课时测评24 闭合电路的功率问题及动态分析-【金版新学案】2025-2026学年高中物理必修第三册同步课堂高效讲义配套练习（人教版）

课时测评24　闭合电路的功率问题及动态分析 (时间：30分钟　满分：60分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (选择题1－5题，每题4分，6－13题，每题5分，共60分) 1．(多选)如图所示的电路中电源的电动势为6 V，内阻为1 Ω，R1为2 Ω，R2的最大阻值为3 Ω，闭合开关，下列说法正确的是(　　) A．当R2为1 Ω时，R1消耗的功率最大 B．通过改变R2的阻值，路端电压的最大值为5 V，最小值为4 V C．R2的阻值越小，R1消耗的功率越大 D．当R2的阻值为3 Ω时，R2消耗的功率最大 答案：BCD 解析：R1为定值电阻，只有当通过R1的电流最大时，其消耗的功率才最大，因此当R2＝0时，通过R1的电流最大，R1消耗的功率最大，A错误，C正确；由闭合电路欧姆定律可得路端电压U＝E，代入数据计算可知，B正确；将定值电阻R1当作电源内阻的一部分，则当R2＝R1＋r＝3 Ω时，R2消耗的功率最大，D正确。故选BCD。 2．(2025·山东泰安高二上期末)如图所示，电源内阻r＝1 Ω，滑动变阻器R1的最大电阻R1＝5 Ω，定值电阻R2＝2 Ω，调节R1的阻值，发现稳定后R1的消耗功率最大为0.75 W，则电源电动势为(　　) A．1 V B．2 V C．3 V D．4 V 答案：C 解析：将R2看作电源内阻，则r内＝r＋R2＝3 Ω，因为当外电阻等于电源内阻时外电阻消耗功率最大，则当R1消耗功率最大时R1＝r内＝3 Ω，此时Pmax＝＝0.75 W，解得E＝3 V。故选C。 3．(2025·北京市通州区高二上期末)如图所示，电源内阻为r，R0为定值电阻，R1为滑动变阻器，R0>r。闭合电路使灯泡L发光后，若将滑动变阻器的滑片向右滑动，下列说法正确的是(　　) A．灯泡L变亮，R0两端电压变大 B．灯泡L变暗，路端电压变大 C．电源的输出功率变大 D．电源的输出功率先变大后变小 答案：C 解析：滑动变阻器的滑片向右滑动，滑动变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，干路电流增大，电源内阻与定值电阻两端的电压均增大，则灯泡两端电压减小，灯泡变暗，故A错误；干路电流增大，根据欧姆定律可知，路端电压减小，故B错误；由于R0>r，则有R外>r，滑动变阻器的滑片向右滑动，外电路总电阻减小，结合电源输出功率与外电阻关系图像可知电源的输出功率变大，故C正确，D错误。故选C。 4．(2025·福建南平高二上期末)手机屏幕的自动亮度调节功能对于提供舒适的视觉体验至关重要，现用如图所示的电路模拟此功能。小灯泡电阻保持不变，光敏电阻的阻值随光照强度的增强而减小，小灯泡的亮度不影响光敏电阻的阻值。闭合开关，当光照强度增大时，则(　　) A．小灯泡变暗 B．光敏电阻两端电压变大 C．电源的总功率变大 D．电源的效率变大 答案：C 解析：当光照强度增大时，光敏电阻阻值减小，电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知，电路电流增大，路端电压减小；通过小灯泡的电流增大，小灯泡两端电压增大，小灯泡变亮，则光敏电阻两端电压变小，故A、B错误。根据P总＝EI，由于电路电流增大，可知电源的总功率变大，故C正确。根据η＝×100%＝×100%，由于外电路电阻减小，所以电源的效率变小，故D错误。故选C。 5．(2025·江苏南京期末)如图所示，光敏电阻R2的阻值随光照强度的增大而减小，R0、R1是定值电阻，电源的电动势和内阻分别为E、r，闭合开关S，增大光照强度，下列说法正确的是(　　) A．电源的效率可能变大 B． R0的功率增大 C．电流表的示数增大 D．光敏电阻的功率一定增大 答案：C 解析：增大光照强度，光敏电阻R2的阻值随光照强度的增大而减小，根据“串反并同”规律，电流表的示数增大，C正确；同理，根据“串反并同”规律， R0两端的电压减小，R0的功率减小，B错误；增大光照强度，光敏电阻的阻值减小，通过光敏电阻的电流增大，光敏电阻的功率不一定增大，D错误； 电源的效率为η＝×100%＝×100%，增大光照强度，光敏电阻R2的阻值减小，外电路电阻减小，电源的效率减小，A错误。故选C。 6．如图为一个将电流表改装成欧姆表的示意图，此欧姆表已经调零，用该欧姆表测量一阻值为R的电阻时，指针偏转至满刻度的处。现用该欧姆表测一阻值未知的电阻Rx的阻值，指针偏转到满刻度的处，可知该电阻的阻值为(　　) A．4R B．3R C．9R D．27R 答案：C 解析：设改装后的欧姆表电动势为E，内阻为RΩ，电流表的满偏电流为Ig，欧姆表调零时有Ig＝，测量阻值为R的电阻时，有Ig＝，测量阻值未知的电阻Rx时有Ig＝，联立解得Rx＝9R。故选C。 7．(2025·河南南阳高二上期末)如图所示，平行金属板中带电质点P原处于静止状态，不考虑电流表和电压表内阻对电路的影响，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，则(　　) A．电压表读数变大 B．电流表读数变大 C．质点P将向上运动 D．R3上消耗的功率逐渐增大 答案：B 解析：当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知干路电流增大，电阻R1以及电源内阻上的电压变大，与电容器并联的支路电压减小，流过R3的电流减小，则R3上消耗的功率逐渐减小，电流表读数变大，故B正确，D错误；流过电流表的电流增大，电阻R2两端的电压增大，与电容器并联的支路电压减小，可知电阻R4两端的电压减小，电压表读数减小，故A错误；电容器两极板间电压减小，电容器间场强减小，质点P受到的静电力减小，小于重力，故质点P将向下运动，故C错误。故选B。 8．(多选)如图所示，电源的电动势E＝2 V，内阻r＝2 Ω，两个定值电阻均为8 Ω，平行板电容器的电容C＝3×10-6 F，则(　　) A．开关断开时电容器两极板间的电压为 V B．开关断开时电容器所带电荷量为4×10-6 C C．开关闭合时电容器两极板间的电压为 V D．开关闭合时电容器所带电荷量为4×10-6 C 答案：CD 解析：电容器两极板间的电压等于R2两端的电压，开关S断开时，电路中的总电流为I＝ A＝0.2 A，电容器两极板间的电压为U＝IR2＝0.2×8 V＝1.6 V，此时电容器所带电荷量为Q＝CU＝3×10-6×1.6 C＝4.8×10-6 C；开关闭合时，两定值电阻并联，R外＝ Ω＝4 Ω，电容器两极板间的电压等于路端电压，电路中的总电流I′＝＝ A，电容器两极板间的电压U′＝I′R外＝×4 V＝ V，此时电容器所带的电荷量Q′＝CU′＝3×10-6× C＝4×10-6 C。故选CD。 9．(多选)小张同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在了同一坐标纸上，如图中的a、b、c所示，则下列判断正确的是(　　) A．直线a表示电源的总功率 B．曲线b表示电源的输出功率 C．电源的电动势E＝9 V，内阻r＝3 Ω D．曲线c表示电源的输出功率 答案：AD 解析：电源消耗的总功率PE＝EI∝I，则直线a表示电源的总功率，故A正确；电源的输出功率PR＝PE－Pr＝EI－I2r，应为开口向下的曲线，则曲线c表示电源的输出功率，故B错误，D正确；当I＝3 A时，电源的输出功率PR＝0，说明外电路短路，根据P＝EI可得E＝ V＝3 V，电源内阻r＝ Ω＝1 Ω，故C错误。故选AD。 10．(多选)(2025·江西宜春高二上期末)在如图所示的图像中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图像，直线Ⅱ为某一电阻R的U-I图线。用该电源直接与电阻R相连组成闭合电路。由图像可知(　　) A．电源的电动势为2 V，内阻为0.5 Ω B．电阻R的阻值为1 Ω C．电源的输出功率为2 W D．