专题04 电路中的定理、方法与技巧的应用分析（期中真题汇编，云南专用）高二物理上学期

电路中的定理、方法与技巧的应用分析 【必备考点与技巧】 一、串并联电路的比较 电路类型 串联 并联 定义 把几个导体元件依次首尾相连的方式叫电路的串联。 把几个元件的一端连在一起另一端也连在一起，然后把两端接入电路的方式叫做电路的并联。 电路图 电流 I＝I1＝I2＝…＝In I＝I1＋I2＋…＋In 电压 U＝U1＋U2＋…＋Un U＝U1＝U2＝…＝Un 电阻 R＝R1＋R2＋…＋Rn ＝＋＋…＋ 功率 P总＝UI＝（U1＋U2＋…＋Un）I＝P1＋P2＋…＋Pn。 P总＝UI＝U（I1＋I2＋…＋In）＝P1＋P2＋…＋Pn。 比例关系 W∝P∝U∝R W∝P∝I∝ U1∶U2∶…∶Un＝R1∶R2∶…∶Rn ＝＝…＝＝I2 I1∶I2∶…∶In＝∶∶…∶ P1R1＝P2R2＝…＝PnRn＝U2。 注意 在电路中，某个电阻增大(或减小)，则总电阻增大(或减小)。 二、串并联电路常用的四个推论 （1）串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的总电阻． （2）并联电路的总电阻小于其中任一支路的总电阻，且小于其中最小的电阻． （3）无论电阻怎样连接，每一段电路的总耗电功率P总是等于各个电阻耗电功率之和． （4）无论电路是串联还是并联，电路中任意一个电阻变大时，电路的总电阻变大． 三、路端电压随外电阻的变化规律： 变化规律的依据 电流I＝，内电压U内＝Ir＝E－IR，路端电压U＝IR＝E－Ir。 外电阻 R变大 R→∞ R变小 R为0 电流 I变小 I→0 I变大 I＝ 内电压 U内变小 U内→0 U内变大 U内→E 路端电压 U变大 U→E U变小 U→0 说明：电路断路：R＝∞，I＝＝0，U外＝E；电路短路：R＝0，I＝（称为短路电流），U外＝0，短路电流很大，很容易就烧毁电源。 四、含电动机的电路能量转化分析： 能量关系 电动机从电源获得的能量一部分转化为机械能，还有一部分转化为内能。 能量关系的图例 总功率（输入功率） P总＝UI。 发热的功率 P热＝I2R。 输出功率（机械功率） P机＝P总－P热＝UI－I2R。 功率关系 电动机消耗的功率P电等于电动机的输出功率P机与电动机损失的功率P损之和，即：P电＝P机＋P损，P电＝UI，P损＝I2R。 【期中好题汇编】 一、单选题 1．（24-25高二上·云南大理·期中）如图所示，电源电动势为E，内阻为r， R0为定值电阻，R为可变电阻，且其总阻值R＞R0+r，则当可变电阻的滑动触头由A向B移动时（　　） A．电源内部消耗的功率越来越小，电源的供电效率越来越大 B．R、  R0上功率均越来越大 C．R0上功率越来越大，R上功率先变大后变小 D．R0上功率越来越大，R上功率先变小后变大 【答案】C 【知识点】利用局部→整体→局部的方法分析动态电路、计算电源的输出电压、总功率、输出功率、效率、电源的最大输出功率及其条件 【分析】可变电阻的滑动触头由A向B移动时，滑动变阻器的电阻变小，外电路的总电阻也变小，外电路的电压也就越小，电源的效率越小，当电源的内电阻和外电阻相等时，电源的输出功率最大； 外电阻的电阻越大，外电路的电压也就越大，电源的效率越大，当电源的内电阻和外电阻相等时，电源的输出功率最大。 【详解】A．滑动变阻器的电阻变小，外电路的总电阻也变小，电路的总电流逐渐的增大，由 可知，电源内部消耗的功率越来越大，电源的供电效率 可知供电效率越来越低，所以A错误； BCD．滑动变阻器的电阻变小，外电路的总电阻也变小，电路的总电流逐渐的增大，由 可知，上功率越来越大，当的时候，滑动变阻器的功率最大，由于，所以当滑动变阻器的电阻不断减小的过程中，R上功率先变大后变小，所以C正确，BD错误。 故选C。 2．（24-25高二上·云南昆明·期中）闭合电路的欧姆定律是以下哪个定律在闭合电路中的一种具体表现形式（    ） A．电阻定律 B．库仑定律 C．万有引力定律 D．能量守恒定律 【答案】D 【知识点】闭合电路欧姆定律的内容及公式 【详解】闭合电路中，电源提供的能量消耗在电源内阻与外电阻上，可知，在本质上，闭合电路的欧姆定律是能量守恒定律在闭合电路中的一种具体表现形式。 故选D。 3．（24-25高二上·云南昆明·期中）如图，电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻和可变电阻串联组成电路，下列说法正确的是（    ） A．若，则上的功率达到最大值 B．若，则上的功率达到最大值 C．若，则电源内阻的热功率达到最大值 D．若，则电源输出功率随的增大而减小 【答案】D 【知识点】计算电源的输出电压、总功率、输出功率、效率、电源的最大输出功率及其条件 【详解】ABC．、r是定值电阻，根据 ， 可知电流最大时，其电功率最大，则当=0时，、r上的功率达到最大值，故ABC错误； D．当外电阻越接近内阻时，电源输出功率越大，由于，则电源输出功率随的增大而减小，故D正确； 故选D。 4．（24-25高二上·云南·期中）如图所示，电源电动势和内阻恒定不变，电压表和电流表均为理想电表。闭合开关后，将滑动变阻器的滑片P从最右端向最左端滑动，下列说法正确的是（    ） A．电流表示数减小 B．电压表示数减小 C．定值电阻的电功率减小 D．电源消耗的总功率减小 【答案】B 【知识点】利用局部→整体→局部的方法分析动态电路、计算电源的输出电压、总功率、输出功率、效率 【详解】A．将滑动变阻器的滑片从最右端向最左端滑动，滑动变阻器接入电路的电阻减小，根据闭合电路的欧姆定律 可知，电路中的电流增大，电流表示数增大，故A错误； B．电压表的示数 因为增大，所以电压表示数减小，故B正确； C．的电功率 可知定值电阻的电功率增大，故C错误； D．电源消耗的总功率 可知电源消耗的总功率增大，故D错误。 故选B。 5．（24-25高二上·云南文山·期中）下列说法中正确的是（　　） A．电源的电动势表明，电源的电动势大小与非静电力做的功成正比 B．电场中两点间电势差的大小跟放入这两点间的电荷所带的电荷量成反比 C．电源把正电荷从负极搬运到正极的过程中，非静电力做功使电荷的电势能增加 D．电源电动势越大，电源所能输出的电能就越多 【答案】C 【知识点】电场力做功和电势能变化的关系、判断电源内部带电粒子移动方向和能量转化 【详解】A．该公式为比值定义，电源电动势的大小是由电源本身的性质决定的，与非静电力做功无关，A错误； B．电场中两点间电势差的大小是由电场本身决定的，与放入的试探电荷无关，B错误； C．电源把正电荷从负极搬运到正极的过程中，克服电场力做功，电荷的电势能增加，C正确； D．电源输出电能的多少除了与电动势有关之外，还有电源储存的能量及内电阻等因素有关，因此电源电动势大，输出的电能不一定多，D错误。 故选C。 6．（23-24高二上·云南昭通·期中）如图，电源电动势为9V，内阻为1Ω，“4V；2W”的灯泡与一个线圈电阻为0.4Ω的电动机串联。当电动机正常工作，灯泡也正常发光，下列说法正确的是（    ） A．电动机两端的电压为0.2V B．电路中的电流为2A C．电源的总功率为4.5W D．电动机的输出功率为2.25W 【答案】C 【知识点】闭合电路欧姆定律的内容及公式、计算电源的输出电压、总功率、输出功率、效率 【详解】AB．电路中的电流为 电动机两端的电压为 故AB错误； C．电源总功率为 故C正确； D．电动机的输出功率为 故D错误。 故选C。 7．（23-24高二上·云南昭通·期中）如图所示为一块手机电池的背面印有的一些符号，下列说法正确的是（    ） A．该电池工作电流始终为500mA B．若电池以50mA的电流工作，可用10小时 C．该电池在工作1小时后达到的电流为500mA D．该电池储存的最大能量为1.8J 【答案】B 【知识点】常见的电源种类及其电动势 【详解】A．500mA⋅h表示电池的容量，电池的工作电流由电动势和电路中的总电阻决定，不一定为500mA，故A错误； B．可以由电池容量计算电池在一定放电电流下使用的时间，由 可得 故B正确； C．电池的工作电流由电动势和电路中的总电阻决定，因条件不足，故无法判断该电池在工作1小时后达到的电流，故C错误； D．该电池储存的最大能量为 故D错误。 故选B。 。 8．（23-24高二上·云南曲靖·期中）如图是一个多用电表的简化电路，S为单刀多掷开关，通过操作开关，接线柱O可以接通1，也可以接通2、3、4、5或6.下列说法正确的是（　　） A．当开关S分别接1和2时，测量的是电流，其中S接1时量程较小 B．当开关S分别接3和4时，测量的是电阻，其中A是黑表笔 C．当开关S分别接5和6时，测量的是电阻，其中A是红表笔 D．当开关S分别接5和6时，测量的是电压，其中S接5时量程较小 【答案】D 【知识点】null 【详解】A．其中1、2两挡用来测电流，接1时分流电阻相对更小，故接1时电表的量程更大，第1挡为大量程，那么S接2时量程较小，故A错误； BC．3、4两挡用来测电阻，其中黑表笔连接表内电池的正极，故B为黑表笔；A与电源的负极相连，故A为红表笔，故BC错误； D．要测量电压，电流表应与电阻串联，由图可知当转换开关S旋到位置5、6时；测量电压，电流表所串联的电阻越大，所测量电压值越大，故当转换开关S旋到6的量程比旋到5的量程大，故D正确； 故选D。 二、多选题 9．（24-25高二上·云南昆明·期中）如图所示，这是安装在潜水器上的深度表的电路原理图，显示器由电流表改装而成，压力传感器的电阻随压力的增大而减小，电源的电动势和内阻均为定值，R0是定值电阻。在潜水器完成科考任务上浮的过程中，下列说法正确的是（　　） A．传感器两端的电压减小 B．通过显示器的电流减小 C．电路的总功率一定减小 D．传感器的功率一定减小 【答案】BC 【知识点】利用局部→整体→局部的方法分析动态电路、计算电源的输出电压、总功率、输出功率、效率 【详解】ABC．在潜水器完成科考任务上浮的过程中，压力减小，压力传感器的电阻增大，电路总电阻增大，总电流减小，通过显示器的电流减小；电源的总功率减小；电源内电压减小，路端电压增大，而R0两端电压减小，所以压力传感器两端的电压增大，所以A错误，BC正确； D．设传感器的电阻为R，则其功率为 根据数学知识可知当R=R0+r+RA时，P最大；当R＜R0+r+RA时，P随R的增大而增大；当R＞R0+r+RA时，P随R的增大而减小。由于不知道开始时R与R0+r+RA的关系，所以无法判断传感器的功率变化情况，故D错误。 故选BC。 10．（24-25高二上·云南大理·期中）在如图所示的电路中，电源电动势E和内阻r为定值，R1为定值电阻，R2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V1、V2和V3的示数分别为U1、U2和U3。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，U2变大 B．电源的效率减小 C． D．不变，变小 【答案】BC 【知识点】利用局部→整体→局部的方法分析动态电路、计算电源的输出电压、总功率、输出功率、效率 【详解】A．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，滑动变阻器接入电路中的阻值变小，由闭合电路欧姆定律可知电路中的电流为 所以电路中电流增大，理想电流表A的示数增大；由 可知减小，故A错误； B．电源的效率为 由于当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，减小，电源的效率减小，故B正确； C．由，可知减小；由，可知增大；又减小，，所以 故C正确； D．由 ， 可知不变，不变，故D错误。 故选BC。 11．（24-25高二上·云南昭通·期中）某学校创建绿色校园，新装了一批节能灯，该路灯通过光控开关实现自动控制，电灯的亮度可自动随周围环境的亮度改变而改变。如图为其内部电路简化原理图，电源电动势为，内阻为，为光敏电阻（光照强度增加时，其电阻值减小），两灯电阻为定值。当天色渐暗时，下列判断正确的是（    ） A．两端电压增大 B．A灯变亮，B灯变亮 C．电源的总功率减小 D．电源效率减小 【答案】BC 【知识点】利用局部→整体→局部的方法分析动态电路 【详解】AB．当天色渐暗时，变大，总电阻变大，干路电流减小，电源的内电压减小，路端电压变大，则A灯变亮；增大，通过的电流，减小，两端电压减小；、B灯的电压之和等于路端电压，路端电压变大，则知的电压变大，灯变亮，选项A错误，B正确； C．干路电流减小，电源的总功率 减小，选项C正确； D．电源效率 外电阻变大，则电源效率变大，选项D错误。 故选BC。 12．（24-25高二上·云南文山·期中）在如图所示的电路中，电源的电动势，内电阻，电阻，下列说法正确的是（　　） A．电路中路端电压为10V B．电路中路端电压为8V C．电源输出功率为16W D．电源输出功率为25W 【答案】BC 【知识点】闭合电路欧姆定律的内容及公式、计算电源的输出电压、总功率、输出功率、效率 【详解】AB．根据闭合电路欧姆定律有 故A错误，B正确； CD．电路的干路电流 电源输出功率 解得 P=16W 故C正确，D错误。 故选BC。 13．（23-24高二上·云南曲靖·期中）某简化电路如图所示，电源电动势，内阻为r。当开关闭合后，电压表示数为9V，电流表示数为1A，电流表示数为0.4A，已知定值电阻，，电表可视为理想表，当滑动变阻器滑片滑动时，电压表示数变化量为，电流表示数变化量为，以下判断正确的是（　　） A． B． C．滑动变阻器滑片向左移动，示数增大 D．滑动变阻器滑片向左移动，电源输出功率增大 【答案】BD 【知识点】利用局部→整体→局部的方法分析动态电路、电源的最大输出功率及其条件 【详解】A．根据题意可知 故A错误； B．根据闭合电路欧姆定律有 代入数据解得 则有 故B正确； C．滑动变阻器滑片向左移动，滑动变阻器阻值变小，总的外电阻减小，总电流 增大，则电流表A1示数增大，根据 则两端电压减小，所以电流表A2示数减小，则C错误； D．根据外电阻等于电源内阻时，电源输出功率最大，由于外电阻大于电源的内阻，所以滑动变阻器滑片向左移动，总的外电阻减小而接近电源内阻，故电源输出功率增大，故D正确。 故选BD。 三、实验题 14．（23-24高二上·云南昭通·期中）(1)小明同学利用自己所学物理知识，自制了一个欧姆表，他采用的内部等效电路图为图甲中的 ，表笔a为 （填“红”或“黑”）色。 (2)已知G表的满偏电流为6mA，制作好欧姆表后，小明同学对欧姆表进行欧姆调零，他将上图中欧姆表的红黑表笔短接，G表指针位置如图乙所示，调节欧姆调零旋钮，使G表指针指在 位置（填“0刻度”或“满偏”），即完成欧姆调零。 【答案】(1) C 红 (2)满偏 【知识点】null 【详解】（1）[1][2]根据欧姆表的原理可知其内部有电源，有滑动变阻器调节其电阻，并且黑表笔接电源的正极，红表笔接电源的负极。则他采用的内部等效电路图为图甲中的C；表笔a为红色。 （2）小明同学对欧姆表进行欧姆调零，他将上图中欧姆表的红黑表笔短接，G表指针位置如图乙所示，调节欧姆调零旋钮，使G表指针指在满偏，即完成欧姆调零。 15．（24-25高二上·云南昆明·期中）某同学用电流表和电压表测量一对干电池的电动势和内阻，供选用的器材有： A．电流表（量程，内阻约为3Ω） B．电流表（量程，内阻约为0.04Ω） C．电压表（量程，内阻约为25kΩ） D．电压表（量程，内阻约为5kΩ） E.滑动变阻器（） F.待测电源（两节干电池，每节电池电动势约为1.3V）、开关、导线若干 将电压表直接接到该对电池正负极两端，电压表读数为2.35V。 (1)为使实验结论更精确，电流表应选择 （填写器材前的字母代号），电压表应选择 （填写器材前的字母代号），实验电路图应选择图中的 （填“甲”或“乙”）。 (2)用（1）中所选电路进行实验，所测得电池电动势 （填“偏大”“偏小”或“准确”）；所测得电池内阻 （填“偏大”“偏小”或“准确”）。 【答案】(1) B D 甲 (2) 偏小 偏小 【知识点】利用伏安法测量电源的电动势和内阻、null、null 【详解】（1）[1] 将电压表直接接到该对电池正负极两端，电压表读数为2.35V，为了使电压表指针偏角较大，提高测量精度，电压表应选择D； [2]滑动变阻器E最大阻值过大，最小电流约为 mA 电流表选择B； [3] 由于干电池内阻较小，若采用乙图接法，电流表直接与电源串联，电流表的分压作用较明显，使内阻测量误差较大，应采用甲图接法，即电流表内接法，减小测量误差。 （2）实验误差来源于电压表的分流，则真实的图线与测量的图线如图所示 根据图像的纵轴截距和斜率绝对值可知，电动势测量值偏小，内电阻测量值偏小。 16．（24-25高二上·云南昆明·期中）某同学用伏安法测量一个阻值大约为10Ω的电阻，备选的实验器材有： 电流表（量程3A） 电流表（量程0.6A） 电压表V（量程15V） 滑动变阻器R（最大阻值5Ω） 电源E（电动势6V） 开关S及导线若干 (1)为了提高实验精度，电流表应该选择 （填“”或“”）。 (2)实验时，让滑动变阻器保持不变，先按图甲所示连接电路，电压表读数为4.3V，电流表读数为0.45A；然后再按图乙所示连接电路，电压表读数为4.5V，电流表读数为0.41A。则应该选择图 （填“甲”或“乙”）接法。 【答案】(1) (2)乙 【知识点】null、null 【详解】（1）因待测电阻约为10Ω，电源电动势为6V，则电路中电流最大约为 A 故电流表选择 （2）由于 则电流表变化较明显，说明电压表的分流较大，故应采用电流表内接法，选择图乙。 17．（23-24高二上·云南大理·期中）某实验小组选用以下器材测定电池组的电动势和内阻，要求测量结果尽量准确。 电压表（量程0～3 V，内阻约为3 kΩ） 电流表（量程0～0.6 A，内阻约为1 Ω） 滑动变阻器（0～20 Ω，额定电流1 A） 待测电池组（电动势约为3 V，内阻约为1 Ω） 开关、导线若干 （1）该小组连接的实物电路如图甲所示，经仔细检查，发现电路中有一条导线连接不当，这条导线对应的编号是 。 （2）改正这条导线的连接后开始实验，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于滑动变阻器的 端。（选填“a”或“b”） （3）该小组得到了几组电压表读数U和对应的电流表读数I，并作出U­-I图像，如图乙所示。根据图像可知，电池组的电动势为 V，内阻为 Ω。（结果均保留2位有效数字） 【答案】 5 a 2.9 5.8 【知识点】利用伏安法测量电源的电动势和内阻、null 【详解】（1）[1]5号导线连接错误，应该接在电源的正极接线柱上。 （2）[2]闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于滑动变阻器的a端，在闭合开关后，电路中的电流较小，以免烧毁电流表。 （3）[3][4]图线的纵截距表示电源电动势，则有 图线斜率的绝对值表示内阻，则有 18．（23-24高二上·云南昆明·期中）在实验室内要测量一节干电池（电动势约为1.5V，内阻小于）的电动势和内阻，实验室提供的用于实验的器材除了开关、导线外，还有：电压表（0~3V）、电流表（0~0.6A）、滑动变阻器（）、定值电阻（阻值） （1）按照电路图进行实验，测量得到7组U、I数据，在图像中描点、画图，得到的图像如图所示，由图像可得被测电池的电动势 V，电池内电阻 。（结果均保留2位小数） （2）电路中的定值电阻R0的作用是 。 【答案】 1.45 0.30/0.31/0.32/0.33 增大等效内阻或使电压表示数变化明显，以减小实验误差 【知识点】利用伏安法测量电源的电动势和内阻、null、null 【详解】（1）[1]根据闭合电路的欧姆定律 整理得 由图像可得，电池的电动势为纵轴截距，即 [2]图像的斜率 则电池内阻为 （2）[3]电路中的定值电阻R0的作用是增大等效内阻或使电压表示数变化明显，以减小实验误差。 19．（23-24高二上·云南曲靖·期中）为了测定一节干电池的电动势和内电阻，现准备了下列器材： ①待测干电池E（电动势约1.5V，内阻约） ②电流表G（满偏电流3.0mA、内阻为） ③安培表A（量程0~0.60A、内阻约为） ④滑动变阻器（、2A） ⑤滑动变阻器（，1A） ⑥定值电阻 ⑦开关和导线若干 （1）为了能尽量准确地进行测量，也为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是 ； （2）把电流表G改装成电压表，需要把它与 联，改装后的量程是 V； （3）在图甲所示的方框中画出实验电路原理图，并注明器材代号 ； （4）图乙所示为某同学根据正确的电路图作出的图线（为电流表G的示数，为安培表A的示数），由该图线可求出被测干电池的电动势 V，内电阻 。（结果均保留两位小数） 【答案】 ④ 串 3V 【知识点】null 【详解】（1）[1]因电源的内阻较小，为了多测几组实验数据，方便实验操作，应选择最大阻值较小的滑动变阻器，因此滑动变阻器应选择R1； （2）[2][3]为了将电流表G改装成电压表，需要把它与串联，改装后的量程为 （3）[4]上述器材中没有电压表，将电流表G于电阻R3串联，改装成电压表，用电流表A测电路电流，滑动变阻器串联接入电路，实验电路图如下。 （4）[5][6]根据阻值之间的关系，根据闭合电路欧姆定律得 即 根据图像可知 解得 解得 四、解答题 20．（24-25高二上·云南普洱·期中）太阳能汽车是一种环保型的“绿色汽车”，人们正致力研究着。有一辆玩具汽车靠太阳能电池供电，该电池的太阳能集光板面积为480cm2，太阳能电池电动势为40V，内阻为2Ω。现使玩具汽车在水平路面上匀速行驶，其太阳能集光板正对太阳，测得电流强度为1.8A。已知电动机的直流电阻为3Ω，太阳光垂直照射到地面上单位面积的辐射功率为2.0×103W/m2。 (1)求玩具汽车匀速行驶时，太阳能集光板把太阳能转化为电能的效率； (2)这辆玩具汽车的总重为60N，在水平路面上行驶的阻力是车重的0.3倍，这辆玩具车在水平路面上的最大速度是多大？ 【答案】(1)75% (2)3.1m/s 【知识点】含有电动机电路综合计算 【详解】（1）玩具汽车匀速行驶时太阳能电池的总功率为 太阳能集光板的接收功率为 太阳能集光板把太阳能转化为电能的效率为 联立解得 （2）玩具汽车以最大速度匀速行驶时有 电动机的输出功率为 联立解得 21．（24-25高二上·云南文山·期中）如图所示，电源电动势，内阻，标有“8V，16W”的灯泡L恰好能正常发光，电动机M绕线的电阻，求： (1)流过电源的电流I； (2)流过灯泡的电流和电动机的电流； (3)电动机消耗的总功率； (4)电动机的输出功率。 【答案】(1)4A (2)2A，2A (3)16W (4)12W 【知识点】闭合电路欧姆定律的内容及公式、含有电动机电路综合计算 【详解】（1）由电路图以及题意可知，电源的路端电压为8V，根据闭合电路欧姆定律有 解得 （2）对灯泡有 解得 结合电路图，有 （3）电动机两端的电压，由电路图可知，电动机两端电压为8V，由之前的分析可知，电动机的电流为2A，有 （4）电动机的热功率为 由能量守恒有 22．（24-25高二上·云南昭通·期中）如图所示，电源电动势，内阻，闭合开关S后，标有“8V，16W”的灯泡恰能正常发光，电动机M绕线的电阻，求： (1)电源的输出功率P出； (2)电动机的机械功率P机。 【答案】(1)32W (2)12W 【知识点】电动机工作时的能量转化、含有电动机电路综合计算 【详解】（1）由题意知，并联部分电压为 电源内电压应为 总电流 电源的输出功率 （2）流过灯泡的电流 流过电动机的电流 电动机的总功率 电动机的热功率 电动机的机械功率 23．（24-25高二上·云南昆明·期中）如图所示，电源电动势，内电阻，定值电阻，电动机M的内电阻，水平放置的平行板电容器电容，板长，板间距，质量为，带电量的微粒源源不断的从电容器左侧中央以一固定速度平行于板进入板间，电容器不带电时恰好从极板右侧下边缘射出电容器；闭合开关电动机稳定工作后，带电微粒从极板右侧上边缘射出电容器。若电动机除内电阻外其他损耗不计，，求： (1)电动机稳定工作时电容器的电荷量Q； (2)电动机稳定工作时电路的路端电压U和电动机输出的机械功率（结果保留2位有效数字）。 【答案】(1) (2)5.0V； 【知识点】带电粒子在匀强电场中做类抛体运动的相关计算、含有电动机电路综合计算 【详解】（1）依题意，电容器不带电时，有 ， 电动机稳定工作后，有 又 联立，解得 根据 解得 （2）由闭合电路欧姆定律 又 联立，解得 ， 通过电动机的电流为 电动机输出的机械功率 24．（24-25高二上·云南文山·期中）如图所示是某同学在科技制作活动中自制的电子秤原理图，其原理为在托盘放置物体压缩弹簧，改变滑动变阻器的滑片位置，从而改变滑动变阻器阻值，电压表示数随之改变，利用电压表读数来显示物体的质量。托盘与电阻可忽略的弹簧相连，托盘与弹簧的质量均不计。滑动变阻器的滑动端与弹簧上端连接，当托盘中没有放物体时，滑片刚好和变阻器的上端相平，电压表的示数为零。已知滑动变阻器的总长度，最大阻值，定值电阻阻值为，电源电动势，内阻为，重力加速度取，弹簧的劲度系数（弹簧始终在弹性限度内），不计一切阻力。求： (1)电压表的最大示数； (2)此电子秤能称的最大质量为多少； (3)电压表示数与所称物体质量的关系式。 【答案】(1)9V (2)0.3kg (3)（） 【知识点】闭合电路欧姆定律的内容及公式 【详解】（1）当滑动变阻器的滑动端滑到最下端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，电压表的示数最大，根据闭合电路欧姆定律 而 解得 （2）当滑动变阻器的滑动端滑到最下端时，重物的质量最大，此时 解得 （3）当质量为m的物体放到托盘上时，弹簧的压缩量 电阻接入电路的阻值为，则 可得 回路的电流 电压表的读数 代入数据联立解得 （） 25．（23-24高二上·云南昆明·期中）太阳能的利用对环境的影响很小，太阳能电池的开发是太阳能应用最有前途的领域，人造地球卫星大多用太阳能电池供电，图甲为我国空间站及其太阳能电池板。现把太阳能电池置于如图乙所示的电路中，已知该太阳能电池的电动势E＝0.6V，定值电阻的阻值R＝10Ω。闭合开关S，电路正常工作，通过电阻R的电流I为0.02A。求： （1）在t＝100s内，电阻R产生的热量Q； （2）该太阳能电池的内阻r。 【答案】（1）0.4J；（2） 【知识点】焦耳定律的内容和含义、计算电源的电动势和内阻 【详解】（1）根据焦耳定律可得，100s内电阻R产生的热量 （2）根据闭合电路的欧姆定律可得 代入数据解得 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $ 电路中的定理、方法与技巧的应用分析 【必备考点与技巧】 一、串并联电路的比较 电路类型 串联 并联 定义 把几个导体元件依次首尾相连的方式叫电路的串联。 把几个元件的一端连在一起另一端也连在一起，然后把两端接入电路的方式叫做电路的并联。 电路图 电流 I＝I1＝I2＝…＝In I＝I1＋I2＋…＋In 电压 U＝U1＋U2＋…＋Un U＝U1＝U2＝…＝Un 电阻 R＝R1＋R2＋…＋Rn ＝＋＋…＋ 功率 P总＝UI＝（U1＋U2＋…＋Un）I＝P1＋P2＋…＋Pn。 P总＝UI＝U（I1＋I2＋…＋In）＝P1＋P2＋…＋Pn。 比例关系 W∝P∝U∝R W∝P∝I∝ U1∶U2∶…∶Un＝R1∶R2∶…∶Rn ＝＝…＝＝I2 I1∶I2∶…∶In＝∶∶…∶ P1R1＝P2R2＝…＝PnRn＝U2。 注意 在电路中，某个电阻增大(或减小)，则总电阻增大(或减小)。 二、串并联电路常用的四个推论 （1）串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的总电阻． （2）并联电路的总电阻小于其中任一支路的总电阻，且小于其中最小的电阻． （3）无论电阻怎样连接，每一段电路的总耗电功率P总是等于各个电阻耗电功率之和． （4）无论电路是串联还是并联，电路中任意一个电阻变大时，电路的总电阻变大． 三、路端电压随外电阻的变化规律： 变化规律的依据 电流I＝，内电压U内＝Ir＝E－IR，路端电压U＝IR＝E－Ir。 外电阻 R变大 R→∞ R变小 R为0 电流 I变小 I→0 I变大 I＝ 内电压 U内变小 U内→0 U内变大 U内→E 路端电压 U变大 U→E U变小 U→0 说明：电路断路：R＝∞，I＝＝0，U外＝E；电路短路：R＝0，I＝（称为短路电流），U外＝0，短路电流很大，很容易就烧毁电源。 四、含电动机的电路能量转化分析： 能量关系 电动机从电源获得的能量一部分转化为机械能，还有一部分转化为内能。 能量关系的图例 总功率（输入功率） P总＝UI。 发热的功率 P热＝I2R。 输出功率（机械功率） P机＝P总－P热＝UI－I2R。 功率关系 电动机消耗的功率P电等于电动机的输出功率P机与电动机损失的功率P损之和，即：P电＝P机＋P损，P电＝UI，P损＝I2R。 【期中好题汇编】 一、单选题 1．（24-25高二上·云南大理·期中）如图所示，电源电动势为E，内阻为r， R0为定值电阻，R为可变电阻，且其总阻值R＞R0+r，则当可变电阻的滑动触头由A向B移动时（　　） A．电源内部消耗的功率越来越小，电源的供电效率越来越大 B．R、  R0上功率均越来越大 C．R0上功率越来越大，R上功率先变大后变小 D．R0上功率越来越大，R上功率先变小后变大 2．（24-25高二上·云南昆明·期中）闭合电路的欧姆定律是以下哪个定律在闭合电路中的一种具体表现形式（    ） A．电阻定律 B．库仑定律 C．万有引力定律 D．能量守恒定律 3．（24-25高二上·云南昆明·期中）如图，电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻和可变电阻串联组成电路，下列说法正确的是（    ） A．若，则上的功率达到最大值 B．若，则上的功率达到最大值 C．若，则电源内阻的热功率达到最大值 D．若，则电源输出功率随的增大而减小 4．（24-25高二上·云南·期中）如图所示，电源电动势和内阻恒定不变，电压表和电流表均为理想电表。闭合开关后，将滑动变阻器的滑片P从最右端向最左端滑动，下列说法正确的是（    ） A．电流表示数减小 B．电压表示数减小 C．定值电阻的电功率减小 D．电源消耗的总功率减小 5．（24-25高二上·云南文山·期中）下列说法中正确的是（　　） A．电源的电动势表明，电源的电动势大小与非静电力做的功成正比 B．电场中两点间电势差的大小跟放入这两点间的电荷所带的电荷量成反比 C．电源把正电荷从负极搬运到正极的过程中，非静电力做功使电荷的电势能增加 D．电源电动势越大，电源所能输出的电能就越多 6．（23-24高二上·云南昭通·期中）如图，电源电动势为9V，内阻为1Ω，“4V；2W”的灯泡与一个线圈电阻为0.4Ω的电动机串联。当电动机正常工作，灯泡也正常发光，下列说法正确的是（    ） A．电动机两端的电压为0.2V B．电路中的电流为2A C．电源的总功率为4.5W D．电动机的输出功率为2.25W 7．（23-24高二上·云南昭通·期中）如图所示为一块手机电池的背面印有的一些符号，下列说法正确的是（    ） A．该电池工作电流始终为500mA B．若电池以50mA的电流工作，可用10小时 C．该电池在工作1小时后达到的电流为500mA D．该电池储存的最大能量为1.8J 8．（23-24高二上·云南曲靖·期中）如图是一个多用电表的简化电路，S为单刀多掷开关，通过操作开关，接线柱O可以接通1，也可以接通2、3、4、5或6.下列说法正确的是（　　） A．当开关S分别接1和2时，测量的是电流，其中S接1时量程较小 B．当开关S分别接3和4时，测量的是电阻，其中A是黑表笔 C．当开关S分别接5和6时，测量的是电阻，其中A是红表笔 D．当开关S分别接5和6时，测量的是电压，其中S接5时量程较小 二、多选题 9．（24-25高二上·云南昆明·期中）如图所示，这是安装在潜水器上的深度表的电路原理图，显示器由电流表改装而成，压力传感器的电阻随压力的增大而减小，电源的电动势和内阻均为定值，R0是定值电阻。在潜水器完成科考任务上浮的过程中，下列说法正确的是（　　） A．传感器两端的电压减小 B．通过显示器的电流减小 C．电路的总功率一定减小 D．传感器的功率一定减小 10．（24-25高二上·云南大理·期中）在如图所示的电路中，电源电动势E和内阻r为定值，R1为定值电阻，R2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V1、V2和V3的示数分别为U1、U2和U3。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，U2变大 B．电源的效率减小 C． D．不变，变小 11．（24-25高二上·云南昭通·期中）某学校创建绿色校园，新装了一批节能灯，该路灯通过光控开关实现自动控制，电灯的亮度可自动随周围环境的亮度改变而改变。如图为其内部电路简化原理图，电源电动势为，内阻为，为光敏电阻（光照强度增加时，其电阻值减小），两灯电阻为定值。当天色渐暗时，下列判断正确的是（    ） A．两端电压增大 B．A灯变亮，B灯变亮 C．电源的总功率减小 D．电源效率减小 12．（24-25高二上·云南文山·期中）在如图所示的电路中，电源的电动势，内电阻，电阻，下列说法正确的是（　　） A．电路中路端电压为10V B．电路中路端电压为8V C．电源输出功率为16W D．电源输出功率为25W 13．（23-24高二上·云南曲靖·期中）某简化电路如图所示，电源电动势，内阻为r。当开关闭合后，电压表示数为9V，电流表示数为1A，电流表示数为0.4A，已知定值电阻，，电表可视为理想表，当滑动变阻器滑片滑动时，电压表示数变化量为，电流表示数变化量为，以下判断正确的是（　　） A． B． C．滑动变阻器滑片向左移动，示数增大 D．滑动变阻器滑片向左移动，电源输出功率增大 三、实验题 14．（23-24高二上·云南昭通·期中）(1)小明同学利用自己所学物理知识，自制了一个欧姆表，他采用的内部等效电路图为图甲中的 ，表笔a为 （填“红”或“黑”）色。 (2)已知G表的满偏电流为6mA，制作好欧姆表后，小明同学对欧姆表进行欧姆调零，他将上图中欧姆表的红黑表笔短接，G表指针位置如图乙所示，调节欧姆调零旋钮，使G表指针指在 位置（填“0刻度”或“满偏”），即完成欧姆调零。 15．（24-25高二上·云南昆明·期中）某同学用电流表和电压表测量一对干电池的电动势和内阻，供选用的器材有： A．电流表（量程，内阻约为3Ω） B．电流表（量程，内阻约为0.04Ω） C．电压表（量程，内阻约为25kΩ） D．电压表（量程，内阻约为5kΩ） E.滑动变阻器（） F.待测电源（两节干电池，每节电池电动势约为1.3V）、开关、导线若干 将电压表直接接到该对电池正负极两端，电压表读数为2.35V。 (1)为使实验结论更精确，电流表应选择 （填写器材前的字母代号），电压表应选择 （填写器材前的字母代号），实验电路图应选择图中的 （填“甲”或“乙”）。 (2)用（1）中所选电路进行实验，所测得电池电动势 （填“偏大”“偏小”或“准确”）；所测得电池内阻 （填“偏大”“偏小”或“准确”）。 16．（24-25高二上·云南昆明·期中）某同学用伏安法测量一个阻值大约为10Ω的电阻，备选的实验器材有： 电流表（量程3A） 电流表（量程0.6A） 电压表V（量程15V） 滑动变阻器R（最大阻值5Ω） 电源E（电动势6V） 开关S及导线若干 (1)为了提高实验精度，电流表应该选择 （填“”或“”）。 (2)实验时，让滑动变阻器保持不变，先按图甲所示连接电路，电压表读数为4.3V，电流表读数为0.45A；然后再按图乙所示连接电路，电压表读数为4.5V，电流表读数为0.41A。则应该选择图 （填“甲”或“乙”）接法。 17．（23-24高二上·云南大理·期中）某实验小组选用以下器材测定电池组的电动势和内阻，要求测量结果尽量准确。 