第3卷 电源最大输出功率 内蒙古自治区（对口招生）《电工技术基础与技能》（高教版·第六版） 单元过关卷

内蒙古自治区（对口招生）机电类 《电工技术基础与技能》 电源最大输出功率 单元过关卷 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 1. 一直流电源，开路时测得其端电压为6V，短路时测得其短路电流为30A，则该电源的电动势E及内阻r分别为（ ） A. 6V、6Ω B. 6V、0.2Ω C. 6V、30Ω D. 6V、0.5Ω 【答案】B 【解析】电源开路时，端电压等于电动势，所以电动势E = 6V。短路时，E = Ir（短路电流I很大），可得内阻r=E/I=6V/30A=0.2Ω，所以选择 B 选项。 2. 电路如图所示，N是一个线性有源二端网络，当滑动变阻器时，开关S闭合，上获得最大功率为9W。当时，该二端网络的输出功率为（ ） A. 9W B. 12W C. 24W D. 16W 【答案】D 3. 两个相同的电阻R并联后等效电阻为，串联后等效电阻为，则与的比值为（ ） A. 1∶4 B. 4∶1 C. 1∶2 D. 2∶1 【答案】B 【解析】两个相同电阻R，并联2，串联2R，所以∶2R∶R/2=4∶1。 4. 两个相同的电阻串联后的总电阻是20Ω，则将它们并联后的总电阻是（ ） A. 5Ω B. 10Ω C. 20Ω D. 40Ω 【答案】A 【解析】设每个电阻为R，串联2R = 20Ω，则R = 10Ω，并联后总电阻R错误R/R + R=10Ω错误10Ω/10Ω + 10Ω=5Ω，所以选 A。 5. 如图所示电路，滑动变阻器R1的电阻是200欧姆，R2的电阻是400欧姆，变阻器滑片P与电压表一端相连，当滑动片P由a向b滑动时，电压表的读数变化范围是（ ） A. 0—6V B. 3—6V C. 4—6V D. 2-6V 【答案】C 【解析】根据电路图可知，R1、R2串联，电路中的电流，滑片在最a端时，电压表测量R2两端的电压:；滑片在b端时，电压表测量电源电压，故示数为6V.故选C 6. 串联电路中，若一个电阻增大，总电阻（ ） A. 减小 B. 不变 C. 增大 D. 先增大后减小 【答案】C 【解析】串联电路总电阻等于各电阻之和，一个电阻增大，总和增大。 7. 有一个电压表其内阻 R0=1.8kΩ，现在要将它的量程扩大为原来的10倍，则应（ ） A. 用18kΩ的电阻与电压表串联 B. 用180 kΩ的电阻与电压表并联 C. 用16.2 kΩ的电阻与电压表串联 D. 用180 kΩ的电阻与电压表串联 【答案】C 【解析】电压表扩大量程应串联分压电阻。量程扩大为原来的10倍时，总电阻应为10R0，需串联的电阻为 R串=10R0-R0=9R0=9×1.8kΩ=16.2kΩ，所以选C。 8. 电路如图所示，已知＝6 Ω，输入电压＝6 V，输出电压＝4 V，则的阻值是（ ） A. 3 Ω B. 6 Ω C. 9 Ω D. 12 Ω 【答案】D 9. 串联电路中，各电阻分别为 R1、R2、R3，各电阻两端电压分别为 U1、U2、U3，则 U1:U2:U3=（ ） A. R1:R2:R3 B. R3:R2:R1 C. 1/R1:1/R2:1/R3 D. 无法确定 【答案】A 【解析】串联电路中各电阻通过的电流相同。根据 U=IR，可得 U1=IR1、U2=IR2、U3=IR3，因此 U1:U2:U3=R1:R2:R3，所以选A。 10. 三个电阻串联在一电路中的功率之比为1：2：3，则三者并联在同一电路中的功率之比为（ ） A. 1：2：3 B. 3：2：1 C. 6：3：1 D. 6：3：2 【答案】D 【解析】三个电阻串联时电流相同，功率 P=R，所以串联功率之比 1:2:3 等于电阻之比，即 R1:R2:R3=1:2:3。三者并联在同一电压下时，功率 P=R，功率之比与电阻成反比，为 1:1/2:1/3=6:3:2，所以选D。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 11. 一个电路中的电压为18伏特，电流为3安培，那么电路的功率为72瓦特。（ ） 【答案】正确 【解析】根据功率公式 P = V * I，计算得到功率为 18V * 3A = 72W。 