电源的效率约为66.7% 答案：BD 解析：图线Ⅰ与纵轴的交点表示电源电动势E，为3 V，图线Ⅰ斜率的绝对值表示电源内阻r，为0.5 Ω，故A错误；图线Ⅱ的斜率表示电阻R的阻值，为1 Ω，故B正确；由Ⅰ、Ⅱ图线的交点坐标可知闭合电路的电流I＝2 A，路端电压U＝2 V，电源输出功率P＝UI＝4 W，故C错误；电源效率为η＝×100%＝×100%≈66.7%，故D正确。故选BD。 11．(多选)(2025·四川省凉山州期中)如图所示，电阻R1＝2 Ω，小灯泡L上标有“3 V　1.5 W”字样，电源内阻r＝1 Ω，滑动变阻器的最大阻值为R0。当滑片P滑动到最上端a时，理想电流表的读数为1 A，小灯泡L恰好正常发光，不考虑小灯泡电阻的变化，则下列说法正确的是(　　) A．滑动变阻器的最大阻值R0＝8 Ω B．电源电动势E＝6 V C．当滑片P滑动到最下端b时，电源的输出功率P出＝8 W D．当滑片P滑动到最下端b时，电源的总功率P总＝2.4 W 答案：BC 解析：当滑片P滑到a端时，流过小灯泡的电流为IL＝＝0.5 A，流过滑动变阻器的电流为I0＝IA－IL＝1 A－0.5 A＝0.5 A，滑动变阻器的最大阻值为R0＝＝6 Ω，故A错误；电源电动势为E＝UL＋IA(R1＋r)＝6 V，故B正确；当滑片P滑到b端时，滑动变阻器和小灯泡均被短路，总电流为I＝＝2 A，电源总功率为P总＝EI＝6×2 W＝12 W，内阻消耗的功率为P＝I2r＝4 W，则电源的输出功率为P出＝12 W－4 W＝8 W，故C正确，D错误。故选BC。 12．(2025·安徽黄山高二下期末)如图所示的电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向上滑动时，V、A、V1、V2四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用U、I、U1、U2表示，下列判断正确的是(　　) A．I减小，U1减小 B．I增大，U2增大 C．电压表V示数与电流表A示数之比不变 D．电压表V1示数的变化量与电流表A示数的变化量之比保持不变 答案：D 解析：滑片P向上滑动，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电路总电阻减小，干路电流增大，即I增大，电源内电压增大，路端电压减小，即U减小，定值电阻R1两端电压增大，即U1增大，由U2＝E－I可知，U2减小，故A、B错误；根据欧姆定律有＝R1＋R2，滑动变阻器接入电阻减小，可知电压表V示数与电流表A示数之比减小，故C错误；根据欧姆定律有＝R1，可知电压表V1示数的变化量与电流表A示数的变化量之比保持不变，故D正确。故选D。 13．(2025·福建省福州五校期末联考)如图所示，平行金属板中带电质点P原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，选地面的电势为零，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，电压表、电流表的示数变化量分别为ΔU和ΔI，下列说法正确的是(　　) A．电压表示数增大 B．带电质点向上运动 C．电源的效率变高 D．不变 答案：D 解析：滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，接入电路的阻值减小，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知，干路电流增大，路端电压减小，R1两端电压和内电压都增大，则并联部分的电压减小，即电压表示数减小，故A错误；平行金属板间电压减小，根据E＝可知，平行金属板间的场强减小，带电质点P受到的静电力减小，则带电质点P将向下运动，故B错误；电源的效率为η＝×100%＝×100%，由于路端电压减小，所以电源的效率变低，故C错误；电流表示数即干路电流为I，电压表示数为U，由闭合电路欧姆定律得U＝E－I(r＋R1)，则有＝r＋R1，可知不变，故D正确。故选D。 学科网（北京）股份有限公司 $