微练62 闭合电路的功率和效率-【高考领航】2026年高考物理一轮复习微专题速练

微练62　闭合电路的功率和效率 1．将一电源与一电阻箱连接成闭合回路，测得电阻箱所消耗功率P与电阻箱读数R变化的曲线如图所示，由此可知(　　) A．电源的最大输出功率可能大于45 W B．电源的内阻一定等于5 Ω C．电源电动势为45 V D．电阻箱所消耗功率P最大时，电源效率大于50% 2．如图所示，电源电动势E＝12 V，内阻r＝4 Ω，R0＝2 Ω，直流电动机内阻RM＝1 Ω，当闭合S和S1，断开S2时，调节滑动变阻器R1为某值时，可使电源输出功率最大，闭合S、S2，断开S1，调节R2为某值时，可使电源的输出功率最大，且此时电动机刚好正常工作(电动机额定输出功率P0＝4.5 W)，则下列判断正确的是(　　) A．电动机额定电流I＝2 A B．电动机两端电压为UM＝3 V C．满足题意的R1，R2值分别为R1＝2 Ω，R2＝6 Ω D．满足题意的R1，R2值分别为R1＝2 Ω，R2＝1 Ω 3．闭合电路内、外电阻的功率随外电路电阻变化的两条曲线如图所示，曲线A表示内电阻的功率随外电阻变化的关系图线，曲线B表示外电阻的功率随外电阻变化的关系图线。下列说法正确的是(　　) A．电源的电动势为3 V B．电源的内阻为2.5 Ω C．曲线A的最大功率为7.2 W D．外电阻取2.5 Ω时，外电阻的功率是外电阻取10 Ω时外电阻的功率的 4．(多选)某同学将一直流电源的总功率PE、电源内部的发热功率Pr和输出功率PR随电流I变化的图线画在了同一坐标系中，如图中的a、b、c所示。以下判断正确的是(　　) A．在a、b、c三条图线上分别取横坐标相同的A、B、C三点，这三点的纵坐标一定满足关系PA＝ B．b、c图线的交点与a、b图线的交点的横坐标之比一定为1∶2，纵坐标之比一定为1∶4 C．电源的最大输出功率Pm＝9 W D．电源的电动势E＝3 V，内阻r＝1 Ω 5．(多选)如图甲所示，电源电动势为E，内阻为r，滑动变阻器接入电路的有效阻值为RP(0～15 Ω)，已知定徝电阻R0为10 Ω，R为4 Ω，滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的有效阻值RP的关系如图乙所示，下列说法正确的是(　　) 　 甲 乙 A．电源的电动势E＝5 V B．电源的内阻r＝15 Ω C．滑动变阻器的滑片从右向左移动时，R消耗的功率先增大后减小 D．滑动变阻器的滑片从右向左移动时，电源的输出功率一直增大 6．如图所示的电路中，电源电动势E＝12 V、内阻r＝6 Ω，定值电阻R1＝8 Ω、R2＝2 Ω，滑动变阻器R的调节范围为0～10 Ω，忽略导线的电阻。下列说法正确的是(　　) A．定值电阻R2消耗的最大功率为2 W B．滑片P位于正中央时定值电阻R1消耗的功率最大 C．电源的最大输出功率为4.5 W D．当R＝10 Ω时，电源的效率最大 学科网（北京）股份有限公司 $ 微练62　闭合电路的功率和效率 1．B　由电阻箱所消耗功率P与电阻箱的读数R变化的曲线可知，电阻箱所消耗的功率P最大为45 W，所以电源的最大输出功率为45 W，选项A错误；由电源输出功率最大的条件可知，电源输出功率最大时，外电路电阻等于电源内阻，所以电源内阻一定等于5 Ω，选项B正确；由电阻箱所消耗功率P的最大值为45 W可知，此时电阻箱的读数为R＝5 Ω，电流I＝ ＝3 A，电源电动势E＝I(R＋r)＝30 V，选项C错误；电阻箱所消耗功率P最大时，电源效率为50%，选项D错误。 2．D　根据电路规律可知，当I＝时，电源的输出功率P输最大，即此时有I＝ A＝1.5 A，同时有PM输＝UMI－I2RM＝P0，解得UM＝4.5 V，故A、B错误；根据前面分析可得R1＝4 Ω－2 Ω＝2 Ω，由闭合电路欧姆定律有R2I＋UM＋Ir＝E，解得R2＝1 Ω，故C错误，D正确。 3．C　闭合电路的内电阻功率P内＝r，闭合电路的外电阻功率P外＝R，由图像可知，当外电阻R＝5 Ω时，内、外电阻的功率相等，且均为1.8 W，可得E＝6 V，r＝5 Ω，故A、B错误；当外电阻R＝0时，内电阻功率最大，此时P内max＝＝7.2 W，故C正确；当外电阻R＝2.5 Ω时，外电阻的功率P外＝×2.5 W＝1.6 W，当外电阻R＝10 Ω时，外电阻的功率P外2＝×10 W＝1.6 W，故D错误。 4．ABD　在a、b、c三条图线上分别取横坐标相同的A、B、C三点，因为PE＝PR＋Pr，所以这三点的纵坐标一定满足关系PA＝PB＋PC，故A正确；图线c表示电源的输出功率与电流的关系图线，由题图知，最大输出功率小于3 W，故C错误；当内电阻和外电阻相等时，电源的输出功率最大，此时电流的大小为，输出功率的大小为，对应于b、c图线的交点，a、b图线的交点表示电源的总功率PE和电源内部的发热功率Pr相等，此时电源短路，所以此时电流的大小为，功率的大小为，所以横坐标之比为1∶2，纵坐标之比为1∶4，故B正确；当I＝3 A时，PR＝0，外电路短路，根据PE＝EI知电源的电动势E＝3 V，内阻r＝＝1 Ω，故D正确。 5．BD　把滑动变阻器RP看作外电阻，剩余部分等效为电源内阻，由题图乙可知，当RP阻值为10 Ω时功率最大，说明等效电源内阻为10 Ω，即r′＝＋R＝10 Ω，代入数据解得r＝15 Ω。当RP阻值为10 Ω时，由公式P＝IP2RP＝0.4 W，代入数据解得IP＝0.2 A，则R0两端的电压为U0＝IP(RP＋R)＝0.2×(10＋4)V＝2.8 V，则通过R0的电流为I0＝ A＝0.28 A，则内电压为U内＝(I0＋IP)r＝(0.28＋0.2)×15 V＝7.2 V，则电源电动势为E＝U0＋U内＝2.8 V＋7.2 V＝10 V，故A错误，B正确；滑动变阻器的滑片从右向左移动时，有效阻值RP阻值不断增大，则总电阻不断增大，总电流不断减小，内电压减小，路端电压增大，所以通过R0的电流增大，流过R的电流减小，根据P＝I2R可以得出，R消耗的功率一直减小，故C错误；当RP阻值为最大值15 Ω时，外电路阻值最大，为R并＝ Ω≈6.6 Ω<r。滑动变阻器的滑片从右向左移动时，滑动变阻器的有效阻值一直增大，外电路总电阻也随着一直增大，向内电阻r的值靠近，故电源的输出功率一直增大，故D正确。 6．D　定值电阻R2消耗的功率为P2＝I2R2，当电路中的电流最大时定值电阻R2消耗的功率最大，当滑动变阻器的滑片P在最右端时电路的总电阻最小，电流最大，由闭合电路欧姆定律得Im＝ A＝1.5 A，定值电阻R2消耗的最大功率为P2m＝4.5 W，故A错误；定值电阻R1消耗的功率为P＝，显然定值电阻R1两端的电压越大，消耗的电功率越大，由电路可知当滑片P位于最左端时，R1两端的电压最大，电功率最大，故B错误；当外电路的总电阻等于内阻时，电源的输出功率最大，此时滑动变阻器与定值电阻R1并联的总电阻应为4 Ω，即R并＝＝4 Ω，解得R＝8 Ω，电源的最大输出功率为Pm＝ W＝6 W，故C错误；电源的效率η＝×100%＝×100%＝×100%，当R外最大，即R为10 Ω时电源效率最大，故D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $