专题04 闭合电路及其能量(期中真题汇编,广东专用)高二物理上学期
2026-09-20
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摘要:
**基本信息**
聚焦闭合电路5大高频考点,汇编广东多所名校期中真题,注重真实情境应用与实验探究能力考查。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择题|约30题|闭合电路欧姆定律(光敏电阻等情境)、多用电表使用(挡位选择)、故障分析(电路现象判断)|结合光控路灯、酒精测试仪等生活科技情境,突出科学推理|
|非选择题|约10题|测量电动势和内阻(实验电路与误差)、电路能量(电动机功率计算)|注重实验操作规范(如电表改装),综合电路分析与能量转化计算|
内容正文:
专题04 闭合电路及其能量
5大高频考点
1. 闭合电路的欧姆定律
2. 测量电源的电动势和内阻
3. 练习使用多用电表
4. 电路中的能量
5. 电路故障分析
考点1 闭合电路的欧姆定律
1.(25-26高二上·汕头金山中学·期中)阳光太强易对花卉造成损伤,如图所示是利用光敏电阻制作的简易提醒装置。光强增大时,光敏电阻的阻值会变小,电源电动势为E,内阻为r,电流表和电压表都是理想电表,当光照强度增大时,则( )
A. 电流表示数会变大
B. 电压表示数会变大
C. 电源内阻消耗的功率减小
D. 电源的输出功率会减小
2.(25-26高二上·广东茂名一中·期中)一种能自动测定油箱内油面高度的装置如图所示,装置中金属杠杆的一端接浮球,另一端触点P接滑动变阻器R,油量表由电流表改装而成。当汽车加油时油箱内油面上升,下列分析正确的有( )
A. 触点P向上滑动
B. 电路中的电流变小
C. 两端电压增大
D. 整个电路消耗的功率减小
3.(25-26高二上·东莞中学·期中)(多选)现代多数人由于运动量减少,体重逐渐增加,体内的脂肪也逐步增多,我们可以用某型号脂肪测量仪如图甲所示来测量脂肪积累程度,其原理是根据人体电阻的大小来判断脂肪所占比例体液中含有钠离子、钾离子等,而脂肪几乎不导电,模拟电路如图乙所示。已知电源内阻为r,。测量时,闭合开关,测试者分握两手柄A、B。体型相近的两人相比,脂肪含量高者,其电路中( )
A. 电流表示数更小
B. 电源的输出功率更低
C. 电压表示数更小
D. 电源的消耗功率更高
4.(25-26高二上·深圳高级中学·期中)(多选)校园内有一款节能路灯,可通过光控开关实现自动控制电灯亮度,图为电路简化原理图,电源电动势为,内阻为,为光敏电阻(光照强度增加时,其电阻值减小),电压表为理想电表,当光照强度增加时,下列判断正确的是( )
A. 电压表的示数增大
B. 中电流减小
C. 小灯泡的功率增大
D. 电路的路端电压增大
5.(25-26高二上·广东揭阳·期中)(多选)图为一种呼气酒精测试仪的原理图,为酒精气体传感器,其阻值与周围酒精气体浓度成反比,、为定值电阻,电流表、电压表均视为理想电表。当醉酒人员对传感器吹气时,下列说法正确的是( )
A. 的阻值变大
B. 电压表的示数变大
C. 电流表的示数变小
D. 电压表与电流表示数的比值不变
6.(25-26高二上·广东肇庆中学·期中)(多选)很多孩子运动量少、脂肪增多,可用脂肪测量仪测量脂肪率。其原理是人体体液含金属离子导电、脂肪几乎不导电,根据人体电阻判断脂肪比例,模拟电路如图乙所示。测量时,测试者两手握手柄A、B,闭合开关S。对于体型相近的两人,关于脂肪含量高者(电阻大)以下说法正确的是( )
A. 电流表示数大
B. 电源内阻的电压小
C. 路端电压小
D. 电压表示数大
7.(25-26高二上·广东东莞五校·期中)(多选)电路如图所示,电源内阻为r,、、为相同规格小灯泡,当滑动变阻器R的滑片向右滑动时( )
A. 小灯泡变亮,变暗
B. 电源内阻损耗功率增加
C. 电源效率增大
D. 灯泡变暗
8.(25-26高二上·广东茂名一中·期中)(多选)太阳能光伏是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。只要被光照到,瞬间就可输出电压及电流。图甲是马路边的光控电路节能灯。图乙为简化电路原理图,其中a灯为照明用灯,b灯为额定功率很小的指示灯,电流表A为实时记录电表,为定值电阻,为特殊电阻(光线照射的强度增大时,其电阻值减小)。当夜晚来临,天慢慢变黑时,下列说法正确的是( )
A. 电流表示数增大
B. a灯变暗,b灯变亮
C. a灯变亮,b灯变亮
D. 电源的效率增大
9.(25-26高二上·深圳外国语学校·期中)如图所示,M、N为水平放置、足够大的平行金属板,两板相距。合上开关后,一电荷量的带电小球恰好能静止在M、N板间。已知电源电动势,内阻,电阻,,重力加速度。求:
(1)流过电源的电流I;
(2)两板间的场强大小;
(3)小球的质量m。
10.(25-26高二上·广东名校联考·期中)图甲是某款可无级调节亮度的小夜灯,采用锂离子电池供电,图乙为其电路简图,锂离子电池的电动势,内阻。为调节亮度的可变电阻(最大阻值为),移动滑片P可调节可变电阻的阻值。小灯泡L的规格为“,”,忽略温度对小灯泡电阻的影响,导线电阻不计。求:
(1)小灯泡L正常发光时的电阻;
(2)闭合开关S,要使小灯泡L正常发光,可变电阻R的阻值应调节为多少?并求出可变电阻R在1min内产生的热量。
考点2 测量电源的电动势和内阻
1.(25-26高二上·番禺八校·期中)如图电路中,电阻R=2Ω。断开S后,理想电压表的读数为4V;闭合S后,电压表的读数为2V,则电源的内阻为( )
A. 4Ω
B. 3Ω
C. 2Ω
D. 1Ω
2.(25-26高二上·番禺八校·期中)利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻.要求尽量减小实验误差.
(1)除开关和导线若干外,现还提供以下器材:
A.电流表(量程:0~0.6A,内阻rA=0.2Ω)
B.电压表(0~15V)
C.电压表(0~3V)
D.滑动变阻器(0~20Ω)
E.滑动变阻器(0~200Ω)
实验中电压表应选用 ;滑动变阻器应选用 .(选填相应器材前的字母)
(2)为准确测定电池的电动势和内阻,应选择的实验电路是图中的 (选填“甲”或“乙”).
(3)根据实验记录,画出的U-I图象如图所示,可得待测电池的电动势E= V,内电阻r= Ω.
3.(25-26高二上·汕头金山中学·期中)测量一干电池组的电动势和内电阻所用器材如下,连线图如图甲所示:
A.电压表:量程0~3V、内阻约25;
B.电流表:量程0~100、内阻为18.0;
C.滑动变阻器R:0~15;
D.定值电阻:电阻值为2.0;
E.单刀单掷开关S,导线若干。
(1)实验时测量出多组电流表A的示数I和电压表V的示数U,并将对应的数据画出图像,如图乙。则可求出干电池组的电动势为 V、内电阻为 。(结果保留两位有效数字)
(2)小灯泡L的额定电压为3.0V,现已测出其伏安特性曲线如图丙所示,它的额定电功率 W。将L两端直接接在上面所测干电池组的两极上,则L消耗的实际电功率 W。(结果保留两位有效数字)
4.(25-26高二上·番禺八校·期中)在如图所示的电路中,两电表均为理想电表,当滑动变阻器的滑片位于最左端时,两电表的读数分别为、;当滑动变阻器的滑片位于最右端时,两电表的读数分别为、。已知,电源的电动势为,内阻为,求∶
(1)定值电阻以及、分别为多少?
(2)滑动变阻器的最大电阻值应为多少?
5.(25-26高二上·深圳外国语学校·期中)某同学在用电流表和电压表测电池的电动势和内阻的实验中,串联了一只3.0Ω的保护电阻,实验电路如图1所示。
(1)该同学根据测量数据画出图线如图2所示,由图线可知电池的电动势为 V,内阻为 Ω。(结果均保留两位有效数字)
(2)根据图1测得的上述电动势和内阻都存在一定的系统误差,造成这一误差的主要原因是 。
6.(25-26高二上·深圳高级中学·期中)某同学利用下列器材测定一节蓄电池的电动势和内阻。蓄电池的电动势约为3V。
A.电流表A,量程是0.6A,内阻RA=0.5Ω;
B.电压表V1,量程是3V,内阻约为6kΩ;
C.滑动变阻器,阻值为0~10Ω;
D.定值电阻R0=4Ω;
E.开关S一个,导线若干。
(1)为了使实验结果尽可能准确,图甲中的导线应连接到 处(填“①”或“②”)。
(2)用(1)问中的实验电路进行测量,读出电压表和电流表的读数,画出对应的U-I图线如图乙所示,由图线可得该蓄电池的电动势E= V,内阻r= Ω。(结果均保留两位有效数字)
(3)本实验测得电源电动势的测量值和电动势的真实值的关系为:E测量 E真实;测得的电源内阻和电源内阻真实值的关系为:r测量 r真实(选填“大于”“小于”或“等于”)。
7.(25-26高二上·广东揭阳·期中)某学习小组用水果和两种金属电极做了一个“水果电池”,进行了以下实验:
(1)粗测水果电池电动势,某同学将多用电表直流电压2.5V量程直接进行测量,读数如图甲所示,读数为 V。
(2)按图乙所示电路图,测量水果电池的电动势和内阻,其中电压表和电流表均为数字电表,可认为是理想电表。连接好电路后闭合开关,调节滑动变阻器,记录电压表和电流表的示数。作出图像,如图丙中曲线所示。由图像求得水果电池的电动势 V,内阻 (结果保留两位有效数字);
(3)该同学用三个一样的水果电池串联形成一个电池组,能使某发光二极管正常发光,的图像如图丁中曲线所示,则正常发光时的电压 V(保留两位有效数字);
(4)在(3)中,正常发光时,该同学用普通电压表测量二极管两端电压,发现电压表示数小于正常发光时的电压且熄灭,造成电压减小原因可能是 。
8.(25-26高二上·广东肇庆中学·期中)某实验小组在测定电源电动势和内阻的实验中,除待测电源(电动势约为3V,内阻r约为3Ω)外,实验室提供了以下器材:
A.电压表V(量程3V,内阻约5kΩ)
B.电流表(量程50mA,内阻为Rg=6Ω)
C.电阻箱R0(0~999.9Ω)
D.滑动变阻器R(0~10Ω)
E.开关、导线若干。
(1)由于所给电流表的量程太小,实验小组用电阻箱R0与电流表并联,可使其量程扩大,取R0=2Ω,则改装后的电流表量程为 mA;
(2)把改装后的电流表记作A,则应该选择的实验电路是下图中的 (填“甲”或“乙”);
(3)根据实验数据画出图线(U是电压表读数,I是改装后电流表的读数),如图丙所示。由图线可得,待测电源的电动势E= V,内阻r= Ω。(结果均保留三位有效数字)
9.(25-26高二上·广州中学·期中)(多选)某学生用电流表和电压表测干电池的电动势和内阻时,采用图甲所示电路,所用滑动变阻器的阻值范围为0~20Ω,电路实物图如图乙所示。
(1)该学生接线中错误和不规范的做法是 ;
A.滑动变阻器不起变阻作用 B.电流表接线有错
C.电压表量程选用不当 D.电压表接线不妥
(2)该同学将电路按正确的方式连接好,检查无误后,闭合开关,进行实验。某一次电表的示数如图丙所示,则电压表的读数为 V,电流表的读数为 A;
(3)该同学实验完毕,将测量的数据反映在U-I图上(如图丁所示),根据该图线,可求出干电池的电动势 V,内阻 Ω。
10.(25-26高二上·广州执信中学·期中)某物理兴趣小组用如图甲所示电路测一未知电源的电动势和内阻。其中定值电阻 。
(1)按照图甲将电路连接好。
(2)某次实验时电压表的指针位置如图乙所示,则此时电压表的示数为 V。
(3)改变滑动变阻器滑片的位置,记录多组电压表和电流表的示数,以电流表示数Ⅰ为横轴、电压表示数U 为纵轴,得到如图丙所示的图像。
(4)则该电源的电动势E的测量值为 V,内阻r的测量值为 Ω,考虑到电压表不是理想电表,所以电动势的测量值比真实值 (填“偏大”或“偏小”)。
考点3 练习使用多用电表
1.(25-26高二上·广州中学·期中)下面各电路图中关于多用电表的使用,操作正确的是( )
A. 甲图是用多用电表直流电压挡测量小灯泡两端的电压,表笔接法正确
B. 乙图是用多用电表直流电流挡测量电路中的电流,表笔接法正确
C. 测电阻时,可按图丙连接方式测量
D. 丁图中用的是多用电表电阻挡测量二极管的反向电阻
2.(25-26高二上·东莞中学·期中)如图是一个多用电表的简化电路图。S为单刀多掷开关,通过操作开关,接线柱可以接通1,也可以接通2、3、4或5。下列说法正确的是( )
A. 当S接1或2时,测量的是电流,接1时的量程小
B. 当S接3时,测量的是电阻,其中A是红表笔
C. 当S接3时,测量的电阻越大,指针偏角越大
D. 当S接4或5时,测量的是电压,接4和接5时的最大测量值之比为R3:(R3+R4)
3.(25-26高二上·广东名校联考·期中)(多选)某款倍率分别为“”和“”欧姆表的内部电路如图所示,A、B是两个表笔的插孔,下列说法正确的是( )
A. 开关S合向1时,选择的倍率为“”
B. 插孔应插入黑表笔
C. 若欧姆表使用一段时间后,电源电动势不变,内阻略有增加,欧姆调零后,电阻的测量值相对于真实值偏大
D. 若欧姆表使用一段时间后,电源电动势略有减小,内阻略有增加,欧姆调零后,电阻的测量值相对于真实值偏大
4.(25-26高二上·广州中学·期中)某同学想把一量程为2mA、内阻未知的毫安表改成量程为3V的电压表,该同学先用多用电表测量此毫安表的内阻,进行了如下操作:
(1)将多用电表挡位调到电阻挡“×100”,再将红表笔和黑表笔短接,调零点;
(2)将图甲中多用电表的红表笔和 (填“1”或“2”)端相连,黑表笔连接另一端;
(3)测量电阻时发现多用电表指针指示的数值过小,需要将多用电表挡位调到电阻 (填“×10”或“×1000”)挡。
(4)将红表笔和黑表笔短接,调零点;
(5)测量时,多用电表指针指示的位置如图乙所示,由此可以得到毫安表的内阻为 ;
5.(25-26高二上·深圳外国语学校·期中)某实验小组欲制作一个两挡位(“”“”)的欧姆表,使用的实验器材如下:
A、电流表G(满偏电流,内阻);
B、定值电阻;
C、定值电阻;
D、滑动变阻器(最大阻值为1000Ω);
E、电源(电动势为9V);
F、单刀双掷开关S;
G、红、黑表笔及导线若干。
其内部结构如图所示,回答下列问题:
(1)图中B接 (填“红”或“黑”)表笔。
(2)将单刀双掷开关S与2接通时,欧姆表的挡位为 (填“×1”或“×10”)。
(3)现用该欧姆表测量一未知电阻,选用“×10”挡位并欧姆调零后,将电阻接在A、B之间,发现电流表几乎满偏,断开电路并将“”挡位换成“”挡位,再次欧姆调零时,滑动变阻器的滑片 (填“向上”或“向下”)移动,使电流表满偏,再次将电阻接在A、B之间,稳定后电流表G的指针对准刻度盘上的0.4mA处,则未知电阻 Ω。
考点4 电路中的能量
1.(25-26高二上·广东东莞五校·期中)某简易电吹风简化电路如图所示,其主要部件为电动机M和电热丝,部分技术参数如下表,电吹风在220V电压下工作。下列说法正确的是( )
电吹风额定电压
220V
电吹风额定功率
热风时:990W
冷风时:110W
A. 只闭合开关S1,电吹风就能吹热风
B. 该电吹风中电动机的内电阻为
C. 吹热风时电热丝的功率为990W
D. 吹热风时通过电热丝的电流为4A
2.(25-26高二上·广东肇庆中学·期中)(多选)如图为手持电风扇,因其小巧便携、可充电等特点深受人们的喜爱。某品牌手持风扇电阻为0.5Ω,正常工作时的电压为3.7V、功率为4.44W。机内电池容量为1800mA•h。则( )
A. 该风扇正常工作时的电流为7.4A
B. 该风扇连续正常工作的时间为1.5h
C. 该风扇正常工作时电动机的发热功率为0.72W
D. 若风扇叶片卡住不动,则电动机的发热功率可达27.38W
3.(25-26高二上·汕头金山中学·期中)如图所示,用充电宝为一手机电池充电,其等效电路如图所示。在充电开始后的一段时间t内,充电宝的输出电压U、输出电流I可认为是恒定不变的,设手机电池的内阻为r,则时间t内( )
A. 充电宝输出的电功率为UI+I2r
B. 充电宝产生的热功率为I2r
C. 手机电池产生的焦耳热为
D. 手机电池储存的化学能为UIt-I2rt
4.(25-26高二上·番禺八校·期中)(多选)如图所示的直流电路,图中的电流表及电压表均可视为理想电表。闭合开关,将滑动变阻器的滑动触头向右滑动少许。已知、,则下列说法正确的是( )
A. 三个电表的示数均增大
B. 电源消耗的总功率增大
C. 定值电阻消耗的电功率减小
D. 电压表示数变化量的绝对值大于电压表示数变化量的绝对值
5.(25-26高二上·深圳外国语学校·期中)(多选)一辆遥控电动车,其动力部分电路图简化后如图所示。电源由4节干电池(总电动势为6V,内阻不可忽略)组成,车灯电阻为8Ω,电动机线圈电阻为2Ω,电流表量程为2A,内阻忽略不计。闭合开关后,车灯亮起,此时电流表示数为0.6A。通过遥控控制开关闭合,小车运动起来,小车匀速运动时电流表示数为1A。则下列说法中正确的是( )
A. 电源的内阻为2Ω
B. 小车运动前后,车灯的亮度保持不变
C. 小车匀速运动时,电动机的输出功率为1.5W
D. 在小车运动时,若电动机被卡死,电流表会被烧坏
6.(25-26高二上·深圳外国语学校·期中)将一电源电动势为E,内阻为r的电池,与外电路连接,构成一个闭合电路,用R表示外电路电阻,I表示电路的总电流,下列说法正确的是( )
A. 由可知,外电压随电流I的增大而增大
B. 由可知,电源两端的电压随I的增大而增大
C. 由可知,电源内电路消耗的功率随电流I的增大而增大
D. 由可知,电源的输出功率P随外电阻R的增大而增大
7.(25-26高二上·广东揭阳·期中)(多选)对某太阳能电池板进行测量,描绘出其路端电压及电流的图像,如图甲所示。现将该电池板与一定值电阻相连组成如图乙所示的电路,电压表和电流表的示数分别为和,电流表、电压表均视为理想电表,下列说法正确的是( )
A. 该电池板的内阻不变
B. 该电池板的总功率为
C. 该电池板的输出功率为
D. 该电池板的效率为
8.(25-26高二上·广州中学·期中)(多选)在如图所示的电路中,电源电动势,电源内阻,电路中的电阻为,小型直流电动机M的内阻,电流表内阻不计。闭合开关后,电动机转动,电流表的示数,则以下判断正确的是( )
A. 电动机两端的电压为
B. 电动机的输出功率为
C. 电动机的热功率为
D. 电源输出的电功率为
9.(25-26高二上·清远一中·期中)如图所示为电动机提升重物的装置,电动机线圈电阻为r=1 Ω,电动机两端电压为5 V,电路中的电流为1 A,物体A重20 N,不计摩擦力,求:
(1)电动机线圈电阻上消耗的热功率是多少?
(2)电动机的输入功率和输出功率各是多少?
(3)10 s内,可以把重物A匀速提升多高?
(4)这台电动机的机械效率是多少?
10.(25-26高二上·深圳高级中学·期中)通过电动机提升重物的电路如图所示,电源电动势,电源内阻,电阻。当重物质量很大时,闭合开关S,电动机未能提起重物,理想电压表的示数为8V;当重物质量时,闭合开关S,稳定后电动机以恒定速度提升重物,此时电压表的示数为10V。转轴与细绳间不打滑,不计阻力,重力加速度。求:
(1)电动机的内阻;
(2)重物匀速上升时电动机消耗的电功率和电动机的机械效率(保留两位有效数字)。
考点5 电路故障分析
1.(25-26高二上·广东揭阳·期中)(多选)在探究电路故障时,某实验小组设计了如图所示的电路,当开关闭合后,发现小灯泡A发光,但小灯泡B不亮。则造成小灯泡B不亮的原因可能是( )
A. 开关S接触不良
B. 小灯泡B的灯丝断了
C. 定值电阻短路
D. 定值电阻短路
2.(25-26高二上·广州执信中学·期中)在如图所示的电路中,开关S闭合后,由于电阻元件发生短路或断路故障,导致电压表的示数减小,电流表的示数增大。电压表和电流表均为理想电表,电阻元件完全相同,则可能出现的故障是( )
A. 断路
B. 短路
C. 断路
D. 短路
试卷第1页,共3页
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让教与学更高效
专题04闭合电路及其能量
考点1闭合电路的欧姆定律
1.【答案】A
2.【答案】C
3.【答案】AB
4.【答案】ABC
5.【答案】BD
6.【答案】BD
7.【答案】CD
8.【答案】CD
9.【答案】(1)1A;(2)100Vm;(3)3g
10.【答案】(1)R,=82
(2)R=32,Q=11.25J
》
考点2测量电源的电动势和内阻
1.【答案】c
2.【答案】①C
②D
③乙
④1.5
⑤0.8
3.【答案】(1)①3.0
②1.3
(2)①7.5
②1.6
4.【答案】(1)52,20V,202
(2)3002
1/3
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5.【答案】(1)①2.0
②0.60
(2)电压表分流
6.【答案】(1)②
(2)①3.2
②0.83
(3)①等于
②等
7.【答案】(1)1.00
(2)①0.97
②0.75
(3)2.1.0
(4)由
于电压表内阻与LD灯的电阻相差不多,电压表的分流作用明显,导致干路电流增大,内电压增大,路端
电压减小。
8.【答案】(1)200
(2)乙
(3)①3.00
②3.50
9.【答案】①AD
②1.20
③0.26
④1.48
⑤0.77
10.【答案】①2.30
②2.90
③0.60
④偏小
》
考点3练习使用多用电表
1.【答案】B
2.【答案】B
3.【答案】AD
4.【答案】①2
②×10
③160
5.【答案】(1)红
(2)×1
(3)①向下
②135
考点4电路中的能量
1.【答案】D
2.【答案】BCD
3.【答案】D
213
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4.【答案】CD
5.【答案】AC
6.【答案】C
7.【答案】CD
8.【答案】AD
9.【答案】(1)1W(2)5W4W3)2m(4)80%
10.【答案】(1)ro=0.52
(2)P=6.5W,n=92%
四
考点5电路故障分析
1.【答案】BCD
2.【答案】C
3/3
专题04 闭合电路及其能量
5大高频考点
1. 闭合电路的欧姆定律
2. 测量电源的电动势和内阻
3. 练习使用多用电表
4. 电路中的能量
5. 电路故障分析
考点1 闭合电路的欧姆定律
1.(25-26高二上·汕头金山中学·期中)阳光太强易对花卉造成损伤,如图所示是利用光敏电阻制作的简易提醒装置。光强增大时,光敏电阻的阻值会变小,电源电动势为E,内阻为r,电流表和电压表都是理想电表,当光照强度增大时,则( )
A. 电流表示数会变大
B. 电压表示数会变大
C. 电源内阻消耗的功率减小
D. 电源的输出功率会减小
【答案】A
【详解】当光照强度增大时,则光敏电阻的阻值变小,总电阻减小,总电流变大,即电流表示数变大,电源内阻以及R0上的电压变大,则电压表示数减小,根据P内=I2r可知,电源内阻消耗的功率变大,因电源内阻与外电阻的关系不确定,则无法判断电源输出功率如何变化。故选A。
2.(25-26高二上·广东茂名一中·期中)一种能自动测定油箱内油面高度的装置如图所示,装置中金属杠杆的一端接浮球,另一端触点P接滑动变阻器R,油量表由电流表改装而成。当汽车加油时油箱内油面上升,下列分析正确的有( )
A. 触点P向上滑动
B. 电路中的电流变小
C. 两端电压增大
D. 整个电路消耗的功率减小
【答案】C
【详解】当汽车加油时油箱内油面上升,则浮球上升,则触点P向下滑动,电阻R阻值减小,则回路电流变大,两端电压增大,根据P=IE可知,整个电路消耗的功率变大。故选C。
3.(25-26高二上·东莞中学·期中)(多选)现代多数人由于运动量减少,体重逐渐增加,体内的脂肪也逐步增多,我们可以用某型号脂肪测量仪如图甲所示来测量脂肪积累程度,其原理是根据人体电阻的大小来判断脂肪所占比例体液中含有钠离子、钾离子等,而脂肪几乎不导电,模拟电路如图乙所示。已知电源内阻为r,。测量时,闭合开关,测试者分握两手柄A、B。体型相近的两人相比,脂肪含量高者,其电路中( )
A. 电流表示数更小
B. 电源的输出功率更低
C. 电压表示数更小
D. 电源的消耗功率更高
【答案】AB
【详解】ACD.体型相近的两人相比,脂肪含量高者,其电路中AB之间的电阻较大,则回路总电阻较大,总电流较小,电流表示数更小,r、和上的电压更小,则电压表读数更大;根据可知电源的消耗功率更低,故A正确,CD错误;B.当电源内阻等于外电阻时电源输出功率最大,因 ,则当AB间电阻变大时,外电阻阻值更加远离电源内阻,可知电源输出功率更低,故B正确。故选AB。
4.(25-26高二上·深圳高级中学·期中)(多选)校园内有一款节能路灯,可通过光控开关实现自动控制电灯亮度,图为电路简化原理图,电源电动势为,内阻为,为光敏电阻(光照强度增加时,其电阻值减小),电压表为理想电表,当光照强度增加时,下列判断正确的是( )
A. 电压表的示数增大
B. 中电流减小
C. 小灯泡的功率增大
D. 电路的路端电压增大
【答案】ABC
【详解】A.当光照强度增大时,光敏电阻的阻值减小,回路的总电阻也减小。根据闭合电路欧姆定律可知干路电流I增大,电压表测量电阻两端的电压,大小为,也同步增大,故A正确;B.由于干路电流增大,所以电阻和电池内阻消耗的电压增大,并联支路上的电压值减小,所以通过电阻的电流减小,故B正确;C.流经电灯泡的电流大小,电流增大,所以灯泡功率增大,故C正确;D.电路的路端电压会随着电流增大而减小,故D错误。故选ABC。
5.(25-26高二上·广东揭阳·期中)(多选)图为一种呼气酒精测试仪的原理图,为酒精气体传感器,其阻值与周围酒精气体浓度成反比,、为定值电阻,电流表、电压表均视为理想电表。当醉酒人员对传感器吹气时,下列说法正确的是( )
A. 的阻值变大
B. 电压表的示数变大
C. 电流表的示数变小
D. 电压表与电流表示数的比值不变
【答案】BD
【详解】A.为酒精气体传感器,其阻值与周围酒精气体浓度成反比,所以当醉酒人员吹气时的酒精浓度增大,所以的阻值会变小,故A错误;BC.电压表测的是电阻的电压,当的阻值减小时,电路中总电阻减小根据则会增大,所以定值电阻的电压也会增大,即电压表的示数变大,电流表的示数也增大,B正确,C错误;D.电路中的电压表测的是的电压,同时电流表也和串联,根据得电压表与电流表的比值是定值电阻,故D正确。故选BD。
6.(25-26高二上·广东肇庆中学·期中)(多选)很多孩子运动量少、脂肪增多,可用脂肪测量仪测量脂肪率。其原理是人体体液含金属离子导电、脂肪几乎不导电,根据人体电阻判断脂肪比例,模拟电路如图乙所示。测量时,测试者两手握手柄A、B,闭合开关S。对于体型相近的两人,关于脂肪含量高者(电阻大)以下说法正确的是( )
A. 电流表示数大
B. 电源内阻的电压小
C. 路端电压小
D. 电压表示数大
【答案】BD
【详解】A.脂肪含量高,接入电阻增大,根据闭合电路欧姆定律可知,干路电流减小,即电流表示数减小,故A错误;B.结合上述,干路电流减小,则电源内阻承担的电压减小,故B正确;C.根据闭合电路欧姆定律有干路电流减小,则路端电压增大,故C错误;D.根据闭合电路欧姆定律有根据上述,干路电流减小,则电压表示数变大,故D正确。故选BD。
7.(25-26高二上·广东东莞五校·期中)(多选)电路如图所示,电源内阻为r,、、为相同规格小灯泡,当滑动变阻器R的滑片向右滑动时( )
A. 小灯泡变亮,变暗
B. 电源内阻损耗功率增加
C. 电源效率增大
D. 灯泡变暗
【答案】CD
【详解】A.滑动变阻器R的滑片向右滑动时,电路两条支路并联的电阻变大,外电路总电阻变大,由知干路电流减小,因此变暗;电路两条支路的电压增大,两端电压增大,因此变亮,故A错误;B.电源内阻的损耗功率,干路电流减小,因此损耗功率减小,故B错误;C.电源效率将内外电路的功率和代入得可以看出,当电阻变大时,电源效率增大,故C正确;D.干路电流等于电流和电流之和,即电流为滑动变阻器R的滑片向右滑动时,两支路并联电阻变大,电压变大,变大,而干路电流减小,由知变小,因此灯泡变暗,故D正确。故选CD。
8.(25-26高二上·广东茂名一中·期中)(多选)太阳能光伏是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。只要被光照到,瞬间就可输出电压及电流。图甲是马路边的光控电路节能灯。图乙为简化电路原理图,其中a灯为照明用灯,b灯为额定功率很小的指示灯,电流表A为实时记录电表,为定值电阻,为特殊电阻(光线照射的强度增大时,其电阻值减小)。当夜晚来临,天慢慢变黑时,下列说法正确的是( )
A. 电流表示数增大
B. a灯变暗,b灯变亮
C. a灯变亮,b灯变亮
D. 电源的效率增大
【答案】CD
【详解】ABC.依题意,天慢慢变黑时,光照逐渐减弱,光敏电阻阻值增大,电路总电阻增大,根据闭合电路欧姆定律可知,总电流减小,电流表A示数减小,由可知,外电压增大,a灯电流增大,a灯变亮,根据并联电路的分流原理可知,支路的电流减小,则的电压减小,根据串联电路的分压原理可知,b灯电压增大,b灯变亮,故AB错误;C正确;D.根据可知,电源的效率增大,故D正确。故选CD。
9.(25-26高二上·深圳外国语学校·期中)如图所示,M、N为水平放置、足够大的平行金属板,两板相距。合上开关后,一电荷量的带电小球恰好能静止在M、N板间。已知电源电动势,内阻,电阻,,重力加速度。求:
(1)流过电源的电流I;
(2)两板间的场强大小;
(3)小球的质量m。
【答案】(1)1A;(2)100V/m;(3)3g
【详解】
(1)根据闭合电路欧姆定律,可得流过电源的电流为(2)电容器两板间的电压为则两板间的场强大小为(3)带电小球恰好能静止在M、N板间,则有则小球的质量为
10.(25-26高二上·广东名校联考·期中)图甲是某款可无级调节亮度的小夜灯,采用锂离子电池供电,图乙为其电路简图,锂离子电池的电动势,内阻。为调节亮度的可变电阻(最大阻值为),移动滑片P可调节可变电阻的阻值。小灯泡L的规格为“,”,忽略温度对小灯泡电阻的影响,导线电阻不计。求:
(1)小灯泡L正常发光时的电阻;
(2)闭合开关S,要使小灯泡L正常发光,可变电阻R的阻值应调节为多少?并求出可变电阻R在1min内产生的热量。
【答案】(1) (2),
【讲解】(1) 小灯泡正常发光时,电压、功率等于额定值,由功率公式得
(2) 小灯泡正常发光时,串联电路电流等于小灯泡额定电流根据闭合电路欧姆定律代入已知数据解得由焦耳定律,1min内可变电阻产生的热量
考点2 测量电源的电动势和内阻
1.(25-26高二上·番禺八校·期中)如图电路中,电阻R=2Ω。断开S后,理想电压表的读数为4V;闭合S后,电压表的读数为2V,则电源的内阻为( )
A. 4Ω
B. 3Ω
C. 2Ω
D. 1Ω
【答案】C
【详解】断开S后,理想电压表的读数为4V,则电动势E=4V闭合S后,电压表的读数为2V,则即解得电源的内阻为r=2Ω故选C。
2.(25-26高二上·番禺八校·期中)利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻.要求尽量减小实验误差.
(1)除开关和导线若干外,现还提供以下器材:
A.电流表(量程:0~0.6A,内阻rA=0.2Ω)
B.电压表(0~15V)
C.电压表(0~3V)
D.滑动变阻器(0~20Ω)
E.滑动变阻器(0~200Ω)
实验中电压表应选用 ;滑动变阻器应选用 .(选填相应器材前的字母)
(2)为准确测定电池的电动势和内阻,应选择的实验电路是图中的 (选填“甲”或“乙”).
(3)根据实验记录,画出的U-I图象如图所示,可得待测电池的电动势E= V,内电阻r= Ω.
【答案】① C ② D ③ 乙 ④ 1.5 ⑤ 0.8
【详解】(1)一节干电池电动势约为1.5V,则电压表应选0-3V的C;为方便实验操作,滑动变阻器应选总阻值较小的D;
(2)由于电流表内阻已知,而电压表内阻未知,故可以采用将电流表作为等效内阻采用相对电源的内接法,故选乙图;
(3)由图示电源U-I图象可知,图象与纵轴交点坐标值是1.5,则电源电动势E=1.5V,电源等效内阻为: ;故电源实际内阻为:r0=r-Rg=1-0.2=0.8Ω点睛:本题考查了实验电路选择、实验器材选择、作图象、求电源电动势与内阻等问题,要知道实验原理,要掌握应用图象法处理实验数据的方法;知道电源的U-I图象与纵轴交点坐标值是电源电动势图象斜率的绝对值是电源内阻.
3.(25-26高二上·汕头金山中学·期中)测量一干电池组的电动势和内电阻所用器材如下,连线图如图甲所示:
A.电压表:量程0~3V、内阻约25;
B.电流表:量程0~100、内阻为18.0;
C.滑动变阻器R:0~15;
D.定值电阻:电阻值为2.0;
E.单刀单掷开关S,导线若干。
(1)实验时测量出多组电流表A的示数I和电压表V的示数U,并将对应的数据画出图像,如图乙。则可求出干电池组的电动势为 V、内电阻为 。(结果保留两位有效数字)
(2)小灯泡L的额定电压为3.0V,现已测出其伏安特性曲线如图丙所示,它的额定电功率 W。将L两端直接接在上面所测干电池组的两极上,则L消耗的实际电功率 W。(结果保留两位有效数字)
【答案】(1)① 3.0 ② 1.3 (2)① 7.5 ② 1.6
【讲解】(1) [1][2]根据闭合电路欧姆定律可知整理可得则图线的纵截距为斜率为解得
(2) [1]由图丙可知,当小灯泡的电压为3.0V时,通过小灯泡的电流为2.5A,则小灯泡的额定功率为[2]在图丙中作出电源的伏安特性曲线,与灯泡的伏安特性曲线的交点即为工作点 即电压为1V,电流为1.6A,所以其实际功率为
4.(25-26高二上·番禺八校·期中)在如图所示的电路中,两电表均为理想电表,当滑动变阻器的滑片位于最左端时,两电表的读数分别为、;当滑动变阻器的滑片位于最右端时,两电表的读数分别为、。已知,电源的电动势为,内阻为,求∶
(1)定值电阻以及、分别为多少?
(2)滑动变阻器的最大电阻值应为多少?
【答案】(1),, (2)
【讲解】(1) 由闭合电路欧姆定律可得代入数据可得联立解得,当滑动变阻器的滑片位于最右端时,由欧姆定律可得定值电阻的阻值为(2) 当滑动变阻器的滑片位于最左端时又由电路可知联立解得
5.(25-26高二上·深圳外国语学校·期中)某同学在用电流表和电压表测电池的电动势和内阻的实验中,串联了一只3.0Ω的保护电阻,实验电路如图1所示。
(1)该同学根据测量数据画出图线如图2所示,由图线可知电池的电动势为 V,内阻为 Ω。(结果均保留两位有效数字)
(2)根据图1测得的上述电动势和内阻都存在一定的系统误差,造成这一误差的主要原因是 。
【答案】(1)① 2.0 ② 0.60 (2)电压表分流
【讲解】(1) [1][2]根据电路图以及闭合电路欧姆定律,可以写出表达式可以改写成所以图像中,截距表示电动势,即斜率表示所以
(2) 根据电路图可知,电流表测得的数据不是流经电动势的干路电流,由于电压表分流,电流表的测量值偏小。
6.(25-26高二上·深圳高级中学·期中)某同学利用下列器材测定一节蓄电池的电动势和内阻。蓄电池的电动势约为3V。
A.电流表A,量程是0.6A,内阻RA=0.5Ω;
B.电压表V1,量程是3V,内阻约为6kΩ;
C.滑动变阻器,阻值为0~10Ω;
D.定值电阻R0=4Ω;
E.开关S一个,导线若干。
(1)为了使实验结果尽可能准确,图甲中的导线应连接到 处(填“①”或“②”)。
(2)用(1)问中的实验电路进行测量,读出电压表和电流表的读数,画出对应的U-I图线如图乙所示,由图线可得该蓄电池的电动势E= V,内阻r= Ω。(结果均保留两位有效数字)
(3)本实验测得电源电动势的测量值和电动势的真实值的关系为:E测量 E真实;测得的电源内阻和电源内阻真实值的关系为:r测量 r真实(选填“大于”“小于”或“等于”)。
【答案】(1)② (2)① 3.2 ② 0.83 (3)① 等于 ② 等于
【讲解】(1) 因为电流表内阻已知,将导线连接到② 处时,可把电流表内阻、定值电阻与电源内阻当作整体来处理,这样能更准确地测量电源的电动势和内阻。若连接到① 处,电压表测量的是滑动变阻器和电流表两端的电压,会因电压表分流带来较大误差。所以导线应连接到②处;
(2) 根据闭合电路欧姆定律有变形可得由U-I图像可知,电源电动势为图线的斜率表示电源内阻、定值电阻和电流表内阻之和,即所以电源的内阻为
(3) 图中电路的连接,可以把电源、定值电阻、电流表看成等效电源,设等效电源的电动势为,断路时有即电动势的测量值等于真实值;短路时电流则电源内阻为所以内阻的测量值也等于真实值。
7.(25-26高二上·广东揭阳·期中)某学习小组用水果和两种金属电极做了一个“水果电池”,进行了以下实验:
(1)粗测水果电池电动势,某同学将多用电表直流电压2.5V量程直接进行测量,读数如图甲所示,读数为 V。
(2)按图乙所示电路图,测量水果电池的电动势和内阻,其中电压表和电流表均为数字电表,可认为是理想电表。连接好电路后闭合开关,调节滑动变阻器,记录电压表和电流表的示数。作出图像,如图丙中曲线所示。由图像求得水果电池的电动势 V,内阻 (结果保留两位有效数字);
(3)该同学用三个一样的水果电池串联形成一个电池组,能使某发光二极管正常发光,的图像如图丁中曲线所示,则正常发光时的电压 V(保留两位有效数字);
(4)在(3)中,正常发光时,该同学用普通电压表测量二极管两端电压,发现电压表示数小于正常发光时的电压且熄灭,造成电压减小原因可能是 。
【答案】(1)1.00 (2)① 0.97 ② 0.75 (3)2.1 .0 (4)由于电压表内阻与LED灯的电阻相差不多,电压表的分流作用明显,导致干路电流增大,内电压增大,路端电压减小。
【讲解】(1) 根据多用表的读法可知,水果电池的电动势为
(2) [1][2]根据闭合电路的欧姆定律可得整理可得故在图像中,纵截距即为电源的电动势,则有斜率为电源的内阻,则有
(3) 当三个一样的水果电池串联形成一个电池组时,作出该电源的I-U图线,如图所示 两图线的交点横坐标即为LED正常发光时的电压,即
(4) 由于电压表内阻与LED灯的电阻相比较小,电压表的分流作用明显,导致干路电流增大,内电压增大,路端电压减小。
8.(25-26高二上·广东肇庆中学·期中)某实验小组在测定电源电动势和内阻的实验中,除待测电源(电动势约为3V,内阻r约为3Ω)外,实验室提供了以下器材:
A.电压表V(量程3V,内阻约5kΩ)
B.电流表(量程50mA,内阻为Rg=6Ω)
C.电阻箱R0(0~999.9Ω)
D.滑动变阻器R(0~10Ω)
E.开关、导线若干。
(1)由于所给电流表的量程太小,实验小组用电阻箱R0与电流表并联,可使其量程扩大,取R0=2Ω,则改装后的电流表量程为 mA;
(2)把改装后的电流表记作A,则应该选择的实验电路是下图中的 (填“甲”或“乙”);
(3)根据实验数据画出图线(U是电压表读数,I是改装后电流表的读数),如图丙所示。由图线可得,待测电源的电动势E= V,内阻r= Ω。(结果均保留三位有效数字)
【答案】(1)200 (2)乙 (3)① 3.00 ② 3.50
【讲解】(1) 改装后的电流表量程为
(2) 由于改装后的电流表内阻已知,因此电流表相对电源应采用内接法,应该选择的实验电路是图中的乙。
(3) [1][2]改装后电流表的内阻为由闭合电路欧姆定律可得可得可知图像的纵轴截距等于电动势,结合图像有图像的斜率绝对值为可得
9.(25-26高二上·广州中学·期中)(多选)某学生用电流表和电压表测干电池的电动势和内阻时,采用图甲所示电路,所用滑动变阻器的阻值范围为0~20Ω,电路实物图如图乙所示。
(1)该学生接线中错误和不规范的做法是 ;
A.滑动变阻器不起变阻作用 B.电流表接线有错
C.电压表量程选用不当 D.电压表接线不妥
(2)该同学将电路按正确的方式连接好,检查无误后,闭合开关,进行实验。某一次电表的示数如图丙所示,则电压表的读数为 V,电流表的读数为 A;
(3)该同学实验完毕,将测量的数据反映在U-I图上(如图丁所示),根据该图线,可求出干电池的电动势 V,内阻 Ω。
【答案】① AD ② 1.20 ③ 0.26 ④ 1.48 ⑤ 0.77
【详解】
(1)由题图乙可知,滑动变阻器均接下边两个接线柱,起不到变阻作用;电压表的正接线柱应与开关连接,使开关对电压表有控制作用,故应选AD。
(2)电压表读数用“十分之一”估读法,得:1.20V,电流表读数用“二分之一”估读法,得:0.26A。
(3)由闭合电路的欧姆定律可得题图丁图线与纵轴交点纵坐标值表示干电池的电动势大小,则图线斜率的绝对值表示内阻,即
10.(25-26高二上·广州执信中学·期中)某物理兴趣小组用如图甲所示电路测一未知电源的电动势和内阻。其中定值电阻 。
(1)按照图甲将电路连接好。
(2)某次实验时电压表的指针位置如图乙所示,则此时电压表的示数为 V。
(3)改变滑动变阻器滑片的位置,记录多组电压表和电流表的示数,以电流表示数Ⅰ为横轴、电压表示数U 为纵轴,得到如图丙所示的图像。
(4)则该电源的电动势E的测量值为 V,内阻r的测量值为 Ω,考虑到电压表不是理想电表,所以电动势的测量值比真实值 (填“偏大”或“偏小”)。
【答案】① 2.30 ② 2.90 ③ 0.60 ④ 偏小
【详解】
(2)由图可知电压表的分度值为,图乙所示电压表的示数为2.30 V。
(4)[1][2]由闭合电路欧姆定律可得整理可得当,,由图可知图像的斜率解得[3]由实验原理可知该实验测得的电动势实际为,所以电动势的测量值偏小。
考点3 练习使用多用电表
1.(25-26高二上·广州中学·期中)下面各电路图中关于多用电表的使用,操作正确的是( )
A. 甲图是用多用电表直流电压挡测量小灯泡两端的电压,表笔接法正确
B. 乙图是用多用电表直流电流挡测量电路中的电流,表笔接法正确
C. 测电阻时,可按图丙连接方式测量
D. 丁图中用的是多用电表电阻挡测量二极管的反向电阻
【答案】B
【详解】A.测电压时,红表笔接正极,应接灯泡的左端,黑表笔接负极,接灯泡右端,所以图甲连接方式红、黑表笔接法有误,故A错误;B.测电流时,电表应该串联接入电路,且电流应从红表笔进入从黑表笔流出,故B正确;C.测量电阻时,应将待测电阻与电路断开后测量,故C错误;D.因为欧姆表的黑表笔与内部电池的正极相连,所以测量二极管反向电阻时,应将黑表笔与二极管的负极相连,故D错误。故选B。
2.(25-26高二上·东莞中学·期中)如图是一个多用电表的简化电路图。S为单刀多掷开关,通过操作开关,接线柱可以接通1,也可以接通2、3、4或5。下列说法正确的是( )
A. 当S接1或2时,测量的是电流,接1时的量程小
B. 当S接3时,测量的是电阻,其中A是红表笔
C. 当S接3时,测量的电阻越大,指针偏角越大
D. 当S接4或5时,测量的是电压,接4和接5时的最大测量值之比为R3:(R3+R4)
【答案】B
【详解】A.当S接1或2时,测量的是电流,接1时的量程大,因为与灵敏电流计并联的电阻R并越小,通过R并的电流越大,总电流越大,量程越大,A错误;B.当S接3时,测量的是电阻,电流一定从红表笔流入电表,所以其中A是红表笔,B正确;C.当S接3时,测量的电阻越大,回路电流小,指针偏角越小,C错误;D.当S分别接4和5时,电流表与电阻串联,测量的是电压。设虚线框内电流表A2的量程为I2,该电流表A2内阻为RA2,设接4时的量程为V1,由串并联电路特点可得设接5时的量程为V2,由串并联电路特点可得联立可得D错误。故选B。
3.(25-26高二上·广东名校联考·期中)(多选)某款倍率分别为“”和“”欧姆表的内部电路如图所示,A、B是两个表笔的插孔,下列说法正确的是( )
A. 开关S合向1时,选择的倍率为“”
B. 插孔应插入黑表笔
C. 若欧姆表使用一段时间后,电源电动势不变,内阻略有增加,欧姆调零后,电阻的测量值相对于真实值偏大
D. 若欧姆表使用一段时间后,电源电动势略有减小,内阻略有增加,欧姆调零后,电阻的测量值相对于真实值偏大
【答案】AD
【详解】A.欧姆表的倍率越大,中值电阻(欧姆表总内阻)越大。开关S接1时,分流电阻更小,并联后的总电阻更小,满偏总电流更大,欧姆表总内阻 更小,对应更小的倍率“”,故A正确;B.欧姆表内部电源的正极接黑表笔(电流从黑表笔流出),由电路可知:电源正极接开关S,电流经S、表头电路后从B插孔流出,经外接电阻回到A插孔,因此B插孔接黑表笔,A插孔接红表笔,故B错误;C.若电源电动势不变,欧姆调零时,短接表笔调节滑动变阻器,最终满足 ,关系仍成立。测量电阻时 ,不变,调零后内正确,因此测量值和真实值相等,故C错误;D.若电源电动势减小,调零后 ,比原刻度对应的内阻 更小。测量同一电阻时,电流 对比原刻度关系 可得 ,由于电动势略有减小,则测量值偏大,故D正确。故选AD。
4.(25-26高二上·广州中学·期中)某同学想把一量程为2mA、内阻未知的毫安表改成量程为3V的电压表,该同学先用多用电表测量此毫安表的内阻,进行了如下操作:
(1)将多用电表挡位调到电阻挡“×100”,再将红表笔和黑表笔短接,调零点;
(2)将图甲中多用电表的红表笔和 (填“1”或“2”)端相连,黑表笔连接另一端;
(3)测量电阻时发现多用电表指针指示的数值过小,需要将多用电表挡位调到电阻 (填“×10”或“×1000”)挡。
(4)将红表笔和黑表笔短接,调零点;
(5)测量时,多用电表指针指示的位置如图乙所示,由此可以得到毫安表的内阻为 ;
【答案】① 2 ② ×10 ③ 160
【详解】
(2)[1]电流从多用电表红表笔流入、黑表笔流出,从待测毫安表正接线柱流入、负接线柱流出,所以应将图甲中多用电表的黑表笔和1端相连,红表笔与2端相连。
(3)[2]测量电阻时发现多用电表指针指示的数值过小,说明所选挡位相对待测毫安表的内阻而言偏大,需要将多用电表挡位调到更高的电阻×10挡。
(5)[3]由图乙可知毫安表的内阻为16×10Ω=160Ω
5.(25-26高二上·深圳外国语学校·期中)某实验小组欲制作一个两挡位(“”“”)的欧姆表,使用的实验器材如下:
A、电流表G(满偏电流,内阻);
B、定值电阻;
C、定值电阻;
D、滑动变阻器(最大阻值为1000Ω);
E、电源(电动势为9V);
F、单刀双掷开关S;
G、红、黑表笔及导线若干。
其内部结构如图所示,回答下列问题:
(1)图中B接 (填“红”或“黑”)表笔。
(2)将单刀双掷开关S与2接通时,欧姆表的挡位为 (填“×1”或“×10”)。
(3)现用该欧姆表测量一未知电阻,选用“×10”挡位并欧姆调零后,将电阻接在A、B之间,发现电流表几乎满偏,断开电路并将“”挡位换成“”挡位,再次欧姆调零时,滑动变阻器的滑片 (填“向上”或“向下”)移动,使电流表满偏,再次将电阻接在A、B之间,稳定后电流表G的指针对准刻度盘上的0.4mA处,则未知电阻 Ω。
【答案】(1)红 (2)×1 (3)① 向下 ② 135
【讲解】(1) 根据电流方向“红进黑出”,可知B接红表笔。
(2) 开关接1时,R0与R1串联后和电流表并联,三者总电阻为开关接2时,R1与电流表串联后和R0并联,三者总电阻为改装后的电流表内阻越小量程越大,由可知改装后的电流表量程越大,对应的欧姆表的内阻(倍率)越小,所以将单刀双掷开关S与2接通时,欧姆表的挡位为“×1”。
(3) [1]由“×10”挡位换成“×1”挡位,再次欧姆调零时,即增大电流表中的电流,应减小滑动变阻器接入电路中的阻值,滑片向下移动,使电流表满偏;[2]把挡位调到“×1”,将两表笔短接欧姆调零后,设欧姆表的内阻为R内,根据电路图, 此时电流表满偏,电路的干路电流为,根据欧姆定律根据闭合电路欧姆定律解得把两表笔与待测电阻相接时,干路电流为则根据闭合电路欧姆定律解得
考点4 电路中的能量
1.(25-26高二上·广东东莞五校·期中)某简易电吹风简化电路如图所示,其主要部件为电动机M和电热丝,部分技术参数如下表,电吹风在220V电压下工作。下列说法正确的是( )
电吹风额定电压
220V
电吹风额定功率
热风时:990W
冷风时:110W
A. 只闭合开关S1,电吹风就能吹热风
B. 该电吹风中电动机的内电阻为
C. 吹热风时电热丝的功率为990W
D. 吹热风时通过电热丝的电流为4A
【答案】D
【详解】A.只闭合开关S1,电动机未工作,电吹风不能吹风,故A错误;B.只闭合开关S2时,仅电动机接入电路,若电动机为纯电阻,则电阻为由于电动机为非纯电阻,则内阻不为440Ω,故B错误;CD.开关S1、S2都闭合时,电动机和电热丝同时接入电路,电吹风吹热风,总功率为990W,即为电动机的功率和电热丝的功率之和,则吹热风时电热丝的功率为880W;通过电热丝的电流为故D正确C错误;故选D。
2.(25-26高二上·广东肇庆中学·期中)(多选)如图为手持电风扇,因其小巧便携、可充电等特点深受人们的喜爱。某品牌手持风扇电阻为0.5Ω,正常工作时的电压为3.7V、功率为4.44W。机内电池容量为1800mA•h。则( )
A. 该风扇正常工作时的电流为7.4A
B. 该风扇连续正常工作的时间为1.5h
C. 该风扇正常工作时电动机的发热功率为0.72W
D. 若风扇叶片卡住不动,则电动机的发热功率可达27.38W
【答案】BCD
【详解】A.该风扇正常工作时的电流为,故A错误;B.根据题意可得机内电池容量为,则该风扇连续正常工作的时间为,故B正确;C.该风扇正常工作时电动机的发热功率为,故C正确;D.当风扇叶片卡住不动,此时电动机相当于纯电阻,正常工作时的电压全部加载在内阻上,所以电动机的发热功率为,故D正确。故选BCD。
3.(25-26高二上·汕头金山中学·期中)如图所示,用充电宝为一手机电池充电,其等效电路如图所示。在充电开始后的一段时间t内,充电宝的输出电压U、输出电流I可认为是恒定不变的,设手机电池的内阻为r,则时间t内( )
A. 充电宝输出的电功率为UI+I2r
B. 充电宝产生的热功率为I2r
C. 手机电池产生的焦耳热为
D. 手机电池储存的化学能为UIt-I2rt
【答案】D
【详解】A.充电宝输出的电功率为故A错误;B.手机电池产生的热功率为由于充电宝内阻未知,热功率无法计算,故B错误;C.手机电池产生的焦耳热为故C错误;D.手机电池储存的化学能为故D正确。故选D。
4.(25-26高二上·番禺八校·期中)(多选)如图所示的直流电路,图中的电流表及电压表均可视为理想电表。闭合开关,将滑动变阻器的滑动触头向右滑动少许。已知、,则下列说法正确的是( )
A. 三个电表的示数均增大
B. 电源消耗的总功率增大
C. 定值电阻消耗的电功率减小
D. 电压表示数变化量的绝对值大于电压表示数变化量的绝对值
【答案】CD
【详解】A.滑动变阻器的滑片向右滑动少许,滑动变阻器接入电路的电阻增大,电路的总电阻增大,由总电流减小,则电流表的示数减小,由路端电压U增大,则电压表的示数增大,由欧姆定律可得定值电阻两端的电压减小,电压表示数减小,故A项错误;B.由之前分析可知,电流减小,由公式可知电源消耗的总功率减小,故B项错误;C.因为电流减小,又由公式可知,定值电阻消耗的电功率减小,故C项正确;D.对电压表有则得,对电压表有则得,又,,所以,故D项正确。故选CD。
5.(25-26高二上·深圳外国语学校·期中)(多选)一辆遥控电动车,其动力部分电路图简化后如图所示。电源由4节干电池(总电动势为6V,内阻不可忽略)组成,车灯电阻为8Ω,电动机线圈电阻为2Ω,电流表量程为2A,内阻忽略不计。闭合开关后,车灯亮起,此时电流表示数为0.6A。通过遥控控制开关闭合,小车运动起来,小车匀速运动时电流表示数为1A。则下列说法中正确的是( )
A. 电源的内阻为2Ω
B. 小车运动前后,车灯的亮度保持不变
C. 小车匀速运动时,电动机的输出功率为1.5W
D. 在小车运动时,若电动机被卡死,电流表会被烧坏
【答案】AC
【详解】A.闭合开关S1后, S2闭合之前,有,解得电源内阻为2Ω,,故A正确;B.小车运动后,电流表示数相对于运动前增大,电源内电压增大,外电压(即车灯两端电压)减小,车灯的亮度减小,故B错误;C.小车匀速运动时,电流表示数为I2=1A,外电压U2=E-I2r=4V,流过车灯的电流为,流过电动机的电流为I4= I2-I3=0.5A,则电动机的输出功率为P出= U2 I4-I42 RM=1.5W,故C正确;D.小车运动时,若电动机被卡死,电路中的总电阻为,电流为,没有超过电流表的量程,电流表不会被烧坏,故D错误。故选AC。
6.(25-26高二上·深圳外国语学校·期中)将一电源电动势为E,内阻为r的电池,与外电路连接,构成一个闭合电路,用R表示外电路电阻,I表示电路的总电流,下列说法正确的是( )
A. 由可知,外电压随电流I的增大而增大
B. 由可知,电源两端的电压随I的增大而增大
C. 由可知,电源内电路消耗的功率随电流I的增大而增大
D. 由可知,电源的输出功率P随外电阻R的增大而增大
【答案】C
【详解】A.由 可知,当电流增大时,外电阻减小,但外电压 ( 和 恒定),因此随增大而减小,故A错误;B.电源两端的电压指外电压,由 知 随增大而减小,故B错误;C.由可知,内阻恒定,内电路消耗的功率与成正比,因此随电流增大而增大,故C正确;D.由(输出功率)可知,但,故 当时,随增大而增大;当时, 随增大而减小,因此输出功率不随外电阻 增大而单调增大,故D错误。故选C。
7.(25-26高二上·广东揭阳·期中)(多选)对某太阳能电池板进行测量,描绘出其路端电压及电流的图像,如图甲所示。现将该电池板与一定值电阻相连组成如图乙所示的电路,电压表和电流表的示数分别为和,电流表、电压表均视为理想电表,下列说法正确的是( )
A. 该电池板的内阻不变
B. 该电池板的总功率为
C. 该电池板的输出功率为
D. 该电池板的效率为
【答案】CD
【详解】A.该电池板的U-I图像是曲线,斜率的大小一直在变,故电源的内阻是变化的,故A错误;B.该电池板的总功率为,故B错误;C.该电池板的输出功率为,故C正确;D.该电池板的效率为,故D正确。故选CD。
8.(25-26高二上·广州中学·期中)(多选)在如图所示的电路中,电源电动势,电源内阻,电路中的电阻为,小型直流电动机M的内阻,电流表内阻不计。闭合开关后,电动机转动,电流表的示数,则以下判断正确的是( )
A. 电动机两端的电压为
B. 电动机的输出功率为
C. 电动机的热功率为
D. 电源输出的电功率为
【答案】AD
【详解】A.电动机两端的电压为故A正确;BC.电路中电流表的示数为2.0A,所以电动机的输入功率为电动机的发热功率为所以电动机的输出功率为故BC错误;D.电源的输出的功率为故D正确。故选AD。
9.(25-26高二上·清远一中·期中)如图所示为电动机提升重物的装置,电动机线圈电阻为r=1 Ω,电动机两端电压为5 V,电路中的电流为1 A,物体A重20 N,不计摩擦力,求:
(1)电动机线圈电阻上消耗的热功率是多少?
(2)电动机的输入功率和输出功率各是多少?
(3)10 s内,可以把重物A匀速提升多高?
(4)这台电动机的机械效率是多少?
【答案】(1) 1 W (2) 5 W 4 W (3) 2 m (4) 80%
【详解】电动机工作时,其电路为非纯电阻电路,它从电源获取的功率一部分转化为线圈的热功率,另一部分转化为电动机的机械功率.
(1)电动机线圈上消耗的热功率为P热=I2r=1 W
(2)电动机的输入功率就是电流通过电动机做功的功率,即P入=UI=5×1 W=5 W电动机的输出功率就是电动机对外做机械功的功率,根据P入=P出+P热得P出=P入-P热=5 W-1 W=4 W
(3)设物体A的重力为G,t=10s内物体上升的高度为h,根据能量守恒定律得P出t=Gh h==m=2 m
(4)这台电动机的机械效率为η=×100%=×100%=80%
10.(25-26高二上·深圳高级中学·期中)通过电动机提升重物的电路如图所示,电源电动势,电源内阻,电阻。当重物质量很大时,闭合开关S,电动机未能提起重物,理想电压表的示数为8V;当重物质量时,闭合开关S,稳定后电动机以恒定速度提升重物,此时电压表的示数为10V。转轴与细绳间不打滑,不计阻力,重力加速度。求:
(1)电动机的内阻;
(2)重物匀速上升时电动机消耗的电功率和电动机的机械效率(保留两位有效数字)。
【答案】(1) (2),
【讲解】(1) 电动机未提起重物时,相当于纯电阻,根据闭合电路欧姆定律,干路电流电压表示数联立可解得
(2) 重物匀速上升时,此时干路电流为,有此时电动机两端的电压所以电动机消耗的功率机械效率为
考点5 电路故障分析
1.(25-26高二上·广东揭阳·期中)(多选)在探究电路故障时,某实验小组设计了如图所示的电路,当开关闭合后,发现小灯泡A发光,但小灯泡B不亮。则造成小灯泡B不亮的原因可能是( )
A. 开关S接触不良
B. 小灯泡B的灯丝断了
C. 定值电阻短路
D. 定值电阻短路
【答案】BCD
【详解】A.开关S接触不良,小灯泡A、B都不亮,故A不符合题意;B.小灯泡B的灯丝断了,小灯泡A发光,但小灯泡B不亮,故B符合题意;C.定值电阻短路,小灯泡A发光,但小灯泡B不亮,故C符合题意;D.定值电阻短路,小灯泡A发光,但小灯泡B不亮,故D符合题意。故选BCD。
2.(25-26高二上·广州执信中学·期中)在如图所示的电路中,开关S闭合后,由于电阻元件发生短路或断路故障,导致电压表的示数减小,电流表的示数增大。电压表和电流表均为理想电表,电阻元件完全相同,则可能出现的故障是( )
A. 断路
B. 短路
C. 断路
D. 短路
【答案】C
【详解】A.若电路正常,则电压表测量两端的电压,电流表测量流过的支路电流。若断路,电压表测量路端电压,电流表的示数为零,A错误;B.若短路,则被短路,电流表的示数为零,电压表的示数增大,B错误;C.若断路,总电阻增大,干路电流减小,则电压表的示数减小;和的总电阻增大,分压增大,流过和电流表的电流增大,故电流表的示数增大,C正确;D.若短路,则电压表的示数增大,电流表的示数增大,D错误。故选C。
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