06 单元综合提升 电能 能量守恒定律-【金版新学案】2024-2025学年高中物理必修第三册同步课堂高效讲义配套课件（人教版2019）

　　　　 第十二章 电能 能量守恒定律 单元综合提升 概念梳理　构建网络 1 教考衔接　明确考向 2 易错辨析　强化落实 3 单元检测卷 4 内容索引 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 概念梳理　构建网络 返回 电能　 能量守恒定律 返回 教考衔接　明确考向 返回 真题1 (2023·海南高考)如图所示电路，已知电源电动势为E，内阻不计，电容器电容为C，闭合开关K，待电路稳定后，电容器上电荷量为 √ 鲁科版教材必修第三册P133·T11 如图所示电路中，E＝10 V，R1＝4 Ω，R2＝6 Ω，C＝30 μF，电源内阻可忽略。求： (1)闭合开关S，稳定后通过R1的电流； (2)将开关S断开后，流过R1的总电量。 衔接教材 2023年海南高考试题和鲁科版教材必修第三册P133·T11均考查了闭合电路中电容器电荷量的计算问题，该类习题既能考查闭合电路欧姆定律的应用，又能考查串、并联电路电压、电流的分配以及部分电路欧姆定律的应用，既考查学生对知识的掌握情况，又考查学生的综合能力。 衔接分析 真题2 (2023·浙江6月选考)在“测量干电池的电动势和内阻”的实验中 (1)部分连线如图1所示，导线a端应连接到_____(选填“A”“B”“C”或“D”)接线柱上。正确连接后，某次测量中电压表指针位置如图2所示，其示数为______V。 B 　1.20　 电压表测量的电压应为路端电压，开关应能控制电路，所以导线a端应连接到B处；干电池电动势约为1.5 V，则电压表选择0～3 V量程，分度值为0.1 V，题图中电压表读数为1.20 V。 (2)测得的7组数据已标在如图3所示U-I坐标系上，用作图法求干电池的电动势E＝___________________V和内阻r＝_____________________Ω。(计算结果均保留2位小数) 1.50(1.48～1.52均可)　 1.04(0.94～1.08均可) 作出U-I图像如图所示   根据闭合电路欧姆定律可得U＝E－Ir U-I图像纵轴截距为电源电动势，即E＝1.50 V U-I图像斜率的绝对值等于电源内阻，即r＝ Ω≈1.04 Ω。 人教版教材必修第三册P91·【参考案例1】 测量干电池的电动势和内阻 如图，把滑动变阻器的阻值调到某一较大的数值，分别测出电路中的电压U和电流I，并记录在预先绘制的表格中。不断减小电阻，得到多组电压U和电流I。作出U-I图像，求得干电池的电动势E和内阻r。 由于干电池的内阻较小，当电流I变化时，电压U的变化可能较小。为了得到更加精确的测量结果，作图时，电压轴的起点坐标一般不从0开始，应根据实验数据选择合适的起点坐标。 旧的干电池的内阻相对于新的干电池要大得多，容易 测量。实验中可以选择旧的干电池进行实验。 衔接教材 伏安法测电池的电动势和内阻是新课程标准中要求学生必做的实验之一，23年浙江6月选考试题考查了学生实验的操作、仪器读数、数据处理等知识，考查知识点较全面具体，全面考查了学生的实验能力，体现了科学探究物理学科素养。 衔接分析 真题3 (2023·湖北高考)某实验小组为测量干电池的电动势和内阻，设计了如图(a)所示电路，所用器材如下： 电压表(量程0～3 V，内阻很大)； 电流表(量程0～0.6 A)； 电阻箱(阻值0～999.9 Ω)； 干电池一节、开关一个和导线若干。 (1)根据图(a)，完成图(b)中的实物图连线。 答案： 实物连线如图所示。 (2)调节电阻箱到最大阻值，闭合开关。逐次改变电阻箱的电阻，记录其阻值R、相应的电流表示数I和电压表示数U。根据记录数据作出的U-I图像如图(c)所示，则干电池的电动势为______V(保留3位有效数字)、内阻为_______(保留2位有效数字)。 1.58　 0.64　 由电路结合闭合电路的欧姆定律可得U＝E－Ir 由题图(c)可知E＝1.58 V (3)该小组根据记录数据进一步探究，作出 -R图像如图(d)所示。利用图(d)中图像的纵轴截距，结合(2)问得到的电动势与内阻，还可以求出电流表内阻为______Ω(保留2位有效数字)。 2.5　 根据E＝I(R＋RA＋r) (4)由于电压表内阻不是无穷大，本实验干电池内阻的测量值______(填“偏大”或“偏小”)。 偏小 由于电压表内阻不是无穷大，则实验测得的是电压表内阻与干电池内阻的并联值，即实验中测得的干电池内阻偏小。 人教版教材必修第三册P92·T3 某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和家乡盛产的橙子制作了橙汁电池，他们用如图所示的实验电路测量这种电池的电动势E和内阻r。 衔接教材 电流表的内阻为100 Ω，量程为0～300 μA；电阻箱阻值的变化范围为0～9 999 Ω。 连接电路后，调节电阻箱R的阻值，得到的测量数据如表所示。 表　电阻箱R和电流表I的各组数据 请作出本实验的U-I图像(U为电阻箱两端的电压，I为通过电阻箱的电流)，根据U-I图像得出该橙汁电池的电动势和内阻。 R/kΩ 9 8 7 6 5 4 3 I/μA 92 102 115 131 152 180 220 可以通过不同方案测量电池的电动势和内阻，2023年湖北高考试题和人教版教材必修第三册P92·T3均考查了用电阻箱和电流表进行实验，均考查了学生实验设计能力和科学探究能力，两者考查形式基本相同。 衔接分析 返回 易错辨析　强化落实 返回 易错题1．电阻R和电动机M串联接到电路中，如图所示，已知电阻R跟电动机线圈的电阻值相等，开关接通后，电动机正常工作。设电阻R和电动机M两端的电压分别为U1和U2，经过时间t，电流通过R做功为W1，产生的热量为Q1，电流通过电动机做功为W2，产生的热量为Q2，则有 A．U1<U2，Q1＝Q2 B．U1＝U2，Q1＝Q2 C．W1＝W2，Q1>Q2 D．W1<W2，Q1<Q2 √ 电动机正常工作时是非纯电阻电路用电器，其两端电压U2>IR＝U1，B错误；电流做的功W1＝U1It，W2＝U2It，故W1<W2，C错误；产生的热量由Q＝I2Rt可判断知Q1＝Q2，A正确，D错误。 易错分析　非纯电阻电路中电流做功用W＝UIt进行计算，产生的热量仍可以用Q＝I2Rt进行计算，但W和Q不再相等，有的同学混淆非纯电阻电路与纯电阻电路，不理解这些公式的应用而出现错解。 易错题2．(多选)如图是某电源的伏安特性曲线，则下列结论正确的是 A．电源的电动势为6.0 V B．电源的短路电流为0.5 A C．电流为0.2 A时的外电阻是28.4 Ω D．电源的内阻为12 Ω √ √ 易错分析　电源的U-I图像的纵坐标可以不从0开始，部分学生做题时不认真看图而容易错选B项。 易错题3．(多选)如图所示，已知电源电动势E＝2 V，内 阻r＝0.5 Ω，小灯泡电阻R0＝2 Ω，滑动变阻器R最大阻 值为10 Ω。当开关闭合后，调节滑动变阻器，假设灯泡 电阻不随温度变化而变化，则 A．当滑动变阻器阻值调至0.5 Ω时，电源输出功率最大 B．当滑动变阻器阻值调至1.5 Ω时，灯泡最亮 C．当滑动变阻器阻值逐渐减小时，电源输出功率逐渐增大 D．当滑动变阻器阻值调至2.5 Ω时，滑动变阻器的电功率最大 √ √ 在电源内阻不变的条件下，外电路电阻与电源内阻越 接近，电源的输出功率越大，而由题知R0＝2 Ω、r＝ 0.5 Ω，R0＋R>r，所以当滑动变阻器的阻值逐渐减小 时，电源的输出功率逐渐增大，当滑动变阻器的阻值 调至零时，电源的输出功率最大，选项A错误，C正确；当滑动变阻器的阻值调至零时，电路中的电流最大，灯泡的功率最大，灯泡最亮，选项B错误；把电源和灯泡看作等效电源，内阻为R0＋r，当外电阻R＝R0＋r＝2.5 Ω时，等效电源的输出功率即滑动变阻器的电功率最大，选项D正确。 易错分析　不分析电路而机械地认为在任何情况下只要R＝r，电源的输出功率就最大而错选A；没有意识到灯泡电阻不变，当电路中电流最大时其功率最大而错选B。解题时要抓住电路的特征，弄清输出功率的计算方法，结合数学知识得出答案，而不是一味地套用结论。 易错题4．(多选)在如图所示的电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向下滑动时，四个理想电表的示数都发生了变化。若电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数变化量的大小分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示，下列说法正确的是 √ √ √ 返回 单元检测卷 返回 1．如图是磁报警装置中的一部分电路示意图，其中电 源电动势为E，内阻为r，R1、R2是定值电阻，RB是磁 敏传感器，它的电阻随磁体的出现而减小，c、d接报 警器。电路闭合后，当传感器RB所在处出现磁体时， 则通过电流表的电流I，c、d两端的电压U将 A．I变大，U变小 B．I变小，U变大 C．I变大，U变大 D．I变小，U变小 √ 当RB处出现磁体时，RB减小，总电阻减小，总电流变大，由U＝E－I(R1＋r)知U变小，则通过R2的电流变小，A的示数变大，A正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 2．电动机与小电珠串联接入电路，电动机正常工作时，小电珠的电阻为R1，两端电压为U1，流过的电流为I1；电动机的内电阻为R2，两端电压为U2，流过的电流为I2。则 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 3．(2024·山东临沂市期末)如图所示的电路中开关S接通后，电阻R1每通过1 C的电量放出2 J的热量，电阻R2上每通过1 C的电量放出4 J的热量，电阻R3与R1消耗电功率相等，则R1、R2、R3的电阻值之比是 A．1∶4∶4 B．1∶2∶2 C．1∶2∶4 D．2∶1∶1 √ 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 2 根据Q＝UIt＝Uq，电阻R1每通过1 C的电量放出2 J的热量，可知R1两端的电压U1＝2 V，电阻R2上每通过1 C的电量放出4 J的热量，可知R2两端的电压U2＝4 V，电阻R3与R2电压相等，由电阻R3与R1消耗的电功 率相等可知 ，可得电阻R3＝4R1， ＝2R1，可得R2＝R3，则R1∶R2∶R3＝1∶4∶4，故选A。 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 2 4．(2023·山东青岛期末)如图所示的U-I图像中，直线Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系，直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线，用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图像可知 A．R的阻值为2.5 Ω B．电源内阻为0.5 Ω C．电阻R的功率为1.5 W D．电源内阻消耗的功率为2 W √ 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 2 3 由图线Ⅱ可知，外电阻 故A错误； 根据U＝E－Ir，由图线Ⅰ可知，电源电动势E＝3.0 V， 短路电流I短＝2.0 A，电源内阻 故B错误；由两图线的交点坐标可知电源的路端电压 为1.5 V，干路电流为1.0 A，电阻R的功率P＝UI＝1.5 ×1.0 W＝1.5 W，故C正确；电源内部消耗的功率为P＝I2r＝12×1.5 W＝1.5 W，故D错误。 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 2 3 5．(2024·四川内江市高二上学期期末)如图所示，一直流电动机M与阻值R0＝4 Ω的电阻串联在电源两端，电源的电动势E＝10 V，内阻r＝1 Ω，用理想电压表测出电动机两端的电压U＝5 V，已知电动机线圈的电阻RM＝1 Ω。则下列说法中正确的是 A．通过电动机的电流为5 A B．电源内阻的电功率为2 W C．电动机线圈电阻的电功率为1 W D．电动机的输出功率为5 W √ 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 2 3 4 根据欧姆定律得回路中的电流 A错误；电源内 阻的电功率为P＝I2r＝1 W，B错误；电动机线圈电阻的电功率为PM内＝I2RM＝1 W，C正确；电动机的输出功率为PM出＝UI－I2RM＝5×1 W－1 W＝4 W，D错误。 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 2 3 4 6．(2024·福建龙岩市高二上学期期末)交警部门所用酒驾检测仪中的“电子鼻子”是氧化锡半导体，它是一种气敏电阻，吸附酒精气体后表面能态会发生改变，从而引起电阻率发生变化。RQ的阻值随酒精气体浓度的变化曲线，如图甲所示，图乙是含有气敏电阻RQ的电路。图中电源内阻很小，可忽略不计。当RQ吸附酒精气体浓度升高时 A．电阻RQ的阻值减小 B．干路中的电流增大 C．小灯泡L变亮 D．RQ消耗的功率增大 √ 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 2 3 4 5 由题图甲可知，当RQ吸附酒精气 体浓度升高时，电阻RQ的阻值增 大，电路总电阻增大，干路电流 减小，干路部分电阻R1、R2的电 压减小，并联部分电阻的电压增 大，小灯泡L中的电流增大，灯泡变亮，RQ支路中的电流减小，R0的电压减小，所以RQ的电压增大，但RQ消耗的功率不一定增大。故选C。 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 2 3 4 5 7．(2024·山东滕州市高二上学期期 末)如图甲所示，电源内阻r＝R0， 电阻R1＝0.25R0、灯泡L的电阻值 恒为1.5R0，R2是热敏电阻，其阻 值随温度变化的关系如图乙所示。 已知电流表为理想电表，则下列说法中正确的是 A．当温度升高时，灯泡L的亮度变亮 B．当温度升高时，电流表的示数减小，R1两端的电压减小 C．在0～80 ℃范围内，当温度为0 ℃时，灯泡L和R2的总功率最大 D．当温度为80 ℃时，R2的阻值为零，故电源的输出功率最大 √ 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 2 3 4 5 6 当温度升高时，R2的阻值减小，灯泡L和R2的并联电阻减小，并联部分分压减小，灯泡变暗，故A错误；当温度升高时，R2的阻值减小，总电阻减小，根据闭合电路的欧姆定律可知，电流变大，则电流表的示数变大，R1两端的电压增大，故B错误；将R1等效为电源内阻，当温度为0 ℃时，灯泡L和R2的并联电阻为 等效内阻为R等＝0.25R0＋R0＝1.25R0>R并，当等效电源内阻和外电阻相等时，并联部分功率最大，在0～80 ℃范围内，随温度升高，并联部分电阻变小，灯泡L和R2的总功率变小，所以当温度为0 ℃时，灯泡L和R2的总功率最大，故C正确；当电源内阻和外电阻相等时，电源输出功率最大，所以当灯泡L和R2的并联电阻为r－R1＝0.75R0时，电源输出功率最大，此时R2的阻值为1.5R0，对应的温度为20 ℃，故D错误。 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 2 3 4 5 6 8．(2024·福建三明市高二上学期期末)如图甲所示，用充电宝为一手机充电，其等效电路如图乙所示，在某段时间t内，充电宝的输出电压U、输出电流I恒定不变，手机电池的内阻为r，设手机电池获得的电能除发热外全部转化为化学能，则 A．充电宝输出的电功率为UI－I2r B．手机电池的热功率为I2r C．手机电池产生的焦耳热为 D．手机电池增加的化学能为UIt－I2rt √ √ 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 2 3 4 5 6 7 充电宝输出的电功率为P总＝UI，故A错误；手机电池的热功率为P热＝I2r，故B正确；手机电池不能看成纯电阻，则r≠ ，手机电池产生的焦耳热为Q＝I2rt≠ t，故C错误；根据能量守恒定律可知，充电宝输出的电功等于手机电池增加的化学能与手机电池内阻产生的焦耳热之和，即P总t＝ΔE＋Q，则手机电池增加的化学能为ΔE＝UIt－I2rt，故D正确。 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 2 3 4 5 6 7 9．在如图甲所示的电路中，电源电动势为3.0 V，内阻不计，L1、L2、L3为3个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。当开关闭合后，下列判断正确的是 甲 乙 A．灯泡L1的电阻为12 Ω B．通过灯泡L1的电流为灯泡L2的2倍 C．灯泡L1消耗的电功率为0.75 W D．灯泡L2消耗的电功率为0.30 W √ √ √ 9 10 11 12 1 13 14 15 16 2 3 4 5 6 7 8 当开关闭合后，灯泡L1两端的电压U1＝3 V，由题图乙读出其电流I1＝0.25 A，则灯泡L1的电阻R1＝ ＝12 Ω，功率P1＝U1I1＝0.75 W，故A、C正确；灯泡L2、L3串联，电压U2＝U3＝1.5 V，由题图乙读出其电流I2＝I3＝0.20 A，则灯泡L2、L3的功率均为P＝U2I2＝1.5×0.20 W＝0.30 W，故B错误，D正确。 9 10 11 12 1 13 14 15 16 2 3 4 5 6 7 8 10．(2024·山东菏泽市期末)图甲为一 款节能路灯，它的亮度随环境亮度的 改变而改变。原理如图乙所示，电源 的电动势为E、内阻为r，R0是定值电 阻，R0>r，R1是光敏电阻(光照强度变 大时，电阻变小)，R2是滑动变阻器。下列说法正确的是 A．若光照强度变小，则灯泡变亮 B．若光照强度变小，则通过电阻R0的电流变大 C．若光照强度不变，滑动变阻器R2的滑片下滑，则电流表的示数变大 D．若光照强度不变，滑动变阻器R2的滑片下滑，则电源的输出功率一定变小 √ √ 10 11 12 1 13 14 15 16 2 3 4 5 6 7 8 9 若光照强度变小，则R1的阻值变大，总电阻变大， 总电流减小，内阻r和R0上的电压减小，并联电路 的电压变大，则灯泡变亮，选项A正确，B错误； 若光照强度不变，滑动变阻器R2的滑片下滑，则 R2的阻值减小，总电阻减小，总电流变大，内阻 r和R0上的电压变大，并联电路的电压减小，即通过R1和灯泡L的电流减小，则电流表的示数变大，选项C正确；当电源外电阻等于电源内阻时输出功率最大，因R0>r，则外电阻大于电源内阻，当光照强度不变，滑动变阻器R2的滑片下滑时，外电阻减小，即外电阻向电源内阻靠近，则电源的输出功率一定变大，选项D错误。 10 11 12 1 13 14 15 16 2 3 4 5 6 7 8 9 11．(6分)(2024·福建福州六校联考)实验小组成员要测量一节未知电池的电动势和内阻。 (1)先用多用电表2.5 V量程粗测该电池 的电动势。将多用电表的红表笔与电 源的_____(选填“正”或“负”)极相 连，黑表笔与电池的另一电极相连， 多用电表的示数如图甲所示，则粗测电源电动势为________V。 正　 1.30　 多用电表电流从红表笔流入，黑表笔流出；由题图甲可知粗测电源电动势为E＝1.30 V。 11 12 1 13 14 15 16 2 3 4 5 6 7 8 9 10 (2)在U-I坐标系中描点作图，如图丙所示，由此测得电源的电动势E＝________V，电源的内阻r＝________Ω。(结果均保留3位有效数字) 1.45　 1.30　 11 12 1 13 14 15 16 2 3 4 5 6 7 8 9 10 根据闭合电路的欧姆定律可得E＝U＋Ir 则U＝E－Ir 可知U-I图像的纵轴截距等于电动势， 则有E＝1.45 V U-I图像斜率的绝对值等于内阻， 11 12 1 13 14 15 16 2 3 4 5 6 7 8 9 10 (3)利用图乙电路测得的值与真实值相比，E测________E真，r测________ r真。(均选填“大于”“等于”或“小于”) 小于 小于 11 12 1 13 14 15 16 2 3 4 5 6 7 8 9 10 由题图乙所示电路可知，由于电压表的分流作用，电流 表测得的电流小于流过电源的电流，电压表的分流作用 是造成系统误差的原因，当外电路短路时，电流的测量 值等于真实值，除此之外，由于电压表的分流作用，电 流的测量值小于真实值，电源的U-I图像如图所示，由 图像可知，电源的电动势和内阻的测量值都小于真实值。 11 12 1 13 14 15 16 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12．(8分)(2024·四川凉山州期末)小明为测量“遥控船载蓄电池”的电源电动势和内阻，利用电压表和电阻箱设计了如图甲所示的测量电路。已知该电池的电动势E约为10 V，内阻r约为50 Ω，且允许通过的最大电流为150 mA；电压表量程为0～15 V，内阻约2 kΩ；R为电阻箱，阻值范围为0～ 9 999 Ω；R0是定值电阻，起保护电路的作用。 12 1 13 14 15 16 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 根据以上所给条件，完成下列各小题： (1)实验室备有的定值电阻R0有以下几种规格，该实验应选用________(填入相应的字母)。 A．2 Ω B．20 Ω C．200 Ω D．2 002 Ω B 由于电池允许通过的最大电流为150 mA，则电路中的总电阻的最小值为R总＝ Ω≈66.67 Ω，由于电池内阻r约为50 Ω，为了确保安全，保护电阻至少应接入的电阻为66.67 Ω－50 Ω＝16.67 Ω，可知20 Ω的电阻符合要求。故选B。 12 1 13 14 15 16 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 (2)在图乙中，已正确连接了部分电路，请完成余下的电路连接。 答案： 12 1 13 14 15 16 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 根据电路图连接实物图，如图所示。 12 1 13 14 15 16 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 (3)该同学连接好实验电路后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值R，读出电压表的示数U；再改变电阻箱的阻值，取得多组数据，以 为横坐标，以 为纵坐标，代入数据可画出如图丙所示的图像，对应的函数方程表达 式为________________(用所给物理量的字母表示)。 12 1 13 14 15 16 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 (4)由图丙可得该电源电动势的测量值为______V，内阻测量值为______Ω。(结果均保留2位有效数字) 10 50 12 1 13 14 15 16 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13．(8分)(2024·安徽滁州中学高二上学期期末)某同学利用如图甲所示的电路测量电源的电动势E和内阻r。图中定值电阻和电流表内阻阻值之和为R1，操作步骤如下： Ⅰ.断开开关S，将电阻箱阻值调到最大 Ⅱ.闭合开关S，多次调节电阻箱的阻值，记录每次调节后的电阻箱的阻值R及电流表的示数I Ⅲ.选适当的坐标系，描点画出图乙，根据图像和其它条件求出电源的电动势E和内阻r 1 13 14 15 16 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 请完成下列填空： (1)物理量I、E、r、R、R1之间的关系式是：________________。 (2)为了直观地得到I与R的关系，该同学以电阻箱的阻值R为横轴，则图乙坐标系的纵轴y应取____(填物理量的符号)。 (3)图乙中图像横、纵截距分别为－a、b。根据(2)选取的y 轴，由图乙可求得电源的电动势E＝___，内阻r＝_____。 (4)电阻箱在此实验中起的主要作用有：______________ __________________(答出一点即可)。 E＝I(R＋R1＋r) a－R1 实现多次测量 (其他答案合理即可) 1 13 14 15 16 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 (1)由闭合电路的欧姆定律有E＝I(R＋R1＋r)。 (2)由题图乙可知图线是一次线性函数关系。根据(1)的表达式变形得到 (4)电阻箱可以实现多次测量。 1 13 14 15 16 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 14．(10分)在如图所示的电路中，R1是一滑动变阻器， R2为定值电阻。闭合开关，当滑动变阻器的滑片在最左 端时，路端电压U1＝16 V，电路中的电流I1＝0.2 A；当 滑片滑至最右端时，路端电压U2＝4 V，电路中的电流I2＝0.8 A。求： (1)电源的电动势E和内阻r； 答案：20 V　20 Ω　 滑动变阻器滑片在左、右两端时分别依据闭合电路欧姆定律列方程得 E＝U1＋I1r E＝U2＋I2r 联立并代入数据解得E＝20 V，r＝20 Ω。 1 13 14 15 16 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 (2)定值电阻R2的阻值； 答案：5 Ω　 滑片在最右端时，R1＝0，所以R2＝ 代入数据解得R2＝5 Ω。 (3)滑动变阻器R1的最大阻值。 答案：75 Ω 滑片在最左端时R1接入电路的阻值最大，即R1max＋R2＝ 代入数据解得R1max＝75 Ω。 1 13 14 15 16 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15．(10分)利用电动机通过如图所示的电路提升 重物，已知电源电动势E＝6 V，电源内阻r＝1 Ω， 电动机内阻r0＝2 Ω，电阻R＝3 Ω，重物质量m＝ 0.10 kg。当电动机以稳定的速度匀速提升重物时，理想电压表的示数为U＝5.5 V。不计空气阻力和摩擦，取g＝10 m/s2。求： (1)电源的总功率； 答案：3 W　 由闭合电路欧姆定律可得 电路中的电流为I＝ ＝0.5 A 电源的总功率为P＝EI＝3 W。 1 13 14 15 16 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 (2)电动机的输入功率P入； 答案：2 W　 电动机两端的电压为U2＝U－IR＝4 V 电动机的输入功率为P入＝U2I＝2 W。 1 13 14 15 16 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 (3)重物匀速上升时的速度大小v。 答案：1.5 m/s 电动机的热功率为P热＝I2r0＝0.5 W 电动机的输出功率为P出＝P入－P热＝1.5 W 重物匀速上升时有P出＝mgv 解得v＝1.5 m/s。 1 13 14 15 16 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 16．(12分)图甲中滑动变阻器的滑片从 一端滑到另一端的过程中，两电压表的 读数随电流表读数的变化情况如图乙中 的AC、BC两直线所示。不考虑电表对 电路的影响。 (1)电压表V1、V2的示数随电流表示数的变化图像应分别为U-I图像中的哪一条直线？ 答案：V1对应AC　V2对应BC　 当滑动变阻器的滑片向左移动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电路中的电流增大，定值电阻R0的电压增大，路端电压减小，由题图分析可得V1对应AC、V2对应BC。 1 13 14 15 16 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 (2)定值电阻R0、滑动变阻器的最大电 阻Rmax分别为多少？ 答案：3 Ω　12 Ω　 1 13 14 15 16 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 (3)求出电源的电动势和内阻； 答案：8 V　1 Ω　 因为U2＝E－Ir 所以E＝U2＋Ir＝7.5 V＋0.5×1 V＝8 V。 1 13 14 15 16 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 (4)滑动变阻器的最大功率是多少？ 答案：4 W 当R＝R0＋r＝4 Ω时，滑动变阻器的功率最大， 返回 1 13 14 15 16 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 谢 谢 观 看 ！ 第十二章 电能 能量守恒定律 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 A．CE B．CE C．CE D．CE 电路稳定后，由于电源内阻不计，则整个回路可看成3R、2R的串联部分与R、4R的串联部分并联，若取电源负极为零电势点，则电容器上极板的电势为φ上＝·2R＝，电容器下极板的电势为φ下＝·4R＝，则电容两端的电压U下上＝φ下－φ上＝，则电容器上的电荷量为Q＝CU上下＝CE，故选C。 内阻r＝ Ω≈0.64 Ω。 可得＝·R＋ 由题图(d)可知＝2 解得RA≈2.5 Ω。 U-I图线在U轴的截距为电源电动势，即E＝6.0 V，故A正确；U-I图线斜率的绝对值为电源的内阻，即r＝ Ω＝1.6 Ω，故D错误；电流为0.2 A时的外电阻是R＝－r＝28.4 Ω，故C正确；电源的短路电流为I0＝＝3.75 A，故B错误。 A．不变，不变 B．变小，变小 C．变小，不变 D．变小，不变 根据欧姆定律可得＝＝R1，为定值，选项A正确；P向下滑动，R2接入电路的阻值变小，且＝R2，而＝＝R1＋r不变，选项B错误，C正确；因为＝R1＋R2且R2减小，所以变小，而＝r不变，选项D正确。 易错分析　滑动变阻器的滑片P向下滑动时，R2接入电路的阻值减小，误认为R2＝＝而错选B。对于定值电阻来说，其两端的电压变化量ΔU与电流变化量ΔI的比值为定值，等于其电阻的大小，即R＝＝；对于变化的电阻，它两端的电压变化量与电流变化量的比值不等于其阻值，即R＝≠。 A．I1<I2 B．> C．＝ D．< 电动机和小电珠串联接入电路，故I1＝I2，A错误；电动机正常工作时是非纯电阻电路用电器，满足I2<，小电珠是纯电阻电路用电器，满足I1＝，又I1＝I2，故<，变式可得<，D正确，B、C错误。 ＝ R＝＝ Ω＝1.5 Ω， r＝＝ Ω＝1.5 Ω， I＝＝ A＝1 A， R并＝＝R0， t 则有r＝ Ω＝1.30 Ω。 ＝＋· 根据闭合电路欧姆定律有U＝E－ 变形得＝＋·。 由＝＋·结合图丙有＝0.1 V-1，＝ Ω/V，解得E＝10 V，r＝50 Ω。 的关系式是＝R＋ 所以电阻箱的阻值R为横轴，坐标系的纵轴y应取。 (3)从(2)得到的函数关系式的斜率和纵截距有＝，＝b 联立解得E＝，r＝a－R1。 由题意得R0＝＝ Ω＝3 Ω 当滑动变阻器取最大值时，电流最小且Imin＝0.5 A， 而UR＝U2－U1＝7.5 V－1.5 V＝6 V 所以Rmax＝＝ Ω＝12 Ω。 内阻r＝＝ Ω＝1 Ω 最大功率是Pmax＝＝ W＝4 W。 $$