第十二章《 电能 能量守恒定律》单元测试卷-2024-2025学年新高二物理【赢在暑假】同步精讲精练系列（人教版（2019）必修第三册）

第十二章《 电能 能量守恒定律》单元测试卷 一：单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1．把标有“3 V、0.75 W”的A灯泡和“3 V、1.5 W”的B灯泡串联起来，接入3V的电路中，导线电阻不计，则（　　） A．两灯泡电阻之比 B．两灯泡两端电压之比 C．两灯泡消耗的功率之比 D．两灯泡产生的热量之比 2．如图所示是一种自动测定水箱高度变化的传感器装置。装置中金属杠杆的一端接浮标（浮标与杠杆绝缘），另一端的触点 P 接滑动变阻器R。水箱液面表由电流表改装而成。为简化模型，动态过程中设电源电动势E不变，内阻r不可忽略。当水从底部快速抽走，水箱内液面下降的过程中，下列说法正确的是 （　　） A．电路中电流增大 B．电路的路端电压减小 C．整个电路的总功率减小 D．电源的效率先增大后减小 3．如图所示，照明电路的电压恒为V，并联了20盏电阻Ω的电灯（忽略灯泡电阻的变化），两条输电线的电阻均为Ω。下列说法正确的是（　　） A．并联的电灯越多流过输电线的电流越小B．只开10盏灯时，输电线上损失的电压约为5.24V C．20盏灯都打开时，输电线上损失的电功率为20WD．20盏灯都打开时，整个电路消耗的电功率为2200W 4．在如图所示的电路中，定值电阻、、、，电容器的电容，电源的电动势，内阻不计。闭合开关、，电路稳定后，则（    ） A．a、b两点的电势差 B．电容器所带电荷量为零 C．断开开关，电路再次稳定后电容器储存的电荷量为 5．某学习小组利用如图甲所示的实验电路测量一节干电池的电动势和内阻，根据测得的数据作出图线如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．电池内阻的测量值为 B．外电路发生短路时的电流为0.40A C．电池电动势和内阻的测量值均偏小 D．电池电动势的测量值准确，内阻的测量值偏大 6．如图所示，当开关S闭合后，小型直流电动机M和指示灯L都恰能正常工作。已知电源电动势为E，内阻为r，指示灯L的电阻为R0，额定电流为I，电动机M的线圈电阻为R，则（   ） A．电动机的额定电压为IR B．电动机的电功率为I2R C．电动机的热功率为I2R D．电源的输出功率为I2(R + r) 7．如图所示，光敏电阻R2的阻值随光照强度的增大而减小，R0、R1是定值电阻，电源的电动势和内阻分别为E、r，闭合开关S，增大光敏电阻的光照强度，下列说法正确的是（　　） A．电源的效率可能变大 B． R0的功率增大 C．电流表的示数增大 D．光敏电阻的功率一定增大 8．如图所示的电路中，电源的电动势、内阻及各电阻的阻值都标记在了图中，电压表和电流表均为理想电表，电压表V、和的示数分别为U、和，三个电压表变化量的绝对值分别、和，电流表A的示数为I（电流表示数变化量的绝对值为，当滑动变阻器的滑片P向a端移动时，下列说法中正确的是（　　） A．和均增大 B．电源的总功率和效率均增大 C． D．如果设流过电阻的电流变化量的绝对值为，流过滑动变阻器的电流变化量的绝对值为，则 二：多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9．在研究微型电动机的性能时，可采用如图所示的实验电路，电路中电表均为理想电表。当调节滑动变阻器R，使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为1.0A和1.0V；重新调节R，使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0A和15.0V。则当这台电动机正常运转时（　　） A．电动机的内阻为1Ω B．电动机的内阻为7.50 C．电动机的输出功率为26W D．电动机的输出功率为22W 10．如图所示电路中，C为电容器，R1为0~99.00 Ω的电阻箱，电源内阻r＝5 Ω，定值电阻R2＝2 Ω，R3＝R4＝5 Ω。现闭合开关S，调节R1使其电阻从零逐渐增至最大，在此过程中（　 ） A．电容器的a板先带正电后带负电 B．电容器的a板先带负电后带正电 C．电源的输出功率先增大后减小 D．电容器两板间的电压先增大后减小 11．如图1所示，电源电动势E、内阻r恒定，定值电阻，滑动变阻器R的最大阻值为20Ω。闭合S，当滑动变阻器的滑片由a滑至b时，R上消耗的功率P随接入电路电阻的变化关系如图2所示，则（　　） A．电动势 B．内阻 C．时，R一定为3Ω D．时，R可能为12Ω 12．如图所示，M、N是两块水平放置的平行金属板，为定值电阻，和为可变电阻，开关S闭合。质量为m的带正电荷的微粒从P点以水平速度射入金属板间，沿曲线打在N板上的O点。若经下列调整后，微粒仍从P点以水平速度射入，则关于微粒打在N板上的位置说法正确的是（　　） A．断开开关S，M极板稍微上移，粒子依然打在O点 B．断开开关S，N极板稍微下移，粒子打在O点右侧 C．保持开关S闭合，减小，粒子依然打在O点 D．保持开关S闭合，增大，粒子打在O点右侧 三：实验题:本题共2小题，第一小题小题5分，第二小题7分，共12分。 13．一研究性学习小组设计了如图甲所示的电路测电源的电动势E、内阻r及待测电阻。实验器材有： ①待测电源（E，r）②待测电阻③电压表（量程，内阻很大） ④电阻箱R（）⑤定值电阻⑥单刀单掷开关，单刀双掷开关，导线若干。 实验步骤如下： (1)将乙图中电路实物图连接完整 。 (2)先测的阻值，将该同学的操作补充完整： ①闭合开关，将切换到1，调节R至适当阻值时读出其示数和对应的电压表示数； ②保持R示数不变， ，读出电压表示数； ③待测电阻 。（用所测量的物理量符号表示） (3)该小组同学已经测得，继续测电源电动势E和内阻r。具体操作如下： ①闭合开关，将切换到2，多次调节R，读出多组电阻箱示数R及对应电压表读数U； ②由测得的数据绘出了图线如图丙所示； ③由图丙求得电源电动势 ，内阻 。（结果均保留两位小数） 14．某实验小组想测量一节干电池的电动势和内阻，设计了如图甲所示的电路．先将电压表正接线柱接a位置，闭合开关，他们发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电流表始终没有示数，电压表有示数且不变，在其他连接不变的情况下，再将电压表正接线柱接由a位置移到b位置，发现无论怎样移动滑片，电流表和电压表均无示数。 (1)电路中的故障是______； A．滑动变阻器断路 B．电流表断路 C．滑动变阻器短路 (2)实验小组清除故障后将电压表正接线柱接在a处，闭合开关，调节滑片的位置，记录相应的电压表和电流表的示数，根据记录的数据作出图像，如图乙．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），电动势的测量值 （选填“偏大”“偏小”或“准确”）； (3)将电压表正接线柱接在b处，闭合开关，重复（2）中操作作出图像，如图丙．此实验方案的误差来源是电流表分压，试在图丙中定性画出电源图像的理论值图线 。 四：解答题:本题共4小题,第一小题小题6分，第二小题8分，第三小题10分，第四小题12分，共36分。 15．在如图所示电路中，电阻，电阻。闭合开关，在开关断开的情况下，理想电压表的读数为；在开关闭合的情况下，电压表的读数为。电源电压，求： （1）在开关断开的情况下，电阻消耗的功率； （2）在开关闭合的情况下，电阻和消耗的功率分别是多大。    16．如图所示，电源电动势，内阻，电阻，。水平放置的平行板电容器的电容，两极板A、B间的距离。闭合开关S，待电路稳定后，一电荷量的带正电小球（可视为质点）从B板上的小孔以初速度竖直向上射入两板间，并恰好到达A板，不考虑空气阻力，忽略射入小球对电路的影响，取。求： （1）闭合开关电路稳定后电容器的带电量； （2）带电小球的质量。 17．如图所示的电路中，电源电动势E=12V，内阻r=0.5Ω，电动机内阻R0=1.0Ω，定值电阻R1=1.5Ω。电动机正常工作时，理想电压表的示数U1=3.0V。求： （1）电动机正常工作时流过电动机的电流； （2）电动机的正常工作时的电压； （3）某次运行过程中，电动机突然卡住，求此时回路中的电流和电动机的电压。 18．如图所示，电源电压U恒定，灯L的规格为“24V 72W”且工作时电阻保持不变，滑动变阻器R2的规格为“50Ω 1A”，电压表的量程为0〜15V，电流表的量程为0〜3A。在电路安全的前提下，操作如下：当闭合开关S1、S2、S3，滑片移动到最左端时，灯泡消耗的电功率为P1；当只闭合开关S1时，移动滑片使滑动变阻器接入电路的阻值为R，灯泡两端的电压为UL，电流表示数为I1，灯泡消耗的电功率为P2；再移动滑片使滑动变阻器接入电路的阻值为2R，电流表示数为I2，灯泡消耗的电功率为2.88W。已知：I1︰I2=5︰4，P1︰P2=9︰1。求： （1）灯泡的电阻； （2）U︰UL； （3）通过开关的通断，滑动变阻器滑片的移动，整个电路正常工作时的最小电功率。 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第十二章《 电能 能量守恒定律》单元测试卷 一：单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1．把标有“3 V、0.75 W”的A灯泡和“3 V、1.5 W”的B灯泡串联起来，接入3V的电路中，导线电阻不计，则（　　） A．两灯泡电阻之比 B．两灯泡两端电压之比 C．两灯泡消耗的功率之比 D．两灯泡产生的热量之比 【答案】C 【详解】A．根据电阻 电功率 得到 故A灯泡电阻为，B灯泡电阻为，两灯泡电阻之比 A错误； B．两灯泡电阻之比为2：1，流过灯泡的电流相等，根据 可知两灯泡两端电压之比为2：1，B错误； C．根据 知电功率之比为2：1，C正确； D．根据焦耳定律 电流和时间相等，故热量之比等于电阻之比，为2：1，D错误。 故选C。 2．如图所示是一种自动测定水箱高度变化的传感器装置。装置中金属杠杆的一端接浮标（浮标与杠杆绝缘），另一端的触点 P 接滑动变阻器R。水箱液面表由电流表改装而成。为简化模型，动态过程中设电源电动势E不变，内阻r不可忽略。当水从底部快速抽走，水箱内液面下降的过程中，下列说法正确的是 （　　） A．电路中电流增大 B．电路的路端电压减小 C．整个电路的总功率减小 D．电源的效率先增大后减小 【答案】C 【详解】当水从底部快速抽走，水箱内液面下降的过程中，P点上升，则电阻R变大，总电阻变大，电路中的电流减小，路端电压变大，根据P=IE可知电路的总功率减小，根据 可知电源效率增大。 故选C。 3．如图所示，照明电路的电压恒为V，并联了20盏电阻Ω的电灯（忽略灯泡电阻的变化），两条输电线的电阻均为Ω。下列说法正确的是（　　） A．并联的电灯越多流过输电线的电流越小 B．只开10盏灯时，输电线上损失的电压约为5.24V C．20盏灯都打开时，输电线上损失的电功率为20W D．20盏灯都打开时，整个电路消耗的电功率为2200W 【答案】D 【详解】A．并联的电灯越多，电路电阻越小，流过输电线的电流越大，故A错误； B．只开10盏灯时，则10盏灯并联的等效电阻为 解得 输电线上损失的电压约为 故B错误； C．20盏灯都打开时，20盏灯的等效电阻为 解得 输电线上的电流为 输电线上损失的电功率为 故C错误； D．20盏灯都打开时，整个电路消耗的电功率为 故D正确； 故选D。 4．在如图所示的电路中，定值电阻、、、，电容器的电容，电源的电动势，内阻不计。闭合开关、，电路稳定后，则（    ） A．a、b两点的电势差 B．电容器所带电荷量为零 C．断开开关，电路再次稳定后电容器储存的电荷量为 D．断开开关，电路再次稳定后电容器储存的电能为 【答案】C 【详解】A．根据串联分压原理，R1和R3两端电压分别为 设电源正极电势为，则 得 A错误； B．电容器所带电荷量为 B错误； C．断开开关，电容器两端电势差等于R3电压，此时只有R3和R4串联。则此时电容器电势差为 电容器电荷量为 C正确； D．断开开关，电路再次稳定后电容器储存的电能为 D错误。 故选C。 5．某学习小组利用如图甲所示的实验电路测量一节干电池的电动势和内阻，根据测得的数据作出图线如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．电池内阻的测量值为 B．外电路发生短路时的电流为0.40A C．电池电动势和内阻的测量值均偏小 D．电池电动势的测量值准确，内阻的测量值偏大 【答案】C 【详解】AB．根据闭合电路欧姆定律有 由图像可知，电动势测量值为 V 电源内阻 外电路发生短路时的电流为 A 故AB错误； CD．由图甲所示电路图可知，相对于电源来说，电流表采用了外接法，由于电压表的分流，使电流表所测电流小于流过电源的电流；实验误差来源于电压表的分流，电动势和内阻测量值和真实值之间的关系为电源电动势与内阻测量值都小于真实值，故C正确，D错误。 故选C。 6．如图所示，当开关S闭合后，小型直流电动机M和指示灯L都恰能正常工作。已知电源电动势为E，内阻为r，指示灯L的电阻为R0，额定电流为I，电动机M的线圈电阻为R，则（   ） A．电动机的额定电压为IR B．电动机的电功率为I2R C．电动机的热功率为I2R D．电源的输出功率为I2(R + r) 【答案】C 【详解】A．电动机正常工作时属于非纯电阻元件，因此其额定电压不等于IR，根据小型直流电动机M和指示灯L都恰能正常工作以及闭合电路欧姆定律可得其额定电压为 UM = E - I(r + R0) A错误； B．电动机正常工作时属于非纯电阻元件，根据小型直流电动机M和指示灯L都恰能正常工作以及闭合电路欧姆定律可得其电功率为 PM = IUM B错误； C．电动机的热功率即电动机内阻产生的焦耳热是纯电阻电路，为I2R，C正确； D．电动机正常工作时属于非纯电阻元件，则电源的输出功率为 P出 = U外I = (E - Ir)I D错误。 故选C。 7．如图所示，光敏电阻R2的阻值随光照强度的增大而减小，R0、R1是定值电阻，电源的电动势和内阻分别为E、r，闭合开关S，增大光敏电阻的光照强度，下列说法正确的是（　　） A．电源的效率可能变大 B． R0的功率增大 C．电流表的示数增大 D．光敏电阻的功率一定增大 【答案】C 【详解】C．增大光敏电阻的光照强度，光敏电阻R2的阻值随光照强度的增大而减小，根据串反并同规律，电流表的示数增大，C正确； B．增大光敏电阻的光照强度，光敏电阻R2的阻值随光照强度的增大而减小，根据串反并同规律， R0的电压减小，R0的功率减小，B错误； D．增大光敏电阻的光照强度，无法确定光敏电阻的功率，D错误； A. 电源的效率为 增大光敏电阻的光照强度，光敏电阻R2的阻值随光照强度的增大而减小，电源的效率减小，A错误。 故选C。 8．如图所示的电路中，电源的电动势、内阻及各电阻的阻值都标记在了图中，电压表和电流表均为理想电表，电压表V、和的示数分别为U、和，三个电压表变化量的绝对值分别、和，电流表A的示数为I（电流表示数变化量的绝对值为，当滑动变阻器的滑片P向a端移动时，下列说法中正确的是（　　） A．和均增大 B．电源的总功率和效率均增大 C． D．如果设流过电阻的电流变化量的绝对值为，流过滑动变阻器的电流变化量的绝对值为，则 【答案】D 【详解】A．由于 当滑动变阻器的滑片P向a端移动时，增大，增大，根据 得 则 不变，故A错误； B．当滑动变阻器的滑片P向a端移动时，增大，电路中总电阻增大，总电流减小，电源的总功率 减小，故B错误； C．当滑动变阻器的滑片P向a端移动时，为正值，为负值，为正值，且 所以 故C错误； D．当滑动变阻器的滑片P向a端移动时，增大，电路中总电阻增大，总电流减小，则通过的电流减小，通过的电流等于通过电阻电流和流过滑动变阻器的电流之和，且流过的电流增大，流过滑动变阻器的电流减小，所以 故D正确。 故选D。 二：多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9．在研究微型电动机的性能时，可采用如图所示的实验电路，电路中电表均为理想电表。当调节滑动变阻器R，使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为1.0A和1.0V；重新调节R，使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0A和15.0V。则当这台电动机正常运转时（　　） A．电动机的内阻为1Ω B．电动机的内阻为7.50 C．电动机的输出功率为26W D．电动机的输出功率为22W 【答案】AC 【详解】AB．电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为1.0A和1.0V，则电动机的电阻 故A正确，B错误。 CD．电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0A和15.0V，电动机的总功率为 电动机内阻消耗的热功率为 电动机正常运转时的输出功率是 故C正确，D错误。 故选AC。 10．如图所示电路中，C为电容器，R1为0~99.00 Ω的电阻箱，电源内阻r＝5 Ω，定值电阻R2＝2 Ω，R3＝R4＝5 Ω。现闭合开关S，调节R1使其电阻从零逐渐增至最大，在此过程中（　 ） A．电容器的a板先带正电后带负电 B．电容器的a板先带负电后带正电 C．电源的输出功率先增大后减小 D．电容器两板间的电压先增大后减小 【答案】AC 【详解】ABD．当R1为零时，a板接电源正极，电势最高，带正电；当R1＝2 Ω时，电容器两板电势相等，不带电；当R1＞2 Ω时，b板电势较高，a板带负电，即电容器两端的电压先减小后增大，故A正确，BD错误； C．当R1为零时，外电阻最小，最小值为 当R1最大时，外电阻最大，最大值为 电源的输出功率 可知，当外电阻等于r时，电源输出功率最大，所以电源的输出功率先增大后减小，故C正确。 故选AC。 11．如图1所示，电源电动势E、内阻r恒定，定值电阻，滑动变阻器R的最大阻值为20Ω。闭合S，当滑动变阻器的滑片由a滑至b时，R上消耗的功率P随接入电路电阻的变化关系如图2所示，则（　　） A．电动势 B．内阻 C．时，R一定为3Ω D．时，R可能为12Ω 【答案】BD 【详解】AB．将看成电源内阻的一部分，当滑动变阻器R的阻值等于等效电源的内阻时，R上消耗的功率最大，即 解得内阻 R上消耗的最大功率为 解得电动势 故A错误，B正确； CD．当时，则 解得 或 故C错误，D正确。 故选BD。 12．如图所示，M、N是两块水平放置的平行金属板，为定值电阻，和为可变电阻，开关S闭合。质量为m的带正电荷的微粒从P点以水平速度射入金属板间，沿曲线打在N板上的O点。若经下列调整后，微粒仍从P点以水平速度射入，则关于微粒打在N板上的位置说法正确的是（　　） A．断开开关S，M极板稍微上移，粒子依然打在O点 B．断开开关S，N极板稍微下移，粒子打在O点右侧 C．保持开关S闭合，减小，粒子依然打在O点 D．保持开关S闭合，增大，粒子打在O点右侧 【答案】AB 【详解】AB．设两板间的电压为U，两板间的距离为d，粒子的电荷量为q，微粒从P点以水平速度射入金属板间，沿曲线打在N板上的O点，则根据牛顿第二定律可得加速度为 方向垂直于板向下 断开开关，平行板带电量不变，平行板间的电场强度为 结合，，可得 电场强度不变，故加速度不变，M极板稍微上移，不会影响离子的运动，故还打在O点；N极板稍微下移，粒子在竖直方向运动的位移增大，由可知运动时间增大，沿平行板方向运动的位移变大，粒子打在O点的右侧，故AB正确； C．保持开关S闭合，由串并联电压关系可知，R0两端的电压为 减小，U将增大，电容器两端的电压增大，粒子向下运动的加速度减小，由可知粒子运动时间变长，沿平行板方向运动的位移变大，故粒子打在O点右侧，故C错误； D．保持开关S闭合，增大R2，不会影响电阻R0两端的电压，故粒子打在O点，故D错误。 故选AB。 三：实验题:本题共2小题，第一小题小题5分，第二小题7分，共12分。 13．一研究性学习小组设计了如图甲所示的电路测电源的电动势E、内阻r及待测电阻。实验器材有： ①待测电源（E，r）②待测电阻③电压表（量程，内阻很大） ④电阻箱R（）⑤定值电阻⑥单刀单掷开关，单刀双掷开关，导线若干。 实验步骤如下： (1)将乙图中电路实物图连接完整 。 (2)先测的阻值，将该同学的操作补充完整： ①闭合开关，将切换到1，调节R至适当阻值时读出其示数和对应的电压表示数； ②保持R示数不变， ，读出电压表示数； ③待测电阻 。（用所测量的物理量符号表示） (3)该小组同学已经测得，继续测电源电动势E和内阻r。具体操作如下： ①闭合开关，将切换到2，多次调节R，读出多组电阻箱示数R及对应电压表读数U； ②由测得的数据绘出了图线如图丙所示； ③由图丙求得电源电动势 ，内阻 。（结果均保留两位小数） 【答案】(1) (2) 将切换到2 (3) 2.94 1.00 【详解】（1）根据电路图，实物连线如图所示 （2）[1]保持示数不变，将切换到2，读出电压表示数； [2]将切换到1时，有 将切换到2时，有 联立可得待测电阻为 （3）[1][2]闭合开关，将切换到2，根据闭合电路欧姆定律可得 整理可得的直线方程为 根据图像可得 ， 解得 ， 14．某实验小组想测量一节干电池的电动势和内阻，设计了如图甲所示的电路．先将电压表正接线柱接a位置，闭合开关，他们发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电流表始终没有示数，电压表有示数且不变，在其他连接不变的情况下，再将电压表正接线柱接由a位置移到b位置，发现无论怎样移动滑片，电流表和电压表均无示数。 (1)电路中的故障是______； A．滑动变阻器断路 B．电流表断路 C．滑动变阻器短路 (2)实验小组清除故障后将电压表正接线柱接在a处，闭合开关，调节滑片的位置，记录相应的电压表和电流表的示数，根据记录的数据作出图像，如图乙．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），电动势的测量值 （选填“偏大”“偏小”或“准确”）； (3)将电压表正接线柱接在b处，闭合开关，重复（2）中操作作出图像，如图丙．此实验方案的误差来源是电流表分压，试在图丙中定性画出电源图像的理论值图线 。 【答案】(1)B (2) 1.58 0.63/0.64 偏小 (3) 【详解】（1）电压表正接线柱接位置时，电流表始终没有示数，电压表有示数且不变，说明电压表可以连通电源，电流表没有与电源连通．将电压表正接线柱由位置移到位置时，电压表、电流表均无示数，说明两表均不能接通电源，故判断电流表断路。故选B。 （2）[1] [2] 由闭合电路欧姆定律可得 由图可得 内阻为 [3] 此种方案由于电压表分流，和的测量结果都偏小。 （3）电流表分压，当时，，当电流是某一值时，理论的电压值应该比实验的电压值大，且电流越大，就越大，故理论图线纵截距与实验图线相同，斜率比实验图线小，如图所示． 四：解答题:本题共4小题,第一小题小题6分，第二小题8分，第三小题10分，第四小题12分，共36分。 15．在如图所示电路中，电阻，电阻。闭合开关，在开关断开的情况下，理想电压表的读数为；在开关闭合的情况下，电压表的读数为。电源电压，求： （1）在开关断开的情况下，电阻消耗的功率； （2）在开关闭合的情况下，电阻和消耗的功率分别是多大。    【答案】（1）；（2）， 【详解】（1）在开关断开的情况下，根据欧姆定律可得中的电流为 因为 解得 消耗的功率 （2）在开关闭合的情况下，电阻与电阻并联，电路中的总电流 并联部分的电压 并联部分的电阻 根据电阻并联规律 解得 电阻消耗的功率 电阻消耗的功率 16．如图所示，电源电动势，内阻，电阻，。水平放置的平行板电容器的电容，两极板A、B间的距离。闭合开关S，待电路稳定后，一电荷量的带正电小球（可视为质点）从B板上的小孔以初速度竖直向上射入两板间，并恰好到达A板，不考虑空气阻力，忽略射入小球对电路的影响，取。求： （1）闭合开关电路稳定后电容器的带电量； （2）带电小球的质量。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）由闭合电路欧姆定律 两端电压 解得 （2）对小球动能定理 解得 17．如图所示的电路中，电源电动势E=12V，内阻r=0.5Ω，电动机内阻R0=1.0Ω，定值电阻R1=1.5Ω。电动机正常工作时，理想电压表的示数U1=3.0V。求： （1）电动机正常工作时流过电动机的电流； （2）电动机的正常工作时的电压； （3）某次运行过程中，电动机突然卡住，求此时回路中的电流和电动机的电压。 【答案】（1）2A；（2）8V；（3）4A，4V 【详解】（1）流过电动机的电流 （2）由于 而 可得电动机的正常工作时的电压 （3）电动机卡住后为纯电阻用电器，由闭合电路欧姆定律得 而 解得 I2=4A， 18．如图所示，电源电压U恒定，灯L的规格为“24V 72W”且工作时电阻保持不变，滑动变阻器R2的规格为“50Ω 1A”，电压表的量程为0〜15V，电流表的量程为0〜3A。在电路安全的前提下，操作如下：当闭合开关S1、S2、S3，滑片移动到最左端时，灯泡消耗的电功率为P1；当只闭合开关S1时，移动滑片使滑动变阻器接入电路的阻值为R，灯泡两端的电压为UL，电流表示数为I1，灯泡消耗的电功率为P2；再移动滑片使滑动变阻器接入电路的阻值为2R，电流表示数为I2，灯泡消耗的电功率为2.88W。已知：I1︰I2=5︰4，P1︰P2=9︰1。求： （1）灯泡的电阻； （2）U︰UL； （3）通过开关的通断，滑动变阻器滑片的移动，整个电路正常工作时的最小电功率。 【答案】（1）8Ω；（2）3:1；（3）6.75 W 【详解】（1）小灯泡正常工作的电流 小灯泡的电阻为 （2）当闭合开关S1、S2、S3，滑片移动到最左端时，电路图如图1所示，当只闭合开关S1时，电路图如图2、3所示 （3）因为 所以 得 R1+R=2RL=16Ω 在图3中 P3=I22RL 得 I22×8Ω=2.88W 计算得 I2=0.6A 由 I1：I2=5：4 得 I1=0.75A 电源电压 U= I1×(R1+R+RL)=0.75A×(16Ω+8Ω)=18V 当只闭合开关S1，移动滑片使电压表示数为15V时，电路中电流最小，消耗的电功率最小，如图所示 Pmin=U×Imin=6.75 W 2 学科网（北京）股份有限公司 $$