第12章 电能 能量守恒定律 章末复习方案（word练习）-【状元桥·优质课堂】2023-2024学年新教材高中物理必修第三册（人教版2019）

章末复习方案 （见学生用书P109） 素能提升一　电源的电动势和内阻的测量 1.（2023·浙江）在“测量干电池的电动势和内阻”实验中. （1）部分连线如图甲所示，导线a端应连接到　　　　（选填“A”、“B”、“C”或“D”）接线柱上.正确连接后，某次测量中电压表指针位置如图乙所示，其示数为　　　　V. （2）测得的7组数据已标在如图丙所示U－I坐标系上，用作图法求干电池的电动势E＝　　　　V和内阻r＝　　　　Ω.（计算结果均保留两位小数） 解析（1）电压表测量的电压应为路端电压，开关应能控制电路，所以导线a端应连接到B处；干电池电动势约为1.5 V，电压表选择0～3 V量程，分度值为0.1 V，题图中电压表读数为1.20 V. （2）作出U－I如图所示. 根据闭合电路的欧姆定律U＝E－Ir， 可知U－I图像纵轴截距为电源电动势可得E＝1.50 V， U－I图像斜率的绝对值等于电源内阻 r＝ Ω＝1.04 Ω. 答案B　 1.20　（2）1.50　1.04 2.（2023·湖北）某实验小组为测量干电池的电动势和内阻，设计了如图甲所示电路，所用器材如下： 电压表（量程0～3 V，内阻很大）； 电流表（量程0～0.6 A）； 电阻箱（阻值0～999.9 Ω）； 干电池一节、开关一个和导线若干. （1）根据图甲，完成图乙中的实物图连线　　　　. （2）调节电阻箱到最大阻值，闭合开关.逐次改变电阻箱的电阻，记录其阻值R、相应的电流表示数I和电压表示数U.根据记录数据作出的U－I图像如图丙所示，则干电池的电动势为　　　　V（保留3位有效数字）、内阻为　　　　Ω（保留2位有效数字）. （3）该小组根据记录数据进一步探究，作出－R图像如图丁所示.利用图丁中图像的纵轴截距，结合（2）问得到的电动势与内阻，还可以求出电流表内阻为　　　　（保留2位有效数字）. （4）由于电压表内阻不是无穷大，本实验干电池内阻的测量值　　　　（选填“偏大”或“偏小”）. 解析（1）实物连线如图所示， （2）由电路结合闭合电路的欧姆定律可得U＝E－Ir， 由图像可知E＝1.58 V， 内阻r＝ Ω＝0.64 Ω （3）根据E＝I（R＋RA＋r）， 可得＝·R＋， 由图像可知＝2， 解得RA＝2.5 Ω. （4）由于电压表内阻不是无穷大，则实验测得的是电压表内阻与电源内阻的并联值，即实验中测得的电池内阻偏小. 答案（1）　 （2）1.58　0.64　（3）2.5　（4）偏小 3.（2020·天津）某实验小组选用以下器材测定电池组的电动势和内阻，要求测量结果尽量准确. 电压表（量程0～3 V，内阻约为3 kΩ）； 电流表（量程0～0.6 A，内阻约为1 Ω）； 滑动变阻器（0～20 Ω，额定电流1 A）； 待测电池组（电动势约为3 V，内阻约为1 Ω）； 开关、导线若干. （1）该小组连接的实物电路如图甲所示，经仔细检查，发现电路中有一条导线连接不当，这条导线对应的编号是　　　　. （2）改正这条导线的连接后开始实验，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于滑动变阻器的　　　　（选填“a”或“b”）端. （3）实验中发现调节滑动变阻器时，电流表读数变化明显但电压表读数变化不明显，为了解决这个问题，在电池组负极和开关之间串联一个阻值为5 Ω的电阻，之后该小组得到了几组电压表读数U和对应的电流表读数I，并作出U－I图像，如图乙所示.根据图像可知，电池组的电动势为　　　　V，内阻为　　　　Ω.（结果均保留两位有效数字） 解析（1）由于待测电池阻内阻较小，对滑动变阻器来说电流表应该内接，因此导线5连接不当. （2）闭合开关前，滑动变阻器要接到最大阻值处，因此滑片P应置于滑动变阻器的a端. （3）定值电阻R0＝5 Ω， 根据闭合电路的欧姆定律有U＝E－I（R0＋r）， 由题中U－I图像可知，图线的纵轴截距表示电动势，斜率的绝对值表示R0＋r， 则有E＝2.9 V，R0＋r＝ Ω＝5.80 Ω， 解得r＝0.80 Ω. 答案（1）5　（2）a　（3）2.9　0.80 素能提升二　伏安特性曲线的描述 1.（2020·全国Ⅱ）某同学要研究一小灯泡L（3.6 V，0.30 A）的伏安特性.所用器材有：电流表A1（量程200 mA，内阻Rg1＝10.0 Ω）、电流表A2（量程500 mA，内阻Rg2＝1.0 Ω）、定值电阻R0（阻值R0＝10.0 Ω）、滑动变阻器R1（最大阻值10 Ω）、电源E（电动势4.5 V，内阻很小）、开关S和若干导线.该同学设计的电路如图甲所示. （1）根据图甲，在图乙的实物图中画出连线. （2）若I1、I2分别为流过电流表A1和A2的电流，利用I1、I2、Rg1和R0写出小灯泡两端的电压U＝　　　　　，流过小灯泡的电流I＝　　　　.为保证小灯泡的安全，I1不能超过　　　　mA. （3）实验时，调节滑动变阻器，使开关闭合后两电流表的示数为零.逐次改变滑动变阻器滑片位置并读取相应的I1和I2.所得实验数据在表中给出. I1/mA 32 55 85 125 144 173 I2/mA 171 229 299 379 424 470 根据实验数据可算得，当I1＝173 mA时，灯丝电阻R＝　　　　Ω（保留一位小数）. （4）如果用另一个电阻替代定值电阻R0，其他不变，为了能够测量完整的伏安特性曲线，所用电阻的阻值不能小于　　　　Ω（保留一位小数）. 解析（1）实物图连线如图所示. （2）此电路图相当于将电流表A1与定值电阻R0串联改装成电压表， 则有U＝I1（Rg1＋R0）； 电流表A2测干路中的电流， 所以流过小灯泡的电流I＝I2－I1； 代入小灯泡的额定电压U＝3.6 V， 由U≥I1（Rg1＋R0）， 解得I1≤180 mA. （3）灯丝电阻R＝＝≈11.6 Ω. （4）电流表A1的量程为200 mA， 则有Rg1＋R≥＝ Ω＝18.0 Ω， 又因为电流表A1内阻Rg1＝10.0 Ω， 所以R≥8.0 Ω. 答案（1）见解析图　（2）I1（Rg1＋R0）　I2－I1　180　（3）11.6　（4）8.0 2.（2020·江苏）某同学描绘一种电子元件的I－U关系图像，采用的实验电路图如图甲所示，V为电压表，mA为电流表，E为电源（电动势约6 V），R为滑动变阻器（最大阻值20 Ω），R0为定值电阻，S为开关. （1）请用笔画线代替导线，将图乙所示的实物电路连接完整. （2）调节滑动变阻器，记录电压表和电流表的示数如表所示. 电压U/V 0.000 0.250 0.500 0.650 0.700 0.725 0.750 电流I/mA 0.00 0.10 0.25 0.60 1.70 4.30 7.50 请根据表中的数据，在方格纸上作出该元件的I－U图线. （3）根据作出的I－U图线可知，该元件是　　　　（选填“线性”或“非线性”）元件. （4）在上述测量中，如果用导线代替电路中的定值电阻R0，会导致的两个后果是　　　　. A.电压和电流的测量误差增大 B.可能因电流过大烧坏待测元件 C.滑动变阻器允许的调节范围变小 D.待测元件两端电压的可调节范围变小 解析（1）根据电路图连接实物图，画线不能跨过仪器、不能交叉，滑动变阻器采用分压式接法，实物图如图甲所示. （2）根据表格数据描点连线，让尽可能多的点在线上，线尽可能平滑地连接各点，偏离过大的点应舍去， 则该元件的I－U图线如图丙所示. （3）根据作出的I－U图线可知该元件是非线性元件. （4）定值电阻R0在电路中起到分压、保护电路的作用，如果用导线代替R0，电压和电流的测量误差不会增大，待测元件两端电压的可调节范围不变，会导致滑动变阻器允许的调节范围变小，也可能因电流过大烧坏待测元件，选项A、D错误，B、C正确. 答案（1）见解析图甲　（2）见解析图乙　（3）非线性　（4）BC 3.（全国Ⅰ）某同学研究小灯泡的伏安特性.所使用的器材有：小灯泡L（额定电压3.8 V，额定电流0.32 A）；电压表V（量程3 V，内阻3 kΩ；电流表A（量程0.5 A，内阻0.5 Ω）；固定电阻R0（阻值1 000 Ω）；滑动变阻器R（阻值0～9.0 Ω）；电源E（电动势5 V，内阻不计）；开关S；导线若干. （1）实验要求能够实现在0～3.8 V的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图. （2）实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图甲所示. 由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻　　　　（选填“增大”“不变”或“减小”），灯丝的电阻率　　　　（选填“增大”“不变”或“减小”）. （3）用另一电源E0（电动势4 V，内阻1.00 Ω）和题给器材连接成图乙所示的电路，调节滑动变阻器R的阻值，可以改变小灯泡的实际功率.闭合开关S，在R的变化范围内，小灯泡的最小功率为　　　　W，最大功率为　　　　W.（结果均保留两位小数） 解析（1）实验要求能够实现在0～3.8 V的范围内进行测量，电压表量程为3 V，需要改装电压表增大量程，故电压表应串联定值电阻，滑动变阻器需要连接成分压式电路，由于Rx＜，故电流表应采用外接法. （2）伏安特性曲线的斜率表示电阻的倒数，图中曲线的斜率逐渐减小，则电阻逐渐增大；电流增大时，灯丝的温度升高，金属材料的电阻率随着温度的升高而增大. （3）利用作图法，将滑动变阻器等效为电源内阻，作出电源的I－U图像，如图所示，可知滑动变阻器接入电路的阻值为9 Ω时，P1＝U1I1＝1.75×0.22 W＝0.39 W，滑动变阻器接入电路的阻值为0 Ω时，P2＝3.67×0.318 W＝1.17 W. 答案（1）见解析图　（2）增大　增大　（3）0.39　1.17 第十二章综合测评 （建议用时：75分钟　满分：100分） （见学生用书P269） 一、选择题（共10道题，共46分.第1～7小题为单选题，每小题4分，第8～10题为多选题，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不选的得0分） 1.如图所示，电源的电动势为30 V，内阻为1 Ω，与一个标有“6 V　12 W”的电灯和一个绕线电阻为2 Ω的电动机串联.开关闭合后，电路中的电灯正常发光，则电动机输出的机械功率为 （　　） A.36 W B.44 W C.48 W D.60 W A　解析电路中的电灯正常发光，说明电路中电流为I＝＝2 A，电灯两端电压为6 V，电源内阻上电压为2 V，电动机两端电压为U机＝E－6 V－2 V＝22 V，电动机输入功率P入＝U机I＝22×2 W＝44 W，电动机绕线电阻发热功率P热＝I2R＝8 W，故电动机输出的机械功率为P出＝P入－P热＝36 W，选项A正确. 2.两根同种材料的电阻丝分别连在两个电路中，甲电阻丝长为l，直径为d；乙电阻丝长为2l，直径为2d，要使两电阻丝消耗的功率相等，则应满足 （　　） A.＝ B.＝ C.＝ D.＝2 C　解析由R＝ρ可得＝.要使P甲＝P乙，由P＝可得＝.选项C正确. 3.如图所示，直线A为电源的U－I图线，电源电动势为E，内阻为r，曲线B为灯泡的U－I图线，现将该小灯泡接在该电源两端，此时灯泡电阻为R，则以下说法正确的是 （　　） A.R＝2 Ω B.E＝3 V，r＝0.5 Ω C.电源的输出功率为6 W D.含有灯泡的电路是非纯电阻电路 B　解析由欧姆定律得灯泡电阻R＝＝1 Ω，选项A错误；由题图可得，电源电动势为E＝3 V，内阻r＝ Ω＝0.5 Ω，选项B正确；此时电源的输出功率P＝UI＝2×2 W＝4 W，选项C错误；灯泡将所消耗的电能全部转化为焦耳热，含有灯泡的电路是纯电阻电路，选项D错误. 4.如图所示的电路中，闭合开关后各元件处于正常工作状态，当某灯泡突然出现故障时，电流表读数变小，电压表读数变大.下列关于故障原因或故障后其他物理量的变化情况的说法中正确的是 （　　） A.L1灯丝突然短路 B.L2灯丝突然烧断 C.电源的输出功率一定变小 D.电容器C上电荷量减少 B　解析电流表在干路上，读数变小，说明总电阻变大.L1灯丝突然短路，总电阻减小，电流表读数变大，A错误；L2灯丝突然烧断，总电阻增大，电流表读数变小，电压表读数变大，B正确；电源的输出功率P＝UI，电压增大而电流减小，输出功率不一定变小，C错误；电流表读数变小，L1的分压减小，并联支路的电压增大，电容器两端的电压增大，根据Q＝CU知电容器的带电荷量增大，D错误. 5.小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，P为图线上一点，PN为图线的切线、PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，下列说法正确的是 （　　） A.对应P点，小灯泡的电阻为R＝ B.对应P点，小灯泡的电阻为R＝ C.对应P点，小灯泡的功率为图中阴影部分的面积 D.若将与灯丝相同的电阻放在恒温容器内，则测得的电流I随所加电压U变化的图线与小灯泡的相同 A　解析对应P点，小灯泡的电阻为R＝，选项A正确，B错误；对应P点，小灯泡的功率为P＝U1I2，选项C错误；若将与灯丝相同的电阻丝放在恒温容器内，则电阻丝阻值不变，测得的电流I随所加电压U变化的图线应是过原点的直线，选项D错误. 6.如图所示的电路中，电源的电动势为E、内阻为r，C为电容器，R1和R2为定值电阻，R3为光敏电阻（电阻随光照强度的增大而减小），A为理想电流表，G为灵敏电流计，当开关S闭合且电路稳定后，在逐渐增大对R3的光照强度的过程中 （　　） A.R1两端电压减小 B.A表的示数变小 C.电源的效率一定变小 D.G表中有从a至b的电流 C　解析增大对R3的光照强度，其电阻减小，电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知，电路中的干路电流增大，则A表的示数变大，选项B错误；由η＝＝＝知，电源的效率一定变小，选项C正确；因为干路电流增大，所以电源内电压和R1两端电压增大，由闭合电路欧姆定律U并＝E－I（R1＋r）可知，并联部分电压减小，即电容器两端电压减小，所以电容器处于放电过程，G表中有从b至a的电流，选项A、D错误. 7.智能扫地机器人是一种智能家用电器，能自动在房间内完成地板清洁工作，如今已慢慢普及，成为现代家庭的常用家用电器.如图所示为某款智能扫地机器人，其参数见下表，工作时将电池内部化学能转化为电能的效率η＝60％.下列说法正确的是 （　　） 产品名称 ××× 尘盒容量 0.3 L 清扫路线 自由式 液晶显示 有 电池容量 5 000 mA·h 充电器输出 24 V/1 000 mA 噪声 ≤60 dB 额定功率 40 W 行走速度 20 cm/s 工作电压 24 V A.该扫地机器人的电池从完全没电到充满电所需时间约为8.3 h B.该扫地机器人最多能储存的能量为4.32×105 J C.该扫地机器人充满电后能工作5 h D.该扫地机器人充满电后能工作4 h B　解析由题表可知，电池的容量为5 000 mA·h，所带的电荷量为q＝5 000×10－3 A×3 600 s＝1.8×104 C，充电器输出电流为I＝1 000 mA＝1 A，所以该扫地机器人的电池从完全没电到充满电所需时间为t＝＝ s＝5 h，选项A错误；该扫地机器人最多能储存的能量为W＝qU＝1.8×104×24 J＝4.32×105 J，选项B正确；该扫地机器人的额定功率为40 W，所以充满电后工作的时间t＝＝ s＝1.8 h，选项C、D错误. 8.如图所示，图线1、2分别为闭合电路中两个不同电源的U－I图像，则下列说法正确的是 （　　） A.电动势E1＝E2，短路电流I1＞I2 B.电动势E1＝E2，内阻r1＞r2 C.电动势E1＞E2，内阻r1＞r2 D.当工作电流变化量相同时，电源2的路端电压变化较大 AD　解析由闭合电路欧姆定律知E＝U＋Ir.当I＝0时U＝E，即U－I图线中纵轴截距表示电源电动势，两电源的电动势相等.当U＝0时I＝，由题图知，横轴载距表示姐略电流，则短路电流I1＞I2，选项A正确；内阻r＝，即U－I图线的斜率的绝对值表示电源的内阻，由题图知内阻r1＜r2，选项B，C错误；当工作电流变化量相同时，因为r1＜r2，则电源2的路墙电压变化较大，选项D正确. 9.如图所示的U－I图像中，直线Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系图线，直线Ⅱ为某一电阻R的U－I图线，用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图像可知 （　　） A.R的阻值为1.5 Ω B.电源电动势为3 V，内阻为0.5 Ω C.电源的输出功率为3.0 W D.电源内部消耗功率为1.5 W AD　解析由于电源的路端电压与电流的关系图线Ⅰ和电阻R的U－I图线Ⅱ都为直线，所以电源的路端电压与电流的关系图线Ⅰ的斜率的绝对值等于电源内阻，r＝1.5 Ω；电阻R的U－I图线Ⅱ的斜率等于电阻R的阻值，R＝1.5 Ω，选项A正确，B错误；电源的路端电压与电流的关系图线和电阻R的U－I图线交点纵、横坐标的乘积表示电源的输出功率，电源的输出功率为P＝UI＝1.5×1.0 W＝1.5 W，选项C错误；由EI＝P＋Pr解得电源内部消耗的功率为Pr＝EI－P＝3.0×1.0 W－1.5 W＝1.5 W，选项D正确. 10.如图所示，电路中定值电阻阻值R大于电源内阻r，闭合开关K，将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表V1，V2、V3示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔU3，理想电流表示数变化量的绝对值为ΔI，则下列结论正确的是 （　　） A.A的示数减小 B.V2的示数减小 C.｜ΔU3｜与｜ΔI｜的比值等于r D.｜ΔU1｜与｜ΔI｜的比值大于｜ΔU2｜与｜ΔI｜的比值 BD　解析根据理想电压表电阻无穷大，相当于断路，理想电流表电阻为零，相当于短路，所以R与滑动变阻器串联，电压表V1、V2、V3分别测R两端电压、路端电压、变阻器电压，当滑动变阻器滑片向下滑动时，接入电路的电阻减小，电路电流增大，则A的示数增大，A错误；电路中电流增大，电源的内电压增大，则路端电压减小，所以V2的示数减小，B正确；根据闭合电路欧姆定律得U3＝E－I（R＋r），则得＝R＋r＞r，则｜ΔU3｜和｜ΔI｜的比值大于r，C错误；根据闭合电路欧姆定律得U2＝E－Ir，则得＝r，＝R，又R＞r，则＞，故｜ΔU1｜与｜ΔI｜的比值大于｜ΔU2｜与｜ΔI｜的比值，D正确. 二、非选择题（本题共5小题，共54分） 11.（8分）物理兴趣小组成员根据手头的实验器材设计了如图所示的欧姆表电路，通过调节开关S，可使欧姆表具有“×1”和“×10”的两种倍率，可用器材如下： A.干电池（电动势E＝1.5 V，内阻不计） B.电流表G（满偏电流Ig＝1 mA，内阻Rg＝90 Ω） C.定值电阻R0（阻值为5.0 Ω） D.滑动变阻器R1（最大阻值为150 Ω） E.定值电阻Ra、Rb G.开关一个，红、黑表笔各一支，导线若干 （1）该兴趣小组成员按照如图所示电路图连接好实验电路.当开关S合向　　　　（选填“a”或“b”）时，欧姆表的倍率是“×10”倍率. （2）已知欧姆表为“×1”倍率时的中值电阻为15 Ω，则定值电阻Ra＝　　　　　 Ω，Rb＝　　　　　 Ω. （3）将开关S合向b，第一步：将红、黑表笔短接，调节滑动变阻器R1，电流表电流达到满偏电流.第二步：在红、黑表笔间接入待测电阻R2，发现电流表指针指向的位置，则待测电阻Rx＝　　　　 Ω. 解析（1）把虚线框内的电路等效成一个电流表，当开关S合向a端时，满偏电流为Ia，当开关S合向b端时，满偏电流为Ib，根据串并联电路的特点可知（Ia－Ig）Ra＝Ig（Rg＋Rb），（Ib－Ig）（Ra＋Rb）＝IgRg， 可以看出Ia＞Ib，当开关S合向b时，欧姆表的倍率是“×10”倍率. （2）当开关S合向a端时，则中值电阻为R中a＝15 Ω， 则Ia＝＝ A＝100 mA， 当开关S合向b端时，则中值电阻为R中b＝150 Ω， 则Ib＝＝ A＝10 mA， 联立可解得Ra＝1 Ω，Rb＝9 Ω. （3）根据闭合电路的欧姆定律得Ib＝，在红、黑表笔间接入待测电阻Rx，发现电流表指针指向的位置，干路电流I＝，则Ib＝，解得Rx＝300 Ω. 答案（1）b　（2）1　9　（3）300 12.（8分）（1）某同学要测量一新材料制成的均匀圆柱体的电阻（圆柱体的电阻约为6 Ω）. ①如图所示，使用螺旋测微器测其直径为　　　　 mm. ②除待测圆柱体外，实验室还备有的实验器材如下，为了在设备安全的情况下多测几组实验数据，电压表应选A，电流表应选　　　，滑动变阻器应选　　　　.（填写器材前对应的序号字母） A.电压表V1（量程3 V，内阻约为15 kΩ） B.电压表V2（量程15 V，内阻约为75 kΩ） C.电流表A1（量程0.6 A，内阻约为1 Ω） D.电流表A2（量程3 A，内阻约为0.2 Ω） E.滑动变阻器R1（0～5 Ω，0.6 A） F.滑动变阻器R2（0～2 000 Ω，0.1 A） G.1.5 V的干电池两节，内阻不计 H.开关S，导线若干 ③下图所设计的实验电路图中最合理的是　　　. A　　　　　　　B C　　　　　　　D （2）某同学设计实验测量一块铭牌数字模糊电池的电动势. ①他先用多用电表直流电压10 V挡直接接在该电池两极粗测电动势，读数如图甲，读出电源电动势为　　　　 V. 甲 ②为了更准确地测量该电池的电动势，他从实验室里找到了下列实验器材： A.电流表A1，量程0.6 A，内阻r1＝1.5 Ω B.电流表A2，量程100 mA，内阻r2＝20 Ω C.滑动变阻器RL（0～5 Ω） D.定值电阻R1＝5 Ω E.定值电阻R2＝50 Ω F.开关一个、导线若干 ③该同学设计了如图乙所示的实验电路： 乙 a.定值电阻R应当选择　　　　；（选填“R1”或“R2”） b.闭合电键，调整滑动变阻器触头位置，把电流表A1的读数记作I1，电流表A2的读数记作I2，记录多组实验数据如下： 组别 1 2 3 4 5 6 I1（A） 0.54 0.48 0.43 0.39 0.37 0.35 I2（mA） 0 22.9 39.1 51.5 61.3 69.1 c.在坐标系中描点，并作出该电路的I1－I2图像如图丙. 丙 d.根据图丙得该电池的电动势E＝　　　　 V.（结果保留两位有效数字） 解析（1）①螺旋测微器的读数为 1.5 mm＋0.01×34.7 mm＝1.847 mm， ②回路中的最大电流为I＝＝ A＝0.5 A，电流表选择A1，选项C正确； 为了测量多组数据，滑动变阻器选择分压式接法，因此滑动变阻器选择R1，故选E； ③为了测量多组数据，滑动变阻器选择分压式接法，待测电阻阻值较小，为了减小误差，选择外接法，选项A正确； （2）①根据题图甲，电源电动势为3.6 V； ③由于回路中最大电流不能超过0.6 A，电动势约为3.6 V，根据欧姆定律可知回路中最小电阻约为6 Ω，为了保护电路，定值电阻选择R1； 根据闭合电路欧姆定律可知 I1（r1＋R1＋r）＋I2r2＝E 整理得I1＝－－I2 根据图像可知＝0.54 A， 图像斜率大小：＝≈2.86， 联立解得E≈3.8 V. 答案（1）①1.847（1.846～1.848均可）　②C　E　③A　（2）①3.6　③R1　3.8（3.8～3.9均可） 13.（10分）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E＝6 V，电源内阻r＝1 Ω，电动机内阻r0＝2 Ω，电阻R＝3 Ω，重物质量m＝0.10 kg.当电动机以稳定的速度匀速提升重物时，理想电压表的示数为U＝5.5 V.不计空气阻力和摩擦，g取10 m/s2.求： （1）电源的总功率； （2）电动机的输人功率P入； （3）重物匀速上升时的速度v. 解析（1）由闭合电路欧姆定律可得 电路中的电流为I＝＝0.5 A， 电源的总功率为P＝EI＝3 W （2）电动机两端的电压为U2＝U－IR＝4 V 电动机的输入功率为P入＝U2I＝2 W （3）电动机的热功率为P热＝I2r0＝0.5 W 电动机的输出功率为 P出＝P入－P热＝1.5 W， 重物匀速上升时有P出＝mgv， 解得v＝1.5 m/s. 答案（1）3 W　（2）2 W　（3）1.5 m/s 14.（12分）在如图所示的电路中，电压表和电流表均为理想电表，R2、R3均为定值电阻，且R2＝216 Ω，R3阻值未知，R1是一滑动变阻器.闭合开关，当滑动变阻器滑片在最左端a时，电压表和电流表示数分别为8 V、0.1 A；当滑片在最右端b时，电压表和电流表示数分别为4 V、0.5 A.求： （1）电源的电动势和内阻； （2）定值电阻R3的阻值和滑动变阻器的最大阻值； （3）电源的最大输出功率. 解析（1）由闭合电路欧姆定律可知 Ua＝E－Iar，Ub＝E－Ibr， 联立解得E＝9 V，r＝10 Ω. （2）当滑动变阻器滑片滑到最右端时，满足R3＝＝8 Ω， 当滑动变阻器滑片滑到最左端时，满足Ua＝IaR3＋U并， ＋＝Ia， 联立解得R1max＝108 Ω. （3）外电阻的范围为80 Ω≥R外≥8 Ω，而内阻r＝10 Ω， 当R外＝r＝10 Ω时，电源的输出功率最大， P出max＝＝2.025 W. 答案（1）9 V　10 Ω　（2）8 Ω　108 Ω （3）2.025 W 15.（16分）如图甲所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1＝100 Ω，R2阻值未知，R3为一滑动变阻器.当其滑片P从左端滑至右端时，测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图线如图乙所示，其中A、B两点是滑片P在变阻器的两个不同端点得到的.求： 　 甲　　　　　　　　乙 （1）电源的电动势和内阻； （2）定值电阻R2的阻值； （3）滑动变阻器的最大阻值. 解析（1）题中图乙中AB延长线，交U轴于20 V处，交I轴于1.0 A处，所以电源的电动势为E＝20 V，内阻r＝＝20 Ω. （2）当P滑到R3的右端时，电路参数对应图乙中的B点，即U2＝4 V、I2＝0.8 A，得R2＝＝5 Ω. （3）当P滑到R3的左端时，由图乙知此时 U外＝16 V，I总＝0.2 A， 所以R并＝＝80 Ω， 因为R外＝＋R2， 所以滑动变阻器的最大阻值为R3＝300 Ω. 答案（1）20 V　20 Ω　（2）5 Ω　（3）300 Ω 学科网（北京）股份有限公司 $$