第35讲 电功和电功率(专项训练)(上海专用)2027年高考物理一轮复习讲练测
2026-09-15
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摘要:
**基本信息**
聚焦电功和电功率核心考点,通过8类基础题型+重难创新+真题实战的层级设计,构建从概念应用到综合分析的递进训练体系,强化能量观念与电路模型建构。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|基础演练|8题型(含动态电路、等效电源等)|覆盖公式应用、非纯电阻电路、图像分析(U-I/P-R/P-I)|从基础电功计算到复杂电路动态分析,形成“概念→公式→图像→应用”逻辑链|
|重难创新|2综合题(风光互补、电源参数测定)|结合实际情境的多过程问题,需跨知识点整合|深化能量转化效率分析,培养科学探究与模型建构能力|
|真题实战|2真题(崇明二模、上海阶段检测)|聚焦等效电源、输出功率与效率关系等高频考点|对接高考命题趋势,强化科学推理与问题解决能力|
内容正文:
第35讲 电功和电功率
目录
模拟·基础演练 2
⏳题型01 电功和电功率 2
⏳题型02 非纯电阻电路的电功和电热 3
⏳题型03 动态电路 4
⏳题型04 等效电源 6
⏳题型05 U-I图像问题 7
⏳题型06 P-R图像问题 8
⏳题型07 P-I图像问题 9
⏳题型08 家庭电路 9
重难·创新演练 10
真题·实战演练 13
模拟·基础演练
⏳题型01 电功和电功率
1.(25-26高二上·上海青浦·阶段检测)关于新能源汽车的电池充电过程,下列说法正确的是( )
A.电能全部转化为化学能
B.充电效率会低于100%
C.充电过程中电池发热说明有能量损耗
D.充电时间越长,电池存储电荷的本领越大
【答案】BC
【详解】A.充电过程中,电能除了转化为电池的化学能,还有部分会转化为内能(电池发热),并非全部转化为化学能,故A错误;
B.由于充电过程存在不可避免的能量损耗(比如内阻发热),有效转化为化学能的能量小于输入的总电能,因此充电效率一定低于100%,故B正确;
C.根据能量守恒,充电时电池发热意味着部分电能转化为了内能,这部分能量没有被存储为电池的化学能,属于能量损耗,故C正确;
D.电池存储电荷的本领是由电池本身的属性(容量参数)决定的,充电时间再长,电池充满后也无法继续额外存储电荷,不会因为充电时长增加就变大,故D错误。
故选BC。
2.(高二物理上学期期中模拟卷)太阳能汽车利用太阳能来驱动,真正实现了零排放,有效地减少了对环境的污染。某太阳能汽车,顶部安装了太阳能电池板。若汽车上的太阳能电池板的有效面积为,它正对太阳时电池能够产生200V的电压,并对车上电动机提供10.5A的电流,太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为,则电池的输出功率为____W,将太阳能转化为电能的效率为______。
【答案】 2100 29.2%
【详解】[1]电池的输出功率为
[2]太阳光照射到地面上的电池板辐射功率为
所以太阳能转化为电能的效率为
3. 如图为一种服务型机器人,其额定功率为48 W,额定工作电压为24 V,机器人的锂电池容量为20 A·h。则机器人( )
A.额定工作电流为20 A B.充满电后最长工作时间为2 h
C.电池充满电后总电荷量为7.2×104 C D.以额定电流工作时每秒消耗能量为20 J
【答案】 C
【解析】 由P=IU知额定电流I==2 A,选项A错误;充满电后,锂电池容量为20 A·h,
最长工作时间t==10 h,选项B错误;
电池充满电后总电荷量Q=It=20×3 600 C=7.2×104 C,选项C正确;
以额定电流工作时每秒消耗能量W=IUt=48 J,选项D错误。
4. A、B为“220 V 100 W”的两盏相同的灯泡,C、D为“220 V 40 W”的两盏相同的灯泡。现将四盏灯泡接成如图所示的电路,并将两端接入电路,各灯实际功率分别为PA、PB、PC、PD。则实际功率的大小关系为( )
A.PA=PB,PC=PD B.PA=PD>PB=PC
C.PD>PA>PB>PC D.PB>PC>PD>PA
【答案】 C
【解析】 根据R=得,RA=RB<RC=RD。由电路图知,UB=UC,根据P=知PB>PC;
因为IA=ID,根据P=I2R知,PD>PA。流过A、D的电流大于流过B、C的电流,
由P=I2R知,PA>PB,PD>PC,所以PD>PA>PB>PC。
⏳题型02 非纯电阻电路的电功和电热
5.(25-26高二上·上海青浦·期末)一辆用光伏电池驱动的小车,其电路总电阻为r,小车受到的阻力大小与其速率之比为k。某次运动中电池接收到的光照功率恒为P时,小车以速率v匀速行驶,通过电池的电流大小为I,则小车的输出功率为______,电池的光电转化效率为______。
【答案】
【详解】[1]小车匀速行驶时,输出功率等于阻力的功率,即
[2]电路消耗的总电功率为
故光电转化效率为
6. 如图所示,电源电动势,小灯泡L的规格为“2V 0.4W”,开关S接1,当滑动变阻器接入电路的阻值时,小灯泡L正常发光;现将开关S接2,小灯泡L和电动机M均正常工作。电源内阻大小为________Ω;开关S接2时,电动机的输入功率为________W。
【答案】 ①. 1 ②. 0.16
【解析】 [1]开关S接1时,当变阻器调到R=4Ω时,小灯泡L正常发光,
可得灯泡两端电压为 电功率为
则电路中电流为
根据闭合电路欧姆定律有 代入数据解得电源内阻
[2]开关S接2时,电路中电流仍为0.2A,
根据闭合电路欧姆定律有
代入数据解得电动机的工作电压
电动机的输入功率
⏳题型03 动态电路
7.(24-25高二上·上海·阶段检测)如图所示,电源电动势为,内电阻为。理想电压表、示数为、,其变化量的绝对值分别为和;流过电源的电流为,其变化量的绝对值为。当滑动变阻器的触片从右端滑到左端的过程中(灯泡电阻不变化),下列说法正确的是( )
A.小灯泡变亮,、变暗 B.
C.不变 D.不变
【答案】CD
【详解】A.当滑动变阻器的触片从右端滑到左端时,变阻器接入电路的电阻减小,外电路总电阻减小,总电流增大,流过L2的电流增大,则L2变亮;内电压和L2的电压均增大,则并联部分的电压减小,L3变暗;总电流增大,而L3的电流减小,则L1的电流增大,则L1变亮,故A错误;
B.由上分析可知,电压表V1的示数减小,电压表V2的示数增大,由于路端电压减小,即两电压表示数之和减小,所以,故B错误;
C.由闭合电路欧姆定律有 得 所以不变,故C正确;
D.根据欧姆定律得 则不变,故D正确。
故选CD。
8.为了打击酒驾醉驾行为,保障交通安全,交警常用酒精浓度检测仪对驾驶员进行酒精测试,图1是某型号酒精测试仪,其工作原理如图2所示,为气敏电阻,其阻值随酒精气体浓度的增大而减小。电源的电动势为、内阻为,电路中的电表均为理想电表,为定值电阻且。酒驾驾驶员对着测试仪吹气过程中,下列说法正确的是( )
A.饮酒量越多,电源的输出功率越大
B.饮酒量越多,气敏电阻消耗的功率越大
C.电压表和电流表的示数都变小
D.电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比不变
【答案】AD
【详解】A.当电源的内阻和外电阻相等时,电源的输出功率最大,当外电阻大于内电阻时,电源的输出功率随外电阻的减小而增大。由图像可知,因为,所以
所以当饮酒量越多时越小,导致外电路总电阻会减小,但外电路的总电阻始终是大于内阻的,所以随着的减小,电源的输出功率变大,故A正确;
B.将和看成等效内阻,即
所以气敏电阻消耗的功率相当于等效电源的输出功率。则当时气敏电阻消耗的功率最大。但由于的初始阻值与的大小关系未知,所以当气敏电阻减小时,气敏电阻消耗的功率不确定,即消耗的功率不一定越大也可能减小,故B错误;
C.因为气敏电阻的阻值随酒精气体浓度的增大而减小,当酒驾驾驶员对着测试仪吹气时,气敏电阻的阻值减小,根据闭合电路的欧姆定律有
所以电路中的电流增大,即电流表示数变大;电压表示数为
所以电压表示数变小,故C错误;
D.根据电压表示数为 可得电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比为 所以保持不变,故D正确。
故选AD。
⏳题型04 等效电源
9. 如图所示,已知蓄电池组的电动势E=48V,内阻r=3Ω,R1=6Ω,R2为电阻箱 (0.1~999.9Ω) 求:
(1)蓄电池组的输出功率最大时,电阻箱的阻值。
(2)电阻箱消耗的功率最大时,电阻箱的阻值。
【答案】 (1)6Ω (2)2Ω
【解析】 外电阻=内电阻时,电源的输出功率最大。
(1)R1和R2并联后总电阻=r时,电池的输出功率最大,所以R2=6Ω
(2)把R1和电池看作等效电源,r’=2Ω,即R2= 2Ω时,电阻箱功率最大。
⏳题型05 U-I图像问题
10. 有两个电路元件A和B,流过元件的电流与其两端电压的关系如图甲所示,把它们串联在电路中,如图乙所示。闭合开关S,这时电流表的示数为0.4 A,则电源电压和元件B的电功率分别是( )
A. 2.0V 0.8W B. 2.5V 1.0W C. 4.5V 1.0W D. 4.5V 1.8W
【答案】C
【详解】由图像可得,当电流表的示数为0.4 A时,电路元件A和B的电压分别为2.0V,2.5V,
所以电源电压为
元件B的电功率为 故选C。
11. 如图所示,图中直线①表示某电源的路端电压与电流的关系图线,图中曲线②表示该电源的输出功率与电流的关系图线,则下列说法不正确的是( )
A. 电源的电动势为50V B. 电源的内阻为5Ω
C. 电流为2.5A时,外电路的电阻为20Ω D. 输出功率为120W时,输出电压是30V
【答案】 C
【详解】 AB.根据闭合电路欧姆定律
根据图像,当时,有
图像斜率的绝对值为内阻大小,即 AB正确;
C.当电流为2.5A时,有 代入数值得: C错误;
D.根据图像当输出功率为120W时,电流为,所以此时输出电压为
⏳题型06 P-R图像问题
12. 如图甲所示的电路,其中电源电动势,内阻,定值电阻,已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的有效阻值的关系如图乙所示。则下列说法中正确的是( )
A. 图乙中滑动变阻器的最大功率
B. 图乙中,
C. 滑动变阻器消耗功率P最大时,定值电阻R也消耗功率最大
D. 调整滑动变阻器的阻值,可以使电源的输出电流达到
【答案】B
【详解】A.当电源外电阻R等于内阻r时,输出功率最大,最大值为:Pm
把定值电阻看成内阻,当 ,滑动变阻器功率最大 A错误;
B.滑动变阻器的阻值为时与阻值为时消耗的功率相等,有
解得 B正确;
C.当回路中电流最大时,即时定值电阻R消耗的功率最大,C错误;
D.当滑动变阻器的阻值为0时,电路中电流最大,最大值为
则调整滑动变阻器的阻值,不可能使电源的输出电流达到2A,D错误。 故选B。
⏳题型07 P-I图像问题
13.(多选)某同学将一直流电源的总功率、输出功率和电源内部的发热功率随电流变化的图线画在同一坐标系内,如图所示,根据图线可知( )
A. 电源电动势为4V B. 电源内阻为
C. 反映电源内部的发热功率变化的图线是 D. 当电流为时,外电路的电阻为
【答案】AD
【详解】A. a最大值P=EI,所以电源电动势E=4V,A正确;
B.电源的输出功率,对应的图线是b,代入坐标值(1A,2W),解得r=2Ω,B错误;
C.电源的发热功率 可知其对应的图线是c,C错误;
D.当电流为时,根据闭合电路欧姆定律有 D正确。
⏳题型08 家庭电路
14.(25-26高三上·上海嘉定·期中)如下图所示的家庭电路中存在安全隐患,请指出其中一处安全隐患并提出改进措施:______
【答案】开关接了零线
【详解】开关接在插座与零线之间,短路时容易发生危险,应将开关改在插座与火线之间。
15.(25-26高二上·上海徐汇·期末)在如图所示电路中,闭合开关后,发现灯泡不发光。
(1)为查找故障,某同学用多用电表直流电压挡进行检测。将红表笔与接线柱A接触并持不动,当黑表笔分别接触B、C时,示数均为1.48V;当黑表笔分别接触D、E、F时,示数均为0。则电路中可能出现的故障是( )
A.BC间断路 B.CD间断路
C.DE间断路 D.EF间断路
(2)还可用于检测该故障的多用电表的挡位是( )
A.直流电流挡 B.交流电流挡
C.交流电压挡 D.电阻挡
【答案】(1)B (2)D
【详解】(1)当多用电表的电压挡位示数为1.48V时,说明电表直接连在电源的两端,或者电表测量的部分是开路(电阻很大);当电表示数为0时,说明电表与电源断开,或者电表所测量的电路部分短路(电阻为0)。满足以上两个条件的只有灯泡位置断路,即CD间断路。
故选B。
(2)若还想用其他方法检查电路,可以利用电阻挡,在断开电源的情况下,测量不同元件或导线部分的电阻大小。故选D。
重难·创新演练
1.(25-26高二上·上海松江·期末)“风光互补”是一套发电应用系统,该系统是利用太阳能电池方阵、风力发电机将发出的电能存储到蓄电池组中,当用户需要用电时,逆变器将蓄电池组中储存的直流电转变为交流电,通过输电线路送到用户负载处。如图(a)所示是新型“风光互补”景观照明灯,它由风轮、太阳能电池、照明灯以及蓄电池组成,灯规格为30V,2.5A。
(1)照明灯的额定功率为____W。
(2)如果当地垂直于太阳光的平面得到的太阳辐射最大强度约为240W/m2,要想使太阳能电池的最大输出功率达到36W。太阳能电池板的面积至少要为____m2(太阳能电池板的效率取30%)
(3)风轮是将空气的动能转化成风轮自身机械能的装置,其机械能再通过发电机组转化成电能。已知风轮的迎风面积为0.5m2,空气的密度为1.4kg/m3,整个装置的能量转化效率为30%。若此时风速为10m/s,那么单位时间内通过风轮的空气质量为____kg,风力发电机的输出功率为____W。
(4)夜晚,照明灯调用蓄电池内储存的电能进行供电(假定此时太阳能电池与风轮均不发电),其电路图如图(b)所示,定值电阻R0的阻值未知。蓄电池两端的电压U与电流I的曲线如图(c)所示,则:
①该蓄电池的电动势E=____V和内阻r=____Ω。
②为确保规格为30V,2.5A的照明灯可以正常工作,定值电阻R0的阻值为____Ω。
【答案】(1)75 (2)0.5 (3)7 105 (4)40 2 2
【详解】(1)照明灯的额定功率为
(2)根据题意可得
(3)[1]单位时间内通过风轮的空气质量为
[2]风力发电机的输出功率为
(4)[1][2]根据闭合电路欧姆定律可得
结合图线可得,
[3]根据闭合电路欧姆定律可得
代入数据解得
2.(高二物理上学期期中模拟卷)甲、乙、丙三位同学协作测定某电池的电动势和内阻。他们设计的电路
原理如图1,其中R为电阻箱,为保护电阻,阻值,电流表A的内阻不计。他们改变R的阻值,记下多组R和电流表示数I。甲同学以IR作纵坐标,以I作横坐标作图处理数据;乙同学以为纵坐标,以I为横坐标处理数据,他们在同一张坐标纸上画出的图如图2所示。
(1)由图2可知,甲同学绘制的是图线_______(填“a”或“b”),由该图线得到的电源电动势为_______V,内阻为_______Ω。
(2)丙同学打算以为纵坐标,以R作横坐标,请根据(1)中计算的结果将丙所作图线在图3中画出图像。
(3)分析可知,在图1所示电路中,当电阻箱的阻值______时,电阻箱消耗的最大电功率是_______。
【答案】(1) a 1.5 10 (2)见解析 (3) 15 0.0375W
【详解】(1)[1]甲同学以IR作纵坐标,根据闭合电路欧姆定律得
乙同学以I(R+R0)为纵坐标,根据闭合电路欧姆定律得
可得甲同学的图线的斜率的绝对值更大,所以甲同学绘制的是图线a
[2]该图线的纵截距表示电动势,电源电动势为
[3]斜率绝对值表示r+R0,
(2)丙同学以为纵坐标,以R作横坐标,根据闭合电路欧姆定律得
整理得
则该图线的斜率、截距分别为 ,
则可画出图线为下图
(3)[1]电阻箱的阻值R消耗的电功率为
由数学知识可得,当时,电阻箱消耗的电功率最大;
[2]最大功率为
真题·实战演练
1.(25崇明二模)无人机的电源是一个复杂的电路结构,某同学搭建了如图所示的一个电路,电源电动势,内阻。若在间连接一个理想电压表,其读数是 :图中虚线框内的电路可等效为一个电源,即图可等效为图,其等效电动势等于间断路时两点间的电压;则该等效电源的内电阻是 。
【答案】4.8 4.8
【解析】[1] 在间连接一个理想电压表,其读数
[2]等效电源内阻
2.(25-26高二上·上海·阶段检测)如图所示,电源(,)由个电动势均为1.5V,内阻均为的电池串联所组成(,),合上开关,变阻器的滑动头从端滑至端的过程中,电路中的一些物理量的变化由图甲、乙、丙三个图给出,电表、导线对电路的影响不计。求:
(1)组成电源的串联电池的个数;
(2)变阻器总阻值;
(3)甲、乙、丙三个图上的a、b、c、d各点的坐标。
(甲图为输出功率与路端电压关系曲线;乙图为路端电压与总电流关系曲线;丙图为电源的效率与外电路电阻关系曲线。这里的效率指电源的输出功率与总功率的比值。)
【答案】(1)4;(2); (3)所以点的坐标为;点的坐标为;
点的坐标为;点的坐标为。
【详解】(1)根据闭合电路欧姆定律有
由乙图可知当时,,解得
由分析可知当电路的外电阻等于电源的内阻时,电源的输出功率最大。设电源输出功率最大时电路中的电流为,则根据闭合电路欧姆定律有
所以此时电源的最大输出功率为
由甲图可知,电源的最大输出功率为,代入上式解得电源的总内阻为
所以组成电源的串联电池的个数为
(2)电源的效率为
即电源的效率随着外电阻的增大而增大,所以当变阻器的阻值全部接入电路时,电源的效率最大,由丙图可知电源的最大效率为,代入上式解得变阻器总阻值为
(3)由上面分析可知,电源的总电动势为
电路中的最小电流为
则电源的最大输出电压为
所以点的坐标为;当电源的输出功率最大时,内外电路阻值相等,
所以此时电源的路端电压为
所以点的坐标为;当路端电压最大时,电源的输出功率为
所以点的坐标为;由丙图可知电源的最大效率为,此时,
所以点的坐标为。
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第35讲 电功和电功率
目录
模拟·基础演练 2
⏳题型01 电功和电功率 2
⏳题型02 非纯电阻电路的电功和电热 3
⏳题型03 动态电路 4
⏳题型04 等效电源 6
⏳题型05 U-I图像问题 7
⏳题型06 P-R图像问题 8
⏳题型07 P-I图像问题 9
⏳题型08 家庭电路 9
重难·创新演练 10
真题·实战演练 13
模拟·基础演练
⏳题型01 电功和电功率
1.(25-26高二上·上海青浦·阶段检测)关于新能源汽车的电池充电过程,下列说法正确的是( )
A.电能全部转化为化学能
B.充电效率会低于100%
C.充电过程中电池发热说明有能量损耗
D.充电时间越长,电池存储电荷的本领越大
2.(高二物理上学期期中模拟卷)太阳能汽车利用太阳能来驱动,真正实现了零排放,有效地减少了对环境的污染。某太阳能汽车,顶部安装了太阳能电池板。若汽车上的太阳能电池板的有效面积为,它正对太阳时电池能够产生200V的电压,并对车上电动机提供10.5A的电流,太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为,则电池的输出功率为____W,将太阳能转化为电能的效率为______。
3. 如图为一种服务型机器人,其额定功率为48 W,额定工作电压为24 V,机器人的锂电池容量为20 A·h。则机器人( )
A.额定工作电流为20 A B.充满电后最长工作时间为2 h
C.电池充满电后总电荷量为7.2×104 C D.以额定电流工作时每秒消耗能量为20 J
4. A、B为“220 V 100 W”的两盏相同的灯泡,C、D为“220 V 40 W”的两盏相同的灯泡。现将四盏灯泡接成如图所示的电路,并将两端接入电路,各灯实际功率分别为PA、PB、PC、PD。则实际功率的大小关系为( )
A.PA=PB,PC=PD B.PA=PD>PB=PC
C.PD>PA>PB>PC D.PB>PC>PD>PA
⏳题型02 非纯电阻电路的电功和电热
5.(25-26高二上·上海青浦·期末)一辆用光伏电池驱动的小车,其电路总电阻为r,小车受到的阻力大小与其速率之比为k。某次运动中电池接收到的光照功率恒为P时,小车以速率v匀速行驶,通过电池的电流大小为I,则小车的输出功率为______,电池的光电转化效率为______。
6. 如图所示,电源电动势,小灯泡L的规格为“2V 0.4W”,开关S接1,当滑动变阻器接入电路的阻值时,小灯泡L正常发光;现将开关S接2,小灯泡L和电动机M均正常工作。电源内阻大小为________Ω;开关S接2时,电动机的输入功率为________W。
⏳题型03 动态电路
7.(24-25高二上·上海·阶段检测)如图所示,电源电动势为,内电阻为。理想电压表、示数为、,其变化量的绝对值分别为和;流过电源的电流为,其变化量的绝对值为。当滑动变阻器的触片从右端滑到左端的过程中(灯泡电阻不变化),下列说法正确的是( )
A.小灯泡变亮,、变暗 B.
C.不变 D.不变
8.为了打击酒驾醉驾行为,保障交通安全,交警常用酒精浓度检测仪对驾驶员进行酒精测试,图1是某型号酒精测试仪,其工作原理如图2所示,为气敏电阻,其阻值随酒精气体浓度的增大而减小。电源的电动势为、内阻为,电路中的电表均为理想电表,为定值电阻且。酒驾驾驶员对着测试仪吹气过程中,下列说法正确的是( )
A.饮酒量越多,电源的输出功率越大
B.饮酒量越多,气敏电阻消耗的功率越大
C.电压表和电流表的示数都变小
D.电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比不变
⏳题型04 等效电源
9. 如图所示,已知蓄电池组的电动势E=48V,内阻r=3Ω,R1=6Ω,R2为电阻箱 (0.1~999.9Ω) 求:
(1)蓄电池组的输出功率最大时,电阻箱的阻值。
(2)电阻箱消耗的功率最大时,电阻箱的阻值。
⏳题型05 U-I图像问题
10. 有两个电路元件A和B,流过元件的电流与其两端电压的关系如图甲所示,把它们串联在电路中,如图乙所示。闭合开关S,这时电流表的示数为0.4 A,则电源电压和元件B的电功率分别是( )
A. 2.0V 0.8W B. 2.5V 1.0W C. 4.5V 1.0W D. 4.5V 1.8W
11. 如图所示,图中直线①表示某电源的路端电压与电流的关系图线,图中曲线②表示该电源的输出功率与电流的关系图线,则下列说法不正确的是( )
A. 电源的电动势为50V B. 电源的内阻为5Ω
C. 电流为2.5A时,外电路的电阻为20Ω D. 输出功率为120W时,输出电压是30V
⏳题型06 P-R图像问题
12. 如图甲所示的电路,其中电源电动势,内阻,定值电阻,已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的有效阻值的关系如图乙所示。则下列说法中正确的是( )
A. 图乙中滑动变阻器的最大功率
B. 图乙中,
C. 滑动变阻器消耗功率P最大时,定值电阻R也消耗功率最大
D. 调整滑动变阻器的阻值,可以使电源的输出电流达到
⏳题型07 P-I图像问题
13.(多选)某同学将一直流电源的总功率、输出功率和电源内部的发热功率随电流变化的图线画在同一坐标系内,如图所示,根据图线可知( )
A. 电源电动势为4V B. 电源内阻为
C. 反映电源内部的发热功率变化的图线是 D. 当电流为时,外电路的电阻为
⏳题型08 家庭电路
14.(25-26高三上·上海嘉定·期中)如下图所示的家庭电路中存在安全隐患,请指出其中一处安全隐患并提出改进措施:______
15.(25-26高二上·上海徐汇·期末)在如图所示电路中,闭合开关后,发现灯泡不发光。
(1)为查找故障,某同学用多用电表直流电压挡进行检测。将红表笔与接线柱A接触并持不动,当黑表笔分别接触B、C时,示数均为1.48V;当黑表笔分别接触D、E、F时,示数均为0。则电路中可能出现的故障是( )
A.BC间断路 B.CD间断路
C.DE间断路 D.EF间断路
(2)还可用于检测该故障的多用电表的挡位是( )
A.直流电流挡 B.交流电流挡
C.交流电压挡 D.电阻挡
重难·创新演练
1.(25-26高二上·上海松江·期末)“风光互补”是一套发电应用系统,该系统是利用太阳能电池方阵、风力发电机将发出的电能存储到蓄电池组中,当用户需要用电时,逆变器将蓄电池组中储存的直流电转变为交流电,通过输电线路送到用户负载处。如图(a)所示是新型“风光互补”景观照明灯,它由风轮、太阳能电池、照明灯以及蓄电池组成,灯规格为30V,2.5A。
(1)照明灯的额定功率为____W。
(2)如果当地垂直于太阳光的平面得到的太阳辐射最大强度约为240W/m2,要想使太阳能电池的最大输出功率达到36W。太阳能电池板的面积至少要为____m2(太阳能电池板的效率取30%)
(3)风轮是将空气的动能转化成风轮自身机械能的装置,其机械能再通过发电机组转化成电能。已知风轮的迎风面积为0.5m2,空气的密度为1.4kg/m3,整个装置的能量转化效率为30%。若此时风速为10m/s,那么单位时间内通过风轮的空气质量为____kg,风力发电机的输出功率为____W。
(4)夜晚,照明灯调用蓄电池内储存的电能进行供电(假定此时太阳能电池与风轮均不发电),其电路图如图(b)所示,定值电阻R0的阻值未知。蓄电池两端的电压U与电流I的曲线如图(c)所示,则:
①该蓄电池的电动势E=____V和内阻r=____Ω。
②为确保规格为30V,2.5A的照明灯可以正常工作,定值电阻R0的阻值为____Ω。
2.(高二物理上学期期中模拟卷)甲、乙、丙三位同学协作测定某电池的电动势和内阻。他们设计的电路
原理如图1,其中R为电阻箱,为保护电阻,阻值,电流表A的内阻不计。他们改变R的阻值,记下多组R和电流表示数I。甲同学以IR作纵坐标,以I作横坐标作图处理数据;乙同学以为纵坐标,以I为横坐标处理数据,他们在同一张坐标纸上画出的图如图2所示。
(1)由图2可知,甲同学绘制的是图线_______(填“a”或“b”),由该图线得到的电源电动势为_______V,内阻为_______Ω。
(2)丙同学打算以为纵坐标,以R作横坐标,请根据(1)中计算的结果将丙所作图线在图3中画出图像。
(3)分析可知,在图1所示电路中,当电阻箱的阻值______时,电阻箱消耗的最大电功率是_______。
真题·实战演练
1.(25崇明二模)无人机的电源是一个复杂的电路结构,某同学搭建了如图所示的一个电路,电源电动势,内阻。若在间连接一个理想电压表,其读数是 :图中虚线框内的电路可等效为一个电源,即图可等效为图,其等效电动势等于间断路时两点间的电压;则该等效电源的内电阻是 。
2.(25-26高二上·上海·阶段检测)如图所示,电源(,)由个电动势均为1.5V,内阻均为的电池串联所组成(,),合上开关,变阻器的滑动头从端滑至端的过程中,电路中的一些物理量的变化由图甲、乙、丙三个图给出,电表、导线对电路的影响不计。求:
(1)组成电源的串联电池的个数;
(2)变阻器总阻值;
(3)甲、乙、丙三个图上的a、b、c、d各点的坐标。
(甲图为输出功率与路端电压关系曲线;乙图为路端电压与总电流关系曲线;丙图为电源的效率与外电路电阻关系曲线。这里的效率指电源的输出功率与总功率的比值。)
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