12. 在闭合电路中，当干路开关断开时，开关两端电压等于电源电压；当干路开关闭合时，开关两端电压为0。（ ） 【答案】正确 【解析】在闭合电路中，当干路开关断开时，开关两端的电压等于电源电压，即电源电动势；当干路开关闭合时，开关两端电压，因开关为导体，其自身电阻极小，故，即开关两端电压为0。故正确。 13. 全电路中，电源的输出功率等于电源的总功率（ ） 【答案】错误 【解析】全电路中，电源的总功率，输出功率 ，，所以电源的输出功率小于电源的总功率，该说法错误。 14. 闭合电路欧姆定律中，电源的电动势等于内外电路电压之和。（ ） 【答案】正确 【解析】闭合电路中，电源电动势等于外电路电压与内电路电压之和，即 E=U外+U内，也可写成 E=IR+Ir。因此题干表述正确。 15. 将“220V/60W”的用电器接在110V的电源上，其实际功率为30W。（ ） 【答案】错误 【解析】用电器电阻近似不变时，实际功率与电压平方成正比。接在110V电源上时，电压为额定电压220V的一半，所以实际功率为 60×(110/220)^{2}=15W，不是30W，因此该判断错误。 16. 把两个额定功率不同的灯泡串联在电路中，亮的那个灯泡额定功率小。（ ） 【答案】错误 【解析】灯泡的电阻由 R=U额^{2}/P额 决定。若两个灯泡额定电压不同，额定功率小的灯泡电阻不一定大。串联时电流相同，实际功率 P=R，谁更亮取决于实际电阻大小，而不能只由额定功率判断。只有在额定电压相同的前提下，额定功率小的灯泡电阻较大，串联时才更亮。 17. 马路上的路灯总是同时亮，同时熄灭，因此这些灯都是串联接入电网的。（ ） 【答案】错误 【解析】马路上的路灯总是同时亮，同时熄灭，有时路灯损坏了一盏，其他路灯仍会亮，由此可见路灯可以独立工作，互不影响，因此路灯之间是并联的。故错误。 18. 在两个电阻组成的分压电路中，阻值越大分压也越大。（ ） 【答案】正确 【解析】两个电阻组成的分压电路通常指串联分压。串联电路中电流相同，各电阻两端电压 U=IR，电阻越大，其两端分得的电压越大，所以该判断正确。 19. 串联电路中，电阻越大，消耗的电功率越大。（ ） 【答案】正确 【解析】串联电路电流相等，由P=R可知，电阻越大，电功率越大。 20. 串联电路中各处电流一定相等。（ ） 【答案】正确 【解析】在串联电路中，电流只有一条路径，所以各处电流一定相等。故表述正确 三、填空题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 某电路中，电流 I = 2A ，电阻 R = 5Ω ，功率 P = ______W。 【答案】20 【解析】电阻消耗的功率可用 P=R 计算。已知 I=2A，R=5Ω，则 P=22×5=20W，所以空格应填20。 22. 如图所示电路，各元件的参数值已标注，当负载电阻器的阻值为______Ω时可获得最大功率，最大功率为Pm=___W。 【答案】① 5 ② 0.45 23. 当电源输出最大功率时，电源的效率______。 【答案】50% 【解析】电源向外电路输出功率最大时，外电阻 R 等于电源内阻 r。此时效率 η=P输出/P总=U外/E=R/(R+r)=r/(r+r)=1/2=50%。因此应填50%。 24. 电源电动势是2 V，内电阻是0.1Ω，当外电路断路时，电路中的电流和端电压分别是______。 【答案】0A 2 V 【解析】 U=E-Ir=E=2V 25. 如图所示电路中，三个白炽灯A、B、C完全相同。当开关S闭合时，白炽灯A、B的亮度变化是______。 【答案】A变亮，B变暗 26. 在串联电路中，总电压等于各电阻上的电压 ______。 【答案】之和 【解析】在串联电路中，总电压 ( V_{\text{总}} ) 等于每个电阻上的电压降之和，即 ( V_{\text{总}} = V1 + V2 + V3 + \cdots)。 27. 阻值不同的几个电阻相串联，阻值大的电阻消耗的功率______；阻值不同的几个电阻相并联，阻值小的电阻消耗功率______。 【答案】① 大 ② 大 【解析】电阻串联时电流相同，功率 P=R，阻值越大消耗功率越大；电阻并联时电压相同，功率 P=R，阻值越小消耗功率越大。