第12章 电能能量守恒定律-【三清必刷】2025-2026学年高二物理必修第三册（人教版2019）

— 26 — 第十二章 电能 能量守恒定律 (时间:75分钟 满分:100分) 􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌 􀤌 􀤌 􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌 􀤌 􀤌 􀦌 􀦌 􀦌􀦌 【名师推好题】 第13题,本题以电动平衡车工作原理为背景,考查学生对于非纯电阻电路电功 率及输出功率计算的能力,值得推荐. 第Ⅰ卷(选择题 共46分) 一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分.每小题只有一个选项符合题目要求) 1.有关能源与可持续发展,下列正确的是 ( ) A.因为能量在转化过程中是守恒的,所以是不会有能源危机的 B.电能是广泛使用的一次能源 C.目前的核电站都是利用核聚变释放的核能来发电的 D.以风能,太阳能等为代表的可再生能源是未来理想能源的一个重要发展方向 2.扫地机器人是一种智能家用电器,其主要原理是利用自身携带的小型吸 尘部件对地面进行吸尘清扫,某品牌的扫地机器人的电机内阻为r,正常 工作时输入电压为U,工作电流为I.以下说法正确的是 ( ) A.扫地机器人工作时,将电能全部转化为机械能 B.t时间内扫地机器人消耗的电能为UIt C.工作电流I=Ur D.扫地机器人电机的输入功率为UI+I2r 3.一车载加热器(额定电压为24V)发热部分的电路如图所示,a、b、c是三 个接线端点,设ab、ac、bc间的功率分别为Pab、Pac、Pbc,则 ( ) A.Pab>Pbc B.Pab=Pac C.Pac=Pbc D.Pab<Pac 4.如图是一块手机电池的标签(部分参数:电压3.7V,容量550mAh,充电限制电压4.2V),则下 列说法正确的是 ( ) A.电池的电动势为3.7V B.电池的电动势为4.2V C.电池的放电电流为550mA D.电池产生的电能为550mAh 5.如图直线A 为某电源的U-I图线,曲线B 为某小灯泡L的U-I图线的一部分,用 该电源和小灯泡L串联起来组成闭合回路时灯泡L恰能正常发光,则下列说法 中正确的是 ( ) A.灯泡L的额定电压为4V B.灯泡L的额定功率为6W C.小灯泡随电流增大时其电阻减小 D.电源的效率为50% 6.如图为多用电表欧姆挡的原理示意图,其中电流表的满偏电流为300μA,内阻 Rg=100Ω,调零电阻的最大值R0=50kΩ,电池电动势E=1.5V,两表笔短接调 零后,用它测量电阻Rx,当电流计指针指在满刻度的 1 3 时,则Rx 的阻值是( ) A.5kΩ Rx 左侧表笔为红色 B.5kΩ Rx 右侧表笔为红色 C.10kΩ Rx 左侧表笔为红色 D.10kΩ Rx 右侧表笔为红色 7.如图所示,电路中开关闭合时,灯泡A、B 均能正常发光.若电阻R2 发生断 路,其余元件正常,则 ( ) A.灯泡A 变暗 B.电容器带电荷量增大 C.灯泡A 电压变化量ΔUA 大于灯泡B 电压变化量ΔUB D.电源的总功率变大 二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分.每小题有多个选项符合题目要求,全部选对得 6分,选对但不全的得3分,选错的得0分) 8.如图所示,一灯泡L和直流电动机M串联接入电压恒为10V的电路中,此时标有“3V 1.5W” 字样的小灯泡L恰好正常发光,已知直流电动机的内阻RM=2Ω.下列说法正确的是 ( ) A.电动机的输入功率为3.5W B.电动机的输出功率为2.5W C.整个电路消耗的功率为5W D.电动机的效率约为83.3% 9.如图,三个电阻R1、R2、R3 的阻值均为R,电源的内阻r<R,c为滑动变阻器的中点.闭合开关后, 将滑动变阻器的滑片由c点向a 端滑动,下列说法正确的是 ( ) A.R2 消耗的功率变小 B.R3 消耗的功率变大 C.电源输出的功率变大 D.电源内阻消耗的功率变大 第8题图 第9题图 第10题图 10.如图所示,电源的电动势E=12V,内阻r=2Ω,R1=1Ω,R2=3Ω,R3=10Ω,R4=4Ω,R5 为电 阻箱,调节范围为0~10Ω,电容器C=10μF,电容器的下极板接地,两极板正中间有一点P(未 标出),初始时刻开关S断开,R5=0,则下列说法正确的是 ( ) A.若将电容器的下极板稍向下移动,则P 点的电势减小 B.闭合开关S后,流过R3 的电荷量Q=1.5×10-5C C.将电阻箱调到12Ω后再闭合开关S,稳定后电容器上的电量为0 D.闭合开关S后,将电阻箱从0开始逐渐调到最大值,电源的输出功率先增大后减小 — 25 — — 28 — 第Ⅱ卷(非选择题 共54分) 三、非选择题(本题共5小题,共54分) 11.(10分)如图甲所示为测量一节蓄电池的电动势和内阻的实验电路图.除蓄电池、滑动变阻器、开 关、导线外,可供使用的实验器材还有: A.电流表A1(量程0.6A,内阻约0.5Ω); B.电流表A2(量程3A,内阻约0.1Ω); C.电压表V1(量程3V,内阻定值电阻约1kΩ); D.电压表V2(量程15V,内阻约5kΩ); E.定值电阻R1(阻值1Ω,额定功率约5W); F.定值电阻R2(阻值10Ω,额定功率约50W); (1)实验中电压表应选用 ;电流表应选用 ;定值电阻应选用 ;(均填器 材前的字母序号) (2)实验测得蓄电池路端电压U 随电流I 变化的U-I 图像如图乙所示,则该蓄电池的电动势为 V;内阻为 Ω; (3)本实验测量值与真实值相比较E真 E测,r真 r测.存在系统误差的原因主要是 . 12.(12分)实验室有如下器材: A.电池组(电动势E=3V,内阻未知); B.电流表A1(量程0~50mA,内阻约为1.0Ω); C.电流表A2(量程0~3mA,内阻为1.0Ω); D.电阻箱R0(阻值0~9999.9Ω); E.滑动变阻器R(阻值0~10.0Ω); F.开关一只,导线若干. (1)为了测出电池组的内阻,设计了如图所示的电路,该电路测出的内阻与真 实内阻相比,测量值 (填“偏大”“不变”或“偏小”); (2)若将电流表A2 改装为量程为0~3V的电压表,则需将电阻箱和电流表 (填“串联”或“并联”),并将阻值调为 Ω; (3)若用实验室提供的器材测量一阻值为二十几欧姆的电阻Rx,在虚线框里画出实验电路图,并 标明所用器材的符号; 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 (4)根据(3)设计的电路图,利用所标的器材符号写出测量未知电阻Rx 的表达式 (两电 表的示数用I1、I2 表示,两电表的阻值用RA1、RA2表示). 13.(10分)电动平衡车是一种绿色环保、智能时尚的代步工具,它利用车体内 部的陀螺仪和加速度传感器来检测车体姿态的变化,通过伺服控制系统驱 动电机进行相应调整,以保持正常工作.某平衡车使用的电机额定功率P= 700W,额定电压U=35V,车身自重m=15kg,设平衡车行驶时受到的阻 力为人和车总重的0.1倍,小明质量 M=65kg,重力加速度g=10m/s2. 当小明以速度v=5m/s驾驶平衡车在公路上匀速行驶时,电机恰好达到额定功率.求 (1)5分钟内电机所消耗的电能; (2)电机的输出功率; (3)电机的内阻. 14.(10分)如图所示,电源的电动势E=8V,三个定值电阻的阻值相同且R= 7.5Ω,电容器的电容C=2pF,闭合电键,电路稳定后,理想电流表的示数 为I=0.50A.求: (1)电源的内阻; (2)电容器的带电量; (3)电源的输出功率及其效率. 15.(12分)如图甲所示的电路中,R1、R2 均为定值电阻,且R1= 100Ω,R2 阻值未知,R3 为一滑动变阻器.当其滑片P 从左 端滑至右端时,测得电源的路端电压随电源中流过的电流 变化图线如图乙所示,其中A、B 两点是滑片P 在变阻器的 两个不同端点得到的.求: (1)电源的电动势和内阻; (2)定值电阻R2 的阻值; (3)滑动变阻器的阻值为多少时,滑动变阻器消耗的功率最大,消耗的最大功率值为多少. — 27 — —60 — 流经电阻R2 的电流 I2= UAB R2 =1010A=1A 流经电阻R1 的电流 I1=1A 则流过电阻R3 的电流 I3= I1 2=0.5A 所以流过电流表的电流 IA=I2+I3=1A+0.5A=1.5A. 答案 (1)5Ω (2)1.5A 第十二章 电能 能量守恒定律 1.D [能源在转化过程中虽然守恒,但并不是所有的能源都能够被 人类所利用,目前作为人类主要能源的化石能源正逐渐被消耗,A 错误;电能不能从自然界直接获取,是二次能源,B错误;核电站是 通过核裂变来发电的,C错误;以风能,太阳能等为代表的可再生 能源是未来理想能源的一个重要发展方向,D正确.故选D.] 2.B [扫地机器人工作时,电动机内阻上会发热,故电能转化为机械 能和内能,A错误;据电功的定义可知,t时间内扫地机器人消耗的 电能为UIt,B正确;由于电动机为非纯电阻电路,故工作电流I≠ U r .C 错误;扫地机器人电机的输入功率为UI,D错误.故选B.] 3.D [接ab,则电路的总电阻为Rab= 9R(R+9R) R+9R+9R= 90R 19 ,接ac,则 电路的总电阻为Rac= R(9R+9R) R+9R+9R= 18R 19 ,接bc,则电路的总电阻 为Rbc= 9R(R+9R) R+9R+9R= 90R 19 ,由题知,不管接那两个点,电压不变, 为U=24V,根据P=U 2 R ,可知Pab=Pbc<Pac,故选D.] 4.A [标签参数电压3.7V即为电池的电动势,A正确,B错误;由 标签参数容量q=550mAh指的是电池储存的电荷量,电池的放 电电流和外电路有关,无法确定,CD错误.故选A.] 5.B [电源的U-I图线与小灯泡L的U-I图线的交点为小灯泡的工 作状态,此时小灯泡正常发光,小灯泡的额定电压为3V,此时电 流为2A,则灯泡L的额定功率P=UI=6W,故B正确,A错误; 根据图像可知小灯泡随电流增大时,其电阻逐渐增大,故C错误;由 图可知电源的电动势E=4V,电源的效率η= U E = 3 4×100%= 75%,故D错误.故选B.] 6.C [满偏时Ig= E R内 ,当电流计指针指在满刻度的1 3 时,1 3Ig= E R内 +Rx ,解得Rx=10kΩ.Rx 左侧表笔内部接电源的负极,则为 红色.故选C.] 7.C [整个并联部分的电压U1 增大干路电流减小,电阻R1 上的电 流I1 增大,通过灯泡B 和电阻R3 的总电流减小,则灯泡B 和电阻 R3 并联电压减小,故灯泡B 变暗,灯泡A 两端电压UA=U1-UB 增大,灯泡A 变亮,A错误;由路端电压U=E-Ir可知,路端电压 增大干路电流减小,电阻R4 两端电压U4 减小,电容器两端电压减 小,带电荷量减小,B错误;灯泡B 电压变化量ΔUB=UB-U'B,灯 泡A 电压变化ΔUA=(U'1-U'B)-(U1-UB)=(U'1-U1)+(UB -U'B)故ΔUA>ΔUB,C正确;当电阻R2 发生断路时,整个回路总 外电阻变大,由闭合电路欧姆定律,回路电流I减小,电源的总功 率P=IE 减小,D错误.