第9讲 电路的能量转化模型（模型与方法）物理人教版必修第三册

本讲义聚焦高中物理“电路的能量转化模型”核心知识点，系统构建纯电阻与非纯电阻电路（明确能量转化路径差异）、电路的功率问题（电源总功率、内耗功率及输出功率分配规律）、含容电路的问题（稳定状态与充放电规律）三大模型，形成从基础概念到综合应用的递进式学习支架。 该资料以“模型破解—真题演练—分层练测”为主线，通过对比表格剖析两类电路本质区别（科学思维中的模型建构），结合扫地机器人、充电宝充电等实例（物理观念中的能量观念）强化知识应用，课中助力教师引导学生规范思维路径，课后分层练习帮助学生精准提效、查漏补缺，有效提升实战能力。

第9讲 电路的能量转化模型 模型破解 规范思维路径，强化科学逻辑 模型1　纯电阻与非纯电阻电路 模型2　电路的功率问题 模型3　含容电路的问题 真题演练 熟悉考试形式，提升实战能力 分层练测 实现精准提效，最终整体达标 模型01.纯电阻与非纯电阻电路 模型构建： 1. 纯电阻电路 电路中用电器只将电能全部转化为内能（焦耳热），无机械能、光能、化学能等其他形式能量输出。 元件：定值电阻、滑动变阻器、电热丝、白炽灯（灯丝电阻）。 2. 非纯电阻电路 电能除转化内能外，同时转化为机械能 / 化学能；电场力做功远大于焦耳热。 元件：电动机、电风扇、电解槽、充电电池。 模型剖析：一、模型建立的核心前提：明确两类电路的本质区别 电路模型的本质是 “电流做功的能量转化路径”，两类电路的根本差异在于： 纯电阻电路：电流做功仅转化为内能（热能），无其他形式能量（如机械能、化学能）产生； 非纯电阻电路：电流做功除转化为少量内能外，主要转化为其他形式的有用能量（如电动机的机械能、电解池的化学能）。 这一差异直接决定了两类电路的规律适用范围（如欧姆定律是否成立）和能量公式的选用。 二、纯电阻电路和非纯电阻电路的比较 纯电阻电路 非纯电阻电路 举例 白炽灯、电炉、电熨斗、电饭锅 电动机、电解槽 能量转化情况 电功和电热的关系 W＝Q即IUt＝I2Rt W＝Q＋E其他 UIt＝I2Rt＋E其他 电功率和热功率的关系 P＝P热 即IU＝I2R P＝P热＋P其他 即IU＝I2R＋P其他 欧姆定律是否成立 U＝IR，I＝，成立 U＞IR，I＜，不成立 说明 W＝UIt、P电＝UI适用于任何电路计算电功和电功率 Q＝I2Rt、P热＝I2R适用于任意电路计算电热和热功率 只有纯电阻电路满足W＝Q，P电＝P热；非纯电阻电路W>Q，P电>P热 【例1】（25-26高二上·浙江·阶段检测）扫地机器人已经进入很多家庭，其中某型号扫地机器人的基本参数如图所示。关于该型号扫地机器人，下列说法正确的是（　　） A．mAh为电能的单位 B．扫地时的额定电流约为3A C．内置电池最多能储存约为的电能 D．配置的充电基座的充电效率约为53% 【变式1-1】（25-26高二上·江苏扬州·期中）白炽灯与电动机串联接入电路，两者均正常工作，流过白炽灯的电流为；电动机的内电阻为，两端电压为，流过的电流为，则（　　） A． B． C． D． 【变式1-2】（25-26高二上·黑龙江绥化·期中）如图1所示，用充电宝为一手机电池充电，其等效电路如图2所示。在充电开始后的一段时间内，充电宝的输出电压、输出电流可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻为，则时间内（    ） A．充电宝输出的电功率为 B．充电宝产生的热功率为 C．手机电池产生的焦耳热为 D．手机电池储存的化学能为 模型02.电路的功率问题 模型构建：在闭合电路中，功率问题的核心是能量的转化与分配规律—— 电源提供的总功率，一部分用于维持自身内电路的能量损耗（内耗功率），另一部分输出到外电路供用电器消耗（外电路功率） 模型剖析： 1.电源的总功率 (1)物理意义：电源将其他形式的能转化为电能的功率。 (2)表达式：P总＝EI。 2.电源内部消耗的功率 (1)物理意义：电源内阻的发热功率。 (2)表达式：P内＝I2r。 3.电源的输出功率 (1)物理意义：电源对外供电功率。 (2)表达式：P出＝UI。 (3)当外电路为纯电阻电路时 ①电源的输出功率P出＝I2R＝R＝＝。 由此可知，当R＝r时，电源有最大输出功率P出max＝。 ②P出与外电阻R的函数关系图像 ③几个结论 a.当R＝r时，电源的输出功率最大，Pm＝。 b.当R<r时，随R的增大，输出功率越来越大。 c.当R>r时，随R的增大，输出功率越来越小。 d.当P出<Pm时，每个输出功率对应两个可能的外电阻R1、R2，且R1R2＝r2。 4.电源的效率 η＝×100%＝×100%＝×100% 对于纯电阻外电路，则η＝＝＝，可见，外电阻R越大，电源的效率越高。 【等效电源法】：将电源内阻提出来，作为外电阻处理，或者将外电阻与电源内阻合并在一起，看作一个新的电源，这种方法被称为等效电源法。 把含有电源、电阻的部分电路等效为新的“电源”，其“电动势”、“内阻”如下： ①两点间断路时的电压等效为电动势E′； ②两点短路时的电流为等效短路电流I短′，等效内电阻r′＝。常见电路等效电源如下： 定值电阻的功率： P定=I2R，R为定值电阻，P定只与电流有关， 当R外最大时，I最小，P定最小； 当R外最小时，I最大，P定最大。 电源的输出功率：R外与r越接近，电源的输出功率越大，当R外=r时，电源的输出功率最大。 变化电阻的功率： 利用等效思想，把除变化电阻之外的其他的定值电阻等效成电源的内阻r'，则变化电阻的功率即为等效以后的电源的输出功率，即当R变=r'时，P变有最大值。 如图所示，R1为定值电阻，R2为电阻箱，E为电源的电动势，r为电源的内阻。 ①当R2最小时，定值电阻R1的功率最大，电源内阻的功率最大； ②当R1+R2=r时，电源的输出功率最大； ③当R2=R1+r时，变化电阻R2的功率最大。 上面的结论都是在电源的内电阻r不变且外电路为纯电阻电路的情况下适用。 【例2】（2025·福建福州·模拟预测）（多选）如图所示，直线I、II分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性图线，曲线III是一个小灯泡的伏安特性曲线，如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接，则下列说法正确的是（     ） A．电源1与电源2的电动势之比是1∶1 B．