因此两空均填“大”。 28. 如图所示电路，U=______。 【答案】3V 29. 在串联电路中，电流______，总电压等于各部分电路电压______。 【答案】① 处处相等 ② 之和 【解析】考查串联电路的知识点 30. “200Ω/3W” 和 “300Ω/5W” 的电阻串联，允许加的最大电压为______V。 【答案】61 【解析】串联电路电流相同，允许电流取两个电阻额定电流中的较小值。200Ω/3W 的额定电流 I1=√(3/200)≈0.122A，300Ω/5W 的额定电流 I2=√(5/300)≈0.129A，因此串联允许电流为0.122A。总电阻为500Ω，最大电压 U=0.122×500≈61.2V，取整数约为61V。 四、计算题（本大题共5小题，每题4分，共20分） 31. 两个电阻 、 串联后接在 的直流电源两端。 【答案】（1）总电阻为 。 （2）电路电流为 。 （3） 两端电压为 ，电路总功率为 。 【解析】（1）串联电路总电阻为各电阻之和，。 （2）根据欧姆定律，。 （3），。 32. 一个电源电动势为 ，内阻为 ，外接 负载电阻。 【答案】（1）电路电流为 。 （2）负载电阻两端电压为 。 （3）负载电阻消耗的功率为 。 【解析】（1）全电路总电阻为 ，电流 。 （2）负载端电压 。 （3）负载功率 。 33. 如图所示，把10Ω的电阻R1和15Ω的电阻R2并联起来，当闭合开关S后，电流表的示数为0.2A． 求： （1）电源电压； （2）通过电阻R1的电流； （3）R2的电功率。 【答案】（1）解：由电路图可知，R1与R2并联，电流表测R2支路的电流． 因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，由I=U/R可得，电源的电压： U=0.2A×15Ω=3V； 答：电源电压为3V； （2）通过电阻R1的电流：3V/10ΩΩ=0.3A； 答：通过电阻R1的电流为0.3A； （3）的电功率：3V×0.2A=0.6W． 答：R2的电功率为0.6W． 34. 某直流电源电动势为 ，内阻为 。为使外电路获得最大输出功率，需接入一个纯电阻负载。 【答案】（1）负载电阻应取 。 （2）此时电路电流为 。 （3）电源最大输出功率为 。 【解析】（1）电源向纯电阻负载输出功率最大时，负载电阻等于电源内阻。 （2）。 （3）。 35. 某电源电动势为 ，内阻为 。外电路由可变电阻 与定值电阻 串联组成。 【答案】（1）外电路总电阻应为 。 （2）可变电阻 应调为 。 （3）外电路最大输出功率为 ，定值电阻消耗的功率为 。 【解析】（1）外电路总电阻等于内阻时，电源对外输出功率最大。 （2）外电路为串联，，所以 。 （3）电流 ，外电路功率 ，定值电阻功率 。 五、简答题（本大题共5小题，每题4分，共20分） 36. 将一个电阻为10欧的定值电阻与一个（0--20欧，2安）的滑动变阻器串联，连接在一个电动势为12V，内阻为2欧的电源两端，如何移动滑动变阻器的滑片，使得定值电阻消耗的功率最大，最大值是多少？滑动变阻器消耗的功率最大，最大值是多少？电源的输出功率最大，最大值是多少？ 【答案】0欧时最大，最大值为10瓦；12欧时最大，最大值为3瓦；0欧时最大，最大值为10瓦。 【解析】设滑动变阻器接入电阻为 xΩ，0≤x≤20。电路总电阻为 10+x+2=12+x，电流 I=12/(12+x)，且最大电流为1A，小于滑动变阻器额定电流2A。定值电阻功率 P10=，随 x 增大而减小，所以 x=0Ω 时最大，最大值为10W。滑动变阻器功率 Px=144x/(12+x)^{2}，当 x=12Ω 时最大，最大值为3W。电源输出功率为 P出=，由于外电路电阻 10+x 始终大于内阻2Ω，故在 x=0Ω 时输出功率最大，最大值为10W。 37. 两个额定值分别为“220V，60W”、“110V，40W”的A和B灯； （1）把它们串联后接到220V电源上时，哪个灯亮；为什么。 （2）把它们并联后接到48V电源上时，哪个灯亮；为什么。 【答案】（1）A灯亮，，串联电流相同，根据，所以A灯亮。 （2）B灯亮，并联电压相同，根据，所以B灯亮。 