专题09 电能、电池电动势和内阻的测量（期中压轴题训练）高二物理上学期人教版

专题09 电能、 1．（24-25高二上·江苏无锡·期中）在如图所示的分压电路中，c、d间的电压恒为U =10V，滑动变阻器的全值电阻，滑动触头P可在a、b两端点间滑动，定值电阻R=10Ω， 则（　　） A．电阻R两端的电压调节范围为0~7.5V B．触头P位于a、b连线的中点时，电阻R两端的电压为5V C．触头P位于a、b连线的中点时，电阻R两端的电压为 D．触头P位于a点时，变阻器消耗的功率为10W 2．（24-25高二上·山东济宁·期中）2024年10月30日，搭载神舟十九号载人飞船的长征二号遥十九运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，飞船飞向太空，太阳能电池板展开，飞船两翼的太阳电池板是太阳能电池在太空领域的应用、关于电源、电流与电路，以下说法正确的是（　　） A．太阳能安全、清洁，是可供人类利用的一种新能源，是不可再生资源 B．某电池板不接负载时的电压是，短路电流是，则内阻为 C．电源是将化学能转化为电能的装置，电路两端有电压，电路中就有电流 D．电源的作用只是在电源内部把正电荷由负极搬运到正极，保持两极之间有电压 3．（24-25高二上·江苏无锡·期中）某实验小组先采用如图所示电路测量时，在较大范围内调节滑动变阻器阻值，发现电压表示数虽然有变化，但变化不明显，主要原因是（　　） A．滑动变阻器与电路接触处断路 B．滑动变阻器与电路接触处短路 C．滑动变阻器的阻值太小 D．电池内阻太小 4．（24-25高二上·贵州·期中）如图所示，电解槽和电阻丝R并联后接到电源上，电源内阻r = 1Ω，电阻丝电阻R = 20Ω，电解槽内阻r′ = 0.5Ω。当S1闭合、S2断开时，电阻丝消耗功率为720W；S1、S2都闭合时，电阻丝消耗功率为500W，下列说法正确的是（   ） A．电源电动势为120V B．S1、S2闭合时，流过电解槽的电流大小为26A C．S1、S2闭合时，1s内电解槽中有1879.5J的电能转化为化学能 D．S1、S2闭合时，电解槽中电能转化成化学能的效率为87% 5．（24-25高二上·安徽蚌埠·期中）如图所示，电源电动势为12V，电源内阻为1.0Ω，电路中的电阻R0为1.5Ω，小型直流电动机M的内阻为0.5Ω，闭合开关S后，电动机转动，电流表的示数为2.0A。则以下判断中正确的是（　　） A．电动机的输出功率为14W B．电动机两端的电压为7.0V C．电动机产生的热功率为4.0W D．电源输出的功率为24W 6．（24-25高二上·江苏无锡·期中）在研究微型电动机的性能时，应用如图所示的实验电路。闭合开关S，当调节滑动变阻器R使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为和。重新调节R使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为和，则这台电动机正常运转时的效率为（　　） A． B． C． D． 7．（24-25高二上·北京·期中）（多选）智能扫地机器人是一种智能家用电器，能自动在房间内完成地板清洁工作，如今已慢慢普及，成为现代家庭的常用家电用品。如图为某款智能扫地机器人，其参数见表，工作时将电池内部化学能转化为电能的效率：，下列说法正确的是（　　） 产品名称 科沃斯地宝 尘盒容量 0.3L 清扫路线 自由式 液晶显示 有 电池容量 5000mAh 充电器输出 24V/1000mA 噪声 ≤60Db 额定功率 40W 行走速度 20cm/s 工作电压 24V A．该扫地机器人的电池从完全没电到充满电所需时间约为8.3h B．该扫地机器人最多能储存的能量为J C．该扫地机器人充满电后能工作3h D．该扫地机器人充满电后能工作2.4h 8．（24-25高二上·广东佛山·期中）（多选）如图甲所示，这是某品牌的共享电动自行车，其电源、车灯、电动机构成的电路简化为图乙。该电动自行车的电源电动势内阻，电动机的内阻，车灯电阻，电流表的内阻忽略不计。当S1、S2都接通时，电流表的示数，此时电动机正常工作。已知人和车的总质量为68kg，电动自行车在平直路上所受阻力恒为17N，电动自行车保持额定功率在平直路上从静止开始沿直线加速到最大速度运动的位移为10m。下列说法正确的是（　　） A．当只有S1接通时，电流表的示数为1.6A B．当只有S1接通时，车灯的电压为38.4V C．当S1、S2都接通时，电动机的输出功率为90W D．电动自行车从静止加速到最大速度所用的时间为12s 9．（24-25高二上·福建莆田·期中）（多选）如图所示，是测电源电动势和内阻的两种常用方法，由于电流表和电压表都不是理想电表，所以测量结果有系统误差。下列分析正确的是（　　） A．采用图1的方法，引入系统误差的原因是电压表的分流作用 B．图3是用“图1”电路处理的结果，其中图线②表示测量图线 C．图4是用图2电路处理的结果，其中图线④表示真实图线 D．结合图3和图4处理实验数据，不能消除因电表不理想而引起的系统误差 10．（24-25高二上·江西上饶·期中）某物理兴趣小组测量一电池的电动势和内阻。按照图甲所示连接好电路，定值电阻R0＝1.5Ω，闭合开关，调节电阻箱，测得多组电阻箱接入电路的阻值R及对应的电压表的示数U，画出的－图像为一条直线，如图乙所示； (1)若把流过电阻箱的电流视为干路电流，则可得该电池的电动势E＝ V，内阻r＝ Ω。（结果均保留两位小数） (2)若考虑电压表的分流作用，则该实验中电动势的测量值与真实值相比 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 11．（24-25高二上·广东深圳·期中）董同学想要测量一节新干电池的电动势和内阻（内阻较小），实验室提供了如下器材和参考电路“甲”“乙”： 电压表V（量程3V，内阻约） 电流表A（量程，内阻约） 滑动变阻器（最大阻值） 滑动变阻器（最大阻值） 定值电阻（阻值为） 开关，导线若干 (1)董同学应选择参考电路中的最优电路 （填写“甲”或“乙”）进行测量，同时滑动变阻器应选择 （填写“”或“”）； (2)选用合适的电路和器材后，董同学将测得的数据在坐标纸上画出图像如丙图所示，并求出电动势为 V，内阻为 （结果保留2位小数）。 12．（24-25高二上·山东青岛·期中）2022年12月，我国“西电东送”的国家重大工程——口鹤滩水电站全部机组投产发电，如图所示。白鹤滩水电站位于金沙江干流河段上，坝址平均流量Q=1.3×1011m3，共安装16台单机容量为100万千瓦的水轮发电机组，每台发电机组平均发电时间为3.6×103h。若白鹤滩水电站大坝蓄水水面与水轮机组位置的高度差H=200m，已知火电每发一度电大约需排放二氧化碳1kg，水的密度=1.0×103kg/m3，重力加速度g=10m/s2.，求： (1)相比于同功率的火电厂，每年可减少二氧化碳的排放量； (2)白鹤滩水电站将水能转化为电能的效率（结果保留3位有效数字）。 13．（24-25高二上·广西玉林·期中）利用电动机通过如图所示电路提升重物，已知电源电动势，电源内阻，电动机内阻，电阻，重物质量。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，不计空气阻力和摩擦，g取。求： (1)电动机的热功率； (2)电动机的输出功率； (3)重物上升的速度。 14．（24-25高二上·江苏扬州·期中）小强坐在汽车的副驾驶位上看到一个现象：当汽车的电动机启动时，汽车的车灯会变暗。汽车的蓄电池、定值电阻、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图甲所示。汽车蓄电池的电动势为且保持不变，内阻为。车灯接通电动机未启动时，电流表示数为；车灯接通电动机启动时，电流表示数为，已知车灯的图像如图乙所示。求： (1)定值电阻的阻值； (2)车灯接通电动机启动时，车灯的功率减少了多少； (3)车灯接通电动机启动1秒，此过程电动机消耗的电能。 1．如图为一海上风电厂的照片，该海上风电厂的风力发电机的叶片长为50米，有400个发电机组。假设一年中有约100天左右时间可以发电，且发电时风速约；发电机将风能转变为电能的效率约为。空气密度为，试通过估算判断：该海上风电厂年发电量与下列选项中哪一个最接近（ ） A． B． C． D． 2．如图所示，一直流电动机与阻值的电阻、理想电流表串联接在电源上，电源的电动势，内阻，闭合开关S，电流表的示数为2A，电动机正常工作，已知电动机线圈的电阻下列说法正确的是（　　） A．电动机正常工作时消耗的功率为24W B．电动机正常工作时的电压为2V C．电源的效率约为88.9% D．电动机的输出功率为12W 3．如图所示，电源电动势E=3V，小灯泡L标有“2V、0.4W”，开关S接l，当变阻器调到R=4Ω时，小灯泡L正常发光；现将开关S接2，小灯泡L和电动机M均正常工作。则（　　） A．电路中的电流约为0.21A B．电动机的内阻为4Ω C．电动机正常工作电压为1V D．电源效率约为93.3% 4．某学习小组利用如图甲所示的实验电路测量一节干电池的电动势和内阻，根据测得的数据作出U-I图线如图乙所示。下列说法正确的是（   ） A．图甲中P为电压表 B．图甲中Q为电流表 C．由图乙可求得短路电流为0.4A D．由图乙可求得电池内阻为0.5Ω 5．在如图所示的电路中，电源电动势 E=12 V，电源内阻：r=1.0Ω，电路中的电阻R0为1.5Ω，小型直流电动机M的内阻r0=0.5Ω，电流表内阻不计。闭合开关S后，电动机转动，电流表的示数I=2.0A，则以下判断正确的是（　　） A．电动机两端的电压为7.0 V B．电动机的输出功率为14 W C．电动机的热功率为3.0 W D．电源输出的电功率为25 W 6．如图所示，图甲中M为一电动机，开关S闭合后，当滑动变阻器R的滑片从一端滑到另一端的过程中，两电压表V1和V2的读数随电流表A读数的变化情况如图乙所示，已知电流表A读数在0.2A以下时，电动机没有转动。不考虑电表内阻，以下判断正确的是（　　） A．直线为V1读数随电流表读数的变化图线 B．电路中电源电动势为3.4V C．此电路中，电动机的最大输入功率是0.9W D．滑动变阻器的最大阻值为30Ω 7．（多选）某同学研究白炽灯得到某白炽灯的伏安特性曲线如图所示。图像上点与原点的连线与横轴成角，点的切线与横轴成角，下列说法正确的是（　　） A．白炽灯的电阻随电压的增大而增大 B．在点，白炽灯的电功率可表示为 C．在点，白炽灯的电阻可表示为点切线斜率的倒数D．测量出角的大小，可知点电阻 8．（多选）军用机器狗已成为辅助步兵作战的“新宠”，具有很强的环境适应性，可在山地、丘陵等复杂地形行走，有效提升了综合作战能力。如图所示，某款军用机器狗的直流电机的额定电压为，额定电流为，线圈电阻为，将它与电动势为，内阻为的直流电源构成闭合回路，电机恰好能正常工作，下列说法正确的是（　　）        A．电源消耗的热功率为 B．电动机的效率为 C．电源的输出功率为 D．若用该机器狗竖直提升质量为的重物，则重物稳定后的速度 9．（多选）某实验小组通过图甲所示的实验电路图测量一节干电池的电动势和内电阻，根据测得的数据作出了如图乙所示的图线，以下结论正确的是（　　）    A．干电池内阻的测量值为 B．干电池内阻的测量值偏小 C．干电池电动势的测量值 D．实验误差来源于电流表分压 10．在测量一节干电池电动势E和内阻r的实验中，小明设计了如图甲所示的实验电路。 (1)实验开始前，应先将滑动变阻器的滑片P调到 （填“a”或“b”）端； (2)闭合开关S1，S2接图甲中的1位置，改变滑动变阻器接入电路的阻值，记录下几组电压表示数和对应的电流表示数；S2改接图甲中的2位置，改变滑动变阻器接入电路的阻值，再记录下几组电压表示数和对应的电流表示数。在同一坐标系内分别描点作出电压表示数U和对应的电流表示数I的图像，如图乙所示，两直线与纵轴的截距分别为、，与横轴的截距分别为、。 ①S2接2位置时，作出的图线是图乙中的 （填“A”或“B”）线；测出的电池电动势和内阻与真实值相比有 ， （填“>”“<”或“＝”）； ②由图乙可知，干电池电动势和内阻的真实值分别为： ， 。 11．因电动汽车充电比燃烧汽油更便宜，故电动汽车更受到市场的欢迎。某兴趣小组为了测量某电动汽车上安装的电池的电动势E（300～400V）和内阻r（0～10Ω），利用实验室现有器材进行了如下实验。 (1)实验室只有一个量程为100V、内阻为的电压表，现把此电压表改装成量程为400V的电压表，需 （填“串联”或“并联”）一个阻值为 kΩ的电阻，然后再测量电池的电动势和内阻。 (2)该兴趣小组将电阻箱R和改装后的电压表（电压表的表盘没有改变，示数记为U）连接成如图甲所示的电路，来测量该电池的电动势和内阻，根据电阻箱接入电路的阻值R和电压表的示数U作出图像，如图乙所示，则该电池的电动势 V、内阻 Ω。 (3)由实验可知，电池电动势的测量值 （填“大于”“等于”或“小于”）真实值；内阻的测量值 （填“大于”“等于”或“小于”）真实值。 12．如图为汽车启动电路原理图，汽车电动机启动时车灯会瞬间变暗。在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表的示数为I1=2.5A，电动机启动时电流表的示数为I2=7.5A。已知电源的电动势为E=12.5V，内阻为r=1Ω，设电流表的内阻不计、车灯的电阻不变，求： (1)车灯的电阻RL； (2)打开车灯、电动机启动时，电动机的输入功率P。 13．如图甲所示，为一电动机，当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图线①、②所示。已知电流表读数在以下时，电动机没有发生转动。不考虑电表阻值和温度对电路的影响，求： (1)电动机的电阻； (2)电源的电动势和内阻； (3)滑动变阻器的滑片滑到最左端时，电动机的输出功率和电源的效率。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题09 电能、 1．（24-25高二上·江苏无锡·期中）在如图所示的分压电路中，c、d间的电压恒为U =10V，滑动变阻器的全值电阻，滑动触头P可在a、b两端点间滑动，定值电阻R=10Ω， 则（　　） A．电阻R两端的电压调节范围为0~7.5V B．触头P位于a、b连线的中点时，电阻R两端的电压为5V C．触头P位于a、b连线的中点时，电阻R两端的电压为 D．触头P位于a点时，变阻器消耗的功率为10W 【答案】C 【详解】A．c、d间的电压恒为，所以电阻R两端的电压调节范围为0~10V，故A错误； BC．触头P位于a、b连线的中点时，电阻R与的并联，电阻值为 并联后R两端的电压为 故B错误，C正确； D．触头P位于a点时，变阻器消耗的功率为 故D错误。 故选C。 2．（24-25高二上·山东济宁·期中）2024年10月30日，搭载神舟十九号载人飞船的长征二号遥十九运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，飞船飞向太空，太阳能电池板展开，飞船两翼的太阳电池板是太阳能电池在太空领域的应用、关于电源、电流与电路，以下说法正确的是（　　） A．太阳能安全、清洁，是可供人类利用的一种新能源，是不可再生资源 B．某电池板不接负载时的电压是，短路电流是，则内阻为 C．电源是将化学能转化为电能的装置，电路两端有电压，电路中就有电流 D．电源的作用只是在电源内部把正电荷由负极搬运到正极，保持两极之间有电压 【答案】B 【详解】A．太阳能安全、清洁，是可供人类利用的一种新能源，是可再生资源，故A错误； B．某电池板不接负载时的电压是，短路电流是，则内阻为 故B正确； C．电源是将其他形式的能量转化为电能的装置，并不限于只将化学能转化为电能；电路两端有电压，则电路中不一定有电流，要想有电流，电路还必须闭合，故C错误； D．电源之所以能维持外电路中稳定的电流，是因为它有能力把来到负极的正电荷经过电源内部不断地搬运到正极或把负电荷由正极搬运到负极和在外电路中形成稳定的电场，故D错误。 故选B。 3．（24-25高二上·江苏无锡·期中）某实验小组先采用如图所示电路测量时，在较大范围内调节滑动变阻器阻值，发现电压表示数虽然有变化，但变化不明显，主要原因是（　　） A．滑动变阻器与电路接触处断路 B．滑动变阻器与电路接触处短路 C．滑动变阻器的阻值太小 D．电池内阻太小 【答案】D 【详解】用如图所示电路测量时，在较大范围内调节滑动变阻器阻值，发现电压表示数虽然有变化，但变化不明显，说明滑动变阻器既不断路，也不短路，其阻值始终相对于电池内阻很大，即电池内阻太小。 故选D。 4．（24-25高二上·贵州·期中）如图所示，电解槽和电阻丝R并联后接到电源上，电源内阻r = 1Ω，电阻丝电阻R = 20Ω，电解槽内阻r′ = 0.5Ω。当S1闭合、S2断开时，电阻丝消耗功率为720W；S1、S2都闭合时，电阻丝消耗功率为500W，下列说法正确的是（   ） A．电源电动势为120V B．S1、S2闭合时，流过电解槽的电流大小为26A C．S1、S2闭合时，1s内电解槽中有1879.5J的电能转化为化学能 D．S1、S2闭合时，电解槽中电能转化成化学能的效率为87% 【答案】C 【详解】A．当S1闭合、S2断开时，电阻丝消耗功率为720W，则电路中的电流 电源电动势为 故A错误； BCD．S1、S2闭合时，电阻丝消耗功率为，则路端电压 电路的总电流 流过电解槽的电流大小为 内电解槽中的电能转化为化学能的量 电解槽中电能转化成化学能的效率为 故C正确，BD错误。 故选C。 5．（24-25高二上·安徽蚌埠·期中）如图所示，电源电动势为12V，电源内阻为1.0Ω，电路中的电阻R0为1.5Ω，小型直流电动机M的内阻为0.5Ω，闭合开关S后，电动机转动，电流表的示数为2.0A。则以下判断中正确的是（　　） A．电动机的输出功率为14W B．电动机两端的电压为7.0V C．电动机产生的热功率为4.0W D．电源输出的功率为24W 【答案】B 【详解】B．根据闭合电路欧姆定律可得 所以 故B正确； C．电动机产生的热功率为 故C错误； A．电动机的输出功率为 故A错误； D．电源的输出的功率为 故D错误。 故选B。 6．（24-25高二上·江苏无锡·期中）在研究微型电动机的性能时，应用如图所示的实验电路。闭合开关S，当调节滑动变阻器R使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为和。重新调节R使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为和，则这台电动机正常运转时的效率为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】电动机停止转动时，电能完全装化为电热，电动机为一电阻，根据欧姆定律得 正常运转后，其总功率为 输出功率为 则电动机正常运转时的效率为 故选A。 7．（24-25高二上·北京·期中）（多选）智能扫地机器人是一种智能家用电器，能自动在房间内完成地板清洁工作，如今已慢慢普及，成为现代家庭的常用家电用品。如图为某款智能扫地机器人，其参数见表，工作时将电池内部化学能转化为电能的效率：，下列说法正确的是（　　） 产品名称 科沃斯地宝 尘盒容量 0.3L 清扫路线 自由式 液晶显示 有 电池容量 5000mAh 充电器输出 24V/1000mA 噪声 ≤60Db 额定功率 40W 行走速度 20cm/s 工作电压 24V A．该扫地机器人的电池从完全没电到充满电所需时间约为8.3h B．该扫地机器人最多能储存的能量为J C．该扫地机器人充满电后能工作3h D．该扫地机器人充满电后能工作2.4h 【答案】BD 【详解】A．由题表可知，电池的容量为5000mA·h，所带的电荷量为 充电器输出电流为，所以该扫地机器人的电池从完全没电到充满电所需时间为 故A错误； B．该扫地机器人最多能储存的能量为 故B正确； CD．该扫地机器人的额定功率为40W，则充满电后工作的时间为 故C错误，D正确。 故选BD。 8．（24-25高二上·广东佛山·期中）（多选）如图甲所示，这是某品牌的共享电动自行车，其电源、车灯、电动机构成的电路简化为图乙。该电动自行车的电源电动势内阻，电动机的内阻，车灯电阻，电流表的内阻忽略不计。当S1、S2都接通时，电流表的示数，此时电动机正常工作。已知人和车的总质量为68kg，电动自行车在平直路上所受阻力恒为17N，电动自行车保持额定功率在平直路上从静止开始沿直线加速到最大速度运动的位移为10m。下列说法正确的是（　　） A．当只有S1接通时，电流表的示数为1.6A B．当只有S1接通时，车灯的电压为38.4V C．当S1、S2都接通时，电动机的输出功率为90W D．电动自行车从静止加速到最大速度所用的时间为12s 【答案】ABD 【详解】AB．当只有S1接通时，根据闭合电路欧姆定律可得 故AB正确； C．当S1、S2都接通时，有 流过灯泡的电流为 流过电动机的电流为 电动机的输出功率为 故C错误； D．当电动自行车达到最大速度时，牵引力等于阻力，则 根据动能定理可得 联立解得 故D正确。 故选ABD。 9．（24-25高二上·福建莆田·期中）（多选）如图所示，是测电源电动势和内阻的两种常用方法，由于电流表和电压表都不是理想电表，所以测量结果有系统误差。下列分析正确的是（　　） A．采用图1的方法，引入系统误差的原因是电压表的分流作用 B．图3是用“图1”电路处理的结果，其中图线②表示测量图线 C．图4是用图2电路处理的结果，其中图线④表示真实图线 D．结合图3和图4处理实验数据，不能消除因电表不理想而引起的系统误差 【答案】AB 【详解】A．由于电表不是理想电表，则电流表存在电阻，电压表内阻不是无穷大；采用图1的方法，由于电压表的分流使电流表读数偏小，引入系统误差的原因是电压表的分流作用；采用图2的方法，由于电流表的分压使电压表读数偏小，引入系统误差的原因是电流表的分压作用，故A正确； B．采用图1的方法，由于电压表的分流使电流表读数偏小，当外电路短路时，电压表分流为0，即图1方法中测量图线和真实图线与横轴交点相同；则图3是用“图1”电路处理的结果，其中图线②表示测量图线，图线①表示真实图线，故B正确； C．采用图2的方法，由于电流表的分压使电压表读数偏小，当外电路断路时，电流表的分压为0，即图2方法中测量图线和真实图线与纵轴交点相同，则图4是用图2电路处理的结果，其中图线③表示真实图线，图线④表示测量图线，故C错误； D．利用图3中图线与横轴交点、图4中图线与纵轴交点，连接后可得出真实的图线，消除因电表不理想而引起的系统误差，故D错误。 故选AB。 10．（24-25高二上·江西上饶·期中）某物理兴趣小组测量一电池的电动势和内阻。按照图甲所示连接好电路，定值电阻R0＝1.5Ω，闭合开关，调节电阻箱，测得多组电阻箱接入电路的阻值R及对应的电压表的示数U，画出的－图像为一条直线，如图乙所示； (1)若把流过电阻箱的电流视为干路电流，则可得该电池的电动势E＝ V，内阻r＝ Ω。（结果均保留两位小数） (2)若考虑电压表的分流作用，则该实验中电动势的测量值与真实值相比 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】(1) 3.33 0.75 (2)偏小 【详解】（1）由闭合电路的欧姆定律可知 解得 结合图像可知， 解得E=3.33V，r=0.75Ω （2）考虑到电压表的分流作用，则真实电动势 而 相比较可知，因此电动势的测量值与真实值相比偏小。 11．（24-25高二上·广东深圳·期中）董同学想要测量一节新干电池的电动势和内阻（内阻较小），实验室提供了如下器材和参考电路“甲”“乙”： 电压表V（量程3V，内阻约） 电流表A（量程，内阻约） 滑动变阻器（最大阻值） 滑动变阻器（最大阻值） 定值电阻（阻值为） 开关，导线若干 (1)董同学应选择参考电路中的最优电路 （填写“甲”或“乙”）进行测量，同时滑动变阻器应选择 （填写“”或“”）； (2)选用合适的电路和器材后，董同学将测得的数据在坐标纸上画出图像如丙图所示，并求出电动势为 V，内阻为 （结果保留2位小数）。 【答案】(1) 乙 (2) 1.50 0.50 【详解】（1）[1][2]一节新干电池的内阻较小，远小于电压表的内阻，误差来源于电压表的分流，分流越小，误差越小，故选乙；实验要便于操作，则滑动变阻器应选； （2）[1][2]根据闭合电路欧姆定律可得 则图像纵截距即为电源电动势，根据图可知， 12．（24-25高二上·山东青岛·期中）2022年12月，我国“西电东送”的国家重大工程——口鹤滩水电站全部机组投产发电，如图所示。白鹤滩水电站位于金沙江干流河段上，坝址平均流量Q=1.3×1011m3，共安装16台单机容量为100万千瓦的水轮发电机组，每台发电机组平均发电时间为3.6×103h。若白鹤滩水电站大坝蓄水水面与水轮机组位置的高度差H=200m，已知火电每发一度电大约需排放二氧化碳1kg，水的密度=1.0×103kg/m3，重力加速度g=10m/s2.，求： (1)相比于同功率的火电厂，每年可减少二氧化碳的排放量； (2)白鹤滩水电站将水能转化为电能的效率（结果保留3位有效数字）。 【分析】本题主要分析清楚能量的转化过程，即水的重力势能转化为电能，以及转化效率的简单计算。 【详解】（1）依题意，水电站所有发电机组每年的发电总量为 故每年减少二氧化碳的排放量为 （2）每年平均流过坝址的水的总质量为 下落过程减少的重力势能为 转化为电能的总能量为 故转化为电能的效率为 【点睛】分析清楚能量转化是本题的解决本题的关键。 13．（24-25高二上·广西玉林·期中）利用电动机通过如图所示电路提升重物，已知电源电动势，电源内阻，电动机内阻，电阻，重物质量。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，不计空气阻力和摩擦，g取。求： (1)电动机的热功率； (2)电动机的输出功率； (3)重物上升的速度。 【详解】（1）由题意，可得电源内电压为 干路中的电流为 根据焦耳定律可得，电动机的热功率为 （2）电动机两端的电压为 电动机的输入功率为 可得电动机的输出功率为 （3）由于电动机的输出功率，等于匀速提升重物做功的功率，有 可得重物上升的速度 14．（24-25高二上·江苏扬州·期中）小强坐在汽车的副驾驶位上看到一个现象：当汽车的电动机启动时，汽车的车灯会变暗。汽车的蓄电池、定值电阻、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图甲所示。汽车蓄电池的电动势为且保持不变，内阻为。车灯接通电动机未启动时，电流表示数为；车灯接通电动机启动时，电流表示数为，已知车灯的图像如图乙所示。求： (1)定值电阻的阻值； (2)车灯接通电动机启动时，车灯的功率减少了多少； (3)车灯接通电动机启动1秒，此过程电动机消耗的电能。 【详解】（1）车灯接通电动机未启动时，即只有S1闭合，灯泡和电阻串联，电流表示数为10A，由图乙可知，灯泡两端的电压是12V，定值电阻R的阻值 （2）电动机启动前，车灯的功率为P1=ULIL=12V×10A=120W 车灯接通电动机启动时，电动机和灯泡并联，电流表测量干路中的电流，定值电阻R两端的电压U1=IR=70A×0.05Ω=3.5V 灯泡和电动机两端的电压UL1=UM=U-U1=12.5V-3.5V=9V 由图乙可知，通过灯泡的电流是9A，车灯的功率为P2=UL1IL1=9V×9A=81W 则车灯功率减少了ΔP=P1-P2=120W-81W=39W （3）车灯接通电动机启动时，通过电动机的电流IM=I-IL1=70A-9A=61A 车灯接通电动机启动1秒，此过程电动机消耗的电能W=UMIMt=9V×61A×1s=549J 1．如图为一海上风电厂的照片，该海上风电厂的风力发电机的叶片长为50米，有400个发电机组。假设一年中有约100天左右时间可以发电，且发电时风速约；发电机将风能转变为电能的效率约为。空气密度为，试通过估算判断：该海上风电厂年发电量与下列选项中哪一个最接近（ ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】风力发电是利用动能转化成电能，假设在时间内，吹到风叶上的空气质量为，有 每台发电机发电功率为 一年发电量为 故选C。 2．如图所示，一直流电动机与阻值的电阻、理想电流表串联接在电源上，电源的电动势，内阻，闭合开关S，电流表的示数为2A，电动机正常工作，已知电动机线圈的电阻下列说法正确的是（　　） A．电动机正常工作时消耗的功率为24W B．电动机正常工作时的电压为2V C．电源的效率约为88.9% D．电动机的输出功率为12W 【答案】A 【详解】B．令电路中电流为I，则定值电阻和电源内阻的电压之和为 解得 则电动机两端电压为 解得 故B错误； A．结合上述可知，电动机消耗的总功率 解得 故A正确； C．外电路消耗的功率 则电源的效率约为 解得 故C错误； D．电动机的发热功率为 结合上述可知，电动机的输出功率 解得 故D错误。 故选A。 3．如图所示，电源电动势E=3V，小灯泡L标有“2V、0.4W”，开关S接l，当变阻器调到R=4Ω时，小灯泡L正常发光；现将开关S接2，小灯泡L和电动机M均正常工作。则（　　） A．电路中的电流约为0.21A B．电动机的内阻为4Ω C．