电源1与电源2的内阻之比是7∶11 C．在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是2∶1 D．在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是18∶25 【变式2-1】（25-26高二下·四川自贡·期末）（多选）光控开关是“太阳能路灯”实现自动控制的重要元件，其内部电路的简化原理图如图，Rt为光敏电阻（光照强度增加时，其电阻值减小），忽略灯阻值由于亮度变化的影响，电流表为理想电流表。在黎明时分，闭合开关，环境光照稳定时，电容器两板间小液滴处于静止状态，则环境光照逐渐增强时（     ） A．灯、灯均逐渐变暗 B．灯的电压变化量与电流表示数变化量之比即不变 C．电源的输出功率一定是先变大后变小 D．小液滴向上运动，在接触极板前机械能增大 【变式2-2】（25-26高一下·浙江杭州·期末）图1是实验室的可拆卸铅蓄电池装置，图2是其示意图，其原理为铅与稀硫酸间的化学反应。图中为电池正极（二氧化铅棒），为电池负极（铅棒），、分别为与正、负极非常靠近的探针（探针是为测量内电压而加入电池的，它们不参与化学反应）。用电压传感器（可看作理想电压表）测量各端之间的电势差，数据如下表。则下列说法正确的是（     ） 外电路断开时 约为 在、之间接入电阻时 A．在、之间接入电阻时，稀硫酸溶液中的电流方向向右 B．在、之间接入电阻时，电池中静电力做正功 C．该电池的电动势约为 D．该电池的内阻约为 模型03.含容电路的问题 模型构建： 直流电路稳定后，电容器支路断路，无持续电流 电容器所在支路等效开路，支路电流 ；电容器两端电压等于并联部分电路电压。 电容器核心三式 充放电条件：电路电压变化时，电容器电荷量改变，短暂充放电电流；电压不变时，电荷不变，无充放电。 电容器储能：。 模型剖析： 1.电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过，此支路相当于断路，因此电容器两极板间的电压就等于该支路两端的电压。 2.电路的电流、电压变化时，将会引起电容器的充(放)电。如果电容器两端电压升高，电容器将充电；如果电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电。 3.根据公式Q＝CU或ΔQ＝CΔU，求电荷量及其变化量。 4.分析和计算含有电容器的直流电路时，注意把握以下几个方面 (1)电路稳定时电容器在电路中就相当于一个阻值无限大的元件，在电容器处电路看成是断路，画等效电路时，可以先把它去掉。 (2)若要求电容器所带电荷量时，可在相应的位置补上，求出电容器两端的电压，根据Q＝CU计算。 (3)电路稳定时电容器所在支路断路，与电容器串联的电阻两端无电压，该电阻相当于导线。 (4)当电容器与电阻并联后接入电路时，电容器两端的电压与并联电阻两端的电压相等。 (5)电路中的电流、电压变化时，将会引起电容器的充、放电，有ΔQ＝CΔU。 【例3】（2026·山西忻州·模拟预测）（多选）在如图所示的电路中，是定值电阻，、是滑动变阻器。电源的电动势为，内阻为，接通开关，质量为的带电油滴恰能静止在水平放置的两金属板间。已知为理想二极管，下列说法正确的是（    ） A．仅将的滑片向右移动，油滴将向上运动 B．仅将的滑片向右移动，油滴将向下运动 C．仅减小电容器两极板间的距离，油滴将向下运动 D．仅断开开关，油滴将静止 【变式3-1】（25-26高二·全国·暑假作业）（多选）如图所示，电源电动势，内阻不计，滑动变阻器的最大阻值为，两定值电阻、的阻值均为，电容器的电容为。初始时的滑片置于最上端，开关S掷于端。下列说法正确的是（　　） A．当的滑片向下移动时，两端的电压减小 B．当的滑片向下移动时，两端的电压增大 C．开关从掷向，流过的电流方向由到 D．开关从掷向，流过的电荷量为 【变式3-2】（25-26高一上·江苏常州·阶段检测）如图甲所示的电路中，R2=6Ω，电容器的电容C=5μF，开关S闭合、S1断开。将滑动变阻器的滑片从a端缓慢移动到b端的过程中，电压表的示数U随电流表的示数I变化的关系如图乙所示，电压表和电流表均为理想电表。 (1)求电源的电动势E和内阻r和电阻R1的阻值。 (2)求滑动变阻器R消耗的最大功率P； (3)将滑动变阻器的滑片置于中间，电路稳定后，闭合开关S1，电路再次稳定后，求通过电阻R3的电荷量Q。 1、（2025·浙江·高考真题）如图所示，风光互补环保路灯的主要构件有：风力发电机，单晶硅太阳能板，额定电压容量的储能电池，功率的LED灯。已知该路灯平均每天照明；标准煤完全燃烧可发电2.8度，排放二氧化碳。则（　　） A．风力发电机的输出功率与风速的平方成正比 B．太阳能板上接收到的辐射能全部转换成电能 C．该路灯正常运行6年，可减少二氧化碳排放量约 D．储能电池充满电后，即使连续一周无风且阴雨，路灯也能正常工作 2．（2025·浙江·高考真题）我国新一代车用电池能够提供更长的续航里程，其参数之一为。其中单位“”（瓦时）对应的物理量是（　　） A．能量 B．位移 C．电流 D．电荷量 3．（2026·湖南·高考真题）如图，电阻的阻值为，电流表为理想电表，两个电池组完全相同。若将、端分别接入、端，电流表示数为；若将、端分别接入、端，电流表示数为。则单个电池组的电动势和内阻分别为（     ） A．， B．， C．， D．， 【基础夯实】 1. （2026·江西南昌·三模）（多选）如图所示，某商场采用的电源驱动电机带动阶梯式电梯以的恒定速度运行，质量为的顾客静立在电梯上随电梯向上运动，若电梯的倾角为，运送顾客向上运动所需的功完全来自电机。下列说法正确的是（     ） A．顾客向上运动的过程中动能，势能都增大 B．顾客重力的平均功率为-110W C．顾客受到电梯给予的静摩擦力 D．电梯载顾客时通过电机的电流比未站顾客时至少要增加0.5A 2. （2026·山西运城·二模）某品牌无人机悬停在空中时，无人机中用来提升重物的直流电动机两端电压为U，通过的电流为I，内部线圈电阻为r。当电动机稳定运转提升重物时，下列判断正确的是（　　） A．电动机的总功率为 B．电动机的发热功率为UI C．电动机对外做功的功率为 D．电动机对外做功的功率为 3. （2026·湖北·二模）（多选）如图所示，半径为r的金属球远离其他物体，通过电阻R接地。电子束从远处以速度v均匀落到球上，每秒钟有n个电子落到球上，全部被吸收而不反弹。电子电荷量为e，质量为m。不计电子重力，不计导线电阻，取大地电势恒为零，稳定后金属球的能量状态与电子落到球上之前的状态没有变化，下列判断正确的是（　　） A．通过电阻R的电流方向由地面流向金属球 B．电子对金属球表面单位面积撞击力为nmv C．电阻R消耗的电功率为n2e2R D．金属球单位时间释放的热量为 4. （2026·浙江绍兴·二模）某国产新能源车的电池组可简化为个电池包串联组成，每个电池包的工作电压平均值为，电池组容量为。当该车用输出电压为的直流充电桩充电时，充电效率为，充满电用时为，该车型百公里平均能耗为，则（    ） A．电池组的工作电压为 B．平均充电电流为 C．续航里程最大为 D．每个电池包充满电后储存的电能为 5. （2026·湖南衡阳·模拟预测）（多选）随着新能源汽车的普及，电池容量与能耗成为用户关注的核心指标。已知一款主流电动家用新能源汽车的电池容量为，在一段综合路况下行驶平均百公里能耗为。假设家用充电桩的输出电压，充电电流，则下列说法正确的是（　　） A．理论上充满一次电后能行驶的总里程为 B．该汽车电动机正常工作时的输出功率为 C．将电池电量从零充满至，所需要的时间约为 D．充满电时电池存储的电能为 6. （2026·吉林·模拟预测）2025年我国新能源汽车产销突破1600万辆，连续11年稳居全球首位。某新能源汽车蓄电池供电简化电路图如图所示，电源电动势内阻，车灯电阻，定值电阻，电动机的额定电压线圈电阻，电流表为理想电表。闭合开关后，电动机正常工作，下列说法正确的是（　　） A．通过电动机的电流为1A B．电动机的机械效率为 C．电源的输出功率为18W D．若电动机被卡住，电流表读数为 7. （2026·山东青岛·一模）如图甲所示，R0是定值电阻，R是滑动变阻器，两者与一理想电流表串联后接在恒压直流电源上，当滑动变阻器的触头从a端滑向b端的过程中，得到定值电阻的功率随电流变化的图线如图乙所示，其中电流为0.15A时对应的触头在a端，电流为Ic时对应的触头在c点，且ab=4bc，下列说法正确的是（　　） A．电流Ic的大小为0.6A B．定值电阻R0=25Ω C．滑动变阻器的全阻值为R=280Ω D．当滑动变阻器消耗的功率为6.3W时，对应的电流一定为2.1A 8. （2026·四川成都·模拟预测）智能手机有自动调节屏幕亮度的功能。如图所示为该调节功能的模拟电路简图，图中电路元件为光敏电阻，其阻值随外部环境光照强度增大而减小，屏幕亮度由灯泡调节，灯泡电阻不变，为定值电阻，电源内阻为r，且 。则当外部环境光照强度减小时（     ） A．灯泡两端电压减小 B．流过的电流减小 C．电源的输出功率减小 D．电源的供电效率减小 【培优拔高】 9. （2026·湖南长沙·三模）如图所示，电源电动势为，内阻为，、为定值电阻，为平行板电容器，下端接地，电表均为理想电表。现将滑动变阻器的滑片置于最上端，闭合开关S，将一个带电液滴在点无初速释放，液滴恰能静止在点。若将滑片向下滑动，下列说法正确的是（     ） A．电流表和电压表的示数均增大 B．液滴带负电，将向上运动 C．点电势减小 D．设电压表和电流表示数变化量的绝对值分别为和， 10. （2026·北京东城·二模）如图所示为某种加速度计的原理图。滑块可沿光滑杆移动，滑块两侧与两根相同的轻弹簧连接；固定在滑块上的金属滑动片M下端与滑动变阻器R接触良好，且不计摩擦；R0为定值电阻。两弹簧处于原长时，M下端位于R的中点，理想电压表的指针位于表盘中央，当P端电势高于Q端时，指针位于表盘右侧。将加速度计固定在水平运动的被测物体上进行测量，若加速度a变化，电压表的示数U也会发生相应变化，定义为该加速度计的灵敏度，则下列说法正确的是（　　） A．电压表的示数随物体加速度的增大而增大，但不成正比 B．若电压表指针位于表盘左侧，则物体速度方向向右 C．若电压表指针位于表盘右侧，则物体加速度方向向右 D．若仅减小R0，则该加速度计的灵敏度将变大 11. （2026·山东菏泽·一模）某山区高压输电线路易发生覆冰灾害，电力工人采用“直流短路融冰”技术进行除冰。将被覆冰的线路从电网断开后，在两端将多根输电线用专用短接线两两串联，再接入可调直流电源，构成闭合回路，利用焦耳热使冰层脱落。已知该线路共有六条输电线，融冰过程中输入直流电，消耗，不计电源内阻、短接线电阻和连接处电阻，则（　　） A．直流电源输出功率为 B．单根导线电阻为 C．融冰电流大小为 D．若融冰电流加倍，相同时间内产生的焦耳热变为原来的2倍 12. （2026·浙江杭州·二模）如图所示，在一场人形机器人跑步大赛中，某型号机器人在平直路面上以速度v匀速跑步，此时电池工作电压为U，输出电流为I，已知输出功率的80%用于电机驱动，驱动电机的输出能量转化为机器人跑步的机械能的效率为η，机器人跑步时受到的阻力为f，则（　　） A．驱动电机的输出功率为0.8UI B．驱动电机线圈的电阻为 C．驱动电机的效率为 D．机器人克服阻力做功的功率为0.8ηUI 13. （2025·河南南阳·模拟预测）如图所示，一块均匀的长方体样品，长、宽、厚分别为a、a、0.4a，当在C、D间加上电压U，通过样品的热功率为P，已知样品单位体积内有n个自由电子，电子的电荷量为e，下列说法正确的是（　　） A．样品的电阻率为 B．若在A、B间加上电压U，则通过样品的热功率为 C．若在C、D间加上电压U，则自由电子定向移动的速度为 D．若在A、B间加上电压，从A到B的电流为I，则所加的电压为 14. （2025·浙江宁波·一模）某智能手机具有智能切换充电模式的功能。充电时，当手机处于低电量时快速充电，高电量时涓流补偿待机以延长电池寿命。已知该手机的电池容量为5400mA·h，整个充电过程可分为三个阶段：电量从0至50%之间为快充阶段，从50%至80%之间为恒压充电阶段，从80%至100%之间为涓流充电阶段。该手机的充电功率随充电时间的变化如图所示，其中快充阶段的充电电压逐渐减小，恒压充电阶段和涓流充电阶段的充电电压保持不变。下列说法正确的是（　　） A．快充阶段该手机获得的能量为 B．电量至50%时的充电电流约为5.4A C．恒压充电阶段的平均充电功率为35W D．涓流充电阶段的充电电压约为 15. （25-26高二上·河南·阶段检测）某同学在实验室找到一个小型直流电动机，并将其按如图所示的方式连接好电路，由此制作了一个简易升降机。电路中电源电动势，内阻，路端电压，定值电阻。内阻的直流电动机正常工作时。将一个质量的重物竖直向上匀速提起。不计空气阻力和摩擦，重力加速度g取10m/s2。则（　　） A．电动机两端的电压为4.5V B．电动机的输出功率为1.2W C．电源的工作效率为67.9% D．重物匀速上升时的速度大小为0.1m/s 1/2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第9讲 电路的能量转化模型 模型破解 规范思维路径，强化科学逻辑 模型1　纯电阻与非纯电阻电路 模型2　电路的功率问题 模型3　含容电路的问题 真题演练 熟悉考试形式，提升实战能力 分层练测 实现精准提效，最终整体达标 模型01.纯电阻与非纯电阻电路 模型构建： 1. 纯电阻电路 电路中用电器只将电能全部转化为内能（焦耳热），无机械能、光能、化学能等其他形式能量输出。 元件：定值电阻、滑动变阻器、电热丝、白炽灯（灯丝电阻）。 2. 非纯电阻电路 电能除转化内能外，同时转化为机械能 / 化学能；电场力做功远大于焦耳热。 元件：电动机、电风扇、电解槽、充电电池。 模型剖析：一、模型建立的核心前提：明确两类电路的本质区别 电路模型的本质是 “电流做功的能量转化路径”，两类电路的根本差异在于： 纯电阻电路：电流做功仅转化为内能（热能），无其他形式能量（如机械能、化学能）产生； 非纯电阻电路：电流做功除转化为少量内能外，主要转化为其他形式的有用能量（如电动机的机械能、电解池的化学能）。 这一差异直接决定了两类电路的规律适用范围（如欧姆定律是否成立）和能量公式的选用。 二、纯电阻电路和非纯电阻电路的比较 纯电阻电路 非纯电阻电路 举例 白炽灯、电炉、电熨斗、电饭锅 电动机、电解槽 能量转化情况 电功和电热的关系 W＝Q即IUt＝I2Rt W＝Q＋E其他 UIt＝I2Rt＋E其他 电功率和热功率的关系 P＝P热 即IU＝I2R P＝P热＋P其他 即IU＝I2R＋P其他 欧姆定律是否成立 U＝IR，I＝，成立 U＞IR，I＜，不成立 说明 W＝UIt、P电＝UI适用于任何电路计算电功和电功率 Q＝I2Rt、P热＝I2R适用于任意电路计算电热和热功率 只有纯电阻电路满足W＝Q，P电＝P热；非纯电阻电路W>Q，P电>P热 【例1】（25-26高二上·浙江·阶段检测）扫地机器人已经进入很多家庭，其中某型号扫地机器人的基本参数如图所示。关于该型号扫地机器人，下列说法正确的是（　　） A．mAh为电能的单位 B．扫地时的额定电流约为3A C．内置电池最多能储存约为的电能 D．配置的充电基座的充电效率约为53% 【答案】C 【详解】A．根据知mAh为电荷量的单位，A错误； B．根据知扫地时的额定电流，B错误； C．根据知内置电池最多储能，C正确； D．根据知充电基座的充电效率，D错误。 故选C。 【变式1-1】（25-26高二上·江苏扬州·期中）白炽灯与电动机串联接入电路，两者均正常工作，流过白炽灯的电流为；电动机的内电阻为，两端电压为，流过的电流为，则（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】D．白炽灯与电动机串联，电流相等， ，故D错误； ABC．电动机是非纯电阻元件，根据输入功率和输出功率的关系 因此 整理得 综上可知，故A正确，BC错误。 故选A。 【变式1-2】（25-26高二上·黑龙江绥化·期中）如图1所示，用充电宝为一手机电池充电，其等效电路如图2所示。在充电开始后的一段时间内，充电宝的输出电压、输出电流可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻为，则时间内（    ） A．充电宝输出的电功率为 B．充电宝产生的热功率为 C．手机电池产生的焦耳热为 D．手机电池储存的化学能为 【答案】A 【详解】A．充电宝的输出电压U、输出电流I，所以充电宝输出的电功率为，故A正确； B．通过充电宝的电流是I，但r不是充电宝的内阻，所以不能用求出充电宝产生的热功率，故B错误； C．U是充电宝的输出电压，不是手机电池的内电压，所以不能用计算手机电池产生的焦耳热，手机电池产生的焦耳热应为，故C错误； D．充电宝输出的电能一部分转化为手机电池储存的化学能，一部分转化为手机电池产生的焦耳热，故根据能量守恒定律可知手机电池储存的化学能为：，故D错。 故选A。 模型02.电路的功率问题 模型构建：在闭合电路中，功率问题的核心是能量的转化与分配规律—— 电源提供的总功率，一部分用于维持自身内电路的能量损耗（内耗功率），另一部分输出到外电路供用电器消耗（外电路功率） 模型剖析： 1.电源的总功率 (1)物理意义：电源将其他形式的能转化为电能的功率。 (2)表达式：P总＝EI。 2.电源内部消耗的功率 (1)物理意义：电源内阻的发热功率。 (2)表达式：P内＝I2r。 3.电源的输出功率 (1)物理意义：电源对外供电功率。 (2)表达式：P出＝UI。 (3)当外电路为纯电阻电路时 ①电源的输出功率P出＝I2R＝R＝＝。 由此可知，当R＝r时，电源有最大输出功率P出max＝。 ②P出与外电阻R的函数关系图像 ③几个结论 a.当R＝r时，电源的输出功率最大，Pm＝。 b.当R<r时，随R的增大，输出功率越来越大。 c.当R>r时，随R的增大，输出功率越来越小。 d.当P出<Pm时，每个输出功率对应两个可能的外电阻R1、R2，且R1R2＝r2。 4.电源的效率 η＝×100%＝×100%＝×100% 对于纯电阻外电路，则η＝＝＝，可见，外电阻R越大，电源的效率越高。 【等效电源法】：将电源内阻提出来，作为外电阻处理，或者将外电阻与电源内阻合并在一起，看作一个新的电源，这种方法被称为等效电源法。 把含有电源、电阻的部分电路等效为新的“电源”，其“电动势”、“内阻”如下： ①两点间断路时的电压等效为电动势E′； ②两点短路时的电流为等效短路电流I短′，等效内电阻r′＝。常见电路等效电源如下： 定值电阻的功率： P定=I2R，R为定值电阻，P定只与电流有关， 当R外最大时，I最小，P定最小； 当R外最小时，I最大，P定最大。 电源的输出功率：R外与r越接近，电源的输出功率越大，当R外=r时，电源的输出功率最大。 变化电阻的功率： 利用等效思想，把除变化电阻之外的其他的定值电阻等效成电源的内阻r'，则变化电阻的功率即为等效以后的电源的输出功率，即当R变=r'时，P变有最大值。 如图所示，R1为定值电阻，R2为电阻箱，E为电源的电动势，r为电源的内阻。 ①当R2最小时，定值电阻R1的功率最大，电源内阻的功率最大； ②当R1+R2=r时，电源的输出功率最大； ③当R2=R1+r时，变化电阻R2的功率最大。 上面的结论都是在电源的内电阻r不变且外电路为纯电阻电路的情况下适用。 【例2】（2025·福建福州·模拟预测）（多选）如图所示，直线I、II分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性图线，曲线III是一个小灯泡的伏安特性曲线，如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接，则下列说法正确的是（     ） A．电源1与电源2的电动势之比是1∶1 B．电源1与电源2的内阻之比是7∶11 C．在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是2∶1 D．在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是18∶25 【答案】AD 【详解】AB．根据闭合电路欧姆定律有 结合电源的U－I图线知两电源的电动势相等 内阻等于图像斜率的绝对值，分别为， 则，故A正确，B错误； CD．灯泡伏安特性曲线与电源外特性曲线的交点即为灯泡与电源连接时的工作状态，则小灯泡与电源1连接时电压为U1=3V，电流为I1=5A，小灯泡消耗的功率为 小灯泡的电阻 小灯泡与电源2连接时电压为U2=5V，电流为I2=6A，小灯泡消耗的功率为 小灯泡的电阻 因此，，故C错误，D正确。 故选AD。 【变式2-1】（25-26高二下·四川自贡·期末）（多选）光控开关是“太阳能路灯”实现自动控制的重要元件，其内部电路的简化原理图如图，Rt为光敏电阻（光照强度增加时，其电阻值减小），忽略灯阻值由于亮度变化的影响，电流表为理想电流表。在黎明时分，闭合开关，环境光照稳定时，电容器两板间小液滴处于静止状态，则环境光照逐渐增强时（     ） A．灯、灯均逐渐变暗 B．灯的电压变化量与电流表示数变化量之比即不变 C．电源的输出功率一定是先变大后变小 D．小液滴向上运动，在接触极板前机械能增大 【答案】AB 【详解】A．光照逐渐增强时，光敏电阻阻值减小，总电阻减小，总干路电流增大，根据闭合电路欧姆定律有 可知路端电压减小，则灯、灯两端电压减小，两灯均变暗，故A正确； B．将灯与电源内阻等效为新的内阻，根据闭合电路欧姆定律有 灯的电压变化量与电流表示数变化量之比为 大小不变，故B正确； C．电源的输出功率为 由于无法确定外电阻与电源内电阻的关系，无法确定电源的输出功率的变化，故C错误； D．初始时小液滴受电场力与重力平衡，则电场力向上，由A项分析可知，路端电压减小，电容器C的电压减小，电容器内部电场减小，小液滴向下运动，电场力做负功，机械能减小，故D错误。 故选AB。 【变式2-2】（25-26高一下·浙江杭州·期末）图1是实验室的可拆卸铅蓄电池装置，图2是其示意图，其原理为铅与稀硫酸间的化学反应。图中为电池正极（二氧化铅棒），为电池负极（铅棒），、分别为与正、负极非常靠近的探针（探针是为测量内电压而加入电池的，它们不参与化学反应）。用电压传感器（可看作理想电压表）测量各端之间的电势差，数据如下表。则下列说法正确的是（     ） 外电路断开时 约为 在、之间接入电阻时 A．在、之间接入电阻时，稀硫酸溶液中的电流方向向右 B．在、之间接入电阻时，电池中静电力做正功 C．该电池的电动势约为 D．该电池的内阻约为 【答案】D 【详解】A．由题意，M为正极，N为负极，在M、N之间接入电阻时，稀硫酸溶液中的电流方向即电源内部电流方向从N流向M，由图2可知方向向左，故A错误； B．在电池内部，电流从负极流向正极，静电力阻碍电荷移动，做负功，故B错误； C．当外电路断开时，路端电压等于电动势，则，故C错误； D．在、之间接入电阻时，电路中电流 铅蓄电池电动势为 由闭合电路欧姆定律 解得内阻，故D正确。 故选D。 模型03.含容电路的问题 模型构建： 直流电路稳定后，电容器支路断路，无持续电流 电容器所在支路等效开路，支路电流 ；电容器两端电压等于并联部分电路电压。 电容器核心三式 充放电条件：电路电压变化时，电容器电荷量改变，短暂充放电电流；电压不变时，电荷不变，无充放电。 电容器储能：。 模型剖析： 1.电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过，此支路相当于断路，因此电容器两极板间的电压就等于该支路两端的电压。 2.电路的电流、电压变化时，将会引起电容器的充(放)电。如果电容器两端电压升高，电容器将充电；如果电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电。 3.根据公式Q＝CU或ΔQ＝CΔU，求电荷量及其变化量。 4.分析和计算含有电容器的直流电路时，注意把握以下几个方面 (1)电路稳定时电容器在电路中就相当于一个阻值无限大的元件，在电容器处电路看成是断路，画等效电路时，可以先把它去掉。 (2)若要求电容器所带电荷量时，可在相应的位置补上，求出电容器两端的电压，根据Q＝CU计算。 (3)电路稳定时电容器所在支路断路，与电容器串联的电阻两端无电压，该电阻相当于导线。 (4)当电容器与电阻并联后接入电路时，电容器两端的电压与并联电阻两端的电压相等。 (5)电路中的电流、电压变化时，将会引起电容器的充、放电，有ΔQ＝CΔU。 【例3】（2026·山西忻州·模拟预测）（多选）在如图所示的电路中，是定值电阻，、是滑动变阻器。电源的电动势为，内阻为，接通开关，质量为的带电油滴恰能静止在水平放置的两金属板间。已知为理想二极管，下列说法正确的是（    ） A．仅将的滑片向右移动，油滴将向上运动 B．仅将的滑片向右移动，油滴将向下运动 C．仅减小电容器两极板间的距离，油滴将向下运动 D．仅断开开关，油滴将静止 【答案】AD 【详解】A．油滴原静止，满足 滑片右移，接入电阻减小，干路电流增大，电压升高。二极管允许充电，电容器电压升高，场强增大，电场力大于重力，油滴向上运动，故A正确； B．滑片右移，不变，干路电流不变，电压不变，电容器电压不变，场强不变，油滴仍静止，故B错误； C．减小极板间距，电容增大，二极管允许充电，电容器电压保持不变，场强随减小而增大，电场力大于重力，油滴向上运动，故C错误； D．断开开关S，二极管阻止电容器放电，电容器带电量不变，由得不变，则场强不变，油滴仍保持静止，故D正确。 故选AD。 【变式3-1】（25-26高二·全国·暑假作业）（多选）如图所示，电源电动势，内阻不计，滑动变阻器的最大阻值为，两定值电阻、的阻值均为，电容器的电容为。初始时的滑片置于最上端，开关S掷于端。下列说法正确的是（　　） A．当的滑片向下移动时，两端的电压减小 B．当的滑片向下移动时，两端的电压增大 C．开关从掷向，流过的电流方向由到 D．开关从掷向，流过的电荷量为 【答案】BD 【详解】AB．开关S掷于端，与串联，两端的电压，当的滑片向下滑动时，接入电路中的电阻值变小，两端电压变大，故A错误，B正确。 C．开关掷于端时，电容器右极板带正电，开关从掷向，电容器左极板带正电，所以电容器先放电后充电，电流方向为由到，故C错误； D．流过的电荷量，故D正确。 故选BD。 【变式3-2】（25-26高一上·江苏常州·阶段检测）如图甲所示的电路中，R2=6Ω，电容器的电容C=5μF，开关S闭合、S1断开。将滑动变阻器的滑片从a端缓慢移动到b端的过程中，电压表的示数U随电流表的示数I变化的关系如图乙所示，电压表和电流表均为理想电表。 (1)求电源的电动势E和内阻r和电阻R1的阻值。 (2)求滑动变阻器R消耗的最大功率P； (3)将滑动变阻器的滑片置于中间，电路稳定后，闭合开关S1，电路再次稳定后，求通过电阻R3的电荷量Q。 【答案】(1)6V，2Ω，2Ω (2)2.25W (3)2.1×10-5C 【详解】（1）当滑片滑动到b端时，变阻器接入电路中的电阻为零，此时对应的电压表示数为，电流表示数为，所以电阻的阻值为 设电源的电动势为，内阻为，根据闭合电路的欧姆定律有 把图乙对应的，，和，代入上式解得 （2）滑动变阻器消耗的功率为 当时，变阻器消耗的功率最大，所以滑动变阻器消耗的最大功率为 （3）当滑片在a端时，由图乙可得，，根据欧姆定律有 将滑动变阻器的滑片置于中间，电路稳定后，电容器下极板带正电，此时电容器两板间电压为 闭合开关，电路再次稳定后，变阻器R和电阻串联，然后和电阻并联，此时外电阻为 路端电压为 此时电容器和电阻并联，且电容器的上极板带正电，此时电容器两板间电压为 电容器先放电后充电，则通过电阻的电荷量为 联立以上各式，代入数据解得 1、（2025·浙江·高考真题）如图所示，风光互补环保路灯的主要构件有：风力发电机，单晶硅太阳能板，额定电压容量的储能电池，功率的LED灯。已知该路灯平均每天照明；标准煤完全燃烧可发电2.8度，排放二氧化碳。则（　　） A．风力发电机的输出功率与风速的平方成正比 B．太阳能板上接收到的辐射能全部转换成电能 C．该路灯正常运行6年，可减少二氧化碳排放量约 D．储能电池充满电后，即使连续一周无风且阴雨，路灯也能正常工作 【答案】D 【详解】A．设时间，风力发电机的扇叶半径为，假设风的动能全部变成发电机输出，输出功率为，即风力发电机的输出功率与风速的三次方成正比，故A错误； B．太阳能板上接收到的辐射能不能全部转换成电能，存在能量损耗，转换效率一般在15%~20%左右，故B错误； C．已知路灯的功率为 每天照明，一年按365天计算，6年的总时间 可得总耗电量为 因标准煤完全燃烧可发电2.8度，排放二氧化碳，则减少的二氧化碳排放量为，故C错误； D．已知储能电池的额定电压，容量，则电池的电能为 而路灯连续一周的耗电量为 因，所以储能电池充满电后，即使连续一周无风且阴雨，路灯也能正常工作。故D正确。 故选D。 2．（2025·浙江·高考真题）我国新一代车用电池能够提供更长的续航里程，其参数之一为。其中单位“”（瓦时）对应的物理量是（　　） A．能量 B．位移 C．电流 D．电荷量 【答案】A 【详解】根据电功可知是能量的单位。 故选A。 3．（2026·湖南·高考真题）如图，电阻的阻值为，电流表为理想电表，两个电池组完全相同。若将、端分别接入、端，电流表示数为；若将、端分别接入、端，电流表示数为。则单个电池组的电动势和内阻分别为（     ） A．， B．， C．， D．， 【答案】A 【详解】设单个电池组的电动势为，内阻为，根据闭合电路欧姆定律分两种情况列方程求解： a、b接d、e时：只有单个电池接入电路，根据闭合电路欧姆定律： a、c接d、e时：两个电池串联，总电动势为，总内阻为，同理得： 联立解得：， 故选A。 【基础夯实】 1. （2026·江西南昌·三模）（多选）如图所示，某商场采用的电源驱动电机带动阶梯式电梯以的恒定速度运行，质量为的顾客静立在电梯上随电梯向上运动，若电梯的倾角为，运送顾客向上运动所需的功完全来自电机。下列说法正确的是（     ） A．顾客向上运动的过程中动能，势能都增大 B．顾客重力的平均功率为-110W C．顾客受到电梯给予的静摩擦力 D．电梯载顾客时通过电机的电流比未站顾客时至少要增加0.5A 【答案】BD 【详解】A．顾客随电梯匀速运动，动能不变，重力势能增大。故A错误； B．重力的平均功率 。故B正确； C．顾客随电梯一起匀速运动，顾客处于平衡状态，水平方向上不可能受到摩擦力作用。故C错误； D．电机额外功率等于重力功率，电流增加 。故D正确。 故选BD。 2. （2026·山西运城·二模）某品牌无人机悬停在空中时，无人机中用来提升重物的直流电动机两端电压为U，通过的电流为I，内部线圈电阻为r。当电动机稳定运转提升重物时，下列判断正确的是（　　） A．电动机的总功率为 B．电动机的发热功率为UI C．电动机对外做功的功率为 D．电动机对外做功的功率为 【答案】D 【详解】A．电动机总功率为输入的电功率，即，故A错误； B．电动机发热功率遵循焦耳定律，即，故B错误； CD．电动机对外做功的机械功率等于总功率减去发热损耗功率，即，故C错误，D正确。 故选D。 3. （2026·湖北·二模）（多选）如图所示，半径为r的金属球远离其他物体，通过电阻R接地。电子束从远处以速度v均匀落到球上，每秒钟有n个电子落到球上，全部被吸收而不反弹。电子电荷量为e，质量为m。不计电子重力，不计导线电阻，取大地电势恒为零，稳定后金属球的能量状态与电子落到球上之前的状态没有变化，下列判断正确的是（　　） A．通过电阻R的电流方向由地面流向金属球 B．电子对金属球表面单位面积撞击力为nmv C．电阻R消耗的电功率为n2e2R D．金属球单位时间释放的热量为 【答案】ACD 【详解】A．落到球面上的电子通过电阻R流向大地，由于电子带负电，故通过电阻R的电流方向由地面流向金属球，A正确； B．每秒钟金属球单位面积上有个电子落上，电子的末速度由变为零，根据动量定理有，其中 联立解得，电子对金属球表面单位面积上的撞击力为，故B错误； C．每秒钟金属球上有个电子落上，根据，其中 电阻R消耗的电功率为 联立解得，C正确； D．单位时间内落到金属球上电子的总动能为 单位时间电阻上产生的热为，其中 根据能量守恒定律，金属球单位时间释放的热量为 联立解得，金属球单位时间释放的热量为，故D正确。 故选ACD。 4. （2026·浙江绍兴·二模）某国产新能源车的电池组可简化为个电池包串联组成，每个电池包的工作电压平均值为，电池组容量为。当该车用输出电压为的直流充电桩充电时，充电效率为，充满电用时为，该车型百公里平均能耗为，则（    ） A．电池组的工作电压为 B．平均充电电流为 C．续航里程最大为 D．每个电池包充满电后储存的电能为 【答案】C 【详解】A．N个电池包串联，总工作电压为各电池包电压之和，即，是充电桩输出电压，和电池组工作电压无关，故A错误； B．电池组容量是电池组可容纳的总电荷量，由电荷量公式得平均充电电流，故B错误； C．电池组充满电储存的总电能 百公里能耗表示每行驶1km消耗能量，因此最大续航里程，故C正确； D．每个电池包储存的电能为总电能的，即 代入充电关系也可得每个电池包电能为，故D错误。 故选C。 5. （2026·湖南衡阳·模拟预测）（多选）随着新能源汽车的普及，电池容量与能耗成为用户关注的核心指标。已知一款主流电动家用新能源汽车的电池容量为，在一段综合路况下行驶平均百公里能耗为。假设家用充电桩的输出电压，充电电流，则下列说法正确的是（　　） A．理论上充满一次电后能行驶的总里程为 B．该汽车电动机正常工作时的输出功率为 C．将电池电量从零充满至，所需要的时间约为 D．充满电时电池存储的电能为 【答案】AC 【详解】A．根据题意可知总里程为，故A正确； B．题目中没有给出该汽车电动机正常工作时的额定电压和额定电流，无法计算出电动机正常工作的输出功率，故B错误； C．充电时间，故C正确； D．充满电时电池存储的电能为，故D错误。 故选AC。 6. （2026·吉林·模拟预测）2025年我国新能源汽车产销突破1600万辆，连续11年稳居全球首位。某新能源汽车蓄电池供电简化电路图如图所示，电源电动势内阻，车灯电阻，定值电阻，电动机的额定电压线圈电阻，电流表为理想电表。闭合开关后，电动机正常工作，下列说法正确的是（　　） A．通过电动机的电流为1A B．电动机的机械效率为 C．电源的输出功率为18W D．若电动机被卡住，电流表读数为 【答案】A 【详解】A．开关S闭合时，电动机正常工作，则并联电路两端的电压 干路电流 定值电阻的电流 所以通过电动机的电流 A正确； B．电动机的机械效率 B错误； C．电源的输出功率 C错误； D．若电动机被卡住，则并联电路的电阻 电流表读数为 D错误。 故选A。 7. （2026·山东青岛·一模）如图甲所示，R0是定值电阻，R是滑动变阻器，两者与一理想电流表串联后接在恒压直流电源上，当滑动变阻器的触头从a端滑向b端的过程中，得到定值电阻的功率随电流变化的图线如图乙所示，其中电流为0.15A时对应的触头在a端，电流为Ic时对应的触头在c点，且ab=4bc，下列说法正确的是（　　） A．电流Ic的大小为0.6A B．定值电阻R0=25Ω C．滑动变阻器的全阻值为R=280Ω D．当滑动变阻器消耗的功率为6.3W时，对应的电流一定为2.1A 【答案】C 【详解】B．由图乙可知，电流为0.15A时对应的功率为0.45W，根据，可得，故B错误； A．由图乙可知，电流为时对应的功率为5 W，根据，可得，故A错误； C．当滑动变阻器在a端时，有 当滑动变阻器在c点时，有 联立解得，，故C正确； D．当滑动变阻器消耗的功率为6.3W时，设滑动变阻器两端的电压为U1，则有， 联立解得，或， 回路最大电流和最小电流分别为， 故当滑动变阻器消耗的功率为6.3W时，对应的电流可能为或，故D错误。 故选C。 8. （2026·四川成都·模拟预测）智能手机有自动调节屏幕亮度的功能。如图所示为该调节功能的模拟电路简图，图中电路元件为光敏电阻，其阻值随外部环境光照强度增大而减小，屏幕亮度由灯泡调节，灯泡电阻不变，为定值电阻，电源内阻为r，且 。则当外部环境光照强度减小时（     ） A．灯泡两端电压减小 B．流过的电流减小 C．电源的输出功率减小 D．电源的供电效率减小 【答案】A 【详解】AB．当外部环境光照强度减小时，元件R1的阻值增大，电路总电阻增大，总电流I减小，路端电压为U=E-Ir可知，路端电压增大，R2两端电压增大，则流过R2的电流增大，根据并联分流规律知I=IR2+IL，因总电流I减小，R2中的电流IR2增大，所以通过灯泡的电流IL减小，灯泡L两端电压减小，故A正确，B错误； C．当外电阻等于电源内阻时电源的输出功率最大，因，则外电阻小于r，当元件R1的阻值增大时，外电阻增加，向内阻r靠近，可知电源的输出功率变大，故C错误； D．电源的供电效率，则当外电阻增加时，电源的效率变大，D错误。 故选A。 【培优拔高】 9. （2026·湖南长沙·三模）如图所示，电源电动势为，内阻为，、为定值电阻，为平行板电容器，下端接地，电表均为理想电表。现将滑动变阻器的滑片置于最上端，闭合开关S，将一个带电液滴在点无初速释放，液滴恰能静止在点。若将滑片向下滑动，下列说法正确的是（     ） A．电流表和电压表的示数均增大 B．液滴带负电，将向上运动 C．点电势减小 D．设电压表和电流表示数变化量的绝对值分别为和， 【答案】C 【详解】A．若将滑片向下滑动，则滑动变阻器接入电路中的阻值减小，根据“串反并同”可知，与滑动变阻器并联的电压表示数减小；与滑动变阻器等效串联的电流表示数增大，故A错误； B．由图可知，电容器上极板带正电荷，根据平衡条件可知，液滴受到的电场力竖直向上，所以液滴带负电；由A分析可知，滑动变阻器两端的电压减小，即电容器两端的电压减小，根据可知，电容器间的电场变小，根据可知，液滴受到的电场力变小，即液滴向下运动，故B错误； C．设点到下极板的距离为，由图可知，下极板接地，即下极板的电势为0，点与下极板间的电势差为 由B选项分析可知，两极板间电场强度减小，即点与下极板间的电势差减小，又因为 即点电势减小，故C正确； D．根据闭合电路欧姆定律可得 电压表的示数变化量 则电压表示数变化量的绝对值 则，故D错误。 故选C。 10. （2026·北京东城·二模）如图所示为某种加速度计的原理图。滑块可沿光滑杆移动，滑块两侧与两根相同的轻弹簧连接；固定在滑块上的金属滑动片M下端与滑动变阻器R接触良好，且不计摩擦；R0为定值电阻。两弹簧处于原长时，M下端位于R的中点，理想电压表的指针位于表盘中央，当P端电势高于Q端时，指针位于表盘右侧。将加速度计固定在水平运动的被测物体上进行测量，若加速度a变化，电压表的示数U也会发生相应变化，定义为该加速度计的灵敏度，则下列说法正确的是（　　） A．电压表的示数随物体加速度的增大而增大，但不成正比 B．若电压表指针位于表盘左侧，则物体速度方向向右 C．若电压表指针位于表盘右侧，则物体加速度方向向右 D．若仅减小R0，则该加速度计的灵敏度将变大 【答案】D 【详解】A．设滑块质量为，单个弹簧劲度系数为，滑动变阻器总长度为，总电阻为，电源电动势为。当滑块相对于原中点偏移位移大小为时，两个弹簧的总合力为 得 。 滑动变阻器全部串联接入电路，总电流 故I恒定，电压表测滑片与间的电压，电压变化量满足 代入得： 与成正比，且加速度方向不同时，加速度增大示数可能减小，故A错误； 选项A：由 因此A错误； B．电压表指针偏左，说明滑片M的电势减小，对应滑片左偏，说明滑块左移，加速度方向向右，但加速度方向不代表速度方向，物体可以向左减速（速度向左、加速度向右），故B错误； C．指针偏右说明滑片M的电势增大，对应滑片右偏，滑块右移，合力向左，加速度方向向左，故C错误； D．由前面推导结合灵敏度表达式灵敏度 减小时，分母减小，增大，灵敏度变大，因此D正确； 故选D。 11. （2026·山东菏泽·一模）某山区高压输电线路易发生覆冰灾害，电力工人采用“直流短路融冰”技术进行除冰。将被覆冰的线路从电网断开后，在两端将多根输电线用专用短接线两两串联，再接入可调直流电源，构成闭合回路，利用焦耳热使冰层脱落。已知该线路共有六条输电线，融冰过程中输入直流电，消耗，不计电源内阻、短接线电阻和连接处电阻，则（　　） A．直流电源输出功率为 B．单根导线电阻为 C．融冰电流大小为 D．若融冰电流加倍，相同时间内产生的焦耳热变为原来的2倍 【答案】B 【详解】A．根据，可得，A错误； B．设每根导线电阻为，电路的总电阻为 根据，可得，B正确； C．根据，可得，C错误； D．根据可知，若电流加倍，时间t不变，电阻R不变时，产生的焦耳热变为原来的4倍，D错误。 故选B。 12. （2026·浙江杭州·二模）如图所示，在一场人形机器人跑步大赛中，某型号机器人在平直路面上以速度v匀速跑步，此时电池工作电压为U，输出电流为I，已知输出功率的80%用于电机驱动，驱动电机的输出能量转化为机器人跑步的机械能的效率为η，机器人跑步时受到的阻力为f，则（　　） A．驱动电机的输出功率为0.8UI B．驱动电机线圈的电阻为 C．驱动电机的效率为 D．机器人克服阻力做功的功率为0.8ηUI 【答案】B 【详解】A．由题意得，驱动电机的输入功率为，A错误； BCD．机器人克服阻力做功的功率为，驱动电机的输出功率为，所以驱动电机热功率为 电机的热输出功率的80%用于电机驱动，所以流经电动机的电流为，则 联立解得 驱动电机的效率为，CD错误，B正确。 故选B。 13. （2025·河南南阳·模拟预测）如图所示，一块均匀的长方体样品，长、宽、厚分别为a、a、0.4a，当在C、D间加上电压U，通过样品的热功率为P，已知样品单位体积内有n个自由电子，电子的电荷量为e，下列说法正确的是（　　） A．样品的电阻率为 B．若在A、B间加上电压U，则通过样品的热功率为 C．若在C、D间加上电压U，则自由电子定向移动的速度为 D．若在A、B间加上电压，从A到B的电流为I，则所加的电压为 【答案】B 【详解】A．通过样品的热功率 可得样品沿C、D方向的电阻为 根据电阻定律有 解得，故A错误； B．样品沿A、B方向的电阻为 若在A、B间加上电压U，则通过样品的热功率为，故B正确； C．若在C、D间加上电压U，通过样品的电流为 由电流的微观表达式 可得，故C错误； D．若在A、B间加上电压，从A到B的电流为I，则所加的电压，故D错误。 故选B。 14. （2025·浙江宁波·一模）某智能手机具有智能切换充电模式的功能。充电时，当手机处于低电量时快速充电，高电量时涓流补偿待机以延长电池寿命。已知该手机的电池容量为5400mA·h，整个充电过程可分为三个阶段：电量从0至50%之间为快充阶段，从50%至80%之间为恒压充电阶段，从80%至100%之间为涓流充电阶段。该手机的充电功率随充电时间的变化如图所示，其中快充阶段的充电电压逐渐减小，恒压充电阶段和涓流充电阶段的充电电压保持不变。下列说法正确的是（　　） A．快充阶段该手机获得的能量为 B．电量至50%时的充电电流约为5.4A C．恒压充电阶段的平均充电功率为35W D．涓流充电阶段的充电电压约为 【答案】D 【详解】A．由图可知，快充阶段该手机获得的能量为，故A错误； B．电量至50%时手机电池此时的容量为 充电电流，故B错误； C．根据上述分析可知，电量充至50%时其电压为 充电量为80%时手机获得的能量为 此过程手机充电的平均功率，故C错误； D．涓流充电电荷量的变化量为 此过程充电电流 则此过程的充电电压为，故D正确。 故选D。 15. （25-26高二上·河南·阶段检测）某同学在实验室找到一个小型直流电动机，并将其按如图所示的方式连接好电路，由此制作了一个简易升降机。电路中电源电动势，内阻，路端电压，定值电阻。内阻的直流电动机正常工作时。将一个质量的重物竖直向上匀速提起。不计空气阻力和摩擦，重力加速度g取10m/s2。则（　　） A．电动机两端的电压为4.5V B．电动机的输出功率为1.2W C．电源的工作效率为67.9% D．重物匀速上升时的速度大小为0.1m/s 【答案】D 【详解】A．回路的电流为 电动机两端的电压为，A错误； B．电动机的输出功率为，B错误； C．电源的工作效率为，C错误； D．根据可得重物匀速上升时的速度大小为，D正确。 故选D。 1/2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $