专题11 电功和电功率、电源的功率和效率 讲义 -2026-2027学年高二物理上学期期中专题强化（人教版必修第三册）

人教版必修3高二物理上学期期中专题强化 专题11 电功和电功率、电源的功率和效率 知识强化 一、电功　电功率　电热　热功率 意义 公式 联系 电功 电流在一段电路中所做的功 W=UIt 对纯电阻电路，电功等于电热：W=Q=UIt=I2Rt； 对非纯电阻电路，电功大于电热：W>Q 电热 电流通过导体产生的热量 Q=I2Rt 电功率 单位时间内电流所做的功 P=UI 对纯电阻电路，电功率等于热功率：P=P热=UI=I2R； 对非纯电阻电路，电功率大于热功率：P>P热 热功率 单位时间内导体产生的热量 P热=I2R 二、电源的功率及效率 1.电源的总功率 (1)任意电路：P总=IE。 (2)纯电阻电路：P总=I2(R+r)。 2.电源内部消耗的功率 P内=I2r=P总-P出。 3.电源的输出功率 (1)任意电路：P出=IU=IE-I2r。 (2)纯电阻电路：P出=I2R。 4.电源的效率 (1)任意电路：η=×100%=×100%。 (2)纯电阻电路：η=×100%。 5.纯电阻电路中电源的最大输出功率(如图) P出=UI=I2R=R==。 当R=r时，电源的输出功率最大，为Pm=。 由P出与外电阻R的关系图像可知： ①当R>r时，随着R的增大输出功率越来越小。 ②当R<r时，随着R的增大输出功率越来越大。 ③当P出<Pm时，每个输出功率对应两个可能的外电阻R1和R2，且有R1=R2，得R1·R2=r2。 6.提高纯电阻电路效率的方法 η=×100%=×100%=×100%，R越大，η越高。 三、等效电源 把含有电源、电阻的部分电路等效为新的“电源”，其“电动势”“内阻”如下： (1)两点间断路时的电压等效为电动势E'。 (2)两点短路时的电流为等效短路电流I短'，等效内电阻r'=。 常见电路等效电源如下： 典例剖析 【典例1】(2025·安徽合肥市检测)将一电源与电阻箱R、定值电阻R0=4 Ω连接成闭合回路，如图甲所示。测得电阻箱所消耗功率P与电阻箱读数R的关系如图乙所示，则下列说法正确的是(　　) A.电源内阻r=5 Ω B.电源电动势E=30 V C.定值电阻R0功率最大时，电阻箱R=1 Ω D.电阻箱所消耗功率P最大时，电源效率为90% 答案　D 解析　根据题图乙，由电阻箱功率最大的条件可知，此时满足R=R0+r，解得电源内阻r=1 Ω，故A错误；由Pmax=，解得E=20 V，故B错误；由P0=I2R0=()2R0可知，当R=0时，定值电阻R0功率最大，故C错误；电阻箱所消耗功率P最大时，电源效率η=×100%=90%，故D正确。 【典例2】(2025·湖南郴州市三模)如图所示的电路，电源内阻不计，电源电动势为E，定值电阻R1=R，滑动变阻器R2的总阻值为4R，电容器的电容为C，闭合开关，当滑动变阻器的滑片从最左端a滑到最右端b时，下列说法正确的是(　　) A.电容器上的最大带电荷量为CE B.电阻R1的功率先增大后减小 C.电阻R2的功率先增大后减小 D.理想电流表的示数一直在增大 答案　CD 解析　滑动变阻器接入电路的电阻为Rab=，根据R左R右≤()2，当R左=R右，即当滑动变阻器的滑片滑到变阻器的正中央时，变阻器接入电路的总电阻最大，此时Rab=R，电容器上的电压最大，为U=E，电容器上的最大带电荷量为Q=CU=CE，选项A错误；当滑动变阻器的滑片从最左端a滑到最右端b时，回路电阻先增大后减小，回路电流先减小后增大，根据P1=I2R1，电阻R1的功率先减小后增大，选项B错误；把R1看成电源的内阻，当变阻器接入电路的电阻和R1电阻相等时，变阻器上消耗的功率最大，故当滑动变阻器的滑片滑到变阻器的正中央时，变阻器上消耗的功率最大，当滑动变阻器的滑片从最左端a滑到最右端b时，电阻R2的功率先增大后减小，选项C正确；当滑片从a端滑到变阻器的中央时，变阻器上的电压逐渐增大，变阻器右侧电阻减小，故根据I右=，理想电流表的示数逐渐增大，当滑片从变阻器中央滑到b端时，总电阻减小，回路总电流增大，而变阻器左侧的电流减小，故变阻器右侧的电流一定增大，理想电流表的示数仍在增大，选项D正确。 针对性训练 1. （2027陕西榆林重点高中月考）如图所示,输入电压 ,灯泡 L 标有“3 V　6 W”字样,Ⓜ为电动机,线圈电阻为 . 当灯泡正常发光时,电动机输出的机械功率为 A. 4 W B. 8 W C. 12 W D. 18 W 答案 B　 解析 由图可知灯泡 L 和电动机 Ⓜ 串联在电路中,由灯泡 L 正常发光可知,灯泡两端的实际电压 等于其额定电压 3 V,灯泡的实际功率等于其额定功率 6 W,由功率公式 可计算出电路电流 ,串联电路电流相等,所以通过电动机的电流也为 ,根据串联电路的电压分配规律,电动机两端的电压 ,电动机是非纯电阻电路,其输入功率 ,线圈电阻发热功率 ,则电动机输出功率 ,故选 B. 2 .(2026·江苏南京市检测)在图甲所示的电路中，电源的电动势为3.0 V，内阻不计，L1、L2、L3为三个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。当开关闭合后，下列说法中正确的是(　　) A.灯泡L1的电流为灯泡L2电流的2倍 B.灯泡L2的电阻为12 Ω C.灯泡L3的功率为0.375 W D.电路总功率为1.35 W 答案　D 解析　电源的电动势为3.0 V，内阻不计，路端电压为U1=3.0 V，L2、L3两端的电压相等，则U2=U3=1.5 V，由题图乙可知，通过L2、L3的电流为I2=I3=0.20 A，通过L1的电流为I1=0.25 A，则=1.25，A错误；由欧姆定律可得R2==7.5 Ω，B错误；灯泡L3的功率为P3=U3I3=0.3 W，C错误；电路总功率为P=E(I1+I2)=1.35 W，D正确。 3. (2025·四川雅安市二模)控制体内脂肪积累可有效控制体重，图甲为脂肪测量仪，被测试者手握把手P、Q，通过测量流经双手的微弱电流来测量电阻，从而测定身体脂肪率，其简化原理如图乙所示。体型相近的测试者，脂肪率越高的，电阻越大。则两体型相近者参加测试时(　　) A.脂肪率高者测试时，R1消耗功率较大 B.脂肪率高者测试时，电源效率较高 C.脂肪率高者测试时，电压表示数和电流表示数比值较小 D.电压表示数变化量和电流表示数变化量比值的绝对值恒定 答案　BD 解析　脂肪率高者测试时，电阻较大，回路中电流较小，所以R1消耗功率较小，故A错误；电源的效率为η=×100%=×100%=×100%，由此可知，外电阻越大，电源效率越高，故B正确；脂肪率高者测试时，电阻较大，则电压表示数和电流表示数比值较大，故C错误；根据闭合电路欧姆定律可得U=E-I(r+R1+R2)，所以||=r+R1+R2，即电压表示数变化量和电流表示数变化量比值的绝对值恒定，故D正确。 4.某电吹风机简化电路如图所示，其主要部件为电动机M和电热丝，部分技术参数如表，电吹风机在220 V电压下工作。下列说法正确的是(　　) 额定电压 220 V 额定功率 热风时：990 W 冷风时：110 W A.开关S1、S2都闭合时电吹风机吹冷风 B.吹热风时通过电热丝的电流为4 A C.吹热风时电热丝的功率为990 W D.该电吹风机中电动机的内电阻为440 Ω 答案　B 解析　由电路图可知，开关S1、S2都闭合时电动机M和电热丝同时接入电路，电吹风机吹热风，故A错误； 吹热风时电热丝的功率为P=P2-P1=990 W-110 W=880 W，电流为I== A=4 A，故B正确，C错误； 只闭合开关S2时，仅电动机接入电路，若电动机为纯电阻元件，其电阻为r==440 Ω，由于电动机正常工作时为非纯电阻元件，则电阻不为440 Ω，故D错误。 5 如图所示的电路中，当开关S置于a处时，电流表(内阻不计)示数为I，额定功率为16 W的电动机正常工作，带动质量为0.7 kg的物体以2 m/s的速度匀速竖直上升。当开关置于b处时，电流表示数变为，灯泡正常发光。已知电阻R=1.5 Ω，灯泡额定电压为10 V，额定功率10 W，重力加速度g取10 m/s2。则(　　) A.电动机线圈的内阻为0.5 Ω B.电动机的额定电压为10 V C.电源电动势为12 V D.电源内阻为1 Ω 答案　AC 解析　当开关S置于b处时，有U2== =10 V，解得I=2 A，当开关S置于a处时，设电动机线圈的内阻为r'，则有P1-I2r'=mgv，代入数据解得r'=0.5 Ω，U1===8 V，故A正确，B错误； 当开关S置于a处时，根据闭合电路欧姆定律有E=U1+I(R+r) 当开关S置于b处时，根据闭合电路欧姆定律有E=U2+(R+r)，联立解得E=12 V，r=0.5 Ω，故C正确，D错误。 6 . (2025·安徽名校联盟模拟)如图甲为某手持双头风扇，图乙为其简化电路图。闭合开关S后，两电动机均能正常工作。某同学发现，若用外力迫使电动机M1停止转动，则M2的转速也减小。已知电源电动势E=12 V，内阻r=1 Ω，电动机M1、M2额定电压均为U=6 V，电动机M1线圈的电阻R1=0.5 Ω，保护电阻R0=1 Ω，则(　　) A.M1停止转动前，电源的输出功率为18 W B.M1停止转动前，电源的输出功率为27 W C.M1停止转动后，M2功率可能为3 W D.M1停止转动后，M2功率可能为4 W 答案　BC 解析　M1停止转动前，电源内阻r和保护电阻R0分得的总电压为U1=E-U=6 V，根据欧姆定律可得，电路中的电流为I==3 A，则内阻分压为Ur=Ir=3 V，则路端电压为U路=E-Ur=9 V，电源的输出功率P出=U路I=27 W，故A错误，B正确；M1停止转动后，设M2两端的电压为U2，通过其中的电流为I2，由闭合电路欧姆定律得E=U2+(+I2)(R0+r)，代入数据整理得5U2+2I2=12，M2的功率为P2=U2I2=-2.5+6U2，当U2=1.2 V时，M2功率最大值P2max=3.6 W，故C正确，D错误。 7 .(2025·浙江省二模)图示为某款乒乓球训练机，发球原理是乒乓球到达出球口后，驱动轮旋转并摩擦乒乓球，使球获得一定的水平初速度并发出。某次设定机器发无旋球，乒乓球射出位置到台面的高度为0.2 m，水平射程为1.6 m，每分钟发射60个乒乓球。已知乒乓球质量为2.7 g，发球机输入电压为8 V，输入电流为50 mA，电动机线圈内阻为100 Ω。不考虑空气阻力和发球前乒乓球高度的变化，下列说法正确的是(　　) A.发球机对单个乒乓球做的功为1.44 J B.发球机对乒乓球做功的功率为0.024 W C.电动机输出的机械功率为0.4 W D.发球机将电能转换为乒乓球机械能的效率为21.6% 答案　D 解析　设发球机对于单个乒乓球做的功为W，乒乓球在空中做平抛运动，竖直方向有h=gt2，水平方向有x=vxt，由动能定理可得W=Ek=m，联立解得W=8.64×10-2 J，故A错误；发球机1分钟内对乒乓球做的总功W0=nW，功率P==8.64×10-2 W，故B错误；电动机消耗的总功率P1=UI，电动机内阻消耗的电功率P2=I2r，则电动机输出的机械功率P出=P1-P2=0.15 W，故C错误；发球机将电能转化为乒乓球机械能的效率η=×100%=21.6%，故D正确。 8 .(2025·重庆市模拟)如图所示电路中，直流电源电动势为E、内阻r=R，定值电阻R1=R，可变电阻R2的阻值范围为0~2R。闭合开关S，改变可变电阻R2接入电路的阻值，则R2的最大电功率为(　　) A. B. C. D. 答案　D 解析　R1和电源并联后可视为一个“等效电源”，新电源的电动势E'=·R1=，内阻r'==，此时R2的电功率就是新电源的输出功率，当外电阻等于电源内阻时电源的输出功率最大，可知当R2=r'=时，R2的电功率最大，其最大电功率为Pmax=()2·=，故选D。 9 .(2025·河南省九师联盟模拟)如图所示为某电源输出功率P随外电路电阻R变化规律的图像，图中所标物理量已知，则(　　) A.电源的内阻为 B.电源的电动势为- C.电源短路时的电流为+) D.电源的最大输出功率为+) 答案　A 解析　由题图可知()2R1=()2R2，解得r=，故A正确；由P0=()2R1，解得E=+，故B错误；电源短路时的电流I0==+，故C错误；电源的最大输出功率Pm==+)2，故D错误。 10 .(2025·山东淄博市期中)在如图所示的电路中，R1、R2、R3、R4、R5均为定值电阻，电源电动势为E，内阻为r。闭合开关S后电路发生故障，发现灯L1变暗，灯L2变亮，则电路中发生的故障可能是(　　) A.R1断路　　　B.R2断路 C.R3短路　　　D.R4短路 答案　B 解析　若R1断路，则回路的总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律知，干路的电流减小，右侧部分总电阻不变，则灯L2两端的电压减小，灯L2变暗，灯L1两端的电压增大，灯L1变亮，假设不成立，故A错误；若R2断路，则回路的总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律知，干路的电流减小，灯L1两端的电压减小，灯L1变暗，灯L2两端电压增大，灯L2变亮，假设成立，故B正确；若R3或R4短路，则回路的总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律知，干路的电流增大，灯L1两端的电压增大，灯L1变亮，灯L2两端的电压减小，灯L2变暗，假设不成立，故C、D错误。 11.(2025·河北张家口市)如图所示的电路中三个小灯泡规格相同，电阻值与滑动变阻器最大阻值相同均为R，电源的内阻r<R。初始时滑动变阻器滑片位于滑动变阻器的中点处，现闭合开关将滑动变阻器的滑片向上滑动，则(　　) A.小灯泡L1、L2变亮，L3变暗 B.小灯泡L1、L2变暗，L3变亮 C.小灯泡L1、L3变暗，L2变亮 D.电源的输出功率变小 答案　A 解析　初始时滑动变阻器滑片位于滑动变阻器的中点处，由题意可知，此时并联部分的电阻最大；则将滑动变阻器的滑片向上滑动，并联部分的阻值减小，电路中的总阻值减小，根据闭合电路欧姆定律可知，干路电流I增大，路端电压减小，故L1灯变亮，L1灯两端电压增大，则并联部分电压减小，由于L3灯支路电阻增大，所以通过L3灯的电流I3减小，则L3变暗，根据 I=I2+I3 由于干路电流增大，所以通过L2灯的电流I2增大，L2灯变亮，故A正确，B、C错误； 电源的输出功率为 P出=I2R外=()2R外= 可知当外电阻等于内阻时，电源的输出功率最大；由题意可知，电源的内阻r<R，则外电阻一定大于内阻，随着滑动变阻器的滑片向上滑动，外电阻减小，与内阻更接近，所以电源的输出功率变大，故D错误。 12 （2025·山西太原期末）如图甲所示的电路，其中电源电动势E＝6 V，内阻r＝2 Ω，定值电阻R＝4 Ω，已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的阻值RP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P2＝2 W B.图乙中R1＝6 Ω，R2＝12 Ω C.滑动变阻器消耗功率P最大时，定值电阻R消耗的功率也最大 D.调整滑动变阻器RP的阻值，可以使电源的输出电流达到2 A 答案 B 解析：　由闭合电路欧姆定律的推论可知，当电路外电阻等于内阻r时，输出功率最大，最大值为Pm＝，把定值电阻看成电源内阻的一部分，由题图乙可知，当RP＝R1＝R＋r＝6 Ω时，滑动变阻器消耗的功率最大，最大功率为P2＝＝1.5 W，A错误；滑动变阻器的阻值为3 Ω时与阻值为R2时消耗的功率相等，有×3 Ω＝R2，解得R2＝12 Ω，B正确；当回路中电流最大时，即RP＝0时，定值电阻R消耗的功率最大，C错误；当滑动变阻器RP的阻值为0时，电路中电流最大，最大值为Im＝＝ A＝1 A，则调整滑动变阻器RP的阻值，不可以使电源的输出电流达到2 A，D错误。 13 .(15分)如图所示，已知电源电动势E=6 V，内阻r=1 Ω，保护电阻R0=0.5 Ω，电压表为理想电压表，内阻不计。 (1)(4分)当电阻箱R阻值为多少时，保护电阻R0消耗的电功率最大，并求这个最大值； (2)(3分)当电阻箱R阻值为多少时，电阻箱R消耗的功率PR最大，并求这个最大值； (3)(3分)电源的最大输出功率； (4)(5分)若电阻箱R的最大值为3 Ω，R0=5 Ω，当电阻箱R阻值为多少时，电阻箱R的功率最大，并求这个最大值。 答案　(1)0　8 W　(2)1.5 Ω　6 W　(3)9 W　(4)3 Ω　 W 解析　(1)保护电阻消耗的电功率为P0=()2R0 因R0和r是常量，而R是变量，所以R最小时，P0最大，即R=0时，有P0max=()2R0=()2×0.5 W=8 W (2)把保护电阻R0与电源内阻r看作等效电源内阻，当R=R0+r，即R=1 Ω+0.5 Ω=1.5 Ω时，电阻箱R消耗的功率最大，最大值为PRmax== W=6 W (3)由电功率公式P出=()2R外= 当R外=r时，P出最大，即R=r-R0=0.5 Ω时，有P出max== W=9 W (4)把R0=5 Ω当作电源内阻的一部分，则等效电源内阻r等为6 Ω，而电阻箱R的最大值为3 Ω，小于6 Ω，由P=()2R= 可知不能满足R=r等，所以当电阻箱R的电阻取3 Ω时，R消耗功率最大，最大值为Pmax=()2R= W 14.(10分)(2025·江西省高三模拟)当汽车电动机启动时车灯总是会瞬间变暗，其原理简化图如图所示。某款混动型汽车在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表的示数I=12 A，电动机启动后电流表的示数I'=60 A，若电源的电动势E=15 V，内阻r=0.05 Ω，电流表内阻不计，灯泡电阻恒定，电动机内阻rM=0.108 Ω。求： (1)(2分)灯泡的电阻R； (2)(3分)电动机启动后的电源的输出功率P； (3)(5分)电动机的效率η。 答案　(1)1.2 Ω　(2)720 W　(3)55% 解析　(1)电动机未启动前，由闭合电路的欧姆定律有I= 解得R=1.2 Ω (2)当电动机启动后，电源的输出功率P=I'E-I'2r 解得P=720 W (3)电动机两端的电压U=E-I'r=12 V 流过电动机的电流IM=I'-=50 A 电动机的效率η=×100% 解得η=55% 15.(8分)(2024·海南卷·17)虚接是常见的电路故障，如图所示，电热器A与电热器B并联。电路中的C处由于某种原因形成了虚接，造成了该处接触电阻0~240 Ω之间不稳定变化，可等效为电阻RC，已知MN两端电压U=220 V，A与B的电阻RA=RB=24 Ω，求： (1)(5分)MN间电阻R的变化范围； (2)(3分)当RC=240 Ω，电热器B消耗的功率(保留3位有效数字)。 答案　(1)12 Ω≤R≤22 Ω　(2)16.7 W 解析　(1)根据电路可知当RC=0时MN间电阻R的阻值最小，为Rmin==12 Ω 当RC=240 Ω时MN间电阻R的阻值最大， 为Rmax==22 Ω 故MN间电阻R的变化范围为12 Ω≤R≤22 Ω (2)当RC=240 Ω， 通过电热器B的电流为I= 此时电热器B消耗的功率为PB=I2RB 解得PB≈16.7 W 16 如图甲所示电路中，R1是滑动变阻器，R2是定值电阻。实验时从最左端向最右端拨动滑片调节R1的阻值，得到各组理想电压表和理想电流表的数据，用这些数据在坐标纸上描点、拟合，作出的U-I图像如图乙所示。求： (1)(3分)当滑动变阻器的阻值为多大时，电阻R2消耗的功率最大； (2)(7分)当滑动变阻器的阻值为多大时，滑动变阻器R1消耗的功率最大； (3)(4分)当滑动变阻器的阻值为多大时，电源的输出功率最大。 答案　(1)0　(2) Ω　(3) Ω 解析　(1)由闭合电路欧姆定律得电阻R2消耗的功率P2=I2R2=R2， 即R1=0时，流过R2的电流最大，此时R2消耗的功率最大 (2)根据题意可知，当滑动变阻器滑片在最右端时有R2== Ω 滑动变阻器滑片在最左端时有R1m+R2= 解得R1m= Ω 由题图乙可知E=U1+I1r E=U2+I2r 联立解得r=5 Ω，E=2.5 V R1消耗的功率最大，此时可将R2看成电源的内电路中的电阻，此时的等效内阻为 r'=R2+r= Ω 当R1=r'时，等效电源的输出功率最大， 则R1= Ω (3)由输出功率有 P出=R外= 由此可知，当R外=r时，电源的输出功率最大，此时滑动变阻器阻值为R1=r-R2 解得R1= Ω。 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 人教版必修3高二物理上学期期中专题强化 专题11 电功和电功率、电源的功率和效率 知识强化 一、电功　电功率　电热　热功率 意义 公式 联系 电功 电流在一段电路中所做的功 W=UIt 对纯电阻电路，电功等于电热：W=Q=UIt=I2Rt； 对非纯电阻电路，电功大于电热：W>Q 电热 电流通过导体产生的热量 Q=I2Rt 电功率 单位时间内电流所做的功 P=UI 对纯电阻电路，电功率等于热功率：P=P热=UI=I2R； 对非纯电阻电路，电功率大于热功率：P>P热 热功率 单位时间内导体产生的热量 P热=I2R 二、电源的功率及效率 1.电源的总功率 (1)任意电路：P总=IE。 (2)纯电阻电路：P总=I2(R+r)。 2.电源内部消耗的功率 P内=I2r=P总-P出。 3.电源的输出功率 (1)任意电路：P出=IU=IE-I2r。 (2)纯电阻电路：P出=I2R。 4.电源的效率 (1)任意电路：η=×100%=×100%。 (2)纯电阻电路：η=×100%。 5.纯电阻电路中电源的最大输出功率(如图) P出=UI=I2R=R==。 当R=r时，电源的输出功率最大，为Pm=。 由P出与外电阻R的关系图像可知： ①当R>r时，随着R的增大输出功率越来越小。 ②当R<r时，随着R的增大输出功率越来越大。 ③当P出<Pm时，每个输出功率对应两个可能的外电阻R1和R2，且有R1=R2，得R1·R2=r2。 6.提高纯电阻电路效率的方法 η=×100%=×100%=×100%，R越大，η越高。 三、等效电源 把含有电源、电阻的部分电路等效为新的“电源”，其“电动势”“内阻”如下： (1)两点间断路时的电压等效为电动势E'。 (2)两点短路时的电流为等效短路电流I短'，等效内电阻r'=。 常见电路等效电源如下： 典例剖析 【典例1】(2025·安徽合肥市检测)将一电源与电阻箱R、定值电阻R0=4 Ω连接成闭合回路，如图甲所示。测得电阻箱所消耗功率P与电阻箱读数R的关系如图乙所示，则下列说法正确的是(　　) A.电源内阻r=5 Ω B.电源电动势E=30 V C.定值电阻R0功率最大时，电阻箱R=1 Ω D.电阻箱所消耗功率P最大时，电源效率为90% 【典例2】(2025·湖南郴州市三模)如图所示的电路，电源内阻不计，电源电动势为E，定值电阻R1=R，滑动变阻器R2的总阻值为4R，电容器的电容为C，闭合开关，当滑动变阻器的滑片从最左端a滑到最右端b时，下列说法正确的是(　　) A.电容器上的最大带电荷量为CE B.电阻R1的功率先增大后减小 C.电阻R2的功率先增大后减小 D.理想电流表的示数一直在增大 针对性训练 1. （2027陕西榆林重点高中月考）如图所示,输入电压 ,灯泡 L 标有“3 V　6 W”字样,Ⓜ为电动机,线圈电阻为 . 当灯泡正常发光时,电动机输出的机械功率为 A. 4 W B. 8 W C. 12 W D. 18 W 2 .(2026·江苏南京市检测)在图甲所示的电路中，电源的电动势为3.0 V，内阻不计，L1、L2、L3为三个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。当开关闭合后，下列说法中正确的是(　　) A.灯泡L1的电流为灯泡L2电流的2倍 B.灯泡L2的电阻为12 Ω C.灯泡L3的功率为0.375 W D.电路总功率为1.35 W 3. (2025·四川雅安市二模)控制体内脂肪积累可有效控制体重，图甲为脂肪测量仪，被测试者手握把手P、Q，通过测量流经双手的微弱电流来测量电阻，从而测定身体脂肪率，其简化原理如图乙所示。体型相近的测试者，脂肪率越高的，电阻越大。则两体型相近者参加测试时(　　) A.脂肪率高者测试时，R1消耗功率较大 B.脂肪率高者测试时，电源效率较高 C.脂肪率高者测试时，电压表示数和电流表示数比值较小 D.电压表示数变化量和电流表示数变化量比值的绝对值恒定 4.某电吹风机简化电路如图所示，其主要部件为电动机M和电热丝，部分技术参数如表，电吹风机在220 V电压下工作。下列说法正确的是(　　) 额定电压 220 V 额定功率 热风时：990 W 冷风时：110 W A.开关S1、S2都闭合时电吹风机吹冷风 B.吹热风时通过电热丝的电流为4 A C.吹热风时电热丝的功率为990 W D.该电吹风机中电动机的内电阻为440 Ω 5 如图所示的电路中，当开关S置于a处时，电流表(内阻不计)示数为I，额定功率为16 W的电动机正常工作，带动质量为0.7 kg的物体以2 m/s的速度匀速竖直上升。当开关置于b处时，电流表示数变为，灯泡正常发光。已知电阻R=1.5 Ω，灯泡额定电压为10 V，额定功率10 W，重力加速度g取10 m/s2。则(　　) A.电动机线圈的内阻为0.5 Ω B.电动机的额定电压为10 V C.电源电动势为12 V D.电源内阻为1 Ω 6 . (2025·安徽名校联盟模拟)如图甲为某手持双头风扇，图乙为其简化电路图。闭合开关S后，两电动机均能正常工作。某同学发现，若用外力迫使电动机M1停止转动，则M2的转速也减小。已知电源电动势E=12 V，内阻r=1 Ω，电动机M1、M2额定电压均为U=6 V，电动机M1线圈的电阻R1=0.5 Ω，保护电阻R0=1 Ω，则(　　) A.M1停止转动前，电源的输出功率为18 W B.M1停止转动前，电源的输出功率为27 W C.M1停止转动后，M2功率可能为3 W D.M1停止转动后，M2功率可能为4 W 7 .(2025·浙江省二模)图示为某款乒乓球训练机，发球原理是乒乓球到达出球口后，驱动轮旋转并摩擦乒乓球，使球获得一定的水平初速度并发出。某次设定机器发无旋球，乒乓球射出位置到台面的高度为0.2 m，水平射程为1.6 m，每分钟发射60个乒乓球。已知乒乓球质量为2.7 g，发球机输入电压为8 V，输入电流为50 mA，电动机线圈内阻为100 Ω。不考虑空气阻力和发球前乒乓球高度的变化，下列说法正确的是(　　) A.发球机对单个乒乓球做的功为1.44 J B.发球机对乒乓球做功的功率为0.024 W C.电动机输出的机械功率为0.4 W D.发球机将电能转换为乒乓球机械能的效率为21.6% 8 .(2025·重庆市模拟)如图所示电路中，直流电源电动势为E、内阻r=R，定值电阻R1=R，可变电阻R2的阻值范围为0~2R。闭合开关S，改变可变电阻R2接入电路的阻值，则R2的最大电功率为(　　) A. B. C. D. 9 .(2025·河南省九师联盟模拟)如图所示为某电源输出功率P随外电路电阻R变化规律的图像，图中所标物理量已知，则(　　) A.电源的内阻为 B.电源的电动势为- C.电源短路时的电流为+) D.电源的最大输出功率为+) 10 .(2025·山东淄博市期中)在如图所示的电路中，R1、R2、R3、R4、R5均为定值电阻，电源电动势为E，内阻为r。闭合开关S后电路发生故障，发现灯L1变暗，灯L2变亮，则电路中发生的故障可能是(　　) A.R1断路　　　B.R2断路 C.R3短路　　　D.R4短路 11.(2025·河北张家口市)如图所示的电路中三个小灯泡规格相同，电阻值与滑动变阻器最大阻值相同均为R，电源的内阻r<R。初始时滑动变阻器滑片位于滑动变阻器的中点处，现闭合开关将滑动变阻器的滑片向上滑动，则(　　) A.小灯泡L1、L2变亮，L3变暗 B.小灯泡L1、L2变暗，L3变亮 C.小灯泡L1、L3变暗，L2变亮 D.电源的输出功率变小 12 （2025·山西太原期末）如图甲所示的电路，其中电源电动势E＝6 V，内阻r＝2 Ω，定值电阻R＝4 Ω，已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的阻值RP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P2＝2 W B.图乙中R1＝6 Ω，R2＝12 Ω C.滑动变阻器消耗功率P最大时，定值电阻R消耗的功率也最大 D.调整滑动变阻器RP的阻值，可以使电源的输出电流达到2 A 13 .(15分)如图所示，已知电源电动势E=6 V，内阻r=1 Ω，保护电阻R0=0.5 Ω，电压表为理想电压表，内阻不计。 (1)(4分)当电阻箱R阻值为多少时，保护电阻R0消耗的电功率最大，并求这个最大值； (2)(3分)当电阻箱R阻值为多少时，电阻箱R消耗的功率PR最大，并求这个最大值； (3)(3分)电源的最大输出功率； (4)(5分)若电阻箱R的最大值为3 Ω，R0=5 Ω，当电阻箱R阻值为多少时，电阻箱R的功率最大，并求这个最大值。 14.(10分)(2025·江西省高三模拟)当汽车电动机启动时车灯总是会瞬间变暗，其原理简化图如图所示。某款混动型汽车在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表的示数I=12 A，电动机启动后电流表的示数I'=60 A，若电源的电动势E=15 V，内阻r=0.05 Ω，电流表内阻不计，灯泡电阻恒定，电动机内阻rM=0.108 Ω。求： (1)(2分)灯泡的电阻R； (2)(3分)电动机启动后的电源的输出功率P； (3)(5分)电动机的效率η。 15.(8分)(2024·海南卷·17)虚接是常见的电路故障，如图所示，电热器A与电热器B并联。电路中的C处由于某种原因形成了虚接，造成了该处接触电阻0~240 Ω之间不稳定变化，可等效为电阻RC，已知MN两端电压U=220 V，A与B的电阻RA=RB=24 Ω，求： (1)(5分)MN间电阻R的变化范围； (2)(3分)当RC=240 Ω，电热器B消耗的功率(保留3位有效数字)。 16 如图甲所示电路中，R1是滑动变阻器，R2是定值电阻。实验时从最左端向最右端拨动滑片调节R1的阻值，得到各组理想电压表和理想电流表的数据，用这些数据在坐标纸上描点、拟合，作出的U-I图像如图乙所示。求： (1)(3分)当滑动变阻器的阻值为多大时，电阻R2消耗的功率最大； (2)(7分)当滑动变阻器的阻值为多大时，滑动变阻器R1消耗的功率最大； (3)(4分)当滑动变阻器的阻值为多大时，电源的输出功率最大。 1 学科网（北京）股份有限公司 $