专题07 电能 能量守恒定律 专项训练-2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

专题07 电路 能量守恒定律 3大高频考点概览 考点01 电功、电功率、焦耳定律 考点02 闭合电路欧姆定律（路端电压、功率分配） 考点03 电源电动势和内阻的测量（实验） 考点01 电功、电功率、焦耳定律 一、单选题 1．一块数码相机的锂电池电动势为，容量为。电池充满后，关闭液晶屏时可拍摄照片400张左右，则每拍摄一张照片消耗的电能大约是（     ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】锂电池容量为 锂电池充满后储存的总电能为 关闭液晶屏时每拍摄一张照片消耗的电能为 选项C中的数据与计算得到的结果最接近。 故选C。 2．如图所示，两盏完全相同的灯泡接入图甲、图乙所示的电路中，图甲中电源电压为U，图乙中电源电压为2U，、是两个滑动变阻器，调节、使灯泡均正常发光，则关于这两个电路下列说法正确的是（     ） A．、两端的电压之比为 B．、消耗的电功率之比为 C．、的电阻值之比为 D．通过、的电流之比为 【答案】D 【详解】A．设每盏灯正常发光时的电流、电压分别为 IL、UL。 图甲中两灯并联后与 R₁串联，每盏灯均正常发光，通过 R₁的电流为 2IL，R₁两端电压为 图乙中两灯与 R₂串联，每盏灯均正常发光，通过 R₂的电流为 IL，R₂两端电压为 图甲、图乙中变阻器分压之比为故 R₁、R₂两端电压之比1:2，A错误； B．两变阻器消耗的电功率 均为 2IL(U－UL)，、消耗的电功率之比为 1:1，B错误； C．由欧姆定律， 得、的电阻值之比为1:4，C错误； D．通过 、 的电流 通过、的电流之比为2:1，D正确。 故选D 3．如图，为定值电阻，为可变电阻，为电源电动势，为电源内电阻，说法中正确的是（     ） A．当时，获得最大功率 B．当时，获得最大功率 C．当时，上获得最小功率 D．当时，电源的输出功率最大 【答案】A 【详解】A．将与电源内阻等效为电源的新内阻，则新等效内阻为 等效电源电动势仍为，根据电源输出功率的规律：当外电阻等于新等效电源内阻时，外电阻的功率最大，即当时，获得最大功率，故A正确； BC．是定值电阻，由功率公式可知，电路电流越大，的功率越大。根据闭合电路欧姆定律可得，电路总电流为 当时总电阻最小，电路电流最大，功率最大，故BC错误； D．电源的输出功率为外电路总电阻的功率，其规律为：当外电路总电阻等于电源内阻时，电源输出功率最大，即当时，电源输出功率最大。若，时，电源输出功率并非最大值，故D错误； 故选A。 4．如图甲所示，用充电宝为一手机电池充电，其等效电路如图乙所示。在充电的过程中，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．充电宝输出的电功为UIt B．充电宝产生的热功率为I2r C．手机电池产生的焦耳热为t D．手机电池增加的化学能为UIt＋I2rt 【答案】A 【详解】A．由题可知，t时间内充电宝输出的电功为W＝UIt，故A正确； BC．充电宝的内阻未知，无法求出充电宝的热功率，根据焦耳定律可知，手机电池产生的焦耳热为Q＝I2rt，故BC错误； D．充电宝输出的电能一部分转化为手机电池的化学能，另一部分转化为焦耳热，则有W＝E化学能＋Q 解得手机电池增加的化学能E化学能＝UIt－I2rt，故D错误。 故选A。 5．如图所示为一含电解槽A的工作电路，电源电动势，灯泡额定电压为3V，额定功率为0.6W，电解槽内阻为。现闭合开关S，再闭合，调节滑动变阻器电阻，当时，灯泡正常发光。若保持S闭合，断开，再闭合，电解槽工作，灯泡仍正常发光，此时以下说法正确的是（　　） A．电解槽的输入功率为0.6W B．电解槽的发热功率为0.2W C．电源的热功率为0.02W D．电解槽将电能转化为化学能的功率为0.38W 【答案】D 【详解】AC．灯泡的额定电流 电源内阻 由题可知电解槽工作，灯泡仍正常发光，此时通过灯泡的电流 电源的热功率为 电解槽的输入功率为，故AC错误； B．电解槽的发热功率为，故B错误； D．电解槽将电能转化为化学能的功率为，故D正确。 故选D。 6．如图所示，U-I图像中的甲、乙两条图线分别表示某一定值电阻R两端的电压与通过该电阻的电流关系和某一电源的路端电压随干路电流的变化关系。若将该电源与两个定值电阻R串联构成闭合回路，下列分析中正确的是（     ） A．甲反映定值电阻R的U-I关系，R=1.5 Ω B．乙反映电源的U-I关系，其内阻r=3.0 Ω C．通过定值电阻R的电流大小为1.2 A D．电源内阻r消耗的热功率为6.75W 【答案】C 【详解】A．甲反映定值电阻R的U-I关系，根据图像，故A错误； B．乙反映电源的U-I关系，根据图像，故B错误； CD．根据图乙知电源电动势 若将该电源与两个定值电阻R串联构成闭合回路，通过定值电阻R的电流大小 电源内阻r消耗的热功率为，故C正确，D错误。 故选C。 二、多选题 7．图甲为某无人机内发动机限速的简化电路，当飞行速度达到350km/h时，衔铁刚好被吸下，油门C随衔铁向下平移使喷油量减小，无人机速度不再增大。已知电源电压为12V，定值电阻R0为25Ω，电磁铁线圈电阻不计，图乙为电阻R的阻值随飞行速度v变化的关系图。下列说法正确的是（     ） A．电磁铁下端的极性为N极 B．当飞行速度增大时，电压表的示数减小 C．当飞行速度达到210km/h时电压表的示数为4.5V D．若以350km/h的速度飞行1min，电阻R产生的热量是48J 【答案】AD 【详解】A．电流从螺线管上端流入、下端流出，利用安培定则：右手握住螺线管，四指顺着电流方向，大拇指指向下方，故电磁铁下端是极，A正确； B．电路中R与串联，电压表测两端电压，电磁铁线圈无电阻。由乙图知速度v增大，电阻R阻值变小。总电阻，总电阻变小；电源电压不变，由，电路电流I变大，是定值电阻，增大，故电流变大，电压表示数变大，B错误； C．，由乙图读出，串联总电阻 电路电流 电压表示数，C错误； D．，由乙图读出，总电阻 电路电流 时间，电阻R产生热量，D正确。 故选AD。 8．在如图所示的电路中，电源电动势为6 V，内阻为0.5 Ω，电动机M线圈电阻为1.5 Ω，电表均为理想电表。闭合开关S，电动机正常转动后，电流表A的读数为2 A，下列说法正确的是（     ） A．若卡住电动机叶片，开关S闭合，电流表读数小于2 A B．若卡住电动机叶片，开关S闭合，电压表读数大于3 V C．电动机正常转动后，电压表读数为5 V D．电动机正常转动后，电动机输入功率为10 W 【答案】BCD 【详解】AB．设电动机卡住时电流为，线圈电阻为。此时电动机不产生反电动势，由闭合电路欧姆定律得 代入数据得 电压表测电动机两端电压，有，故A错误，B正确； CD．电动机正常转动时，电源路端电压等于电动机两端电压。由闭合电路欧姆定律得，代入数据得电压表读数为 电动机输入功率为，故CD正确。 故选BCD。 三、解答题 9．如图所示，电路中电池的电动势，内阻，定值电阻，是可变电阻，在从零增大到的过程中，求下列问题： (1)上消耗的最大热功率是多少? (2)为多少时，其消耗的热功率最大？该最大热功率是多少？ 【答案】(1)5.76W； (2)20 Ω ，1.8W 【详解】（1）已知，，，可变。电路与串联 是定值电阻，功率为 不变，电流越大，功率越大。 总电流 当时总电阻最小，电流最大，功率最大。 （2）将和电源内阻合在一起，等效为电源内阻，电路中与串联 功率为 又因为 可得 所以当时有最大功率 10．如图所示，某同学利用一台废旧小电风扇拆下来的小型电动机来提升重物。使用电动势E=12V，内阻为r=1Ω的电源，第一次闭合开关发现电动机被卡住不转，此时电压表（可视为理想电压表）的示数为U1=9V；排除故障后，再次闭合开关，电动机以稳定的速度匀速提升重物，此时电压表的示数为U2=11V。已知重物质量m=4kg，忽略摩擦，g取10m/。求： (1)电动机被卡住时电路中的电流I1以及电动机内部线圈的电阻R； (2)重物匀速上升时，该电动机的输入功率P； (3)重物匀速上升的速度v的大小。 【答案】(1)， (2) (3) 【详解】（1）电动机被卡住时，电动机为纯电阻，根据闭合电路欧姆定律有 电动机内部线圈的电阻 （2）重物匀速上升时，根据闭合电路欧姆定律，电路中电流 则该电动机的输入功率 （3）重物匀速上升时，该电动机的输出功率 重物匀速上升时，根据平衡条件，牵引力为 因为 联立解得 11．在如图所示电路中，电源电动势为，电路中的定值电阻，闭合开关S后，电动机正常工作，此时，电流表的示数为，电压表示数为。电流表和电压表均为理想电表。问： (1)电源的内阻为多大？ (2)电动机正常工作时，电源输出的电功率为多大？ (3)电动机正常工作时的机械效率为50%，电动机的内阻为多大？ 【答案】(1)0.5Ω (2)14W (3)1Ω 【详解】（1）把定值电阻等效为内阻，电路中的电流为 电压表示数为 电动机两端的电压为 故 （2）电动机正常工作时，外电压      电源输出的电功率 （3）电动机的总功率      电动机的输出功率      电动机的热功率      联立解得 考点02 闭合电路欧姆定律（路端电压、功率分配） 一、单选题 1．一款微公交由蓄电池对车上电动机供电，电动机为车提供动力。该车的主要技术参数如表，下列说法正确的是（     ） 整车质量 600kg 铅酸蓄电池 输出电压 48V 最高车速 60km/h 容量 120A⋅h 承载人数 2人 电动机 额定电压 48V 最大承载质量 200kg 额定功率 1.2kW A．蓄电池能储存的最大电能为120A⋅h B．电动机卡住时，通过回路的电流小于25A C．蓄电池充满电后最多能供电动机正常工作4.8h D．电动机在额定电压下工作1h，流过的电荷量为144C 【答案】C 【详解】A．120A⋅h是蓄电池的容量，代表的是电荷量，不是电能，故A错误； B．电动机正常工作时，额定电流 设为电动机线圈内阻，则有 而当电动机卡住时，电路为纯电阻电路，电流 即电动机卡住时，通过回路的电流大于25A，故B错误； C．蓄电池容量为，由 解得电动机正常工作时间，故C正确； D．电动机在额定电压下工作1h，流过的电荷量为 解得，故D错误。 故选C。 2．硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点。如图所示，图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图像，图线b是某电阻R的U-I图像。在同等光照强度下，当它们组成闭合回路时，下列说法正确的是（     ） A．电池的电动势为U3 B．电池的内阻 C．电源的输出功率P=U2I2 D．电池的效率为 【答案】B 【详解】A．图线在时的纵截距表示开路电压，此时没有内电压降，电动势等于；是工作点处切线的纵截距，故A错误； B．闭合回路的工作点为，由前述开路电压和闭合电路欧姆定律得 解得，故B正确； C．电源的输出功率是负载在工作点处的功率，由得，故C错误； D．由电源供电效率定义，工作点处，故D错误。 故选B。 3．图1所示的电路中，电源的图像如图3所示，灯泡的图像如图2所示。图1所示电路中定值电阻的阻值，下列说法正确的是（     ） A．电源内阻为 B．开关闭合时电源的热功率小于1 W C．开关闭合时灯的功率为0.72 W D．开关闭合时电源的总功率大于3 W 【答案】D 【详解】A．因U-I图像的斜率大小等于电源内阻，可知电源内阻为，A错误； BCD．电源的电动势E=3V，开关闭合时将电阻R看做电源内阻，则满足U=E-(R+r)I=3-2I 将此关系画在灯泡的U-I图像上如图，可知电路的电流约为I=1.1A，灯泡两端电压约为UL=0.6V，根据 可知电源的热功率大于1 W，灯的功率为PL=IUL=0.66W 电源的总功率，BC错误，D正确。 故选D。 4．在温控电路中，通过热敏电阻的阻值随温度的变化可实现对电路相关物理量的控制。如图所示的电路，R1为定值电阻，R2为半导体热敏电阻（温度越高，电阻越小），C为电容器，理想电压表的示数变化量的绝对值为ΔU，干路上的电流变化量的绝对值为ΔI。当环境温度升高时（     ） A．电压表的读数增大 B．R1消耗的功率减小 C．电容器C带电荷量增大 D．不变 【答案】D 【详解】AD．比较温度变化前后的稳定状态，电容器支路不通直流。温度升高使减小，由闭合电路欧姆定律得 故干路电流增大。电压表测路端电压，由可知示数减小；两状态相减得 因此，故A错误，D正确； B．消耗的功率为，不变而增大，功率增大，故B错误； C．记两端电压为，电容器与并联，稳定时电容器两端电压也为。由串联电路的电压关系得 随着增大，减小；由电容定义式，不变，电容器带电荷量减小，故C错误。 故选D。 5．图甲为人体脂肪测量仪，其原理是根据人体电阻的大小判断脂肪所占比例（体液中含有钠离子、钾离子等容易导电，而脂肪几乎不导电），其模拟电路如图乙所示，电表可视为理想电表。测量时，闭合开关，测试者双手握住手柄、，电流表和电压表的示数分别用、表示，变化量分别用、表示。若换体型极相似但脂肪含量更高者进行测量，则（　　） A．电流表示数变大 B．电源的效率降低 C．比值变大 D．始终等于 【答案】C 【详解】A．若换体型极相似但脂肪含量更高者进行测量，可知AB间电阻变大，则根据闭合电路欧姆定律有 所以电路中的电流减小，即电流表示数减小，故A错误； B．电源的效率为 其中 所以随着AB间电阻的增大，增大，电源的效率也增大，故B错误； C．根据欧姆定律可知 所以随着AB间电阻的增大，比值变大，故C正确； D．根据闭合电路欧姆定律有 变形得 所以图像的斜率为 所以，故D错误。 故选C。 6．在如图所示电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数变化量的绝对值分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示。下列说法正确的是 （     ） A．不变，变小 B．变大，不变 C．不变，变大 D．电源的输出功率变大 【答案】B 【详解】A．滑片向下移动时，滑动变阻器接入电路的电阻增大。由欧姆定律得，所以不变 两状态间有，所以不变，故A错误； B．由欧姆定律得，所以增大时该比值变大。 由闭合电路欧姆定律得，又有 整理得，因此两状态间有，所以不变，故B正确； C．由欧姆定律得，所以该比值随增大而变大 由闭合电路欧姆定律得，所以不变，故C错误； D．电源的输出功率为 滑片下移时电流减小，但题目没有给出初、末状态的电流与的关系，因此不能确定输出功率一定变大，故D错误。 故选B。 7．在如图所示的电路中，R₁、R₂和R4皆为定值电阻，R₃为光敏电阻，光照强度增大时电阻会变小，电源的电动势为E、内阻为r。设电流表A₁的读数为I1，电流表A2的读数为I₂，电容器两水平极板间有一带电液滴静止于P点，电压表V的读数为U，当照射到R₃的光强增大时，电压表V、电流表A₁示数变化分别为ΔU、ΔI₁，则（　　） A．I₂变大 B．光强增大后，电源输出功率增大 C．液滴带正电，光强增大后将向上运动 D． 【答案】C 【详解】A．当照射到的光强增大时，R₃阻值减小，总电阻减小，总电流变大，R1、R2以及内阻r上的电压变大，则R4所在的并联支路电压减小，可知R4电流减小，I2减小，故A错误； B．光强增大后，外电阻减小，由于外电阻和内电阻关系未知，电源输出功率无法判断，故B错误； C．电容器下极板带正电，可知液滴带正电，光强增大后R1上的电压变大，电容器两板间场强变大，则液滴将向上运动，故C正确； D．由闭合电路的欧姆定律可知 可得，故D错误。 故选C。 8．在如图所示的电路中，由于某一电阻发生了短路或断路，使得A灯变暗，B灯变亮，则故障原因可能是（     ） A．或短路 B．或断路 C．或断路 D．或短路 【答案】B 【详解】A．R2短路时，B灯熄灭，与题不符，故A错误； B．R2断路时，外电阻增大，干路电流减小，A灯变暗。干路电流减小，电源的内电压、A灯和R4的电压都减小，R3的电压增大，通过R3的电流增大，R1的电压减小，则B灯电压增大，B灯变亮，与题意相符； R3断路时，外电阻增大，干路电流减小，A灯变暗。电源的内电压、A灯和R4的电压都减小，R1的电压减小，则B灯电压增大，B灯变亮，与题意相符；故B正确； C．R4断路，AB灯都会熄灭，与题不符，故C错误； D．R4短路，外电路总电阻减小，电流变大，A灯变亮，与题不符，故D错误。 故选B。 9．如图所示，电源电动势为12V，当开关接通时，灯泡和都不亮，用电压表测得各部分电压，，由此可以判断（） A．可能是和的灯丝都断了 B．可能是的灯丝断了 C．可能是灯丝断了 D．可能是变阻器R断路 【答案】C 【详解】电路为串联电路，灯泡不亮说明电路中存在断路，电路中电流I=0。 Ucd=12V等于电源电动势，说明d能通过L1连通到电源正极，c能通过变阻器R连通到电源负极，断路发生在c−d之间，也就是L2处。 故选C。 二、多选题 10．如图所示，电阻R1＝2 Ω，小灯泡L上标有“3 V，1.5 W”字样，电源内阻r＝1 Ω，滑动变阻器的最大阻值为R0。当滑片P滑到最上端a时，理想电流表的读数为1 A，小灯泡L恰好正常发光，不考虑小灯泡电阻的变化，则下列说法正确的是（     ） A．滑动变阻器的最大阻值R0＝8 Ω B．电源电动势E＝6 V C．当滑片P滑到最下端时，电源的输出功率P出＝8 W D．当滑片P滑到最下端时，电源的总功率P总＝24 W 【答案】BC 【详解】小灯泡L正常发光，其两端电压等于额定电压 通过灯泡的电流 灯丝电阻。 由电路图可知，滑片P与变阻器上端接在一起、等电势，故变阻器接入电路的是滑片P到下端b的一段，该段与灯泡L并联。 当滑片P滑到最上端时，变阻器接入电路的阻值为，变阻器两端电压等于灯泡的额定电压，干路电流为 则通过变阻器的电流 故 由闭合电路欧姆定律得电源电动势。 A．由上述计算可知，故A错误； B．电源电动势，故B正确； C．当滑片P滑到最下端b时，变阻器接入电路的阻值为零，灯泡被短路，外电阻，干路电流，电源的输出功率，故C正确； D．此时电源的总功率，故D错误。 故选BC。 11．如图甲所示的电路中，、均为定值电阻，且，为滑动变阻器，闭合开关，当其滑片从最左端滑至最右端的过程中，测得电源的路端电压U随干路电流I变化关系如图乙所示，其中图线上的M、N两点是滑片在变阻器两个不同端点时分别得到的。下列各值正确的是（     ） A．电源电动势为6 V； B．电源内阻为； C．定值电阻的阻值； D．接入电路的阻值时电源的输出功率最大 【答案】AC 【详解】AB．图乙是电源路端电压随干路电流变化的图像，纵轴截距为，表示电流为零时的路端电压，故电动势。由闭合电路欧姆定律可知，图线斜率的大小为内阻。点对应，，故，故A正确，B错误； C．滑片在最右端时，接入电路的阻值为零，被短路，外电阻仅为。图乙中电流最大的点对应，，由欧姆定律得，故C正确； D．设外电路总电阻为，由闭合电路欧姆定律得 电源的输出功率为 由均值不等式得 等号仅在外电阻等于内阻时成立，此时电源输出功率最大。由图甲的串并联关系，最大功率对应的满足 将题给及前述数值代入，所需的变阻器阻值为，故D错误。 故选AC。 12．如图电路中的电表V、、、A均为理想电表，其示数分别为U、、、I，其示数的变化量分别为、、、。电源电动势为E、内阻r，定值电阻阻值为，，滑动变阻器的最大电阻大于。当滑动变阻器从最左端向最右端滑动时，下列选项正确的是（     ） A．滑动变阻器的功率先增大后减小 B．电源的输出功率先增大后减小 C．，， D．、、 【答案】AC 【详解】AB．设滑动变阻器接入电路的阻值为，由闭合电路欧姆定律得 因此滑动变阻器的功率为 把看作电源对的等效内阻。根据电源最大输出功率条件，负载电阻等于等效内阻时负载功率最大，即时最大。滑片从最左端向最右端移动时，由小于逐渐增大到大于，所以先增大后减小。电源的输出功率为 令外电阻，同一最大功率条件表明在时最大。由于大于，本题始终有，且随增大而增大，所以始终减小，故A正确，B错误； CD．理想电压表V、和分别测量路端电压、两端电压和两端电压。由闭合电路欧姆定律和欧姆定律得， 进而有 题中变化量表示示数改变的大小，对滑片移动前后的两个状态作差，分别有，和 瞬时示数满足，和，故C正确，D错误。 故选AC。 13．如图，电源电动势为E，内阻为r，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，电压表、电流表均为理想电表。闭合开关，滑片P向下滑动时（     ） A．电流表A1示数减小 B．电流表A2示数增大 C．电压表V示数减小 D．电压表V示数增大 【答案】BC 【详解】滑片向下滑动时，接入电路的阻值减小，电路总电阻减小。 A．根据闭合电路欧姆定律，电路总电阻减小，所以总电流增大，测干路总电流，因此示数增大，故A错误； CD．电压表测路端电压；路端电压，增大，故减小，所以电压表示数减小，故C正确，D错误； B．的电压，随增大而增大；并联部分电压，因此减小，的电流，所以减小； 由干路电流，增大、减小，可知增大，因此示数增大，故B正确。 故选BC 。 14．如图所示，电源电动势、内阻恒定，定值电阻 ，闭合开关S，平行板电容器两板间有一带电液滴M刚好处于静止状态。现将滑动变阻器的滑片向端移动，理想电压表的示数变化量的绝对值为，理想电流表示数变化量的绝对值为，下列说法正确的是（　　） A． B．电源的输出功率一定减小 C．电阻的功率一定增大 D．带电液滴M将向上极板运动，电势能减小 【答案】BD 【详解】AC．滑动变阻器的滑片向端移动，滑动变阻器接入电阻变大，电路总电阻增大，干路电流减小，由可知的功率减小； 电源内阻与定值电阻分得的电压减小，并联部分电压增大，即增大，定值电阻与串联后再与并联，则， 又增大，增大，而干路电流减小，则减小，所以减小，增大，故 则有，故AC错误； B．设外电路电阻为，电源输出功率，用图像表示如下 本题中，定值电阻与滑动变阻器串联后再与并联，定值电阻，并联部分的总电阻，则，随着滑片向端移动时增大，外电阻大于内阻且在增大，所以电源的输出功率减小，故B正确； D．由于并联部分电压增大，增大，而电容器极板电压等于的电压，根据，极板之间的电场强度增大，液滴所受电场力增大，则带电液滴M将向上极板运动，电场力做正功，电势能减小，故D正确。 故选BD。 三、解答题 15．如图甲所示，M为一电动机，定值电阻，各电表均可视为理想电表。闭合开关K，滑动变阻器R的滑片P从最右端滑到最左端的过程中，两电压表和的示数随电流表A示数的变化情况如图乙所示。已知电流表A的示数小于0.4A时，电动机不转动，此时电路可视为纯电阻电路，所有电表均视为理想电表。求： (1)滑动变阻器的最大阻值； (2)电源的电动势和内阻； (3)滑动变阻器的触头在最左端时，电动机的输出功率。 【答案】(1) (2)， (3) 【详解】（1）根据闭合电路欧姆定律有 因测量的是电动机与滑动变阻器串联部分的电压，故图线Ⅰ对应电压表，图线Ⅱ对应电压表，当电流表读数最小为0.2A时，滑动变阻器的阻值为最大，此时电压表V1的示数为，电压表V2的示数为可得滑动变阻器两端电压为 故滑动变阻器的最大阻值为 （2）根据图线Ⅰ中提供的两组数据，即，；， 代入 可得， 联立解得， （3）当电流为0.2A时，电压表的示数为0.4V，电动机被卡住，则电动机的阻值为 滑动变阻器的触头在最左端时，电流表的示数为，电压表V1的示数为2.4V，电动机的输出功率为 解得 考点03 电源电动势和内阻的测量（实验） 一、实验题 16．某兴趣小组的同学利用图甲所示的实验电路，测量定值电阻的阻值以及电源电动势和内阻。已知电压表的内阻很大，电流表的内阻为。 实验步骤如下： ①在闭合开关前，将滑动变阻器阻值调至最大；接着闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某位置，读出电流表的示数I，将单刀双掷开关分别与1、2相连接，电压表的示数分别为、； ②改变滑动变阻器滑片位置，重复上述步骤，测得多组I、、的数值。根据测得的数据，作出图和图，分别如图乙、丙所示。 回答下列问题： (1)图丙是实验时单刀双掷开关接______（选填“1”或者“2”）作出的图像。 (2)若图乙中直线的斜率为，图丙中直线斜率的绝对值为、纵截距为b。则定值电阻的阻值______，电源的电动势______、内阻______。（均选用、、b、表示） (3)如果考虑电压表内阻的影响，定值电阻R的测量值______（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。 【答案】(1)2 (2) k1 b (3)小于 【详解】（1）接1为图乙，接2为图丙。 （2）[1]图乙的斜率表示电阻R的阻值 [2]图丙的纵截距b=电源电动势E， [3]图丙斜率的绝对值 解得 （3）考虑电压表内阻的影响，电压表分流使得电流测量值偏大，由 定值电阻的测量值偏小。 17．小明在实验室中准备测定某些电池的电动势和内阻。 (1)小明利用铜片、锌片与橙子制成水果电池，他采用多用电表的欧姆挡直接测量水果电池的内阻，请你判断此操作_____（选填“可行”或“不可行”）。 (2)小明用多用电表粗测另一种水果电池电动势约为，查资料发现该水果电池内阻约为。为准确测定水果电池的电动势和内阻，实验室提供了以下仪器： ①电流表A（0~1mA，内阻为200Ω）、②电压表V（0~3V，内阻约为3kΩ）、③电阻箱、④滑动变阻器（最大阻值）、⑤开关一个，导线若干。如图设计最为合理的电路图是_____。 A． B． C． D． (3)小明另外设计了如图乙所示的电路图，图中干电池电源的电动势已知为、内阻已知为，用它来测定干电池电源的电动势和内阻。S先与1接通，调节电阻箱，记下电流表的示数，保持电阻箱接入电阻不变；再与2接通，记下电流表的示数。重复以上操作，得到多组和的值；并作出多组的图像如图丙所示，若图线的斜率为，纵轴上的截距为，则电池的电动势_____（选用、、 、 表示）；内阻_____（选用、、 、 表示）。 【答案】(1)不可行 (2)A (3) 【详解】（1）多用电表的欧姆挡内置电源，测量时会向被测电路施加电压；水果电池本身也是电源，会改变欧姆挡的测量电流，因而不能用欧姆挡直接测量水果电池的内阻，故不可行。 （2）A．电流表与电阻箱串联，改变电阻箱的阻值并测量电流。由闭合电路欧姆定律，电流表内阻已知，可以得到电源的电动势和内阻，且电流表量程与电源内阻约为相匹配，故A正确； B．电压表内阻约为，与电源内阻同数量级，接入后会造成较大的分流和负载效应，且电路不能直接测得电流，故B错误； CD．滑动变阻器最大阻值仅为，远小于电源内阻约，调节它时电路电流变化很小，测量误差较大，故CD错误。 故选A。 （3）[1]开关与电源接通时，闭合电路中电流为，由闭合电路欧姆定律得 所以 开关与电源接通时同理得 所以 消去电阻箱阻值后，整理得到 图丙中纵轴为、横轴为，直线斜率为，由此得 所以 [2]图丙纵轴截距为，由截距关系得 所以 18．某物理兴趣小组开展物理课外活动，欲测干电池的电动势和内阻。 （1）用图甲测干电池电动势和内阻。闭合，掷于1时得图乙中a线；掷于2时得b线。已知电压表内阻，电流表内阻，图乙中两线截距、斜率仍为原图所示。则电源电动势________V，内阻________。（保留三位有效数字） （2）另一学习兴趣小组利用如图丙所示电路测量同样的干电池的电动势和内阻，闭合开关前，将电阻箱阻值调至最大，然后闭合开关，多次调节电阻箱，记录下电阻箱的阻值R和相应电压表读数U。 （3）另一小组用图丙测量同一电池。电压表量程，内阻，定值电阻，电阻箱最大阻值。作图线如图丁，截距为0.87，斜率为0.034。 ①根据图丙电路，可得________（用、、、、表示）； ②则________V，________。（保留三位有效数字） 【答案】 1.40 7.00 1.53 6.40 【详解】（1）[1][2]开关掷于1时电压表测量的电压值不包括电流表两端的电压，由闭合电路欧姆定律有 结合题图乙a的线可知 由于坐标原点是，所以要求r的准确值需要求出直线b对应的短路电流，由相似比得 可得 （3）①[3]由闭合电路欧姆定律有 整理可得 ②[4][5]结合图丁，分析以上函数可得， 方程联立解得， 19．某同学购买的蓝牙耳机电池上标有“80mA·h”字样，为了测量该电池电动势和实际容量，该同学进行了如下实验： (1)测量电池的电动势，可供选择的器材如下： 待测电池E、电流表A1（0~0.6A，内阻较小）、电流表A2（0~100mA，内阻较小）、电阻箱R0（0~99999.9Ω）、开关S和导线若干。 完成下列填空： ①该电池允许的最大放电电流为80mA，电流表应选__________（填“A1”或“A2”）； ②按照图（a）中电路图连接电路，闭合开关S；记录电流表示数I及电阻箱阻值R0；某一次电流表示数如图（b）所示，其读数为__________mA。断开开关S，改变R0，重复以上步骤，得到和R0的关系如图（c）所示，由图可得电池电动势E=__________V（结果保留位有效数字） (2)该同学用如图（d）甲所示电路观察该电池放电过程中的电压电流变化情况。完成下列填空： ①电路连接完毕，闭合开关S，每隔一段时间记录电压表、电流表的示数U和I，得到U和I随时间变化的图像分别如图（d）乙、丙所示； ②由图（d）乙、丙可知，随着电池持续放电，输出电压和电流均持续减小。当t=120min后，电池输出电压和电流开始迅速衰减，电池无法正常工作。电池处于正常工作状态可以放出的总电量称为实际容量，由测量结果可估算出该电池的实际容量为__________mA·h（结果保留2位有效数字）。 ③小明同学认为伏特表的内阻大小对于电池实际容量的测量结果没有影响，您是否同意__________，请简要说明理由。__________ 【答案】(1) A2 52 4.0 (2) 73 不同意 电压表分流，导致电池容量测量值变小；伏特表内阻越小，对于测量值影响越大 【详解】（1）[1]电池最大放电电流80mA，因此电流表应选A2； [2]毫安表量程为0~100mA，分度值为2mA，读数为52mA； [3]根据闭合电路欧姆定律 变形可得 结合图线可得 所以 （2）[1]图像丙在0至120min内与横轴围成的面积表示电池放出的总电量，根据割补法，所作图线如图所示 利用梯形法估算图像面积，电荷量为 [2][3]不同意，电压表分流导致电池容量测量值变小，伏特表内阻越小，对于测量值影响越大。 20．(1)某同学用螺旋测微器测圆柱体的直径时，示数如图甲所示，此示数为__mm；用游标卡尺测量某物体的厚度时，示数如图乙所示，此示数为___ cm。电压表的读数为_____ V；电流表的读数为_____ A。 (2)某实验小组用如图甲所示的电路测量一电池的电动势和内阻，该电池的电动势E约为、内阻r约为、允许通过的最大电流为。现有量程为、内阻为的电压表，电阻箱、和保护电阻，电键S，导线若干。请回答以下问题： ①将电压表和电阻箱改装成量程为的新电压表，电阻箱的阻值应该调节为________； ②可备选用的定值电阻有以下几种规格，则应选用________； A．   B．，10W      C． ③该小组选取为（2）中所选择的定值电阻，将改装好的新电压表（虚线框内）正确接在A、C之间，如图甲所示。请根据甲图中的电路图用笔画线代替导线，在图乙中将实物图连接成完整电路________。 ④正确连接电路后，闭合开关S，调节电阻箱，测出多组的阻值和原电压表的示数，根据实验数据，用描点法绘出图像，如图丙所示。依据图像，可得电源的电动势________V，内阻________。（结果均保留两位有效数字） 【答案】(1) (2) B 【详解】（1）[1]图甲读数为 [2]图乙读数为 [3]电压表量程为3V，分度值为，读数为 [4]电流表量程为，分度值为，读数为 （2）①[1]要将的电压表改装成10V的电压表，量程扩大到原来的n倍，则 需要串联的电阻为 ②[2]电路中的最小电阻约为 故定值电阻可以选的，电流最大时的功率为 故选B。 ③[3]根据电路图连接实物图如图所示： ④[4]由于的阻值远小于改装后的电压表的阻值，所以可以忽略其影响，根据闭合电路欧姆定律可得 整理得 图像的纵截距为 解得 [5]结合图像可得斜率 解得 21．在“测定电源的电动势和内阻”实验中： (1)某同学设计了图甲所示电路图，进行规范实验，并根据测量数据最终得到如图乙所示的图像。 ①根据图像可知，电源电动势的测量值为_________V，内阻的测量值为_________。（均保留三位有效数字） ②考虑到电表并非理想电表，则电源电动势的测量值_________真实值，内阻的测量值_________真实值。（均填“大于”“小于”或“等于”） (2)为了消除电表内阻引起的系统误差，重新设计的电路图如图丙所示，图中定值电阻的阻值为，、是两个相同的电流表。 ①连接好电路后，闭合开关S，调节滑动变阻器与电阻箱的阻值，当电阻箱的读数为时，灵敏电流表G的示数为零，则可测得电流表、的内阻为_________。（用、表示） ②当灵敏电流表G的示数为零时，仅改变滑动变阻器滑片的位置，测得多组电压表示数、电流表示数、电流表示数，以为纵坐标、为横坐标，得到图丁所示的直线，则电源的内阻_________。（用、、、表示） 【答案】(1) 3.00 2.20 等于 大于 (2) 【详解】（1）①[1][2]根据闭合电路欧姆定律 图线延长到时的纵轴截距为电动势，斜率绝对值为内阻。延长图乙直线，可得 取图线上两点计算斜率 ②[3]图甲中电流表测的是干路电流，电压表只测滑动变阻器两端电压，未测电流表两端电压。实际关系为： 因此用作图法得到的电动势截距仍为E，故E测量值等于真实值 [4]内阻测量值实际为，故内阻测量值大于真实值。 （2）①[1]灵敏电流计G示数为零时，电桥平衡。设电流表内阻为。上支路，电流经过和；下支路：电流经过电阻箱和。平衡时 且 两式相除 所以 ②[2]电桥平衡时，桥路部分等效电阻正好等于电流表内阻。电路满足 即 图丁中，纵轴截距为a，横轴截距为b，所以 因此 代入得 22．教室里多媒体的遥控器失灵了，电教员怀疑是遥控器里的电池老化造成的。他取出遥控器里的干电池，设计了一个测量电池电动势和内阻的电路图（如图）。图中R1和R2是定值电阻（阻值未知），A1和A2是电流表，R3和R4是电阻箱，G是灵敏电流计，S是开关。他和同学一起备好器材（所有器材均符合实验安全和测量精度要求），完成了如下操作： （1）按照电路图连接好电路，闭合开关S，反复调节电阻箱R3、R4的阻值，直到灵敏电流表G的示数为零。读出此时电阻箱连入电路的阻值（分别记为R3和R4）、电流表的示数（分别记为I1和I2）。 （2）断开开关S，适当调节某个电阻箱的阻值，再次闭合开关S，调节另一个电阻箱的阻值，直至灵敏电流表G的示数再次为零，记录此时电阻箱连入电路的阻值和各电流表的示数。 （3）重复（2）的步骤，记录多组电阻箱连入电路的阻值和各电流表对应的示数。 （4）以I1+I2为横轴，以________为纵轴，作出线性图像如图所示，由图像可得所测电池的电动势为________，内阻为________。 （5）本实验________（选填“需要”或“不需要”）知道R1和R2的阻值，实验________（选填“存在”或“不存在”）系统误差。 【答案】 a 不需要 不存在 【详解】[1][2][3]根据闭合电路欧姆定律可得 当灵敏电流表G的示数为零时，有 联立可得 由此可知，应以I1+I2为横轴，以为纵轴，作出倾斜直线，结合图线可得， [4][5]由以上分析可知，本实验不需要知道R1和R2的阻值，且不存在系统误差。 23．某同学购买的蓝牙耳机电池上标有“80mA·h”字样，为了测量该电池电动势和实际容量，该同学进行了如下实验： (1)测量电池的电动势，可供选择的器材如下： 待测电池E、电流表（0～0.6A，内阻较小）、电流表（0～100mA，内阻较小）、电阻箱（0～99999.9Ω）、开关S和导线若干。 完成下列填空： ①该电池允许的最大放电电流为80mA，电流表应选______（填“”或“”）； ②按照图（a）中电路图连接电路，闭合开关S；记录电流表示数I及电阻箱阻值；某一次电流表示数如图（b）所示，其读数为______mA。断开开关S，改变，重复以上步骤，得到和的关系如图（c）所示，由图可得电池电动势______V（结果保留2位有效数字）。 (2)该同学用如图（d）甲所示电路观察该电池放电过程中的电压电流变化情况。完成下列填空： ①电路连接完毕，闭合开关S，每隔一段时间记录电压表、电流表的示数U和I，得到U和I随时间t变化的图像分别如图（d）乙、丙所示； ②由图（d）乙、丙可知，随着电池持续放电，输出电压和电流均持续减小。当后，电池输出电压和电流开始迅速衰减，电池无法正常工作。电池处于正常工作状态可以放出的总电量称为实际容量，由测量结果可估算出该电池的实际容量为______mA·h（结果保留2位有效数字）。 ③小明同学认为伏特表的内阻大小对于电池实际容量的测量结果没有影响，您是否同意，请简要说明理由。______ 【答案】(1) A2 51 4.0（3.8~4.2） (2) 73（69~77） 不同意，电压表分流，导致电池容量测量值变小；伏特表内阻越小，对于测量值影响越大。 【详解】（1）[1]电池最大放电电流 80mA，量程 0~0.6A，量程太大；量程 0~100mA，匹配，选 [2]毫安表量程 0~100mA，分度值 2mA，本位估读，读数为 [3]由闭合电路欧姆定律 可得 图像斜率 结合图像数据 解得 （2）[1]图像丙在0至120min内与横轴围成的面积表示电池放出的总电量。利用梯形法估算图像面积，可得该阶段的平均电流约为36.3mA，根据电量公式 代入数据解得 [2]不同意，电压表分流，导致电池容量测量值变小；伏特表内阻越小，对于测量值影响越大。 24．一同学想要用电流表和电阻箱测量电池的电动势和内阻。 (1)为提高测量精度，该同学先用多用电表测量电流表的电阻（小于）。他按照图（a）连接电路，闭合开关，电阻箱的阻值调到最大，多用电表打到测电阻的挡，调零后将多用电表的______（填 “红” 或 “黑”）表笔与电流表的正接线柱相连。闭合开关后，调节电阻箱阻值到一适当位置，多用电表和电阻箱的示数如图（b）所示，则该电流表的电阻为______。 (2)该同学按照图（c）连接电路，实验步骤如下： ①将电阻箱阻值调到最大，闭合开关； ②多次调节电阻箱，记下电流表的示数和电阻箱相应的阻值； ③以为纵坐标，为横坐标，作图线如图（d）； 则该电池电动势为______，内阻为______。（结果保留 2 位有效数字） (3)由于欧姆表测量电阻不够精确，这对干电池电动势的测量精度______，内阻的测量精度______。（填 “有影响” 或 “无影响”） 【答案】(1) 黑 (2) (3) 无影响 有影响 【详解】（1）[1] 多用电表欧姆挡内部自带电源，电源的正极接黑表笔、负极接红表笔。为了让电流表指针正向偏转，需要让电流从电流表的正接线柱流入，因此多用电表的黑表笔接电流表正接线柱。 [2] 欧姆挡选倍率，表盘指针指向，因此多用电表测得的电阻箱与电流表串联总电阻为，由图可知电阻箱的阻值为，故该电流表的电阻为 （2）[1][2]根据闭合电路欧姆定律，对图（c）的电路有 整理得 结合图线可知，图线斜率 纵轴截距为 可知， 解得电池电动势为 内阻为 （3）[1][2]从的表达式可知，电动势仅由图线的斜率决定，和预先测量的电流表内阻无关，因此欧姆表测的误差对电动势测量精度无影响；但电源内阻的测量值满足表达式 即 的测量误差会直接传递给，因此内阻的测量精度有影响。 25．某实验小组测量一节干电池的电动势和内阻，他们在实验室找到了如下器材： A．电压表（0~3V，内阻约为3kΩ） B．灵敏电流计（0~50mA，内阻为22.0Ω） C．滑动变阻器（0~30Ω） D．电阻箱（0~99.9Ω） E.开关和导线若干 (1)首先将灵敏电流计改装成量程为0~0.6A的电流表，需要将电阻箱调为______Ω后与灵敏电流计_____（选填“串”或“并”）联，改装后电流表的内阻RA=________Ω。（此空保留一位小数） (2)他们设计了甲、乙两个实验电路，电流表为改装后的电表，为了减小误差，实验时应该选择_____（选填“甲”或“乙”）。 (3)他们用正确的电路完成实验，记录了5组数据，并画出了U-I图线如图丙所示，由此可得出干电池的电动势E=______V，内阻r=______Ω。（均保留一位小数） 【答案】(1) 2.0 并 1.8 (2)乙 (3) 1.5 2.2 【详解】（1）[1][2][3]将灵敏电流计改装成量程为0~0.6A的电流表，需要电阻箱与灵敏电流计并联，根据并联关系可知，, 其中，， 解得， （2）因改装后的电流表内阻已知，则为了减小误差，实验时应该选择乙。 （3）[1][2]根据 结合图像可以得出电动势 内阻 试卷第1页，共3页 36 / 38 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题07 电路 能量守恒定律 3大高频考点概览 考点01 电功、电功率、焦耳定律 考点02 闭合电路欧姆定律（路端电压、功率分配） 考点03 电源电动势和内阻的测量（实验） 考点01 电功、电功率、焦耳定律 一、单选题 1．一块数码相机的锂电池电动势为，容量为。电池充满后，关闭液晶屏时可拍摄照片400张左右，则每拍摄一张照片消耗的电能大约是（     ） A． B． C． D． 2．如图所示，两盏完全相同的灯泡接入图甲、图乙所示的电路中，图甲中电源电压为U，图乙中电源电压为2U，、是两个滑动变阻器，调节、使灯泡均正常发光，则关于这两个电路下列说法正确的是（     ） A．、两端的电压之比为 B．、消耗的电功率之比为 C．、的电阻值之比为 D．通过、的电流之比为 3．如图，为定值电阻，为可变电阻，为电源电动势，为电源内电阻，说法中正确的是（     ） A．当时，获得最大功率 B．当时，获得最大功率 C．当时，上获得最小功率 D．当时，电源的输出功率最大 4．如图甲所示，用充电宝为一手机电池充电，其等效电路如图乙所示。在充电的过程中，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．充电宝输出的电功为UIt B．充电宝产生的热功率为I2r C．手机电池产生的焦耳热为t D．手机电池增加的化学能为UIt＋I2rt 5．如图所示为一含电解槽A的工作电路，电源电动势，灯泡额定电压为3V，额定功率为0.6W，电解槽内阻为。现闭合开关S，再闭合，调节滑动变阻器电阻，当时，灯泡正常发光。若保持S闭合，断开，再闭合，电解槽工作，灯泡仍正常发光，此时以下说法正确的是（　　） A．电解槽的输入功率为0.6W B．电解槽的发热功率为0.2W C．电源的热功率为0.02W D．电解槽将电能转化为化学能的功率为0.38W 6．如图所示，U-I图像中的甲、乙两条图线分别表示某一定值电阻R两端的电压与通过该电阻的电流关系和某一电源的路端电压随干路电流的变化关系。若将该电源与两个定值电阻R串联构成闭合回路，下列分析中正确的是（     ） A．甲反映定值电阻R的U-I关系，R=1.5 Ω B．乙反映电源的U-I关系，其内阻r=3.0 Ω C．通过定值电阻R的电流大小为1.2 A D．电源内阻r消耗的热功率为6.75W 二、多选题 7．图甲为某无人机内发动机限速的简化电路，当飞行速度达到350km/h时，衔铁刚好被吸下，油门C随衔铁向下平移使喷油量减小，无人机速度不再增大。已知电源电压为12V，定值电阻R0为25Ω，电磁铁线圈电阻不计，图乙为电阻R的阻值随飞行速度v变化的关系图。下列说法正确的是（     ） A．电磁铁下端的极性为N极 B．当飞行速度增大时，电压表的示数减小 C．当飞行速度达到210km/h时电压表的示数为4.5V D．若以350km/h的速度飞行1min，电阻R产生的热量是48J 8．在如图所示的电路中，电源电动势为6 V，内阻为0.5 Ω，电动机M线圈电阻为1.5 Ω，电表均为理想电表。闭合开关S，电动机正常转动后，电流表A的读数为2 A，下列说法正确的是（     ） A．若卡住电动机叶片，开关S闭合，电流表读数小于2 A B．若卡住电动机叶片，开关S闭合，电压表读数大于3 V C．电动机正常转动后，电压表读数为5 V D．电动机正常转动后，电动机输入功率为10 W 三、解答题 9．如图所示，电路中电池的电动势，内阻，定值电阻，是可变电阻，在从零增大到的过程中，求下列问题： (1)上消耗的最大热功率是多少? (2)为多少时，其消耗的热功率最大？该最大热功率是多少？ 10．如图所示，某同学利用一台废旧小电风扇拆下来的小型电动机来提升重物。使用电动势E=12V，内阻为r=1Ω的电源，第一次闭合开关发现电动机被卡住不转，此时电压表（可视为理想电压表）的示数为U1=9V；排除故障后，再次闭合开关，电动机以稳定的速度匀速提升重物，此时电压表的示数为U2=11V。已知重物质量m=4kg，忽略摩擦，g取10m/。求： (1)电动机被卡住时电路中的电流I1以及电动机内部线圈的电阻R； (2)重物匀速上升时，该电动机的输入功率P； (3)重物匀速上升的速度v的大小。 11．在如图所示电路中，电源电动势为，电路中的定值电阻，闭合开关S后，电动机正常工作，此时，电流表的示数为，电压表示数为。电流表和电压表均为理想电表。问： (1)电源的内阻为多大？ (2)电动机正常工作时，电源输出的电功率为多大？ (3)电动机正常工作时的机械效率为50%，电动机的内阻为多大？ 考点02 闭合电路欧姆定律（路端电压、功率分配） 一、单选题 1．一款微公交由蓄电池对车上电动机供电，电动机为车提供动力。该车的主要技术参数如表，下列说法正确的是（     ） 整车质量 600kg 铅酸蓄电池 输出电压 48V 最高车速 60km/h 容量 120A⋅h 承载人数 2人 电动机 额定电压 48V 最大承载质量 200kg 额定功率 1.2kW A．蓄电池能储存的最大电能为120A⋅h B．电动机卡住时，通过回路的电流小于25A C．蓄电池充满电后最多能供电动机正常工作4.8h D．电动机在额定电压下工作1h，流过的电荷量为144C 2．硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点。如图所示，图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图像，图线b是某电阻R的U-I图像。在同等光照强度下，当它们组成闭合回路时，下列说法正确的是（     ） A．电池的电动势为U3 B．电池的内阻 C．电源的输出功率P=U2I2 D．电池的效率为 3．图1所示的电路中，电源的图像如图3所示，灯泡的图像如图2所示。图1所示电路中定值电阻的阻值，下列说法正确的是（     ） A．电源内阻为 B．开关闭合时电源的热功率小于1 W C．开关闭合时灯的功率为0.72 W D．开关闭合时电源的总功率大于3 W 4．在温控电路中，通过热敏电阻的阻值随温度的变化可实现对电路相关物理量的控制。如图所示的电路，R1为定值电阻，R2为半导体热敏电阻（温度越高，电阻越小），C为电容器，理想电压表的示数变化量的绝对值为ΔU，干路上的电流变化量的绝对值为ΔI。当环境温度升高时（     ） A．电压表的读数增大 B．R1消耗的功率减小 C．电容器C带电荷量增大 D．不变 5．图甲为人体脂肪测量仪，其原理是根据人体电阻的大小判断脂肪所占比例（体液中含有钠离子、钾离子等容易导电，而脂肪几乎不导电），其模拟电路如图乙所示，电表可视为理想电表。测量时，闭合开关，测试者双手握住手柄、，电流表和电压表的示数分别用、表示，变化量分别用、表示。若换体型极相似但脂肪含量更高者进行测量，则（　　） A．电流表示数变大 B．电源的效率降低 C．比值变大 D．始终等于 6．在如图所示电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数变化量的绝对值分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示。下列说法正确的是 （     ） A．不变，变小 B．变大，不变 C．不变，变大 D．电源的输出功率变大 7．在如图所示的电路中，R₁、R₂和R4皆为定值电阻，R₃为光敏电阻，光照强度增大时电阻会变小，电源的电动势为E、内阻为r。设电流表A₁的读数为I1，电流表A2的读数为I₂，电容器两水平极板间有一带电液滴静止于P点，电压表V的读数为U，当照射到R₃的光强增大时，电压表V、电流表A₁示数变化分别为ΔU、ΔI₁，则（　　） A．I₂变大 B．光强增大后，电源输出功率增大 C．液滴带正电，光强增大后将向上运动 D． 8．在如图所示的电路中，由于某一电阻发生了短路或断路，使得A灯变暗，B灯变亮，则故障原因可能是（     ） A．或短路 B．或断路 C．或断路 D．或短路 9．如图所示，电源电动势为12V，当开关接通时，灯泡和都不亮，用电压表测得各部分电压，，由此可以判断（） A．可能是和的灯丝都断了 B．可能是的灯丝断了 C．可能是灯丝断了 D．可能是变阻器R断路 二、多选题 10．如图所示，电阻R1＝2 Ω，小灯泡L上标有“3 V，1.5 W”字样，电源内阻r＝1 Ω，滑动变阻器的最大阻值为R0。当滑片P滑到最上端a时，理想电流表的读数为1 A，小灯泡L恰好正常发光，不考虑小灯泡电阻的变化，则下列说法正确的是（     ） A．滑动变阻器的最大阻值R0＝8 Ω B．电源电动势E＝6 V C．当滑片P滑到最下端时，电源的输出功率P出＝8 W D．当滑片P滑到最下端时，电源的总功率P总＝24 W 11．如图甲所示的电路中，、均为定值电阻，且，为滑动变阻器，闭合开关，当其滑片从最左端滑至最右端的过程中，测得电源的路端电压U随干路电流I变化关系如图乙所示，其中图线上的M、N两点是滑片在变阻器两个不同端点时分别得到的。下列各值正确的是（     ） A．电源电动势为6 V； B．电源内阻为； C．定值电阻的阻值； D．接入电路的阻值时电源的输出功率最大 12．如图电路中的电表V、、、A均为理想电表，其示数分别为U、、、I，其示数的变化量分别为、、、。电源电动势为E、内阻r，定值电阻阻值为，，滑动变阻器的最大电阻大于。当滑动变阻器从最左端向最右端滑动时，下列选项正确的是（     ） A．滑动变阻器的功率先增大后减小 B．电源的输出功率先增大后减小 C．，， D．、、 13．如图，电源电动势为E，内阻为r，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，电压表、电流表均为理想电表。闭合开关，滑片P向下滑动时（     ） A．电流表A1示数减小 B．电流表A2示数增大 C．电压表V示数减小 D．电压表V示数增大 14．如图所示，电源电动势、内阻恒定，定值电阻 ，闭合开关S，平行板电容器两板间有一带电液滴M刚好处于静止状态。现将滑动变阻器的滑片向端移动，理想电压表的示数变化量的绝对值为，理想电流表示数变化量的绝对值为，下列说法正确的是（　　） A． B．电源的输出功率一定减小 C．电阻的功率一定增大 D．带电液滴M将向上极板运动，电势能减小 三、解答题 15．如图甲所示，M为一电动机，定值电阻，各电表均可视为理想电表。闭合开关K，滑动变阻器R的滑片P从最右端滑到最左端的过程中，两电压表和的示数随电流表A示数的变化情况如图乙所示。已知电流表A的示数小于0.4A时，电动机不转动，此时电路可视为纯电阻电路，所有电表均视为理想电表。求： (1)滑动变阻器的最大阻值； (2)电源的电动势和内阻； (3)滑动变阻器的触头在最左端时，电动机的输出功率。 考点03 电源电动势和内阻的测量（实验） 一、实验题 16．某兴趣小组的同学利用图甲所示的实验电路，测量定值电阻的阻值以及电源电动势和内阻。已知电压表的内阻很大，电流表的内阻为。 实验步骤如下： ①在闭合开关前，将滑动变阻器阻值调至最大；接着闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某位置，读出电流表的示数I，将单刀双掷开关分别与1、2相连接，电压表的示数分别为、； ②改变滑动变阻器滑片位置，重复上述步骤，测得多组I、、的数值。根据测得的数据，作出图和图，分别如图乙、丙所示。 回答下列问题： (1)图丙是实验时单刀双掷开关接______（选填“1”或者“2”）作出的图像。 (2)若图乙中直线的斜率为，图丙中直线斜率的绝对值为、纵截距为b。则定值电阻的阻值______，电源的电动势______、内阻______。（均选用、、b、表示） (3)如果考虑电压表内阻的影响，定值电阻R的测量值______（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。 17．小明在实验室中准备测定某些电池的电动势和内阻。 (1)小明利用铜片、锌片与橙子制成水果电池，他采用多用电表的欧姆挡直接测量水果电池的内阻，请你判断此操作_____（选填“可行”或“不可行”）。 (2)小明用多用电表粗测另一种水果电池电动势约为，查资料发现该水果电池内阻约为。为准确测定水果电池的电动势和内阻，实验室提供了以下仪器： ①电流表A（0~1mA，内阻为200Ω）、②电压表V（0~3V，内阻约为3kΩ）、③电阻箱、④滑动变阻器（最大阻值）、⑤开关一个，导线若干。如图设计最为合理的电路图是_____。 A． B． C． D． (3)小明另外设计了如图乙所示的电路图，图中干电池电源的电动势已知为、内阻已知为，用它来测定干电池电源的电动势和内阻。S先与1接通，调节电阻箱，记下电流表的示数，保持电阻箱接入电阻不变；再与2接通，记下电流表的示数。重复以上操作，得到多组和的值；并作出多组的图像如图丙所示，若图线的斜率为，纵轴上的截距为，则电池的电动势_____（选用、、 、 表示）；内阻_____（选用、、 、 表示）。 18．某物理兴趣小组开展物理课外活动，欲测干电池的电动势和内阻。 （1）用图甲测干电池电动势和内阻。闭合，掷于1时得图乙中a线；掷于2时得b线。已知电压表内阻，电流表内阻，图乙中两线截距、斜率仍为原图所示。则电源电动势________V，内阻________。（保留三位有效数字） （2）另一学习兴趣小组利用如图丙所示电路测量同样的干电池的电动势和内阻，闭合开关前，将电阻箱阻值调至最大，然后闭合开关，多次调节电阻箱，记录下电阻箱的阻值R和相应电压表读数U。 （3）另一小组用图丙测量同一电池。电压表量程，内阻，定值电阻，电阻箱最大阻值。作图线如图丁，截距为0.87，斜率为0.034。 ①根据图丙电路，可得________（用、、、、表示）； ②则________V，________。（保留三位有效数字） 19．某同学购买的蓝牙耳机电池上标有“80mA·h”字样，为了测量该电池电动势和实际容量，该同学进行了如下实验： (1)测量电池的电动势，可供选择的器材如下： 待测电池E、电流表A1（0~0.6A，内阻较小）、电流表A2（0~100mA，内阻较小）、电阻箱R0（0~99999.9Ω）、开关S和导线若干。 完成下列填空： ①该电池允许的最大放电电流为80mA，电流表应选__________（填“A1”或“A2”）； ②按照图（a）中电路图连接电路，闭合开关S；记录电流表示数I及电阻箱阻值R0；某一次电流表示数如图（b）所示，其读数为__________mA。断开开关S，改变R0，重复以上步骤，得到和R0的关系如图（c）所示，由图可得电池电动势E=__________V（结果保留位有效数字） (2)该同学用如图（d）甲所示电路观察该电池放电过程中的电压电流变化情况。完成下列填空： ①电路连接完毕，闭合开关S，每隔一段时间记录电压表、电流表的示数U和I，得到U和I随时间变化的图像分别如图（d）乙、丙所示； ②由图（d）乙、丙可知，随着电池持续放电，输出电压和电流均持续减小。当t=120min后，电池输出电压和电流开始迅速衰减，电池无法正常工作。电池处于正常工作状态可以放出的总电量称为实际容量，由测量结果可估算出该电池的实际容量为__________mA·h（结果保留2位有效数字）。 ③小明同学认为伏特表的内阻大小对于电池实际容量的测量结果没有影响，您是否同意__________，请简要说明理由。__________ 20．(1)某同学用螺旋测微器测圆柱体的直径时，示数如图甲所示，此示数为__mm；用游标卡尺测量某物体的厚度时，示数如图乙所示，此示数为___ cm。电压表的读数为_____ V；电流表的读数为_____ A。 (2)某实验小组用如图甲所示的电路测量一电池的电动势和内阻，该电池的电动势E约为、内阻r约为、允许通过的最大电流为。现有量程为、内阻为的电压表，电阻箱、和保护电阻，电键S，导线若干。请回答以下问题： ①将电压表和电阻箱改装成量程为的新电压表，电阻箱的阻值应该调节为________； ②可备选用的定值电阻有以下几种规格，则应选用________； A．   B．，10W      C． ③该小组选取为（2）中所选择的定值电阻，将改装好的新电压表（虚线框内）正确接在A、C之间，如图甲所示。请根据甲图中的电路图用笔画线代替导线，在图乙中将实物图连接成完整电路________。 ④正确连接电路后，闭合开关S，调节电阻箱，测出多组的阻值和原电压表的示数，根据实验数据，用描点法绘出图像，如图丙所示。依据图像，可得电源的电动势________V，内阻________。（结果均保留两位有效数字） 21．在“测定电源的电动势和内阻”实验中： (1)某同学设计了图甲所示电路图，进行规范实验，并根据测量数据最终得到如图乙所示的图像。 ①根据图像可知，电源电动势的测量值为_________V，内阻的测量值为_________。（均保留三位有效数字） ②考虑到电表并非理想电表，则电源电动势的测量值_________真实值，内阻的测量值_________真实值。（均填“大于”“小于”或“等于”） (2)为了消除电表内阻引起的系统误差，重新设计的电路图如图丙所示，图中定值电阻的阻值为，、是两个相同的电流表。 ①连接好电路后，闭合开关S，调节滑动变阻器与电阻箱的阻值，当电阻箱的读数为时，灵敏电流表G的示数为零，则可测得电流表、的内阻为_________。（用、表示） ②当灵敏电流表G的示数为零时，仅改变滑动变阻器滑片的位置，测得多组电压表示数、电流表示数、电流表示数，以为纵坐标、为横坐标，得到图丁所示的直线，则电源的内阻_________。（用、、、表示） 22．教室里多媒体的遥控器失灵了，电教员怀疑是遥控器里的电池老化造成的。他取出遥控器里的干电池，设计了一个测量电池电动势和内阻的电路图（如图）。图中R1和R2是定值电阻（阻值未知），A1和A2是电流表，R3和R4是电阻箱，G是灵敏电流计，S是开关。他和同学一起备好器材（所有器材均符合实验安全和测量精度要求），完成了如下操作： （1）按照电路图连接好电路，闭合开关S，反复调节电阻箱R3、R4的阻值，直到灵敏电流表G的示数为零。读出此时电阻箱连入电路的阻值（分别记为R3和R4）、电流表的示数（分别记为I1和I2）。 （2）断开开关S，适当调节某个电阻箱的阻值，再次闭合开关S，调节另一个电阻箱的阻值，直至灵敏电流表G的示数再次为零，记录此时电阻箱连入电路的阻值和各电流表的示数。 （3）重复（2）的步骤，记录多组电阻箱连入电路的阻值和各电流表对应的示数。 （4）以I1+I2为横轴，以________为纵轴，作出线性图像如图所示，由图像可得所测电池的电动势为________，内阻为________。 （5）本实验________（选填“需要”或“不需要”）知道R1和R2的阻值，实验________（选填“存在”或“不存在”）系统误差。 23．某同学购买的蓝牙耳机电池上标有“80mA·h”字样，为了测量该电池电动势和实际容量，该同学进行了如下实验： (1)测量电池的电动势，可供选择的器材如下： 待测电池E、电流表（0～0.6A，内阻较小）、电流表（0～100mA，内阻较小）、电阻箱（0～99999.9Ω）、开关S和导线若干。 完成下列填空： ①该电池允许的最大放电电流为80mA，电流表应选______（填“”或“”）； ②按照图（a）中电路图连接电路，闭合开关S；记录电流表示数I及电阻箱阻值；某一次电流表示数如图（b）所示，其读数为______mA。断开开关S，改变，重复以上步骤，得到和的关系如图（c）所示，由图可得电池电动势______V（结果保留2位有效数字）。 (2)该同学用如图（d）甲所示电路观察该电池放电过程中的电压电流变化情况。完成下列填空： ①电路连接完毕，闭合开关S，每隔一段时间记录电压表、电流表的示数U和I，得到U和I随时间t变化的图像分别如图（d）乙、丙所示； ②由图（d）乙、丙可知，随着电池持续放电，输出电压和电流均持续减小。当后，电池输出电压和电流开始迅速衰减，电池无法正常工作。电池处于正常工作状态可以放出的总电量称为实际容量，由测量结果可估算出该电池的实际容量为______mA·h（结果保留2位有效数字）。 ③小明同学认为伏特表的内阻大小对于电池实际容量的测量结果没有影响，您是否同意，请简要说明理由。______ 24．一同学想要用电流表和电阻箱测量电池的电动势和内阻。 (1)为提高测量精度，该同学先用多用电表测量电流表的电阻（小于）。他按照图（a）连接电路，闭合开关，电阻箱的阻值调到最大，多用电表打到测电阻的挡，调零后将多用电表的______（填 “红” 或 “黑”）表笔与电流表的正接线柱相连。闭合开关后，调节电阻箱阻值到一适当位置，多用电表和电阻箱的示数如图（b）所示，则该电流表的电阻为______。 (2)该同学按照图（c）连接电路，实验步骤如下： ①将电阻箱阻值调到最大，闭合开关； ②多次调节电阻箱，记下电流表的示数和电阻箱相应的阻值； ③以为纵坐标，为横坐标，作图线如图（d）； 则该电池电动势为______，内阻为______。（结果保留 2 位有效数字） (3)由于欧姆表测量电阻不够精确，这对干电池电动势的测量精度______，内阻的测量精度______。（填 “有影响” 或 “无影响”） 25．某实验小组测量一节干电池的电动势和内阻，他们在实验室找到了如下器材： A．电压表（0~3V，内阻约为3kΩ） B．灵敏电流计（0~50mA，内阻为22.0Ω） C．滑动变阻器（0~30Ω） D．电阻箱（0~99.9Ω） E.开关和导线若干 (1)首先将灵敏电流计改装成量程为0~0.6A的电流表，需要将电阻箱调为______Ω后与灵敏电流计_____（选填“串”或“并”）联，改装后电流表的内阻RA=________Ω。（此空保留一位小数） (2)他们设计了甲、乙两个实验电路，电流表为改装后的电表，为了减小误差，实验时应该选择_____（选填“甲”或“乙”）。 (3)他们用正确的电路完成实验，记录了5组数据，并画出了U-I图线如图丙所示，由此可得出干电池的电动势E=______V，内阻r=______Ω。（均保留一位小数） 试卷第1页，共3页 36 / 38 学科网（北京）股份有限公司 $