第12章 专题强化6 闭合电路的功率、效率及动态分析（课时跟踪检测）（学用word）-【优学精讲】2025-2026学年高中物理必修第三册（人教版）

专题强化6　闭合电路的功率、效率及动态分析 1.C　电动机消耗的总功率为P＝UI，故A错误；电动机的效率η＝＝1－，故B错误；电源的输出功率P'＝EI－I2r，故C正确；电源的效率η'＝＝＝＝1－，故D错误。 2.D　电阻的U-I图像斜率表示电阻阻值，所以有R2＝ Ω＝6 Ω，R1＝ Ω＝2 Ω，故A错误；由闭合电路欧姆定律有U＝E－Ir，所以电源路端电压与电流的关系图像斜率绝对值表示内阻大小，纵轴截距表示电动势大小，即E＝4.0 V，r＝ Ω＝2 Ω，故B错误；电源只接入R2时，电源的输出功率为P＝R2＝ W，故C错误；电源只接入R1时，电源的输出功率为P＝R1＝2 W，故D正确。 3.A　将R1也看成电源的内阻，R2消耗的功率等于等效电源的输出功率，当外电阻等于内阻时，即R2＝R1＋r时，等效电源的输出功率最大，即R2消耗的功率最大，故A正确；由于R1的阻值不变，根据P＝I2R，电流最大时，R1消耗的功率最大，当外电阻最小时，即R2＝0时，电流最大，R1消耗的功率最大，故B错误；电源的效率η＝×100％＝×100％，当R2增大时，电源的效率增大，故C错误；当外电阻等于内阻时，电源的输出功率最大，外电阻与内电阻越接近，电源的输出功率越大，由于R1与r的关系未知，故当R2＝0时，电源的输出功率不一定最小，故D错误。 4.D　当滑动变阻器的滑片P由b端向a端滑动时，其接入电路的电阻变大，回路总电阻变大，干路电流变小，由P0＝I2R0可知，定值电阻R0上消耗的功率变小，D正确；路端电压为U＝E－Ir，故路端电压变大，A错误；由题意可知，外电路的总电阻由r变为4r，与电源内阻r的差值越来越大。电源的输出功率逐渐变小，B错误；分析滑动变阻器消耗的功率时，把定值电阻R0看成电源内阻的一部分，故电源等效内阻为2r，外电阻由0变为3r的过程，滑动变阻器消耗的功率（等效电源的输出功率）先变大后变小，C错误。 5.A　滑片向b端滑动，R1变大，电路中总电阻变大，根据I＝可知I减小，电流表示数减小。根据E＝U外＋Ir可知，U外变大，灯泡两端电压变大，故灯泡L更亮。I减小，IL变大，故I2变小，再根据P2＝R2可知，R2消耗的功率变小，故B、C、D错误，A正确。 6.C　灯L1与光敏电阻并联，然后与灯L2串联，当闭合开关S且逐渐增大光照强度时，光敏电阻阻值减小，则电路中总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知，电路中总电流将增大，内阻分压增大，路端电压减小，而灯L2在干路，根据UL2＝I总RL可知，灯L2两端的电压增大，路端电压U＝UL2＋UL1，可知灯L1两端的电压一定减小，由此可知，开关S闭合后，随着光照强度逐渐增大，L1逐渐变暗、L2逐渐变亮，故选C。 7.D　由题中电路图可知，滑动变阻器的滑片向下滑动，滑动变阻器接入电路的阻值变小，并联电阻减小，外电路总电阻R总变小，由闭合电路欧姆定律可知I总＝，则干路电流变大，由Ur＝I总r，U＝E－Ur可知，电源内阻分得的电压变大，路端电压变小，则电压表示数变小，干路电流变大，电阻R1两端电压变大，则并联电路电压变小，由部分电路欧姆定律可知I2＝，则通过电阻R2的电流变小，而干路电流变大，所以电流表示数变大，故D正确。 8.BCD　当内电阻等于外电阻时，电源的输出功率最大，最大值为4 W，选项A错误；根据P＝UI可得，当I＝2 A时，外电压为2 V，内电压也为2 V，电源的电动势E为4 V，选项B正确；电源的内阻为r＝＝1 Ω，选项C正确；电源被短路时，电源内电路消耗的功率P＝＝16 W，选项D正确。 9.AC　将定值电阻R1与电源看成等效电源，当等效电源内阻与可变电阻R的阻值相等时，等效电源的输出功率最大，可变电阻R消耗的功率最大，则r'＝＝2 Ω，由部分电路欧姆定律、闭合电路欧姆定律和电路串、并联规律得Pm＝R，UR＝IRR＝IR1R1，E＝（IR1＋IR）r＋UR，解得r＝4 Ω，E＝8 V，故A正确，B错误；电源效率η＝＝，U＝E－Ir＝E－，增大R，路端电压增大，电源效率增大，故C正确，D错误。 10.CD　当滑动变阻器的滑片P向上滑动的过程中，变阻器接入电路的电阻变小，外电路总电阻变小，电流变大，可知路端电压变小，则电压表V1示数变小；R1两端的电压变大，电压表V2的示数变大；则R2两端电压变小，直至为零，即电压表V3的示数变小且可以减小到电压为零。则知图线a表示的是电压表V3的示数随电流表A示数变化的情况，图线c表示的是电压表V2的示数随电流表A示数变化的情况，故A、B错误；由闭合电路欧姆定律得E＝Ur＋U2＋U3，电流变大，则内电压Ur变大，可见此过程中电压表V3示数的减小量ΔU3应等于电压表V2示数的增大量ΔU2和内电压增大量ΔUr之和，故C正确；由闭合电路欧姆定律得U3＝E－I（r＋R1），则＝r＋R1，电压表V3示数的变化量ΔU3和电流表A示数变化量的比值保持不变，故D正确。 11.AD　滑动变阻器的滑片P从左端滑到右端的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻增大，外电路总电阻增大，总电流减小，则L2变暗，路端电压变大，L2两端电压变小，则并联部分电压增大，则L3变亮，由于总电流变小，流过L3的电流变大，则流过L1的电流变小，所以L1变暗，故A正确，B错误；由于总电流变小，L2两端电压变小，路端电压变大，则并联部分电压的增加量比L2两端电压的减少量更大，则有ΔU1＞ΔU2，故C错误，D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题强化6　闭合电路的功率、效率及动态分析 1.如图所示，一款微型机器人的内部有一个直流电动机，其额定电压为U，额定电流为I，线圈电阻为R，将它接在电动势为E，内阻为r的直流电源的两极间，电动机恰好能正常工作，下列说法正确的是（　　） A.电动机消耗的总功率为EI B.电动机的效率为 C.电源的输出功率为EI－I2r D.电源的效率为1－ 2.（2025·广东肇东期末）直线a表示某电源路端电压与电流的关系图像，直线1和2分别为两定值电阻R1和R2的U-I图像。由图像可知（　　） A.R1的阻值大于R2的阻值 B.电源电动势E为4.0 V，内阻r为1 Ω C.电源只接入R2时，电源的输出功率为3 W D.电源只接入R1时，电源的输出功率为2 W 3.如图所示，R1为定值电阻，R2为可变电阻，E为电源的电动势，r为电源的内阻，以下说法正确的是（　　） A.当R2＝R1＋r时，R2消耗的功率最大 B.当R1＝R2＋r时，R1消耗的功率最大 C.当R2增大时，电源的效率变小 D.当R2＝0时，电源的输出功率一定最小 4.（2025·山东临沂期中）如图所示，电动势为E、内阻为r的电池与定值电阻R0、滑动变阻器R串联，已知R0＝r，滑动变阻器的最大阻值是3r。当滑动变阻器的滑片P由b端向a端滑动时，下列说法中正确的是（　　） A.路端电压变小 B.电源的输出功率先变大后变小 C.滑动变阻器消耗的功率变小 D.定值电阻R0上消耗的功率变小 5.如图所示的电路中，电源的电动势E和内电阻r恒定不变，灯泡L恰能正常发光，如果滑动变阻器的滑片向b端滑动，则（　　） A.灯泡L更亮，电流表的示数减小 B.定值电阻R2消耗的功率增大 C.灯泡L变暗，电源的总功率减小 D.灯泡L变暗，电流表的示数增大 6.如图所示，L1、L2是两只完全相同的小灯泡，R为光敏电阻，当光照越强时，阻值越小。开关S闭合后，随着光照强度逐渐增大，两灯的亮度变化情况（　　） A.L1逐渐变亮、L2逐渐变暗 B.L1逐渐变亮、L2逐渐变亮 C.L1逐渐变暗、L2逐渐变亮 D.L1逐渐变暗、L2逐渐变暗 7.如图所示的电路中，当滑动变阻器的滑片向a端移动时（　　） A.电压表的示数增大，电流表的示数减小 B.电压表和电流表的示数都增大 C.电压表和电流表的示数都减小 D.电压表的示数减小，电流表的示数增大 8.〔多选〕（2025·河北唐山期末）如图所示，曲线C1、C2分别是纯电阻直流电路中内、外电路消耗的电功率随电流变化的图线。下列说法中正确的是（　　） A.电源输出功率最大值为8 W B.电源的电动势E为4 V C.电源的内电阻r为1 Ω D.电源被短路时，电源内电路消耗的功率可达16 W 9.〔多选〕如图甲所示的电路中，定值电阻R1＝4 Ω。可变电阻R消耗的功率随自身阻值变化的函数关系如图乙所示，由此可知（　　） A.电源电动势E＝8 V B.电源内阻r＝ Ω C.增大R，电源效率增大 D.增大R，电源效率可能增大，也可能减小 10.〔多选〕（2025·福建福州月考）在如图甲所示的电路中，闭合开关S，在滑动变阻器的滑片P向上滑动的过程中，四个理想电表的示数都发生变化。图乙中的三条图线分别表示了三个电压表示数随电流表示数变化的情况，以下说法正确的有（　　） A.图线a表示的是电压表V1的示数随电流表A示数变化的情况 B.图线c表示的是电压表V3的示数随电流表A示数变化的情况 C.此过程中电压表V3示数的减小量ΔU3大于电压表V2示数的增大量ΔU2 D.此过程中电压表V3示数的变化量ΔU3和电流表A示数的变化量ΔI的比值不变 11.〔多选〕电源电动势为E，内电阻为r，L1、L2、L3是相同规格的小灯泡。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P从左端滑到右端过程中，发现理想电压表V1、V2示数变化的绝对值分别为ΔU1、ΔU2，下列说法正确的是（　　） A.小灯泡L3变亮，L1、L2变暗 B.小灯泡L3变暗，L1、L2变亮 C.ΔU1＜ΔU2 D.ΔU1＞ΔU2 2 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $