专题07 闭合电路与电路能量 9大题型45题（期中专项训练）高二物理上学期粤教版

专题07 闭合电路与电路能量 基础·固本强基 题型1 电动势与闭合电路基本关系 题型2 电源、负载与电路图像 题型3 电路动态变化与示数比 题型4 电功、电热与非纯电阻电路 题型5 多用电表与电源测量基础 提升·进阶突破 题型6 功率、效率与最大输出 题型7 伏安法与电源图线分析 题型8 替代方案与新型电池实验 题型9 电源与复杂负载综合 基础·固本强基 题型1 电动势与闭合电路基本关系（共7小题） 【模型】电动势由非静电力做功定义，路端电压随工作状态改变。 【方法】分清电源内部和外部，列E=U+Ir；非纯电阻负载另用能量关系。 1．（26-27高二上·山东聊城·阶段检测）某电路中正电荷定向移动形成电流，下列说法正确的是（     ） A．电源外部静电力对正电荷做正功，正电荷的电势能减小 B．电源外部静电力对正电荷做负功，正电荷的电势能增大 C．电源内部静电力对正电荷做正功，正电荷的电势能减小 D．电源内部静电力对正电荷做负功，正电荷的电势能减小 2．（25-26高二上·广东深圳·期末）某电池组的电动势为，将该电池组与一阻值为的电阻连接成闭合电路，测得通过电阻的电流为，则该电池组的内阻为（　　） A． B． C． D． 3．（25-26高二上·广东佛山·阶段检测）某电路如图所示，闭合开关S1、S2，调节电阻箱R0的阻值至9Ω时，电流表示数为0.6A。保持电阻箱R0的阻值不变，断开开关S2，电流表示数变为0.4A。已知定值电阻的阻值为5Ω，电流表的内阻忽略不计，则电源的电动势和内阻分别为（     ） A．12V和1Ω B．6V和1Ω C．12V和11Ω D．6V和4Ω 4．（23-24高二上·广东·阶段检测）如图所示的电路中，电阻。断开S后，理想电压表的读数为1.5V；闭合S后，理想电压表的读数为1.2V，则电源的内阻r为（　　）    A． B． C． D． 5．（26-27高二上·福建莆田·阶段检测）如图所示，电路中电源电动势E＝3 V，内阻r＝1 Ω，R2＝6 Ω。闭合S1、断开S2时，理想电压表的示数为2.25 V。则： (1)R1的阻值___________Ω； (2)闭合S2后，电压表的示数为__________V。 6．（26-27高二上·山东德州·阶段检测）如图所示电路中，电源的电动势，内电阻，电阻可调。现将调到后固定。已知，，问： (1)开关S断开时，通过的电流为多大？ (2)开关S接通时，通过的电流为多大？ 7．（25-26高二上·广东佛山·阶段检测）充电宝，又称为移动电源，是一种集供电和充电功能于一体的便携式充电器，可以随时随地给手机等数码设备充电或待机供电。 (1)请简要说明充电宝给手机充电过程中的能量转化； (2)若充电宝给手机充电过程中带负电的粒子定向移动形成电流，请简要说明充电宝放电过程中该带负电的粒子在充电宝内、外部移动过程中电势能的变化并说明理由。 题型2 电源、负载与电路图像（共5小题） 【模型】电源与负载必须在同一电流、电压的工作点相交。 【方法】统一图轴，求截距、斜率或两状态方程，再计算功率。 8．（21-22高二上·山东聊城·期末）在如图所示的U-I图像中，直线a为某电源的路端电压与电流的关系图线，直线b为某电阻R的电压与电流的关系图线。下列说法正确的是（　　） A．电阻R的阻值随两端电压升高变大 B．该电源的电动势为6V，内阻为3Ω C．该电源的最大输出功率为4W D．若将该电源直接与电阻R连成闭合电路，电源的输出功率为4W 9．（25-26高二上·广东佛山·阶段检测）图甲为某一小灯泡的图线，现将两盏这样的小灯泡串联后再与一个19Ω的定值电阻R串联，接在内阻r为1Ω、电动势E为6V的电源两端，电流表为理想电流表，如图乙所示。则通过每盏小灯泡的电流I和每盏小灯泡的电功率P分别约为（     ） A．0.2A，0.6W B．0.3A，0.6W C．0.2A，0.2W D．0.27A，0.5W 10．（25-26高二上·广东佛山·阶段检测）图甲为某电源的U﹣I图线，图乙为某小灯泡的U﹣I图线，则下列说法正确的是（     ） A．电源的内阻为5Ω B．小灯泡的电阻随着功率的增大而减小 C．把电源和小灯泡组成闭合回路，小灯泡的功率约为0.3W D．把电源和小灯泡组成闭合回路，电路的总功率约为0.3W 11．（25-26高二上·广东汕头·期末）在如图甲所示的电路中，调节电阻箱的阻值，电压表示数随电阻箱阻值R的变化关系图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．电源电动势，内阻 B．当时，电源总功率为12W，内阻热功率为2W C．该电源输出功率的最大值为14.5W D．电阻箱阻值从逐渐增加到的过程中，电源的总功率减小，输出功率增大 12．（24-25高二上·广东潮州·期末）如图所示，定值电阻，R为电阻箱，其最大阻值为，电压表为理想电表，当电阻箱示数时，电压表读数为；当电阻箱示数时，电压表读数为 ，求电源的电动势E和内电阻r。 题型3 电路动态变化与示数比（共5小题） 【模型】接入电阻变化先改变总电流和内电压，再影响支路。 【方法】按局部—整体—局部分析，由电路方程求示数变化比。 13．（25-26高二上·广东深圳·期末）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，如图甲是某型号酒精测试仪，其工作原理如图乙所示，R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E、内阻为r，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时，与未饮酒的驾驶员相比（ ） A．电流表的示数减小 B．电压表的示数增大 C．电源的输出功率增大 D．电源的效率保持不变 14．（25-26高二上·广东广州·期末）某科研团队成功研制出兼具自修复性、高导电性等优点的弹性导体材料，其阻值会随着机械形变而发生变化，且变化规律符合电阻定律。如图所示，电压表和电流表是理想电表，a、b两点之间连接一弹性导体。在中间悬挂重物后，下列说法正确的是（　　） A．弹性导体的电阻变小 B．电压表的示数变小 C．的值不变 D．弹性导体消耗的功率一定变小 15．（26-27高二上·江苏无锡·阶段检测）如图所示的电路，电源电动势为E，内阻为r，电流表和电压表均为理想电表，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片向下移动的过程中，电压表V1、V2的示数变化量分别为、，电流表的示数变化量为，下列判断正确的是（     ） A．电流表的示数变大 B．电压表V1的示数变大 C．不变 D．变大 16．（25-26高二上·广东佛山·阶段检测）如图所示电路，电源的电动势和内阻分别为E、r、闭合开关S，将滑动变阻器的滑动片P向b端移动时，下列说法正确的是（     ） A．通过的电流一定减小 B．通过R的电流一定增大 C．的电功率一定减小 D．电源的输出功率一定增大 17．（25-26高二上·广东江门·阶段检测）如图所示电路，电源的内阻不为零，现将滑动变阻器的滑片P向右移动，设两电压表示数为和，示数变化的绝对值分别是和，则下列结论正确的是（　　） A．变小，变大 B． C．、之和增大 D．电容器所带电荷量减小 题型4 电功、电热与非纯电阻电路（共6小题） 【模型】电功与焦耳热分别描述输入能量和热耗散。 【方法】用UI算输入功率、I²R算发热，剩余能量求机械或化学输出。 18．（25-26高二上·广东深圳·期末）某手机的部分说明书如下表所示，其中电池的容量是指电池放电时输出的总电荷量。说明书还标明该手机电池的电动势为5V，充满电后播放视频的最长时间约10h。下列说法正确的是（　　） 手机类型 智能手机、5G手机 电池容量 4000mA·h 待机时间 10天 A．该手机电池放电时输出的总电荷量为4000C B．该手机播放视频时电池的平均电流约为0.2A C．该手机待机时的平均输出功率约为0.083W D．该手机电池充满电储存的电能大约为7200J 19．（25-26高二上·广东广州·期末）某扫地机器人电动机的输入电压恒为U，线圈电阻为r。正常工作时电流为I。下列说法正确的是（　　） A．正常工作时，电动机的输出功率为UI B．正常工作时，电动机的机械效率为 C．电动机被杂物卡住无法运转时，电动机的发热功率为 D．无论电动机正常工作还是被卡住，电动机的发热功率均为 20．（25-26高二上·广东深圳·期末）如图为直流电动机提升重物的装置，重物的重量，电源电动势，电动线圈的电阻为3Ω，不计各处摩擦，当电动机以的恒定速度向上提升重物时，通过电源的电流，则（　　） A．电源的输出功率为400W B．电源的内阻为3Ω C．电源的效率为80% D．电动机的效率为75% 21．（24-25高二上·广东广州·期中）央视《是真的吗》节目中，主持人做了“电池+口香糖锡纸=取火工具”的实验：取口香糖锡纸，中间剪掉一些（如图），将锡纸条带锡面的一端接在电池的正极，另一端接在电池的负极，很快发现锡纸条开始冒烟、着火。（　　） A．此实验中使用老旧电池效果更好 B．此实验利用了电流热效应，段最先燃烧 C．该实验取火的原理和“钻木取火”的原理相同 D．若，则段电阻最大，段电阻最小 22．（24-25高二上·广东深圳·期中）如图所示是一个家用电熨斗电路结构图，通过改变内部接线方式可以使电熨斗处于断开状态或者获得低、中、高三个不同的温度挡。下列接线方式中，能获得中档温度的是（　　） A． B． C． D． 23．（25-26高二上·广东深圳·期末）当接通电源后，电动机会带动风扇转动。已知接入220V电源后，电动机正常工作时，电路中的电流内做功；当电动机被卡住不转时，电路中的电流内做功，则（　　） A．电动机的内阻为 B．电动机正常工作时的发热功率为 C．电动机正常工作时内将电能转化成的机械能有 D．电动机正常工作时消耗的电功率为 题型5 多用电表与电源测量基础（共3小题） 【模型】多用电表各挡内部接法不同，实际电表会影响电源测量。 【方法】核红黑表笔、电阻调零和量程，测电源时标明电表实际测量部位。 24．（25-26高二上·广东广州·期末） (1)如图甲所示为某同学设计的多用电表的原理示意图。虚线框中S为一个单刀多掷开关，通过操作开关，接线柱B可以分别与触点1、2、3接通，从而实现使用多用电表测量不同物理量。当S接触点2时，多用电表处于测量________（选填“电流”、“电压”、“电阻”）的挡位，接线柱A接的是________（填“红”或“黑”）表笔。 (2)用实验室的多用电表进行某次测量时，指针在表盘的位置如图乙所示。 a．若所选挡位为直流250mA挡，则示数为________mA。 b．若所选挡位为电阻“”挡，则示数为________。 (3)用表盘为图乙所示的多用电表正确测量了一个的的电阻后，需要继续测量一个阻值约的电阻，在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前，请选择以下必需的步骤，并按操作顺序逐一写出步骤的序号________： A．调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点 B．把选择开关旋转到“”位置 C．把选择开关旋转到“”位置 D．将红表笔和黑表笔接触 (4)已知电流计G表的内阻为r，满偏电流为为已知。则S接触点1时，多用电表处于测量电流的挡位，则该挡位的量程为________。（用r、、表示） 25．（23-24高二上·广东深圳·期中）用如图所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关K和两个部件S、T。请根据下列步骤完成电阻测量： （1）旋动部件________（选填“K”“S”“T”），使指针对准电流的“0”刻线。 （2）将K旋转到电阻挡“×10”的位置。 （3）将插入“+”、“-”插孔的表笔短接，旋动部件________（选填“K”“S”“T”），使指针对准电阻的________（填“0刻线”或“∞刻线”）。 （4）将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过大。为了得到比较准确的测量结果，应该将K旋转到________（填“×1”或“×100”）挡的位置，并重新进行欧姆调零，再对电阻进行测量得到指针如上图位置，读出电阻为________。 26．（25-26高二上·广东深圳·期末）在测量一节干电池的电动势和内阻的实验中。 (1)为了了解电压表内阻的大概值，用多用电表的欧姆挡来测量电压表的内阻，如图1所示，多用电表的红表笔应该与电压表的________（填“正”或“负”）接线柱相连，经过正确操作，选择“”挡时，示数如图2所示，则电压表的电阻值约为________Ω。 (2)实验中为了减小测量误差，如图所示的电路中应该选择的是________（选填“甲”或“乙”）；请根据电路图在丙图中连接实物图________。 (3)通过调节滑动变阻器，测得多组U、I数据，在坐标纸中描点并作出图像如图所示，由此求得电动势________V，内阻________Ω。（结果均保留到小数点后两位 (4)对以上实验的系统误差进行了分析，其中正确的是（　　） A．主要是由电压表的分流引起的 B．主要是由电流表的分压引起的 C．电动势测量值小于真实值 D．内阻测量值大于真实值 提升·进阶突破 题型6 功率、效率与最大输出（共5小题） 【模型】电源最大输出对应外阻等于内阻，局部负载最值需重新等效。 【方法】先区分总输出与某电阻功率；有变阻器范围时检查最优值是否可取。 27．（26-27高二上·山东聊城·阶段检测）某同学用电动势为3V的旧干电池组做实验，直接把电池组与电阻箱串联，构成闭合回路。他将电阻箱分别调到0.5Ω和2Ω时，测得电池组的输出功率恰好相同。忽略温度对电池组内阻的影响，该电池组的最大输出功率约为（     ） A．1.5W B．2W C．2.25W D．3W 28．（26-27高二上·江苏苏州·阶段检测）如图甲所示，电动势为 E、内阻为 r 的电源与 R＝8Ω的定值电阻、滑动变阻器 RP、开关 S 串联组成回路，已知滑动变阻器消耗的功率 P 与其接入电路的有效阻值 RP 的关系如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．电源的电动势 E＝4V，内阻 r＝2Ω B．图乙中 Rx＝20Ω C．滑动变阻器的滑片向左移动时，R 消耗的功率先增大后减小 D．调整滑动变阻器RP的阻值可以得到该电源的最大输出功率为1.8W 29．（26-27高二上·辽宁大连·阶段检测）如图所示，为定值电阻，为可变电阻，E为电源电动势，r为电源内电阻，以下说法中正确的是（     ） A．当时，功率最大 B．当时，电源的输出功率最大 C．当时，功率最大 D．当时，功率最大 30．（26-27高二上·山东青岛·阶段检测）如图所示电路中，电源电动势E恒定，内阻r=R1=R3=2Ω，电表均为理想电表。当电键K断开与闭合时，ab段电路消耗的电功率相等。下列说法中正确的是（     ） A．电键K闭合时，电源的效率更大 B．电阻R2的阻值为6Ω C．电键K从断开到闭合，r和R3的功率之和增大 D．电键K从断开到闭合，电源的输出功率增大 31．（26-27高二上·江苏泰州·阶段检测）如图所示，直流电源电动势为E=5 V、内阻r=1 Ω，定值电阻R1=2 Ω，可变电阻R2的阻值范围为0~6 Ω。闭合开关S，调节可变电阻R2接入电路的阻值，求解以下问题 (1)当R2为多大时，电源的输出功率可达最大，最大值多大？ (2)当R2为多大时，R1的功率达到最大，最大功率多大？ (3)当R2为多大时，R2的功率达到最大，最大功率多大？ 题型7 伏安法与电源图线分析（共5小题） 【模型】伏安法通过多组数据拟合求E与r，电表接法决定误差。 【方法】明确图线截距和斜率的对应量，将内阻、分流和串入电阻分别处理。 32．（25-26高二上·广东珠海·阶段检测）随着我国科技水平的发展，新型电池领域近期呈现技术突破与产业规划并行的格局、某学校高二年级同学对某种新型电源硅光电池的相关参数产生了很大兴趣。经小组讨论，同学们决定用图1所示的实验电路研究硅光电池的伏安特性曲线，其中两个电表均可视为理想电表。 (1)在某次测量中，电压表指针的位置如图2所示，此时电压大小为________。 (2)用一定的光照射硅光电池，调节滑动变阻器，通过测量、描点作图得到该电池的曲线如图3所示。由此可知电池的电动势为________（结果保留3位有效数字）。当电池输出电流在范围内电池内阻随滑动变阻器的增大而________（填“增大”“减小”或“保持不变”）。 (3)若将图1电路图中的滑动变阻器换成额定电压，额定电流的小灯泡、闭合开关后小灯泡的实际功率约________（忽略温度对电阻影响，小灯泡电阻恒定，结果保留2位有效数字） 33．（25-26高二上·广东深圳·期末）某学习小组对“测量电源的电动势和内阻”的实验方案进行了探究。实验室提供的器材有： 干电池一节（电动势约1.5V，内阻小于1Ω）； 电压表V（量程3V，内阻约）； 电流表A（量程0.6A，内阻约1Ω）； 滑动变阻器R（最大阻值为20Ω）； 定值电阻（阻值2Ω）； 开关一个，导线若干。 (1)根据以上信息，________（选填“甲”或“乙”）电路中，电表引入的实验误差更小。 (2)该小组按上述电路进行实验，通过调节滑动变阻器阻值使电流表示数逐渐接近满偏，记录此过程中电压表和电流表的示数，利用实验数据在坐标纸上描点，如图丙所示。该小组发现电压表示数的变化范围比较小，出现该现象的主要原因是________。 A．干电池内阻较小 B．干电池电动势较小 C．滑动变阻器最大阻值较小 (3)改进实验后再经过描点、作图得到如图丁，由图中数据得出电源的电动势________V。（保留三位有效数字）利用现有器材的改进方法是：________。 (4)由该实验测得电动势的测量值与真实值之间的关系是________（选填“<”、“=”或“>”），产生该误差的原因是________（选填“电压表分流”或“电流表分压”） 34．（26-27高二上·黑龙江哈尔滨·阶段检测）哈三中“悟理”实验小组同学利用电压表和电流表测定某一电源的电动势和内电阻（电动势约为，内阻约为），除该电源、开关和若干导线外，还有以下器材可供选用： A、电压表（量程，内阻约为） B、电压表（量程，内阻约为） C、电流表（量程，内阻约为） D、滑动变阻器（阻值范围） E、滑动变阻器（阻值范围） (1)为使实验测量准确，电压表应选择_______；滑动变阻器应选择_______（均填器材前字母代号）。 (2)实验中为了减小测量误差，如图所示的电路中应该选择的是_______（选填“甲”或“乙”）；请根据电路图在丙图中连接实物图_______。 (3)解决问题后规范完成实验，根据获得的电压表读数和对应的电流表读数。作出图像如图丁所示，可知电池组的电动势_______，内阻_______。（结果均保留2位小数） (4)（多选）对以上实验的系统误差进行了分析，其中正确的是（     ） A．主要是由电压表的分流引起的 B．主要是由电流表的分压引起的 C．电动势测量值小于真实值 D．内阻测量值大于真实值 35．（26-27高二上·山东枣庄·阶段检测）为更准确地测量一节干电池的电动势E和内阻r，某同学设计了如图甲所示的实验电路，已知电流表内阻与电源内阻相差不大。 （1）连接好实验电路，开始测量之前，滑动变阻器R的滑片P应调到b端； （2）闭合开关S1，S2接位置1，改变滑片P的位置，记录多组电压表、电流表示数； （3）重复（1）操作，闭合开关S1，S2接位置2，改变滑片P的位置，记录多组电压表、电流表示数； （4）建立坐标系，在同一坐标系中分别描点作出S2接位置1、2时的图像，如图乙所示。 ①S2接2时的图线是图乙中的_________（选填“A”或“B”）线； ②每次测量操作都正确的情况下，由图乙中的A和B图线，可得电动势_________V，内阻_________Ω。（均保留3位有效数字）； （5）实验时发现电流表坏了，于是移去电流表，同时用电阻箱替换滑动变阻器。按图丙所示原理图重新连接电路，实验得到多组电阻箱阻值R及相应的电压表示数值U数据，要通过U-I图像处理实验数据，获得所测电动势和内阻的值，则通过________得到电流的数据。根据U-I图像得到的电动势测量值_____（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。 36．（25-26高二上·江西上饶·期中）2025年8月27日，国家发展改革委、国家能源局印发了《新型储能规模化建设专项行动方案（2025-2027年）》的通知，该方案明确“锂离子电池储能为主，多元技术协同发展”的技术路径。某科技小组要测量一个锂电池组的电动势和内阻，用电流传感器实时采集实验数据，通过计算机拟合成直线，实验电路如图甲所示。实验室提供器材有：电流传感器2个（内阻不计）、滑动变阻器（最大阻值）、定值电阻（阻值）、开关S。导线若干。请回答下列问题： (1)实验步骤如下：①闭合开关前，滑动变阻器R的滑片应置于最______（选填“左”或“右”）端； ②闭合开关S后，移动滑动变阻器R的滑片，电流传感器1、2分别采集到的多组电流数据，并通过计算机进行拟合。 (2)数据处理：①当电流传感器1中电流为1.5mA时，定值电阻两端的电压为______V；②通过计算机进行拟合得到的图像如图乙所示，若不考虑电流传感器1所在支路的电流，则该锂电池组的电动势______V，内阻______。（结果均保留2位有效数字） (3)误差分析：若考虑电流传感器1所在支路的电流，第（2）问中测得锂电池组的电动势与真实值相比______，内阻与真实值相比______。（均选填“偏大”或“偏小”） 题型8 替代方案与新型电池实验（共4小题） 【模型】替代测量和新型电池需要依据实际接法建立线性关系。 【方法】从开关状态与测量量写方程，再作线性变换；非线性电源按实际曲线分析。 37．（25-26高二上·广东广州·期末）某同学想测量一旧手机中的锂电池的电动势E和内阻电动势标称值，允许最大放电电流为。实验室备有如下器材： 电压表；定值电阻阻值为；电阻箱；（）；开关S一只；导线若干。 (1)为测量锂电池的电动势E和内阻r，该同学设计了如图甲所示的电路图。实验时，闭合开关S，发现电压表有示数（不为零），调节R的阻值，示数不变，则电阻箱R发生___________（选填“断路”或“短路”）。 (2)排除故障后，若是理想电压表，则___________（用E、、R、r表示）。该同学通过改变电阻箱R的阻值，得到多组测量数据，根据数据作出图像，如图乙所示。则该锂电池的内阻___________。（结果保留两位有效数字） (3)若考虑电压表的___________作用，则电池内阻的测量值___________（选填“大于”、“等于”或“小于”）其真实值。 38．（25-26高二上·广东深圳·期末）某兴趣小组把铜片和镁片平行靠近插入一个橙子中，组成了水果电池。现设计一个测量该水果电池的电动势和内电阻的实验，实验电路如图（1）所示，不计电流传感器内阻。 (1)把和闭合，测得电流传感器的示数为。然后断开调节电阻箱的阻值，当观察到电流传感器的示数为时读得电阻箱的阻值为。由此可知，该水果电池的电动势为_______，内阻为_______； (2)为了更精确测量该水果电池的电动势，该兴趣小组在断开、闭合的情况下，不断改变电阻箱的阻值，得到多组电阻箱阻值R（单位为）和电流传感器的读数I（单位为A），通过数据处理，得到如图（2）所示的图像。由于作图时漏写了横纵坐标表示的物理意义，但应在以下六个之中：I，，R，，则横坐标应为____、纵坐标应为_______；请推理得出该水果电池的电动势为_______V。（计算结果保留小数点后两位） 39．（26-27高二上·辽宁·阶段检测）某课外兴趣小组设计并制作了马铃薯电池，并通过以下实验操作测定马铃薯电池的电动势和马铃薯的电阻率。实验原理如图甲所示： （1）电极材料由正对面积为，间距为的铜片与锌片构成，将马铃薯切成长度为且接触面积与正负电极面积相等的矩形块。用游标卡尺测量马铃薯的长度如图所示，则马铃薯的长度__________。 （2）将马铃薯块置于铜片与锌片两电极之间，确保马铃薯与电极的良好接触。 （3）改变电阻箱的电阻，记录5组电压传感器的示数及对应的电流传感器的示数，并在图像中描点。如下图乙。 （4）由图像可知马铃薯电池的电动势__________，内阻__________。（结果均保留两位有效数字） （5）马铃薯的电阻率为__________。（结果保留两位有效数字） 40．（2026·广东广州·一模）硅光电池被一定条件的光照射时，可以对外供电。某实验小组设计实验测试某款硅光电池在太阳光照射下的输出特性。 (1)电路连接 实验小组设计了如图（a）的电路图，请根据电路图完成图（b）实物图连线___________。 (2)光强一定时，硅光电池输出功率测量 ①用碘钨灯（发出的光近似于太阳光）在20cm处正对照射硅光电池，电阻箱取不同阻值时，记录多组电压表读数U和毫安表读数I，当电压表读数为1.40V时，毫安表示数如图（c），读数为___________mA。 ②硅光电池输出功率P=UI。根据记录的数据，求得不同输出电压下的硅光电池输出功率，并作P-U图像如图（d）。 (3)硅光电池的转化效率测试 ①如图（e），利用（2）中的碘钨灯正对照射光功率计，距离仍为20cm时，光功率计测得单位受光面积的光功率为38mW/cm2，已知步骤（2）中，硅光电池的受光面积为25cm2，则入射到硅光电池的光功率Pi=___________mW。 ②硅光电池的转化效率定义为，实验中硅光电池的转化效率为___________%。（结果保留3位有效数字） (4)误差分析若电表内阻影响不可忽略，则实验测得的转化效率___________（选填“大于”“等于”或“小于”）实际的转化效率。 题型9 电源与复杂负载综合（共5小题） 【模型】复杂负载同时含串并联、机械输出或电容器稳态。 【方法】先画等效电路，电容稳态支路视为断路，再联合能量与节点电势求解。 41．（23-24高二上·广东深圳·期中）在如图所示的电路中，电源电动势，内阻。将一盏额定电压为、额定功率为的灯泡与一只线圈电阻为的直流电动机并联后和电源相连，灯泡刚好正常发光。求： (1)电源的输出功率； (2)电动机的输出功率。 42．（24-25高二上·河南焦作·期中）如图所示的电路中，M为电动机，电表均为理想电表，当电动势为、内阻为的电源接入电路，闭合开关，电动机不转动，此时电压表和电流表的示数分别为；当电动势为、内阻为的电源接入电路，闭合开关，电动机刚好正常工作，此时电压表的示数为，导线的电阻可忽略。求： (1)电动机的内阻； (2)电动机刚好正常工作时，电源的输出功率； (3)电动机刚好正常工作时，电动机的效率（最后一问结果保留2位有效数字）。 43．（26-27高二上·山东青岛·阶段检测）某电路如图所示，其中Ω、Ω、Ω，滑动变阻器R2最大阻值为3Ω，电源电动势为6V，电源内阻r =1Ω，电流表、电压表均可视为理想电表。求： (1)闭合S1，断开S2，当R2 =0时，电压表的示数是多少？ (2)闭合S1，闭合S2，当滑动变阻器R2 =2Ω时，电流表和电压表的示数分别是多少？ (3)在开关均闭合状态下，当R2阻值为多大时，电源的输出功率最大？最大输出功率为多少？ 44．（26-27高二上·黑龙江哈尔滨·阶段检测）如图所示，电源的电动势，内阻，两个定值电阻均为，平行板电容器的电容，初始状态开关断开，电路稳定后，求： (1)电容器所带电荷量 (2)开关闭合至电路再次稳定，此过程流过电流表的电荷量 45．（26-27高二上·上海黄浦·阶段检测）如图所示，R3=8Ω，L为一个标有“12V、12W”的灯泡，若改变滑动变阻器R1触片的位置，使L正常发光时，安培表的示数为1.5A，伏特表的示数恰好为零（即AB两点电势相等，电势差为零），求： (1)画出该电路的等效电路图（画出电表位置）并指明电压表示数U的关系式； (2)求电阻R2的阻值； (3)求电源电压U； (4)求滑动变阻器R1的阻值。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题07 闭合电路与电路能量 基础·固本强基 题型1 电动势与闭合电路基本关系 题型2 电源、负载与电路图像 题型3 电路动态变化与示数比 题型4 电功、电热与非纯电阻电路 题型5 多用电表与电源测量基础 提升·进阶突破 题型6 功率、效率与最大输出 题型7 伏安法与电源图线分析 题型8 替代方案与新型电池实验 题型9 电源与复杂负载综合 基础·固本强基 题型1 电动势与闭合电路基本关系（共7小题） 【模型】电动势由非静电力做功定义，路端电压随工作状态改变。 【方法】分清电源内部和外部，列E=U+Ir；非纯电阻负载另用能量关系。 1．（26-27高二上·山东聊城·阶段检测）某电路中正电荷定向移动形成电流，下列说法正确的是（     ） A．电源外部静电力对正电荷做正功，正电荷的电势能减小 B．电源外部静电力对正电荷做负功，正电荷的电势能增大 C．电源内部静电力对正电荷做正功，正电荷的电势能减小 D．电源内部静电力对正电荷做负功，正电荷的电势能减小 【答案】A 【详解】AB．电源供电时，电源外部的正电荷从正极移向负极，即从高电势处移向低电势处，静电力做正功。静电力做功等于电势能的减少量，因此正电荷的电势能减小，故A正确，B错误； CD．电源内部，非静电力将正电荷从负极移向正极，即从低电势处移向高电势处，静电力做负功，正电荷的电势能增大，故CD错误。 故选A。 2．（25-26高二上·广东深圳·期末）某电池组的电动势为，将该电池组与一阻值为的电阻连接成闭合电路，测得通过电阻的电流为，则该电池组的内阻为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】根据闭合电路的欧姆定律得 解得该电池组的内阻为 故选A。 3．（25-26高二上·广东佛山·阶段检测）某电路如图所示，闭合开关S1、S2，调节电阻箱R0的阻值至9Ω时，电流表示数为0.6A。保持电阻箱R0的阻值不变，断开开关S2，电流表示数变为0.4A。已知定值电阻的阻值为5Ω，电流表的内阻忽略不计，则电源的电动势和内阻分别为（     ） A．12V和1Ω B．6V和1Ω C．12V和11Ω D．6V和4Ω 【答案】B 【详解】闭合开关S1、S2，根据闭合电路欧姆定律可得 断开开关S2，根据闭合电路欧姆定律可得 其中，，， 联立解得电源的电动势和内阻分别为， 故选B。 4．（23-24高二上·广东·阶段检测）如图所示的电路中，电阻。断开S后，理想电压表的读数为1.5V；闭合S后，理想电压表的读数为1.2V，则电源的内阻r为（　　）    A． B． C． D． 【答案】B 【详解】依题意，断开S后，由闭合电路欧姆定律可得 同理，闭合S后，有 联立，解得 故选B。 5．（26-27高二上·福建莆田·阶段检测）如图所示，电路中电源电动势E＝3 V，内阻r＝1 Ω，R2＝6 Ω。闭合S1、断开S2时，理想电压表的示数为2.25 V。则： (1)R1的阻值___________Ω； (2)闭合S2后，电压表的示数为__________V。 【答案】(1)3 (2)2 【详解】（1）由闭合电路欧姆定律，可得 由部分电路欧姆定律得 （2）闭合后有 其中 可得 电压表的示数为 6．（26-27高二上·山东德州·阶段检测）如图所示电路中，电源的电动势，内电阻，电阻可调。现将调到后固定。已知，，问： (1)开关S断开时，通过的电流为多大？ (2)开关S接通时，通过的电流为多大？ 【答案】(1) (2) 【详解】（1）根据题意可知，开关S断开时，与串联接入电路，由闭合电路欧姆定律可知，通过的电流等于干路电流为 （2）根据题意可知，开关S接通时，与并联接入电路，并联后电阻为 由闭合电路欧姆定律可知，并联后电阻两端电压为 则通过的电流为 7．（25-26高二上·广东佛山·阶段检测）充电宝，又称为移动电源，是一种集供电和充电功能于一体的便携式充电器，可以随时随地给手机等数码设备充电或待机供电。 (1)请简要说明充电宝给手机充电过程中的能量转化； (2)若充电宝给手机充电过程中带负电的粒子定向移动形成电流，请简要说明充电宝放电过程中该带负电的粒子在充电宝内、外部移动过程中电势能的变化并说明理由。 【答案】(1)充电宝给手机充电过程中，充电宝内部储存的化学能转化为电能，电能通过充电线传输到手机，再转化为手机电池的化学能储存起来，同时部分能量在电路内阻上转化为内能。 (2)放电过程中，负电荷在充电宝内部从正极移动到负极，此过程非静电力做正功，负电荷的电势能增加；在充电宝外部电路中，负电荷从负极经负载移动到正极，此过程静电力做正功，负电荷的电势能减少。 【详解】（1）见答案 （2）见答案 题型2 电源、负载与电路图像（共5小题） 【模型】电源与负载必须在同一电流、电压的工作点相交。 【方法】统一图轴，求截距、斜率或两状态方程，再计算功率。 8．（21-22高二上·山东聊城·期末）在如图所示的U-I图像中，直线a为某电源的路端电压与电流的关系图线，直线b为某电阻R的电压与电流的关系图线。下列说法正确的是（　　） A．电阻R的阻值随两端电压升高变大 B．该电源的电动势为6V，内阻为3Ω C．该电源的最大输出功率为4W D．若将该电源直接与电阻R连成闭合电路，电源的输出功率为4W 【答案】D 【详解】A．由图线b可知电阻R的阻值不变，故A错误； B．图线a的纵截距表示E，斜率的绝对值表示r，即 故B错误； C．该电源的输出功率为 根据数学知识可知P的最大值为 故C错误； D．若将该电源直接与电阻R连成闭合电路，电源的输出功率等于a、b图线交点坐标的乘积，即 故D正确。 故选D。 9．（25-26高二上·广东佛山·阶段检测）图甲为某一小灯泡的图线，现将两盏这样的小灯泡串联后再与一个19Ω的定值电阻R串联，接在内阻r为1Ω、电动势E为6V的电源两端，电流表为理想电流表，如图乙所示。则通过每盏小灯泡的电流I和每盏小灯泡的电功率P分别约为（     ） A．0.2A，0.6W B．0.3A，0.6W C．0.2A，0.2W D．0.27A，0.5W 【答案】C 【详解】设图乙中，每个灯泡的实际电压和实际电流分别为U、I，根据闭合电路欧姆定律可得 代入数据可得 在图甲中画出上述关系图线，如图所示 由图中交点可知， 则每盏小灯泡的电功率为 故选C。 10．（25-26高二上·广东佛山·阶段检测）图甲为某电源的U﹣I图线，图乙为某小灯泡的U﹣I图线，则下列说法正确的是（     ） A．电源的内阻为5Ω B．小灯泡的电阻随着功率的增大而减小 C．把电源和小灯泡组成闭合回路，小灯泡的功率约为0.3W D．把电源和小灯泡组成闭合回路，电路的总功率约为0.3W 【答案】C 【详解】A．由图甲可知，当时，当时，由 整理得，故A错误； B．由图乙可知，随着电流增大，曲线上各点与原点连线的斜率 增大，同时 增大，所以小灯泡的电阻随功率增大而增大，故B错误； C．将图甲中电源的图线延长并与图乙中小灯泡的图线叠加，两图线交点约为、 小灯泡功率，故C正确； D．闭合电路的工作电流约为，电源的总功率，故D错误。 故选C。 11．（25-26高二上·广东汕头·期末）在如图甲所示的电路中，调节电阻箱的阻值，电压表示数随电阻箱阻值R的变化关系图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．电源电动势，内阻 B．当时，电源总功率为12W，内阻热功率为2W C．该电源输出功率的最大值为14.5W D．电阻箱阻值从逐渐增加到的过程中，电源的总功率减小，输出功率增大 【答案】A 【详解】A．由乙图可知，当时路端电压等于电源电动势，则有；当时路端电压，则电流 根据闭合电路欧姆定律有 解得内阻，故A正确； B．当时，路端电压，电流，则电源总功率为 内阻热功率为，故B错误； C．电源的输出功率为 根据闭合电路欧姆定律 联立解得 可知当时电源的输出功率最大，则电源输出功率最大值为，故C错误； D．电阻箱阻值从逐渐增加到的过程中，外电路电阻增大，根据闭合电路欧姆定律 可知总电流减小，根据电源总功率为，则电源总功率减小； 当时电源的输出功率最大，故输出功率先增大后减小，故D错误。 故选A； 12．（24-25高二上·广东潮州·期末）如图所示，定值电阻，R为电阻箱，其最大阻值为，电压表为理想电表，当电阻箱示数时，电压表读数为；当电阻箱示数时，电压表读数为 ，求电源的电动势E和内电阻r。 【答案】， 【详解】根据闭合电路的欧姆定律可得， 代入数据解得， 题型3 电路动态变化与示数比（共5小题） 【模型】接入电阻变化先改变总电流和内电压，再影响支路。 【方法】按局部—整体—局部分析，由电路方程求示数变化比。 13．（25-26高二上·广东深圳·期末）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，如图甲是某型号酒精测试仪，其工作原理如图乙所示，R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E、内阻为r，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时，与未饮酒的驾驶员相比（ ） A．电流表的示数减小 B．电压表的示数增大 C．电源的输出功率增大 D．电源的效率保持不变 【答案】C 【详解】A．酒驾驾驶员对着测试仪吹气时R减小，电路总电阻减小，总电流I增大，则电流表示数增大，故A错误； B．根据 可知R两端的电压减小，故电压表的示数减小，故B错误； C．电源的输出功率为 电源的输出功率P随外电阻R的变化如图所示 当时，P随R的减小而增大，故C正确； D．电源的效率为 当I增大时，路端电压减小，故效率减小，故D错误。 故选C。 14．（25-26高二上·广东广州·期末）某科研团队成功研制出兼具自修复性、高导电性等优点的弹性导体材料，其阻值会随着机械形变而发生变化，且变化规律符合电阻定律。如图所示，电压表和电流表是理想电表，a、b两点之间连接一弹性导体。在中间悬挂重物后，下列说法正确的是（　　） A．弹性导体的电阻变小 B．电压表的示数变小 C．的值不变 D．弹性导体消耗的功率一定变小 【答案】C 【详解】AB．在中间悬挂重物后，弹性导体的长度变大，横截面积减小，根据可知，电阻变大，总电阻变大，总电流减小，则R以及电源内阻r上的电压减小，ab两端的电压变大，即电压表的示数变大，AB错误； C．根据可得，不变，C正确； D．当弹性导体的电阻等于R+r时，弹性导体消耗的功率最大，因不清楚两者的大小关系，不能判断弹性导体消耗的功率如何变化，D错误。 故选C。 15．（26-27高二上·江苏无锡·阶段检测）如图所示的电路，电源电动势为E，内阻为r，电流表和电压表均为理想电表，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片向下移动的过程中，电压表V1、V2的示数变化量分别为、，电流表的示数变化量为，下列判断正确的是（     ） A．电流表的示数变大 B．电压表V1的示数变大 C．不变 D．变大 【答案】C 【详解】AB．当滑动变阻器滑片向下移动时，滑动变阻器接入电路中的阻值增大，电路中的总电阻变大，总电流变小，电流表示数变小，定值电阻两端的电压变小，电压表的示数变小，故AB错误； C．根据欧姆定律 则不变，故C正确； D．根据闭合电路的欧姆定律可知，电压表的示数满足 可得不变，故D错误。 故选C。 16．（25-26高二上·广东佛山·阶段检测）如图所示电路，电源的电动势和内阻分别为E、r、闭合开关S，将滑动变阻器的滑动片P向b端移动时，下列说法正确的是（     ） A．通过的电流一定减小 B．通过R的电流一定增大 C．的电功率一定减小 D．电源的输出功率一定增大 【答案】BC 【详解】AB．当滑动变阻器的滑动片P向b端移动时，变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律分析可知总电流增大，故流过的电流增大；因电流增大，故内电压以及两端的电压增大，并联部分电压减小，流过的电流减小；因总电流增大，所以流过R的电流增大，故A错误、B正确； C．由以上分析可知，流过的电流减小，则由可知，的电功率一定减小，故C正确； D．因无法确定内外电阻的大小关系，故无法确定电源的输出功率变化情况，故D错误。 故选BC。 17．（25-26高二上·广东江门·阶段检测）如图所示电路，电源的内阻不为零，现将滑动变阻器的滑片P向右移动，设两电压表示数为和，示数变化的绝对值分别是和，则下列结论正确的是（　　） A．变小，变大 B． C．、之和增大 D．电容器所带电荷量减小 【答案】AB 【详解】AC．将滑动变阻器的滑片P向右移动，则减小，总电阻减小，总电流变大，R2两端电压变大，则变大，根据可知变小，根据可知、之和减小，A正确，C错误； B．根据 可知 而 可得，B正确； D．变大，根据Q=CU可知，电容器所带电荷量变大，D错误。 故选AB。 题型4 电功、电热与非纯电阻电路（共6小题） 【模型】电功与焦耳热分别描述输入能量和热耗散。 【方法】用UI算输入功率、I²R算发热，剩余能量求机械或化学输出。 18．（25-26高二上·广东深圳·期末）某手机的部分说明书如下表所示，其中电池的容量是指电池放电时输出的总电荷量。说明书还标明该手机电池的电动势为5V，充满电后播放视频的最长时间约10h。下列说法正确的是（　　） 手机类型 智能手机、5G手机 电池容量 4000mA·h 待机时间 10天 A．该手机电池放电时输出的总电荷量为4000C B．该手机播放视频时电池的平均电流约为0.2A C．该手机待机时的平均输出功率约为0.083W D．该手机电池充满电储存的电能大约为7200J 【答案】C 【详解】A．电池容量为4000mA·h，故总电荷量 ，故A错误； B．播放视频最长时间为10h，总电荷量，平均电流，故B错误； C．待机时间 平均电流 平均输出功率 ，故C正确； D．手机电池充满电储存的电能大约为，故D错误。 故选C。 19．（25-26高二上·广东广州·期末）某扫地机器人电动机的输入电压恒为U，线圈电阻为r。正常工作时电流为I。下列说法正确的是（　　） A．正常工作时，电动机的输出功率为UI B．正常工作时，电动机的机械效率为 C．电动机被杂物卡住无法运转时，电动机的发热功率为 D．无论电动机正常工作还是被卡住，电动机的发热功率均为 【答案】C 【详解】A．正常工作时，电动机的输出功率为，故A错误； B．正常工作时，电动机的机械效率为 ，故B错误； CD．电动机被杂物卡住无法运转时，此时电动机属于纯电阻电路，电动机的发热功率为 正常工作时的发热功率为，故C正确，D错误。 故选C。 20．（25-26高二上·广东深圳·期末）如图为直流电动机提升重物的装置，重物的重量，电源电动势，电动线圈的电阻为3Ω，不计各处摩擦，当电动机以的恒定速度向上提升重物时，通过电源的电流，则（　　） A．电源的输出功率为400W B．电源的内阻为3Ω C．电源的效率为80% D．电动机的效率为75% 【答案】B 【详解】A．由题意可知，电动机的输出功率为 电动机的热功率为 电动机消耗的电功率，即电源的输出功率为，故A错误； B．电动机两端的电压为 根据闭合电路欧姆定律可得 解得电源的内阻为，故B正确； C．电源的效率为，故C错误； D．电动机的效率为，故D错误。 故选B。 21．（24-25高二上·广东广州·期中）央视《是真的吗》节目中，主持人做了“电池+口香糖锡纸=取火工具”的实验：取口香糖锡纸，中间剪掉一些（如图），将锡纸条带锡面的一端接在电池的正极，另一端接在电池的负极，很快发现锡纸条开始冒烟、着火。（　　） A．此实验中使用老旧电池效果更好 B．此实验利用了电流热效应，段最先燃烧 C．该实验取火的原理和“钻木取火”的原理相同 D．若，则段电阻最大，段电阻最小 【答案】D 【详解】A.此实验中使用老旧电池效果没有新电池好，因为老旧电池的内阻比较大，使得电路电流较小，电流的热效应不明显，故A错误； BD．根据电阻定律 若，材料相同，则电阻率相同，段横截面积最小，段横截面积最大，则段电阻最大，段电阻最小；此实验利用了电流热效应，根据 由于电流相等，段电阻最大，则段的功率最大，段最先燃烧，故B错误，D正确； C.钻木取火是利用做功产生热量，而该实验是利用了电流的热效应产生热量，原理并不相同，故C错误。 故选D。 22．（24-25高二上·广东深圳·期中）如图所示是一个家用电熨斗电路结构图，通过改变内部接线方式可以使电熨斗处于断开状态或者获得低、中、高三个不同的温度挡。下列接线方式中，能获得中档温度的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】由于电熨斗是纯电阻电路，故其功率满足 据此可以得出总电阻越小，功率越大，对电路图分析，连接1、2，电熨斗处于断开状态，连接2、3电阻串联，连接1、3时，电路中只有，将1、2和3、4分别连接，连电阻并联。由此连接2、3时电阻最大，功率最小，，将1、2和3、4分别连接时电阻最小，故中档温度时连接1、3，故A、B、D答案错误，C答案正确； 故选C。 23．（25-26高二上·广东深圳·期末）当接通电源后，电动机会带动风扇转动。已知接入220V电源后，电动机正常工作时，电路中的电流内做功；当电动机被卡住不转时，电路中的电流内做功，则（　　） A．电动机的内阻为 B．电动机正常工作时的发热功率为 C．电动机正常工作时内将电能转化成的机械能有 D．电动机正常工作时消耗的电功率为 【答案】C 【详解】A．当电动机被卡住不转时，电动机相当于纯电阻元件，设其内阻为，根据焦耳定律有 将，，，代入上式，解得，故A错误； B．当电动机正常工作时，电动机为非纯电阻元件，此时电流做的功为 将，，，代入上式，解得 电动机正常工作时的发热功率为，故B错误； C．根据能量守恒，可知电动机正常工作时内将电能转化成的机械能为，故C正确； D．电动机正常工作时消耗的电功率为，故 D 错误。 故选C。 题型5 多用电表与电源测量基础（共3小题） 【模型】多用电表各挡内部接法不同，实际电表会影响电源测量。 【方法】核红黑表笔、电阻调零和量程，测电源时标明电表实际测量部位。 24．（25-26高二上·广东广州·期末） (1)如图甲所示为某同学设计的多用电表的原理示意图。虚线框中S为一个单刀多掷开关，通过操作开关，接线柱B可以分别与触点1、2、3接通，从而实现使用多用电表测量不同物理量。当S接触点2时，多用电表处于测量________（选填“电流”、“电压”、“电阻”）的挡位，接线柱A接的是________（填“红”或“黑”）表笔。 (2)用实验室的多用电表进行某次测量时，指针在表盘的位置如图乙所示。 a．若所选挡位为直流250mA挡，则示数为________mA。 b．若所选挡位为电阻“”挡，则示数为________。 (3)用表盘为图乙所示的多用电表正确测量了一个的的电阻后，需要继续测量一个阻值约的电阻，在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前，请选择以下必需的步骤，并按操作顺序逐一写出步骤的序号________： A．调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点 B．把选择开关旋转到“”位置 C．把选择开关旋转到“”位置 D．将红表笔和黑表笔接触 (4)已知电流计G表的内阻为r，满偏电流为为已知。则S接触点1时，多用电表处于测量电流的挡位，则该挡位的量程为________。（用r、、表示） 【答案】(1) 电阻 红 (2) 85 300 (3)CDA (4) 【详解】（1）[1]当S接触点1、2、3时分别是电流挡、电阻挡和电压挡，所以当S接触点2时，多用电表处于测量电阻的挡位； [2]接线柱A接的是表内电源的负极，根据“红进黑出”，故A接红表笔； （2）[1]a.若所选挡位为直流250mA挡，则电流表示数为85mA； [2]b.若所选挡位为电阻“”挡，则欧姆表示数为； （3）因中值示数为15，为了使指针指在中值附近，应选挡，短接两表笔进行欧姆调零，调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点，故按操作顺序为CDA； （4）电流计G表满偏时，通过的电流为 故该挡位的量程为 25．（23-24高二上·广东深圳·期中）用如图所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关K和两个部件S、T。请根据下列步骤完成电阻测量： （1）旋动部件________（选填“K”“S”“T”），使指针对准电流的“0”刻线。 （2）将K旋转到电阻挡“×10”的位置。 （3）将插入“+”、“-”插孔的表笔短接，旋动部件________（选填“K”“S”“T”），使指针对准电阻的________（填“0刻线”或“∞刻线”）。 （4）将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过大。为了得到比较准确的测量结果，应该将K旋转到________（填“×1”或“×100”）挡的位置，并重新进行欧姆调零，再对电阻进行测量得到指针如上图位置，读出电阻为________。 【答案】 S T 0刻线 ×1 11.0/11 【详解】[1]旋动部件S，使指针对准电流的“0”刻线。这是机械调零，调节电表指针的初始位置。 [2][3]将插入“+”、“-”插孔的表笔短接，旋动部件T，使指针对准电阻的“0刻线”。这是欧姆调零，每次更换电阻挡后都要进行，以消除表内电池内阻等的影响。 [4]指针偏转角度过大，说明所选倍率“×10”太大，导致读数靠近表盘右端低阻区，误差较大，应换用小倍率“×1”。 [5]指针在“11”刻度处，倍率为×1，因此电阻为 26．（25-26高二上·广东深圳·期末）在测量一节干电池的电动势和内阻的实验中。 (1)为了了解电压表内阻的大概值，用多用电表的欧姆挡来测量电压表的内阻，如图1所示，多用电表的红表笔应该与电压表的________（填“正”或“负”）接线柱相连，经过正确操作，选择“”挡时，示数如图2所示，则电压表的电阻值约为________Ω。 (2)实验中为了减小测量误差，如图所示的电路中应该选择的是________（选填“甲”或“乙”）；请根据电路图在丙图中连接实物图________。 (3)通过调节滑动变阻器，测得多组U、I数据，在坐标纸中描点并作出图像如图所示，由此求得电动势________V，内阻________Ω。（结果均保留到小数点后两位 (4)对以上实验的系统误差进行了分析，其中正确的是（　　） A．主要是由电压表的分流引起的 B．主要是由电流表的分压引起的 C．电动势测量值小于真实值 D．内阻测量值大于真实值 【答案】(1) 负 2000 (2) 甲 (3) 1.45 0.66 (4)AC 【详解】（1）[1]多用电表欧姆挡内部电源的正极接黑表笔，负极接红表笔；测量电压表内阻时，电流需从电压表正接线柱流入、负接线柱流出，因此红表笔应接电压表的负接线柱。 [2]选择挡，指针示数为，故电压表内阻为 （2）[1]干电池内阻很小，电流表内阻与电源内阻相近，若采用乙图（电流表内接法），电流表分压带来的误差远大于甲图电压表分流的误差，因此选择误差更小的甲图。 [2] 实物连线：从电源正极出发，依次连接开关、滑动变阻器、电流表，回到电源负极；将电压表并联在电源（滑动变阻器+电流表）两端，保证电流从电压表正接线柱流入、负接线柱流出即可。 （3）[1]根据，图像纵轴截距等于电动势，由图得截距为，即； [2]内阻等于图像斜率的绝对值： （4）AB．误差来源分析： 电流表测量的是滑动变阻器的电流，干路电流等于电流表读数加上电压表的分流，因此系统误差主要来源于电压表的分流，故A正确，B错误； CD．测量值与真实值的比较： 推导可知，该接法下，电动势测量值 ，即电动势测量值小于真实值；内阻测量值 ，即内阻测量值小于真实值。故C正确，D错误。 故选AC。 提升·进阶突破 题型6 功率、效率与最大输出（共5小题） 【模型】电源最大输出对应外阻等于内阻，局部负载最值需重新等效。 【方法】先区分总输出与某电阻功率；有变阻器范围时检查最优值是否可取。 27．（26-27高二上·山东聊城·阶段检测）某同学用电动势为3V的旧干电池组做实验，直接把电池组与电阻箱串联，构成闭合回路。他将电阻箱分别调到0.5Ω和2Ω时，测得电池组的输出功率恰好相同。忽略温度对电池组内阻的影响，该电池组的最大输出功率约为（     ） A．1.5W B．2W C．2.25W D．3W 【答案】C 【详解】设电池组的内阻为，电阻箱接入的电阻为，回路电流为，电池组的电动势为、输出功率为。由闭合电路欧姆定律有，输出功率等于电阻箱消耗的功率，结合电功率公式可得 将两次外电阻分别记为和，由题给两次输出功率相同，有 因且内阻为正，整理并代入数据得 对于任意正的外电阻，由平方项非负可知 因此输出功率满足 当时取等号，电池组的最大输出功率为 故选C。 28．（26-27高二上·江苏苏州·阶段检测）如图甲所示，电动势为 E、内阻为 r 的电源与 R＝8Ω的定值电阻、滑动变阻器 RP、开关 S 串联组成回路，已知滑动变阻器消耗的功率 P 与其接入电路的有效阻值 RP 的关系如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．电源的电动势 E＝4V，内阻 r＝2Ω B．图乙中 Rx＝20Ω C．滑动变阻器的滑片向左移动时，R 消耗的功率先增大后减小 D．调整滑动变阻器RP的阻值可以得到该电源的最大输出功率为1.8W 【答案】A 【详解】A．把定值电阻和电源内阻等效为新电源，等效内阻 滑动变阻器消耗的功率为 根据等效电源结论，当滑动变阻器阻值等于等效内阻，即时，滑动变阻器消耗的功率最大，由图乙，最大功率对应，则电源内阻 最大功率 代入数据，则 解得电源的电动势，故A正确； B．滑动变阻器的阻值为4 Ω与阻值为时消耗的功率相等，则有 代入数据，即 解得，故B错误； C．当滑动变阻器的滑片向左移动时，其接入电路的电阻增大，电路中电流减小，所以上消耗的功率减小，故C错误； D．当外电路电阻与内阻相等时，电源的输出功率最大，本题，外电路总电阻 外阻越接近内阻，输出功率越大。当，外阻最小为8Ω，输出功率最大，最大功率为，故D错误。 故选A。 29．（26-27高二上·辽宁大连·阶段检测）如图所示，为定值电阻，为可变电阻，E为电源电动势，r为电源内电阻，以下说法中正确的是（     ） A．当时，功率最大 B．当时，电源的输出功率最大 C．当时，功率最大 D．当时，功率最大 【答案】AD 【详解】闭合开关后，电阻与串联，、和保持不变，；根据闭合电路欧姆定律有 A．根据电功率公式，定值电阻的功率为 由于不变，越小，分母越小，越大，因此当时，的功率最大，故A正确； B．设外电路总电阻为，电源的输出功率为 由可知，外电阻能够取到时，电源输出功率达到最大；若，应调节至，此时输出功率大于时的输出功率，因此题目所给条件不能保证时电源输出功率最大，故B错误； C．定值电阻的功率仍为 该功率随增大而减小，最大功率对应的条件是；条件不能保证，不能作为功率最大的条件，故C错误； D．可变电阻的功率为 当时，；当时，将上式改写为 由基本不等式有 等号成立的条件为，此时分母最小，解得 或趋于无穷大时，均趋于零，与中间某一阻值对应最大功率相符，故D正确。 故选AD。 30．（26-27高二上·山东青岛·阶段检测）如图所示电路中，电源电动势E恒定，内阻r=R1=R3=2Ω，电表均为理想电表。当电键K断开与闭合时，ab段电路消耗的电功率相等。下列说法中正确的是（     ） A．电键K闭合时，电源的效率更大 B．电阻R2的阻值为6Ω C．电键K从断开到闭合，r和R3的功率之和增大 D．电键K从断开到闭合，电源的输出功率增大 【答案】BCD 【详解】A．电源的效率为 电键K闭合时R2被短路，外电路总电阻较小，可知电源的效率较小，故A错误； B．把r与串联的总电阻等效为电源的内阻，则有 当电键K断开与闭合时，ab段电路消耗的电功率相等，则 解得，故B正确； C．电键K从断开到闭合，电阻减小，电流增大，根据 可知r和R3的功率之和变大，故C正确； D．电源的输出功率为 电键从断开到闭合，电路的外电阻从 变为 更接近电源内阻，电源的输出功率增大，故D正确。 故选BCD。 31．（26-27高二上·江苏泰州·阶段检测）如图所示，直流电源电动势为E=5 V、内阻r=1 Ω，定值电阻R1=2 Ω，可变电阻R2的阻值范围为0~6 Ω。闭合开关S，调节可变电阻R2接入电路的阻值，求解以下问题 (1)当R2为多大时，电源的输出功率可达最大，最大值多大？ (2)当R2为多大时，R1的功率达到最大，最大功率多大？ (3)当R2为多大时，R2的功率达到最大，最大功率多大？ 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）由电路图可知，与并联，外电路电阻 由闭合电路欧姆定律得 电源的输出功率 由数学知识可知，当外电路电阻等于电源内阻，即时输出功率最大 由 解得 此时输出功率的最大值为 （2）两端的电压等于路端电压 的功率，故越大，外电路电阻越大，路端电压越大，也越大 故时最大 此时外电路电阻 干路电流 路端电压 则功率的最大值 （3）把电源与看成一个等效电源，则等效电动势 等效内阻 则，故当时的功率最大 最大值为 题型7 伏安法与电源图线分析（共5小题） 【模型】伏安法通过多组数据拟合求E与r，电表接法决定误差。 【方法】明确图线截距和斜率的对应量，将内阻、分流和串入电阻分别处理。 32．（25-26高二上·广东珠海·阶段检测）随着我国科技水平的发展，新型电池领域近期呈现技术突破与产业规划并行的格局、某学校高二年级同学对某种新型电源硅光电池的相关参数产生了很大兴趣。经小组讨论，同学们决定用图1所示的实验电路研究硅光电池的伏安特性曲线，其中两个电表均可视为理想电表。 (1)在某次测量中，电压表指针的位置如图2所示，此时电压大小为________。 (2)用一定的光照射硅光电池，调节滑动变阻器，通过测量、描点作图得到该电池的曲线如图3所示。由此可知电池的电动势为________（结果保留3位有效数字）。当电池输出电流在范围内电池内阻随滑动变阻器的增大而________（填“增大”“减小”或“保持不变”）。 (3)若将图1电路图中的滑动变阻器换成额定电压，额定电流的小灯泡、闭合开关后小灯泡的实际功率约________（忽略温度对电阻影响，小灯泡电阻恒定，结果保留2位有效数字） 【答案】(1) (2) 减小 (3) 【详解】（1）如图2所示，电压表量程应为，其分度值为，所以读数为。 （2）[1]由图3可知，图与纵轴交点即为电源电动势，电动势为 [2]电池输出电流在200~270mA范围内，负载越大即用电器电阻越大，用电器电阻伏安特性曲线与电池伏安特性曲线交点越高，如图所示 将交点与纵轴上曲线交点相连，连线斜率即为该状态下电池内阻，可知负载越大，连线斜率越小，内阻越小。 （3）小灯泡电阻恒定，根据小灯泡额定电压，额定电流，可得小灯泡的伏安特性曲线如图所示 图线与电池的图交点即为灯泡接入回路时的电压、电流值，可得， 所以小灯泡的实际功率 33．（25-26高二上·广东深圳·期末）某学习小组对“测量电源的电动势和内阻”的实验方案进行了探究。实验室提供的器材有： 干电池一节（电动势约1.5V，内阻小于1Ω）； 电压表V（量程3V，内阻约）； 电流表A（量程0.6A，内阻约1Ω）； 滑动变阻器R（最大阻值为20Ω）； 定值电阻（阻值2Ω）； 开关一个，导线若干。 (1)根据以上信息，________（选填“甲”或“乙”）电路中，电表引入的实验误差更小。 (2)该小组按上述电路进行实验，通过调节滑动变阻器阻值使电流表示数逐渐接近满偏，记录此过程中电压表和电流表的示数，利用实验数据在坐标纸上描点，如图丙所示。该小组发现电压表示数的变化范围比较小，出现该现象的主要原因是________。 A．干电池内阻较小 B．干电池电动势较小 C．滑动变阻器最大阻值较小 (3)改进实验后再经过描点、作图得到如图丁，由图中数据得出电源的电动势________V。（保留三位有效数字）利用现有器材的改进方法是：________。 (4)由该实验测得电动势的测量值与真实值之间的关系是________（选填“<”、“=”或“>”），产生该误差的原因是________（选填“电压表分流”或“电流表分压”） 【答案】(1)甲 (2)A (3) 1.55 将定值电阻R1与电源串联，增大电源的等效内阻 (4) 电压表分流 【详解】（1）测量电源电动势和内阻时，甲是电流表相对电源的外接法，误差来源于电压表分流，由于电压表内阻很大，分流很小，误差很小；乙是电流表相对电源的内接法，误差来源于电流表分压，测得的电源内阻等于电源真实内阻加电流表内阻，电流表内阻约，和电源内阻（小于）接近，误差极大。因此误差更小的是甲电路。 （2）根据闭合电路欧姆定律，电压变化量，电源内阻越小，相同电流变化下，电压变化范围越小，从丙图也能看出电压变化很小，因此原因是干电池内阻较小，选A。 （3）[1]图像中，纵轴截距等于电源电动势，由丁图可得，截距约为（保留三位有效数字）。 [2]原实验电压变化范围小是因为电源内阻太小，改进方法是利用给定的定值电阻，将其与电源串联，增大电源的等效内阻，从而增大电压的变化范围。 （4）[1]甲电路中，电流表测量的是滑动支路的电流，实际干路电流等于电流表读数加上电压表的分流，因此处理数据时：根据公式推导可得测量的电动势。 [2]甲电路中电压表分流，使得电流表读数比实际干路电流小，导致测量的电动势偏小，误差来源是电压表分流。 34．（26-27高二上·黑龙江哈尔滨·阶段检测）哈三中“悟理”实验小组同学利用电压表和电流表测定某一电源的电动势和内电阻（电动势约为，内阻约为），除该电源、开关和若干导线外，还有以下器材可供选用： A、电压表（量程，内阻约为） B、电压表（量程，内阻约为） C、电流表（量程，内阻约为） D、滑动变阻器（阻值范围） E、滑动变阻器（阻值范围） (1)为使实验测量准确，电压表应选择_______；滑动变阻器应选择_______（均填器材前字母代号）。 (2)实验中为了减小测量误差，如图所示的电路中应该选择的是_______（选填“甲”或“乙”）；请根据电路图在丙图中连接实物图_______。 (3)解决问题后规范完成实验，根据获得的电压表读数和对应的电流表读数。作出图像如图丁所示，可知电池组的电动势_______，内阻_______。（结果均保留2位小数） (4)（多选）对以上实验的系统误差进行了分析，其中正确的是（     ） A．主要是由电压表的分流引起的 B．主要是由电流表的分压引起的 C．电动势测量值小于真实值 D．内阻测量值大于真实值 【答案】(1) A D (2) 甲 (3) 2.94/2.95/2.96 2.78/2.79/2.80 (4)AC 【详解】（1）[1]电源端电压不超过其电动势，约为。量程为的电压表能使指针偏转较大，读数的相对误差较小，故选择A。 [2]为使电流和端电压有明显变化，滑动变阻器的最大阻值宜与电源内阻、电流表内阻之和处于同一数量级。两者内阻之和约为，选用阻值范围为的滑动变阻器便于调节，故选择D。开始实验时应将接入阻值调至最大，再逐渐减小，并保持电流不超过。 （2）[1]设电流表内阻为，电压表内阻为。甲中电压表测量电源端电压，误差来自电压表分流；乙中电压表没有测出电流表两端的电压，由闭合电路欧姆定律得 因此乙中测得的内阻包含电流表内阻。电压表内阻约为，远大于电源内阻，分流很小；电流表内阻约为，相对于电源内阻不能忽略，故选择甲。 [2]按甲图连接，电源正极经开关接电流表的正接线柱，同时接电压表的正接线柱；电流表负接线柱接变阻器右侧下接线柱，变阻器左侧上接线柱接电源负极；电压表负接线柱也接电源负极。变阻器一上一下接入，实现限流调节，完整接线如答案图所示。 （3）[1]图丁为电源端电压随电流变化的图像。数据处理时忽略电压表分流，由闭合电路欧姆定律，整理得 图线在纵轴上的截距表示测得的电动势，由图读得。 [2]图线斜率的绝对值表示测得的内阻。取纵轴截距与图线上处的点，后一点的电流约为，两点间电压的下降量为 电流的增加量为，由斜率得 （4）AB．甲电路中，电流表只测量变阻器支路的电流，电压表分走了一部分电流。电流表内阻虽然影响工作电流，但其分压已包含在电压表测得的电源端电压中，因此主要系统误差来自电压表分流，故A正确，B错误； CD．设电压表中的电流为。电压表两端的电压为，由欧姆定律 可得 流经电源的总电流为，由闭合电路欧姆定律得 代入电压表电流并整理得 将图线给出的电动势和内阻测量值分别记为和，由纵截距和斜率绝对值分别得到 ，故C正确，D错误。 故选AC。 35．（26-27高二上·山东枣庄·阶段检测）为更准确地测量一节干电池的电动势E和内阻r，某同学设计了如图甲所示的实验电路，已知电流表内阻与电源内阻相差不大。 （1）连接好实验电路，开始测量之前，滑动变阻器R的滑片P应调到b端； （2）闭合开关S1，S2接位置1，改变滑片P的位置，记录多组电压表、电流表示数； （3）重复（1）操作，闭合开关S1，S2接位置2，改变滑片P的位置，记录多组电压表、电流表示数； （4）建立坐标系，在同一坐标系中分别描点作出S2接位置1、2时的图像，如图乙所示。 ①S2接2时的图线是图乙中的_________（选填“A”或“B”）线； ②每次测量操作都正确的情况下，由图乙中的A和B图线，可得电动势_________V，内阻_________Ω。（均保留3位有效数字）； （5）实验时发现电流表坏了，于是移去电流表，同时用电阻箱替换滑动变阻器。按图丙所示原理图重新连接电路，实验得到多组电阻箱阻值R及相应的电压表示数值U数据，要通过U-I图像处理实验数据，获得所测电动势和内阻的值，则通过________得到电流的数据。根据U-I图像得到的电动势测量值_____（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。 【答案】 A 1.25 小于 【详解】[1]当接1时，电压表直接测路端电压，电流表的测量值是滑动变阻器的电流，误差来自电压表的分流；当接2时，电压表测的是滑动变阻器的电压，此时电流表被计入等效内阻，根据闭合电路欧姆定律：，图线斜率的绝对值代表等效内阻，等效内阻更大，图线更陡，因此接2对应的是更陡的A线 [2]当接 2 时（A 线），电动势测量值等于真实电动势，对应图线纵轴截距 [3]当接1时对应B线，真实短路电流为，根据 可得 [4]电流表移除后，电阻箱的电压为，电阻为，根据欧姆定律，可通过计算得到回路电流 [5]该电路的误差来自电压表的分流：我们计算的只是电阻箱的电流，小于总电流（总电流还包含电压表的分流）。当外电路开路时，电阻箱阻值无穷大，电阻箱的电流为0，但电压表仍有微弱分流，测量得到的图线纵截距会小于电源真实电动势，因此电动势测量值小于真实值。 36．（25-26高二上·江西上饶·期中）2025年8月27日，国家发展改革委、国家能源局印发了《新型储能规模化建设专项行动方案（2025-2027年）》的通知，该方案明确“锂离子电池储能为主，多元技术协同发展”的技术路径。某科技小组要测量一个锂电池组的电动势和内阻，用电流传感器实时采集实验数据，通过计算机拟合成直线，实验电路如图甲所示。实验室提供器材有：电流传感器2个（内阻不计）、滑动变阻器（最大阻值）、定值电阻（阻值）、开关S。导线若干。请回答下列问题： (1)实验步骤如下：①闭合开关前，滑动变阻器R的滑片应置于最______（选填“左”或“右”）端； ②闭合开关S后，移动滑动变阻器R的滑片，电流传感器1、2分别采集到的多组电流数据，并通过计算机进行拟合。 (2)数据处理：①当电流传感器1中电流为1.5mA时，定值电阻两端的电压为______V；②通过计算机进行拟合得到的图像如图乙所示，若不考虑电流传感器1所在支路的电流，则该锂电池组的电动势______V，内阻______。（结果均保留2位有效数字） (3)误差分析：若考虑电流传感器1所在支路的电流，第（2）问中测得锂电池组的电动势与真实值相比______，内阻与真实值相比______。（均选填“偏大”或“偏小”） 【答案】(1)左 (2) 4.5 9.0 3.0 (3) 偏小 偏小 【详解】（1）闭合开关前，滑动变阻器应全部接入电路，故滑片滑到最左端； （2）[1] 当电流传感器1中电流为1.5mA时，定值电阻两端的电压为 [2][3]根据闭合电路欧姆定律有 即 结合图乙可得， 解得， （3）[1][2] 若考虑电流传感器1所在支路的电流，根据闭合电路欧姆定律有 即 所以， 解得， 所以第（2）问中测得锂电池组的电动势和内阻与真实值相比均偏小。 题型8 替代方案与新型电池实验（共4小题） 【模型】替代测量和新型电池需要依据实际接法建立线性关系。 【方法】从开关状态与测量量写方程，再作线性变换；非线性电源按实际曲线分析。 37．（25-26高二上·广东广州·期末）某同学想测量一旧手机中的锂电池的电动势E和内阻电动势标称值，允许最大放电电流为。实验室备有如下器材： 电压表；定值电阻阻值为；电阻箱；（）；开关S一只；导线若干。 (1)为测量锂电池的电动势E和内阻r，该同学设计了如图甲所示的电路图。实验时，闭合开关S，发现电压表有示数（不为零），调节R的阻值，示数不变，则电阻箱R发生___________（选填“断路”或“短路”）。 (2)排除故障后，若是理想电压表，则___________（用E、、R、r表示）。该同学通过改变电阻箱R的阻值，得到多组测量数据，根据数据作出图像，如图乙所示。则该锂电池的内阻___________。（结果保留两位有效数字） (3)若考虑电压表的___________作用，则电池内阻的测量值___________（选填“大于”、“等于”或“小于”）其真实值。 【答案】(1)断路 (2) 12 (3) 分流 小于 【详解】（1）闭合开关S，发现电压表有示数不为零，说明电压表与电源并联的部分电路是通路，且电阻箱所在支路没有短路，否则电压表示数为零。调节R的阻值，示数不变，说明电阻箱R发生断路。 （2）[1][2]若是理想电压表，则根据闭合电路欧姆定律得 整理可得 结合图乙可知，图像纵截距、斜率分别为、 联立解得该锂电池的内阻为 （3）[1][2]若考虑电压表的分流作用，根据闭合电路欧姆定律得 整理可得 设图像的纵截距为b，斜率为k，则有， 联立解得， 若不考虑电压表的分流作用，由（2）的解答可得， 联立解得， 对比可得，即电池内阻的测量值小于其真实值。 38．（25-26高二上·广东深圳·期末）某兴趣小组把铜片和镁片平行靠近插入一个橙子中，组成了水果电池。现设计一个测量该水果电池的电动势和内电阻的实验，实验电路如图（1）所示，不计电流传感器内阻。 (1)把和闭合，测得电流传感器的示数为。然后断开调节电阻箱的阻值，当观察到电流传感器的示数为时读得电阻箱的阻值为。由此可知，该水果电池的电动势为_______，内阻为_______； (2)为了更精确测量该水果电池的电动势，该兴趣小组在断开、闭合的情况下，不断改变电阻箱的阻值，得到多组电阻箱阻值R（单位为）和电流传感器的读数I（单位为A），通过数据处理，得到如图（2）所示的图像。由于作图时漏写了横纵坐标表示的物理意义，但应在以下六个之中：I，，R，，则横坐标应为____、纵坐标应为_______；请推理得出该水果电池的电动势为_______V。（计算结果保留小数点后两位） 【答案】(1) (2) R / 1.68 【详解】（1）当、都闭合时，电阻箱被短路，电路只有电源内阻，由欧姆定律： 断开，接入电阻箱，电流为，由闭合电路欧姆定律： 联立两式解得：， （2）断开闭合，由闭合电路欧姆定律： 整理为线性形式： 是一次函数，纵轴为、横轴为时，为倾斜向上的直线，符合题图特征： 当时，得横轴截距 即 当时，得纵轴截距 代入得： 因此横坐标为，纵坐标为，电动势为 39．（26-27高二上·辽宁·阶段检测）某课外兴趣小组设计并制作了马铃薯电池，并通过以下实验操作测定马铃薯电池的电动势和马铃薯的电阻率。实验原理如图甲所示： （1）电极材料由正对面积为，间距为的铜片与锌片构成，将马铃薯切成长度为且接触面积与正负电极面积相等的矩形块。用游标卡尺测量马铃薯的长度如图所示，则马铃薯的长度__________。 （2）将马铃薯块置于铜片与锌片两电极之间，确保马铃薯与电极的良好接触。 （3）改变电阻箱的电阻，记录5组电压传感器的示数及对应的电流传感器的示数，并在图像中描点。如下图乙。 （4）由图像可知马铃薯电池的电动势__________，内阻__________。（结果均保留两位有效数字） （5）马铃薯的电阻率为__________。（结果保留两位有效数字） 【答案】 10.230 0.69/0.70/0.71/0.72 15 【详解】[1] 由图可读出马铃薯块的长度为主尺读数与游标读数之和 [2]由图线纵轴截距读出 [3]由得 代入图中读数，得 [4]马铃薯块的电阻满足电阻定律，故电阻率为。将面积和长度换算为国际单位，， 代入，得 40．（2026·广东广州·一模）硅光电池被一定条件的光照射时，可以对外供电。某实验小组设计实验测试某款硅光电池在太阳光照射下的输出特性。 (1)电路连接 实验小组设计了如图（a）的电路图，请根据电路图完成图（b）实物图连线___________。 (2)光强一定时，硅光电池输出功率测量 ①用碘钨灯（发出的光近似于太阳光）在20cm处正对照射硅光电池，电阻箱取不同阻值时，记录多组电压表读数U和毫安表读数I，当电压表读数为1.40V时，毫安表示数如图（c），读数为___________mA。 ②硅光电池输出功率P=UI。根据记录的数据，求得不同输出电压下的硅光电池输出功率，并作P-U图像如图（d）。 (3)硅光电池的转化效率测试 ①如图（e），利用（2）中的碘钨灯正对照射光功率计，距离仍为20cm时，光功率计测得单位受光面积的光功率为38mW/cm2，已知步骤（2）中，硅光电池的受光面积为25cm2，则入射到硅光电池的光功率Pi=___________mW。 ②硅光电池的转化效率定义为，实验中硅光电池的转化效率为___________%。（结果保留3位有效数字） (4)误差分析若电表内阻影响不可忽略，则实验测得的转化效率___________（选填“大于”“等于”或“小于”）实际的转化效率。 【答案】(1) (2)50 (3) 950 10.5 (4)小于 【详解】（1）根据图（a）将图（b）连接如下 （2）由图（c）可知，毫安表的示数为 （3）[1]由题意可知，入射到硅光电池的光功率 [2]由图（d）可知，硅光电池的最大输出功率为 则其转化效率为 （4）由于电压表的分流作用，导致毫安表测得电流小于实际输出的电流，计算出的最大输出功率偏小，因此测得的转化效率小于实际转化率。 题型9 电源与复杂负载综合（共5小题） 【模型】复杂负载同时含串并联、机械输出或电容器稳态。 【方法】先画等效电路，电容稳态支路视为断路，再联合能量与节点电势求解。 41．（23-24高二上·广东深圳·期中）在如图所示的电路中，电源电动势，内阻。将一盏额定电压为、额定功率为的灯泡与一只线圈电阻为的直流电动机并联后和电源相连，灯泡刚好正常发光。求： (1)电源的输出功率； (2)电动机的输出功率。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）灯泡正常发光，路端电压等于灯泡额定电压，即，由闭合电路欧姆定律 解得 电源输出功率 （2）灯泡额定电流，干路电流 流过电动机的电流 电动机的输入功率；电动机线圈发热功率 电动机的输出功率 42．（24-25高二上·河南焦作·期中）如图所示的电路中，M为电动机，电表均为理想电表，当电动势为、内阻为的电源接入电路，闭合开关，电动机不转动，此时电压表和电流表的示数分别为；当电动势为、内阻为的电源接入电路，闭合开关，电动机刚好正常工作，此时电压表的示数为，导线的电阻可忽略。求： (1)电动机的内阻； (2)电动机刚好正常工作时，电源的输出功率； (3)电动机刚好正常工作时，电动机的效率（最后一问结果保留2位有效数字）。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）当电动势为3V，内阻为的电源接入电路时，由欧姆定律得 代入数据解得定值电阻的阻值为 由闭合电路欧姆定律 得 解得电动机的内阻为 （2）当电动势为10V，内阻为的电源接入电路时，由欧姆定律可得电路中的电流 解得 电源的输出功率为 （3）电动机刚好正常工作时，电动机两端的电压为 解得 电动机消耗的电功率为 电动机内阻消耗的电功率为 电动机输出的机械功率为 则电动机正常工作时的效率为 解得 43．（26-27高二上·山东青岛·阶段检测）某电路如图所示，其中Ω、Ω、Ω，滑动变阻器R2最大阻值为3Ω，电源电动势为6V，电源内阻r =1Ω，电流表、电压表均可视为理想电表。求： (1)闭合S1，断开S2，当R2 =0时，电压表的示数是多少？ (2)闭合S1，闭合S2，当滑动变阻器R2 =2Ω时，电流表和电压表的示数分别是多少？ (3)在开关均闭合状态下，当R2阻值为多大时，电源的输出功率最大？最大输出功率为多少？ 【答案】(1)V (2)2.25A，3.00V (3)2Ω；9W 【详解】（1）闭合S1，断开S2，当R2 =0时，电路为与并联，再和串联，电路的总电阻为 干路电流为 电压表电压 电压表示数应为小数，取1.09V。 （2）闭合S1，闭合S2，当滑动变阻器R2 =2Ω时，电路简化如图 R1和R2的并联电阻 该并联支路与R4串联后电阻 外电路总电阻 电路中的总电阻 干路电流 电压表测量路端电压 其中 根据，二者串联电流相等，可得 解得 因此流经R2的电流 流经R3的电流 电流表读数 （3）电源的输出功率 可得时，电源的输出功率最大，此时外电路总电阻 R1和R2的并联电阻 该并联支路与R4串联后电阻 外电路总电阻 可得此时 可得电源的最大输出功率 解得 44．（26-27高二上·黑龙江哈尔滨·阶段检测）如图所示，电源的电动势，内阻，两个定值电阻均为，平行板电容器的电容，初始状态开关断开，电路稳定后，求： (1)电容器所带电荷量 (2)开关闭合至电路再次稳定，此过程流过电流表的电荷量 【答案】(1) (2) 【详解】（1）电容器两极板间的电压等于两端的电压，开关断开时， 电路中的总电流为 电容器的两极板间的电压为 此时电容器所带电荷量为 （2）开关接通时两定值电阻并联，外电路电阻 电路中的总电流为 电容器的两极板间的电压为 此时电容器所带的电荷量为 此过程流过电流表的电荷量 45．（26-27高二上·上海黄浦·阶段检测）如图所示，R3=8Ω，L为一个标有“12V、12W”的灯泡，若改变滑动变阻器R1触片的位置，使L正常发光时，安培表的示数为1.5A，伏特表的示数恰好为零（即AB两点电势相等，电势差为零），求： (1)画出该电路的等效电路图（画出电表位置）并指明电压表示数U的关系式； (2)求电阻R2的阻值； (3)求电源电压U； (4)求滑动变阻器R1的阻值。 【答案】(1) (2)24Ω (3)20V (4)16Ω 【详解】（1）AB两点电势相等，电势差为零，则电压表示数为         等效电路图如图所示 （2）灯泡的电流为 伏特表的示数恰好为零，即AB两点电势相等，则电阻两端电压与灯泡两端电压相等，电阻的阻值为 （3）电源电压U，则有 （4）伏特表的示数恰好为零（即AB两点电势相等，电势差为零），则有 灯泡的电阻为 解得 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $