专题04 电能 能量守恒定律-【好题汇编】备战2024-2025学年高二物理上学期期中真题分类汇编（江苏专用）

专题04 电能 能量守恒定律题型归纳 1、电路中的能量转化； 2、闭合电路欧姆定律； 3、实验：电源电动势和内阻的测量； 4、能量守恒定律。 考点一 电路中的能量守恒 1．（2023•盐城市高二期中）盐城市高二期末）如图所示，某住户有电炉、微波炉、洗衣机、电风扇等家用电器。停电时，用欧姆表测得A、B间电阻为R；供电后所有电器均使用，测得A、B间电压为U，进线电流为I，则该住户用电的总功率为（　　） A．P＝I2R B．P＝UI C．P＝ D．P＝I2R＋ 2．（2023•宿迁泗洪市高二期中）盐城东沟中学校考）空气炸锅的等效简化电路图如图所示，电源的电压为6 V，电源的内阻不计，小风扇M的额定电压为6 V，额定功率为3 W，线圈内阻为r＝1 Ω，电阻R1＝R2＝10 Ω，则下列说法中正确的是（　　） A．只闭合开关S1，小风扇正常工作时电流为6 A B．只闭合开关S1，小风扇正常工作时发热功率为2.75 W C．同时闭合开关S1和S2，若小风扇正常工作，则通过电阻R1的电流为0.3 A D．同时闭合开关S1和S2，若小风扇正常工作，则电阻R1消耗的功率为3.6 W 3．（2023•连云港市阶段练习）某电吹风简化电路如图所示，其主要部件为电动机M和电热丝，部分技术参数如下表，电吹风在220 V电压下正常工作。下列说法正确的是（　　） 额定电压 220 V 额定功率 热风时：990 W 冷风时：110 W A.开关S1、S2都闭合时电吹风吹冷风 B．吹热风时通过电热丝的电流为4 A C．吹热风时电热丝的功率为990 W D．该电吹风中电动机的内电阻为440 Ω 4．（2023•南京建邺高二阶段练习）如图所示是一台直流电动机的照片。当该电动机在额定电压下工作时，下列结论正确的是（　　） A．电动机的热功率是3 W B．电动机的输入功率为0.125 W C．电动机输出的机械功率是2.875 W D．电动机持续工作一小时耗电为0.03度 5．（2023•淮安市盱眙高二期中）如图所示，有一电阻为4.4 Ω的电解槽和一盏标有“110 V　60 W”的灯泡串联后接在电压为220 V的直流电路两端，灯泡正常发光，则（　　） A．电解槽消耗的电功率为120 W B．电解槽的发热功率为60 W C．电解槽消耗的电功率为60 W D．整个电路消耗的总功率为60 W 考点二 闭合电路欧姆定律 6．（2023•南京市高二联考）在如图所示的电路中，电源的电动势E＝3 V，电源的内阻r＝2 Ω，电阻R＝8 Ω，不计电流表的内阻，则闭合开关S后，电阻R两端的电压为（　　） A．0.6 V B．2.4 V　C．3.0 V D．3.6 V 7．（2023•镇江丹阳高二联考）某型号的干电池，在其外壳上标注有“9伏”的字样，这表示（　　） A．1 C正电荷通过该电池的过程中，有9 J的化学能转化为电能 B．该电池在单位时间内有9 J的化学能转化为电能 C．电池短路时，该电池输出的电流为9 A D．将该电池接入电路后，电池两端的电压始终为9 V 8．（2023•徐州市高二学业考试）如图所示的电路中，电源电动势E＝4.5 V，内阻r＝0.5 Ω，电阻R1＝3.0 Ω，R2＝1.0 Ω。闭合开关S后，理想电压表的示数应为（　　） A．1.0 V B．2.0 V C．3.0 V D．4.0 V 9．（2023•连云港市高二期末）如图所示的电路中，电阻R＝2 Ω，断开S后，电压表的读数为6 V；闭合S后，电压表的读数为2 V，电压表为理想电表，则电源的内阻r为（　　） A．1 Ω B．2 Ω C．3 Ω D．4 Ω 10．（2023•连云港市高二阶段练习）如图所示，电流表读数为0.75 A，电压表读数为2 V，R3＝4 Ω，若电阻R2发生断路，则两电表的读数分别变为0.8 A和3.2 V（电流表、电压表均为理想电表）。求： （1）R1的阻值？ （2）电源的电动势和内电阻分别为多大？ 11．（2023•宿迁市高二联考）在如图所示的电路中，电源的电动势为3.2 V，电阻R的阻值为30 Ω，小灯泡L的额定电压为3.0 V，额定功率为4.5 W。当开关S接位置1时，理想电压表的读数为3 V，假如小灯泡电阻阻值不变，下列说法正确的是（　　） A．电源的内阻为4 Ω B．小灯泡的电阻为3 Ω C．当开关S接到位置2时，小灯泡不能正常发光 D．当开关S接到位置2时，小灯泡两端的电压为3 V 12．（2023·盐城市高二期中）如图所示是某电源的路端电压与电流的关系图像，下面结论不正确的是（　　） A．电源的电动势为6.0 V B．电源的内阻为12 Ω C．电源的短路电流为3 A D．电流为0.3 A时外电阻是18 Ω 13．（2023•宿迁市期末）如图所示是利用伏安法分别测量两节不同干电池的电动势E和内阻r时作出的U－I图像，由此可知（　　） A．E1>E2，r1<r2 B．E1<E2，r1>r2 C．E1>E2，r1>r2 D．E1<E2，r1<r2 14．（2023•南京一中阶段练习）在闭合电路中，下列叙述正确的是（　　） A．闭合电路中的电流跟电源电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比 B．当外电路断开时，路端电压等于零 C．当外电路短路时，电路中的电流无穷大 D．当外电阻增大时，电源两端的电压不变，一直等于电源电动势 15．（2023•苏州阶段练习）如图所示，某学生研究路端电压随外电阻变化的电路图，电源电动势不变，内阻未知，定值电阻R0＝10 Ω。当滑动变阻器阻值R＝0时，电流表读数为0.3 A；当R＝5 Ω时，电流表读数可能是（　　） A．0.1 A B．0.2 A C．0.25 A D．0.3 A 16．（2023•连云港市高二阶段练习）如图所示，用两节干电池点亮几个灯泡，当逐一闭合开关，以下说法错误的是（　　） A．灯少时各灯较亮，灯多时各灯较暗 B．灯多时各灯两端的电压较低 C．灯多时通过干电池的电流较大 D．灯多时通过各灯的电流较大 17．（2023•百校联考）如图所示为简单欧姆表的原理示意图，其中电流表的满偏电流Ig＝300 μA，内阻Rg＝100 Ω，可变电阻R的最大阻值为10 kΩ，电池的电动势E＝1.5 V，内阻r＝0.5 Ω，下列说法错误的是（　　） A．与接线柱A相连的是红表笔 B．按正确使用方法测量电阻Rx时，指针指在刻度盘的正中央，则Rx＝10 kΩ C．若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小，但此表仍能调零，测量Rx的阻值时，则测量值比真实值大 D．测量电阻时，如果指针偏转角度过大，应将选择开关拨至倍率较小的挡位，重新调零后测量 18．（2024•苏州市高二期中）如图所示为两个独立电路A和B的路端电压与其总电流I的关系图线，则下列说法错误的是（　　） A．路端电压都为U1时，它们的外电阻相等 B．电流都是I1时，两电源内电压相等 C．A中电源的电动势大于B中电源的电动势 D．A中电源的内阻大于B中电源的内阻 19．（2024•盐城市阶段练习）某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在了同一坐标系上，如图中的a、b、c所示，以下判断正确的是（　　） A．电源的电动势E＝4 V，内阻r＝2 Ω B．电源的最大输出功率P＝8 W C．曲线c表示电源的输出功率PR随电流I变化的图线 D．直线a表示电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线 20．（2023•泰州市高二统考期末）如图所示，闭合开关S后，当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，下列说法中正确的是（　　） A．电流表读数变小 B．电源的输出功率减小 C．电源的总功率减小 D．电源的效率变小 21．（2023•南通市统考期末）如图所示电路，电源电动势为E，内阻为r。闭合开关，调节滑动变阻器滑片，电压表示数为U、电流表示数为I。电源的总功率P与电压U、电流I的关系正确的是（　　） 22．（2023•南通市统考）如图所示，曲线ab为某太阳能电池在一定光照强度下路端电压U和电流I的关系图像，OP是某定值电阻的U－I图像，P为两图线的交点。过P点作曲线ab的切线，分别与坐标轴相交于c、d两点。现将该电池和定值电阻组成闭合回路，保持上述光照强度照射时，电池的内阻可以用哪两点连线斜率的绝对值表示（　　） A．ab B．aP C．Pb D．cd 23．（2023·泰州市阶段练习）内电阻均为r的7节干电池，分成A组3节干电池串联、B组4节干电池串联。将它们与定值电阻、理想电表、开关按图示电路连接。只闭合S1，电流表、电压表的示数为I1、U1；只闭合S2，电流表、电压表的示数为I2、U2，两电池组的供电效率分别为ηA、ηB，则（　　） A．< B．＝ C．＝r D．ηA>ηB 24．（2023•江苏金坛高二校考）在如图所示的电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数的变化量分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示。下列说法正确的是（　　） A．不变，变大 B．变大，变大 C．变大，不变 D．不变，不变 25．（2023•盐城市阶段练习）如图所示，电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R、电容器C（电容较大，原来不带电）构成闭合回路。当S闭合后的一段时间内，Uad、Uab、Ubc、Ucd随时间t变化的图像可能正确的是（　　） 26．（2024•扬州市高二开学考试）在如图所示的电路中，开关闭合后，由于电阻元件发生短路或断路故障，电压表和电流表的读数都增大，则肯定出现了下列哪种故障（　　） A．R1短路 B．R2短路 C．R3短路 D．R1断路 27．（2023•连云港市高二联考）如图所示是一火灾报警器的电路示意图，其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器，这种半导体热敏材料的电阻率随温度的升高而减小。电流表为值班室的显示器，电源两极之间接一报警器，当传感器R2所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是（　　） A．I变大，U变大 B．I变大，U变小 C．I变小，U变大 D．I变小，U变小 28．（2023•连云港市高二期中）在如图所示的电路中，闭合开关S，把滑动变阻器R1的滑片向上滑动的过程中，若电源内阻不能忽略，则下列说法正确的是（　　） A．没有电流通过R2 B．R2中有由a到b的电流 C．电压表的示数变小，电流表示数变大 D．电压表的示数变大，电流表示数变小 29．（2023•常州高级中学期中）节能路灯通过光控开关实现自动控制，简化电路如图，RL为光敏电阻，其阻值随光照强度的增加而减小，a、b端接控制路灯电源的开关，现天色变暗，下列判断正确的是 A．R0两端的电压变小 B．指示灯L变暗 C．a、b两点间电压Uab变小 D．光敏电阻RL中的电流变大 30．（2023•南通市期中）如图所示电路，所有电表均为理想电表，R2＝r。当闭合开关S，滑片P向左滑动过程中，四块电表的读数均发生变化，设在滑动过程中A1、A2、V1、V2在同一时刻的读数分别是I1、I2、U1、U2；电表示数的变化量的绝对值分别是ΔI1、ΔI2、ΔU1、ΔU2，那么下列说法正确的是 A．ΔI1<ΔI2 B．ΔU1>ΔU2 C．增大，为定值 D．为定值，增大 考点三 实验：电源电动势和内阻的测量 31．（2023•泰州市高二期末）用如图甲所示电路测定两节串联而成的干电池组的电动势和内阻。 （1）电流表选择0.6 A量程，读出图中电流表的读数________ A。 （2）某次实验，调节滑动变阻器的滑片，测出多组U、I值，记入下表。 U/V 2.81 2.70 2.63 2.50 2.40 I/A 0.10 0.20 0.30 0.38 0.50 作出U－I图像，由图像可得出该电池组的电动势为________ V，内阻为________ Ω。（结果均保留两位有效数字） （3）上述实验存在系统误差是由于________________。 32．（2024•南京人民中学高二阶段练习）某物理兴趣小组准备测量一节干电池的电动势和内阻，实验室提供了如下器材： A．电流表A1（量程3 mA，内阻为199 Ω） B．电流表A2（量程1 500 mA，内阻为1 Ω） C．电压表V（量程3 V，内阻很大） D．滑动变阻器R1（阻值范围0～5 Ω，额定电流2 A） E．滑动变阻器R2（阻值范围0～500 Ω，额定电流1 A） F．定值电阻R3＝1 Ω G．定值电阻R4＝1 kΩ 以及待测干电池，开关、导线若干。 同学们根据提供的器材，设计了如图甲所示的实验电路图。 （1）请根据电路图，将实物图中连线补充完整。 （2）该小组查阅资料知干电池的内阻约为3 Ω，为了尽量减小误差且方便操作，图中电流表应选择________（填“A1”或“A2”），滑动变阻器应选择________（填“R1”或“R2”），定值电阻应选择________（填“R3”或“R4”）。 （3）同学们利用上述实验装置测得了多组实验数据，并将电流表的读数作为横坐标，电压表的读数作为纵坐标，选取合适的标度，绘制了如图丙所示的图线。则该小组同学测定的干电池电动势E＝________ V，内阻r＝________ Ω。（填含有a、b、c的表达式） 33．（2023•苏州市木渎高中高二自主调研）（1）图中游标卡尺和螺旋测微器的读数分别为________ cm和________ mm。 （2）在“测定电池电动势和内阻”的实验中，根据实验数据作出如图所示的图像，则该电池的电动势E＝______ V，内阻r＝________ Ω。（结果均取两位有效数字） （3）某同学利用如图所示的电路测定干电池的电动势和内电阻，经过正确的操作获得了若干组实验数据，据此描绘出的U－I图像（其中U、I分别为电压表和电流表的读数）如下列选项图中的实线所示，虚线表示该电池两端的电压与流经电池电流的关系图线，下列图像合理的是________。 34．（2023•连云港市高二阶段练习）（1）如图，螺旋测微器的读数为________ mm； （2）某小组同学测定两节较新的干电池的电动势和内阻。为了减小误差，该小组同学在电池旁边串联一个定值电阻R0，已知R0＝4 Ω。在下面两个电路图中选择图________（“甲”或“乙”）更科学。图丙是该小组同学选择正确的电路图后，作出的U－I图像，则两节干电池的电动势为________ V，内阻为________ Ω； （3）在（2）中，电路图甲、乙都会造成一定的实验系统误差，图甲实验电动势的测量值比真实值偏________（填“大”或“小”）。 35．（2023•江苏统考期末）在探究用不同方法测定干电池的电动势和内阻实验中，提供的实验器材除电源和开关以外，有以下四种组合，其中不可取的一组器材是（　　） 36．（2023•南京市阶段练习）无人机在社会生活中有着广泛应用。小原同学家中就有一台无人机，他打算测量该无人机电池的电动势和内阻。 （1）根据甲图电池铭牌，电池最大放电量为________ C； （2）为了更加精确地测量无人机电池的电动势，小原同学所用实验器材如下： 电压表V（0～1 V，内阻为1.5 kΩ） 电阻箱R（0～999.99 Ω） 定值电阻R1＝1.5 kΩ 定值电阻R2＝4.5 kΩ 无人机电池 开关S，导线若干 由于电压表量程不合适，改装成量程为4 V电压表需要串联定值电阻________（选填“R1”或“R2”）； （3）请根据现有器材在方框乙中画出合适的测量电路图； （4）闭合开关，多次调节电阻箱，小原同学记录多组电阻箱阻值R和改装后新电压表的相应读数U，利用测量数据，作－图线如图丙所示，若电压表分流的作用可忽略，图线的截距为b，斜率为k，则无人机电池的内阻r＝________； （5）如果不能忽略电压表的分流作用，则电池内阻的测量值________（选填“偏大”“偏小”或“相等”）。 37．（2023•连云港市高二阶段练习）某研究性课题小组收集了手机的电池以及从废旧收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈等电子器件。现从这些材料中选取两个待测元件来进行研究，一是电阻Rx（约为2 kΩ）；二是手机的锂电池（电动势E标称值为3.4 V，允许最大放电电流为100 mA）。在实验室备有如下实验器材： A．电压表V（量程4 V，内阻RV约为10 kΩ）； B．电流表A1（量程100 mA，内阻RA为25 Ω）； C．电流表A2（量程2 mA，内阻R约为100 Ω）； D．滑动变阻器R（0～40 Ω，额定电流1 A）； E．电阻箱R0（0～9 999 Ω）； F．开关S一个、导线若干 （1）为了测定电阻Rx的阻值，小组的一位成员设计了如图甲所示的电路原理图，电源用待测的锂电池，则电流表应该选用________（填“A1”或“A2” ）；他用电压表的读数除以电流表的读数作为Rx的测量值，则测量值________（填“大于”“等于”或“小于”）真实值。 （2）小组的另一位成员，设计了如图乙的电路原理图来测量锂电池的电动势E和内阻r。在实验中，他多次改变电阻箱阻值，取得多组数据，画出－R0图像为一条直线（如图丙），则该图像在考虑电流表内阻的前提下的函数表达式为________（用题中的I，R0，E，r，RA等表达），由图可知该电池的电动势E＝________ V，内阻r＝________ Ω（结果均保留两位有效数字） 38．（2023•苏州阶段练习）某研究性学习小组欲测量一个直流电源的电动势和内阻。 （1）该小组成员先直接用多用电表粗测该电源电动势，选用直流电压2.5 V挡，读数如图甲所示，则该电动势的读数为________ V；测量时多用电表的黑表笔应该与电源的________（填“正”或“负”）极相连。 （2）接着小组成员按图乙原理图测量电源电动势E和内阻r。R0＝2.5 Ω为定值保护电阻，电压表内阻较大，单位长度电阻r0＝0.20 Ω/cm的电阻丝ac上标有长度刻度。 （3）闭合开关S，记录ab的长度L和电压表V的示数U；滑动b点处的触头改变ab的长度L，测得6组L和U值，并算出对应的值写出U、L与E、r、R0、r0的关系式：＝________。 （4）图丙中的“·”是已标出的实验数据，根据图线算出电源电动势E＝________ V，内阻r＝________ Ω。（计算结果均保留3位有效数字） 39．（2023•常州市期末）某同学测量一新型电源的电动势和内阻，使用的器材有：一个满偏电流为100 μA、内阻为2 500 Ω的表头，一个开关，电阻箱（0～999.9 Ω），滑动变阻器R0（最大阻值100 Ω，允许最大电流1.5 A），若干导线，刻度尺和记号笔。 （1）由于表头量程偏小，该同学将表头与电阻箱连接，将表头改装成量程为50 mA的电流表，该电阻箱阻值应为________ Ω。 （2）该同学用改装后的电流表测量电源的电动势及内阻，请用笔画线代替导线，完成表头改装和实验电路的实物图连接。 （3）开关闭合前，借助刻度尺和记号笔将滑动变阻器的电阻丝螺线管均分成5等份，将相应位置标记为n＝0、1、2、3、4、5，闭合开关，将滑动变阻器滑片依次置于不同标记点n，并记录相应电流表示数，即可得到下表的5组数据，请在坐标系中作出－n图像。 n 5 4 3 2 1 I（mA） 16.0 19.1 25.0 32.0 49.0 （A－1） 62.5 52.4 40.0 31.3 20.4 （4）求出该电源的电动势E＝________ V，内阻r＝________ Ω（均保留2位有效数字）。 40．（2021•全国乙卷）一实验小组利用图（a）所示的电路测量一电池的电动势E（约1.5 V）和内阻r（小于2 Ω）。图中电压表量程为1 V，内阻RV＝380.0 Ω；定值电阻R0＝20.0 Ω；电阻箱R，最大阻值为999.9 Ω；S为开关。按电路图连接电路。完成下列填空： （1）为保护电压表，闭合开关前，电阻箱接入电路的电阻值可以选________Ω（填“5.0”或“15.0”）； （2）闭合开关，多次调节电阻箱，记录下阻值R和电压表的相应读数U； （3）根据图（a）所示电路，用R、R0、RV、E和r表示，得＝________； （4）利用测量数据，做－R图线，如图（b）所示； （5）通过图（b）可得E＝________V（保留2位小数），r＝________Ω（保留1位小数）； （6）若将图（a）中的电压表当成理想电表，得到的电源电动势为E′，由此产生的误差为×100%＝________%。 考点四 能量守恒定律 41．（2023•扬州中学阶段练习）下列关于能源的说法中，正确的是（　　） A．煤、石油、天然气等燃料的最初来源可追溯到太阳能 B．由于能量不会凭空消失，也不会凭空产生，总是守恒的，所以节约能源意义不大 C．节约能源只要提高节能意识就行，与科技进步无关 D．水能是不可再生能源 42．（2023•淮安市阶段练习）目前某电动汽车应用了最先进的无人驾驶技术。关于电动汽车的描述，错误的是（　　） A．可防止驾驶员疲劳驾驶，实现无人驾驶，体现了实用原则 B．外观炫酷，体现了美观原则 C．电动汽车消耗电能，没有体现可持续发展原则 D．该电动汽车可在常规充电桩上充电，体现了技术规范原则 43．（2023•连云港市高二期末）如图所示是新型“风光互补”景观照明灯，它“头顶”小风扇，“肩扛”光电池板，“腰挎”照明灯，“脚踩”蓄电池。下列说法正确的是（　　） A．照明灯利用的风能属于不可再生能源 B．夜晚蓄电池放电，将化学能转化为电能 C．小风扇利用风力发电，将电能转化为机械能 D．太阳能为可再生能源，光电池板将电能转化为光能 44．（2023•南京人民中学阶段练习）光伏发电是利用太阳能的技术之一，它利用太阳能电池板，将照射在其上的太阳能转化为电能。农村居民院落或屋顶的光伏发电装置除满足居民家庭用电，还可向电网供电获得收益。太阳光垂直照射地面，在每平方米的面积上，平均每分钟能得到8.4×104 J的太阳能，如果我们能利用太阳能的10%，那么在面积为50 m2的屋顶上可以利用的太阳能的功率最大为（　　） A．7 kW B．8.4 kW C．70 kW D．420 kW 45．（2023•徐州第一中学期中）2022年6月30日位于浙江安吉的长龙山抽水蓄能电站全部机组正式投产发电。该项目是华东地区最大的抽水蓄能电站，主要承担整个华东电网调峰、填谷的双倍调峰功能。电站在电网用电低谷时将水抽到高处，在电网用电高峰时再利用水能发电，平均用4度谷电能换3度峰电。电站每年可生产清洁电能2.435×109 kW·h。已知峰电价格0.50元，谷电价格0.30元。下列说法正确的是（　　） A．水能是不可再生能源 B．该电站产生的电能小于消耗的电能，从经济的角度没有实际意义 C．电站实现电能转化为势能储存，需要时再转化为电能，说明能量不仅数量上守恒，在可利用的品质上也不变 D．电站每年发电直接产生的经济效益约为2.435×104万元 46．（2023•苏州市阶段练习）如图甲所示的电路，滑动变阻器与电源相连接，其中滑动变阻器的最大阻值Rm＝22 Ω，电源的输出电压U随外电路总电阻R按图乙所示的规律变化，其中MN段与横轴平行，且与U＝12 V的虚线接近重合。 （1）求电源的电动势E、内阻r； （2）若在a、b间接一个理想电压表，求电压表的示数范围； （3）若干路电流不能超过2 A，求a、b间所接电阻的最小值。（结果保留一位小数） 47．（2023•如图（a）所示，R1为滑动变阻器，R2为定值电阻。从左向右移动变阻器的滑片，根据电表数据得到U－I图像如图（b）所示，则（　　） A．R1的最大功率为4 W B．R2的最大功率为3 W C．电源的最大输出功率为4 W D．电源的输出功率先增大后减小 48．（2023•盐城期中）如图所示，电源电动势E＝12 V、内阻r＝2 Ω，电阻R1＝R2＝R3＝R＝5 Ω，电流表为理想电表，电容器的电容C＝6 mF。闭合开关S，电路稳定后，下列说法正确的是（　　） A．电流表示数为1.26 A B．R3两端的电压为3.75 V C．若S断开通过R1的电荷量为1.5×10－2 C D．若S断开通过R2的电荷量为1.5×10－2 C 49．（2023•淮安市高二期中）在如图所示的电路中，R1、R2为定值电阻，电压表和电流表均为理想电表，当滑动变阻器的滑片向b端移动时，则下列说法正确的是（　　） A．电流表A的读数减小 B．R1、R2两端的电压变化量相比，R1电压变化量大 C．连接电容器两极板的导线上有电流 D．电源的输出功率减小 50．（2023•江苏宜兴阶段练习）如图所示的电路中，R1＝3 Ω，R2＝6 Ω，R3＝1.5 Ω，C＝20 μF。当开关S断开时，电源所释放的总功率为2 W；当开关S闭合时，电源所释放的总功率为4 W，求： （1）电源的电动势和内电阻？ （2）闭合S时，电源的输出功率？ （3）S断开和闭合时，流过电容器的电荷量？ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题04 电能 能量守恒定律题型归纳 1、电路中的能量转化； 2、闭合电路欧姆定律； 3、实验：电源电动势和内阻的测量； 4、能量守恒定律。 考点一 电路中的能量守恒 1．（2023•盐城市高二期中）盐城市高二期末）如图所示，某住户有电炉、微波炉、洗衣机、电风扇等家用电器。停电时，用欧姆表测得A、B间电阻为R；供电后所有电器均使用，测得A、B间电压为U，进线电流为I，则该住户用电的总功率为（　　） A．P＝I2R B．P＝UI C．P＝ D．P＝I2R＋ 【答案】B 【解析】加在住户两端的电压为U，进线电流为I，所以该住户用电的总功率为P＝UI，故B正确； 洗衣机、电风扇等家用电器为非纯电阻电器，其电功率不可以用P＝I2R或P＝计算，更不能用P＝I2R＋计算，故A、C、D错误。 2．（2023•宿迁泗洪市高二期中）盐城东沟中学校考）空气炸锅的等效简化电路图如图所示，电源的电压为6 V，电源的内阻不计，小风扇M的额定电压为6 V，额定功率为3 W，线圈内阻为r＝1 Ω，电阻R1＝R2＝10 Ω，则下列说法中正确的是（　　） A．只闭合开关S1，小风扇正常工作时电流为6 A B．只闭合开关S1，小风扇正常工作时发热功率为2.75 W C．同时闭合开关S1和S2，若小风扇正常工作，则通过电阻R1的电流为0.3 A D．同时闭合开关S1和S2，若小风扇正常工作，则电阻R1消耗的功率为3.6 W 【答案】D 【解析】由题图可看出当只闭合S1时，电阻R1与R2串联，再与小风扇M并联，且电源的内阻不计，则小风扇M的电压刚好为额定电压，则PM＝IMU，解得IM＝0.5 A，则小风扇M正常工作时发热功率为PM热＝IM2r＝0.25 W，故A、B错误；由题图可看出同时闭合开关S1和S2，电阻R2被短路，则R1与小风扇M并联，且电源的内阻不计，则通过电阻R1的电流为I1＝，解得I1＝0.6 A，则电阻R1消耗的功率为P1＝I12R1，解得P1＝3.6 W，C错误，D正确。 3．（2023•连云港市阶段练习）某电吹风简化电路如图所示，其主要部件为电动机M和电热丝，部分技术参数如下表，电吹风在220 V电压下正常工作。下列说法正确的是（　　） 额定电压 220 V 额定功率 热风时：990 W 冷风时：110 W A.开关S1、S2都闭合时电吹风吹冷风 B．吹热风时通过电热丝的电流为4 A C．吹热风时电热丝的功率为990 W D．该电吹风中电动机的内电阻为440 Ω 【答案】B 【解析】由电路图可知，开关S1、S2都闭合时电动机M和电热丝同时接入电路，电吹风吹热风，故A错误；开关S1、S2都闭合时电动机M和电热丝同时接入电路，电吹风吹热风，此时电热丝的功率为P＝P2－P1＝990 W－110 W＝880 W，流过电热丝的电流为I＝＝ A＝4 A，故B正确，C错误；只有开关S2闭合时，仅电动机接入电路，若电动机为纯电阻，其电阻为r＝＝440 Ω，由于电动机正常工作时为非纯电阻，则电阻不为440 Ω，故D错误。 4．（2023•南京建邺高二阶段练习）如图所示是一台直流电动机的照片。当该电动机在额定电压下工作时，下列结论正确的是（　　） A．电动机的热功率是3 W B．电动机的输入功率为0.125 W C．电动机输出的机械功率是2.875 W D．电动机持续工作一小时耗电为0.03度 【答案】C 【解析】电动机热功率为P热＝I2R＝0.52×0.5 W＝0.125 W，故A错误； 电动机输入功率为P入＝UI＝6×0.5 W＝3 W，故B错误； 电动机输出的机械功率为P机＝P入－P热＝3 W－0.125 W＝2.875 W，故C正确； 电动机持续工作一小时耗电为W＝P入t＝0.003×1 kW·h＝0.003 度，故D错误。 5．（2023•淮安市盱眙高二期中）如图所示，有一电阻为4.4 Ω的电解槽和一盏标有“110 V　60 W”的灯泡串联后接在电压为220 V的直流电路两端，灯泡正常发光，则（　　） A．电解槽消耗的电功率为120 W B．电解槽的发热功率为60 W C．电解槽消耗的电功率为60 W D．整个电路消耗的总功率为60 W 【答案】C 【解析】灯泡正常发光，说明电解槽和灯泡均分得110 V电压，且由于电解槽和灯泡串联，它们的电流相等，所以有I＝I灯＝ A，则电解槽消耗的电功率P＝P灯＝60 W，A错误，C正确；电解槽的发热功率P热＝I2R电≈1.3 W，B错误；整个电路消耗的总功率P总＝220× W＝120 W，D错误。 考点二 闭合电路欧姆定律 6．（2023•南京市高二联考）在如图所示的电路中，电源的电动势E＝3 V，电源的内阻r＝2 Ω，电阻R＝8 Ω，不计电流表的内阻，则闭合开关S后，电阻R两端的电压为（　　） A．0.6 V B．2.4 V　C．3.0 V D．3.6 V 【答案】B 【解析】根据题意，由闭合电路欧姆定律可得，电阻R两端的电压为U＝·R 代入数据解得U＝2.4 V，故选B。 7．（2023•镇江丹阳高二联考）某型号的干电池，在其外壳上标注有“9伏”的字样，这表示（　　） A．1 C正电荷通过该电池的过程中，有9 J的化学能转化为电能 B．该电池在单位时间内有9 J的化学能转化为电能 C．电池短路时，该电池输出的电流为9 A D．将该电池接入电路后，电池两端的电压始终为9 V 【答案】A 【解析】干电池的电动势为9 V，则1 C正电荷通过该电池的过程中，非静电力做功9 J，有9 J的化学能转化为电能，故A正确；干电池的电动势表征的是把其他形式的能转化为电能的本领大小，并不是该电池在单位时间内有9 J的化学能转化为电能，故B错误；干电池的内阻未知，无法确定电池短路时的输出电流，故C错误；将该电池接入电路后，电池两端电压为路端电压，如果外电路正常工作，则路端电压小于电动势，故D错误。 8．（2023•徐州市高二学业考试）如图所示的电路中，电源电动势E＝4.5 V，内阻r＝0.5 Ω，电阻R1＝3.0 Ω，R2＝1.0 Ω。闭合开关S后，理想电压表的示数应为（　　） A．1.0 V B．2.0 V C．3.0 V D．4.0 V 【答案】C 【解析】闭合开关S后，根据闭合电路欧姆定律得I＝＝1 A 根据部分电路的欧姆定律得U＝IR1＝3.0 V，故C正确，A、B、D错误。 9．（2023•连云港市高二期末）如图所示的电路中，电阻R＝2 Ω，断开S后，电压表的读数为6 V；闭合S后，电压表的读数为2 V，电压表为理想电表，则电源的内阻r为（　　） A．1 Ω B．2 Ω C．3 Ω D．4 Ω 【答案】D 【解析】断开S后，电压表的读数为6 V，则电源电动势E＝6 V，闭合S后，电压表的读数为2 V，根据串联电路分压原理及闭合电路欧姆定律，则电源的内阻r＝4 Ω，故选D。 10．（2023•连云港市高二阶段练习）如图所示，电流表读数为0.75 A，电压表读数为2 V，R3＝4 Ω，若电阻R2发生断路，则两电表的读数分别变为0.8 A和3.2 V（电流表、电压表均为理想电表）。求： （1）R1的阻值？ （2）电源的电动势和内电阻分别为多大？ 【答案】（1）4 Ω　（2）4 V　1 Ω 【解析】（1）若电阻R2发生断路，R3相当于导线的作用，由欧姆定律可得R1＝＝ Ω＝4 Ω （2）电阻R2发生断路后，根据闭合电路欧姆定律得U′＝E－I′r 电阻R2不断路时，R2、R3串联后和R1并联， 则I23＝ 总电流I0＝I23＋I 根据闭合电路欧姆定律有IR1＝E－I0r 解得E＝4 V，r＝1 Ω。 11．（2023•宿迁市高二联考）在如图所示的电路中，电源的电动势为3.2 V，电阻R的阻值为30 Ω，小灯泡L的额定电压为3.0 V，额定功率为4.5 W。当开关S接位置1时，理想电压表的读数为3 V，假如小灯泡电阻阻值不变，下列说法正确的是（　　） A．电源的内阻为4 Ω B．小灯泡的电阻为3 Ω C．当开关S接到位置2时，小灯泡不能正常发光 D．当开关S接到位置2时，小灯泡两端的电压为3 V 【答案】C 【解析】灯泡的额定电流IL＝＝ A＝1.5 A，电阻RL＝＝ Ω＝2 Ω，当开关接1时，通过电阻R的电流I＝＝ A＝0.1 A，根据闭合电路欧姆定律知E＝U＋Ir，代入数据得r＝2 Ω，故A、B错误；当开关接2时，通过灯泡的电流IL′＝＝ A＝0.8 A，小于灯泡的额定电流，实际功率小于其额定功率，则灯泡L不能正常发光，此时灯泡两端的电压为UL′＝IL′RL＝0.8×2 V＝1.6 V，故C正确，D错误。 12．（2023·盐城市高二期中）如图所示是某电源的路端电压与电流的关系图像，下面结论不正确的是（　　） A．电源的电动势为6.0 V B．电源的内阻为12 Ω C．电源的短路电流为3 A D．电流为0.3 A时外电阻是18 Ω 【答案】B 【解析】根据闭合电路欧姆定律得E＝U＋Ir 整理得U＝－rI＋E 则图像纵轴截距表示电动势，E＝6.0 V，斜率绝对值表示内阻，内阻r＝ Ω＝2 Ω，故A正确，故B错误； 电源的短路电流为I短＝＝3 A，故C正确； 电流为0.3 A时，根据闭合电路欧姆定律得I＝ 代入数据解得R＝18 Ω，故D正确。 13．（2023•宿迁市期末）如图所示是利用伏安法分别测量两节不同干电池的电动势E和内阻r时作出的U－I图像，由此可知（　　） A．E1>E2，r1<r2 B．E1<E2，r1>r2 C．E1>E2，r1>r2 D．E1<E2，r1<r2 【答案】C 【解析】由闭合电路欧姆定律可得U＝E－Ir 故图像的纵轴截距表示电动势，图像斜率的绝对值表示内阻，可知E1>E2，r1>r2，故选C。 14．（2023•南京一中阶段练习）在闭合电路中，下列叙述正确的是（　　） A．闭合电路中的电流跟电源电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比 B．当外电路断开时，路端电压等于零 C．当外电路短路时，电路中的电流无穷大 D．当外电阻增大时，电源两端的电压不变，一直等于电源电动势 【答案】A 【解析】根据闭合电路的欧姆定律I＝，可知，闭合电路中的电流跟电源电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比，故A正确；当外电路断开时，路端电压等于电源电动势，故B错误；当外电路短路时，电路中的电流为，不是无穷大，故C错误；根据U＝IR＝＝，当外电阻增大时，电源两端的电压增大，一直小于电源电动势，故D错误。 15．（2023•苏州阶段练习）如图所示，某学生研究路端电压随外电阻变化的电路图，电源电动势不变，内阻未知，定值电阻R0＝10 Ω。当滑动变阻器阻值R＝0时，电流表读数为0.3 A；当R＝5 Ω时，电流表读数可能是（　　） A．0.1 A B．0.2 A C．0.25 A D．0.3 A 【答案】C 【解析】设当滑动变阻器阻值R＝0时，电流表的读数为I，当R＝5 Ω时，电流表读数为I′，根据闭合电路欧姆定律知I′<I＝0.3 A由于外电路电阻增大，则路端电压增大，即有IR0<I′（R0＋R），得I′>＝ A＝0.2 A故有0.2 A<I′<0.3 A，故选C。 16．（2023•连云港市高二阶段练习）如图所示，用两节干电池点亮几个灯泡，当逐一闭合开关，以下说法错误的是（　　） A．灯少时各灯较亮，灯多时各灯较暗 B．灯多时各灯两端的电压较低 C．灯多时通过干电池的电流较大 D．灯多时通过各灯的电流较大 【答案】D 【解析】当逐一闭合开关，接入电路的灯泡增多时，并联总电阻R减小，电源的路端电压U＝IR＝＝，由于R减小，电源的路端电压减小，所以灯少时，电源的路端电压要大些，各灯较亮些，灯多时，各灯两端的电压较低，各灯较暗，故A、B正确，不符合题意；当逐一闭合开关，接入电路的灯泡增多时，并联总电阻R减小，由I＝可知，灯多时通过干电池的电流较大，故C正确，不符合题意；由于灯泡是并联关系，灯泡两端的电压即为电源的路端电压，由上面的分析可知，灯多时，并联总电阻减小，电源的路端电压减小，所以灯多时通过各灯的电流较小，故D错误，符合题意。 17．（2023•百校联考）如图所示为简单欧姆表的原理示意图，其中电流表的满偏电流Ig＝300 μA，内阻Rg＝100 Ω，可变电阻R的最大阻值为10 kΩ，电池的电动势E＝1.5 V，内阻r＝0.5 Ω，下列说法错误的是（　　） A．与接线柱A相连的是红表笔 B．按正确使用方法测量电阻Rx时，指针指在刻度盘的正中央，则Rx＝10 kΩ C．若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小，但此表仍能调零，测量Rx的阻值时，则测量值比真实值大 D．测量电阻时，如果指针偏转角度过大，应将选择开关拨至倍率较小的挡位，重新调零后测量 【答案】B 【解析】根据电流从红表笔进黑表笔出可知图中与接线柱A相连的是红表笔；根据题意可知，欧姆表的内阻r内＝＝ Ω＝5 kΩ，按正确使用方法测量电阻Rx时，指针指在刻度盘的正中央，即电流为，有＝，可得Rx＝5 kΩ；电池电动势变小，但此表仍能调零，由于电流表的满偏电流不变，由公式Ig＝可知欧姆表内阻应调小，由于待测电阻是通过电流表示数体现的，I＝＝＝，当欧姆表内阻调小时，电流测量值变小，则电阻测量值偏大；测量电阻时，如果指针偏转角度过大，说明电流太大，待测电阻阻值小，则应将选择开关拨至倍率较小的挡位，重新调零后测量，故选B。 18．（2024•苏州市高二期中）如图所示为两个独立电路A和B的路端电压与其总电流I的关系图线，则下列说法错误的是（　　） A．路端电压都为U1时，它们的外电阻相等 B．电流都是I1时，两电源内电压相等 C．A中电源的电动势大于B中电源的电动势 D．A中电源的内阻大于B中电源的内阻 【答案】B 【解析】在路端电压与总电流I的关系图像中，图线在纵轴上的截距表示电动势E，图线斜率的绝对值表示电源的内阻，由题图知EA>EB，rA>rB，故C、D正确。题图中两直线的交点坐标为（I1，U1），由R＝，可知路端电压都为U1时，它们的外电阻相等，故A正确；由U内＝Ir，可知电流都是I1时，因内阻r不相等，故两电源内电压不相等，故B错误。 19．（2024•盐城市阶段练习）某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在了同一坐标系上，如图中的a、b、c所示，以下判断正确的是（　　） A．电源的电动势E＝4 V，内阻r＝2 Ω B．电源的最大输出功率P＝8 W C．曲线c表示电源的输出功率PR随电流I变化的图线 D．直线a表示电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线 【答案】A 【解析】电源的总功率PE＝EI，可知电源的总功率的图像为倾斜的直线a，电源的输出功率PR＝EI－I2R 电源的输出功率的图像为开口向下的抛物线b，电源内部的发热功率Pr＝I2r，电源内部的发热功率为开口向上的抛物线c，C、D错误；由图像可知，当I＝2 A时，总功率为8 W，可知电动势E＝＝4 V，此时电流全部用来在电源内部发热，因此r＝＝2 Ω，A正确；由图像可知，当I ＝1 A时，电源的输出功率最大，为2 W，B错误。 20．（2023•泰州市高二统考期末）如图所示，闭合开关S后，当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，下列说法中正确的是（　　） A．电流表读数变小 B．电源的输出功率减小 C．电源的总功率减小 D．电源的效率变小 【答案】D 【解析】闭合开关S后，当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，R阻值减小，电路总电阻减小，总电流变大，即电流表读数变大；根据P＝IE可知，电源总功率变大，电源的效率η＝＝＝，可知电源的效率变小；因不确定电路外电阻与内阻的阻值关系，不能确定电源的输出功率如何变化，则选项A、B、C错误，D正确。 21．（2023•南通市统考期末）如图所示电路，电源电动势为E，内阻为r。闭合开关，调节滑动变阻器滑片，电压表示数为U、电流表示数为I。电源的总功率P与电压U、电流I的关系正确的是（　　） 【答案】B 【解析】由闭合电路欧姆定律有E＝U＋Ir 整理得I＝ 则电源的总功率为P＝EI＝E＝－U 若U是自变量，则电源的总功率P与电压U是线性关系，A错误，B正确； 若I是自变量，则电源的总功率P与电流满足P＝EI 即电源的总功率P与电流I是正比例关系，故C、D错误。 22．（2023•南通市统考）如图所示，曲线ab为某太阳能电池在一定光照强度下路端电压U和电流I的关系图像，OP是某定值电阻的U－I图像，P为两图线的交点。过P点作曲线ab的切线，分别与坐标轴相交于c、d两点。现将该电池和定值电阻组成闭合回路，保持上述光照强度照射时，电池的内阻可以用哪两点连线斜率的绝对值表示（　　） A．ab B．aP C．Pb D．cd 【答案】B 【解析】由闭合电路欧姆定律可得U＝E－Ir 当电流为零时，由ab图线与纵轴的交点可以读出该电池的电动势，根据两图线交点处的状态，可知将该电池和定值电阻组成闭合回路时路端电压为交点P的纵轴坐标，电流为P点的横轴坐标。根据r＝ 则电池的内阻可用aP两点连线斜率的绝对值表示。故选B。 23．（2023·泰州市阶段练习）内电阻均为r的7节干电池，分成A组3节干电池串联、B组4节干电池串联。将它们与定值电阻、理想电表、开关按图示电路连接。只闭合S1，电流表、电压表的示数为I1、U1；只闭合S2，电流表、电压表的示数为I2、U2，两电池组的供电效率分别为ηA、ηB，则（　　） A.< B.＝ C.＝r D．ηA>ηB 【答案】D 【解析】由部分电路欧姆定律可知＝＝R， ＝R，故A、C错误； 由闭合电路的欧姆定律可知＝，故B错误； 供电效率分别为ηA＝＝， ηB＝＝，所以ηA>ηB，故D正确。 24．（2023•江苏金坛高二校考）在如图所示的电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数的变化量分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示。下列说法正确的是（　　） A．不变，变大 B．变大，变大 C．变大，不变 D．不变，不变 【答案】C 【解析】R1是定值电阻，有R1＝＝，可知不变，不变，故A错误；当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，R2变大，R2是可变电阻，有＝R2，所以变大。根据闭合电路欧姆定律得U2＝E－I（R1＋r），则知＝R1＋r，其值不变，故B错误，C正确；U3为路端电压，为外电阻，其值增大，根据闭合电路欧姆定律知＝r，其值不变，故D错误。 25．（2023•盐城市阶段练习）如图所示，电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R、电容器C（电容较大，原来不带电）构成闭合回路。当S闭合后的一段时间内，Uad、Uab、Ubc、Ucd随时间t变化的图像可能正确的是（　　） 【答案】A 【解析】根据题意，S闭合后的一段时间内，电容器一开始处于充电状态，最终达到稳定，可知，电容器的电荷量先增大，最终稳定不变，根据C＝，可知，电容器极板电压U先增大，后保持不变，设电路中电流为I，则有I＝，电流逐渐减小，最终电流变为零，根据闭合电路欧姆定律可得Uad＝E－Ir，可知，随着电路中电流逐渐减小，路端电压逐渐增大，最终等于电动势，故A正确；根据欧姆定律可得Uab＝IR，可知，随着电路中电流逐渐减小，定值电阻两端的电压逐渐减小，最终为零，故B错误；由题图可知，Ubc等于电容器极板间电压，可知，Ubc逐渐增大，最终等于电动势，故C错误；由题图可知，由于cd间为一条导线，则有Ucd一直为零，故D错误。 26．（2024•扬州市高二开学考试）在如图所示的电路中，开关闭合后，由于电阻元件发生短路或断路故障，电压表和电流表的读数都增大，则肯定出现了下列哪种故障（　　） A．R1短路 B．R2短路 C．R3短路 D．R1断路 【答案】A 【解析】若R1短路，接入电阻减小，根据串反并同，电压表和电流表的读数都增大，A正确；若R2短路，接入电阻减小，根据串反并同，电压表读数增大，电流表的读数减小为0，B错误；若R3短路，接入电阻减小，根据串反并同，电压表读数减小为0，电流表的读数增大，C错误；若R1断路，接入电阻增大，根据串反并同，电压表读数减小，电流表的读数减小为0，D错误。 27．（2023•连云港市高二联考）如图所示是一火灾报警器的电路示意图，其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器，这种半导体热敏材料的电阻率随温度的升高而减小。电流表为值班室的显示器，电源两极之间接一报警器，当传感器R2所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是（　　） A．I变大，U变大 B．I变大，U变小 C．I变小，U变大 D．I变小，U变小 【答案】D 【解析】当传感器R2所在处出现火情时，R2阻值变小，R2与R3并联的总电阻减小，外电路的总电阻R减小，由闭合电路欧姆定律可知电路的总电流增大，电源的内电压变大，由U＝E－I总r，可知路端电压减小，即报警器两端电压U减小，电路中并联部分的电压U并＝E－I总（R1＋r），由于I总变大，则可知U并变小，则根据部分电路的欧姆定律可知通过显示器的电流I变小，故选D。 28．（2023•连云港市高二期中）在如图所示的电路中，闭合开关S，把滑动变阻器R1的滑片向上滑动的过程中，若电源内阻不能忽略，则下列说法正确的是（　　） A．没有电流通过R2 B．R2中有由a到b的电流 C．电压表的示数变小，电流表示数变大 D．电压表的示数变大，电流表示数变小 【答案】B 【解析】滑动变阻器R1的滑片向上滑动，电阻减小，电路中总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流变大，R3两端电压变大，即电流表示数、电压表示数均变大，故C、D错误；电路中电流变大，路端电压变小，R3两端电压变大，则滑动变阻器两端电压减小，电容器与滑动变阻器并联，则电容器两端电压减小，电容器放电，则R2中有由a到b的电流，故A错误，B正确。 29．（2023•常州高级中学期中）节能路灯通过光控开关实现自动控制，简化电路如图，RL为光敏电阻，其阻值随光照强度的增加而减小，a、b端接控制路灯电源的开关，现天色变暗，下列判断正确的是 A．R0两端的电压变小 B．指示灯L变暗 C．a、b两点间电压Uab变小 D．光敏电阻RL中的电流变大 【答案】A 【解析】天色变暗，光敏电阻的阻值增大，电路的总电阻增大，干路电流减小，路端电压增大，则a、b两点间电压Uab变大，C错误；根据“串反并同”的规律可得，R0与光敏电阻是串联关系，则R0两端的电压变小，A正确；根据“串反并同”的规律可得，指示灯L与光敏电阻是并联关系，所以指示灯L变亮，B错误；根据“串反并同”的规律可得，如果一个理想电流表与光敏电阻RL串联，则理想电流表的电流变小，所以D错误。 30．（2023•南通市期中）如图所示电路，所有电表均为理想电表，R2＝r。当闭合开关S，滑片P向左滑动过程中，四块电表的读数均发生变化，设在滑动过程中A1、A2、V1、V2在同一时刻的读数分别是I1、I2、U1、U2；电表示数的变化量的绝对值分别是ΔI1、ΔI2、ΔU1、ΔU2，那么下列说法正确的是 A．ΔI1<ΔI2 B．ΔU1>ΔU2 C．增大，为定值 D．为定值，增大 【答案】B 【解析】当滑片P向左滑动过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变大，则总电阻变大，总电流I2变小，即A2示数减小，V2示数减小；因内电压变小，则外电压增大，则V1的示数增大，因此通过电阻R0的电流I0增大，则流过A1的电流I1减小，根据I2＝I1＋I0，因总电流I2减小，故分电流I1的减少量要大于分电流I0的增加量，则电流I1的减少量要大于电流I2的减少量，故ΔI1>ΔI2，故A错误； 由上可知，总电流减小，则V2示数和内电压都减小，而V1的示数增大，故电压表V1的增大量要大于电压表V2的减少量，则有ΔU1>ΔU2，故B正确； 根据闭合电路的欧姆定律有U1＝E－I2（R2＋r），则有＝R2＋r， 根据欧姆定律有U2＝I2R2， 则有＝R2，由此可知两个表达式都为定值，故C、D错误。 考点三 实验：电源电动势和内阻的测量 31．（2023•泰州市高二期末）用如图甲所示电路测定两节串联而成的干电池组的电动势和内阻。 （1）电流表选择0.6 A量程，读出图中电流表的读数________ A。 （2）某次实验，调节滑动变阻器的滑片，测出多组U、I值，记入下表。 U/V 2.81 2.70 2.63 2.50 2.40 I/A 0.10 0.20 0.30 0.38 0.50 作出U－I图像，由图像可得出该电池组的电动势为________ V，内阻为________ Ω。（结果均保留两位有效数字） （3）上述实验存在系统误差是由于________________。 【答案】（1）0.52　（2）见解析图　2.9　1.0　（3）见解析 【解析】（1）电流表选择0.6 A量程，最小分度为0.02 A，题图乙中电流表的读数为0.52 A。 （2）根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后作出图线如图所示 由闭合电路欧姆定律可知E＝U＋Ir，解得U＝E－Ir 由图示图线可知，该电池组的电动势为E＝2.9 V 该电池组的内阻为r＝||＝ Ω＝1.0 Ω （3）由电路结构可以看出，当电路中的电流为零时，由于电压表的分流作用，电源仍有电流通过，所以电压表的示数小于电动势。电流表相对于电源内阻是外接法，所以测得的内阻小于真实值。 32．（2024•南京人民中学高二阶段练习）某物理兴趣小组准备测量一节干电池的电动势和内阻，实验室提供了如下器材： A．电流表A1（量程3 mA，内阻为199 Ω） B．电流表A2（量程1 500 mA，内阻为1 Ω） C．电压表V（量程3 V，内阻很大） D．滑动变阻器R1（阻值范围0～5 Ω，额定电流2 A） E．滑动变阻器R2（阻值范围0～500 Ω，额定电流1 A） F．定值电阻R3＝1 Ω G．定值电阻R4＝1 kΩ 以及待测干电池，开关、导线若干。 同学们根据提供的器材，设计了如图甲所示的实验电路图。 （1）请根据电路图，将实物图中连线补充完整。 （2）该小组查阅资料知干电池的内阻约为3 Ω，为了尽量减小误差且方便操作，图中电流表应选择________（填“A1”或“A2”），滑动变阻器应选择________（填“R1”或“R2”），定值电阻应选择________（填“R3”或“R4”）。 （3）同学们利用上述实验装置测得了多组实验数据，并将电流表的读数作为横坐标，电压表的读数作为纵坐标，选取合适的标度，绘制了如图丙所示的图线。则该小组同学测定的干电池电动势E＝________ V，内阻r＝________ Ω。（填含有a、b、c的表达式） 【答案】（1）见解析图　（2）A1　R1　R3　（3）a　 【解析】（1）根据电路图，实物连线图如图所示 （2）因测量一节干电池的电动势约为1.5 V，干电池的内阻约为3 Ω，因此电路的最大电流约为 I＝＝500 mA 因此选A2量程过大，因此要选择A1并联电阻改装电流表即可，则电流表选择A1； 滑动变阻器R2阻值过大，不方便操作，则滑动变阻器选择R1； 电流表A1量程为3 mA，内阻为199 Ω，要将A1并联电阻改装成量程约为500 mA的电流表，根据并联电路分流关系可得选择R3以后可将电流表A1改装成量程为600 mA的电流表，满足实验要求。 （3）电流表A1内阻为199 Ω，定值电阻R3阻值为1 Ω，若设电流表的读数为I，则电路中的总电流为200I，由闭合电路的欧姆定律U＝E－200rI 由图像可知E＝a |k|＝200r＝ 解得r＝。 33．（2023•苏州市木渎高中高二自主调研）（1）图中游标卡尺和螺旋测微器的读数分别为________ cm和________ mm。 （2）在“测定电池电动势和内阻”的实验中，根据实验数据作出如图所示的图像，则该电池的电动势E＝______ V，内阻r＝________ Ω。（结果均取两位有效数字） （3）某同学利用如图所示的电路测定干电池的电动势和内电阻，经过正确的操作获得了若干组实验数据，据此描绘出的U－I图像（其中U、I分别为电压表和电流表的读数）如下列选项图中的实线所示，虚线表示该电池两端的电压与流经电池电流的关系图线，下列图像合理的是________。 【答案】（1）5.230　4.688（4.686～4.689）（2）1.5　0.50　（3）C 【解析】（1）游标卡尺读数为5.2 cm＋0.05 mm×6＝5.230 cm， 螺旋测微器的读数为4.5 mm＋0.01 mm×18.8＝4.688 mm。 （2）该电池的电动势E＝1.5 V， 内阻r＝＝ Ω＝0.50 Ω。 （3）由电路图可知，本次实验采用了电流表相对电源的外接法，由于电压表的分流而使电流表示数偏小，而电压表直接接在电源两端，故电压表示数是准确的，因此测量图像应在真实图像的左方；同时当外电路短路时，电压表的分流可以忽略，故短路电流应相同，因此只有C正确，A、B、D错误。 34．（2023•连云港市高二阶段练习）（1）如图，螺旋测微器的读数为________ mm； （2）某小组同学测定两节较新的干电池的电动势和内阻。为了减小误差，该小组同学在电池旁边串联一个定值电阻R0，已知R0＝4 Ω。在下面两个电路图中选择图________（“甲”或“乙”）更科学。图丙是该小组同学选择正确的电路图后，作出的U－I图像，则两节干电池的电动势为________ V，内阻为________ Ω； （3）在（2）中，电路图甲、乙都会造成一定的实验系统误差，图甲实验电动势的测量值比真实值偏________（填“大”或“小”）。 【答案】（1）0.650　（2）甲　3　1　（3）小 【解析】（1）螺旋测微器读数等于固定刻度与可动刻度读数之和，为x＝0.5 mm＋0.01×15.0 mm＝0.650 mm （2）电压表的内阻远大于干电池的内阻，而电流表内阻相比干电池的内阻并不是可以忽略不计的，所以题图甲中因为电压表分流引起的系统误差小于题图乙中电流表分压引起的系统误差，选择电路图甲更科学。 根据闭合电路欧姆定律有E＝U＋I（r＋R0） 所以U－I图像的纵截距表示干电池的电动势，斜率的绝对值表示干电池内阻与R0之和，则 E＝3 V r＝|k|－R0＝ Ω－4 Ω＝1 Ω （3）采用电路图甲实验时，由于电压表分流的缘故，当电流表示数为零时，实际通过干电池的电流并不为零，所以干电池的内电压不为零，从而导致图像的纵截距（即干电池电动势的测量值）比干电池电动势的实际值偏小。 35．（2023•江苏统考期末）在探究用不同方法测定干电池的电动势和内阻实验中，提供的实验器材除电源和开关以外，有以下四种组合，其中不可取的一组器材是（　　） 【答案】D 【解析】用一个电流表、一个电压表和一个滑动变阻器做实验可以测出多组U、I值，根据闭合电路欧姆定律可得E＝U＋Ir 可测量多组数据列式求解，故A可取； 用一个电压表和多个定值电阻做实验，可以测出多组U、R值，根据欧姆定律可得 E＝U＋r 可以列方程组求出E、r，故B可取； 用一个电流表和一个电阻箱，可以测出多组I、R值，根据欧姆定律可得E＝I（r＋R） 可以列方程组求出E、r，故C可取； 两个电流表和一个滑动变阻器，由于不知道滑动变阻器电阻，故无法测量，故D不可取。 36．（2023•南京市阶段练习）无人机在社会生活中有着广泛应用。小原同学家中就有一台无人机，他打算测量该无人机电池的电动势和内阻。 （1）根据甲图电池铭牌，电池最大放电量为________ C； （2）为了更加精确地测量无人机电池的电动势，小原同学所用实验器材如下： 电压表V（0～1 V，内阻为1.5 kΩ） 电阻箱R（0～999.99 Ω） 定值电阻R1＝1.5 kΩ 定值电阻R2＝4.5 kΩ 无人机电池 开关S，导线若干 由于电压表量程不合适，改装成量程为4 V电压表需要串联定值电阻________（选填“R1”或“R2”）； （3）请根据现有器材在方框乙中画出合适的测量电路图； （4）闭合开关，多次调节电阻箱，小原同学记录多组电阻箱阻值R和改装后新电压表的相应读数U，利用测量数据，作－图线如图丙所示，若电压表分流的作用可忽略，图线的截距为b，斜率为k，则无人机电池的内阻r＝________； （5）如果不能忽略电压表的分流作用，则电池内阻的测量值________（选填“偏大”“偏小”或“相等”）。 【答案】（1）7 920　（2）R2　（3）见【解析】（4）　（5）偏小 【解析】（1）根据题图甲电池铭牌，电池最大放电量为Q＝2 200 mA·h＝2.2×3 600 C＝7 920 C （2）由于电压表量程不合适，改装成量程为4 V的电压表需要串联定值电阻R＝＝ 4.5 kΩ 故选定值电阻R2 （3）电路图如图所示。 （4）根据闭合电路欧姆定律有E＝U＋r 变形得＝＋· 可知图线的纵轴截距为b＝ 斜率为k＝ 解得E＝，r＝ （5）若考虑电压表分流的原因，则表达式为E＝U＋（＋）r 变形为＝（＋）＋· 截距为b＝＋ 斜率为k＝ 解得r＝> 即内阻的测量值小于真实值。 37．（2023•连云港市高二阶段练习）某研究性课题小组收集了手机的电池以及从废旧收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈等电子器件。现从这些材料中选取两个待测元件来进行研究，一是电阻Rx（约为2 kΩ）；二是手机的锂电池（电动势E标称值为3.4 V，允许最大放电电流为100 mA）。在实验室备有如下实验器材： A．电压表V（量程4 V，内阻RV约为10 kΩ）； B．电流表A1（量程100 mA，内阻RA为25 Ω）； C．电流表A2（量程2 mA，内阻R约为100 Ω）； D．滑动变阻器R（0～40 Ω，额定电流1 A）； E．电阻箱R0（0～9 999 Ω）； F．开关S一个、导线若干 （1）为了测定电阻Rx的阻值，小组的一位成员设计了如图甲所示的电路原理图，电源用待测的锂电池，则电流表应该选用________（填“A1”或“A2” ）；他用电压表的读数除以电流表的读数作为Rx的测量值，则测量值________（填“大于”“等于”或“小于”）真实值。 （2）小组的另一位成员，设计了如图乙的电路原理图来测量锂电池的电动势E和内阻r。在实验中，他多次改变电阻箱阻值，取得多组数据，画出－R0图像为一条直线（如图丙），则该图像在考虑电流表内阻的前提下的函数表达式为________（用题中的I，R0，E，r，RA等表达），由图可知该电池的电动势E＝________ V，内阻r＝________ Ω（结果均保留两位有效数字） 【答案】（1）A2　大于　（2）＝R0＋　3.3　8.0 【解析】（1）根据题意，由欧姆定律可得，流过的电流表的最大电流约为I＝＝0.001 7 A＝1.7 mA 则电流表应该选用A2。 由电路图甲可知，电流表采用的是内接法，由于电流表的分压，电压的测量值大于真实值，由欧姆定律可知，电阻的测量值大于真实值。 （2）根据题意及电路图乙，由闭合电路的欧姆定律有I＝ 整理得＝R0＋ 根据题意，结合题图丙可得＝ V－1，＝10 A－1 解得E＝3.3 V，r＝8.0 Ω。 38．（2023•苏州阶段练习）某研究性学习小组欲测量一个直流电源的电动势和内阻。 （1）该小组成员先直接用多用电表粗测该电源电动势，选用直流电压2.5 V挡，读数如图甲所示，则该电动势的读数为________ V；测量时多用电表的黑表笔应该与电源的________（填“正”或“负”）极相连。 （2）接着小组成员按图乙原理图测量电源电动势E和内阻r。R0＝2.5 Ω为定值保护电阻，电压表内阻较大，单位长度电阻r0＝0.20 Ω/cm的电阻丝ac上标有长度刻度。 （3）闭合开关S，记录ab的长度L和电压表V的示数U；滑动b点处的触头改变ab的长度L，测得6组L和U值，并算出对应的值写出U、L与E、r、R0、r0的关系式：＝________。 （4）图丙中的“·”是已标出的实验数据，根据图线算出电源电动势E＝________ V，内阻r＝________ Ω。（计算结果均保留3位有效数字） 【答案】（1）1.45　负　（3）·＋　（4）1.49　0.574 【解析】（1）多用电表选用直流电压2.5 V挡，则我们使用表盘上的中间那条刻度线，即电压电流共用刻度线。我们把量程“250”缩小100倍变为“2.5”，则指针处于1.00和1.50之间，每一小格表示0.05 V，指针指在1.00 V右侧第九格，则读数为1.45 V。 电流应该从红表笔流入多用电表，从黑表笔流出多用电表，则黑表笔应该与电源的负极相连。 （3）根据闭合电路欧姆定律得E＝U＋（R0＋r） 整理得＝·＋ （4）把题图丙中的数据点拟合成一条直线，如图所示。 图像的纵轴截距为0.67 V－1，则＝0.67 V－1 在图像上选取两个相距较远的点，（0,0.67）和（0.095,1.65），则斜率为k＝＝ cm· V－1 联立解得E＝1.49 V，r＝0.574 Ω。 39．（2023•常州市期末）某同学测量一新型电源的电动势和内阻，使用的器材有：一个满偏电流为100 μA、内阻为2 500 Ω的表头，一个开关，电阻箱（0～999.9 Ω），滑动变阻器R0（最大阻值100 Ω，允许最大电流1.5 A），若干导线，刻度尺和记号笔。 （1）由于表头量程偏小，该同学将表头与电阻箱连接，将表头改装成量程为50 mA的电流表，该电阻箱阻值应为________ Ω。 （2）该同学用改装后的电流表测量电源的电动势及内阻，请用笔画线代替导线，完成表头改装和实验电路的实物图连接。 （3）开关闭合前，借助刻度尺和记号笔将滑动变阻器的电阻丝螺线管均分成5等份，将相应位置标记为n＝0、1、2、3、4、5，闭合开关，将滑动变阻器滑片依次置于不同标记点n，并记录相应电流表示数，即可得到下表的5组数据，请在坐标系中作出－n图像。 n 5 4 3 2 1 I（mA） 16.0 19.1 25.0 32.0 49.0 （A－1） 62.5 52.4 40.0 31.3 20.4 （4）求出该电源的电动势E＝________ V，内阻r＝________ Ω（均保留2位有效数字）。 【答案】（1）5.0　（2）见解析图　（3）见解析图　（4）1.9　14 【解析】（1）将小量程的电流表改装成大量程的电流表需要并联一个电阻，根据欧姆定律可知并联电阻的阻值为R＝＝ Ω≈5.0 Ω 故电阻箱阻值应为5.0 Ω。 （2）将电流表与电阻箱并联，与其他元件串联，实物图连接如图甲。 （3）根据表格中数据在坐标系中描点，用直线连线，让大部分点落在直线上或均匀分布在直线两侧，距离较大的点舍去，图像如图乙所示。 （4）改装后电流表的内阻为R内＝＝ Ω＝5.0 Ω 根据闭合电路欧姆定律有E＝I（R内＋r＋） 即＝＋ 图像的斜率为＝ A－1 图像纵轴截距为＝10 A－1 代入数据解得E＝1.9 V，r＝14 Ω。 40．（2021•全国乙卷）一实验小组利用图（a）所示的电路测量一电池的电动势E（约1.5 V）和内阻r（小于2 Ω）。图中电压表量程为1 V，内阻RV＝380.0 Ω；定值电阻R0＝20.0 Ω；电阻箱R，最大阻值为999.9 Ω；S为开关。按电路图连接电路。完成下列填空： （1）为保护电压表，闭合开关前，电阻箱接入电路的电阻值可以选________Ω（填“5.0”或“15.0”）； （2）闭合开关，多次调节电阻箱，记录下阻值R和电压表的相应读数U； （3）根据图（a）所示电路，用R、R0、RV、E和r表示，得＝________； （4）利用测量数据，做－R图线，如图（b）所示； （5）通过图（b）可得E＝________V（保留2位小数），r＝________Ω（保留1位小数）； （6）若将图（a）中的电压表当成理想电表，得到的电源电动势为E′，由此产生的误差为×100%＝________%。 【答案】（1）15.0 （3）·R＋＋ （5）1.55　1.0　（6）5 【解析】（1）为了避免电压表被烧坏，接通电路时电压表两端的电压不能比电压表满偏电压大，则由并联电路分压可得＝ 代入数据解得R＋r＝9.5 Ω，故R>7.5 Ω 因此选15.0 Ω。 （3）由闭合电路的欧姆定律可得E＝U＋（R＋r） 可得＝·R＋＋r。 （5）由上面公式可得＝k＝，＋r＝b＝＋ 由－R图像计算可得k＝0.034 V－1·Ω－1 b＝0.85 V－1 代入可得E＝1.55 V，r＝1.0 Ω。 （6）如果电压表为理想电压表，则可有＝＋＋R 则此时E′＝ 因此误差为η＝||×100%＝5%。 考点四 能量守恒定律 41．（2023•扬州中学阶段练习）下列关于能源的说法中，正确的是（　　） A．煤、石油、天然气等燃料的最初来源可追溯到太阳能 B．由于能量不会凭空消失，也不会凭空产生，总是守恒的，所以节约能源意义不大 C．节约能源只要提高节能意识就行，与科技进步无关 D．水能是不可再生能源 【答案】A 【解析】煤、石油、天然气等属于石化燃料，最初来源可追溯到太阳能，故A正确；能量是守恒的，但能量的品质降低了，由便于利用的变成不便于利用的，所以需要节约能源，故B错误；科技进步能提高能源的利用率，更充分的利用有限的能源，故C错误；水能可以重复利用，是可再生能源，故D错误。 42．（2023•淮安市阶段练习）目前某电动汽车应用了最先进的无人驾驶技术。关于电动汽车的描述，错误的是（　　） A．可防止驾驶员疲劳驾驶，实现无人驾驶，体现了实用原则 B．外观炫酷，体现了美观原则 C．电动汽车消耗电能，没有体现可持续发展原则 D．该电动汽车可在常规充电桩上充电，体现了技术规范原则 【答案】C 【解析】电动汽车无人驾驶技术可防止驾驶员疲劳驾驶，实现无人驾驶，体现了实用原则，故A正确；电动汽车外观炫酷，体现了美观原则，故B正确；电动汽车消耗电能，减少尾气排放，减少环境污染，体现了可持续发展，故C错误；该电动汽车可在常规充电桩上充电，体现了技术规范原则，故D正确。 43．（2023•连云港市高二期末）如图所示是新型“风光互补”景观照明灯，它“头顶”小风扇，“肩扛”光电池板，“腰挎”照明灯，“脚踩”蓄电池。下列说法正确的是（　　） A．照明灯利用的风能属于不可再生能源 B．夜晚蓄电池放电，将化学能转化为电能 C．小风扇利用风力发电，将电能转化为机械能 D．太阳能为可再生能源，光电池板将电能转化为光能 【答案】B 【解析】照明灯利用的风能属于可再生能源，故A错误；夜晚蓄电池放电，将化学能转化为电能，故B正确；小风扇利用风力发电，将机械能转化为电能，故C错误；太阳能为可再生能源，光电池板将光能转化为电能，故D错误。 44．（2023•南京人民中学阶段练习）光伏发电是利用太阳能的技术之一，它利用太阳能电池板，将照射在其上的太阳能转化为电能。农村居民院落或屋顶的光伏发电装置除满足居民家庭用电，还可向电网供电获得收益。太阳光垂直照射地面，在每平方米的面积上，平均每分钟能得到8.4×104 J的太阳能，如果我们能利用太阳能的10%，那么在面积为50 m2的屋顶上可以利用的太阳能的功率最大为（　　） A．7 kW B．8.4 kW C．70 kW D．420 kW 【答案】A 【解析】令历时为t，能够利用的太阳能E0＝t×50×10% J＝7t×103 J 根据功率的表达式有Pmax＝ 解得Pmax＝7 kW，故B、C、D错误，A正确。 45．（2023•徐州第一中学期中）2022年6月30日位于浙江安吉的长龙山抽水蓄能电站全部机组正式投产发电。该项目是华东地区最大的抽水蓄能电站，主要承担整个华东电网调峰、填谷的双倍调峰功能。电站在电网用电低谷时将水抽到高处，在电网用电高峰时再利用水能发电，平均用4度谷电能换3度峰电。电站每年可生产清洁电能2.435×109 kW·h。已知峰电价格0.50元，谷电价格0.30元。下列说法正确的是（　　） A．水能是不可再生能源 B．该电站产生的电能小于消耗的电能，从经济的角度没有实际意义 C．电站实现电能转化为势能储存，需要时再转化为电能，说明能量不仅数量上守恒，在可利用的品质上也不变 D．电站每年发电直接产生的经济效益约为2.435×104万元 【答案】D 【解析】水能是可再生能源，故A错误； 虽然该电站产生的电能小于消耗的电能，消耗4度谷电能换3度峰电，但峰电价格0.50元，谷电价格0.30元，则可知每4度谷电能换3度峰电产生的直接经济效益为0.3元，因此从经济的角度是有意义的，故B错误； 电站实现电能转化为势能储存，在转化的过程中，虽然能量是守恒的，但有一部分能量被耗散，不能实现百分之百的转化，而需要时再转化为电能的量减少了，利用的品质下降了，故C错误； 电站每年可生产清洁电能E1＝2.435×109 kW·h 则需要消耗的电能为E0＝E1 直接产生的经济效益为E1×0.5－E0×0.3＝2.435×109×0.5元－×2.435×109×0.3元＝2.435×104万元，故D正确。 46．（2023•苏州市阶段练习）如图甲所示的电路，滑动变阻器与电源相连接，其中滑动变阻器的最大阻值Rm＝22 Ω，电源的输出电压U随外电路总电阻R按图乙所示的规律变化，其中MN段与横轴平行，且与U＝12 V的虚线接近重合。 （1）求电源的电动势E、内阻r； （2）若在a、b间接一个理想电压表，求电压表的示数范围； （3）若干路电流不能超过2 A，求a、b间所接电阻的最小值。（结果保留一位小数） 【答案】（1）12 V　2 Ω　（2）0～11 V　（3）4.9 Ω 【解析】（1）根据闭合电路欧姆定律 由题图乙可知，当I＝0时，E＝U＝12 V 当R＝2 Ω时，U′＝6 V，则I′＝3 A， 根据闭合电路欧姆定律可得r＝2 Ω （2）当滑动变阻器的滑片移至最下端时，电压表示数U1＝0， 当滑动变阻器的滑片移至最上端时， 有E＝U2＋Ir，又I＝ 可得这时电压表示数U2＝11 V 所以取值范围为0～11 V。 （3）设a、b间所接电阻的最小值为R′， 此时滑动变阻器的滑片应移至最上端， 干路电流Im＝2 A，有E＝Im（R外＋r） 又R外＝ 代入数据可得R′≈4.9 Ω。 47．（2023•如图（a）所示，R1为滑动变阻器，R2为定值电阻。从左向右移动变阻器的滑片，根据电表数据得到U－I图像如图（b）所示，则（　　） A．R1的最大功率为4 W B．R2的最大功率为3 W C．电源的最大输出功率为4 W D．电源的输出功率先增大后减小 【答案】B 【解析】根据欧姆定律可知＝R2＝3 Ω，所以题图（b）中斜率为正的图线表示R2，设电源电动势为E，内阻为r，根据闭合电路欧姆定律有U3＝E－Ir，U1＝E－I（r＋R2），所以||＝r，||＝r＋R2，所以题图（b）中斜率为负的两条图线中，斜率绝对值较大的图线反映了V1表示数随I的变化关系，则r＋R2＝4 Ω，斜率绝对值较小的图线反映了V3表示数随I的变化关系，则r＝1 Ω，E＝4 V，R1的输出功率为P1＝I2R1＝＝，根据数学知识可知当R1＝R2＋r时，P1有最大值为P1max＝1 W，故A错误；当电路中电流最大时，R2的功率最大，此时R1接入电路的阻值为零，所以P2max＝（）2R2＝3 W，故B正确；电源的输出功率为P＝I2（R1＋R2）＝＝，从左向右移动变阻器的滑片，R1增大，根据数学知识可知当R1＋R2>r时，P随R1的增大而减小，当R1＝0时，P有最大值为Pmax＝P2max＝3 W，故C、D错误。 48．（2023•盐城期中）如图所示，电源电动势E＝12 V、内阻r＝2 Ω，电阻R1＝R2＝R3＝R＝5 Ω，电流表为理想电表，电容器的电容C＝6 mF。闭合开关S，电路稳定后，下列说法正确的是（　　） A．电流表示数为1.26 A B．R3两端的电压为3.75 V C．若S断开通过R1的电荷量为1.5×10－2 C D．若S断开通过R2的电荷量为1.5×10－2 C 【答案】C 【解析】闭合开关稳定后，电容器相当于断路，则外电路的等效电阻为R等＝ Ω＝ Ω，干路电流为I＝＝ A＝2.25 A，故A错误；R3两端电压即为路端电压，根据闭合电路欧姆定律U＝E－Ir＝（12－2×2.25） V＝7.5 V，故B错误；闭合开关稳定后，电容器两端电压为R1两端电压，为U1＝U，电容器所带电荷量为Q＝U1C＝3.75×6×10－3 C＝2.25×10－2 C，断开开关后，电容器相当于电源对外放电，在任一时刻，R1这一支路的电流都是R2、R3支路的2倍，R1这一支路的电荷量也是R2、R3支路的2倍，故通过R1的电荷量为Q1＝Q＝×2.25×10－2 C＝1.5×10－2 C，通过R2的电荷量为Q2＝Q＝×2.25×10－2 C＝0.75×10－2 C，故C正确，D错误。 49．（2023•淮安市高二期中）在如图所示的电路中，R1、R2为定值电阻，电压表和电流表均为理想电表，当滑动变阻器的滑片向b端移动时，则下列说法正确的是（　　） A．电流表A的读数减小 B．R1、R2两端的电压变化量相比，R1电压变化量大 C．连接电容器两极板的导线上有电流 D．电源的输出功率减小 【答案】C 【解析】当滑动变阻器的滑片向b端移动时，R3阻值减小，根据串反并同可知，与R3串联的电流表示数增大，故A错误； 根据E＝Ur＋U1＋U2，可知0＝ΔUr＋ΔU1＋ΔU2 根据串反并同可知，与R3并联的R2电压减小，与R3串联的R1和r电压增大，故 ΔUr>0，ΔU1>0，ΔU2<0，故ΔUr＋ΔU1＝|ΔU2| 故ΔU1<|ΔU2|，故B错误； 与R3并联的电容器两端电压减小，根据C＝ 可知极板电荷量减小，电容器放电，故连接电容器两极板的导线上有电流，故C正确； 当内、外电阻相同时，电源输出功率最大，不知道内、外电阻关系，无法判断输出功率变化，故D错误。 50．（2023•江苏宜兴阶段练习）如图所示的电路中，R1＝3 Ω，R2＝6 Ω，R3＝1.5 Ω，C＝20 μF。当开关S断开时，电源所释放的总功率为2 W；当开关S闭合时，电源所释放的总功率为4 W，求： （1）电源的电动势和内电阻？ （2）闭合S时，电源的输出功率？ （3）S断开和闭合时，流过电容器的电荷量？ 【答案】（1）4 V　0.5 Ω　（2）3.5 W　（3）6×10－5 C　0 【解析】（1）S断开，R2、R3串联， 根据闭合电路欧姆定律可得I＝ 总功率为P＝IE＝＝2 W S闭合，R1、R2并联再与R3串联，总外电阻R′＝＋R3＝3.5 Ω 根据闭合电路欧姆定律可得I′＝＝ 所以总功率为P′＝EI′＝＝4 W 联立解得E＝4 V，r＝0.5 Ω （2）闭合S，总外电阻R′＝3.5 Ω 干路电流为I′＝＝1 A 电源输出功率P出＝EI′－I′2r＝4×1 W－12×0.5 W＝3.5 W （3）S闭合时电容器两端电压为零，则电荷量为0； S断开时，C两端电压等于电阻R2两端电压I1＝＝0.5 A，U2＝UC＝I1R2＝3 V Q＝CUC＝6×10－5 C。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$