电压表（量程0～3 V，内阻约为3 kΩ） 电流表（量程0～0.6 A，内阻约为1 Ω） 滑动变阻器（0～20 Ω，额定电流1 A） 待测电池组（电动势约为3 V，内阻约为1 Ω） 开关、导线若干 （1）该小组连接的实物电路如图甲所示，经仔细检查，发现电路中有一条导线连接不当，这条导线对应的编号是 。 （2）改正这条导线的连接后开始实验，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于滑动变阻器的 端。（选填“a”或“b”） （3）该小组得到了几组电压表读数U和对应的电流表读数I，并作出U­-I图像，如图乙所示。根据图像可知，电池组的电动势为 V，内阻为 Ω。（结果均保留2位有效数字） 18．（23-24高二上·云南昆明·期中）在实验室内要测量一节干电池（电动势约为1.5V，内阻小于）的电动势和内阻，实验室提供的用于实验的器材除了开关、导线外，还有：电压表（0~3V）、电流表（0~0.6A）、滑动变阻器（）、定值电阻（阻值） （1）按照电路图进行实验，测量得到7组U、I数据，在图像中描点、画图，得到的图像如图所示，由图像可得被测电池的电动势 V，电池内电阻 。（结果均保留2位小数） （2）电路中的定值电阻R0的作用是 。 19．（23-24高二上·云南曲靖·期中）为了测定一节干电池的电动势和内电阻，现准备了下列器材： ①待测干电池E（电动势约1.5V，内阻约） ②电流表G（满偏电流3.0mA、内阻为） ③安培表A（量程0~0.60A、内阻约为） ④滑动变阻器（、2A） ⑤滑动变阻器（，1A） ⑥定值电阻 ⑦开关和导线若干 （1）为了能尽量准确地进行测量，也为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是 ； （2）把电流表G改装成电压表，需要把它与 联，改装后的量程是 V； （3）在图甲所示的方框中画出实验电路原理图，并注明器材代号 ； （4）图乙所示为某同学根据正确的电路图作出的图线（为电流表G的示数，为安培表A的示数），由该图线可求出被测干电池的电动势 V，内电阻 。（结果均保留两位小数） 四、解答题 20．（24-25高二上·云南普洱·期中）太阳能汽车是一种环保型的“绿色汽车”，人们正致力研究着。有一辆玩具汽车靠太阳能电池供电，该电池的太阳能集光板面积为480cm2，太阳能电池电动势为40V，内阻为2Ω。现使玩具汽车在水平路面上匀速行驶，其太阳能集光板正对太阳，测得电流强度为1.8A。已知电动机的直流电阻为3Ω，太阳光垂直照射到地面上单位面积的辐射功率为2.0×103W/m2。 (1)求玩具汽车匀速行驶时，太阳能集光板把太阳能转化为电能的效率； (2)这辆玩具汽车的总重为60N，在水平路面上行驶的阻力是车重的0.3倍，这辆玩具车在水平路面上的最大速度是多大？ 21．（24-25高二上·云南文山·期中）如图所示，电源电动势，内阻，标有“8V，16W”的灯泡L恰好能正常发光，电动机M绕线的电阻，求： (1)流过电源的电流I； (2)流过灯泡的电流和电动机的电流； (3)电动机消耗的总功率； (4)电动机的输出功率。 22．（24-25高二上·云南昭通·期中）如图所示，电源电动势，内阻，闭合开关S后，标有“8V，16W”的灯泡恰能正常发光，电动机M绕线的电阻，求： (1)电源的输出功率P出； (2)电动机的机械功率P机。 23．（24-25高二上·云南昆明·期中）如图所示，电源电动势，内电阻，定值电阻，电动机M的内电阻，水平放置的平行板电容器电容，板长，板间距，质量为，带电量的微粒源源不断的从电容器左侧中央以一固定速度平行于板进入板间，电容器不带电时恰好从极板右侧下边缘射出电容器；闭合开关电动机稳定工作后，带电微粒从极板右侧上边缘射出电容器。若电动机除内电阻外其他损耗不计，，求： (1)电动机稳定工作时电容器的电荷量Q； (2)电动机稳定工作时电路的路端电压U和电动机输出的机械功率（结果保留2位有效数字）。 24．（24-25高二上·云南文山·期中）如图所示是某同学在科技制作活动中自制的电子秤原理图，其原理为在托盘放置物体压缩弹簧，改变滑动变阻器的滑片位置，从而改变滑动变阻器阻值，电压表示数随之改变，利用电压表读数来显示物体的质量。托盘与电阻可忽略的弹簧相连，托盘与弹簧的质量均不计。滑动变阻器的滑动端与弹簧上端连接，当托盘中没有放物体时，滑片刚好和变阻器的上端相平，电压表的示数为零。已知滑动变阻器的总长度，最大阻值，定值电阻阻值为，电源电动势，内阻为，重力加速度取，弹簧的劲度系数（弹簧始终在弹性限度内），不计一切阻力。求： (1)电压表的最大示数； (2)此电子秤能称的最大质量为多少； (3)电压表示数与所称物体质量的关系式。 25．（23-24高二上·云南昆明·期中）太阳能的利用对环境的影响很小，太阳能电池的开发是太阳能应用最有前途的领域，人造地球卫星大多用太阳能电池供电，图甲为我国空间站及其太阳能电池板。现把太阳能电池置于如图乙所示的电路中，已知该太阳能电池的电动势E＝0.6V，定值电阻的阻值R＝10Ω。闭合开关S，电路正常工作，通过电阻R的电流I为0.02A。求： （1）在t＝100s内，电阻R产生的热量Q； （2）该太阳能电池的内阻r。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $