第13期 电路中的能量转化-【数理报】2025-2026学年高中物理必修第三册同步学案（人教版）

高中物理人教（必修第三册）第13~16期 数理括 答案详解 2025~2026学年高中物理人教（必修第三册）第13~16期(2025年10月) 第13期3版参考答案 错误；开关断开时，根据P=TR可知，电烙铁和灯泡的功率之 A组 比等于它们的阻值之比，故D错误， 一、选择题 6.只闭合S时，电路里只有L接入，电流表示数为通过L 1.C2.B3.D4.B5.B6.D7.C 的电流；再闭合S2,电流表示数为干路电流，因两灯泡并联，所 提示： 以L2电流不变，则通过L2的电流为12=1-11=0.2A,因并 1.焦耳热Q=PRt适用于任何电路中的焦耳热量的计算， 故A正确；公式W=Ut用于计算电路的总功的大小，适用于任 联电路电压相等则两灯泡电阳之比为风风=号：无=2 何的电路，对于纯电阻有1=名，指人可得==只，故 3,故AB错误；两灯泡电功率之比为P:P2=UI1:U2=3:2, 故C错误，D正确. 该公式只适用于纯电阻电路，故B正确：电功率越大，表示电流 7.mA是电流的单位，h是时间的单位，根据q=It可知， 做功越快，但焦耳热Q=,还与时间有关，所以电功率越大 “mA·h”是电荷量的单位，故A错误；扫地机器人正常工作时 电路中产生的焦耳热不一定越多，故C错误；在非纯电阻电路 中，因为电流做功还产生其它能量，如机械能、化学能等，所以 电流为1=号-号4=2.5A,设扫地机器人的电机总电阻为 电功大于电热，即U1>PR,故D正确.本题选错误的，故选C. ,由于其输人功率大于热功率，则有1>户，可得r<号 2.此实验中使用老旧电池效果没有新电池好，因为老旧电 82,故B错误，C正确；扫地机器人充满电后一次正常工作时 池的内阻比较大，使得电路电流较小，电流的热效应不明显，故 A错误：根据电阻定律R=P片，若a=6=c,材料相同，则电 间为t=4=2000×10h=0.8h=48mim,放D错误 2.5 二、填空题 阻率相同，a段横截面积最小，c段横截面积最大，则a段电阻最 8.1:11:33:13:1 大，c段电阻最小；此实验利用了电流热效应，根据P=PR,由 三、计算题 于电流相等，a段电阻最大，则a段的功率最大，a段最先燃烧， 9.(1)U-IR(2)Ul-(R+ro) 故B正确，CD错误， 解析：(1)由于电动机与定值电阻串联，根据串联电路特 3.设金属裸线的电阻率为P,变化前金属裸线的长度为L, 点可知，电动机的额定电压为U。=U-UR=U-IR 变化后，根据电阻定律可得R,P一y (2)根据能量转化可知，电动机的输出功率 P出=P颜-P热=lU。-ro 1 联立U。=U-UR=U-IR R=p云=子p片，可知R,=16R,把4，B串联在电路中， 整理可得P出=UI-P(R+ro). 则通过A、B的电流相等，根据P=PR可得，它们消耗的电功率 10.(1)RM=22 之比为P4:PB=R4:Ra=16:1,故D正确。 (2)P机=0.32W 4微波护的额定电流为。一是=5A,故A错误：微波炉 解析：(1)扇叶停止转动时，电动机线圈的电阻为 的工作效率为刀=片=80，故B正确：微波护不是纯电阻电 R-2-号n=2n (2)风扇运转时，电动机线圈的发热功率为： 路，无法求解内阻的大小，故C错误；微波炉连续工作0.5h消 P热=Rw=0.08W 耗的电能为W=P颠t=0.55kW·h,故D错误。 电动机输入功率为P=U1I,=0.4W 5.开关接通时，灯泡发生短路，灯泡熄灭，电路中电阻减 电动机输出的机械功率为P机=P,-P热=0.32W 小，电流增大，根据P=1可知，电路消耗的功率增大，电烙铁 B组 的功率也增大，则电烙铁在开关接通时的功率大于在开关断开 一、多选题 时的功率，开关断开时，电路消耗的总功率减小，故B正确，AC 1.BD 2.AD 3.AC 一1 高中物理人教（必修第三册） 第13~16期 提示： P 3.2W 1.由题图可知，按a方式接线时电路没有接通，a方式为 R=元=0.4A0=200 “关”挡，故A错误；按b方式接线时，两电阻串联后接入电路， 当滑片P在b端时，电源电压为U=I,(R+R) 2 当滑片P在c点时，电源电压为U=1(R。+R。) 电路总功率为P。=2R,按c方式接线时，一个电阻接人电路， 可得，电阻R。的阻值为R。=102 电路总功率为P。= R,按山方式接线时，两电阻并联后接人电 电源电压为U=12V. 第14期3版参考答案 路，电路总功率为P。= 尺，可知6方式为低”挡，c方 222 = A组 一、选择题 式为“中”挡，d方式为“高”挡，故BD正确，C错误. 1.D2.C3.B4.B5.A6.D7.B 2.电动机正常运转时U山1=，+P机，电动机被卡住后U2 提示： =r,联立可得2>1，则被卡后电动机电流I变大，根据P= 1.电动势E的单位虽与电势、电势差的单位都是伏特，但 U1,P热=r,可知电动机被卡住后与正常工作相比消耗功率 三者本质并不一样，故A错误；电动势E的大小由电源内部非 静电力的特性决定，与非静电力的功、移动的电荷量大小无关， 变大，发热功率变大，故AD正确，B错误；电动机正常运转时 故B错误；电动势E等于电荷通过电源时移动单位电荷量的非 P二，电动机液卡住后号 静电力所做的功，故C错误；电动势E是表示电源把其他形式 =r+ =r,即被卡后电压与电流比值 的能转化为电能的本领的物理量，故D正确。 减小，故C错误 2.在电池中mA·h表示电荷量的单位，不是能量单位，故 3.额定电压为24V,工作时功率为72W,则工作时的电流A错误；由于锂离子从电池正极脱嵌，通过膈膜嵌入负极材料 为1=无一升A=3A,由题意可知工作时最长可以持线工作 的微孔中，则其形成的电流方向为从正极到负极，即电池内部 电流方向从正极到负极，则锂电池正在充电，故B错误，C正 时间为1h,则充满电后，机器人的最长待机时间为=p尸 Pt = 确；图示过程中，电池内部电场对锂离子的静电力做正功，将其 他形式能转化为电能，故D错误。 2×1h=12h,故A正确：进行擦拭工作时，机器人不是纯电 6 3.由闭合电路的欧姆定律可得，开关处于1时E=1(R1+ 阻电路则有1>户，可得内部电路的电阻7<号=兰0= T),开关处于2时E=I(R2+r),联立解得E=12V,r=12, 故ACD错误，B正确 8Ω，故B错误；若电动机卡住停转时，通过电动机的电流I= 4由图像交点坐标，可得此状态下R的阻值为R=号 r ~>3A,可知通过电动机的电流会增大，故C正确；进行擦拭 2.0Ω，故B正确；根据闭合电路欧姆定律可得U=E-r,根据 工作时机器人把电能转化为机械能和焦耳热，故D错误 U-I图像可得，电源电动势为纵截距6.0V,内阻为r=1k1= 二、填空题 10-6.010=1.50,故A错误：此状态下R的功率为P=U 4.煮饭L1小 4.0 解析：S闭合时保温板被短路，发热盘两端的电压为 =8W,故C错误；此状态下电源的总功率为P总=E1=12W, 220V,S断开时发热盘两端的电压小于220V,可知S闭合时发 故D错误 热盘的功率更高，为煮饭状态，S闭合时L2不发光，L发光，可 5.根据闭合电路欧姆定律得U=￡-h,解得r=E,U, 知L1为煮饭指示灯；S断开时，电路的总电阻大于S闭合时的 故A正确；电动机的输出功率为P出=UI-PR,故B错误；电动 总电阻，可知S断开时电饭锅消耗的功率更小. 机消耗的总功率为U,故C错误；电源的输出功率为P'品=E1 三、计算题 -r,故D错误 5.(1)502(2)102,12V 6.根据闭合电路欧姆定律有U=E一IR2,可知AB的斜率 解析：(1)由甲图可知，当滑片P在b端时，电路中的电流 代表R2的阻值，a的斜率表示通过R,的电流为0.1A时，R1的 最小，由乙图可知，最小电流为0.2A,此时滑动变阻器的功率 有效电阻；b的斜率表示通过R1的电流为0.3A时，R1的有效 为2W,由公式P=R可知，滑动变阻器的最大阻值为 电阻.故D正确。 P 2 W R=疗=0.2A7=50n 7.由题意知人体脂肪缺乏等效电阻变小，脂肪所占比例低 者等效电阻较小，根据闭合电路欧姆定律可得I= (2)由乙图可知，设当滑片P在某点c处时，电路中的电流 1=0.4A R+尼+可知电流较大，则电压表示数U=E-(r+R), E 滑动变阻器的功率为P。=3.2W 可知U较小，故A错误；脂肪所占比例高者等效电阻较大，根据 所以滑动变阻器连入电路的阻值R。为 闭合电路欧姆定律可知电流较小，电流表的示数较小，故B正 2 高中物理人教（必修第三册）第13~16期 确；脂肪所占比例低者对应的电流较大，根据P,=Pr,可知电2V,I=0.2A,可得硅光电池的内阻为82，D正确. 源内阻消耗的功率较大，故C错误；脂肪所占比例高者对应的 3.当光照强度增强时，光敏电阻R阻值减小，并联阻值减 电流较小，根据P=E1,可知电源消耗的总功率较小，故D错 小，回路总电阻减小，回路总电流增大，故定值电阻R。和电源 误 内阻上的电压增大，并联部分电压减小，电压表示数减小，定值 二、填空题 电阻R2电流减小，根据并联分流，电流表A1示数增大，且电流 8.30.5最大最大 表A1电流的增加量大于电流表A电流的增加量，即△I1>△， 解析：电源的U-I图像纵截距表示电源电动势，斜率的绝 对值表示电源内阻，由图可知，电源的电动势和内阻分别为E 故A正确，B错误：根据U=E-〔风+)，放合兴=几+，故 =3V,r=3.0=0.50:两个电阻串联的总电阻比任何- C错误：电源的效率刀风，中，1+太 R外=1。，当光照强度增强时， r 个电阻都大，所以将R、R2串联后接到电源两端，外电阻最大， 总电流最小，内电压最小，外电压（即电源两端电压）最大；两 回路总外电阻R外减小，电源的效率降低，故D正确。 个电阻并联的总电阻比任何一个电阻都小，所以将R1、R2并联 二、填空题 后接到电源两端，外电阻最小，总电流最大，内电压也最大， 4.(1)右侧 (2)(3)偏小 三、计算题 解析：(1)当滑块具有图示方向的加速度α时，滑块所受弹 9.8V,62 簧的拉力的合力向右，滑块向左移动，滑动变阻器的滑片向左 解析：根据闭合电路欧姆定律，当开关处于位置1时有 滑动，根据顺着电流方向电势降低，P端的电势低于Q端，电压 E=I(R+r) 表指针偏向右侧， 当开关处于位置2时有E=I,(R,+r) (2)根据牛顿第二定律2kx=ma,根据欧姆定律U= 联立解得：E=8V,R2=6 10.(1)8V(2)8W(3)1.2m/s 产·2，联立解得U= 解析：(1)因电阻R和电动机两端的电压相同，由U=1R (3)当电池内阻不能忽略时，滑动变阻器的电压变小，则 解得Uu=U=8V. 单位长度的电势差变为U。=2(E,△E,则有0=U。x= (2)由闭合电路欧姆定律E-U=Ir L 解得1=2A ma(E,△E),则在加速度相同的情况下，P,Q两点间的电势差 通过电动机电流1M=1-1。=1A kL 电动机输入功率P=UIM=8W. 变小，即加速度测量值偏小. (3)电动机的输出功率P出=P-o 三、计算题 解得P出=6W 5.(1)102:(2)8V;(3)0.8W 由功率计算式P=mgv 解析：(1)根据题意，由电路甲可知，V1测量电阻R两端 解得v=1.2m/s, 电压，随电流增大而增大，V2测量路端电压，随电流增大而减 B组 小，则图乙中a为V2的示数，b为V,的示数，则 一、多选题 4-2 R=0.4-0.20=100 1.BD 2.AD 3.AD (2)由闭合电路欧姆定律有U,=E-r 提示： 代人数据有6=E-0.2r,4=E-0.4r 1.当小车静止在水平地面上时，压敏电阻受到的压力为 解得：r=10D,E=8V. 零，压敏电阻阻值为1002，电流表的示数为12mA,则当小车 (3)根据题意，可得滑动变阻器上消耗的功率为 做匀速运动时，压敏电阻受到的压力仍为零，压敏电阻阻值仍 P=EI-P (R+r) 为1002，电流表的示数为12mA,故A错误，B正确；根据闭合 E 电路的欧姆定律E=I(R。+R),解得R。=1502,当电流表的 由数学知识可知，当/=2(R,+刀)时功率最大，则最大功 示数为15mA时，根据闭合电路的欧姆定律可得E=I(R,+ 率为 R),解得R1=502,由图像可知F=100N,由牛顿第二定律 E2 F=ma,可得加速度大小a=10m/s2,故C错误，D正确. P。=2R+）4(R+) =0.8W. 2.此状态下电阻R的功率P=U1=2V×0.2A=0.4W, 第15期3-4版参考答案 故A正确：根据E=U+1r,外电路开路时，I=0,图线a与纵轴 一、单选题 的交点为电动势，即E=3.6V,故B错误；图线与横轴的交点 1.C2.A3.B4.C5.A6.C7.A 为短路电流，则该光照强度下，硅光电池的短路电流为0.3A, 提示： 故C错误；根据闭合电路欧姆定律E=U+r,此状态下，U= 1.能源应用过程并不单纯是将内能转化为机械能的过程， 一3 高中物理人教（必修第三册）第13~16期 各种转化形式均可为人类服务，故A错误；目前人类主要利用 0=20,故C错误；由图线6可得电源内阻为r= △U 电能的原因就是电能的转换效率明显高于其他能源，故B错 2 误；在广大农村推广沼气对改善农村环境、节约能源意义重大， 10-4 2-0.5 2=42,故D错误 功在当代，利在千秋，故C正确：核能发电会产生放射性核废 二、多选题 料，如果处理不当会造成重大的核污染事故，故D错误。 8.BC 9.BC 10.AD 2.手机的锂电池电动势一般为3.7V,干电池电动势一般 提示： 为1.5V,手机的锂电池和干电池的电动势是不同的，故A错 8.电动机是非纯电阻，根据能量守恒有P电=P热+P机，即 误；电动势E的单位与电势、电势差的单位相同，都是伏特V, 故B正确；电动势E可表示为￡=”，可知在移动等量正电荷 M=f1+P,阴显，<UL,得1<”，电动机输出的机械功 g 率为P机=U1-r,故A错误，C正确；经过时间t,电动机消耗 的情况下，电源内非静电力做功越多，电动势越大，故C正确； 电动势较大，表示电源内部将其它形式能转化为电能的本领越 的电能为W=U,电动机消耗的电功率为P=”=山，故B 大，故D正确.本题选错误的，故选A 正确；经过时间t,电动机产生的热量为Q=t,故D错误. 3.对电阻R,由欧姆定律可得U1=R,对非纯电阻电动机 9.开关接1时，电容器处于充电状态，则有U=E-r,开 M,有U2>R,可得U1<U2,故AD错误；依题意，电阻R与电 关接2时，电容器处于放电状态，则有U=R,故开关接1时的 动机M串联，由焦耳定律可得Q1=PR,Q2=PRt,即Q1= 图线应为b,故A错误，B正确；结合上述，开关接1时，电容器处 Q2,故B正确；电流通过电阻R做功为W,=U,t,电流通过电 于充电状态，则有U=E-r,结合图线b可知，电源电动势约为 动机做功为W2=U2,联立可得W1<W2,故C错误。 4.根据闭合电路欢姆定律可得U= ◆U 300飞，地断内7一调四020n.放C正确D E-r可知，电源的U-I图线的纵截距表 错误， 示电源电动势，图线斜率的绝对值表示 10.根据闭合电路欧姆定律U=E-r,可知电源I-U图 电源的内阻，则T。<1a,故AB错误；作出 像横轴截距为电源电动势，即E=50V,电源内阻r= 0 该电阻的U-I图线，如图所示，由于定值 50,200=100,故A正确：电源的1-U图像与电阻的1-U 3 电阻的U-I图线与电源的U-I图线的交点横、纵坐标的乘积 表示电源的输出功率，由图可知，与A图线的交点的横、纵坐标 图像的交点为该电阻接在该电源中的实际工作点，由图可知电 均较大，则P。>P。,故C正确，D错误。 阻实际电压为30V,流过电阻的电流为2A,此时电阻的阻值 5.在滑动变阻器R,的滑片滑动的过程中电流表A,示数 为R=30 =之0=150，此时电源的输出功率为P=30×2W= 增大，根据“串反并同”规律可知R,接人电路的电阻增大，即 滑动变阻器R。的滑片向上滑动，故A错误；根据“串反并同”规 W,此时电源的效率为)三=0×100%=60%，故 律可知，R1的功率减小，故B正确；根据“串反并同”规律可知， 确，BC错误 电压表的示数增大，电流表A2的示数减小，故C正确；根据闭 合电路欧姆定律可知E=U+12r,即U=E-r·12,由此可知 A1=r,故D正确.本题选错误的，故选A △， 11.(1) 6.电路稳定后，根据闭合电路欧姆定律可知通过电阻R E 的电流为I=R,十R,故A错误；电容器两端电压等于电阻尼 (2)C RE 两端电压，则有：=优，“R十R,电容器所带电荷量为Q (3)1.481.20 解析：(1)根据电路图连接实物图，如图所示（见答案图） ,=。C3故B错误：断开S的瞬间，电容器与电阻K,构 (2)电压表的读数都不变，电流表无读数，则可能是滑动 变阻器短路，若电流表断路或开关接触不良，则电压表无示数。 02 成回路进行放电，通过电阻R,的电流为4=元=R十R,通 E 故C正确。 (3)根据闭合电路欧姆定律有U=E-r,根据图像斜率 过电阻R的电荷量为8十元故C正确，D错误 与截距可知E=1.48V,=1.48-1.00,解得r=1.200 7.滑片向右滑动，则R阻值变大，总电阻变大，总电流减 0.4 小，则内阻上电压减小，路端电压变大，即V,示数变大，故A正 12(1)￡++： E E 确；电压表V,测量路端电压，则图线b对应电压表V1,图线a对 (2)1.471.3(3)有 应电压表V2,故B错误；由图线a可得定值电阻为R,=了 U 解析：(1)根据闭合电路欢姆定律E=I(R+R。+r) -4 高中物理人教（必修第三册）第13~16期 化简可得片=会+品 第16期参考答案 E 1.C2.A3.B4.D5.D6.C7.D (2)上述表达式结合图乙有 提示： 1=24-2v1+r=7A E=25-0 E 1.因为1=4是电流强度的定义式，电流与通过导体某一 解得E≈1.47V,r≈1.32 横截面的电荷量与所用时间无关，故A错误：电流虽然有大小 (3)当电流传感器有内阻时，所测的电源内阻「测=T真+ 1 也有方向，但是不满足矢量运算法则，电流是标量，故B错误； T传 电荷定向移动形成电流，所以电路要产生电流，必须存在自由 导致电源内阻测量值偏大，即电流传感器的电阻对本实验 电荷，故C正确；电荷在电路中受到电场力外还因为和原子石 干电池内阻的测量结果有影响. 的碰撞产生阻力，可以看成匀速运动，此阻力宏观体现为电阻， 四、计算题 故电荷不会一直加速下去，故D错误 13.4.0V,1.02 2.不同形式的能量之间可以相互转化，总量不变，故A正 解析：当开关S闭合时，根据闭合电路欧姆定律有U=E 确；能量不能被创生，也不能被消灭，故B错误；虽然能量是守 -Ir 恒的，总量不变，但是我们可以利用的能源是有限的，故一定要 根据部分电路欧姆定律有一 节约能源防止能源危机，故CD错误。 3.设电阻的厚度为d,其正方形的边长为a,根据电阻定律 当开关S断开时，根据闭合电路欧姆定律有U2=E-12r U, 根据部分电路欧姆定律有1=R,+R 可得R=P品=台，由于材料相同，电阻率相同，且厚度相同， 可见电阻值的大小仅与材料和厚度有关，与尺寸大小无关，则 解得E=4.0V,r=1.02. 有R1=R2,给R、R2通以相同的电流，根据U=R,P=R, 14.(1)保温：(2)40：(3)2.211×10J 可得U1=U2,P1=P2,根据Q=PRt,可知R、R2在相同时间 解析：（①由电功率P=1=可知，在电源电压U9 内产生的焦耳热Q=Q2,故B正确。 220V一定时，电阻越大电功率越小，电阻越小电功率越大，当 4根据欧姆定律有1=只，可知1-U图像中，图像上的点 只闭合S2时，电阻R、R2串联接人电路，电阻最大，为保温阶 与坐标原点连线的斜率表示电阻的倒数，可知两条图线相交 段，当闭合S2、S时，只有R接人电路，电阻最小，为加热阶段. 时，两导体的电阻相等，故A正确：图像中，导体A的图像为一 (2)当闭合S2、S3时，只有R,接入电路，电阻最小，为加热 条过原点的倾斜直线，斜率一定，根据上述可知，导体A的电阻 阶段，由电功率P==二可知R,的阻值 R 值不随电压变化而变化，故B正确；图像中，导体B的图像上某 号-部n-n 点与原点连线的斜率随电压的增大而增大，结合上述，可知导 体B的电阻随电压的增大而减小，故C正确：根据上述可知，B (3)磨豆用时0.5分钟，t1=0.5min=30s,加热用时3分 导体的伏安特性曲线上某点与坐标原点连线的斜率表示电阻 钟，t2=3mn=180s,本次泡制咖啡共消耗电能E=E,+E, 的倒数，故D错误.本题选错误的，故选D. =Pt1+P22=110×30J+1210×180J=2.211×105J. 5.接a、b是微安表和电阻R并联，有电流表功能，故A错 15.(1)42;(2)3.6V,22; 误；接a、c是微安表和电阻R,并联再与R,串联，有电压表功 (3)0.54W,83.3% 能，故B错误；接a、b时，根据并联电路分流特点可知R,越大分 解析：(1)电流表读数在0.2A以下时，电动机M没有发生 流越小，电流表量程越小，故C错误；接a、c时，根据串联电路分 转动，可知电动机的内阻 压特点可知R2越大分压越大，电压表量程越大，故D正确 -出-0-8如=4n rM 6机器人额定工作电流为1=号=祭4=2A,放A错 (2)由图像②可知当U=3.4V,1=0.1A;当U=3.0V, I=0.3A;由闭合电路的欧姆定律E=U+r 误：充满电后最长工作时间为：=子=9=0h,故B结误： 可知E=3.4+0.1r,E=3.0+0.3r 电池充满电后总电荷量为q=20A·h=20×3600C=7.2× 解得：E=3.6V,r=22 10C,故C正确；以额定电流工作时每秒消耗能量为W=Pt= (3)滑动变阻器R的滑片滑到最左端时，电动机两端电压 48J,故D错误. 为U=3.0V,电流为1=0.3A,可知电动机输出功率 7.由电路图可知，开关S闭合时，R1被短路，只有R2接入 P机=Ul-PrM=0.54W 电路，面开关断开时，两电用率联，根据P一只可知，开关接道 UI U 3.0 5 电源效率m=司=它=.6=6=83.3%. 时为加热状态，开关断开时为保温状态，电饭锅在加热状态下 5 高中物理人教（必修第三册） 第13~16期 的功率不等于保温状态下的功率，故AB错误；如果当R:R [R-(,+)门户+4R(R+,由上武可得，当R=R+r ER =1:1时，由欧姆定律可知，保温时电流是加热时的一半，则由 P=PR可知，R2在保温状态下的功率是加热状态下功率的四 15Ω时，电阻箱消耗的电功率最大。 分之一，故C错误，D正确 13.(1)3.5×1052;(2)2.0×103A;(3)0.22×10-3V/m; 8.BD 9.AC 10.BC (4)9.3×10-5m/s. 提示： 解析：(1)由电阻定律得，铜棒的电阻为 8.根据欧姆定律，该元件电阻为R= 故A误B正 =3.5×1050 R=PS (2)由欧姆定律得，通过铜棒的电流为 确；电源电动势为U1,该电源的内阻损耗的功率为P内=(U一 2)山2，故C错误：该电源的工作效率为7二2×100%二0、】 1-0 =2.0×103A. (3)由U=Ed得，铜棒内的电场强度大小为 ×100%,故D正确 9.小风扇不转时电路为纯电阻电路，根据欧姆定律可得R E=号=光-2.2×03Vm =号=50，故A正确；当电压为6V时，风扇正常工作，由公 (4)由I=neSv得，电子的定向移动速率为 ≈9.3×10-5m/s. 式可得1=号=。A=0,4A,放B错误：风扇热功率为Ps v=neS 14.(1)252;(2)5.562. =子R=0.8W,故C正确；风扇正常工作时机械功率为P机梭= 解析：(1)因为1=0.16A,根据题意0.16A=0.02U U1-PR=2.4W-(0.4)2×5W=1.6W,故D错误； 解得U=2V E 10,根据闭合电路的欧姆定律/=尺，十R,电压表的示数 所以U2=E-U1=4V U1=IR,=1V,代人数据解得R=202,对应的污染指数为 4=250 则R= 150,属于重度污染，故A错误；当污染指数为50时，对应电阻 (2)因为R、R2消耗电功率相等，所以U=U;=3V 0Q,代入上式，则0三尼本RR=0.5V,故B正确：污买 根据'1=kU=0.02×33A=0.54A 指数越小，R越大，总电流越小，R。两端电压越小，故C正确；污 解得R:=了 =5.56. 染指数越大，则R越小，总电流越大，电路中消耗的总功率P= 15.(1)20W,功率减小 E越大，故D错误。 (2)7=99.5% 11.(1)电流零刻度线(2)×10 解析：(1)设A、B两极板间电压为U,根据动能定理有 (3)电阻零刻度线(4)220 解析：(1)调节指针定位螺丝，使指针停在电流零刻度线。 -q0-mgd (2)待测电阻约为2002，根据2002=20×102，可知将 解得U=200V 选择开关旋转到“2”挡的×10位置 根据闭合电路的欧姆定律U+I(R,+r)=E (3)将红、黑表笔分别插人“+”“-”插孔，将两表笔短接， 解得电流I=0.1A 调节欧姆调零旋钮，使电表指针对准电阻零刻度线。 滑动变阻器消耗的电功率P=1U=20W (4)将红、黑表笔分别与待测电阻两端相接触，若电表读 此时滑动变阻器接人电路的电阻为R=9=2000 数如图所示，则该电阻的阻值为22×10D=220Ω. 把电阻R等效为电源的内阻，则'=R+r=20002 12.(1)a1.510(2)15 因当外电路电阻等于电源内阻时外电路消耗的功率最大， 解析：(1)小王同学以R为纵坐标，根据闭合电路欧姆定 则此时滑动变阻器消耗的功率为最大，若把滑动变阻器滑动片 律得R=E-I(r+R),小李同学以(R+R)为纵坐标，根据 向上移动，滑动变阻器的阻值从2000Ω增大，大于等效电源的 闭合电路欧姆定律得(R+R,)=E-r,可得小王同学绘制的 内阻，则滑动变阻器消耗的功率减小 图线的斜率的绝对值更大，所以小王同学绘制的是图线a.该 图线的截距表示电动势，斜率绝对值表示「+R,所以有E= (2)电源的效率7=R+匹 ×100%= IE 1.5V 1.5V,r+R=100×10A=150,解得r=150-R=15 0.1P×1980+200×0.1×100%=99.5%. 400 2-5.02=102. (2)电阻箱消耗的电功率为P=FR=(R+R+ E -)2R= —6素养·拓展 数理极 本版责任第辑：幸 州纸编辑质量反情电话 数理括 2025年10月6日·星期 高中物理 1上接第3版) 难的问题.某款擦窗机器 (选填“大”或“小) 0351527128 服纸发行质量反情电话 第13期总第1157期 人教 人如图2所示，主要由电动 三，计算题（共13分） 0351-5271248 必修第三丽 B组能力篇 机、传器等部件构成，其 5,如图4甲所示，电源电压保持不变，。为 电池容量为300mA-(电 定值电阻，R为滑动变阳器当滑片P由滑动变 人文地理与城乡规划 山西师范大学主管山西师大教育科技传媒集团主办数理报社编出假 社长：徐文伟 国内统一 连续出版物号 CN 14-0707八F)邮发代号：21-285 多选题（本题共3小题，每小题6分 池能够提供的电量，表示 阻器移动到仙的过程中，分别测出几组对 学科：理学 1.弄清焦耳定律的内容和应用条件 难点透视： 18分) 当电池以30mA的蜂由 应的电压值和电流值，通过计算得出滑动变湖 门黄：地理科学美 焦耳定律：电流通过导体产生的热量限电 1.有一只电熨斗，内部电路如图1甲所示 电流工作时，最长可以神续工作1)，额定电压 器对应的电功率P,并出滑动变阻器的电功率 烤养日标：点专 流的二次方成正比、限导体的电阻及通电时间 成正比，公式为Q=「形，无论是纯电阻电路还 分析非纯电阻电路的要点 其中M为旋钮内部的接线播子，定细有 为24V、待机时功率为6W,工作时功率为P和电流/的关系像，如图乙所示求 地具人文地理烧 “高”“中”“低”关”4个挡，这4个挡的肉韶接 72露，下列说法正确的是 (1》滑动变阻器的最大阻值： 乡规对管理的基本理 是非纯电阻电路：只要电流恒定就可以由焦 线有如忍乙所示的4种方式，则下列中判断正的 A.充满电后，机器人的最长待机时何为 (2)R的阻值和电孤电压 定律计算电热 。山面张中伟 神和实浅能力 2.弄清电热徽观解程 纯电阻电路是指电路中含有电动机，电界 三，准确把握非纯电阻电路两端电压和电流 B,进行试工作时机器人内部电路的电阻 企严格件学雄的州维 电流通过金属导体时，自由电子在加迷运 槽等装置.分析这类电路，牵涉到的物理量多，关的关系：因为在非纯电阻电路中国>Q,即> 为8n 良好的专曼慧能到 动过程中频繁与正离子相碰.使璃子的热运动 茶复杂，我要从以下四方面重点把界 C,若电动机卡住停转时，通过电动机的电 加制.而电子速率减小，可以认为自由电子具 户，因此1<怎，欧好定律不再戒立 其立是千宝翼中现区 、准确把置公式是分析好非纯电阻电骆的 流会增大 成梯和土地管理，从 某一速率定移动电能没有转化为电子的动 前提：计算电功用=,计算电热用Q= 例3，如图2所示，为定值 八.方式为“中”挡 D.进行擦试工时机器人把电能全部转化 事城多建议与区济 能，只转化为内柜 了，计算电功率用P，计算电热功率用P 电阻，M为电动机，内阻为R,且 .b方式为“低”档 为机械能 发规的研究，教学 学习指南： R。=R,与定值电阻井联，A为理 想电流表，电源电压U保持恒 G.方式为关“挡 二，填空题（共9分） 发或应用的高质 例1，有一内电阻为4.4口的电解精和一盏 4.电饭锅内部的电路 梦兰人才 学习焦 应弄清的三 标有“110V60W“的灯炮串联后接在电压为 定，当开关s断开时，电流表的读 D.d方式为“高档 2,电动餐桌的转盘由电动机带动，呢施加 图如图3所示，b指接 培差要求：·杰专 220V的直漆电路两嘴，灯泡正常发光，则 致0.10A,当开关5闭合时，电流表的读数可 20V的交流电压，R,R 李生主要学习并零摄人 能为 外力使转盘停止转动，电动机被卡住不转动，假 湖北高本 文染见与风参规目专业 A.0.10A 设电动机两端的电压保持不变，则电动机被卡 分别为发热盘和保温板， 3.弄清电热与电功的区别 A.电解情消托的电功率为120雾 B.015A C.0.18A D.0.20A 生后与正常工作相比 R,R,用于保护指示TL 的本理论。表识 (1)纯电阻电路而，电功等于电热： B.电解槽的发热功事为60国 A.消耗功率变大 L2,四个电阻和指示灯的阻值均恒定，其中L的 和本慧能 Q气，电流通过用电器 口.电解槽消耗的电功率为60W 解析：由电路结构可知，当开关5闭合时，流 B,发热功率不变 新定电压远大于L的额定电压S闭合时，电版 主干学科：地 D,电路清耗的总功率为60W 过R的电流仍为Q10A,在电动机中1< 发热为目的，常见用电器有电炉，电熨牛，电國 C,电压与电比值不变 织处 (速填“款饭”城“保温”)状态。 蜗，电格铁，白炽灯泡等 解析：本题属于非纯电阻电路，因为灯泡和电Q.1A,因此总电流 定大于0I0A,小于 城心要理，地理学 D.电流变大 肾tT为 (选填“L”或“L"),S 深情串联，故通过电解楷的电流和通过灯泡的电Q.20A,故BC正 餐学与信息季、现划学 (2)对非纯电阻电路（如合有动和电 3.擦演机器人有效解决了外层窝户清洁困断开时，电饭锅消艳的功比S闭合时 解槽，给蓄电池充电苹)，由于电能除丁转化为 流相1= A,因此电解精消耗的电功率为 答案：BC (参考答案见下期】 常理的，环境李 电热以外还同时转化为机械能或化学能等其它 P=1=60W,电解情的发热功率为P=R= 四、准确把握能量守恒在非纯电阻电路中的 1,功率求解的技巧 难点透视 主要实践性教学环 能，所以电功必然大于电热：甲>0，这时电功只 应用：计算非纯电阻电路的机械功时，常用能量 L,3W,电路消的总功率为电解槽消的功率和 (1)无论是串联电路还是并联电路，无论是 纯电阻电路中的电功率的 节：专合实习、人文 能用=业计算，电热只能用Q=计算 守恒，用电功减去热功，即机械功￡=-Q 灯泡的功率之和，为120W,故C正确 纯电阻电路还是非纯电阻电路，电路消耗的总 例4，某一用直流电动机提升重物的装置 功率均等干电路中各部分清耗的功率之和， (2)在纯电阻电路中，比较用电墨的电功率 分析与计算 来习。计算机专吧 两式不能通用 答案：C 名3示，市物的行日制量50是世，电购的由日 编制，章（社区）规 为了更清楚地看出各，念之问的区别与联 二，准确把非纯电阻电路电功和电热的关 系，列表如下： U■110V,不计电源内阻及各处察擦，当电动机 时，要根已知条件灵活选用公式，如用电器电 山西石有 则实务与用件设计城合 系： 非纯电阻电路的特点是电路中消耗的电能 流相封.用P■广R比较，若电压相同时，用P 联分别接在同一电原上（内祖不什），若要产生 思路点拔： 以r=0.0m/s的恒定速度向上提升重物时，电 息动著 美可料研面特，单头国 围■}绝大郎分转化为其它形式的能（以 相等的热量，则两种方法所的时间之比1。： (1)两电灯正常发光时，其电压必为额定 路中的电流强度=5A,求电动机线圆的电 =发比较，若电阻相同时，可根据/或U的关系 计文) 电动机为例，电能转化为机械能】，另一小部分不 生的热量 主要专业实验：人 帽耗电处转化海其他时 可避免地转化为内能(Q=P),也就是说电功 比 A.1:1B.2:1C.4:1D.1:4 (2)滑动变阻器消耗的功率最小时电路总 演机电能代传化号 文地理，区地 人的《知内她机城 大于电热(W>Q),即心>F (3)求解串，并联电路中的功率分配问题 解析：设每根电热丝电阻为R,则R。=功率就最小 例2.用图1所示的电路 比刷法求解会使问燃简化，但一定要明确是正 2说风-号由0=r-只得oe4 解析：对灯泡有P。，可知R 合我、有规划龙 合实，土地管理实现 -F 侧量小电动机的给出功率，若 比还是反比关系 解析：电动机编出功率P=g，电动机的 1.放C正确 R。,对于A电路，由于RcR,所以。>，则 修业年限：网年 其平食请 合开关后，调节滑动变阻器，电 (4)当求解用电器的功率时，要明确求解的 输人功率P,=，电动机内部发热损耗的功率 是什么，功率，示功率与新定功率不一定相等 答案：C 有U>110￥，8酸亚，放A计是：时日电 授千学位：理学 动机术转动时，电压表的读数为 某一电动机，当电压山，=10V时不 P=R,因各处不计，由能量守恒可得：P: (5)当分折用电器的功率问图时，一定要注 例2，额定电正都是10V,额定功率P,=路，由于R。>R,A灯又并联变阻器，并联电阻 上气堂理拿学上 矿，电流表的读数为1，：又调节 动负找因此不转动.这时电流为，=2A当电 动变阻器，电动机转动后电压表的读数为， ■P+,即=mg卡R,带人数据得= 意用电露的安金，即不要超过用电器的额定电 1WW,P。。0W的电打两盏，若接在电压是更小于花，所以>U#,B灯被，故B 蟹业方向：线在 压为山=36V时能语动负戟正常运转，这时电 4n. 电流表的读数为：，求此时电动机的出机械功 压新定电流 20V的电路上，使两盏电灯均能正常发光，且误：于C电路，B灯与变阻器井联电咀可能等 答案：R=4 2,申，并联电路中的功率关系 电路中消托功率最小的电路是 于R,所以可能，=。=110V,两灯可以正 流为=1A求这时电动机的机械功率是多 解析：电动机术转动加时为纯电阻电路，电动 方法总结：电动机电路的分折方法 常发光.对干D电路，若变阻器的有效电阻等 表民吃热 并联电每 解析：电动机不转时可规为纯电阻，由做姆 (1)分清是纯电阻电路还是纯电阻电路 0⑧-⑧… 。⑧ A,B的并电阻，则，=。=10V.两灯可以 护，感地产开发与经 机的内阻为r=号：电动机转动后，电动机消耗电动机转动时是非纯电阻电路，电动机不转动树 合是 正常发光.比较C,D两个电路，由于C电路中变 =5D,这个电阻可认为是不变 B k型个虚等都们从事规 定律得R= 阻器功率为1，-1)×10V,而D电路中变阻 的总功率为P=心，，发热功率为P严=：，根据 是纯电阻电路。 划管理工作，赤可感线 的电动机正常转动加时，输入的电功率为P· 器功率为(+)×110V,所以C电路消挺电 能量守恒电动机输出机械功率”=P一P”= (2)分清要求的是电功还是电热{或热动 心山2=36W,内部消超的热功率P=R=5 单)，对照公式的话用条件，合理法择公式 典例精析 功率最小放C正确，D错误 例1.把两根电阻相同的电热丝光串联后并 ,以机械功率P=3引 (3)电动机的输人功率2功办率P、=心，电 答案：C 提醒：电机在启动时电沈较大，容易被 动机的发热功率P。,电动机的输出功率P 坏：正常运转时纯流反而较小 答案：，2 =P-P 2 素养专练 数理极 数理极 素养·测评 3 4.如图2所标.电路中有三个电阻.已知, 第1川期2版参考答案 电路正常工作时，输入电压为，定值电阻的阻值 1.纯电阻电路动率问题 R2:R,=1:3:6.则电路工时，R,:R2:R,的 素养专练日 为，电动机额定电流为1，电动机线图电阻为 1.D2C3.A4.D 《电能 能量守恒定律 【小明家的吹风机线图电阻为R,正常工作 功率之比为 时其两端电压为电流为其正常工作时间 5.(1)60(2)7.2(3)3.61 A,1:2:3 B1:36 (1)机器人电动机的领定电压。： 内，产生的热量是 6.CAB负极，正段“×100”1.6 314：1 D.3:4:6 同步核心素养测试（一 第11期3版参考答案 (2)电动机的物出功率P A.UB 5.如图3所示.电阻 L.D2.A3.C4.C5.A6.C7.D ◆数理报社试研究中心 R.2串联，R,=2R2,流 C.(0-FR) D.FR 8.AD 9.AC 10.AD 术工人常将电络铁和 个灯泡串联使用，灯泡还 2.有人在调制电路时用一个标有 过恒定的电流，则( 11.11Tt2}×1k A组基础篇 和一个开关并联，然后再按到家庭电路上，原理示 “00100W”的电阻和 AR,R的电压之比为1：1 个标有 3}36D1D 意图如图2所示，电铁和均可礼阻值不 “200D800W”的电阻串联，作为3000的电阻 B.R,R的电功率之比为1：2 12.(1)毫米度尺 4.478 ,选择题（本题失7小题.年小题5分.共35分）的纯电阻.下列说法正确的是 使用，此时两串联电阻允许消托的最大功率为 C通过R,,R,横数面的电绮量之比为1：1 (2d 【,下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法 A.开关接通时，灯泡发光 D,相等时间内R:,R2产生的焦热之比为 46 中错误的是 B,电络铁在开关接通时的功率大干在开关 A.1200w B.800W 1:2 3.(10,1n (2)60.1V A.焦耳热Q=了：适用于任何电路 开时的功率 14.1)00 C.900W D.300 W 6多》如图4甲所示的电路中，当并联 B.W=适用于任何电路，而即=P= C,开关开时，申路酒的的功惠增大 3如图1所示，R,.R两个电阻串联接在电压 的电阻两嘴加恒定电压时，定值电阻R,R消 (2)80V 只只适用于纯电组电路 D.开关开时，电烙铁和灯泡的功率之比等 但为的电源上，电路中的电流为1，R,R两端的 耗的电功率分别为P3P.如果将两电阻按图乙 15.(1)20n 干它阻值的反比 23400 电压分别为，2，R,R消耗的电功率分别为 方式连接，并将恒定电压变为原来的4倍.则下列 C.电功率款大，电流做功越快，电路中产生的 说法正确的是 (3)100.100.0.4A 6.如图3所示.电 P,P,下列关系正确的是 焦耳热一定越多 第12期参考答案 源电压保持不变，只 D.在非电阻电路中，M> -是 1.A2.D3.B4.C5.D6.A7.B 闭合S,时，电流表的 8.ABD 9.AD 10.AB 2,周老师在优质课展示活动中做了“电池+ 示数为3A:若再闭 c片- D.P +P,Ul 11.24.01604.8CAD 口香糖锡纸=取火工具”的实验，如图1甲所示， 合5，电旋表的示数 用4 12.(1)1.400 实验前将口香糖钱纸中间购掉一些（知圆乙），将 为0,5A.此时，若灯 A,定值电阻R:R两的电压之比为1：3 (22.20 nU 锡纸条带锡面的一端接在电池的正极，另一端接 L,L的电阻分别为RR,灯L,山2的电功率分别 A 在电池的负极，发现锡纸条根快开始冒烟，着火 B.定值电阻？消耗的电功率不变 为PP,则 (3)C 下列说法正确的是 C通过定值电阻R:的电流减小 13.(1)10V(2)14V A.R,:R2=3:5B.R:R1=3:2 D.定值电咀R,R消的总功率为12上 14.(1)2×10m/s C.P:P:=2:3 D.P:P=3:2 10.(9分)学习小组利用如图7所示电路研 (2)0.865m ?.扫地机器人是智陆岁 究一手持小风归的电动机性能调节滑动变阻 解析：(1)拉子在加端电场中加，由动能定理 用电器的一种，能凭做 R,使风扇正常运转，此时电压表示数为仁，= 2.非纯电阻电路功率问题 B.电动机消耗的热功事为5国 C.电动机的机械功率为3.5 得=之m2-0 的人工智能，自动在房间内 20V,电流表示数为/，=020A:当扇叶被卡出 L.某电动机线圈电阻为，当它正常工作时 D,重物匀速上升时的速度大小为2m/ 完成地板清理工作，如图4月 停止转动时，电压表示数为=1.0V,电流表秀 电动机两嘴电压为U,通过的电流为1则( 4,微型吸尘器的直流电动机的内阻一定，当 解得粒子进入静电分析器时的初速度为 A,比实验中使用旧电池效果史好 为某品牌扫地机器人，已 数为1=0,50A求 k,电压U等于 加在它两端的电压，=03V时，电流1 …厘2x0 B.此实验科用了电流的热效应，：段最先燃烧 知其额定工作电压为20V, (1)电动相线图的电阻R: B.电动机的发热功率为 Q3A,此时电动机不转动：当加在它两端的电日 C此实验利用了电流的热效应，段最先燃烧 定功率为50W,电池客量为2000 (2)风扇正常运转时电动机输出的机城功率 (2)电荷以速度，进人静电分析器，做匀速圆 C.电动机消耗的电功率为P, ,■2,0V时.由流1，。0,8A此电动机能够 D.若a==e,则a段电阻最小，c段电阻最 说法正确的是 D,电动机翰出的机械功率为一F, 正常工作，下列说法正确的是 明动电场力现供向心力.斯有化三发 大 A.“mA·h”是能量的单位 2,如图1所示，某扫地 A.电动机线圈的电阻为2.5 机器人电动机的输入电压但 B.电动机正常工作时的输人功率为0.0的W 解得：R一 3.两根完金相回且粗细均匀的金属视线，如 =0.865m B.扫地机器人的电机总电阻为8D 果把其中一根均匀拉长到原来的两倍，称为A:把 C.扫地机器人正常工作时电流为2.5A 为0V电阻为1.正 C.电动机正常工作时的发热功率为6,4W 15.112 另一根对折后并在起使用，称为R现把A,:串 D.扫地机器人充满电后一次正常工作时间为 常工作时电流为3A.下列说 D,电动机正常工作时的输出功率为0.96 (2)1.0×103V/m 联在电路中，则它门消耗的电功率之比为( 16 min 法正的是 5.如图3所示，当电动机 解析：（）粒子在x>d区城内的电场中做类平 A.1:1B.4:1C8:1D.16:1 两据申王为心。时，通电时 地运动，设其在该电场中运动加时间问：到达M点，水平 二、填空题（共8分） A.正常工作时，电动机的翰出功率为30W 4,如下表所示是某款微波炉的产品规格，根 8.在如图5所示的伏安 B.正常工作时，电动机的机械效率为90% 的电流为1，风扇不转动当电 速度为。，竖直速度为：由类平地远动规有 据表格中的数据可以得出 动机两端电压为时，通过电 性曲线中，图线1表示的 C.电动机被款物卡住无法运转，电动机的 发热功率为00W 动机的电流为，电动机正常1 -d=h,m=分 是壁季薇波护产品规格 体电用为R,图线2表示的号 作，带动风转动若电动机的 且am9=5 251 微瓷功◆80国 D,根据焦耳定律，无论电动机正常工作还是 体电阻为尾，刚将，与串 内阻为，则下说法正确的 14 ke 凝定功率【10国 联后接在电原上，则电流之 被卡住，电动机的发热功率均为9W 解得：an8=2 及寸45◆410*29mm额定电压220V 比：4= ,功率之 3.某直流电动机的 电路如图2所示，电动 电动机的内阻R>号 (2)设粒子的近量为m,电有量为，在￥>d区 A,微波护的定电流为4A 比P:P ,将R,与R,并联后按在电源 域内的电场中运动的加速度大小为a,在x<d区城 机找电阻R=1.5D: B.电动机正常工作时.产生的热量为山 B.微波炉的工作效率为80% 上，则电流之比2= ,功率之比 某次电动机正常工作钟时 内由动能定律得,d=…2 C.微波炉的大阻大小为550 P。P,= P 测得电压表谈数V=5V,电流表示数/=1A,提 C电动机正常工作时.输出功率为川 D.微波炉连续工作D.5h消托的电能为 三、计算题（本题共2小题，共17分） 丹质量m=350的重物，不计一切摩擦和空气阳 由类平抛运动规林得“一d 0.44kW.h 9.(8分)2024年世界机器人大会在京举办，半 力，电表均为理想电表取10m/,下列说法正 D.电动机正常工作时，效率为1-，心 =,,=,a=6 5.电子产品制作车司 树科技人彩机器人G1不仅能灵活蹲下，起立，还 确的是 [数理报牡试题研究中心 里常常使用电培铁焊接电 能灵巧地用双手核桃，如图6甲所示现将机器 解得：E=.Dx10V/m A.电动机问耗的电功率为1.5W (参老答案见下期】 阻器和电容器等零件，技 人内部部分电路简化为如图乙所示电路，该部分 (下转第4版)