考向二 闭合电路欧姆定律及其应用-2025年高考物理专题复习课件

(共51张PPT)
专题九 恒定电流
考向二 闭合电路欧姆定律及其应用
2025年高考物理专题复习资料
考点切片
考点1 闭合电路的动态分析
解题觉醒
运用“串反并同”解题步骤
第一步：将变化的电阻与电源连成一个圈。
第二步：确认是增大还是减小。
第三步：看要分析的元件在圈上还是圈外，“圈上串反，圈外并同”。
1.生活情境［多选］（2024广东佛山质检）
有感光系统的新型路灯（阻值不变）能根据
环境明暗程度自动调节灯光亮度。某兴趣小
组为了研究路灯的感光系统，设计了甲、乙
两个电路，如图所示。 为光敏电阻
AD
A.环境变暗时，甲电路的灯泡亮度变亮 B.环境变暗时，乙电路的灯泡亮度变亮
C.环境变亮时，甲电路的电功率减小 D.环境变亮时，乙电路的 电功率增大
（光照越强，电阻越小），与 为定值电阻，下列说法正确的是( )
【解析】 题图甲中,当环境变暗时, 阻值变大,电路总电阻变大,干路电流减小,
根据闭合电路欧姆定律得灯泡两端电压 ,可知灯泡两端电压变大,灯泡
亮度变亮；当环境变亮时, 阻值变小,电路总电阻变小,干路电流增大,灯泡两端电压变
小,流过灯泡的电流变小,由于通过干路的总电流增大,因此流过的电流 增大,根据
可知 电功率增大。
题图乙中,当环境变暗时,阻值变大,电路总电阻变大,干路电流减小,因为 的
电阻值和灯泡的阻值不变,所以流过灯泡的电流减小,灯泡变暗；当环境变亮时, 阻值变
小,电路总电阻变小,干路电流增大,流过 的电流变大,电功率增大。
【大招运用】题图甲中灯泡与光敏电阻为并联关系, 与光敏电阻为串联关系,题图乙中
和灯泡均与光敏电阻为串联关系,根据大招54口诀“串反并同”可快速进行判断。
2.（2025湖北名校联考）如图所示电路中，定值电阻，电源内阻 ，滑动
变阻器的总电阻为。当滑动变阻器的滑片 由顶端向下滑动过程中，下列说法不正
确的是( )
A
A.电压表 示数变小
B.电压表 示数变大，电流表示数变小
C.电容器的电荷量增大，电阻 消耗的电功率减小
D.电源内阻损耗的功率变小，电源的输出功率先变大后变小
【解析】 滑片 向下滑动的过程中,接入电路的电阻增大,干路电流减小,电流
表示数变小。由可知电压表示数变大；由 可知,电压表
示数变大。
电容器两端的电压为路端电压,根据 可知电容器所带的电荷量增大。由于干
路电流减小,则电阻 消耗的电功率减小。
电源内阻损耗的功率 ,由于干路电流变小,则电源内阻损耗的功率变小。由
于电源内阻,定值电阻,滑动变阻器的总电阻为,当滑动变阻器的滑片
由顶端向下滑动过程中,的取值范围在到之间,当 时,电源的输出功
率最大,故输出功率先变大后变小。本题选不正确的,故选A。
【大招运用】滑动变阻器的滑片 由顶端向下滑动,接入电路的电阻变大,与之并联、间
接并联的电压表、电压表 示数增大,电容器两板间电势差增大；与之串联的电流表
示数减小,通过 的电流减小,A项错误、B项正确；电容器两板间电势差增大,所带电荷
量增大,通过的电流减小, 消耗的功率减小,C项正确；电流减小,内电阻损耗的功率变
小,,当时最大,可知 先变大,后变小,D项正确。综上可知A项符合题意。
3.（2024北京人大附中调研）如图所示电路，电源内阻不可忽
略。开关闭合后，在变阻器 的滑片向下滑动的过程中
( )
B
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
【解析】 在变阻器 的滑片向下滑动的过程中,变阻器接入电路的电阻减小,
变阻器与并联,电阻 减小,外电路总电阻减小,根据闭合电路欧姆定律可知,干路电
流增大,路端电压减小,则电压表示数减小。并联部分电压, 增大,
、、均不变,则减小,根据且 不变,可知电流表示数减小。
在变阻器 的滑片向下滑动的过程中,外电路总电阻减小,由于内外电阻的关系未知,
因此不能确定电源的输出功率如何变化。
在变阻器的滑片向下滑动的过程中,外电路总电阻减小,路端电压 减小,电源的效
率 ,可知电源的效率减小。
【大招运用】A、B选项的判断运用大招54的方法：将
与电源连成一个圈,如图所示, 的滑片向下滑动,变阻器接
入电路的电阻减小,分析“圈上”还是“圈外”,根据“圈上串反”
“圈外并同”可快速判断,电流表和电压表均在圈外,示数均
减小。
考点2 非纯电阻电路问题
4.（2024广东佛山期末）空气炸锅是近年流行的小家电，它主
要由电热丝与风机 两部分构成，其通过电热丝加热空气，然
后用风机将高温空气吹入锅内，使热空气在封闭的空间内循环
从而加热食物。如图是某空气炸锅的简化电路图，若该空气炸
锅额定电压及功率分别为、，电热丝 ，
D
A.通过风机的电流为 B.通过风机的电流为
C.电热丝的发热功率为 D.电热丝每秒钟消耗的电能为
风机（电动机）的内阻为 ，其他电阻不计，则该空气炸锅正常工作时( )
【解析】 电热丝的发热功率为 。
风机的功率,通过风机的电流为 。
电热丝每秒钟消耗的电能为 。
5.（2024辽宁大连一中月考）利用电动机通过如图所
示的电路提升重物，已知电源电动势 ，电
源内阻 ，电阻 。当重物过重电动机
被卡住时，电压表的示数为 ；当电动机以
（1） 电动机的线圈电阻；
【答案】
【解析】 电动机被卡住时电路为纯电阻电路,由闭合电路欧姆定律得,电路中电流
,,代入数据可得 。
稳定的速度匀速提升重物时，电压表的示数为 。不计各种摩擦，电压表可视
为理想电表。求：
（2） 重物匀速上升时电动机的输出功率。
【答案】
【解析】 重物匀速上升时,由闭合电路欧姆定律可知电路中电流 ,电动
机两端电压
电动机的输入功率
电动机的发热功率
则电动机的输出功率 。
考点3 电路中的故障问题
6.（2024北京五中月考）在如图所示的电路中，干电池、开关和额定电压为 的灯泡
组成串联电路。当闭合开关时，发现灯泡不发光。在闭合开关的情况下，某同学用多用
电表直流电压挡进行检测，检测结果如表所示。已知电路仅有一处故障，下列判断正确
的是( )
测试点 A、 D、 E、 F、
多用电表示数 0 0
C
A.A、C间导线断路 B.D、 间导线断路
C.灯泡断路 D. 、B间导线断路
【解析】 、间电压值为,则、间导线、、
间导线、、 间导线均没有断路,故灯泡断路,故选C。
7.（2024云南师范大学附属中学期中）如图所示电路，灯泡
发光，灯泡、不亮，电流表有示数，电流表 没有示数，
电流表内阻不计，则出现的故障应是（只有一处有故障）
( )
C
A.灯泡断路 B.灯泡断路 C.灯泡短路 D.灯泡 短路
【解析】 若灯泡断路,则电路中没有电流,电流表 没有示数,与题述矛盾。
若灯泡断路,电流表没有示数,而灯泡仍有电流通过,则灯泡 发光,与题述矛
盾。
若灯泡短路,电流表内阻不计,灯泡和电流表被短路,此时灯泡、 均不亮,
电流表没有示数,有电流通过电流表,所以电流表 有示数。
若灯泡短路,电流表内阻不计,灯泡和电流表被短路,电流表 有电流通过,有
示数,与题述矛盾。
考点4 电路中的图像问题
8.［多选］（2024天津市北京师范大学静海附属学校期中）导体的伏
安特性曲线表示导体的导电特性。如图是、 两个导体的伏安特性
曲线，其中图线的斜率为，并且图线与横轴成 角。关于这两个
导体的伏安特性曲线，下列说法正确的是( )
AB
A.两条图线的交点表示此状态下两导体的电阻相等
B.导体的电阻不随电压变化而变化，导体 的电阻随电压的增大而减小
C.导体是非线性元件，曲线上某点切线的斜率为导体 相应状态的电阻的倒数
D.导体为线性元件，且
【解析】 两条图线的交点表示两电阻的和相等, ,则电阻也相等。
图像中图线上的点与原点的连线的斜率表示电阻的倒数（【点拨】伏安
特性曲线为直线的是线性元件, 图线的斜率为电阻的倒数；伏安特性曲线为曲线的
是非线性元件, 图线上各点与原点的连线的斜率表示此时电阻的倒数。）,根据题图
可知,导体的电阻不随电压变化而变化,导体 的电阻随电压的增大而减小。
导体的伏安特性曲线是直线,则导体为线性元件,图线的斜率等于导体 电阻的
倒数,但图线倾角的正切值与横轴和纵轴的标度有关,则 。
. .
9.（2025山东烟台招远二中开学考试）图甲为某电源的 图线，图乙为某小灯泡的
图线，则下列说法正确的是( )
A
A.把电源和小灯泡组成闭合回路，此时小灯
泡功率约为
B.图甲中，随着电流的增大电源电动势逐渐
减小
C.电源的内阻为
D.图乙中图线某点切线的斜率表示小灯泡的
电阻
【解析】 将电源与小灯泡组成回路,在题图乙中作该电源
对应的 图像,如答图所示,交点即为电灯泡的电压、电流,读
图可知,,故此时小灯泡功率为 。
根据闭合电路欧姆定律可知 ,结合题图甲可
得纵截距为电动势,斜率绝对值为内阻,即, ,电动
势不随电流变化,与电源自身有关。
由题图乙可知小灯泡为非线性元件,图线上的点与坐标原点的连线的斜率表示某一
电压时的小灯泡电阻（【提醒】图线的切线斜率并不表示小灯泡的电阻。）。
10.（2024重庆八中期末）如图甲所示电路中，
为电阻箱，电源的电动势为，内阻为 。图乙
为电源的输出功率与电流表示数 的关系图像，
其中功率分别对应电流、，外电阻、 。
电流表为理想电表，下列说法正确的是( )
B
A. B. C. D.
【解析】 由闭合电路欧姆定律得,输出功率 ,由题
意可得,化简可得 。
根据及闭合电路欧姆定律,可得 ,
化简得 （【提醒】同一输出功率（最大值除外）,均有两个不同的外电阻与之对
应,且满足内阻 。）。
. .
. .
考点5 黑箱问题
11.［多选］（2023全国乙卷）黑箱外有编号为1、2、3、4的四个
接线柱，接线柱1和2、2和3、3和4之间各接有一个电阻，在接线柱
间还接有另外一个电阻 和一个直流电源。测得接线柱之间的电压
CD
A.电源接在1、4之间，接在1、3之间 B.电源接在1、4之间， 接在2、4之间
C.电源接在1、3之间，接在1、4之间 D.电源接在1、3之间， 接在2、4之间
【解析】 设接线柱1、2、3、4处的电势分别为、、、 ,由题意知,
,, ,可得
,在电路中电流从高电势流向低电势,因此1接电源正极,3接电源负极,
故C、D符合题意。
，， 。 符合上述测量结果的可能接法是( )
12.（2024湖南长沙南雅中学调研）在某次科技活动中，老师给同学们展示了一个如图
甲所示的黑盒子，黑盒子的绝缘外壳上有、、 三个接线柱。老师告诉同学们，盒内
电路由两个定值电阻连接而成。小海同学设计了如图乙所示的电路来研究盒内电阻的连
接情况。已知电源电压恒定不变，是阻值为 的定值电阻， 是滑动变阻器，小海
进行了如下的实验操作：
①把、两个接线柱接到、之间，只闭合开关，将 的滑片移至最左端时，电压
表示数为，电流表示数为；②用导线把、连接起来，再将、 接线柱接入
、之间，闭合开关和，此时电流表的示数为 。
请根据操作画出黑盒子内的电路图，并标明各电阻的阻值。
【答案】
【解析】 把、两个接线柱接到、之间,只闭合开关 时,根据电表示数可知,黑盒内
接入电路的阻值为 ,电源电压。用导线把 、
连接起来,再将、接线柱接入、之间,闭合开关和 ,此时黑盒两端电压等于电源
电压,黑盒内总阻值为 。由此可推断,、间为一阻值为 的电阻,、
间存在一电阻且与、间电阻并联后的阻值为,故,解得、 间电阻阻值
。
考点6 电源的功率、效率、最大功率问题
13.（2022河北邯郸检测）电源的效率 定义为外电路消耗
的功率与电源的总功率之比。在测量电源电动势和内阻的实
验中得到的实验图线如图所示，图中为路端电压， 为干路
电流，、 为图线上的两点，相应状态下电源的效率分别为
、。由图可知、 的值分别为( )
D
A.、 B.、 C.、 D.、
【解析】 电源的效率 定义为外电路消耗的功率与电源的总功率之比,
,为电源的总电压（即电动势）,在 图像中,纵轴截距表示电源电动
势,根据题图可知,,则 , （【点拨】解决本题的关键是了解
电源的效率等于外电压与电源电动势之比,以及会从 图像中读出电源电动势和外电
压。）。
. .
. .
14.（2024江苏南京宁海中学检测）如图所示， ，为最大阻值是 的滑动
变阻器，为电源电动势，电源内阻 ，下列说法正确的是( )
B
A. 时，电源的输出功率最大 B. 时， 消耗的功率最大
C.时，电源的效率最高 D. 时，电源的输出功率最小
【解析】 由于,所以 时,电源输出功率最大(【点拨】电源的
输出功率为,当外电阻等于内阻 时电源的输出功率最大,
越大,电源的输出效率越低。)。当外电阻与内阻相差越大,电源的输出功率越
小,当滑动变阻器接入电路中的电阻为 时,电源的输出功率最小。
将等效到电源的内部, 上的功率等于等效电源的输出功率,当外电阻等于内阻时,
即 时,等效电源的输出功率最大,即 的功率最大。
当 时,外电阻最大,路端电压最大,由 知电源的效率最大。
. .
15.［多选］（2024江苏新海高级中学质检）
2023年2月份，科创数据研究中心 对
某品牌最新款新能源汽车内的直流蓄电池进
行测试，如图甲所示。测试过程中系统输出
的图像如图乙所示，其中 为直流电源
AC
A.该蓄电池的电动势为 B.该蓄电池的内阻为
C.该蓄电池的最大输出功率为 D.该蓄电池的短路电流为
的输出功率、 为总电流，下列说法正确的是 ( )
【解析】 直流电源的输出功率,变形可得 ,结合题图
乙可得电源电动势,内阻 。
根据可知,当 时电源有最大的输出功率,
最大输出功率为 。
通过该蓄电池的最大电流即为短路电流,短路电流为 。
跳跳学长有话说
对于横、纵坐标复杂的图像问题,可以列物理关系式（如本题通过 ,将等式转
化为 的形式,也可以是其他函数表达式的形式）,然后利用图像对应的截距和
斜率等进行求解。
觉醒集训
1.（2024山东济南模拟）国内某团队利用镍63核同位素衰变技术和金刚石半导体，将原
子能电池小型化、模块化、低成本化。已知某原子能电池的功率为 ，输出电压
为 ，利用镍63发生衰变生成铜63过程释放的电子在电池两极间导电。元电荷的值为
，则 内发生衰变的镍63核子数的数量级为( )