【解析】A灯电阻 RA=2202/60≈806.7Ω，B灯电阻 RB=1102/40=302.5Ω，因此 RA>RB。（1）串联接到220V电源上时，两灯电流相同，根据 P=R，电阻较大的A灯实际功率较大，所以A灯亮。（2）并联接到48V电源上时，两灯电压相同，根据 P=R，电阻较小的B灯实际功率较大，所以B灯亮。 38. 如图有两个灯泡串联在电路中，电源电压是12V，灯泡L1两端的电压为9V，电路中的总电阻为30Ω，求： （1）灯泡两端的电压 （2）电路中的电流 （3）两个灯泡的电阻 【答案】（1）3V （2）0.4A （3）R1=22.5 Ω，R2=7.5 Ω 【解析】（ 1）灯泡L2两端的电压 U2 =U-U1=12V-9V=3V （2 ）电路中的电流 （3 ）两个灯泡的电阻 39. 已知电源电动势E = 9V，内阻r = 1Ω，外电路由两个电阻和串联组成，求电路中的电流I、和两端的电压和以及电源的输出功率P。 【答案】0.9A，2.7V，5.4V，7.29W 【解析】外电路总电阻R = R1 + R2 = 3 + 6 = 9Ω。 电流I = E/（R + r） = 9/（9 + 1）=0.9A。 R1两端电压U1 = IR1 = 0.9×3 = 2.7V。 R2两端电压U2 = IR2 = 0.9×6 = 5.4V。 电源输出功率P = UI = （E - Ir）I = （9 - 0.9×1）×0.9 = 7.29W 。 40. 已知，，现把、两个电阻串联后接入到6V的电源中。试求： （1）电路的总电阻R； （2）电路中的电流I； （3）、两端的电压与； （4）消耗的功率。 【答案】（1） （2） （3）， （4） 【解析】两个电阻串联，总电阻 R=R1+R2=4+6=10Ω。电路电流 I=U/R=6/10=0.6A。串联电路中各电阻电压 U=IR，所以 U1=0.6×4=2.4V，U2=0.6×6=3.6V。R2消耗的功率 P2=2.16W。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $ 内蒙古自治区（对口招生）机电类 《电工技术基础与技能》 电源最大输出功率 单元过关卷 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 1. 一直流电源，开路时测得其端电压为6V，短路时测得其短路电流为30A，则该电源的电动势E及内阻r分别为（ ） A. 6V、6Ω B. 6V、0.2Ω C. 6V、30Ω D. 6V、0.5Ω 2. 电路如图所示，N是一个线性有源二端网络，当滑动变阻器时，开关S闭合，上获得最大功率为9W。当时，该二端网络的输出功率为（ ） A. 9W B. 12W C. 24W D. 16W 3. 两个相同的电阻R并联后等效电阻为，串联后等效电阻为，则与的比值为（ ） A. 1∶4 B. 4∶1 C. 1∶2 D. 2∶1 4. 两个相同的电阻串联后的总电阻是20Ω，则将它们并联后的总电阻是（ ） A. 5Ω B. 10Ω C. 20Ω D. 40Ω 5. 如图所示电路，滑动变阻器R1的电阻是200欧姆，R2的电阻是400欧姆，变阻器滑片P与电压表一端相连，当滑动片P由a向b滑动时，电压表的读数变化范围是（ ） A. 0—6V B. 3—6V C. 4—6V D. 2-6V 6. 串联电路中，若一个电阻增大，总电阻（ ） A. 减小 B. 不变 C. 增大 D. 先增大后减小 7. 有一个电压表其内阻 R0=1.8kΩ，现在要将它的量程扩大为原来的10倍，则应（ ） A. 用18kΩ的电阻与电压表串联 B. 用180 kΩ的电阻与电压表并联 C. 用16.2 kΩ的电阻与电压表串联 D. 用180 kΩ的电阻与电压表串联 8. 电路如图所示，已知＝6 Ω，输入电压＝6 V，输出电压＝4 V，则的阻值是（ ） A. 3 Ω B. 6 Ω C. 9 Ω D. 12 Ω 9. 串联电路中，各电阻分别为 R1、R2、R3，各电阻两端电压分别为 U1、U2、U3，则 U1:U2:U3=（ ） A. R1:R2:R3 B. R3:R2:R1 C. 1/R1:1/R2:1/R3 D. 无法确定 10. 三个电阻串联在一电路中的功率之比为1：2：3，则三者并联在同一电路中的功率之比为（ ） A. 1：2：3 B. 3：2：1 C. 6：3：1 D. 6：3：2 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 11. 一个电路中的电压为18伏特，电流为3安培，那么电路的功率为72瓦特。（ ） 12. 在闭合电路中，当干路开关断开时，开关两端电压等于电源电压；当干路开关闭合时，开关两端电压为0。（ ） 13. 全电路中，电源的输出功率等于电源的总功率（ ） 14. 闭合电路欧姆定律中，电源的电动势等于内外电路电压之和。（ ） 15. 将“220V/60W”的用电器接在110V的电源上，其实际功率为30W。（ ） 16. 把两个额定功率不同的灯泡串联在电路中，亮的那个灯泡额定功率小。（ ） 17. 马路上的路灯总是同时亮，同时熄灭，因此这些灯都是串联接入电网的。（ ） 18. 在两个电阻组成的分压电路中，阻值越大分压也越大。（ ） 19. 串联电路中，电阻越大，消耗的电功率越大。（ ） 20. 串联电路中各处电流一定相等。（ ） 三、填空题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 某电路中，电流 I = 2A ，电阻 R = 5Ω ，功率 P = ______W。 22. 如图所示电路，各元件的参数值已标注，当负载电阻器的阻值为______Ω时可获得最大功率，最大功率为Pm=___W。 23. 当电源输出最大功率时，电源的效率______。 24. 电源电动势是2 V，内电阻是0.1Ω，当外电路断路时，电路中的电流和端电压分别是______。 25. 如图所示电路中，三个白炽灯A、B、C完全相同。当开关S闭合时，白炽灯A、B的亮度变化是______。 26. 在串联电路中，总电压等于各电阻上的电压 ______。 27. 阻值不同的几个电阻相串联，阻值大的电阻消耗的功率______；阻值不同的几个电阻相并联，阻值小的电阻消耗功率______。 28. 如图所示电路，U=______。 29. 在串联电路中，电流______，总电压等于各部分电路电压______。 30. “200Ω/3W” 和 “300Ω/5W” 的电阻串联，允许加的最大电压为______V。 四、计算题（本大题共5小题，每题4分，共20分） 31. 两个电阻 、 串联后接在 的直流电源两端。 32. 一个电源电动势为 ，内阻为 ，外接 负载电阻。 33. 如图所示，把10Ω的电阻R1和15Ω的电阻R2并联起来，当闭合开关S后，电流表的示数为0.2A． 求： （1）电源电压； （2）通过电阻R1的电流； （3）R2的电功率。 34. 某直流电源电动势为 ，内阻为 。为使外电路获得最大输出功率，需接入一个纯电阻负载。 35. 某电源电动势为 ，内阻为 。外电路由可变电阻 与定值电阻 串联组成。 五、简答题（本大题共5小题，每题4分，共20分） 36. 将一个电阻为10欧的定值电阻与一个（0--20欧，2安）的滑动变阻器串联，连接在一个电动势为12V，内阻为2欧的电源两端，如何移动滑动变阻器的滑片，使得定值电阻消耗的功率最大，最大值是多少？滑动变阻器消耗的功率最大，最大值是多少？电源的输出功率最大，最大值是多少？ 37. 两个额定值分别为“220V，60W”、“110V，40W”的A和B灯； （1）把它们串联后接到220V电源上时，哪个灯亮；为什么。 （2）把它们并联后接到48V电源上时，哪个灯亮；为什么。 38. 如图有两个灯泡串联在电路中，电源电压是12V，灯泡L1两端的电压为9V，电路中的总电阻为30Ω，求： （1）灯泡两端的电压 （2）电路中的电流 （3）两个灯泡的电阻 39. 已知电源电动势E = 9V，内阻r = 1Ω，外电路由两个电阻和串联组成，求电路中的电流I、和两端的电压和以及电源的输出功率P。 40. 已知，，现把、两个电阻串联后接入到6V的电源中。试求： （1）电路的总电阻R； （2）电路中的电流I； （3）、两端的电压与； （4）消耗的功率。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $