专题06 电能及能量守恒定律 -【好题汇编】备战2024-2025学年高二物理上学期期末真题分类汇编（人教版2019）

专题06 电能及能量守恒定律 考点一：电路中的能量转化 1．（24·浙江湖州·期末）如图甲所示，Robot是一种智能机器人。 图乙为其内部电动机的工作原理简图，线圈电阻为R的电动机直接接在电动势为 E、内阻未知的直流电源两端。当电动机两端的电压为 U，电流为I时，电动机恰好能正常工作， 下列说法中正确的是（    ） A．电源的内阻为 B．电源的输出功率为 C．电动机消耗的总功率为EI D．电动机的输出功率为 UI 【答案】A 【详解】A．根据闭合电路欧姆定律得 解得 故A正确； B．电源的输出功率为 故B错误； C．电动机消耗的总功率为UI，C错误； D．电动机的输出功率为 故D错误。 故选A。 2．（24·河南濮阳·期末）在如图甲、乙所示的电路中，电源电动势为、内电阻为，R是定值电阻，开关闭合，规格为“”的小灯泡均正常发光，电动机正常工作。下列说法正确的是（　　） A．甲图中电源效率为 B．甲图中定值电阻为 C．乙图中电动机的内阻为 D．乙图中电动机正常工作电压为 【答案】D 【详解】AB．甲图中小灯泡的电流为 电源的路端电压为 电源效率约为 甲图中定值电阻为 故AB错误； C.电动机的输出功率未知，无法计算电动机的内阻，故C错误； D.乙图中灯泡的电流也是，路端电压也是，乙图中电动机正常工作电压为 故D正确。 故选D。 3．（多选）（24·湖北咸宁·期末）如图甲，电动势为0.10V的电池，连接一安培计A，两者的内电阻均可忽略。电池的一端连接一长度为1.0m导线的右端，安培计的另一端接上导线的某一点，x为接点与导线左端的距离，导线由一段钨丝（电阻率为）和一段铜丝（电阻率为）串联而成，其截面积相同。由安培计测得的电流I，得到电路电阻R和x关系如图乙。则下列说法正确的是（    ） A．铜丝在左，长度为0.3m B．导线的截面积约为 C．当时，电路的电阻约为 D．当时，电路消耗的功率约为0.36W 【答案】AD 【详解】A．根据电阻定律，图像斜率与电阻率正相关，由图乙可知，当x较大时，电阻变化较快，则电阻率较大，所以导线的左边部分为铜丝，长度为0.3m，故A正确； B．根据 所以对左边金属线 解得 故B错误； C．根据图像可知，x≥0.3m时 则时，电路的电阻约为，故C错误； D．当x＝0.5m时 电池消耗的功率 故D正确。 故选AD。 4．（24·广东·期末）图甲为某品牌的共享电动自行车，包括电源、纯电阻车灯、电动机的整车简化电路如图乙所示。电动车相关性能参数如下表所示，电池电动势E=48V，车灯电阻RL=90Ω。当S1、S2都接通时，电动车以整车额定功率（电池的总功率）正常工作，电机在额定电压下运转，试求： XL—48型电动车 电池型号：48V铅酸电池 电机型号：后轮毂永磁电机 整车质量 30kg 电池容量 12Ah 电机绕阻 0.5Ω 最大载重 120kg 整车额定功率 360W 电机额定电压 45V （1）总电流I和电池内阻r； （2）电机正常工作时的输出功率； （3）70kg的人骑该车以额定功率在水平路面上匀速行驶，阻力为车总重的0.07倍，试求该车在充满电情况下的行驶里程（假设电池可以完全放电，g取10m/s2，结果保留三位有效数字）。 【答案】（1）7.5A，0.4Ω；（2）290.5W；（3） 【详解】（1）根据 可知总电流 电池内阻 （2）电机正常工作时的输出功率 （3）70kg的人骑该车以额定功率在水平路面上匀速行驶，阻力为车总重的0.07倍 根据能量守恒 其中 解得 5．（24·浙江嘉兴·期末）利用电动机起重装置可以提升重物，工作原理及电路图如图所示。已知电源电动势，电源内阻，电阻。当重物质量严重超载时（电动机未能将重物提升）闭合电源开关S，电压表的示数；减小重物质量，当质量，闭合电源开关S，电动机最后以稳定的速度匀速提升重物，此时电动机获得的电功率与不能提升重物时电动机获得的电功率相同。（不计摩擦）求： （1）电动机的内阻； （2）重物匀速上升时电压表示数和流经电动机的电流大小； （3）重物匀速上升的速度大小v。 【答案】（1）1.5Ω；（2），；（3） 【详解】（1）未能提升时，电路为纯电阻，根据闭合电路欧姆定律有 解得 （2）电动机获得的电功率与不能提升重物时电动机获得的电功率相同，则 解得 （不合实际舍去） 根据闭合电路欧姆定律有 （3）重物匀速上升时有： 解得 考点二：闭合电路欧姆定律 1．（24·安徽滁州·期末）自1957年苏联成功发射首颗人造卫星以来，截至2023年10月底，全球有近9500个航天器在轨工作，而这其中90%的发电比例都来源于太阳能电池，因此太阳能电池为人类探索浩瀚星空插上了一双强劲的“翅膀”。如图所示，曲线I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，直线II是某定值电阻的图像，M为曲线I和直线II的交点，M点坐标为。过M点作曲线I的切线，分别与坐标轴相交于、。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，下列计算式正确的是（　　） A．电池的电动势为 B．此时电池的内阻为 C．电源的输出功率为 D．电源的效率为 【答案】D 【详解】A．根据闭合电路欧姆定律 由题图可得时， 可得电池的电动势为 故A错误； B．根据两图线交点可知此时闭合回路的路端电压，电流为，由 解得此时电池的内阻为 注意内阻并不等于曲线I在M点切线的斜率绝对值，故B错误； C．此回路电源的输出功率为 故C错误； D．此回路电源的效率为 故D正确； 故选D。 【评析】本题考查了闭合电路欧姆定律与图像的综合问题。注意当电源的内阻不恒定时，即电源的图像为曲线时，其图像的切线的斜率绝对值不等于电源的内阻。 2．（多选）（24·河南焦作·期末）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。 3．（24·广东潮州·期末）如图所示，电路中定值电阻，开关均闭合时，电压表的示数为；开关闭合、断开时，电压表的示数为。若电压表为理想电表，求电源的电动势和内阻。 【答案】， 【详解】开关均闭合时，电压表的示数为，根据闭合电路欧姆定律，有 开关闭合、断开时，电压表的示数为，根据闭合电路欧姆定律，有 联立可得 4．（24·天津宁河·期末）如图所示的电路中，电源的内阻为，电阻，，。当开关S闭合时，理想电流表示数为I3=0.6A，求： （1）电阻R3两端的电压U3； （2）流过电阻R2的电流I2； （3）电阻R1两端的电压U1和流过电阻R1的电流I1； （4）电源的电动势E。 【答案】（1）1.2V；（2）0.4A；（3）2V，1A；（4）4V 【详解】（1）电阻R3两端的电压 U3=I3R3 解得 U3=1.2V （2）由于 U并=I2R2=U3 I2=0.4A （3）根据电流关系可知 I1=I2+I3 I1=1A 电阻R1两端的电压 U1=I1R1 U1=2V （4）电源的电动势 E=UI1+U并+I1r E=4V 5．（24·江西九江·期末）某物理实验小组组装了一块简易多用电表，其电路如图示。图中E是一节干电池，电动垫1.5V，内阻可忽略不计，R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是可变电阻；表头G的满偏电流为250μA、内阻为480Ω。虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连，该多用电表有5个挡位。 （1）若两个直流电流挡量程分别为1mA和2.5mA，则R1、R2分别为多少欧？ （2）若两个直流电压挡量程分别为1V挡和5V，则R4、R5分别为多少欧？ （3）若想将多用电表调成欧姆×1Ω挡，且R3=380Ω，正确进行欧姆调零，需要将R6调为多少欧？ 【答案】（1）64Ω，96Ω；（2）880Ω，4000Ω；（3）1000Ω 【详解】（1）换挡开关接2时，是量程较小的电流表，所以 换挡开关接1时，是量程较大的电流表，所以 联立解得 ， （2）换挡开关接4时，是量程较小的电压表，这时表头与R1、R2并联组成新表头，新表头的内阻 新表头的量程是1mA，所以 换挡开关接5时，是量程较大的电压表，则 （3）将多用电表调成欧姆挡，欧姆调零后，则 所以 6．（24·四川眉山·期末）如图所示的电路中，电源的电动势，内阻，电阻，，，；电容器的电容C=10μF，电容器原来不带电。求接通电键K并达到稳定的过程中流过的总电荷量。 【答案】 【详解】根据电阻的串并联规律，闭合电路的总电阻为 由欧姆定律得通过电源的电流 则电源的路端电压 电阻两端的电压 通过的总电荷量就是电容器所带的电荷量 考点三：动态电路分析 1．（多选）（24·贵州安顺·期末）如图所示，R1为热敏电阻（阻值随温度升高而减小），R2和R3均为定值电阻，电源电动势为E、内阻为R，电压表和电流表均为理想电表。如果R1的温度升高，则（　　） A．电压表示数减小 B．电压表示数增大 C．电流表示数减小 D．电流表示数增大 【答案】AD 【详解】如果R1的温度升高，则阻值减小，总电阻减小，总电流变大，即电流表示数增大，内阻以及R2的电压变大，则电压表读数减小。 故选AD。 2．（多选）（24·湖南长沙·期末）在如图所示的电路中，电源电动势E和内阻r为定值，为定值电阻，为滑动变阻器，闭合电键S，理想电流表A的示数为I，理想电压表和的示数分别为和，当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，各电表示数变化量分别为和，下列说法正确的是（    ） A．I变大，变大 B．电源的效率增加 C．电源的总功率增加 D．不变，不变 【答案】CD 【详解】A．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R2阻值减小，则总电阻减小，总电流变大，即A的示数I变大，内阻和R1上的电压变大，则滑动变阻器上的电压减小，即变小，选项A错误； B．电源的效率 因外电阻减小，可知电源的效率减小，选项B错误； C．电源的总功率 因总电流I变大，则电源总功率增加，选项C正确； D．因 不变；根据 可得 不变，选项D正确。 故选CD。 3．（多选）（24·广东·期末）如图所示，E为内阻不可忽略的电源，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，V与A分别为电压表与电流表，M、N是平行板电容器的两极板，一带电小球由绝缘丝线悬挂在电容器两板间，现闭合开关S，悬线稳定时偏离竖直方向θ角，下列判断正确的是（　　） A．若将P向左滑，V与A表的读数均减小 B．若将P向左滑，电容器两极板上带电荷量增加 C．若将P向左滑，θ将增大 D．若断开S，将N板向M板靠近，角度θ将变大 【答案】BC 【详解】A．若将P向左滑，则R2减小，总电阻减小，总电流变大，则A表读数变大，R1和内阻上的电压变大，则R2上的电压减小，即V表的读数减小，选项A错误； BC．若将P向左滑，R1上的电压变大，电容器两板电压变大，则 Q=CU 可知，两极板上带电荷量增加，两板间场强变大，根据 Eq=mgtanθ 可知，θ将增大，选项BC正确； D．若断开S，则两板间带电量Q一定，根据 可得 则将N板向M板靠近，两板间场强不变，则角度θ将不变，选项D错误。 故选BC。 4．（多选）（24·山东潍坊·期末）在如图所示的电路中，电源电动势为E、内阻为r，、为定值电阻，为滑动变阻器。现闭合开关S，调整滑动变阻器的触头到某位置，发现此过程中电流表示数增加了，电压表、电流表均为理想电表，则此过程中（　　） A．电压表的示数增加 B．电压表的示数减小 C．电阻的功率增加 D．电源的功率增加IE 【答案】BD 【详解】A．根据闭合电路欧姆定律有 可知 由于电流表示数增加了，即干路电流增加了，可知，电压表的示数减小，故A错误； B．根据闭合电路欧姆定律有 可知 由于电流表示数增加了，即干路电流增加了，可知，电压表的示数减小，故B正确； C．电阻消耗的功率为 由于电流表示数增加了，即干路电流增加了，可知，电阻的功率增加 故C错误； D．电源消耗的功率 则有 由于电流表示数增加了，即干路电流增加了，可知，电源的功率增加IE，故D正确。 故选BD。 5．（多选）（24·湖南长沙·期末）如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r。开关S闭合后，平行金属板中的带电液滴处于静止状态，电流表和电压表均为理想电表，为光敏电阻（阻值随光照强度的增大而减小），当光照强度减小时，下列说法正确的是（　　） A．电压表示数减小 B．电源的输出功率可能变大 C．电源的效率减小 D．在没有接触极板前，小液滴的机械能增大 【答案】ABD 【详解】A．当光照强度减小时，光敏电阻增大，外电路总电阻增大，干路电流减小，两端电压减小，即电压表示数减小，故A正确； B．因电源内阻与外电阻大小关系未知，故无法判断电源输出功率的变化；故B正确； C．电源的效率为 当光照强度减小时，光敏电阻增大，外电路总电阻增大，电源效率增加，故C错误； D．当光照强度减小时，光敏电阻增大，外电路总电阻增大，路端电压增大，则两端电压增大，电容器C的电压增大，场强增大，电场力增大后大于重力，小液滴向上运动，电场力做正功，机械能增大，故D正确。 故选ABD。 考点四：电路故障分析 1．（23·山西太原·期末）如图所示的电路中，电源的电动势为E、内阻为r，R1为滑动变阻器，R2为定值电阻。电路中灯泡A和灯泡B原来都是正常发光的。下列分析正确的是（　　） A．将R1的滑动触头向左移动，则A灯变亮、B灯变暗 B．将R1的滑动触头向右移动，则A灯变暗、B灯变亮 C．若A灯、B灯均变暗，则可能R1断路 D．若A灯变暗、B灯变亮，则可能R2断路 【答案】D 【详解】AB．将R1的滑动触头向左移动，则R1阻值减小，总电阻减小，总电流变大，路端电压减小，则A灯、B灯两端电压都减小，则两灯都变暗；同理可判断，将R1的滑动触头向右移动，则两灯都变亮，选项AB错误； C．若R1断路，等效为R1的滑动触头向右移动电阻变大，则A灯、B灯均变亮，选项C错误； D．若R2断路，则等效为R2变大，则总电阻变大，总电流减小，路端电压变大，通过R1的电流变大，则通过上面支路的电流减小，即通过A灯的电流减小，则此时A灯变暗，A灯两端的电压减小，则B灯两端电压变大，则B灯变亮，则选项D正确。 故选D。 2．（24·北京西城·期末）如图所示，电池、开关和灯泡组成串联电路。当闭合开关时，发现灯泡不发光。某同学为了判断究竟是什么原因造成了这种现象，在闭合开关且不拆开导线的情况下，用多用电表2.5V直流电压挡进行检测。他将红表笔与接线柱A接触并保持不动，用黑表笔分别接触接线柱B、C、D、E、F。他发现，当黑表笔接触B、C、D时，示数为1.50V；当黑表笔接触E、F时，示数为0.若该电路中只存在一个问题，则灯泡不发光的原因可能是（　　） A．电池没电了 B．灯泡灯丝断了 C．导线DE断了 D．开关接触不良 【答案】C 【详解】A．若电池没电了，间电压应为0，故A不符合题意； B．若灯泡灯丝断了，、电势相等，则间电压应为0，故B不符合题意； C．若导线DE断了，A、E、F电势相等，B、C、D电势相等，、间电压应为0，、、间电压应为，故C符合题意； D．若开关接触不良，A、F电势相等，B、C、D、E电势相等，则间电压应为，故D不符合题意。 故选C。 3．（24·山东淄博·期末）在如图所示的电路中，均为定值电阻，电源电动势为E，内阻为。闭合开关S后电路发生故障，发现灯变暗，灯变亮，则电路中发生的故障可能是（　　） A．R1断路 B．R2断路 C．R3短路 D．R4短路 【答案】B 【详解】A．若R1断路，则回路的总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律知，干路的电流减小，灯两端的电压减小，灯变暗，灯两端的电压增大，灯变亮，假设不成立，故A错误； B．若R2断路，则回路的总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律知，干路的电流减小，灯两端的电压减小，灯变暗，灯两端电压增大，灯变亮，假设成立，故B正确； CD．若R3或R4短路，则回路的总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律知，干路的电流增大，灯两端的电压增大，灯变亮，灯两端的电压减小，灯变暗，假设不成立，故CD错误。 故选B。 4．（24·上海徐汇·期末）某同学在图中所示实验中，闭合开关后发现小灯泡不发光，该同学检查接线均良好。保持开关闭合，用多用电表2.5V直流电压挡进行检测。下列说法错误的是（　　） A．将多用电表红、黑表笔分别接触A、B，若电压表示数几乎为零，说明灯泡可能短路 B．将多用电表红、黑表笔分别接触C、D，若电压表示数几乎为零，说明开关可能断路 C．将多用电表红、黑表笔分别接触C、D，若电压表示数几乎为零，说明灯泡可能断路 D．将多用电表红、黑表笔分别接触E、F，若电压表读数接近1.5V，说明灯泡和灯泡座可能接触不良 【答案】B 【详解】A．红、黑表笔分别接触A、B，若电压表几乎没有读数，说明路端电压为零，可能是由于灯泡短路造成的，故A正确，不符合题意； BC．红、黑表笔分别接触C、D，若电压表几乎没有读数，说明开关未出现断路故障，灯泡出现断路，故B错误，符合题意，C正确，不符合题意； D．红、黑表笔分别接触E、F，若电压表读数接近1.5V，说明除灯泡部分外，其它电路不存在问题，灯泡不亮的原因可能是灯泡位置存在断路，故D正确，不符合题意。 故选B。 5．（多选）（23·内蒙古呼和浩特·期末）如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，电流表为理想电表，、、、均为定值电阻。灯泡L1和L2阻值一定且始终安全。现闭合开关S，下列分析正确的是（　　） A．若断路，则灯泡L1和L2均变亮，电流表示数变小 B．若断路，则灯泡L1变暗，L2变亮，电流表示数变小 C．若短路，则灯泡L1和L2均变亮，电流表示数变大 D．若短路，则灯泡L1变亮，L2变暗，电流表示数变大 【答案】BD 【详解】等效电路图如图 A．若R1断路，则总电阻变大，电路总电流变小；L2并联部分的电路结构不变分流关系不变，则通过灯泡L2的电流减小，故L2变暗，因总电流变小，则电源内阻分压变小，L2分压变小，则L1分压变大，L1亮度变大，故A错误； B．若R2断路，则总电阻变大，电路总电流变小；L1阻值一定，则通过灯泡L1的电流减小，故灯泡L1变暗；根据闭合电路欧姆定律 E=Ir+UL1+UL2 （Ir+UL1）减小，故UL2增大，通过灯泡的电流IL2变大，故灯泡L2变亮；根据 I=IL2+IA 可知电流表示数变小；故B正确； C．若R3短路，则电路总电阻变小，电路总电流变大；根据闭合电路欧姆定律有 E=Ir+UL1+UL2 （Ir+UL1）增大，故UL2减小，灯泡L2变暗；故C错误； D．若R4短路，则电路总电阻变小，电路总电流变大；L1与R1并联部分的电压增大，故L1亮，根据闭合电路欧姆定律有 E=Ir+UL1+UL2 UL1增大Ir增大，则UL2减小，故L2变暗；根据 I=IL2+IA 可知电流表示数变大，故D正确。 故选BD。 1．（24·甘肃白银·期末）如图所示，电源E的电动势、内阻恒定，为滑动变阻器，、为定值电阻，A、V为理想电表。若滑动变阻器的最大阻值小于定值电阻的阻值，则在滑片P由a滑至b的过程中（　　） A．电流表A的示数先减小再增大 B．电压表V的示数逐渐增大 C．电源的总功率先减小再增大 D．电源的效率逐渐降低 【答案】B 【详解】AB．滑动变阻器右端与定值电阻串联后，整体与滑动变阻器左端并联，则并联总电阻为 由于滑动变阻器的最大阻值小于定值电阻的阻值，根据数学二次函数图像的规律可知，该函数图像为开口向下的抛物线，且最大值点在横轴负方向上，可知，滑片P由a滑至b，b、P间的电阻越来越小，则并联总电阻逐渐增大，即外电路总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律可知，干路电流逐渐减小，因而电流表示数越来越小，由于 可知，电压表示数越来越大，故A错误，B正确； C．电源的总功率为 根据上述，干路电流逐渐减小，可知，电源的总功率将逐渐减小，故C错误； D．电源的效率为 根据上述，外电路总电阻逐渐增大，可知，电源的效率逐渐增大，故D错误。 故选B。 2．（24·北京通州·期末）如图所示的U-I图像中，曲线表示某一灯泡的伏安特性曲线，直线为某一电源的路端电压与电流的变化关系图线，P为两图线的交点，坐标为；过P点的切线与横轴的交点坐标；路端电压与电流的变化关系图线与横轴交点坐标为、与纵轴交点坐标为；阴影面积分别为S1、S2。用该电源直接与该灯泡连接成闭合回路，当灯泡通过的电流为时，下列说法正确的是（　　） A．灯泡电阻为 B．灯泡电功率为S1 C．电源总功率为 D．电源内部消耗功率为2S2 【答案】D 【详解】A．根据欧姆定律，灯泡电阻为 故A错误； B．灯泡电功率为 故B错误； C．电源总功率为 故C错误； D．电源内部消耗功率为 故D正确。 故选D。 3．（24·安徽·期末）如图所示，电源的电动势E不变，内阻r=1Ω，定值电阻R1=R2=1Ω，滑动变阻器R3的最大值为6Ω，下列说法正确的是（    ） A．R1消耗的功率最大时，R3为0Ω B．R2消耗的功率最大时，R3为6Ω C．电源的输出功率最大时，R3为6Ω D．R3消耗的功率最大时，R3为1Ω 【答案】C 【详解】A．由串并联电路的基本规律可知，R1与R3是并联关系， R1消耗的功率 由闭合电路欧姆定律可得 最大时，干路中电流最小，电路中总电阻最大，R3为6Ω，故A错误； B． R2消耗的功率 可知，R2消耗的功率最大时，R3为0Ω，故B错误； C．电源的输出功率 当时电源输出功率最大，电源内阻为1Ω，而外电阻小于1Ω，所以R3越大电源的输出功率越大，输出功率最大时，R3为6Ω，故C正确； D．由等效电源内阻 时，R3消耗的功率最大，此时R3为1.5Ω，故D错误。 故选C。 二、多选题 4．（24·广东河源·期末）如图甲所示电路中，电源电动势E=12V，内阻r=1.0Ω，电源负极端接地。定值电阻R1=6.0Ω，R2=4.0Ω，R3=2.0Ω，R4=8.0Ω，R5=10Ω，电容器C的电容为2μF，当电键K闭合，流经R5的电流随时间的变化如图乙所示，电路稳定后，下列说法正确的是（　　） A．电容器下极板的电势比上极板高 B．通过电阻R1的电流是2A C．乙图图线和坐标轴包围的面积代表通过R5的电量是8C D．断开电键K到电路再次稳定过程中，通过R5电量是 【答案】AD 【详解】A．根据闭合电路欧姆定律可知 A 则并联部分的电压为 V 电源负极电势为零，则a点电势为 4Vb点电势为 8V 电容器下极板的电势比上极板高,故A正确； B．cd间电压为10V，故通过电阻R1的电流是 故B错误； C．乙图图线和坐标轴包围的面积代表通过R5的电量，也是电容器的带电量 故C错误； D．断开电键K到电路再次稳定过程中，通过R5电量等于电容器的带电量，故D正确。 故选AD。 5．（24·陕西汉中·期末）某同学设计的水量计原理如图（a）所示：电源（， ）、电压表V（量程3V，内阻约3kΩ）、定值电阻（）、滑动变阻器R（用长3m、横截面积且涂有绝缘漆的金属丝紧密缠绕在圆柱形瓷筒上，使用前刮掉与滑片P接触部分的绝缘漆），图（b）所示为备选金属丝及其参数。两根相同弹簧的形变始终在弹性限度内，容器中无水时，滑片P在上端a。下列分析正确的是（　　） A．金属丝可选铜丝 B．V表的示数范围约为0~2.5V C．V表的示数U与水的质量m成正比 D．若将V表刻度盘转换为水的质量刻度盘，则刻度是不均匀的 【答案】BC 【详解】A．根据电阻定律，铜丝的电阻为 可知铜丝的电阻过小，电压表示数变化不明显，故金属丝不可选用铜丝，故A错误； B．由A分析可知，金属丝应选用镍铬合金，镍铬合金的电阻为 V表的示数最大值为 故V表的示数范围约为0～2.5V，故B正确； CD．设容器中加水后，每根弹簧的下降的距离为，根据平衡条件可得 V表的示数为 则 故V表的示数U与水的质量m成正比，若将V表刻度盘转换为水的质量刻度盘，则刻度是均匀的，故C正确，D错误。 故选BC。 6．（24·山东临沂·期末）加速度测量仪可测量汽车起步或刹车时的加速度，其结构如图所示。当汽车加速或减速时，元件A发生位移并输出相应的电压信号，已知A的质量为m，弹簧的劲度系数为k、电源的电动势为E、内阻不计，滑动变阻器总长为L，电阻分布均匀，汽车静止或匀速时滑片P在滑动变阻器的中点，输出电压为零，则（　　） A．电路中电流随加速度的增大而增大 B．弹簧的伸长量为x时，汽车加速度大小为 C．可以测量的最大加速度为 D．输出电压U与加速度a的函数式为 【答案】BC 【详解】A．无论汽车加速或减速，元件A发生位移为多大，滑动变阻器电阻接入电路中电阻不变，根据闭合电路欧姆定律得知，电路中电流保持不变，故A错误； B．对元件A分析可知，当弹簧的伸长量为x时，受到的弹力大小为 根据牛顿第二定律求得汽车加速度大小为 故B正确； C．当滑片P在滑动变阻器的B或C端时，弹力最大，此时加速度大小为 故C正确； D．当弹簧变化量为x时，由牛顿第二定律 分析电路知输出电压U为 由 联立解得 故D错误。 故选BC。 7．（24·黑龙江齐齐哈尔·期末）如图所示，电源的电动势和内阻分别为E、r，在滑动变阻器的滑片由a向b移动的过程中，下列各物理量变化情况为（　　） A．电流表的读数逐渐减小 B．的功率先减小后增大 C．电源的输出功率逐渐增大 D．电压表与电流表读数改变量的比值保持不变 【答案】BD 【详解】AB．滑动变阻器的滑动触头将滑动变阻器分为上下两部分，上下两部分电阻属于并联关系，当滑动变阻器的滑动触头由a向b移动的过程中，并联电阻的等效电阻先增大后减小，可知回路中总电阻先增大后减小，根据闭合电路的欧姆定律有 可知，回路中的电流先减小后增大，则电流表的读数先减小后增大，的功率 可知其功率先减小后增大，故A错误，B正确； C．电源的输出功率 由于电源的内阻与外电阻之间的关系未知，则电源的输出功率的变化不确定，故C错误； D．电压表测量路端电压，根据闭合电路的欧姆定律有 可得 不变，故D正确。 故选BD。 三、实验题 8．（24·河南洛阳·期末）某同学用一节电动势为1.50V的干电池，将量程为0~10mA、内阻为90Ω的表头改装成倍率分别为“×1”和“×10”的双倍率欧姆表，设计电路如图甲所示，则：    (1)A端应接 （填“红”或“黑”）表笔； (2)分析可知当电键K （填“闭合”或“断开”）时倍率为“×1”； (3)改装后表盘的刻度如图乙所示，已知欧姆挡的中央刻度为“15”，则图甲中定值电阻R0= Ω； (4)改装完成后，若倍率选用“×10”挡，将红、黑表笔短接进行欧姆调零后测量Rx的值，若指针指向位置，则Rx= Ω；若由于电池老化，实际电动势降为1.45V，调零后测量，当指针指向Ig位置时，则待测电阻的真实值应为 Ω。 【答案】(1)黑 (2)闭合 (3)10 (4) 300 290 【详解】（1）由于电流将从红表笔流入，黑表笔流出，A端接电源的正极，则A端应接黑表笔。 （2）中值电阻等于欧姆表刻线的中值刻度乘以倍率，所以倍率越大，欧姆表内阻越大，当电键K闭合时，内阻较小，所以倍率也较小，即开关闭合时倍率为“×1”。 （3）当开关闭合时倍率为“×1”，所以 解得 （4）[1]若倍率选用“×10”挡，将红、黑表笔短接进行欧姆调零后测量Rx的值，若指针指向位置，则 解得 [2]若由于电池老化，实际电动势降为1.45V，调零后测量，当指针指向Ig位置时，则 联立可得 四、填空题 9．（24·上海徐汇·期末）如图所示，电源电动势为E、内阻为r，为一定值电阻、为一滑动变阻器，电流表，的示数分别记为，。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。若将滑动变阻器的滑片向b端移动，则 （填“＜”、“＞”或“=”，表示该物理量的变化），P将 移动（填“向上”、“向下”或“不”） 【答案】 ＜ 向下 【详解】[1]滑动变阻器的滑片向b端移动，可知电阻减小，与是并联关系，则与的总电阻减小，整个电路中的总电阻减小，则总电流增大，R与r的电压变大，根据闭合电路欧姆定律 可知并联部分的电压减小，的电流减小，通过的电流增大，根据并联电路电流规律 可知 < [2]U减小，则电容器两端电压减小，根据 可知电场强度减小，则电场力减小，即 故P将向下运动。 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 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题06 电能及能量守恒定律 考点一：电路中的能量转化 1．（24·浙江湖州·期末）如图甲所示，Robot是一种智能机器人。 图乙为其内部电动机的工作原理简图，线圈电阻为R的电动机直接接在电动势为 E、内阻未知的直流电源两端。当电动机两端的电压为 U，电流为I时，电动机恰好能正常工作， 下列说法中正确的是（    ） A．电源的内阻为 B．电源的输出功率为 C．电动机消耗的总功率为EI D．电动机的输出功率为 UI 2．（24·河南濮阳·期末）在如图甲、乙所示的电路中，电源电动势为、内电阻为，R是定值电阻，开关闭合，规格为“”的小灯泡均正常发光，电动机正常工作。下列说法正确的是（　　） A．甲图中电源效率为 B．甲图中定值电阻为 C．乙图中电动机的内阻为 D．乙图中电动机正常工作电压为 3．（多选）（24·湖北咸宁·期末）如图甲，电动势为0.10V的电池，连接一安培计A，两者的内电阻均可忽略。电池的一端连接一长度为1.0m导线的右端，安培计的另一端接上导线的某一点，x为接点与导线左端的距离，导线由一段钨丝（电阻率为）和一段铜丝（电阻率为）串联而成，其截面积相同。由安培计测得的电流I，得到电路电阻R和x关系如图乙。则下列说法正确的是（    ） A．铜丝在左，长度为0.3m B．导线的截面积约为 C．当时，电路的电阻约为 D．当时，电路消耗的功率约为0.36W 4．（24·广东·期末）图甲为某品牌的共享电动自行车，包括电源、纯电阻车灯、电动机的整车简化电路如图乙所示。电动车相关性能参数如下表所示，电池电动势E=48V，车灯电阻RL=90Ω。当S1、S2都接通时，电动车以整车额定功率（电池的总功率）正常工作，电机在额定电压下运转，试求： XL—48型电动车 电池型号：48V铅酸电池 电机型号：后轮毂永磁电机 整车质量 30kg 电池容量 12Ah 电机绕阻 0.5Ω 最大载重 120kg 整车额定功率 360W 电机额定电压 45V （1）总电流I和电池内阻r； （2）电机正常工作时的输出功率； （3）70kg的人骑该车以额定功率在水平路面上匀速行驶，阻力为车总重的0.07倍，试求该车在充满电情况下的行驶里程（假设电池可以完全放电，g取10m/s2，结果保留三位有效数字）。 5．（24·浙江嘉兴·期末）利用电动机起重装置可以提升重物，工作原理及电路图如图所示。已知电源电动势，电源内阻，电阻。当重物质量严重超载时（电动机未能将重物提升）闭合电源开关S，电压表的示数；减小重物质量，当质量，闭合电源开关S，电动机最后以稳定的速度匀速提升重物，此时电动机获得的电功率与不能提升重物时电动机获得的电功率相同。（不计摩擦）求： （1）电动机的内阻； （2）重物匀速上升时电压表示数和流经电动机的电流大小； （3）重物匀速上升的速度大小v。 考点二：闭合电路欧姆定律 1．（24·安徽滁州·期末）自1957年苏联成功发射首颗人造卫星以来，截至2023年10月底，全球有近9500个航天器在轨工作，而这其中90%的发电比例都来源于太阳能电池，因此太阳能电池为人类探索浩瀚星空插上了一双强劲的“翅膀”。如图所示，曲线I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，直线II是某定值电阻的图像，M为曲线I和直线II的交点，M点坐标为。过M点作曲线I的切线，分别与坐标轴相交于、。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，下列计算式正确的是（　　） A．电池的电动势为 B．此时电池的内阻为 C．电源的输出功率为 D．电源的效率为 2．（多选）（24·河南焦作·期末）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 3．（24·广东潮州·期末）如图所示，电路中定值电阻，开关均闭合时，电压表的示数为；开关闭合、断开时，电压表的示数为。若电压表为理想电表，求电源的电动势和内阻。 4．（24·天津宁河·期末）如图所示的电路中，电源的内阻为，电阻，，。当开关S闭合时，理想电流表示数为I3=0.6A，求： （1）电阻R3两端的电压U3； （2）流过电阻R2的电流I2； （3）电阻R1两端的电压U1和流过电阻R1的电流I1； （4）电源的电动势E。 5．（24·江西九江·期末）某物理实验小组组装了一块简易多用电表，其电路如图示。图中E是一节干电池，电动垫1.5V，内阻可忽略不计，R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是可变电阻；表头G的满偏电流为250μA、内阻为480Ω。虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连，该多用电表有5个挡位。 （1）若两个直流电流挡量程分别为1mA和2.5mA，则R1、R2分别为多少欧？ （2）若两个直流电压挡量程分别为1V挡和5V，则R4、R5分别为多少欧？ （3）若想将多用电表调成欧姆×1Ω挡，且R3=380Ω，正确进行欧姆调零，需要将R6调为多少欧？ 6．（24·四川眉山·期末）如图所示的电路中，电源的电动势，内阻，电阻，，，；电容器的电容C=10μF，电容器原来不带电。求接通电键K并达到稳定的过程中流过的总电荷量。 考点三：动态电路分析 1．（多选）（24·贵州安顺·期末）如图所示，R1为热敏电阻（阻值随温度升高而减小），R2和R3均为定值电阻，电源电动势为E、内阻为R，电压表和电流表均为理想电表。如果R1的温度升高，则（　　） A．电压表示数减小 B．电压表示数增大 C．电流表示数减小 D．电流表示数增大 2．（多选）（24·湖南长沙·期末）在如图所示的电路中，电源电动势E和内阻r为定值，为定值电阻，为滑动变阻器，闭合电键S，理想电流表A的示数为I，理想电压表和的示数分别为和，当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，各电表示数变化量分别为和，下列说法正确的是（    ） A．I变大，变大 B．电源的效率增加 C．电源的总功率增加 D．不变，不变 3．（多选）（24·广东·期末）如图所示，E为内阻不可忽略的电源，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，V与A分别为电压表与电流表，M、N是平行板电容器的两极板，一带电小球由绝缘丝线悬挂在电容器两板间，现闭合开关S，悬线稳定时偏离竖直方向θ角，下列判断正确的是（　　） A．若将P向左滑，V与A表的读数均减小 B．若将P向左滑，电容器两极板上带电荷量增加 C．若将P向左滑，θ将增大 D．若断开S，将N板向M板靠近，角度θ将变大 4．（多选）（24·山东潍坊·期末）在如图所示的电路中，电源电动势为E、内阻为r，、为定值电阻，为滑动变阻器。现闭合开关S，调整滑动变阻器的触头到某位置，发现此过程中电流表示数增加了，电压表、电流表均为理想电表，则此过程中（　　） A．电压表的示数增加 B．电压表的示数减小 C．电阻的功率增加 D．电源的功率增加IE 5．（多选）（24·湖南长沙·期末）如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r。开关S闭合后，平行金属板中的带电液滴处于静止状态，电流表和电压表均为理想电表，为光敏电阻（阻值随光照强度的增大而减小），当光照强度减小时，下列说法正确的是（　　） A．电压表示数减小 B．电源的输出功率可能变大 C．电源的效率减小 D．在没有接触极板前，小液滴的机械能增大 考点四：电路故障分析 1．（23·山西太原·期末）如图所示的电路中，电源的电动势为E、内阻为r，R1为滑动变阻器，R2为定值电阻。电路中灯泡A和灯泡B原来都是正常发光的。下列分析正确的是（　　） A．将R1的滑动触头向左移动，则A灯变亮、B灯变暗 B．将R1的滑动触头向右移动，则A灯变暗、B灯变亮 C．若A灯、B灯均变暗，则可能R1断路 D．若A灯变暗、B灯变亮，则可能R2断路 2．（24·北京西城·期末）如图所示，电池、开关和灯泡组成串联电路。当闭合开关时，发现灯泡不发光。某同学为了判断究竟是什么原因造成了这种现象，在闭合开关且不拆开导线的情况下，用多用电表2.5V直流电压挡进行检测。他将红表笔与接线柱A接触并保持不动，用黑表笔分别接触接线柱B、C、D、E、F。他发现，当黑表笔接触B、C、D时，示数为1.50V；当黑表笔接触E、F时，示数为0.若该电路中只存在一个问题，则灯泡不发光的原因可能是（　　） A．电池没电了 B．灯泡灯丝断了 C．导线DE断了 D．开关接触不良 3．（24·山东淄博·期末）在如图所示的电路中，均为定值电阻，电源电动势为E，内阻为。闭合开关S后电路发生故障，发现灯变暗，灯变亮，则电路中发生的故障可能是（　　） A．R1断路 B．R2断路 C．R3短路 D．R4短路 4．（24·上海徐汇·期末）某同学在图中所示实验中，闭合开关后发现小灯泡不发光，该同学检查接线均良好。保持开关闭合，用多用电表2.5V直流电压挡进行检测。下列说法错误的是（　　） A．将多用电表红、黑表笔分别接触A、B，若电压表示数几乎为零，说明灯泡可能短路 B．将多用电表红、黑表笔分别接触C、D，若电压表示数几乎为零，说明开关可能断路 C．将多用电表红、黑表笔分别接触C、D，若电压表示数几乎为零，说明灯泡可能断路 D．将多用电表红、黑表笔分别接触E、F，若电压表读数接近1.5V，说明灯泡和灯泡座可能接触不良 5．（多选）（23·内蒙古呼和浩特·期末）如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，电流表为理想电表，、、、均为定值电阻。灯泡L1和L2阻值一定且始终安全。现闭合开关S，下列分析正确的是（　　） A．若断路，则灯泡L1和L2均变亮，电流表示数变小 B．若断路，则灯泡L1变暗，L2变亮，电流表示数变小 C．若短路，则灯泡L1和L2均变亮，电流表示数变大 D．若短路，则灯泡L1变亮，L2变暗，电流表示数变大 1．（24·甘肃白银·期末）如图所示，电源E的电动势、内阻恒定，为滑动变阻器，、为定值电阻，A、V为理想电表。若滑动变阻器的最大阻值小于定值电阻的阻值，则在滑片P由a滑至b的过程中（　　） A．电流表A的示数先减小再增大 B．电压表V的示数逐渐增大 C．电源的总功率先减小再增大 D．电源的效率逐渐降低 2．（24·北京通州·期末）如图所示的U-I图像中，曲线表示某一灯泡的伏安特性曲线，直线为某一电源的路端电压与电流的变化关系图线，P为两图线的交点，坐标为；过P点的切线与横轴的交点坐标；路端电压与电流的变化关系图线与横轴交点坐标为、与纵轴交点坐标为；阴影面积分别为S1、S2。用该电源直接与该灯泡连接成闭合回路，当灯泡通过的电流为时，下列说法正确的是（　　） A．灯泡电阻为 B．灯泡电功率为S1 C．电源总功率为 D．电源内部消耗功率为2S2 3．（24·安徽·期末）如图所示，电源的电动势E不变，内阻r=1Ω，定值电阻R1=R2=1Ω，滑动变阻器R3的最大值为6Ω，下列说法正确的是（    ） A．R1消耗的功率最大时，R3为0Ω B．R2消耗的功率最大时，R3为6Ω C．电源的输出功率最大时，R3为6Ω D．R3消耗的功率最大时，R3为1Ω 二、多选题 4．（24·广东河源·期末）如图甲所示电路中，电源电动势E=12V，内阻r=1.0Ω，电源负极端接地。定值电阻R1=6.0Ω，R2=4.0Ω，R3=2.0Ω，R4=8.0Ω，R5=10Ω，电容器C的电容为2μF，当电键K闭合，流经R5的电流随时间的变化如图乙所示，电路稳定后，下列说法正确的是（　　） A．电容器下极板的电势比上极板高 B．通过电阻R1的电流是2A C．乙图图线和坐标轴包围的面积代表通过R5的电量是8C D．断开电键K到电路再次稳定过程中，通过R5电量是 5．（24·陕西汉中·期末）某同学设计的水量计原理如图（a）所示：电源（， ）、电压表V（量程3V，内阻约3kΩ）、定值电阻（）、滑动变阻器R（用长3m、横截面积且涂有绝缘漆的金属丝紧密缠绕在圆柱形瓷筒上，使用前刮掉与滑片P接触部分的绝缘漆），图（b）所示为备选金属丝及其参数。两根相同弹簧的形变始终在弹性限度内，容器中无水时，滑片P在上端a。下列分析正确的是（　　） A．金属丝可选铜丝 B．V表的示数范围约为0~2.5V C．V表的示数U与水的质量m成正比 D．若将V表刻度盘转换为水的质量刻度盘，则刻度是不均匀的 6．（24·山东临沂·期末）加速度测量仪可测量汽车起步或刹车时的加速度，其结构如图所示。当汽车加速或减速时，元件A发生位移并输出相应的电压信号，已知A的质量为m，弹簧的劲度系数为k、电源的电动势为E、内阻不计，滑动变阻器总长为L，电阻分布均匀，汽车静止或匀速时滑片P在滑动变阻器的中点，输出电压为零，则（　　） A．电路中电流随加速度的增大而增大 B．弹簧的伸长量为x时，汽车加速度大小为 C．可以测量的最大加速度为 D．输出电压U与加速度a的函数式为 7．（24·黑龙江齐齐哈尔·期末）如图所示，电源的电动势和内阻分别为E、r，在滑动变阻器的滑片由a向b移动的过程中，下列各物理量变化情况为（　　） A．电流表的读数逐渐减小 B．的功率先减小后增大 C．电源的输出功率逐渐增大 D．电压表与电流表读数改变量的比值保持不变 三、实验题 8．（24·河南洛阳·期末）某同学用一节电动势为1.50V的干电池，将量程为0~10mA、内阻为90Ω的表头改装成倍率分别为“×1”和“×10”的双倍率欧姆表，设计电路如图甲所示，则：    (1)A端应接 （填“红”或“黑”）表笔； (2)分析可知当电键K （填“闭合”或“断开”）时倍率为“×1”； (3)改装后表盘的刻度如图乙所示，已知欧姆挡的中央刻度为“15”，则图甲中定值电阻R0= Ω； (4)改装完成后，若倍率选用“×10”挡，将红、黑表笔短接进行欧姆调零后测量Rx的值，若指针指向位置，则Rx= Ω；若由于电池老化，实际电动势降为1.45V，调零后测量，当指针指向Ig位置时，则待测电阻的真实值应为 Ω。 四、填空题 9．（24·上海徐汇·期末）如图所示，电源电动势为E、内阻为r，为一定值电阻、为一滑动变阻器，电流表，的示数分别记为，。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。若将滑动变阻器的滑片向b端移动，则 （填“＜”、“＞”或“=”，表示该物理量的变化），P将 移动（填“向上”、“向下”或“不”） 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 学科网（北京）股份有限公司 $$