【闭合电路欧姆定律习题归类】在电学学习中，闭合电路欧姆定律是一个非常重要的知识点，它不仅贯穿于整个初中和高中物理课程，而且在实际应用中也具有广泛的用途。掌握好这一部分的内容，对于理解电路的工作原理、解决相关问题以及应对考试都至关重要。本文将对常见的闭合电路欧姆定律习题进行分类整理，帮助学生更好地理解和掌握这一内容。
一、基础型题目：电压与电流的关系
这类题目通常以简单的串联或并联电路为背景，考察学生对闭合电路欧姆定律基本公式的理解。公式如下：
$$
U = E - Ir
$$
其中：
- $ U $ 是路端电压；
- $ E $ 是电源电动势；
- $ I $ 是电路中的电流；
- $ r $ 是电源的内阻。
典型例题：
一个电源电动势为6V，内阻为1Ω，当接上一个电阻为5Ω的用电器时，求此时的路端电压和电路中的电流。
解析：
根据闭合电路欧姆定律，总电阻为 $ R + r = 5 + 1 = 6\Omega $，所以电流为：
$$
I = \frac{E}{R + r} = \frac{6}{6} = 1A
$$
路端电压为：
$$
U = E - Ir = 6 - 1 \times 1 = 5V
$$
二、变化型题目：动态电路分析
这类题目通常涉及开关的闭合与断开、滑动变阻器的调节等操作，要求学生能够灵活运用欧姆定律分析电路的变化情况。
典型例题：
如图所示，电源电动势为12V，内阻为0.5Ω，R₁=4Ω，R₂=6Ω，开始时开关S处于断开状态，后来闭合。求开关闭合前后，干路电流的变化。
解析：
开关断开时，只有R₁接入电路，总电阻为 $ R_1 + r = 4 + 0.5 = 4.5\Omega $，电流为：
$$
I_1 = \frac{12}{4.5} ≈ 2.67A
$$
开关闭合后，R₁与R₂并联，等效电阻为：
$$
R_{\text{并}} = \frac{4 \times 6}{4 + 6} = 2.4\Omega
$$
总电阻为 $ R_{\text{并}} + r = 2.4 + 0.5 = 2.9\Omega $，电流为：
$$
I_2 = \frac{12}{2.9} ≈ 4.14A
$$
由此可见，开关闭合后，干路电流增大。
三、综合型题目：多参数分析与能量转换
此类题目往往结合功率、效率、能量转化等内容，考查学生对闭合电路欧姆定律的深入理解。
典型例题：
一个电源电动势为10V，内阻为1Ω，外接一个可变电阻R。当R为何值时，电源输出的功率最大？此时的输出功率是多少？
解析：
根据最大功率传输定理，当外电阻 $ R = r $ 时，电源输出功率最大。因此，当 $ R = 1\Omega $ 时，输出功率最大。
此时总电阻为 $ R + r = 2\Omega $，电流为：
$$
I = \frac{10}{2} = 5A
$$
输出功率为：
$$
P = I^2 R = 5^2 \times 1 = 25W
$$
四、图像类题目：U-I图像分析
这类题目通过绘制电压与电流的关系曲线，让学生从图像中提取关键信息，进而计算电动势、内阻等参数。
典型例题：
某电源的U-I图像如图所示，求其电动势和内阻。
解析：
由图像可知，当电流为0时，电压即为电动势，故 $ E = 6V $；当电压为0时，电流为3A，此时电路为短路状态，故内阻为：
$$
r = \frac{E}{I_{\text{短}}} = \frac{6}{3} = 2\Omega
$$
五、实验类题目：测量电源电动势与内阻
这类题目常出现在实验部分，要求学生设计实验方案，通过测得的数据来计算电源的电动势和内阻。
典型方法：
使用伏安法或安阻法进行测量。例如，通过改变外电阻R，记录对应的电压U和电流I，然后利用公式：
$$
E = U + Ir
$$
进行线性拟合，从而得到电动势和内阻。
结语
闭合电路欧姆定律是电学中的核心内容之一，掌握其基本概念和解题思路，不仅能提高解题能力，还能增强对电路工作原理的理解。通过对不同类型的习题进行分类练习，有助于学生系统地构建知识体系，提升综合应用能力。希望本文能为广大学生提供一些参考和帮助，在学习过程中更加得心应手。
