为I 1=0.1A
C．图丙中c点的坐标为（2Ω，9
8 W）
D．图丙中b点的横坐标为R1= 9
17 Ω
【变式训练1·新考法】（25-26 高二上·内蒙古锡林郭勒）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．图乙中滑动变阻器的最大功率P2=1.6W
B．图乙中R1=6Ω，R2=12Ω
C．滑动变阻器消耗功率P 最大时，定值电阻R 消耗的功率也最大
D．调整滑动变阻器Rp的阻值从最右端滑到最左端，电源的效率一直减小
【变式训练2·新考法】（25-26 高二上·辽宁大连）如图所示的电路中，电源电动势为E、内阻为r，R0为
定值电阻，电容器的电容为C。闭合开关S，增大可变电阻R的阻值，电压表示数的变化量为ΔU，电流
表示数的变化量为Δ I，则（ ）
A．电容器的电荷量增加，增加量为C ΔU
B．电阻R0两端电压减小，减小量为ΔU
C．变化过程中ΔU和Δ I的比值增大
D．电源的效率增大，电源的输出功率也增大
1.（2026·湖南·高考真题）如图，电阻R的阻值为10Ω，电流表为理想电表，两个电池组完全相同。若将
a、b端分别接入d、e端，电流表示数为1.0 A；若将a、c端分别接入d、e端，电流表示数为1.5 A。则单
个电池组的电动势和内阻分别为（ ）
A．15 V，5Ω
B．15 V，10Ω
C．30 V，5Ω
D．30 V，10Ω
2．（2025·浙江·高考真题）如图甲所示，有一根长1m、两端固定紧绷的金属丝，通过导线连接示波器。
在金属丝中点处放置一蹄形磁铁，在中点附近1.00cm范围内产生B =10
−3T、方向垂直金属丝的匀强磁
场（其他区域磁场忽略不计）。现用一激振器使金属丝发生垂直于磁场方向的上下振动，稳定后形成如
图乙所示的不同时刻的波形，其中最大振幅A =0.5cm。若振动频率为f，则振动最大速度v =2πfA。已
知金属丝接入电路的电阻r =0.5Ω，示波器显示输入信号的频率为150Hz。下列说法正确的是（ ）
A．金属丝上波的传播速度为3
2 πm/s
B．金属丝产生的感应电动势最大值约为3
2 π×10
−3 V
C．若将示波器换成可变电阻，则金属丝的最大输出功率约为9
16 π
2×10
−10 W
04
真题溯源·考向感知
溯源真题逻辑，感知高考考向
D．若让激振器产生沿金属丝方向的振动，其他条件不变，则金属丝中点的振幅为零