故选C.] 8.AC [小灯泡L恰好正常发光,其电压为额定电压3V,则电动机 的电压为UM=U-UL=7V,小灯泡的额定电流是电动机的电流, 有I=PUL =1.53 A=0.5A ,则电动机的输入功率为P入 =UMI= 3.5W,A正确;对电动机由能量守恒有P入 =P出 +I2RM,解得电 动机的输出功率为P出 =P入 -I2RM=(3.5-0.25×2)W=3W,B 错误;整个电路消耗的功率为P总 =UI=10×0.5W=5W,C正 确;电动机的效率约为η= P出 P入 ×100%= 3 3.5×100%≈85.7% ,D 错误.故选AC.] 9.CD [把等效电路画出,如图 设Rca=Rx,Rcd =R滑 -Rx,则R外 =R+ (R+Rx)(R+R滑 -Rx) R+R+R滑 , 当Rx= R滑 2 时,R外 有最大值,当滑动变阻器的滑片由c点向a 端 滑动时,Rca减小,Rcd 增大,易得:R外 减小,R总 =R外 +r减小,I1= E R总 增大,故电源内阻消耗的功率Pr=I21r增大,故D正确,UR3+Rcb =UR2+Rca =E-I1(r+R1)减 小,I3= UR3+Rcb R3+Rcb 减 小,故 PR3= I32R3 减小,故B错误,而I2=I1-I3 增大,故PR2=I22R2 增大,故 A错误,根据电源输出功率与R外 的关系图可知,当R外>r时,R外 减小电源输出功率越大,故C正确.] 10.BC [当开关S断开时,R3、R4 和R5 断路,R1、R2 串联,电容器的 电压等于R2 所分的电压;当开关S闭合时,R3 断路,R1、R2 串 联,R4、R5 串联后再并联,电容器的电压等于R1 和R4 所分的电 压差.开关S断开时,将电容器的下极板稍向下移动,电容器的电 压U 不变,电容器的下极板接地,其电势为零.设电容器间距离为 d,P点与上极板的距离为x,则P点的电势为φ=U- U dx ,可知将 电容器的下极板稍向下移动,d 增大,x、U 不变,故P 点电势增 大,故A错误;开关S断开时,电容器的电压U1= R2 R1+R2+r E= 3 1+3+2×12V=6V ,此时电容器的电荷量为Q1=CU1=10× 10-6×6C=6×10-5C,上极板为正,下极板为负;开关S闭合 时,由于R5=0,此时电容器电压依然为R2 电压,外电路总电阻 为R=R4 (R1+R2) R1+R2+R4 =4×44+4Ω=2Ω ,路端电压为U=R· ER+r= 12 2+2×2V=6V ,电容器板间电压U2= R2 R1+R2 U= 31+3×6V= 4.5V,此时电容器电荷量为Q2=CU2=10×10-6×4.5C=4.5 ×10-5C,上极板为正,下极板为负,故流过R3 的电荷量Q=Q1 -Q2=6×10-5C-4.5×10-5C=1.5×10-5C,故B正确;将电 阻箱调到12Ω后再闭合开关S时,由于 R1 R2 = R4 R5 ,可知电容器两 端的电压为零,所以电容器所带的电荷量为零,故C正确;闭合开 关S时,外电阻R=r,此时电源的输出功率最大,在电阻箱从0 开始逐渐调到最大值过程,外阻R 一直增大,故电源的输出功率 一直减小,故D错误.故选BC.] 11.解析 (1)由于蓄电池的电动势为2V,因此电压表应选量程为 3V的电压表V1;回路中的电流不易过大,由U-I 图像可知,最大 电流不超过0.6A,因此电流表应选 A1;定值电阻若选10Ω,则 回路中的电流不可能超过0.2A,此时电流表测量不准确,因此 只能选R1; (2)根据闭合电路欧姆定律可知U=E-Ir 因此图像 与 纵 轴 的 交 点 为 电 动 势,图 像 斜 率 的 绝 对 值 为 内 电 阻,则 E=1.96V,r= ΔUΔI = 1.96-1.64 0.60 Ω=0.53Ω ; (3)由于电压表不是理想电压表,流过内电阻的电流为流过电流 表的电流与流过电压表的电流之和,根据闭合电路欧姆定律可知 U=E-(IA+IV)r 从理论上,当电流表示数为零时,仍有电离流过电压表,此时 E测 =E真 -IV·r<E真 测电源内电阻相当于伏安法测电阻的电流表的外接法,测量值偏 小,即r测<r真 产生误差的主要原因是:电压表的分流作用. 答案 (1)C A E (2)1.96 0.53 (3)> > 电压表的分 流作用 12.解析 (1)利用如题图所示的电路图测电池组的内阻,根据闭合 电路欧姆定律有 I= ERA2+R0+r 由于电流表A2 的内阻已知,该电路测出的内阻与真实内阻相比, 测量值不变; (2)将电流表A2 改装为量程为0~3V的电压表,量程变大,改装 成电压表需要串联电阻; 根据欧姆定律得3mA= 3VRA2+R0 可知需串联电阻阻值为 R0=999.0Ω; (3)由于滑动变阻器的阻值小于电阻Rx 的阻值,为使电路方便调 节,电路选择分压电路,由于改装后的电压表内阻已知,故选择电 流表外接,电路图如图所示 (4)由串并联电路特点可知 I1= I2(R0+RA2) Rx +I2 可得Rx= I2(R0+RA2) I1-I2 . 答案 (1)不变 (2)串联 999.0 (3) (4)Rx= I2(R0+RA2) I1-I2 13.解析 (1)300秒(5分钟)内,电机所消耗的电能:E=W=Pt, 解得:E=2.1×105J; (2)由匀速运动可知,牵引力:F=Ff=0.1(m+M)g 解得:F=80N 电机输出功率:P输出 =Fv=400W; (3)电机的热功率:P额 =P-P输出 =700W-400W=300W 由P=UI得,I=PU =20A 由P额 =I2R 得:R=P I2 =0.75Ω. 答案 (1)2.1×105J (2)400W (3)0.75Ω 14.解析 (1)分析电路,闭合电键,电路稳定后,电容器相当于断路, 则两电阻串联,电流表的示数为I=0.50A, 根据闭合电路欧姆定律可知,E=I(2R+r) 代入数据解得:r=1Ω; (2)电容器两端电压等于并联电路两端电压, 根据欧姆定律可知,U=IR=3.75V, 根据电荷量公式可知,Q=CU=7.5×10-12C; (3)根据能量守恒定律可知,电源的输出功率:P出 =P-I2r=8× 0.5W-0.52×1W=3.75W. 电源的效率:η= P出 P = 3.75 8×0.5×100%=93.75%. 答案 (1)1Ω (2)7.5×10-12C (3)3.75W 93.75% 15.解析 (1)根据闭合电路欧姆定律有E=U+Ir 结合图中数据得 E=16+0.2r E=4+0.8r 联立解得 E=20V r=20Ω; (2)滑片P 在变阻器右端时,R1、R3 被短路,电路的总电阻最小, 总电流最大,则外电阻只有定值电阻R2,所以有 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 — 59 — —62 — R2= U2 I2 = 40.8Ω=5Ω ; (3)当外电阻等于电源内阻时电源的输出功率最大,则有 R外 =r=20Ω 而R外 =R并 +R2 R并 = R1R3 R1+R3 代入数据解得R3=17.65Ω 输出功率的最大值为 Pm= E2r 2 r=E 2 4r=5W. 答案 (1)20V 20Ω (2)5Ω (3)17.65Ω 5W 第三次月考滚动检测卷 1.C [电阻率反映材料的导电性能,导体对电流的阻碍作用除与电 阻率有关,也与导体的长度和横截面积有关,故 A错误;金属的电 阻率随温度升高而增大,半导体的电阻率随温度升高而减小,故B 错误;银材料的电阻率比锰铜合金的电阻率小,故C正确;电阻率 反映材料的导电性能,不会因导体形状改变而改变,故D错误.故 选C.] 2.C [根据R=ρ L S . 把A 导线对折后绞合起来,则有RA =ρ 1 2L 2S =R4 把B 导线均匀拉长到原来的2倍,则有RB=ρ 2L 1 2S =4R. 加上相同的电压后,有IA= U RA =4UR ,IB= U RB =U4R. 则有IA∶IB= 16∶1,根据q=It.可知在相同时间内通过它们的电荷量之比为 16∶1.故选C.] 3.C [在I-U 图线中斜率的倒数表示电阻,由图线可知R1<R2,AB 错误;R1 和R2 并联后的总电阻比任何一个分电阻都小,斜率更 大,则总电阻的I-U 图线应在区域Ⅰ,C正确.R1 和R2 串联后的 总电阻比任何一个分电阻都大,斜率更小,则总电阻的I-U 图线应 在区域Ⅲ,D错误;故选C.] 4.A [将电压表与电阻R1 并联时,电压表的读数为6V,则电阻R2 两端的电压为4V.将电压表与电阻R1 并联,则其并联的总电阻 小于R1, R并1 R2+R并1 ·U=6V, R2R2+R并1 ·U=4V;若将电压表与电 阻R2 并联,则其并联的总电阻小于R2,根据串联电阻的电压分配 可知, R并2 R并2+R1 U< R2R2+R1 U< R2R2+R并1 U=4V,所以电压表的读 数将小于4V,故A正确,BCD错误;故选A.] 5.B [微安表并联一个小电阻 改装成大量程的电流表,串联 一个大电阻改装成大量程的 电压表,改装图如图所示,当 接O、a接线柱时改装为电流 表,根 据 并 联 电 路 特 点 得 IgRg= (I - Ig )R1,代 入 数 据 解 得 R1 = IgRg I-Ig = 1×10-3×90 10×10-3-1×10-3 Ω=10Ω.当接O、b接线柱时改装为电压表, 根据串 联 电 路 特 点 得 IgRg+IR2 =U,解 得 R2 = U-IgRg I = 3-1×10-3×90 10×10-3 Ω=291Ω. 故B正确,ACD错误.故选B.] 6.B [灯泡不亮,说明电路断路或短路,电压表接e、f端时有示数且 接近电源电动势,说明有电流通过电压表,e、f 间以外其他部分电 路接通,电压表接c、d时无示数,说明e、f间灯泡断路.故选B.] 7.D [当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,两电阻串联,甲电压表 测电源的电压,乙电压表测R2 两端的电压,已知U甲 ∶U乙 =5∶4. 因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R1、R2 两端的电压 之比 U1 U2 = U甲 -U乙 U乙 = 1 4. 因串联电路中各处的电流相等,所以,由 I=UR . 可得,两电阻的阻值之比R1 R2 = U1 I U2 I =14. 当开关S断开,甲、 乙两表为电流表时,两电阻并联,电流表甲测通过R2 支路的电流, 电流表乙测干路电流,因并联电路中各支路两端的电压相等,所 以,R1、R2 两支路的电流之比 I1 I2 = U R1 U R2 =41. 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,两表示数之比 I甲 I乙 = I2 I1+I2 =15 ,故选D.] 8.ABD [由电路中的电压关系可得电阻R 的分压UR=U-UV= 16V-11V=5V 流过电阻R 的电流IR= UR R =5A. 即电流表的示数为5A,故A正确; 通过电动机的电流 IM=IR=5A 电动机的分压 UM=UV=11V 输入电动机的电功率 P电 =IMUM=55W 电动机的发热功率 P热 =IM2·r=5W 故B正确; 电动机输出的机械功率 P出 =P电 -P热 =50W 故C错误; 又因P出 =mgv 所以m=P出gv=10kg 故D正确.故选ABD.] 9.BC [电压表示数有明显变化,说明电流表内阻较大,分压较大, 应采用电流表外接法,即S接a,可减小误差,此时电流测量值偏 大,电阻测量值偏小,A错误B正确;电流表示数有明显变化,说明 电压表内阻较小,分流较大,应采用电流表内接法,即S接b,可减 小误差,此时,电压表示数偏大,电阻测量值偏大,C正确,D错误. 故选BC.] 10.AD [当滑动变阻器R4 的滑片向b端移动时,电阻减小,通过 “串反并同”,与其串联的元件:R1、R2、电流表;与其并联的元件: 电压表、R3、电容器,故电压表读数减小,电流表读数增大,R3 上 消耗的功率逐渐减小,电容器的电压减小,因为带电质点P 原处 于静止状态 mg=qE=qUd . 当电容器的电压减小时,mg>qUd ,质点P 将向 下运动.故选AD.] 11.解析 (1)指针位置如图中虚线a所示时,偏角过大,说明待测电 阻阻值较小,应该把倍率调小,故倍率应选“×10”挡.每次更换倍 率都要将红黑表笔短接,欧姆调零后再测量.测量时为了防止人 体与待测电阻并联不应用手触碰红黑表笔金属杆.实验完毕,应 将选择开关 置 于“OFF”挡 或 交 流 电 压 最 高 挡.故 AC错 误,BD 正确; (2)欧姆表读数为15×10Ω=150Ω; (3)A.测电压时,应将多用电表与待测电阻并联,且电流由红表 笔流入多用电表,故甲图错误,A错误;B.测电流时,应将多用电 表串联在电路中,图中所示为电流从黑表笔流入,是不正确接线, 故图乙的连接方式正确,B正确;C.测电阻时,应将电阻与外电路 断开,丙图错误,C错误;D.测二极管的正向电阻时,应让多用电 表黑表笔流出的电流流入二极管的正极,按图丁的连接方式测量 是正确的,D正确.故选BD. 答案 (1)BD (2)150 (3)BD 12.解析 (1)金属丝的直径为 D=0.5mm+10.0×0.01mm=0.600mm; (2)①根据所给电源以及Rx 的阻值可知Rx 两端的最大电压约 为3V,通过Rx 的最大电流约为0.6A,为了使电表指针能够有 适当的偏转幅度从而减小读数误差,电流表应选择A1,电压表应 选择V1.由电路图可知滑动变阻器采用分压式接法,为了便于控 制分压,应选择最大阻值较小的R1; ②根据欧姆定律有 Rx= U I 根据电阻定律有 Rx=ρ L S = 4ρL πD2 联立解得 ρ= πUD2 4IL 答案 (1)0.600 (2)①A1 V1 R1 ② πUD2 4IL 13.解析 (1)理想电流表用导线代替,电势相等的点用同一字母标 出,如图甲所示,可见R1、R2、R3 都连接在 A、B 两点间,三者并 联,等效电路如图乙所示 设A、B 两点间电压为U,则流过三个电阻的电流分别为 I1= U R1 =U2R ,I2= U R2 =U3R ,I3= U R3 =U5R 可得三个电阻中的电流之比为 I1∶I2∶I3= 1 2∶ 1 3∶ 1 5=15∶10∶6 ; (2)电流表A1 测量的是流过R2、R3 的电流,故电流表 A1 的读 数为 IA1=I2+I3= U R2 +UR3 电流表A2 测量的是流过R1、R2 的电流,故电流表A2 的读数为 IA2=I1+I2= U R1 +UR2 代入数据可得两电流表的示数之比为 IA1∶IA2=16∶25. 答案 (1)15∶10∶6 (2)16∶25 14.解析 (1)S断开时,根据闭合电路欧姆定律可得 I1= E R+r0 代入数据解得 r0= E I1 -R=1Ω; (2)S闭合时,路端电压为 U=E-I2r0=(40-4.0×1)V=36V 流过R 的电流大小为 IR=1.5A 流过电动机的电流大小为 I=I2-IR=(4.0-1.5)A=2.5A 电动机发热消耗的功率为 P热 =I2r=(2.52×0.4)W=2.5W 电动机转化为机械能的功率 P机 =UI-P热 =87.5W; (3)S闭合时电源输出功率为 P=UI2=144W 电源的效率为 η= UI EI×100%=90%. 答案 (1)1Ω (2)2.5W 87.5W (3)144W 90% 15.解析 (1)由闭合电路的欧姆定律得 E=U+IR 将图像中A、B 两点的电压和电流代入得 E=16+0.2r E=4+0.8r 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 — 61 —