期末复习冲刺06 恒定电流 （基本概念+典型题型）-2023-2024学年高二物理下期期末复习冲刺专题训练（人教版2019）

期末复习讲义六 恒定电流 (精选各地最新试题，老师们可根据学情灵活选取) 知识梳理 一、电流I的三个表达式的比较 公式 区别 I=nqSv 含义 电流的定义式 电流的决定式 反映了导体中的电流与导体两端的电压和电阻的关系 理解 I与Q、t无关 可由导出 I由U、R共同决定 电流本质的理解 （1）电流定向移动的速率和电流传导的速率不等。 （2）当正、负离子同时定向移动形成电流时，通过横截面的电荷量是正、负离子电荷量之和。 （3）电流有大小，有方向，但不是矢量。 （4）电荷定向移动的方向不一定是电流方向，正电荷定向移动的方向是电流方向。 二、电阻定律 欧姆定律 1、电阻定律：R = 。电阻率是一个反映材料导电性好坏的物理量，跟导体的材料和温度有关。金属的电阻率随温度升高而增大。的单位：国际单位是欧·米（Ω·m）。超导体的电阻为零。半导体的电阻率随温度的升高而减小。 2、欧姆定律：I= 注意：（1）欧姆定律只适用于纯电阻电路 （2）式中I、U、R是对应于同一段导体的量，计算时防止张冠李戴。 （3）由I=，可得R=，不能由此认为R与U成正比、R与I成反比。 3、闭合电路欧姆定律：I = ，注意：就某个电路来说：E、r都是一定的，I随R而变化。由上式变换得：路端电压U=E－I r。当R增大时，I ________，U______。 讨论两种特殊情况： （1）当R→∞，即外电路断开时，I趋近于_____，U趋近于________。 （2）当R→0，即短路时，I趋近于______，U趋近于________。 三、电功 电热 通过纯电阻元件与非纯电阻元件来比较电功和电热，如下表： 纯电阻元件 非纯电阻元件 元件举例 电阻、电炉丝、白炽灯 电动机、电风扇、电解槽 欧姆定律 遵循欧姆定律 不遵循欧姆定律或 能量转化 电流做功全部转化为电热，电流通过用电器是以发热为目的 电流做功除转化为内能外还要转化为其他形式的能，电流通过用电器是以转化为内能外的其他形式的能为目的，发热不是目的，而是不可避免的能量损失。 电功（电功率） W= （电功率） 电热（热功率） （热功率） 电功（电功率）和电热（热功率）的关系 W=Q（） W>Q（） （） 四、闭合电路功率的最值问题 1、对闭合电路欧姆定律的理解及应用 （1）闭合电路欧姆定律的四种表达式 ①电流形式：； ②电压形式：； ③能量形式： ④功率形式： （2）电源的路端电压随外电阻的增大而增大（R=∞时，）；随总电流的增大而减小。 （3）电源的几种功率 ①总功率 P总= ，内耗功率：，输出功率。 ②外电路为纯电阻时，，所以当R=r时，电源输出功率最大，为，满足如图所示关系，此时电源的效率为。 同步练习 一、单选题 1．如图所示是某笔记本电脑电池上的部分标注，该型号的电池据说是最强的笔记本电脑电池之一。关于此电池的下列说法中，正确的是（    ） A．该电池充满电后储存的能量约 B．该电池充满电后可供电脑使用10小时，则平均电流强度约0.1A C．若某电容器充满电后，电压为10.8V，电量为8700mAh，则电容器储存的能量和该电池充满电后相同 D．该电池充满电后，提供的总能量可以使一名质量的学生提升的高度超过“中国尊”（北京最高建筑，高度为）的高度 2．和是两个材料相同、厚度相同、表面为正方形的电阻，的尺寸小于的尺寸。现给加以相同的电压，下列选项正确的是（　　） A．的电阻 B．通过的电流 C．的电功率 D．在相同时间内产生的焦耳热 3．假设某同学研究白炽灯得到某白炽灯的UI图线如图所示，图像上A点与原点的连线与横轴成α角，A点的切线与横轴成β角。则（　　） A．白炽灯的电阻随电压的增大而减小 B．在A点，白炽灯的电阻可表示为tanα C．在A点，白炽灯的电阻可表示为tanβ D．在A点，白炽灯的电功率大小可用矩形U0AI0O的面积表示 4．在如图所示电路中，电源电动势为10V，内阻为1Ω，指示灯R的阻值为16Ω，电动机M线圈电阻为2Ω，当开关S闭合时，电动机正常工作，指示灯的电功率为4W，电流表为理想电表，那么下列说法中正确的是（　　）    A．流过电动机M的电流为2. 0A B．电动机机械功的功率为12W C．电动机的机械效率为62.5% D．电源的输出功率为20W 5．如图所示，电源电动势为E，内阻为r。电路中的R2、R3分别为总阻值一定的滑动变阻器，R0为定值电阻，R1为光敏电阻（其电阻随光照强度增大而减小）。当开关S闭合时，电容器中一带电微粒恰好处于静止状态。下列说法中正确的是（　　） A．只调节电阻R2的滑动端P1向上端移动的过程中，电压表示数变大带电微粒向上运动 B．在只逐渐增大光照强度的过程中，电阻R0消耗的电功率变大，电源消耗的总功率变大 C．只调节电阻R3的滑动端P2向上端移动的过程中，R1消耗的功率变大，电阻R3中有向上的电流 D．若断开开关S，电容器所带电荷量变小，带电微粒向上运动 6．四个相同的小灯泡按照如图甲、乙所示的两种方式接入电压相等的电路中，调节、使四个小灯泡都正常发光，这时可变电阻、消耗的电功率和的关系为（　　） A． B． C． D． 7．在如图所示的电路中，电压表和电流表均视为理想电表，电源的内阻不可忽略。闭合电键，将滑动变阻器的滑片P缓慢向右移动的过程中，灯泡的电阻恒定不变，电压表示数的变化量的绝对值为，电流表示数的变化量的绝对值为，则下列判断正确的是（    ） A．灯泡变暗 B．变小 C．电容器的带电量变小 D．电源的效率减小 8．工程师对某款新能源汽车的直流蓄电池进行性能测试，测试过程中系统输出的图像如图，其中P为直流电源的输出功率，I为总电流，下列说法正确的是（　　） A．该蓄电池的电动势为12V B．该蓄电池的内阻为2Ω C．该蓄电池的最大输出功率为144W D．该蓄电池的短路电流为12A 二、多选题 9．如图1所示，电源的电动势为，内阻为。图2为电源的输出功率与电阻箱读数的关系图像，电源输出功率最大值为，电阻箱读数分别为、时电源输出功率相等为，下列说法中正确的是（　　） A．电源的电动势为 B．电源的内阻为 C．当电阻箱阻值为时，电源效率较大 D．当电阻箱阻值为时，电源输出功率最大 10．如图所示的电路中，定值电阻R1=2Ω、R2=8Ω、R3=1Ω、R4=4Ω，电容器的电容，电源的电动势，内阻不计。下列说法正确的是（　　） A．若只闭合开关S1，稳定后电阻中有恒定的电流 B．若只闭合开关S1，稳定后电容器两端的电压与电阻两端的电压相同 C．若只闭合开关S1，稳定后电容器带电荷量为 D．若闭合开关S1、S2稳定后电容器两板间的电压不为零 11．如图所示，电流表A的量程为6mA、内阻为99Ω，定值电阻R1的阻值为1Ω，电阻箱R2的最大阻值为9999.9Ω。现利用以上器材，将A改装成量程为3A的电流表和量程为15V的电压表。则（   ）    A．单刀双掷开关K掷于1时，A可改装成量程为3A的电流表，此时R2 = 40Ω B．单刀双掷开关K掷于1时，A可改装成量程为15V的电压表，此时R2 = 24.01Ω C．单刀双掷开关K掷于2时，A可改装成量程为3A的电流表，此时R2 = 400Ω D．单刀双掷开关K掷于2时，A可改装成量程为15V的电压表，此时R2 = 24Ω 12．某同学将一直流电源的总功率PE、电源内部的发热功率Pr和输出功率 PR随电流I变化的图线画在了同一坐标系中，如图中的a、b、c所示。 以下判断正确的是（　　） A．电源的最大输出功率 B．电源的电动势E=3V，内电阻r=1Ω C．b、c图线的交点与a、b图线的交点的横坐标之比一定为1：2，纵坐标之比一定为1：4 D．在a、b、c三条图线上分别取横坐标相同的A、B、C三点， 这三点的纵坐标一定满足关系 三、实验题 13．利用数字多用表的电压挡可替代普通指针式电压表，数字电压表有很多优点，比如读数直接明了、不怕超量程等，最突出的优点是数字电压表内电阻极大，几乎没有分流作用，可以说是现实中的“理想电压表”。如图甲是利用数字电压表测量金属丝电阻率的电路图，是被测金属丝，定值电阻阻值为，是一只单刀双掷开关。 (1)用毫米刻度尺测得金属丝接入电路的长度为25.00cm，用螺旋测微器测量金属丝直径d，测量结果如图乙所示，则 。 (2)闭合，将单刀双掷开关的阐刀掷于“a”，记录下此时数字电压表的读数，滑动变阻器触头不动，将单刀双掷开关的闸刀掷于“b”，记录下此时数字电压表的读数，已知定值电阻阻值为，则通过被测金属丝的电流 ，金属丝电阻的测量值 。（均用、、表示） (3)为了减小偶然误差，通过调整滑动变阻器触头，得到多组、数据，测得金属丝的电阻，则电阻率 。（保留3位有效数字） 14．某同学用如图（a）所示的电路描绘电动机的伏安特性曲线，并同时测量电源的电动势和内阻。现有实验器材：待测电源、电压表（内阻很大）、电流表（内阻很小）、电阻箱、滑动变阻器、待测电动机M、开关若干、导线若干。 (1)描绘电动机的伏安特性曲线步骤如下： ①断开、、，先将滑动变阻器的滑片P滑到 （填“c”或“d”）端； ②闭合开关，接a，调节滑动变阻器，读出电流表、电压表的示数，将数据记入表格； ③以电动机两端的电压U为纵坐标，以通过电动机的电流I为横坐标，根据数据描点作图，得到电动机的伏安特性曲线如图（b）所示。请简要说明图中OA段为直线的原因： 。 (2)测电源的电动势和内阻步骤如下： ①断开，闭合，接b； ②调节电阻箱，读出相应的阻值和电压表示数； ③多次测量后，以为横坐标，为纵坐标，描点连线，得到图（c），由此可得电源电动势E= V，内阻r= Ω；（结果均保留2位有效数字） (3)把上述两个规格相同的电动机串联后接在该电源两端，则其中一个电动机的电功率为 W（结果保留2位有效数字）。 15．某同学利用实验室已有的器材设计了如下电路测量某一太阳能电池的电动势和内电阻，已知电源的电动势大约为5.8V，内电阻大约为几十欧，实验中用到的其他器材有： A．电压表V1（量程为3V，内阻约为5000Ω） B．电压表V2（量程为15V，内阻约为10000Ω） C．表头G（量程10mA，内阻rg待测量） D．定位电阻R0=200Ω E．保护电阻R1=100Ω F．电阻箱（量程0～99.99Ω） G．开关两个，导线若干 (1)为了使电压表在实验的过程中有更大的变化范围，电压表应选择 （选填选项字母）； (2)将电阻调整调整到最大值，闭合开关S1、S2，缓慢调节电阻箱大小，使表头的示数为4mA。此时电压表示数为满偏的，则表头的电阻rg= Ω； (3)断开开关S2，多次改变电阻箱的阻值，记录阻值大小为R，同时记录对应的表头的电流值为I，建立图像，描点连线得到如图线性图像。根据图中的效据，可得该太阳能电池的电动势E= ，内电阻r= Ω（结果均保留两位有效数字）。 16．某实验小组使用某个多用电表测量电学中的物理量，并探究欧姆表的原理。 (1)某次测量时，多用电表表盘指针指在如图甲所示的位置，下列说法错误的是（　　） A．若该读数是选用欧姆挡“×100”倍率得到的，应该更换“×10”倍率，欧姆调零后再次进行测量 B．多用电表的欧姆挡是靠内部电源提供电流的，若选用“×10”倍率测量电阻，则欧姆表内阻约为20Ω C．测直流电流时，应让红表笔接外电路的正极，黑表笔接外电路的负极 D．测二极管正向电阻时，应让红表笔接二极管的负极，黑表笔接二极管的正极 (2)该小组进一步探究欧姆表的原理，设计了如图乙所示的电路，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=1.5V，内阻不计）； B．电流表G（满偏电流Ig=1mA，内阻Rg=90Ω）； C．定值电阻R0（阻值为5.0Ω）； D．滑动变阻器R1（最大阻值为150Ω）； E．定值电阻R2（阻值为1.0Ω）、R3未知； F．开关一个红、黑表笔各一支，导线若干。 虚线框内是双量程电流表，已知当S接a时，对应电流表量程是0~0.1A； ①定值电阻R3= Ω； ②当开关S拨向 （填“a”或“b”）时，欧姆表的倍率是“×10”，欧姆调零后，欧姆表内阻为 Ω。 ③使用一段时间后电池老化，电动势下降到1.4V、内阻增大到4Ω，但仍可调零，正确操作后，测量另一个定值电阻，欧姆表读数为150Ω，则这个电阻的阻值应为 Ω。 四、解答题 17．如图甲所示电路中，是滑动变阻器，是定值电阻。实验时从最左端向最右端拨动滑片调节的阻值，得到各组理想电压表和理想电流表的数据，用这些数据在坐标纸上描点、拟合，作出的图像如图乙所示。求： （1）当滑动变阻器的阻值为多大时，电阻消耗的功率最大； （2）当滑动变阻器的阻值为多大时，滑动变阻器消耗的功率最大； （3）当滑动变阻器的阻值为多大时，电源的输出功率最大。 18．如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图。电动机的内阻r=0.8Ω，电路中另一电阻R=5Ω，直流电压U=160V，理想电压表示数UV=110V。求： （1） 通过电动机内阻上的发热功率； （2） 输入电动机的电功率； （3） 若电动机以v=1m/s匀速竖直向上提升重物，求该重物的质量。（g取10 m/s2） 19．如图甲所示，电源内阻，、、均为定值电阻，，，为滑动变阻器，最大阻值为，电容器的电容，电表均为理想电表。闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，电路稳定时读出电压表和电流表的示数，得到关系如图乙所示。求： （1）电源的电动势和的阻值； （2）当滑片P移到正中间位置时，电容器上带的电荷量； （3）滑片P从移到的过程中，滑动变阻器的最大功率。 20．如图甲所示的电路中，只闭合开关，在电阻箱的阻值从0调节到最大值的过程中，两电压表的示数随电流表的示数变化的关系如下图乙中两条直线所示，其中电容器的电容。电路中的电流表和电压表均为理想电表。 （1）求电源的电动势； （2）求电阻箱的最大阻值和电阻的阻值； （3）现将电阻箱的阻值调成最大值的一半，单刀双掷开关拨到端，稳定后再拨到端。求从端拨到端至电路再次稳定的过程中流过电阻的电荷量。    份有限公司 ( 2 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 份有限公司 ( 1 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 期末复习讲义六 恒定电流 (精选各地最新试题，老师们可根据学情灵活选取) 知识梳理 一、电流I的三个表达式的比较 公式 区别 I=nqSv 含义 电流的定义式 电流的决定式 反映了导体中的电流与导体两端的电压和电阻的关系 理解 I与Q、t无关 可由导出 I由U、R共同决定 电流本质的理解 （1）电流定向移动的速率和电流传导的速率不等。 （2）当正、负离子同时定向移动形成电流时，通过横截面的电荷量是正、负离子电荷量之和。 （3）电流有大小，有方向，但不是矢量。 （4）电荷定向移动的方向不一定是电流方向，正电荷定向移动的方向是电流方向。 二、电阻定律 欧姆定律 1、电阻定律：R = 。电阻率是一个反映材料导电性好坏的物理量，跟导体的材料和温度有关。金属的电阻率随温度升高而增大。的单位：国际单位是欧·米（Ω·m）。超导体的电阻为零。半导体的电阻率随温度的升高而减小。 2、欧姆定律：I= 注意：（1）欧姆定律只适用于纯电阻电路 （2）式中I、U、R是对应于同一段导体的量，计算时防止张冠李戴。 （3）由I=，可得R=，不能由此认为R与U成正比、R与I成反比。 3、闭合电路欧姆定律：I = ，注意：就某个电路来说：E、r都是一定的，I随R而变化。由上式变换得：路端电压U=E－I r。当R增大时，I ________，U______。 讨论两种特殊情况： （1）当R→∞，即外电路断开时，I趋近于_____，U趋近于________。 （2）当R→0，即短路时，I趋近于______，U趋近于________。 三、电功 电热 通过纯电阻元件与非纯电阻元件来比较电功和电热，如下表： 纯电阻元件 非纯电阻元件 元件举例 电阻、电炉丝、白炽灯 电动机、电风扇、电解槽 欧姆定律 遵循欧姆定律 不遵循欧姆定律或 能量转化 电流做功全部转化为电热，电流通过用电器是以发热为目的 电流做功除转化为内能外还要转化为其他形式的能，电流通过用电器是以转化为内能外的其他形式的能为目的，发热不是目的，而是不可避免的能量损失。 电功（电功率） W= （电功率） 电热（热功率） （热功率） 电功（电功率）和电热（热功率）的关系 W=Q（） W>Q（） （） 四、闭合电路功率的最值问题 1、对闭合电路欧姆定律的理解及应用 （1）闭合电路欧姆定律的四种表达式 ①电流形式：； ②电压形式：； ③能量形式： ④功率形式： （2）电源的路端电压随外电阻的增大而增大（R=∞时，）；随总电流的增大而减小。 （3）电源的几种功率 ①总功率 P总= ，内耗功率：，输出功率。 ②外电路为纯电阻时，，所以当R=r时，电源输出功率最大，为，满足如图所示关系，此时电源的效率为。 同步练习 一、单选题 1．如图所示是某笔记本电脑电池上的部分标注，该型号的电池据说是最强的笔记本电脑电池之一。关于此电池的下列说法中，正确的是（    ） A．该电池充满电后储存的能量约 B．该电池充满电后可供电脑使用10小时，则平均电流强度约0.1A C．若某电容器充满电后，电压为10.8V，电量为8700mAh，则电容器储存的能量和该电池充满电后相同 D．该电池充满电后，提供的总能量可以使一名质量的学生提升的高度超过“中国尊”（北京最高建筑，高度为）的高度 2．和是两个材料相同、厚度相同、表面为正方形的电阻，的尺寸小于的尺寸。现给加以相同的电压，下列选项正确的是（　　） A．的电阻 B．通过的电流 C．的电功率 D．在相同时间内产生的焦耳热 3．假设某同学研究白炽灯得到某白炽灯的UI图线如图所示，图像上A点与原点的连线与横轴成α角，A点的切线与横轴成β角。则（　　） A．白炽灯的电阻随电压的增大而减小 B．在A点，白炽灯的电阻可表示为tanα C．在A点，白炽灯的电阻可表示为tanβ D．在A点，白炽灯的电功率大小可用矩形U0AI0O的面积表示 4．在如图所示电路中，电源电动势为10V，内阻为1Ω，指示灯R的阻值为16Ω，电动机M线圈电阻为2Ω，当开关S闭合时，电动机正常工作，指示灯的电功率为4W，电流表为理想电表，那么下列说法中正确的是（　　）    A．流过电动机M的电流为2. 0A B．电动机机械功的功率为12W C．电动机的机械效率为62.5% D．电源的输出功率为20W 5．如图所示，电源电动势为E，内阻为r。电路中的R2、R3分别为总阻值一定的滑动变阻器，R0为定值电阻，R1为光敏电阻（其电阻随光照强度增大而减小）。当开关S闭合时，电容器中一带电微粒恰好处于静止状态。下列说法中正确的是（　　） A．只调节电阻R2的滑动端P1向上端移动的过程中，电压表示数变大带电微粒向上运动 B．在只逐渐增大光照强度的过程中，电阻R0消耗的电功率变大，电源消耗的总功率变大 C．只调节电阻R3的滑动端P2向上端移动的过程中，R1消耗的功率变大，电阻R3中有向上的电流 D．若断开开关S，电容器所带电荷量变小，带电微粒向上运动 6．四个相同的小灯泡按照如图甲、乙所示的两种方式接入电压相等的电路中，调节、使四个小灯泡都正常发光，这时可变电阻、消耗的电功率和的关系为（　　） A． B． C． D． 7．在如图所示的电路中，电压表和电流表均视为理想电表，电源的内阻不可忽略。闭合电键，将滑动变阻器的滑片P缓慢向右移动的过程中，灯泡的电阻恒定不变，电压表示数的变化量的绝对值为，电流表示数的变化量的绝对值为，则下列判断正确的是（    ） A．灯泡变暗 B．变小 C．电容器的带电量变小 D．电源的效率减小 8．工程师对某款新能源汽车的直流蓄电池进行性能测试，测试过程中系统输出的图像如图，其中P为直流电源的输出功率，I为总电流，下列说法正确的是（　　） A．该蓄电池的电动势为12V B．该蓄电池的内阻为2Ω C．该蓄电池的最大输出功率为144W D．该蓄电池的短路电流为12A 二、多选题 9．如图1所示，电源的电动势为，内阻为。图2为电源的输出功率与电阻箱读数的关系图像，电源输出功率最大值为，电阻箱读数分别为、时电源输出功率相等为，下列说法中正确的是（　　） A．电源的电动势为 B．电源的内阻为 C．当电阻箱阻值为时，电源效率较大 D．当电阻箱阻值为时，电源输出功率最大 10．如图所示的电路中，定值电阻R1=2Ω、R2=8Ω、R3=1Ω、R4=4Ω，电容器的电容，电源的电动势，内阻不计。下列说法正确的是（　　） A．若只闭合开关S1，稳定后电阻中有恒定的电流 B．若只闭合开关S1，稳定后电容器两端的电压与电阻两端的电压相同 C．若只闭合开关S1，稳定后电容器带电荷量为 D．若闭合开关S1、S2稳定后电容器两板间的电压不为零 11．如图所示，电流表A的量程为6mA、内阻为99Ω，定值电阻R1的阻值为1Ω，电阻箱R2的最大阻值为9999.9Ω。现利用以上器材，将A改装成量程为3A的电流表和量程为15V的电压表。则（   ）    A．单刀双掷开关K掷于1时，A可改装成量程为3A的电流表，此时R2 = 40Ω B．单刀双掷开关K掷于1时，A可改装成量程为15V的电压表，此时R2 = 24.01Ω C．单刀双掷开关K掷于2时，A可改装成量程为3A的电流表，此时R2 = 400Ω D．单刀双掷开关K掷于2时，A可改装成量程为15V的电压表，此时R2 = 24Ω 12．某同学将一直流电源的总功率PE、电源内部的发热功率Pr和输出功率 PR随电流I变化的图线画在了同一坐标系中，如图中的a、b、c所示。 以下判断正确的是（　　） A．电源的最大输出功率 B．电源的电动势E=3V，内电阻r=1Ω C．b、c图线的交点与a、b图线的交点的横坐标之比一定为1：2，纵坐标之比一定为1：4 D．在a、b、c三条图线上分别取横坐标相同的A、B、C三点， 这三点的纵坐标一定满足关系 三、实验题 13．利用数字多用表的电压挡可替代普通指针式电压表，数字电压表有很多优点，比如读数直接明了、不怕超量程等，最突出的优点是数字电压表内电阻极大，几乎没有分流作用，可以说是现实中的“理想电压表”。如图甲是利用数字电压表测量金属丝电阻率的电路图，是被测金属丝，定值电阻阻值为，是一只单刀双掷开关。 (1)用毫米刻度尺测得金属丝接入电路的长度为25.00cm，用螺旋测微器测量金属丝直径d，测量结果如图乙所示，则 。 (2)闭合，将单刀双掷开关的阐刀掷于“a”，记录下此时数字电压表的读数，滑动变阻器触头不动，将单刀双掷开关的闸刀掷于“b”，记录下此时数字电压表的读数，已知定值电阻阻值为，则通过被测金属丝的电流 ，金属丝电阻的测量值 。（均用、、表示） (3)为了减小偶然误差，通过调整滑动变阻器触头，得到多组、数据，测得金属丝的电阻，则电阻率 。（保留3位有效数字） 14．某同学用如图（a）所示的电路描绘电动机的伏安特性曲线，并同时测量电源的电动势和内阻。现有实验器材：待测电源、电压表（内阻很大）、电流表（内阻很小）、电阻箱、滑动变阻器、待测电动机M、开关若干、导线若干。 (1)描绘电动机的伏安特性曲线步骤如下： ①断开、、，先将滑动变阻器的滑片P滑到 （填“c”或“d”）端； ②闭合开关，接a，调节滑动变阻器，读出电流表、电压表的示数，将数据记入表格； ③以电动机两端的电压U为纵坐标，以通过电动机的电流I为横坐标，根据数据描点作图，得到电动机的伏安特性曲线如图（b）所示。请简要说明图中OA段为直线的原因： 。 (2)测电源的电动势和内阻步骤如下： ①断开，闭合，接b； ②调节电阻箱，读出相应的阻值和电压表示数； ③多次测量后，以为横坐标，为纵坐标，描点连线，得到图（c），由此可得电源电动势E= V，内阻r= Ω；（结果均保留2位有效数字） (3)把上述两个规格相同的电动机串联后接在该电源两端，则其中一个电动机的电功率为 W（结果保留2位有效数字）。 15．某同学利用实验室已有的器材设计了如下电路测量某一太阳能电池的电动势和内电阻，已知电源的电动势大约为5.8V，内电阻大约为几十欧，实验中用到的其他器材有： A．电压表V1（量程为3V，内阻约为5000Ω） B．电压表V2（量程为15V，内阻约为10000Ω） C．表头G（量程10mA，内阻rg待测量） D．定位电阻R0=200Ω E．保护电阻R1=100Ω F．电阻箱（量程0～99.99Ω） G．开关两个，导线若干 (1)为了使电压表在实验的过程中有更大的变化范围，电压表应选择 （选填选项字母）； (2)将电阻调整调整到最大值，闭合开关S1、S2，缓慢调节电阻箱大小，使表头的示数为4mA。此时电压表示数为满偏的，则表头的电阻rg= Ω； (3)断开开关S2，多次改变电阻箱的阻值，记录阻值大小为R，同时记录对应的表头的电流值为I，建立图像，描点连线得到如图线性图像。根据图中的效据，可得该太阳能电池的电动势E= ，内电阻r= Ω（结果均保留两位有效数字）。 16．某实验小组使用某个多用电表测量电学中的物理量，并探究欧姆表的原理。 (1)某次测量时，多用电表表盘指针指在如图甲所示的位置，下列说法错误的是（　　） A．若该读数是选用欧姆挡“×100”倍率得到的，应该更换“×10”倍率，欧姆调零后再次进行测量 B．多用电表的欧姆挡是靠内部电源提供电流的，若选用“×10”倍率测量电阻，则欧姆表内阻约为20Ω C．测直流电流时，应让红表笔接外电路的正极，黑表笔接外电路的负极 D．测二极管正向电阻时，应让红表笔接二极管的负极，黑表笔接二极管的正极 (2)该小组进一步探究欧姆表的原理，设计了如图乙所示的电路，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=1.5V，内阻不计）； B．电流表G（满偏电流Ig=1mA，内阻Rg=90Ω）； C．定值电阻R0（阻值为5.0Ω）； D．滑动变阻器R1（最大阻值为150Ω）； E．定值电阻R2（阻值为1.0Ω）、R3未知； F．开关一个红、黑表笔各一支，导线若干。 虚线框内是双量程电流表，已知当S接a时，对应电流表量程是0~0.1A； ①定值电阻R3= Ω； ②当开关S拨向 （填“a”或“b”）时，欧姆表的倍率是“×10”，欧姆调零后，欧姆表内阻为 Ω。 ③使用一段时间后电池老化，电动势下降到1.4V、内阻增大到4Ω，但仍可调零，正确操作后，测量另一个定值电阻，欧姆表读数为150Ω，则这个电阻的阻值应为 Ω。 四、解答题 17．如图甲所示电路中，是滑动变阻器，是定值电阻。实验时从最左端向最右端拨动滑片调节的阻值，得到各组理想电压表和理想电流表的数据，用这些数据在坐标纸上描点、拟合，作出的图像如图乙所示。求： （1）当滑动变阻器的阻值为多大时，电阻消耗的功率最大； （2）当滑动变阻器的阻值为多大时，滑动变阻器消耗的功率最大； （3）当滑动变阻器的阻值为多大时，电源的输出功率最大。 18．如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图。电动机的内阻r=0.8Ω，电路中另一电阻R=5Ω，直流电压U=160V，理想电压表示数UV=110V。求： （1） 通过电动机内阻上的发热功率； （2） 输入电动机的电功率； （3） 若电动机以v=1m/s匀速竖直向上提升重物，求该重物的质量。（g取10 m/s2） 19．如图甲所示，电源内阻，、、均为定值电阻，，，为滑动变阻器，最大阻值为，电容器的电容，电表均为理想电表。闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，电路稳定时读出电压表和电流表的示数，得到关系如图乙所示。求： （1）电源的电动势和的阻值； （2）当滑片P移到正中间位置时，电容器上带的电荷量； （3）滑片P从移到的过程中，滑动变阻器的最大功率。 20．如图甲所示的电路中，只闭合开关，在电阻箱的阻值从0调节到最大值的过程中，两电压表的示数随电流表的示数变化的关系如下图乙中两条直线所示，其中电容器的电容。电路中的电流表和电压表均为理想电表。 （1）求电源的电动势； （2）求电阻箱的最大阻值和电阻的阻值； （3）现将电阻箱的阻值调成最大值的一半，单刀双掷开关拨到端，稳定后再拨到端。求从端拨到端至电路再次稳定的过程中流过电阻的电荷量。    参考答案： 1．D 【详解】AC．根据单位换算可知该电池充满电后储存的能量约为 Wh= J 则某电容器充满电后，电压为10.8V，电量为8700mAh，则电容器储存的能量 和该电池充满电后不相同，故AC错误； B．电池的容量为8700mAh=8.7Ah，根据电流的定义式可知 A 故B错误； D．质量的学生提升的高度超过“中国尊”的能量为 J<J 故D正确； 故选D。 2．C 【详解】A．根据 解得 两电阻厚度相同，所以 故A错误； B．根据 可知 故B错误； C．根据 可知 故C错误； D．根据 可知在相同时间内产生的焦耳热相等。 故D错误。 故选C。 3．D 【详解】A.根据欧姆定律 可知白炽灯的电阻随电压的增大而增大，故A错误； BC.在A点，白炽灯的电阻可表示为 不能表示为tan β或tan α，故BC错误； D.在A点，白炽灯的电功率为 可用矩形U0AI0O的面积表示，故D正确。 故选D。 4．C 【详解】A．指示灯的功率为 得 由得流过电流表的电流为 流过电动机的电流为 故A错误； BC．电动机的输入功率为 热功率 输出的机械功率 电动机效率 故B错误，C正确； D．电源的输出功率为 故D错误。 故选C。 5．B 【详解】A．只调节电阻R2的滑动端P1向上端移动的过程中，R2接入电路的电阻不变，电源输出电流不变，电源路端电压不变，电压表示数不变；电容器两端电压减小，电容器放电，带电微粒所受电场力减小，微粒向下运动，故A错误； B．在只逐渐增大光照强度的过程中，光敏电阻阻值减小，则通过电阻R0的电流增大，根据热功率公式 可知，电阻R0消耗的电功率变大，电源消耗的总功率为 故电源消耗的总功率变大，故B正确； C．只调节电阻R3的滑动端P2向上端移动的过程中，电路总电阻不变，则电源输出电流不变，R1消耗的功率不变，电容器两端电压不变，电阻R3中没有电流，故C错误； D．若断开开关S，电容器放电，电容器所带电荷量变少，电容器两端电压减小，带电微粒所受电场力减小，带电微粒向下运动，故D错误。 故选B。 6．B 【详解】灯泡规格相同且正常发光，甲图灯泡并联，电流为 乙图灯泡串联，电流为 电阻的电压为 消耗的功率为 电阻的电压为 消耗的功率为 所以有 故选B。 7．D 【详解】A．根据题意可知，滑动变阻器滑片P缓慢向右移动时，接入电路电阻变小，则稳恒电路的总电阻变小，由闭合回路欧姆定律可得，电路中的电流变大，而灯泡的电阻恒定不变，则灯泡变亮，故A错误； C．由闭合回路欧姆定律可知电容器的电压为 因电流变大，则电容器的的电压变小，由可知电容器要放电，但电路接有二极管，只允许电流向右流过，则电容器只能充电不能放电，则电容器的带电量不变，故C错误； B．根据题意，由闭合回路欧姆定律有 可知 保持不变，故B错误； D．根据题意可得，电源的效率为 由于变小，则变小，故D正确。 故选D。 8．A 【详解】AB．蓄电池的输出功率为 变形得 结合图像可得 故A正确，B错误； C．由 可知当 最大输出功率为 故C错误； D．该蓄电池的短路电流为 故D错误。 故选A。 9．AD 【详解】ABD．根据题意可知，电源的输出功率为 由数学知识可知，当 即 时，电源输出功率最大，最大功率为 当时，有 当时，有 解得 则当电阻箱阻值为时，电源输出功率最大，则有 解得 故AD正确，B错误； C．电源效率为 又有 可知，当电阻箱接入电路的阻值最大时，电源效率最大，故C错误。 故选AD。 10．BC 【详解】AB. 若只闭合开关S1，电阻R1与电容器串联后与R3并联，则稳定后电阻R1中无恒定的电流，电容器两端的电压与电阻两端的电压相同，选项A错误，B正确； C. 若只闭合开关S1，稳定后电容器两端的电压 电容器带电荷量为 选项C正确； D. 若闭合开关S1 、S2稳定后，因满足 可知ab两点电势相等，则电容器两板间的电压为零，选项D错误。 故选BC。 11．BC 【详解】AB．开关K掷于1时，A可改装成量程为15V的电压表，改装后有 ， 解得 R2 = 24.01Ω 故A错误、B正确； CD．开关K掷于2时，A可改装成量程为3A的电流表，改装后有 解得 R2 = 400Ω 故C正确，D错误。 故选BC。 12．BCD 【详解】D．在a、b、c三条图线上分别取横坐标相同的A、B、C三点，因为直流电源的总功率等于输出功率和电源内部的发热功率之和，所以这三点的纵坐标一定满足关系 故D正确； B．由图像可知，当时，有 说明外电路短路，根据 可得电源的电动势为 内电阻为 故B正确； A．电源的输出功率 当时电源输出功率最大，则有 故A错误； C．当内电阻和外电阻相等时，电源输出的功率最大，此时即为b、c线的交点的电流，此时电流的大小为 电源输出的最大功率为 a、b线的交点表示电源的总功率和电源内部的发热功率随相等，此时只有电源的内电阻，所以此时的电流的大小为 功率的大小为 所以横坐标之比为1：2，纵坐标之比为1：4，故C正确。 故选BCD。 13．(1)0.400 (2) (3) 【详解】（1）螺旋测微器的精确值为，由图乙可知金属丝直径为 （2）[1][2]根据欧姆定律可得 联立可得 ， （3）根据 可得电阻率为 14．(1) c 见解析 (2) 2.0 2.0 (3)0.25（0.23~0.27） 【详解】（1）[1]滑动变阻器采用分压式，为了确保安全，闭合开关之前，需要使得控制电路输出电压为0，即应先将滑动变阻器的滑片P滑到c端； [2]图像中，图线上的点与坐标原点连线的斜率表示电阻，OA段为直线表明电阻不变，原因是电压较小，电动机不转动，可视为纯电阻。 （2）[1][2]断开，闭合，接b，根据闭合电路欧姆定律有 则有 结合图像有 ， 解得 ， （3）把上述两个规格相同的电动机串联后接在该电源两端，通过两电动机的电流相等，两电动机两端电压相等，根据电动机的伏安特性曲线可知，当电流为0.45A时，每个电动机两端电压约为0.55V，此时有 可知，此时恰好为把上述两个规格相同的电动机串联后接在该电源两端时电路的工作状态，则其中一个电动机的电功率为 15．(1)A (2)300 (3) 6.0 60 【详解】（1）电源电动势约为5.8V，保护电阻为100Ω，电阻箱总阻值99.99Ω，因此电压表电压变化范围最大为3V左右，故电压表应选择A。 （2）由于电压表示数为满偏的，即电压为2V，根据欧姆定律可得 解得 （3）[1][2]根据闭合电路的欧姆定律可得 整理可得 代入数据有 结合图像可得 联立解得 ， 16．(1)B (2) 9 b 150 140 【详解】（1）A．图中多用电表指针偏转较大，说明待测电阻较小，若该读数是选用欧姆挡“×100”倍率得到的，应该更换“×10”倍率，欧姆调零后再次进行测量，故A正确； B．多用电表作欧姆表使用时，是靠内部电源提供电流，中值刻度对应的电阻等于这个倍率下欧姆表的内阻，若选用的是“×10”的倍率测电阻，则欧姆表内阻约为 故B错误； C．测直流电流时，应该让电流从红表笔流进，从黑表笔流出，以保证表盘指针能够正偏，故必须让红表笔接外电路的正极，黑表笔接外电路负极，故C正确。 D．测二极管正向电阻时，多用电表内部电源与黑表笔相连，为保证电流从红表笔流进，从黑表笔流出，应让红表笔接二极管的负极，黑表笔接二极管的正极，故D正确。 本题选错误的，故选B。 （2）[1]当S接a时，对应电流表量程是0~0.1A，则有 其中 解得 [2][3]当S接a时，对应电流表量程是0~0.1A，则欧姆表内阻为 当S接b时，对应电流表量程为 则欧姆表内阻为 故当开关S拨向b时，欧姆表的倍率是“×10”，欧姆调零后，欧姆表内阻为。 [4]电动势下降到1.4V，调零后，则欧姆表内阻为 欧姆表读数为150Ω，对应的电流为 解得 17．（1）；（2）；（3） 【详解】（1）根据题意可知，当滑动变阻器在最右端时有 由图乙可知 联立解得 ， 消耗的功率最大，此时可将看成电源的内电路中的电阻，此时的等效内阻为，即时，的电流最大，则消耗的功率最大 （2）消耗的功率最大，此时可将看成电源的内电路中的电阻，此时的等效内阻为 当时，等效电源的输出功率最大，则 （3）由输出功率有 由此可知，当时，电源的输出功率最大，则当此时滑动变阻器阻值为 解得 18．（1）80W；（2）1100W；（3）102kg 【详解】（1） 由电路中的电压关系可得电阻R的分压 UR=U-UM=（160-110） V=50V 流过电阻R的电流 IR==10A 即通过电动机的电流 IM=IR=10A 电动机内阻上发热功率 P热==80W （2）电动机的电压 UM=UV=110V 输入电动机的电功率 P电=IMUM=1100W （3） 电动机输出的机械功率 P出=P电-P热=1020W 又 P出=mgv 所以 m=102kg 19．（1），；（2）；（3） 【详解】（1）结合电路图，根据闭合电路的欧姆定律可得 由图乙知，当时，；当时，；代入数据，联立解得 ， （2）当滑片P移到正中间位置时，电阻接入电路的阻值为最大值的一半，即。可得和并联部分的电阻为 此时电流表的示数为 此时电容两端的电势差等于电阻两端的电势差，为 由电容器的定义可得 代入数据解得 （3）并联部分电压 的功率 整理得 当时，功率最大，解得 20．（1）12V；（2）16Ω，2Ω；（3） 【详解】（1）根据题意可知，电压表的示数大于的示数，根据闭合电路欧姆定律，结合图乙可知 ， 解得 ， （2）根据图乙可知，当电阻箱为零时，电压表的示数为3V，的示数为6V，此时回路电流1.5A，的阻值 电阻箱阻值最大的时候，电压表的示数为9V，的示数为10V，此时回路电流0.5A，的阻值 电阻箱的最大阻值和的总电阻 解得 （3）将电阻箱的阻值调成最大值的一半，单刀双掷开关拨到端，此时电容器两端电压 再拨到端此时电容器两端电压 因为电容器极板电性发生变化，所以通过和的总电量 根据并联分流原理可知，通过的电荷量 份有限公司 ( 22 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 份有限公司 ( 21 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$