B
A. B. C. D.
【解析】 结合电池输出电压和功率可得,回路中的电流为, 内通
过回路某一横截面的电荷量为 。由核反应知识可知,1个镍63核发生
衰变向外释放1个电子,则内发生衰变的镍63的核子数为 个,B项正确。
2.（2024湖北武汉一中月考）如图所示的电路中，灯泡A、灯泡B原
来都是正常发光的。现在突然灯泡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( )
C
A.短路 B. 断路
C.断路 D.、 同时短路
【解析】 若 短路,则两个灯泡都被短路,都不亮。
若 断路,则两个灯泡都被断路,都不亮。
若 断路,外电路电阻增大（【点拨】常见的电路故障有导线断芯、灯泡断丝
（断路）、灯泡短路、电阻内部断路等,电路短路可等效为电阻减小,电路断路可等效为
电阻变大,其引起电路的变化与动态电路的变化分析方法类似。）,干路电流 减小,路端
电压增大,通过的电流增大,则通过灯泡A的电流 减小,灯泡A变暗,灯泡B
两端的电压 增大,灯泡B变亮,符合题意。
、 同时短路,则A、B灯泡都不亮。
. .
3.（2025江西抚州临川一中开学考试）为了
保障安全，小明帮校图书室设计了一个检测
入室人数的电路，如图甲所示。该电路电源
电压不变，为定值电阻，压敏电阻 的阻
值随压力 大小变化的情况如图乙所示。当
D
A.压敏电阻的阻值变大 B.电压表应并联在定值电阻 的两端
C.电路中的电流变小 D.电路的总功率变大
电压表（图中未画出）的示数变小时，计数器自动计数一次。闭合开关 ，当压敏电阻
所受的压力变大时，下列说法正确的是 ( )
【解析】
4.（2025湖南长沙市长郡中学开学考试）图
甲是某型号热敏电阻的阻值随温度 变化
的图像（已做近似处理）。图乙是用 做测
温探头的某热敏电阻温度计的电路图，其中
电源电动势可在之间调节， 为
的定值电阻。该电路工作原理是:将
B
A.温度计表盘上显示时，电源电压为
B.该热敏电阻温度计的测温范围为
C.该电路允许接入的阻值范围为
D.该电路中工作时功率范围为
放入待测温度处，闭合开关，调节电源电压，使电路中电流保持 不变，可直接
从温度计表盘上得出待测温度。下列说法正确的是( )
【解析】 温度计表盘上显示时,的阻值为 ,根据闭合电路欧姆定律有
,解得 。
当电源电压为时,电阻最大,有 ;当电源电压为
时,电阻最小,有 ,则该电路 允许接入的阻值范围为
。根据数学方法可知热敏电阻的阻值随温度 变化的关系式为
,代入数据可知该热敏电阻温度计的测温范围 。
根据电功率的计算公式可知,该电路中工作时功率范围为 。
5.（2024江苏徐州模拟）某学习小组设计了改变电容器极板间电压的电路，电压表可视
为理想电表，下列电路中，电容器极板间电压变化范围较大的是( )
A
A. B. C. D.
【解析】 分压式电路电压测量范围较大,A、B选项中滑动变阻器滑动端 处于
最左端时电容器两端电压为0,当滑动端处于最右端时,电容器两端电压为 ,故电压
表变化范围为 ,但是B项电路不利于保护元件,滑动变阻器滑动端处于最左端时电
源短路。
、D选项中电压表读数始终等于电源电动势,电容器极板间电压无变化。
6.（2024黑龙江牡丹江三中模拟）在如图所示的电路
中，、、和均为定值电阻， 为可变电阻，
电源的电动势为，内阻为。设电流表的示数为 ，
电流表的示数为，电压表的示数为 ，电压表
的示数为，在的滑片向 端移动过程中，电流表
A
A.变小，变小，不变 B.变大，， 变小
C.变小，变小，变小 D.变大，， 不变
的示数变化量绝对值为，电流表的示数变化量绝对值为，电压表 的示数变
化量绝对值为，电压表的示数变化量绝对值为 ，则( )
【解析】 解法一：程序法
在的滑片向端移动过程中, 连入电路的阻值变小,外电路总电阻变小,由闭
合电路欧姆定律可得,,,可知变大, 变
小,变小。由易知 （【关键点】对于定值电阻,它两端的
电压变化量与电流变化量的比值为定值,等于其电阻的大小,即 。）,比值不变。
同理可得,,整理可得, 不变。
解法二：串反并同法
. .
分析各电表示数变化：在的滑片向端移动过程中,连入电路的阻值变小,电压表 、
电压表、电流表相当于与并联,则变小,变小,变小；电流表相当于与 串
联,则变大。由,易知 ,比值不变。故A正确。
解法三：极限法
当的滑片向端移动至最上端时,、、电流表 均被短路,外电路总电阻变小,分析
可知,变大,变小,变小,变小。由,易知 ,比值不变。
故A正确。
觉醒原创
1.［多选］某物理兴趣小组的一名同学设计了如图所示的火情检测电路，图中 为热敏
电阻，其阻值随温度的升高而降低，和为定值电阻，电源电动势为，内阻为 ,电
压表和电流表均为理想电表，闭合开关，如果出现火情时环境的温度升高，则下列说法
正确的是( )
ACD
A.电压表的示数减小
B.电流表的示数减小
C.通过热敏电阻的电流增大
D.电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值不变
【解析】 热敏电阻 的阻值随着温度的升高而降低,出现火情时环境的温度升
高,热敏电阻 的阻值减小,电路中的总电阻减小,根据闭合电路的欧姆定律可知干路电流
增大,电流表示数增大,则在内阻和电阻上的分压增大,和 并联部分两端的电压减小,
则电压表示数减小。
由上述分析可知和并联部分两端的电压减小,则通过电阻 的电流减小,而干路
电流增大,则流过热敏电阻的电流增大。
设电压表的示数为,电流表的示数为 ,根据闭合电路的欧姆定律有
,将其变形为 ,则电压表示数变化量与电流表示数变
化量的比值为该图像的斜率,可知斜率的绝对值为 ,故电压表示数变化量与
电流表示数变化量的比值保持不变。
跳跳学长有话说
判断A、B、C三个选项时也可用大招“串反并同”画圈分析。
2.［多选］如图为某小灯泡的图像，将该小灯泡接在电动势为、内阻为
的电源上，下列说法正确的是( )
AC
A.小灯泡的电阻随着电流的增大而增大
B.把电源和小灯泡组成闭合回路，电路中的电流约为
C.把电源和小灯泡组成闭合回路，小灯泡的功率约为
D.把电源和小灯泡组成闭合回路，电路的总功率约为
【解析】 图像中图线上某点与原点连线的斜
率表示此时的电阻,由题图可知小灯泡的电阻随着电流的
增大而增大。
在题图中作出电源的 图线,如答图所示,两
图线的交点表示电源和小灯泡组成闭合回路时的工作状
态,从答图中读出回路中的电流约为 ,小灯泡两端的电
压约为,则小灯泡的功率约为 。
电路中的总功率约为 。
3.［多选］如图，一电源与定值电阻和滑动变阻器串联在电路中，已知电源的电动势为
，内阻为 ，定值电阻为 ，滑动变阻器的最大阻值为 ，闭合开
关，下列说法正确的是( )
BD
A.该电源的最大输出功率为 B.整个电路消耗的最大功率为
C.定值电阻消耗的最大功率为 D.滑动变阻器消耗的最大功率为
【解析】 当外电路电阻等于电源内阻时,即 时,电源的输出功率最大,此时
电路中的电流为,电源的最大输出功率为 。
由 可知,当滑动变阻器接入电路阻值为0时,电路中电流最大,电路消耗的
功率最大,定值电阻消耗的功率最大,此时电路中的电流为 ,整个电路
中消耗的最大功率为,定值电阻 消耗的最大功率为
。
将电阻看作等效电源的一部分,等效后的内阻为,当 时,
等效电源的输出功率最大,即滑动变阻器消耗的功率最大,此时电路中的电流为
,此时滑动变阻器消耗的功率为 。