电动机正常工作电压为1V D．电源效率约为93.3% 【答案】D 【详解】A．由于小灯泡与电动机串联，此时二者均正常工作，故电路中的电流与通过灯泡的电流相等，则有 A错误； BC．设电源的内阻为，当开关S接l，则有 解得 现将开关S接2，电动机分担的电压 电动机工作时，有一部分能量转化为内能，故其内阻 BC均错误； D．电源的效率 D正确。 故选D。 4．某学习小组利用如图甲所示的实验电路测量一节干电池的电动势和内阻，根据测得的数据作出U-I图线如图乙所示。下列说法正确的是（   ） A．图甲中P为电压表 B．图甲中Q为电流表 C．由图乙可求得短路电流为0.4A D．由图乙可求得电池内阻为0.5Ω 【答案】D 【详解】AB．图甲中P与滑动变阻器串联，为电流表；图甲中Q与滑动变阻器并联，为电压表，故AB错误； C．由图乙可求得两端电压为1.0V时，电路中电流为0.4A，不是短路电流，故C错误； D．由闭合电路欧姆定律，可得 则图像的斜率的绝对值表示电池的内阻 故D正确。 故选D。 5．在如图所示的电路中，电源电动势 E=12 V，电源内阻：r=1.0Ω，电路中的电阻R0为1.5Ω，小型直流电动机M的内阻r0=0.5Ω，电流表内阻不计。闭合开关S后，电动机转动，电流表的示数I=2.0A，则以下判断正确的是（　　） A．电动机两端的电压为7.0 V B．电动机的输出功率为14 W C．电动机的热功率为3.0 W D．电源输出的电功率为25 W 【答案】A 【详解】A．分析电路结构，根据闭合电路欧姆定律可知 电路中电流表的示数为，所以电动机的电压为 故A正确； BC．电动机的总功率为 电动机的发热功率为 所以电动机的输出功率为 故BC错误； D． 电源输出的电功率为 故D错误。 故选 A。 6．如图所示，图甲中M为一电动机，开关S闭合后，当滑动变阻器R的滑片从一端滑到另一端的过程中，两电压表V1和V2的读数随电流表A读数的变化情况如图乙所示，已知电流表A读数在0.2A以下时，电动机没有转动。不考虑电表内阻，以下判断正确的是（　　） A．直线为V1读数随电流表读数的变化图线 B．电路中电源电动势为3.4V C．此电路中，电动机的最大输入功率是0.9W D．滑动变阻器的最大阻值为30Ω 【答案】C 【详解】A．由题图甲知，电压表V2测量路端电压，电流增大时，内电压增大，路端电压减小，所以直线为V2的读数随电流表读数的变化图线，A错误； B．直线的斜率绝对值等于电源的内阻，则有 当电流I1＝0.1A时，U1＝3.4V 则电源的电动势E＝U1＋I1r＝（3.4＋0.1×2）V＝3.6V B错误； C．由图可知，电流 I2＝0.3A U1＝3V 此时电动机输入功率最大P＝U1I2＝3×0.3W＝0.9W C正确； D．若电流表A示数小于0.2A，电动机不转动，电动机的电阻 rM＝4Ω 当I1＝0.1A时，电路中电流最小，滑动变阻器的电阻为最大值，所以R与R0并联电阻的最大值 则滑动变阻器的最大阻值大于30Ω，D错误。 故选C。 7．（多选）某同学研究白炽灯得到某白炽灯的伏安特性曲线如图所示。图像上点与原点的连线与横轴成角，点的切线与横轴成角，下列说法正确的是（　　） A．白炽灯的电阻随电压的增大而增大 B．在点，白炽灯的电功率可表示为 C．在点，白炽灯的电阻可表示为点切线斜率的倒数 D．测量出角的大小，可知点电阻 【答案】AB 【详解】A．由图示可知，随电压增大，通过白炽灯的电流增大，电流和电压的比值减小，白炽灯的电阻变大，故A正确； B．在A点，白炽灯的电功率 故B正确； C．在A点，白炽灯的电阻 故在A点，白炽灯的电阻可表示为A点割线斜率的倒数，而不是A点切线斜率的倒数，故C错误； D．由于纵坐标与横坐标的标度可能不同，所以不能用计算电阻，故D错误。 故选AB。 8．（多选）军用机器狗已成为辅助步兵作战的“新宠”，具有很强的环境适应性，可在山地、丘陵等复杂地形行走，有效提升了综合作战能力。如图所示，某款军用机器狗的直流电机的额定电压为，额定电流为，线圈电阻为，将它与电动势为，内阻为的直流电源构成闭合回路，电机恰好能正常工作，下列说法正确的是（　　）        A．电源消耗的热功率为 B．电动机的效率为 C．电源的输出功率为 D．若用该机器狗竖直提升质量为的重物，则重物稳定后的速度 【答案】BD 【详解】A．电源消耗的热功率为 故A错误； B．电动机正常工作，其额定电压为U，通过的电流为I，则电动机的效率为 故B正确； C．电源的输出功率为 故C错误； D．稳定后电动机的输出功率为 解得 故D正确。 故选BD。 9．（多选）某实验小组通过图甲所示的实验电路图测量一节干电池的电动势和内电阻，根据测得的数据作出了如图乙所示的图线，以下结论正确的是（　　）    A．干电池内阻的测量值为 B．干电池内阻的测量值偏小 C．干电池电动势的测量值 D．实验误差来源于电流表分压 【答案】BC 【详解】AC．根据闭合电路欧姆定律 可得 结合图像有 ， 即干电池电动势的测量值，干电池内阻的测量值为，故A错误，C正确； BD．实验误差来源于电压表分流，设电压表内阻为，则根据闭合电路欧姆定律有 整理可得 可知，干电池内阻的测量值为 则干电池内阻的测量值偏小，故B正确，D错误。 故选BC。 10．在测量一节干电池电动势E和内阻r的实验中，小明设计了如图甲所示的实验电路。 (1)实验开始前，应先将滑动变阻器的滑片P调到 （填“a”或“b”）端； (2)闭合开关S1，S2接图甲中的1位置，改变滑动变阻器接入电路的阻值，记录下几组电压表示数和对应的电流表示数；S2改接图甲中的2位置，改变滑动变阻器接入电路的阻值，再记录下几组电压表示数和对应的电流表示数。在同一坐标系内分别描点作出电压表示数U和对应的电流表示数I的图像，如图乙所示，两直线与纵轴的截距分别为、，与横轴的截距分别为、。 ①S2接2位置时，作出的图线是图乙中的 （填“A”或“B”）线；测出的电池电动势和内阻与真实值相比有 ， （填“>”“<”或“＝”）； ②由图乙可知，干电池电动势和内阻的真实值分别为： ， 。 【答案】(1)a (2) A = > 【详解】（1）为保护电流表，实验开始前，应将滑片P置于电阻最大的a端； （2）①[1]当S2接1位置时，由于电压表的分流使得电流表的示数小于干路电流，则有 当电压表示数为0时，即外电路短路时，电流表示数等于干路电流，则测量图线和真实图线如图1所示 当S2接2位置时，由于电流表的分压使得电压表的示数小于路端电压，则有 当电流表示数为0时，电压表示数等于路端电压，则测量图线和真实图线如图2所示 由以上分析可知，S2接2位置时，作出的图线是图乙中的A线； [2][3]根据闭合电路欧姆定律可得 可知图像的纵轴截距等于电动势，图像斜率绝对值等于内阻，由图2可知测出的电池电动势和内阻与真实值相比有，。 ②[4][5]由以上分析结合图乙可知干电池电动势真实值为 由于S2接1位置时，图像中的B线对应真实的短路电流为 则干电池内阻的真实值为 11．因电动汽车充电比燃烧汽油更便宜，故电动汽车更受到市场的欢迎。某兴趣小组为了测量某电动汽车上安装的电池的电动势E（300～400V）和内阻r（0～10Ω），利用实验室现有器材进行了如下实验。 (1)实验室只有一个量程为100V、内阻为的电压表，现把此电压表改装成量程为400V的电压表，需 （填“串联”或“并联”）一个阻值为 kΩ的电阻，然后再测量电池的电动势和内阻。 (2)该兴趣小组将电阻箱R和改装后的电压表（电压表的表盘没有改变，示数记为U）连接成如图甲所示的电路，来测量该电池的电动势和内阻，根据电阻箱接入电路的阻值R和电压表的示数U作出图像，如图乙所示，则该电池的电动势 V、内阻 Ω。 (3)由实验可知，电池电动势的测量值 （填“大于”“等于”或“小于”）真实值；内阻的测量值 （填“大于”“等于”或“小于”）真实值。 【答案】(1) 串联 15 (2) 360 9 (3)等于 等于 【详解】（1）[1][2]根据电表改装原理可知，将小量程电压表改装成大量程电压表需要串联较大电阻，根据串联电路电流相等，即 解得该串联电阻阻值为 （2）[1][2]根据闭合电路欧姆定律可得 整理可得 结合图像可得， 联立解得 （3）[1][2]由于电压表内阻已知，理论上可以精确计算出电池电动势及内阻，则在理论上测量值和真实值大小相等。 12．如图为汽车启动电路原理图，汽车电动机启动时车灯会瞬间变暗。在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表的示数为I1=2.5A，电动机启动时电流表的示数为I2=7.5A。已知电源的电动势为E=12.5V，内阻为r=1Ω，设电流表的内阻不计、车灯的电阻不变，求： (1)车灯的电阻RL； (2)打开车灯、电动机启动时，电动机的输入功率P。 【详解】（1）电动机未启动时电流表的示数为2.5A，可得 解得 （2）打开车灯、电动机启动时，路端电压为 代入数据解得 通过电动机的电流 解得 所以电动机的输入功率 13．如图甲所示，为一电动机，当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图线①、②所示。已知电流表读数在以下时，电动机没有发生转动。不考虑电表阻值和温度对电路的影响，求： (1)电动机的电阻； (2)电源的电动势和内阻； (3)滑动变阻器的滑片滑到最左端时，电动机的输出功率和电源的效率。 【详解】（1）电流表读数在以下时，电动机没有发生转动，可知电动机的内阻 （2）由图像②可知当U=3.4V，I=0.1A；当U=3.0V，I=0.3A；由闭合电路的欧姆定律 E=U+Ir 可知 解得 （3）滑动变阻器的滑片滑到最左端时，电动机两端电压为U=3.0V，电流为I=0.3A，可知电动机输出功率 电源效率 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $