专题05 电能与能源的可持续发展（考点清单）-2024-2025学年高二物理上学期期中考点大串讲（粤教版2019）

专题05 电能与能源的可持续发展 ·考点清单· 清单01　电路中的能量 1.电功和电功率 电功 （1） 定义：电流通过一段电路时， 在 的推动下做 移动，电场力对自由电荷所做的功，称为 。 （2）公式： ，单位：焦耳，符号：J。 电功率 （1） 定义：电流做 与完成这些功所用 之比叫作 。 （2）公式： ，单位：瓦特，符号：W,1 kW＝103 W。 2.焦耳定律 (1)内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比。 (2)公式：Q＝ (适用于任何电路)。 热功率：一段电路因发热消耗的功率， 。 3.闭合电路中的能量 电源的功率 电源的输出功率 电源的内耗功率 公式 P＝EI P出＝U外I P内＝U内I 意义 电源提供电能的功率 外电路消耗电能的功率 内电路消耗电能的功率 关系 P＝P出＋P内 ·即时训练· 【练习1】额定电压均为110V，额定功率PA=60W，PB=150W的A、B两盏灯泡，若接在电压为220V的电路上，使两盏灯泡均能正常发光，且消耗功率最小的电路是（　　） A． B． C． D． 【解题要点】 功率求解的技巧 1. 在纯电阻电路中，比较用电器的电功率时，要根据已知条件灵活选用公式，如用电器电流相同时，用P＝I2R比较，若电压相同时用P＝比较，若电阻相同时，可根据I或U的关系比较。 2. 求解串、并联电路中的功率分配问题，比例法求解会使问题简化，但一定要明确是正比还是反比关系。 3. 当求解用电器的功率时，要明确求解的是什么功率，实际功率与额定功率不一定相等。 【练习2】如图所示的电路中，电源的电动势为、内阻为为定值电阻，闭合开关，当滑动变阻器的滑片向上滑动时，下列说法正确的是（　　） A．电阻的功率增大 B．电阻的功率增大 C．通过的电流增大 D．通过的电流增大 【解题要点】 .动态分析的六个步骤 (1)明确各部分电路的串、并联关系，特别要注意电流表或电压表测量的是哪部分电路的电流或电压。 (2)由局部电路电阻的变化确定外电路总电阻的变化。 (3)根据闭合电路的欧姆定律I＝，判断电路中总电流如何变化。 (4)根据U内＝Ir，判断电源的内电压如何变化。 (5)根据U外＝E－Ir，判断电源的外电压(路端电压)如何变化。 (6)根据串、并联电路的特点，判断各部分电路的电流、电压、电功率、电功如何变化。 【练习3】如图所示的电路中有一个平行板电容器，一个带电液滴P位于电容器中间且处于静止状态，电流表和电压表为理想电表，电源内阻不可忽略，当滑动变阻器的滑片向a端移动时，则（    ） A．电压表示数减小 B．电阻的功率一定减小 C．质点P将向下运动 D．电源的总功率一定增大 【练习4】如图所示，电动机M的内阻是，电阻，直流电压，理想电压表示数，以下判断错误的是（    ） A．电动机通过的电流为 B．电动机消耗的电功率为 C．电动机输出的机械功率为 D．电动机工作1分钟所产生的热量为 【解题要点】 电功、电热的计算方法 1. 判断电路中的用电器是纯电阻用电器还是非纯电阻用电器。 2. 分析各用电器之间的连接方式，对纯电阻电路，计算时可以利用串联电路的分压特点或并联电路的分流特点。 3. 由所求问题选取合适的公式，在非纯电阻电路中计算电功只能用W＝UIt，计算电热只能用Q＝I2Rt，欧姆定律的变形式在纯电阻电路中才能通用。 4. 对于含电动机的电路，电动机转动时是非纯电阻用电器，电动机不转动时是纯电阻用电器。 【练习5】如图所示，电路中电源为一节电动势为E=4V，内阻为r=1Ω的干电池，保护电阻R0=3Ω，滑动变阻器Rp，阻值范围为0-10Ω。关于该电路，下列说法正确的是（    ） A．保护电阻的最大功率为2W B．滑动变阻器最大功率为1W C．电源最大输出功率4W D．滑动变阻器阻值由0增大到10Ω的过程，电源的输出功率先增大后减小 【解题要点】 有关闭合电路中功率问题的三点提醒 1. 电源输出功率越大，效率不一定越高，如电源输出功率最大时，效率只有50%。 2. 判断可变电阻功率变化时，可将可变电阻以外的其他电阻看成电源的一部分内阻。 3. 当P输出<Pm时，每个输出功率对应两个可能的外电阻R1、R2，且R1·R2＝r2。 清单02　能源利用的方式 1．水能：是一种能源，是指水体的动能、势能和压力能等能源资源。主要用于水力发电。水能资源最显著的特点是可再生、无污染。 2．风能：是因空气流动而提供给人类的一种可利用的能量。风力发电是利用风力带动风车叶片旋转，把风的动能转变为风车叶片的机械能。风能是一种清洁、安全、可再生的绿色能源。 3．太阳能：主要是有太阳能的光热转换、光电转换和光化学转换。利用太阳能发电可省去费用庞大的输电设备，随着太阳能电池转换效率的提高及制作成本的降低，前景非常诱人。 4．核能：是一种储存在原子核内部的能量，原子核发生核反应时，会释放巨大的能量。目前核能主要用于发电。 清单03　能量的转化与守恒 1．各式各样的能量：自然界上存在不同形式的能量，有机械能、内能、电能、电磁能、核能、化学能。 2．能量的转化和转移：能量的存在形式多种多样，不同形式的能量可以相互转化。 3．能量守恒：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到别的物体；在转化和转移过程中其总量不变。 4．能量转化(转移)的方向性：热传导过程是有方向性的，热量从高温物体向低温物体的热传导过程是能自发进行的，而其相反方向的过程是不能自发进行的。在自然界的一切自发过程中，能量的转化(转移)都是有方向性的，但不违反能量守恒定律。 清单04　能源与环境 1．能源的分类：按能源的基本形态分类，有一次能源和二次能源；根据消耗后是否造成污染分污染型能源和清洁能源；根据能源使用类型有常规能源和新型能源等。 2．能源与环境：对大气环境的影响，对生态环境的影响，对居住环境的影响。 ·即时训练· 1．以下关于能量和能源的认识，正确的是（　　） A．在热传递中，热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体 B．因为能量不会消失，所以我们没必要节约能源 C．根据能量守恒定律，能量是取之不尽、用之不竭的 D．我国煤炭和石油的资源丰富，不需要大力开发新能源 2．下列燃料中不属于化石燃料的是（　　） A．煤 B．木柴 C．石油 D．天然气 3．下列关于能源的说法正确的是（　　） A．石油、天然气、核能都是新能源 B．新能源是指新开采出来的能源 C．一次能源是直接来源于自然界的能源 D．石油是可再生能源 4．关于能源的开发和利用，下列说法错误的是（　　） A．能源是有限的，无节制地利用常规能源，如石油之类，是一种盲目的短期行为 B．根据能量守恒定律，担心能源枯竭是一种杞人忧天的表现 C．能源的开发和利用，必须要同时考虑其对环境的影响 D．通过核裂变和平利用核能是目前开发新能源的一种新途径 5．下列说法正确的是（　　） A．由于自然界的能量守恒，所以不需要节约能源 B．人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造 C．能量耗散表明在能量的转化过程中，能量可利用的品质降低了 D．散发到环境中的热量不会自发地重新聚集到物体上，说明能量不守恒 6．下列关于能量转化的说法中，错误的是（    ） A．能量在转化过程中，有一部分能量转化为周围环境中的内能，我们无法把这些内能收集起来重新利用 B．各种形式的能量在转化时，总能量是不变的 C．在能源的利用过程中，能量的总量并未减少，但在可利用的品质上降低了，从便于利用的变成了不便于利用的 D．各种能量在不转化时是守恒的，但在转化时是不守恒的 7．我国“天宫”空间站核心舱采用柔性砷化镓薄膜电池供电，此电池可将太阳能转化成电能，光电转化率可超过30％，下列判断正确的是（　　） A．太阳能是可再生能源 B．电池板的光电转化率不到100％，说明能量不守恒 C．电源对外供电时，电源内部将电子从负极搬运到正极 D．电池工作时产生的电流既有大小又有方向，它是矢量 8．如图所示，罗浮山飞云顶沿线安装了许多太阳能路灯，太阳能电池板为夜间照明提供能量。下列说法正确的是（　　） A．太阳能属于清洁能源 B．太阳能电池板可以将太阳能100％转化为电能 C．罗浮山飞云顶只有太阳能可以转化为电能 D．能量在转化和转移过程中，其总量保持不变，故节约能源没有必要 9．太阳是人类能源的宝库。下列说法正确的是（    ） A．能量的转化和转移是有方向性、不可逆的 B．太阳能是太阳内部氢原子核发生裂变释放的能量 C．太阳能是未来的理想能源之一，是不可再生能源 D．中国空间站上用到的太阳能电池板是将太阳能直接转化为化学能 ·实战演练· 1.．将阻值为R1、R2的两个电阻分别先后接在同一电源上，R1消耗的功率为P1，R2消耗的功率为P2，已知R1<R2，P1<P2，则下列说法正确的是（　　） A．R1和R2并联后接此电源，它们的总功率一定大于P1 B．R1和R2并联后接此电源，它们的总功率一定小于P1 C．R1和R2串联后接此电源，它们的总功率一定大于P2 D．R1和R2串联后接此电源，它们的总功率一定小于P2 2．如图，线1表示的导体电阻为R1，线2表示的导体的电阻为R2，则正确的是（　　）   A． B． C．将与串联后接于电源上，则电流比 D．将与并联后接于电源上，则电流比 3.（多选）如图甲所示的电路中，当两并联的电阻两端加恒定电压U时，定值电阻、消耗的电功率分别为P、3P。如果将两电阻按图乙的方式连接，并将恒定电压变为原来的4倍。则下列说法正确的是（　　） A．定值电阻、两端的电压之比为1:3 B．定值电阻消耗的电功率不变 C．通过定值电阻的电流减小 D．定值电阻、消耗的总功率为12P 4．如图所示为三挡位电火锅，和均为电热丝（和的阻值相等），和为温控开关，其中必须接触A或B两个触点之一。以下电路图中，能实现“高温快速涮煮”、“中温鲜存营养”和“低温小火慢炖”三挡转换是（　　） A． B． C． D． 5．如图所示， 电源电动势，内阻，电阻，滑动变阻器的阻值范围为0~10Ω。滑动变阻器滑片向下滑动的过程中，下列说法正确的是（　　） A．电源的总功率不断减小 B．电压表和电流表示数之比不变 C．电流表和电压表的示数都不断增大 D．当时， 电源的输出功率最大 6．如图所示的电路中，电流表为理想电表，电源的电动势为、内阻为，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片向右滑动时，下列说法正确的是（　　） A．两端的电压减小 B．的功率增大 C．电流表的示数变大 D．通过的电流增大 7．某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示，当汽车启动时，开关S闭合，电机工作，下列说法正确的是（　　） A．车灯变亮 B．路端电压变大 C．电路的总电流变小 D．电源的总功率变大 8．某节能路灯可通过光控开关自动随周围环境的亮度改变进行自动控制。其内部电路简化如图所示，电源电动势为E，内阻为r，为光敏电阻（光照强度增加时，其电阻值减小），定值电阻，灯泡电阻不变，下列判断正确的是（    ） A．当环境光照强度减弱，A灯变暗，B灯变亮 B．当环境光照强度减弱，光敏电阻的功率变大 C．当环境光照强度增强，的功率变大 D．当环境光照强度增强，电源的输出功率变小 9．（多选）如图所示的电路中，电压表和电流表均为理想电表，R1为滑动变阻器，R2、R3、R4均为定值电阻。当滑动变阻器的滑片向左移动时，电压表的示数变化量绝对值为ΔU，电流表A1的示数变化量绝对值为ΔI1，则滑动变阻器的滑片向左移动过程中（　　） A．电流表A1示数变小 B．电流表A2示数变大 C．电压表V示数变大 D．变大 10．（多选）在如图所示电路中，当变阻器的滑片P向a端移动时（    ） A．电压表示数变大，电流表示数变大 B．电压表示数变小，电流表示数变大 C．上消耗的功率变大 D．电源内部消耗的热功率变大 11．（多选）下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法，正确的是（　　） A．电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多 B．适用于任何电路，而只适用于纯电阻电路 C．在非纯电阻电路中， D．焦耳热适用于任何电路 12．如图所示的电路中，输入电压U恒为12V，灯泡L上标有“6V，12W”字样，电动机线圈的电阻RM=0.50Ω，若灯泡恰能正常发光，以下说法中正确的是（　　）   A．电动机的输入功率为72W B．电动机的输出功率为12W C．电动机的热功率为2.0W D．整个电路消耗的电功率为22W 13．（多选）如图所示的电路中，利用电动机提升重物，电源电动势，电源内阻，电阻，重物质量。当将重物固定时，电压表的示数为5V，当重物不固定，电动机最后稳定运行，重物匀速上升时，电压表的示数为5.5V，不计摩擦，g取，下列说法正确的是（　　） A．电动机内部线圈的电阻为 B．重物匀速上升时，流过电动机的电流为2A C．重物匀速上升时的速度为 D．重物匀速上升时，电动机输出的机械功率是2W 14．一台电风扇，内电阻是，接上的电压后正常工作，消耗的功率是，求： （1）电风扇正常工作时，通过电风扇电动机的电流大小？ （2）电风扇正常工作时，转化为机械能的功率以及电动机的效率是多少？ （3）若接上电源后，扇叶被卡住，不能转动，此时通过电动机的电流多大？电动机消耗的电功率和发热功率各是多大？ 15．在如图所示的电路中，输入电压U恒为8 V，灯泡L标有“3 V　6 W”字样，电动机线圈的电阻RM＝0.5 Ω，若灯泡恰能正常发光，求： （1）流过电动机的电流； （2）电动机的输出功率。 16．随着全球能源危机加剧，电动汽车逐渐成为更多家庭购车的选择，电动汽车比传统汽车更环保、更节能。小明同学和爸爸晚上开车回家，小明同学坐在汽车的副驾驶位上看到一个现象：当汽车的电动机启动时，汽车的车灯会瞬时变暗。汽车的电源、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图所示，已知汽车电源电动势为10.5V，内阻为0.05Ω，电动机线圈电阻为0.01Ω。车灯接通，电动机未起动时，电流表示数为10A；电动机启动的瞬间，电流表示数达到50A，电流表为理想电表，车灯的电阻认为不变。求： (1)车灯电阻； (2)电动机启动后，车灯的功率为多大； (3)电动机启动后，电动机的输出功率。 17．如图所示为电动机提升重物的装置，电动机两端电压为时，卡住电动机，电路中电流为，正常工作时电路中的电流为，物体A重。忽略一切摩擦，求正常工作的情况下： (1)电动机线圈电阻消耗的热功率为多少； (2)电动机的输出功率是多少； (3)电动机匀速提升重物的速度； (4)电动机工作一小时损失的电能是多少。 18．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变化的图线画在同一坐标系中，如图中的a、b、c所示。则下列说法中正确的是（　　） A．图线b表示输出功率PR随电流I变化的关系 B．图中a线最高点对应的功率为最大输出功率 C．在图线上A、B、C三点的纵坐标一定满足关系PA = PB + PC D．两个图线交点M与N的横坐标之比一定为1∶1，纵坐标之比一定为1∶2 19．如图所示，R1为定值电阻，R2为可变电阻，E为电源电动势，r为电源内电阻，以下说法中正确的是（　　） A．当R1＝R2＋r时，R1获得最大功率 B．当R2＝R1＋r时，R2获得最大功率 C．当R2＝0时，电源的输出功率最大 D．电源的最大输出功率一定是 20．如图所示， 电源电动势，内阻，电阻，滑动变阻器的阻值范围为0~10Ω。滑动变阻器滑片向下滑动的过程中，下列说法正确的是（　　） A．电源的总功率不断减小 B．电压表和电流表示数之比不变 C．电流表和电压表的示数都不断增大 D．当时， 电源的输出功率最大 21．如图甲为手控可调节亮度的台灯，其内部电路可简化为如图乙所示的电路图。通过调节图乙所示电位器接入电路的阻值，即可调节电源的输出功率。若电源电动势，内阻，灯泡电阻（固定不变），调节电位器即可改变台灯亮度，电位器接入电路中的阻值可在之间调节，则（    ） A．电源的最大输出功率为8W B．灯泡L消耗的最大功率为2.5W C．电位器的最大功率为8W D．当时，电源输出的功率最大 22．（多选）如图甲所示的电路，其中电源电动势，内阻，定值电阻，已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的阻值的关系如图乙所示。则下列说法中正确的是（   ） A．图乙中滑动变阻器的最大功率 B．图乙中， C．调整滑动变阻器的阻值从最右端滑到最左端，电源的输出功率先增大后减小 D．调整滑动变阻器的阻值从最右端滑到最左端，电源的效率一直增大 23．（多选）如图所示，电源电动势为E、内阻为r， ，，为定值电阻（阻值均大于电源内阻r），电压表和电流表均可视为理想电表。开关S闭合时，一带电油滴P 恰好能静止在平行金属板之间，若将滑动变阻器R的滑片向b端移动，则下列说法正确的是（　　） A．油滴向上运动 B．电压表的示数变小，电流表的示数变大 C．电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值不变 D．电源的输出功率逐渐减小，电源的效率逐渐减小 24．（多选）如图甲所示的电路，其中电源电动势E=6V，内阻r=2Ω，定值电阻R=4Ω，已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的阻值Rp的关系如图乙所示。则下列说法中正确的是（　　） A．图乙中滑动变阻器的最大功率 B．图乙中， C．滑动变阻器消耗功率P最大时，定值电阻R消耗的功率也最大 D．调整滑动变阻器Rp的阻值从最右端滑到最左端，电源的效率一直增大 25．如图甲所示，已知电流表的量程为0∼0.6A，电压表的量程为0∼6V，电阻，滑动变阻器的规格为“50Ω，0.4A”。闭合开关S后，调节滑动变阻器的滑片P，得到电流表与电压表的示数部分关系如图乙所示。在保证电路安全的前提下，求： (1)电源电动势E和内阻r； (2)滑动变阻器的最大功率Pm； (3)滑动变阻器的取值范围。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题05 电能与能源的可持续发展 ·考点清单· 清单01　电路中的能量 1.电功和电功率 电功 （1） 定义：电流通过一段电路时， （自由电荷）在 （电场力）的推动下做 （定向）移动，电场力对自由电荷所做的功，称为 （电功）。 （2）公式： （W＝UIt），单位：焦耳，符号：J。 电功率 （1） 定义：电流做 （功）与完成这些功所用 （时间）之比叫作 （电功率）。 （2）公式： （P＝＝UI），单位：瓦特，符号：W,1 kW＝103 W。 2.焦耳定律 (1)内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比。 (2)公式：Q＝ （I2Rt）(适用于任何电路)。 热功率：一段电路因发热消耗的功率， （P＝I2R）。 3.闭合电路中的能量 电源的功率 电源的输出功率 电源的内耗功率 公式 P＝EI P出＝U外I P内＝U内I 意义 电源提供电能的功率 外电路消耗电能的功率 内电路消耗电能的功率 关系 P＝P出＋P内 ·即时训练· 【练习1】额定电压均为110V，额定功率PA=60W，PB=150W的A、B两盏灯泡，若接在电压为220V的电路上，使两盏灯泡均能正常发光，且消耗功率最小的电路是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】BD．根据题意，当灯泡正常发光时，即灯泡两端的电压为110V，电流为 B中两灯泡串联电流相等，不能满足均正常发光，D中流过灯泡A的电流大于流过B的电流，不能均正常发光，故BD错误； AC．若两灯泡均能正常发光，A中电路消耗的功率为 C中电路消耗的功率为 故A正确，C错误。 故选A。 【解题要点】 功率求解的技巧 1. 在纯电阻电路中，比较用电器的电功率时，要根据已知条件灵活选用公式，如用电器电流相同时，用P＝I2R比较，若电压相同时用P＝比较，若电阻相同时，可根据I或U的关系比较。 2. 求解串、并联电路中的功率分配问题，比例法求解会使问题简化，但一定要明确是正比还是反比关系。 3. 当求解用电器的功率时，要明确求解的是什么功率，实际功率与额定功率不一定相等。 【练习2】如图所示的电路中，电源的电动势为、内阻为为定值电阻，闭合开关，当滑动变阻器的滑片向上滑动时，下列说法正确的是（　　） A．电阻的功率增大 B．电阻的功率增大 C．通过的电流增大 D．通过的电流增大 【答案】AC 【详解】A．当滑动变阻器的滑片向上滑动时，其接入电路的电阻增大，外电路总电阻增大，则干路电流减小，路端电压增大，两端的电压等于路端电压，则知两端的电压增大，电阻的功率增大，故A正确； B．则通过电流增大，通过电流 I减小，增大，则减小，故的功率减小，故B错误； C．减小，则减小，而 则增大，则通过的电流增大。故C正确； D．通过的电流 减小，增大，则通过的电流减小，故D错误。 故选AC。 【解题要点】 .动态分析的六个步骤 (1)明确各部分电路的串、并联关系，特别要注意电流表或电压表测量的是哪部分电路的电流或电压。 (2)由局部电路电阻的变化确定外电路总电阻的变化。 (3)根据闭合电路的欧姆定律I＝，判断电路中总电流如何变化。 (4)根据U内＝Ir，判断电源的内电压如何变化。 (5)根据U外＝E－Ir，判断电源的外电压(路端电压)如何变化。 (6)根据串、并联电路的特点，判断各部分电路的电流、电压、电功率、电功如何变化。 【练习3】如图所示的电路中有一个平行板电容器，一个带电液滴P位于电容器中间且处于静止状态，电流表和电压表为理想电表，电源内阻不可忽略，当滑动变阻器的滑片向a端移动时，则（    ） A．电压表示数减小 B．电阻的功率一定减小 C．质点P将向下运动 D．电源的总功率一定增大 【答案】B 【详解】ABD．滑动变阻器的滑片向a端移动时，滑动变阻器阻值增大，根据“串反并同”，电压表示数增大，干路电流减小，根据 ， 电阻的功率一定减小，电源的总功率一定减小，AD错误，B正确； C．由于电容器电势差增大，根据 电场强度增大，则电场力增大，质点P将向上运动，C错误。 故选B。 【练习4】如图所示，电动机M的内阻是，电阻，直流电压，理想电压表示数，以下判断错误的是（    ） A．电动机通过的电流为 B．电动机消耗的电功率为 C．电动机输出的机械功率为 D．电动机工作1分钟所产生的热量为 【答案】C 【详解】A．直流电压，理想电压表示数110V，则将在R上的电压为50V，根据欧姆定律可得电路的电流为 故A正确，不满足题意要求； B．电动机消耗的电功率为 故B正确，不满足题意要求； C．电动机输出的机械功率为 故C错误，满足题意要求； D．电动机工作1分钟所产生的热量为 故D正确，不满足题意要求。 故选C。 【解题要点】 电功、电热的计算方法 1. 判断电路中的用电器是纯电阻用电器还是非纯电阻用电器。 2. 分析各用电器之间的连接方式，对纯电阻电路，计算时可以利用串联电路的分压特点或并联电路的分流特点。 3. 由所求问题选取合适的公式，在非纯电阻电路中计算电功只能用W＝UIt，计算电热只能用Q＝I2Rt，欧姆定律的变形式在纯电阻电路中才能通用。 4. 对于含电动机的电路，电动机转动时是非纯电阻用电器，电动机不转动时是纯电阻用电器。 【练习5】如图所示，电路中电源为一节电动势为E=4V，内阻为r=1Ω的干电池，保护电阻R0=3Ω，滑动变阻器Rp，阻值范围为0-10Ω。关于该电路，下列说法正确的是（    ） A．保护电阻的最大功率为2W B．滑动变阻器最大功率为1W C．电源最大输出功率4W D．滑动变阻器阻值由0增大到10Ω的过程，电源的输出功率先增大后减小 【答案】B 【详解】A．保护电阻的最大功率为 由欧姆定律有 可知当滑动变阻器电阻最小时，电流达到最大值，有 联立解得 故A错误； B．滑动变阻器消耗的功率为 当 得滑动变阻器最大功率为 故B正确； C．电源输出功率为 理论上时电源的输出功率最大，但是 所以外电阻越小，电源输出功率越大，故当 电源输出功率最大，有 故C错误； D．因为电源的输出功率为 理论上时电源的输出功率最大，但是 所以滑动变阻器阻值由0增大到10Ω的过程，电源的输出功率一直减小，故D错误。 故选B。 【解题要点】 有关闭合电路中功率问题的三点提醒 1. 电源输出功率越大，效率不一定越高，如电源输出功率最大时，效率只有50%。 2. 判断可变电阻功率变化时，可将可变电阻以外的其他电阻看成电源的一部分内阻。 3. 当P输出<Pm时，每个输出功率对应两个可能的外电阻R1、R2，且R1·R2＝r2。 清单02　能源利用的方式 1．水能：是一种能源，是指水体的动能、势能和压力能等能源资源。主要用于水力发电。水能资源最显著的特点是可再生、无污染。 2．风能：是因空气流动而提供给人类的一种可利用的能量。风力发电是利用风力带动风车叶片旋转，把风的动能转变为风车叶片的机械能。风能是一种清洁、安全、可再生的绿色能源。 3．太阳能：主要是有太阳能的光热转换、光电转换和光化学转换。利用太阳能发电可省去费用庞大的输电设备，随着太阳能电池转换效率的提高及制作成本的降低，前景非常诱人。 4．核能：是一种储存在原子核内部的能量，原子核发生核反应时，会释放巨大的能量。目前核能主要用于发电。 清单03　能量的转化与守恒 1．各式各样的能量：自然界上存在不同形式的能量，有机械能、内能、电能、电磁能、核能、化学能。 2．能量的转化和转移：能量的存在形式多种多样，不同形式的能量可以相互转化。 3．能量守恒：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到别的物体；在转化和转移过程中其总量不变。 4．能量转化(转移)的方向性：热传导过程是有方向性的，热量从高温物体向低温物体的热传导过程是能自发进行的，而其相反方向的过程是不能自发进行的。在自然界的一切自发过程中，能量的转化(转移)都是有方向性的，但不违反能量守恒定律。 清单04　能源与环境 1．能源的分类：按能源的基本形态分类，有一次能源和二次能源；根据消耗后是否造成污染分污染型能源和清洁能源；根据能源使用类型有常规能源和新型能源等。 2．能源与环境：对大气环境的影响，对生态环境的影响，对居住环境的影响。 ·即时训练· 1．以下关于能量和能源的认识，正确的是（　　） A．在热传递中，热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体 B．因为能量不会消失，所以我们没必要节约能源 C．根据能量守恒定律，能量是取之不尽、用之不竭的 D．我国煤炭和石油的资源丰富，不需要大力开发新能源 【答案】A 【详解】A．凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传递中，热量可以自发地从高温物体传递给低温物体，也能从低温物体传递给高温物体，但必须借助外界的帮助，也即不能自发的发生，故A正确； B．能量是守恒的，但是我们能直接利用的能源却是有限的，节约能源还是非常有必要的，故B错误； C．尽管能量守恒，但使用过程中会有能量的耗散，可以利用的能源原来越少，故C错误； D．我国煤炭和石油资源虽然很丰富，但我国能源消耗量也是很大的，所以大力开发新能源迫在眉睫，故D错误。 故选A。 2．下列燃料中不属于化石燃料的是（　　） A．煤 B．木柴 C．石油 D．天然气 【答案】B 【详解】煤炭、石油和天然气是目前人类生产、生活中使用的主要能源，这类能源又叫作化石能源，化石能源无法在短时间内再生，所以这类能源被叫作不可再生能源；不属于化石燃料的是木柴。 故选B。 3．下列关于能源的说法正确的是（　　） A．石油、天然气、核能都是新能源 B．新能源是指新开采出来的能源 C．一次能源是直接来源于自然界的能源 D．石油是可再生能源 【答案】C 【详解】A．煤炭、石油和天然气是化石能源，属于常规能源，不是新能源，A错误； B．新能源是指新近才开始使用的能源，如核能、太阳能、地热能、潮汐能，B错误； C．一次能源是直接来自自然界而未经加工转换的能源，如石油，C正确； D．石油属于化石能源，化石能源无法在短时间内再生，所以这类能源被叫作不可再生能源，D错误； 故选C。 4．关于能源的开发和利用，下列说法错误的是（　　） A．能源是有限的，无节制地利用常规能源，如石油之类，是一种盲目的短期行为 B．根据能量守恒定律，担心能源枯竭是一种杞人忧天的表现 C．能源的开发和利用，必须要同时考虑其对环境的影响 D．通过核裂变和平利用核能是目前开发新能源的一种新途径 【答案】B 【详解】A．能源是有限的，无节制地利用常规能源，如石油之类，是一种盲目的短期行为，故A正确； B．能量虽然守恒，但有的资源容易利用，有的资源难以利用，资源短缺成为社会发展的阻碍，因而要合理开发利用，故B错误。 C．能源的开发和利用，必须要同时考虑其对环境的影响，故C正确； D．通过核裂变和平利用核能是目前开发新能源的一种新途径，故D正确。 此题选择不正确的，故选B。 5．下列说法正确的是（　　） A．由于自然界的能量守恒，所以不需要节约能源 B．人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造 C．能量耗散表明在能量的转化过程中，能量可利用的品质降低了 D．散发到环境中的热量不会自发地重新聚集到物体上，说明能量不守恒 【答案】C 【详解】A．自然界的能量守恒，但可利用能源是有限的，故能源需要节约，故A错误； B．根据能量守恒可知，能量不会被创造，也不会消失，故B错误； C．能量耗散说明能量在转化的过程中能量的可利用率越来越小，可利用的品质降低了，故C正确； D．散发到环境中的热量不会自发地重新聚集到物体上，说明能量在转化过程中具有方向性，不能说明能量不守恒，故D错误； 故选C。 6．下列关于能量转化的说法中，错误的是（    ） A．能量在转化过程中，有一部分能量转化为周围环境中的内能，我们无法把这些内能收集起来重新利用 B．各种形式的能量在转化时，总能量是不变的 C．在能源的利用过程中，能量的总量并未减少，但在可利用的品质上降低了，从便于利用的变成了不便于利用的 D．各种能量在不转化时是守恒的，但在转化时是不守恒的 【答案】D 【详解】根据能量守恒定律可知，无论在能量的转化还是在能量的转移过程中，能量的总量都是不变的。由能量的耗散知，在能量转化的过程中，有一部分能量转化为周围环境中的内能，而我们无法把这些内能收集起来重新利用，这表明，在能源的利用过程中，能量的总量虽然并未减少，但是在可利用的品质上降低了，从便于利用的变成不便于利用的，而自然界的总能量仍是守恒的，故ABC正确，不符合题意；D错误，符合题意。 故选D。 7．我国“天宫”空间站核心舱采用柔性砷化镓薄膜电池供电，此电池可将太阳能转化成电能，光电转化率可超过30％，下列判断正确的是（　　） A．太阳能是可再生能源 B．电池板的光电转化率不到100％，说明能量不守恒 C．电源对外供电时，电源内部将电子从负极搬运到正极 D．电池工作时产生的电流既有大小又有方向，它是矢量 【答案】A 【详解】A．太阳能是可再生能源，故A正确； B．电池板的光电转化率不到100％，但能量守恒是自然界普遍成立的规律，故B错误； C．电源对外供电时，电源内部将电子从正极搬运到负极，故C错误； D．电池工作时产生的电流既有大小又有方向，但它是标量，故D错误。 故选A。 8．如图所示，罗浮山飞云顶沿线安装了许多太阳能路灯，太阳能电池板为夜间照明提供能量。下列说法正确的是（　　） A．太阳能属于清洁能源 B．太阳能电池板可以将太阳能100％转化为电能 C．罗浮山飞云顶只有太阳能可以转化为电能 D．能量在转化和转移过程中，其总量保持不变，故节约能源没有必要 【答案】A 【详解】A.太阳能属于清洁能源，故A正确； B.太阳能电池板不可以将太阳能100％转化为电能，故B错误； C.罗浮山飞云顶除了太阳能可以转化为电能，还可以利用风能转化成电能，故C错误； D.能量在转化和转移过程中，其总量保持不变，但是会有部分能量不能被回收利用，故节约能源还是必要，故D错误。 故选A。 9．太阳是人类能源的宝库。下列说法正确的是（    ） A．能量的转化和转移是有方向性、不可逆的 B．太阳能是太阳内部氢原子核发生裂变释放的能量 C．太阳能是未来的理想能源之一，是不可再生能源 D．中国空间站上用到的太阳能电池板是将太阳能直接转化为化学能 【答案】A 【详解】A．能量的转化和转移是有方向性、不可逆的，故A正确； B．太阳能是太阳内部氢原子核发生聚变释放的能量，故B错误； C．太阳能是未来的理想能源之一，是可再生能源，故C错误； D．中国空间站上用到的太阳能电池板是将太阳能直接转化为电能，故D错误。 故选A。 ·实战演练· 1.．将阻值为R1、R2的两个电阻分别先后接在同一电源上，R1消耗的功率为P1，R2消耗的功率为P2，已知R1<R2，P1<P2，则下列说法正确的是（　　） A．R1和R2并联后接此电源，它们的总功率一定大于P1 B．R1和R2并联后接此电源，它们的总功率一定小于P1 C．R1和R2串联后接此电源，它们的总功率一定大于P2 D．R1和R2串联后接此电源，它们的总功率一定小于P2 【答案】B 【详解】AB．电源的输出功率 当内外电阻相等时输出功率最大；根据 图像，因 R1<R2 P1<P2 说明R1小于内阻，当两电阻并联时，总电阻小于任一电阻；即更加小于内阻，故输出功率小于P1，故A错误，B正确； CD．根据 图像，外电阻与内电阻越接近，输出功率越大，两电阻串联，两电阻之和与内电阻的接近程度未知，所以它们的总功率可能大于P2，也可能小于P2，故CD错误。 故选B。 2．如图，线1表示的导体电阻为R1，线2表示的导体的电阻为R2，则正确的是（　　）    A． B． C．将与串联后接于电源上，则电流比 D．将与并联后接于电源上，则电流比 【答案】A 【详解】AB．图像斜率表示电阻的倒数，由图像可知图线1和图线2斜率之比为3:1，故A正确，B错误； C．将与串联后接于电源上，则电流比 故C错误； D．根据欧姆定律 将与并联后接于电源上电流比为可得 故D错误。 故选A。 3.（多选）如图甲所示的电路中，当两并联的电阻两端加恒定电压U时，定值电阻、消耗的电功率分别为P、3P。如果将两电阻按图乙的方式连接，并将恒定电压变为原来的4倍。则下列说法正确的是（　　） A．定值电阻、两端的电压之比为1:3 B．定值电阻消耗的电功率不变 C．通过定值电阻的电流减小 D．定值电阻、消耗的总功率为12P 【答案】BD 【详解】BC．如题图甲所示，、并联，两电阻两端的电压均为U，根据，可知功率之比等于电流之比，即 根据并联电路电流和电阻的关系，可知 当、串联，两电阻两端电压变为4U，电路中的电流 故通过的电流不变，电压不变，所以消耗的电功率不变，仍为3P，故B正确，C错误； A．两端的电压 则 故A错误； D．由题意可知 两个电阻消耗的总功率 故D正确。 故选BD。 4．如图所示为三挡位电火锅，和均为电热丝（和的阻值相等），和为温控开关，其中必须接触A或B两个触点之一。以下电路图中，能实现“高温快速涮煮”、“中温鲜存营养”和“低温小火慢炖”三挡转换是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】由题知，电路中的电压保持不变，为220V，为实现三挡转换，根据 可知，电阻需要三个数值。 A．当闭合，接A时，回路的总电阻为；当闭合，接B时，被短接，回路的总电阻为；当断开，接A时，没有形成回路；当断开，接B时，回路的总电阻为；可知，此时有三个数值，可以实现题中所要求的功能，故A正确； B．当闭合，接A时，被短接，回路的总电阻为；当闭合，接B时，被短接，回路的总电阻为；当断开，接A时，回路的总电阻为；当断开合，接B时，没有形成回路；可知，此时只有两个数值，不能实现题中所要求的功能，故B错误； C．当闭合，接A时，回路的总电阻为；当闭合，接B时，回路的总电阻为；当断开，接A时，没有形成回路；当断开，接B时，没有形成回路；可知，此时只有两个数值，不能实现题中所要求的功能，故C错误； D．当闭合，接A时，电阻、被短接，回路的总电阻为；当闭合，接B时，两个被短接，回路的总电阻为；当断开，接A时，没有形成回路；当断开，接B时，回路的总电阻为；可知，此时只有一个数值，不能实现题中所要求的功能，故D错误。 故选A。 5．如图所示， 电源电动势，内阻，电阻，滑动变阻器的阻值范围为0~10Ω。滑动变阻器滑片向下滑动的过程中，下列说法正确的是（　　） A．电源的总功率不断减小 B．电压表和电流表示数之比不变 C．电流表和电压表的示数都不断增大 D．当时， 电源的输出功率最大 【答案】D 【详解】A．当滑动变阻器滑片向下滑动时，滑动变阻器R接入电路中的电阻减小，电路的总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知，电路的总电流增大。电源的总功率为 所以电源的总功率增大，故A错误； BC．由A选项分析可知，电路总电流增大，内压增大，路端电压减小，即电压表示数减小。所以流过定值电阻的电流减小，流过滑动变阻器的电流将增大，即电流表的示数增大。所以电压表和电流表示数之比将减小，故BC错误； D．当 时，外电路的总电阻为，即 此时电源的输出功率最大，故D正确。 故选D。 6．如图所示的电路中，电流表为理想电表，电源的电动势为、内阻为，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片向右滑动时，下列说法正确的是（　　） A．两端的电压减小 B．的功率增大 C．电流表的示数变大 D．通过的电流增大 【答案】C 【详解】当滑动变阻器的滑片向右滑动时，滑动变阻器阻值变大，总电阻变大，总电流减小，内阻上的电压减小，路端电压 变大，即两端的电压以及电流变大，则的电流 减小，则R2的功率减小，R2的电压减小，则R1和R4并联支路的电压 变大，R4的电流变大，电流表的示数变大，通过的电流减小。 故选C。 7．某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示，当汽车启动时，开关S闭合，电机工作，下列说法正确的是（　　） A．车灯变亮 B．路端电压变大 C．电路的总电流变小 D．电源的总功率变大 【答案】D 【详解】ABC．当汽车启动时，启动电机工作，电路的总电流变大，内电压升高，路端电压降低，车灯变暗，故ABC错误； D．电源的总功率由于电路的总电流变大，因此电源的总功率变大，故D正确。 故选D。 8．某节能路灯可通过光控开关自动随周围环境的亮度改变进行自动控制。其内部电路简化如图所示，电源电动势为E，内阻为r，为光敏电阻（光照强度增加时，其电阻值减小），定值电阻，灯泡电阻不变，下列判断正确的是（    ） A．当环境光照强度减弱，A灯变暗，B灯变亮 B．当环境光照强度减弱，光敏电阻的功率变大 C．当环境光照强度增强，的功率变大 D．当环境光照强度增强，电源的输出功率变小 【答案】C 【详解】AB．当环境光照强度减弱时，光敏电阻阻值变大，电路中总电阻增大，则电路中总电流变小，路端电压变大。故通过A灯的电流及其两端电压变大，A灯变亮，通过定值电阻的电流及其两端电压均变小。由于路端电压变大，则B灯和光敏电阻两端电压均变大，通过B灯的电流变大，B灯变亮。因通过B灯和光敏电阻电流之和变小，故光敏电阻的电流变小。故光敏电阻的功率变化无法确定。故AB错误； C．当环境光照强度增强时，光敏电阻阻值减小，电路中总电阻减小，则电路中总电流变大，路端电压减小，则通过A灯的电流减小，通过定值电阻的电流增大，故定值电阻的功率变大。故C正确； D．电路中的总电流为 电源的输出功率为 整理得 由于不能判断电源外电阻变化和内阻的关系，则不能确定电源的输出功率变化情况。故D错误。 故选C。 9．（多选）如图所示的电路中，电压表和电流表均为理想电表，R1为滑动变阻器，R2、R3、R4均为定值电阻。当滑动变阻器的滑片向左移动时，电压表的示数变化量绝对值为ΔU，电流表A1的示数变化量绝对值为ΔI1，则滑动变阻器的滑片向左移动过程中（　　） A．电流表A1示数变小 B．电流表A2示数变大 C．电压表V示数变大 D．变大 【答案】AC 【详解】AC．滑动变阻器的滑片向左移动过程中，滑动变阻器接入电路阻值变大，则电路总电阻变大，根据闭合电路欧姆定律可知，电路总电流变小，路端电压变大，故电流表 A1示数变小，电压表V示数变大，故AC正确； B．由于路端电压变大，则通过R4的电流变大，又电路总电流变小，所以通过R2、R3并联部分的电流变小，又R2、R3均为定值电阻，所以通过R2的电流变小，即电流表A2示数变小，故B错误； D．根据闭合电路欧姆定律可得 可得 可知等于电源内阻，保持不变，故D错误。 故选AC。 10．（多选）在如图所示电路中，当变阻器的滑片P向a端移动时（    ） A．电压表示数变大，电流表示数变大 B．电压表示数变小，电流表示数变大 C．上消耗的功率变大 D．电源内部消耗的热功率变大 【答案】AC 【详解】AB．当变阻器的滑动头P向a端移动时，滑动变阻器接入电阻增大，则电路外电阻变大，根据闭合电路欧姆定律 可知电路总电流减小，则路端电压 增大，所以电压表示数变大。根据 可知并联部分的两端电压增大，由 可知电流表示数变大。故A正确；B错误； C．根据 可知R2上消耗的功率变大。故C正确； D．根据 可知电源内部消耗的热功率变小。故D错误。 故选AC。 11．（多选）下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法，正确的是（　　） A．电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多 B．适用于任何电路，而只适用于纯电阻电路 C．在非纯电阻电路中， D．焦耳热适用于任何电路 【答案】BCD 【详解】A．电功率越大，表示电流做功越快，但是电路中产生的焦耳热的多少还与做功时间的长短有关，故A错误； B．公式是计算电路的总功的大小，适用于任何电路，当为纯电阻电路时，根据欧姆定律可得 ， 所以和只能适用于纯电阻电路，故B正确； C．在非纯电阻的电路中，UI表示的是总的功率的大小，而只是电路中发热的功率，除发热功率外，还有其他形式的有用功率，所以在非纯电阻电路中 故C正确； D．焦耳热适用于任何电路中的热量的计算，故D正确。 故选BCD。 12．如图所示的电路中，输入电压U恒为12V，灯泡L上标有“6V，12W”字样，电动机线圈的电阻RM=0.50Ω，若灯泡恰能正常发光，以下说法中正确的是（　　）    A．电动机的输入功率为72W B．电动机的输出功率为12W C．电动机的热功率为2.0W D．整个电路消耗的电功率为22W 【答案】C 【详解】 A．电动机两端的电压 整个电路中的电流 所以电动机的输入功率 故A错误； BC．电动机的热功率为 所以电动机的输出功率为 故B错误，C正确； D．整个电路消耗的功率 故D错误。 故选C。 13．（多选）如图所示的电路中，利用电动机提升重物，电源电动势，电源内阻，电阻，重物质量。当将重物固定时，电压表的示数为5V，当重物不固定，电动机最后稳定运行，重物匀速上升时，电压表的示数为5.5V，不计摩擦，g取，下列说法正确的是（　　） A．电动机内部线圈的电阻为 B．重物匀速上升时，流过电动机的电流为2A C．重物匀速上升时的速度为 D．重物匀速上升时，电动机输出的机械功率是2W 【答案】AC 【详解】A．当将重物固定时，电动机没有机械能输出，整个电路是纯电阻电路，根据闭合电路欧姆定律可知，电源内电压为 电路中电流为 故电动机两端电压为 电动机内部线圈的电阻为 故A正确； B．重物匀速上升时，电源内电压为 电路中电流为 故B错误； CD．重物匀速上升时，电动机两端电压为 电动机输出的机械功率为 电动机的牵引力等于重物的重力 由 可得重物匀速上升时的速度为 故C正确，D错误。 故选AC。 14．一台电风扇，内电阻是，接上的电压后正常工作，消耗的功率是，求： （1）电风扇正常工作时，通过电风扇电动机的电流大小？ （2）电风扇正常工作时，转化为机械能的功率以及电动机的效率是多少？ （3）若接上电源后，扇叶被卡住，不能转动，此时通过电动机的电流多大？电动机消耗的电功率和发热功率各是多大？ 【答案】（1）0.3A；（2）；（3）11A；2420W；2420W 【详解】（1）风扇正常工作时，通过电动机的电流大小为： （2）此时电动机的发热功率为：      电动机转化的机械功率为：      电动机的效率为：      （3）当电风扇不转动时，通过电动机的电流强度为：          此时电动机消耗的电功率等于其发热功率，大小为： 15．在如图所示的电路中，输入电压U恒为8 V，灯泡L标有“3 V　6 W”字样，电动机线圈的电阻RM＝0.5 Ω，若灯泡恰能正常发光，求： （1）流过电动机的电流； （2）电动机的输出功率。 【答案】（1）2A；（2）8W 【详解】（1）流过电动机的电流和流过灯泡的电流相同，因灯泡正常发光，由P=UI，得 I=2A （2）电动机两端的电压 UM=U-UL=5V 电动机的总功率 P总=UMI=10W 电动机的热功率 P热=I2RM=2W 故电动机的输出功率 P出=P总-P热=8W 16．随着全球能源危机加剧，电动汽车逐渐成为更多家庭购车的选择，电动汽车比传统汽车更环保、更节能。小明同学和爸爸晚上开车回家，小明同学坐在汽车的副驾驶位上看到一个现象：当汽车的电动机启动时，汽车的车灯会瞬时变暗。汽车的电源、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图所示，已知汽车电源电动势为10.5V，内阻为0.05Ω，电动机线圈电阻为0.01Ω。车灯接通，电动机未起动时，电流表示数为10A；电动机启动的瞬间，电流表示数达到50A，电流表为理想电表，车灯的电阻认为不变。求： (1)车灯电阻； (2)电动机启动后，车灯的功率为多大； (3)电动机启动后，电动机的输出功率。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）车灯接通，电动机未起动时，由闭合回路欧姆定律有 得车灯电阻 （2）电动机启动后，路端电压 车灯功率 （3）电动机启动后，电动机的输出功率 17．如图所示为电动机提升重物的装置，电动机两端电压为时，卡住电动机，电路中电流为，正常工作时电路中的电流为，物体A重。忽略一切摩擦，求正常工作的情况下： (1)电动机线圈电阻消耗的热功率为多少； (2)电动机的输出功率是多少； (3)电动机匀速提升重物的速度； (4)电动机工作一小时损失的电能是多少。 【答案】(1) (2) (3) (4) 【详解】（1）电动机两端电压为时，卡住电动机，电路中电流为，可知电动机线圈电阻为 正常工作时电路中的电流为，则电动机线圈电阻消耗的热功率为 （2）电动机正常工作时的电功率为 电动机的输出功率为 （3）根据 可知物体匀速运动时的速度为 （4）电动机正常工作一小时损失的电能为 18．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变化的图线画在同一坐标系中，如图中的a、b、c所示。则下列说法中正确的是（　　） A．图线b表示输出功率PR随电流I变化的关系 B．图中a线最高点对应的功率为最大输出功率 C．在图线上A、B、C三点的纵坐标一定满足关系PA = PB + PC D．两个图线交点M与N的横坐标之比一定为1∶1，纵坐标之比一定为1∶2 【答案】C 【详解】AC．根据闭合电路的欧姆定律及功率的计算公式可知 ，， 故a图线为总功率的图线，b为电源内部损失功率图线，c图线为输出功率的图线，则有 故A错误，C正确； B．根据上述分析可知，M点为电源输出功率最大的点，不是N点，故B错误； D．当外电路的电阻与内电路的电阻相等时，电源的输出功率最大，故M点的纵横坐标分别为 N点表示电源的总功率与其发热功率相等，即此时电路中的电阻只有电源的内阻，故N点的纵横坐标分别为 所以两点的横坐标之比为1∶2，纵坐标之比为1∶4，故D错误。 故选C。 19．如图所示，R1为定值电阻，R2为可变电阻，E为电源电动势，r为电源内电阻，以下说法中正确的是（　　） A．当R1＝R2＋r时，R1获得最大功率 B．当R2＝R1＋r时，R2获得最大功率 C．当R2＝0时，电源的输出功率最大 D．电源的最大输出功率一定是 【答案】B 【详解】A．R1为定值电阻，由可知，电流越大（即总电阻越小，当R2＝0时），R1获得最大功率，故A错误； B．R2为可变电阻，有 则当R2＝R1＋r时，R2获得最大功率，故B正确； CD．电源的输出功率为 则只有当时，电源的输出功率最大，为 故CD错误。 故选B。 20．如图所示， 电源电动势，内阻，电阻，滑动变阻器的阻值范围为0~10Ω。滑动变阻器滑片向下滑动的过程中，下列说法正确的是（　　） A．电源的总功率不断减小 B．电压表和电流表示数之比不变 C．电流表和电压表的示数都不断增大 D．当时， 电源的输出功率最大 【答案】D 【详解】A．当滑动变阻器滑片向下滑动时，滑动变阻器R接入电路中的电阻减小，电路的总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知，电路的总电流增大。电源的总功率为 所以电源的总功率增大，故A错误； BC．由A选项分析可知，电路总电流增大，内压增大，路端电压减小，即电压表示数减小。所以流过定值电阻的电流减小，流过滑动变阻器的电流将增大，即电流表的示数增大。所以电压表和电流表示数之比将减小，故BC错误； D．当 时，外电路的总电阻为，即 此时电源的输出功率最大，故D正确。 故选D。 21．如图甲为手控可调节亮度的台灯，其内部电路可简化为如图乙所示的电路图。通过调节图乙所示电位器接入电路的阻值，即可调节电源的输出功率。若电源电动势，内阻，灯泡电阻（固定不变），调节电位器即可改变台灯亮度，电位器接入电路中的阻值可在之间调节，则（    ） A．电源的最大输出功率为8W B．灯泡L消耗的最大功率为2.5W C．电位器的最大功率为8W D．当时，电源输出的功率最大 【答案】A 【详解】AD．电源的输出功率为 可知当外电阻等于内阻时，电源的输出功率最大；由于灯泡电阻大于电源内阻，所以当电位器接入电路中的阻值为零时，电源的输出功率最大，则最大功率为 ， 联立解得 故A正确，D错误； B．由题可知，当电位器接入电路中的阻值为零时，电路中的电流最大，灯泡消耗的功率也最大，最大功率为 故B错误； C．根据题意，把灯泡电阻等效为电源内阻的一部分，可知当电位器接入电路中的阻值为 电位器的功率最大，则有 最大功率为 故C错误。 故选A。 22．（多选）如图甲所示的电路，其中电源电动势，内阻，定值电阻，已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的阻值的关系如图乙所示。则下列说法中正确的是（   ） A．图乙中滑动变阻器的最大功率 B．图乙中， C．调整滑动变阻器的阻值从最右端滑到最左端，电源的输出功率先增大后减小 D．调整滑动变阻器的阻值从最右端滑到最左端，电源的效率一直增大 【答案】ABD 【详解】A．由闭合电路欧姆定律的推论可知，当电源外电阻R等于内阻时，输出功率最大，最大值为 把定值电阻看成电源内阻，由图乙可知，当 滑动变阻器消耗的功率最大,最大功率为 故A正确； B．滑动变阻器的阻值为时与阻值为R2时消耗的功率相等，有 解得 故B正确； C．由于当电源外电阻等于内阻时，输出功率最大，而定值电阻本省大于内阻，所以调整滑动变阻器的阻值从最右端滑到最左端，滑动变阻器阻值增大，则外电阻变大，所以电源的输出功率减小，故C错误； D．电源的效率 调整滑动变阻器的阻值从最右端滑到最左端时，变大，则变大，电源的效率一直变大，故D正确。 故选ABD。 23．（多选）如图所示，电源电动势为E、内阻为r， ，，为定值电阻（阻值均大于电源内阻r），电压表和电流表均可视为理想电表。开关S闭合时，一带电油滴P 恰好能静止在平行金属板之间，若将滑动变阻器R的滑片向b端移动，则下列说法正确的是（　　） A．油滴向上运动 B．电压表的示数变小，电流表的示数变大 C．电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值不变 D．电源的输出功率逐渐减小，电源的效率逐渐减小 【答案】BC 【详解】A．滑动变阻器的滑片向b端移动，则滑动变阻器接入电路的电阻减小，总电阻减小，则干路电流增大，由 可知电容器两端电压减小，板间场强减小，油滴受到的电场力减小，故油滴将向下运动，故A错误； B．由于干路电流增大，而 故两端电压减小，因此通过的电流减小，而 故流过的电流增大，电流表示数变大，两端电压增大，而 故滑动变阻器两端电压减小，即电压表示数变小，故B正确； C．设电压表示数为，电流表示数为，根据闭合电路欧姆定律可得 整理可得 可知与成线性关系，即图像为一条倾斜的直线，所以图像的斜率不变，即电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值不变，故C正确； D．由于 且外电阻减小，与电源内阻越来越接近，故电源的输出功率增大；而电源效率为 外电阻减小，电源的效率逐渐减小，故D错误。 故选BC。 24．（多选）如图甲所示的电路，其中电源电动势E=6V，内阻r=2Ω，定值电阻R=4Ω，已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的阻值Rp的关系如图乙所示。则下列说法中正确的是（　　） A．图乙中滑动变阻器的最大功率 B．图乙中， C．滑动变阻器消耗功率P最大时，定值电阻R消耗的功率也最大 D．调整滑动变阻器Rp的阻值从最右端滑到最左端，电源的效率一直增大 【答案】ABD 【详解】A．根据电路图，把定值电阻等效看成电源内阻的一部分，即 由闭合电路欧姆定律的推论可知，当电源外电阻等于内阻时，电源输出功率最大，即 时，滑动变阻器此时消耗的功率最大，为 故A正确； B．由选项A分析可知图乙中 时，滑动变阻器此时消耗的功率达最大。根据图乙，可知当时，滑动变阻器消耗的功率等于时消耗的功率，根据 有 解得 故B正确； C．对于定值电阻电流越大功率越大，因此滑动变阻器的阻值为零时，定值电阻R消耗的功率最大，故C错误； D．电源的效率为 调整滑动变阻器的阻值从最右端滑到最左端时，RP变大，则变大，电源的效率一直增大，故D正确。 故选ABD。 25．如图甲所示，已知电流表的量程为0∼0.6A，电压表的量程为0∼6V，电阻，滑动变阻器的规格为“50Ω，0.4A”。闭合开关S后，调节滑动变阻器的滑片P，得到电流表与电压表的示数部分关系如图乙所示。在保证电路安全的前提下，求： (1)电源电动势E和内阻r； (2)滑动变阻器的最大功率Pm； (3)滑动变阻器的取值范围。 【答案】(1)6V，2Ω (2)0.9W (3)5Ω∼50Ω 【详解】（1）由甲图可知，与串联，电压表测电压，根据闭合电路欧姆定律可得 由图乙信息可知 解得 ， （2）滑动变阻器的功率为 可知当 滑动变阻器的功率最大，为 （3）根据电流表量程和滑动变阻器规格可知电路中最大电流为0.4A，此时有 解得 电压表量程等于电源电动势，则滑动变阻器可接入的最大阻值可以为，故滑动变阻器的取值范围为5Ω∼50Ω。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$