精品解析:上海市闵行中学2026-2027学年高二第一学期期中考试物理等级考试卷
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内容正文:
2026学年第一学期高二期中质量检测
物理等级考试卷
(完卷时间:60分钟 满分:100分)
实验学习是高中物理不可或缺的一部分。
一、测量金属丝的电阻率
电阻率的测定有非常重要的意义。如:为满足集成电路的性能要求,对金属导体、半导体等电阻率进行测定;又如土壤电阻率是表征土壤电导性能的指标,被广泛应用于雷电风险评估、研究土壤的腐蚀性等方面。
“测量金属丝的电阻率”的实验电路如图所示,实验过程中:
1. 用________________测量金属丝长度,用_________________( 两空均选填“刻度尺”或“螺旋测微器”)测量金属丝的直径,为减小误差进行多次测量求平均值,得到金属丝长度和直径。
2. 根据电路图连接电路,开关S处于断开状态,滑动变阻器滑动片滑到_________________(选填:“a”或“b”)端。闭合开关,调节滑动变阻器,记录多组电压和电流。
3. 根据实验数据,画出图,由图线的斜率得出金属丝的阻值为。由此可知金属丝的电阻率为________________(用、、表示)。
4. 小马同学经过测量:已知金属丝直径,改变金属丝长度,测量每次金属丝长度和金属丝阻值;利用记录的多组金属丝长度和电阻的数据,绘制如图所示的关系图像。由图像可求金属丝的电阻率为_________(保留3位有效数字)。
5. 某种导电溶液,在1 s内有2个二价正离子通过某一横截面,同时有4个电子(电子电荷量为)反向通过同一横截面,则该导电溶液中的电流为( )
A. 0 B. C. D.
6. 在如图所示的电路中,电源电压恒为12 V,滑动变阻器的总阻值为30 Ω,小灯L上标有“6 V,0.3 A”的字样。先将滑动变阻器的滑片移到端,闭合电键S,求:
(1)此时电流表的示数。
(2)将滑动变阻器的滑片向上移动,当小灯正常发光时,电流表的示数为0.3 A,这时滑动变阻器上滑片与端之间的阻值为多大?
【答案】1. ①. 刻度尺 ②. 螺旋测微器
2.
3.
4. 5. D
6. (1);(2)
【解析】
【1题详解】
[1]金属丝长度较大,用刻度尺测量。
[2]金属丝直径较小,需要精度较高的测量工具,用螺旋测微器测量。
【2题详解】
由原图可知,滑片与端用导线连接,端至滑片之间的电阻丝被短接,实际串入电路的是滑片至端这一段。闭合开关前应使串入电阻最大,以限制电流、保护电表,所以应把滑片移至端。
【3题详解】
设金属丝的横截面积为,由圆面积公式得
由电阻定律,解得金属丝的电阻率为
【4题详解】
题给图像为过原点的直线,其斜率表示单位长度金属丝的电阻。由电阻定律,横截面积不变时斜率为
图线上电阻为时,对应长度为(即),所以
金属丝直径换算为
将其代入第3小问的横截面积表达式,得
【5题详解】
取正离子运动方向为电流的正方向。电子反向运动产生的电流与正离子产生的电流同向,二者应相加。每个二价正离子带电荷量为,故在题给时间内等效通过横截面的电荷量为
由电流定义式,代入可得
故选D。
【6题详解】
(1)滑片在端时,小灯被短路,电源电压全部加在滑动变阻器两端,电流表测量通过整个滑动变阻器的电流。由欧姆定律得
(2)小灯正常发光时,其两端电压为。由原图可知,滑片至端这一段与小灯并联,故这段电压;电流表测量这段电阻丝的电流。由欧姆定律得,解得这段电阻为
滑动变阻器总阻值为,所以滑片至端的电阻为
二、测量电源电动势及其内阻(20分)
小贤用电压传感器、电流传感器、电容器、阻值未知的定值电阻R、单刀单掷开关K、单刀双掷开关S和导线,测量某电源的电动势和内阻,实验电路如图(a)。
7. 电路图如图(a)中,乙是( )
A. 电压传感器 B. 电流传感器
8. 按电路图如图(a)连接好实物,将甲、乙与数据采集器相连,再接入计算机,打开DIS通用软件,传感器的示数实时显示在计算机屏幕上。设置合适的传感器数据采集时间间隔T和总时间t,以保证获得实验操作全过程中足够多的电流传感器和电压传感器示数(I1,U1),并记录在表格中。
(1)先将开关S________(选涂:A.空置 B.置于接线柱1 C.置于接线柱2),等传感器示数均为0后,点击“开始”;
(2)再闭合开关K,将开关S________(选涂:A.空置 B.置于接线柱1 C.置于接线柱2),待传感器示数稳定后,再立刻将开关S置于另一个接线柱,等待DIS系统采集数据结束;
(3)用采集到的电流、电压数据(I1,U1),绘制U−I曲线,得到图(b)中的图线Ⅰ和Ⅱ。
①图(b)中的图线Ⅱ对应电容器的_____
A.充电过程 B.放电过程
②本实验中,定值电阻R的阻值为________Ω;若该电阻由长度L=3m、直径D=1mm的金属丝绕制而成,则该金属丝的电阻率ρ=________Ω⋅m。(结果均保留2位有效数字)
③(计算)该电源的电动势E______和内阻r各为多大?______(结果均保留2位有效数字)
【答案】7. B 8. ①. C ②. B ③. A ④. 5.0 ⑤. 1.3×10−6 ⑥. 3.0 ⑦. 2.5
【解析】
【7题详解】
电路图如图(a)中,乙与电容器串联,乙是电流传感器。
故选B。
【8题详解】
(1)[1]为了确保电容器储存的电荷量为零,先将开关S置于接线柱2,等传感器示数均为0后,点击“开始”。
故选C。
(2)[2]再闭合开关K,将开关S置于接线柱1,使电容器充电,待传感器示数稳定后,再立刻将开关S置于另一个接线柱,等待DIS系统采集数据结束。
故选B。
(3)①[3]根据题图可知充电过程,电流方向为正,放电过程,电流方向为负,图线Ⅱ对应电容器的充电过程。
故选A。
②[4]放电过程,根据
可得
[5]根据电阻定律
结合
代入数据可得
③[6][7]根据题图可知,当电容器两端电压为3.0V时,电流为零,此时电容器两端的电压等于电源电动势,即电源电动势为
根据闭合电路欧姆定律
可得电源内阻
结合题图可得
三、单选题(每题3分,共30分)
9. 干燥的天气用梳子梳理头发时,常常发出啪啪的响声。若某次将头发梳理完成后,梳子带上了的电荷。已知电子的电荷量为,则下列说法正确的是( )
A. 该过程有的正电荷从梳子转移到头发
B. 该过程有的负电荷从头发转移到梳子
C. 该过程有个电子从头发转移到梳子
D. 该过程有个正电荷从梳子转移到头发
【答案】B
【解析】
【详解】AD.摩擦起电的本质是自由电子(负电荷)在物体间的转移,干燥环境下的梳子和头发都是绝缘体,内部的正电荷(原子核)无法自由移动,不能发生转移,故AD错误;
B.梳子最终带电量为,说明梳子得到了总电荷量为的负电荷,则有的负电荷从头发转移到梳子,故B正确;
C.转移的电子总个数,故C错误。
故选B。
10. 三个大小相同的带电导体球,带电量分别为、和,让与先接触,然后让与接触,最终所带的电荷量为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】相同大小的三个带电导体球,根据电荷守恒定律得,与先接触后两球分别带电为
再让与接触,两球最后分别带电为
故选A。
11. 绝缘水平面上固定着两个完全相同的金属小球A、B(可视为质点),两小球带电荷量分别为、,两小球相距为d,此时A球所受库仑力大小为F。现将A、B球相互接触,然后移到原来的位置,则此时A球所受库仑力大小为( )
A. B. C. D. F
【答案】C
【解析】
【详解】根据库仑定律,初始时A、B间库仑力大小为
完全相同的金属球A、B接触时,异种电荷先中和,再平均分配,因此分开后A、B的带电量均为
将两球放回原位置,距离仍为d,此时库仑力大小为
分析可得
故选C。
12. 以下对电场强度几个公式的理解中正确的是( )
A. 由可知,场强E与电荷在电场中受到的力F成正比
B. 由可知,场强E与检验电荷q的大小成反比
C. 在中,场强E与电荷在电场中受到的力F及检验电荷q的无关
D. 由可知,在离点电荷很近的地方(r趋向于零),场强E可达无穷大
【答案】C
【解析】
【详解】ABC.电场强度E由电场本身的性质决定,与电荷在电场中受到的力F以及检验电荷q的大小无关,故AB错误,C正确;
D.公式适用与点电荷,在离点电荷很近的地方(r趋向于零),公式的条件不成立,故D错误。
故选C。
13. 右图实线为某区域内的电场线分布,虚线为一负离子仅在静电力作用下的运动轨迹。轨迹上M、N两点的电场强度和电势大小分别为、和、,则( )
A. , B. ,
C. , D. ,
【答案】C
【解析】
【详解】题图中点附近的电场线比点附近密,所以
仅受静电力的粒子,其轨迹向所受静电力一侧弯曲。由图中轨迹的凹向可知,负离子所受静电力沿当地电场线切线总体指向左侧。负离子带负电,电场方向与静电力方向相反,故电场线方向总体由左向右。沿轨迹由到的切线方向与当地电场方向的夹角均为锐角,故电势沿该方向降低,所以
故选C。
14. 下列物理量的负号表示大小的是( )
A. 电场力 B. 电势能
C. 电荷量 D. 电场力做功
【答案】B
【解析】
【详解】A.电场力是矢量,负号表示其方向与规定的正方向相反,不表示大小,故A错误;
B.电势能是标量,其正负表示相对于零电势能的大小,负号说明电势能比零电势能小,即负号可表示大小,故B正确;
C.电荷量的负号表示带电性质为负电荷,不表示电荷量的多少,故C错误;
D.电场力做功的负号表示电场力做负功(即克服电场力做功),仅表示做功的效果,不表示做功的大小,故D错误。
故选B。
15. 设地球表面净负电荷均匀分布,且电荷量的绝对值为Q,已知地球半径为R,静电力常量为k,选地面电势为零,则在地面上方高h(约几十米)处的电势为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】设地球表面净负电荷均匀分布,且电荷量的绝对值为Q,则地球表面处的场强为
在地面上方高h(约几十米)处到地面,因为h远小于地球半径R,故可以视为匀强电场,故在h高处与地面之间的电势差为
因地面电势为0,电场方向垂直水平面向下,则h高处的电势为,故选D。
16. 某种静电矿料分选器如图所示,带电矿粉经漏斗落入水平匀强电场后,分落在收集板中央的两侧(不计阻力与矿粉间的相互作用)。下列关于矿粉分离的过程表述正确的是( )
A. 矿粉做匀变速运动 B. 带正电的矿粉落在收集板右侧
C. 静电力对矿粉做负功 D. 带负电的矿粉的动能可能减小
【答案】A
【解析】
【详解】A.对矿粉受力分析,矿粉受到重力和水平方向的静电力,由于重力和静电力大小不变,可得合力不变,根据牛顿第二定律可知,加速度不变,故矿粉做匀变速运动,故A正确;
B.由图可知,水平匀强电场方向向左,所以带正电的矿粉受到向左的电场力落在左侧,故B错误;
CD.带正电的矿粉受到向左的电场力向左偏,电场力做正功,带负电的矿粉受到向右的电场力向右偏,电场力做正功,电势能减小,动能增加,故CD错误。
故选A。
17. 关于磁场和磁感线的描述,正确的说法是( )
A. 磁场的方向就是放在该点的一小段通电直导线电流的方向
B. 在磁场强的地方磁感线较密
C. 沿磁感线方向,磁场逐渐减弱
D. 磁感线是磁场中真实存在的一些曲线,可以通过实验来模拟
【答案】B
【解析】
【详解】A.由安培定则可知,小段通电导线的所受安培力的方向与磁场方向垂直,A错误;
BC.磁场的强弱用磁感线的疏密程度表示,B正确,C错误;
D.磁感线是人为引入用来形象描述磁场的,并不是真实存在的,D错误。
故选B。
18. 地球本身是一个大磁体,为了解释地球的磁性,安培假设地球的磁场是由以地心为圆心的环形电流产生,能正确表示该环形电流I方向的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】地磁的北极在地理南极的附近,根据安培定则可知,环形电流的方向应沿顺时针方向(从北向南看)。
故选B。
四、电路在生活中的应用(30分)
随着科技的进步和生活水平的提高,人们在生活中越来越离不开电路的应用。
19. 语音指令“请把灯调暗”可令床头灯变暗,这说明接收到指令后,灯的( )
A. 额定电压变小 B. 额定功率变小 C. 实际功率变小
20. 如图为某控制电路的一部分。已知间的输入电压为,如果电阻,,,则间输出的电压可能为( )
A. 0 V B. 6 V C. 12 V D. 24 V
21. 某锂电池的参数如下图所示。根据信息“39.6 Wh”可知该电池充满电后可以供实际功率30 W的扫地机器人工作__________h。扫地机器人在工作时,不同形式的能量的转化情况为__________。
产品名称: 可充电式锂离子电池组
产品型号:CK 18650 b4-2800*4S
充电限制电压:16.8 V
标称容量: mAh
额定容量:2750 mAh 14.4 V/14.8 V 39.6 Wh
制造日期:1A21 41NR20/08
执行标准:GB31241-2014
22. 某扫地机器人中直流电动机的额定电压为,额定电流为,线圈电阻为。当扫地机器人正常工作时,电动机( )
A. 线圈热功率为 B. 线圈热功率为
C. 机械功率为 D. 机械功率为
23. 某团队发明了一种新奇的智能电子织物,可以将显示器、键盘、电源等电子功能同时编织到织物中,形成一个多功能的综合织物系统。相关研究论文于2021年在《自然》杂志上发表。这种新型电子织物的特点是低功耗,功率在微瓦量级,电流在微安量级,则该电源输出电压的数量级约为_________V(选填:A.“” B.“” C.“”);
24. 为了限制电网的短路电流、减少短路电流对电网的冲击、隔断电网短路电流的传播,“超导限流器”这种电力设备应运而生。图(a)为“35 kV/90 MW”()超导限流器接入电网的示意图,它的电阻随电流变化关系如图(b)所示。当电路中的电流为2 kA时,电路中用电器消耗的功率是_________MW。
25. 如图所示的电路中,电源电压,电动机的电阻,电阻。电动机正常工作时,理想电压表的示数,求:
(1)电源的功率;
(2)电动机的输入功率和转化为机械能的功率;
(3)若电动机被卡住不转了,它消耗的功率又是多少?
【答案】19. C 20. BCD
21. ①. 1.32 ②. 化学能转化为电能,电能再转化为机械能和线圈的内能 22. B
23. B 24. 70
25. (1)24W(2)16W,12W(3)16W
【解析】
【19题详解】
灯泡的额定电压和额定功率都是不变的量,床头灯变暗,则实际功率变小,故选C。
【20题详解】
如图,开关S1接通时,BB′间输出电压为
当开关S2接通时,BB′间输出电压为
当S1和S2都接通时,
BB′间输出电压为
当S1和S2都断开时,BB′间空载,输出电压为U4=24V,故A错误,BCD正确。
故选BCD。
【21题详解】
[1]根据给定的信息,工作时间为
[2]扫地机器人在工作时,不同形式的能量的转化情况为化学能转化为电能,电能再转化为机械能和线圈的内能;
【22题详解】
当扫地机器人正常工作时,电动机线圈热功率为,机械功率为,故选B。
【23题详解】
根据P=UI,功率和电流都是微瓦、微安级,代入数据计算的电压是100级。故选B。
【24题详解】
图a中,结合图b,当电路中的电流为2kA时,超导限流器的电阻值为0,电路中用电器消耗的功率为P=UI=35×103×2000W=70MW。
【25题详解】
(1)电路中的电流为
则电源的功率为PE=UI=12×2.0W=24W
(2)电动机的输入功率为P=(U-U1)I=(12-4.0)×2.0W=16W
电动机转化为机械能的功率为P机=P-I2R0=16W-22×1.0W=12W
(3)若电动机被卡住不转了,电动机变成了纯电阻,则电路中的电流为
则此时电动机消耗的功率为
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2026学年第一学期高二期中质量检测
物理等级考试卷
(完卷时间:60分钟 满分:100分)
实验学习是高中物理不可或缺的一部分。
一、测量金属丝的电阻率
电阻率的测定有非常重要的意义。如:为满足集成电路的性能要求,对金属导体、半导体等电阻率进行测定;又如土壤电阻率是表征土壤电导性能的指标,被广泛应用于雷电风险评估、研究土壤的腐蚀性等方面。
“测量金属丝的电阻率”的实验电路如图所示,实验过程中:
1. 用________________测量金属丝长度,用_________________( 两空均选填“刻度尺”或“螺旋测微器”)测量金属丝的直径,为减小误差进行多次测量求平均值,得到金属丝长度和直径。
2. 根据电路图连接电路,开关S处于断开状态,滑动变阻器滑动片滑到_________________(选填:“a”或“b”)端。闭合开关,调节滑动变阻器,记录多组电压和电流。
3. 根据实验数据,画出图,由图线的斜率得出金属丝的阻值为。由此可知金属丝的电阻率为________________(用、、表示)。
4. 小马同学经过测量:已知金属丝直径,改变金属丝长度,测量每次金属丝长度和金属丝阻值;利用记录的多组金属丝长度和电阻的数据,绘制如图所示的关系图像。由图像可求金属丝的电阻率为_________(保留3位有效数字)。
5. 某种导电溶液,在1 s内有2个二价正离子通过某一横截面,同时有4个电子(电子电荷量为)反向通过同一横截面,则该导电溶液中的电流为( )
A. 0 B. C. D.
6. 在如图所示的电路中,电源电压恒为12 V,滑动变阻器的总阻值为30 Ω,小灯L上标有“6 V,0.3 A”的字样。先将滑动变阻器的滑片移到端,闭合电键S,求:
(1)此时电流表的示数。
(2)将滑动变阻器的滑片向上移动,当小灯正常发光时,电流表的示数为0.3 A,这时滑动变阻器上滑片与端之间的阻值为多大?
二、测量电源电动势及其内阻(20分)
小贤用电压传感器、电流传感器、电容器、阻值未知的定值电阻R、单刀单掷开关K、单刀双掷开关S和导线,测量某电源的电动势和内阻,实验电路如图(a)。
7. 电路图如图(a)中,乙是( )
A. 电压传感器 B. 电流传感器
8. 按电路图如图(a)连接好实物,将甲、乙与数据采集器相连,再接入计算机,打开DIS通用软件,传感器的示数实时显示在计算机屏幕上。设置合适的传感器数据采集时间间隔T和总时间t,以保证获得实验操作全过程中足够多的电流传感器和电压传感器示数(I1,U1),并记录在表格中。
(1)先将开关S________(选涂:A.空置 B.置于接线柱1 C.置于接线柱2),等传感器示数均为0后,点击“开始”;
(2)再闭合开关K,将开关S________(选涂:A.空置 B.置于接线柱1 C.置于接线柱2),待传感器示数稳定后,再立刻将开关S置于另一个接线柱,等待DIS系统采集数据结束;
(3)用采集到的电流、电压数据(I1,U1),绘制U−I曲线,得到图(b)中的图线Ⅰ和Ⅱ。
①图(b)中的图线Ⅱ对应电容器的_____
A.充电过程 B.放电过程
②本实验中,定值电阻R的阻值为________Ω;若该电阻由长度L=3m、直径D=1mm的金属丝绕制而成,则该金属丝的电阻率ρ=________Ω⋅m。(结果均保留2位有效数字)
③(计算)该电源的电动势E______和内阻r各为多大?______(结果均保留2位有效数字)
三、单选题(每题3分,共30分)
9. 干燥的天气用梳子梳理头发时,常常发出啪啪的响声。若某次将头发梳理完成后,梳子带上了的电荷。已知电子的电荷量为,则下列说法正确的是( )
A. 该过程有的正电荷从梳子转移到头发
B. 该过程有的负电荷从头发转移到梳子
C. 该过程有个电子从头发转移到梳子
D. 该过程有个正电荷从梳子转移到头发
10. 三个大小相同的带电导体球,带电量分别为、和,让与先接触,然后让与接触,最终所带的电荷量为( )
A. B. C. D.
11. 绝缘水平面上固定着两个完全相同的金属小球A、B(可视为质点),两小球带电荷量分别为、,两小球相距为d,此时A球所受库仑力大小为F。现将A、B球相互接触,然后移到原来的位置,则此时A球所受库仑力大小为( )
A. B. C. D. F
12. 以下对电场强度几个公式的理解中正确的是( )
A. 由可知,场强E与电荷在电场中受到的力F成正比
B. 由可知,场强E与检验电荷q的大小成反比
C. 在中,场强E与电荷在电场中受到的力F及检验电荷q的无关
D. 由可知,在离点电荷很近的地方(r趋向于零),场强E可达无穷大
13. 右图实线为某区域内的电场线分布,虚线为一负离子仅在静电力作用下的运动轨迹。轨迹上M、N两点的电场强度和电势大小分别为、和、,则( )
A. , B. ,
C. , D. ,
14. 下列物理量的负号表示大小的是( )
A. 电场力 B. 电势能
C. 电荷量 D. 电场力做功
15. 设地球表面净负电荷均匀分布,且电荷量的绝对值为Q,已知地球半径为R,静电力常量为k,选地面电势为零,则在地面上方高h(约几十米)处的电势为( )
A. B. C. D.
16. 某种静电矿料分选器如图所示,带电矿粉经漏斗落入水平匀强电场后,分落在收集板中央的两侧(不计阻力与矿粉间的相互作用)。下列关于矿粉分离的过程表述正确的是( )
A. 矿粉做匀变速运动 B. 带正电的矿粉落在收集板右侧
C. 静电力对矿粉做负功 D. 带负电的矿粉的动能可能减小
17. 关于磁场和磁感线的描述,正确的说法是( )
A. 磁场的方向就是放在该点的一小段通电直导线电流的方向
B. 在磁场强的地方磁感线较密
C. 沿磁感线方向,磁场逐渐减弱
D. 磁感线是磁场中真实存在的一些曲线,可以通过实验来模拟
18. 地球本身是一个大磁体,为了解释地球的磁性,安培假设地球的磁场是由以地心为圆心的环形电流产生,能正确表示该环形电流I方向的是( )
A. B.
C. D.
四、电路在生活中的应用(30分)
随着科技的进步和生活水平的提高,人们在生活中越来越离不开电路的应用。
19. 语音指令“请把灯调暗”可令床头灯变暗,这说明接收到指令后,灯的( )
A. 额定电压变小 B. 额定功率变小 C. 实际功率变小
20. 如图为某控制电路的一部分。已知间的输入电压为,如果电阻,,,则间输出的电压可能为( )
A. 0 V B. 6 V C. 12 V D. 24 V
21. 某锂电池的参数如下图所示。根据信息“39.6 Wh”可知该电池充满电后可以供实际功率30 W的扫地机器人工作__________h。扫地机器人在工作时,不同形式的能量的转化情况为__________。
产品名称: 可充电式锂离子电池组
产品型号:CK 18650 b4-2800*4S
充电限制电压:16.8 V
标称容量: mAh
额定容量:2750 mAh 14.4 V/14.8 V 39.6 Wh
制造日期:1A21 41NR20/08
执行标准:GB31241-2014
22. 某扫地机器人中直流电动机的额定电压为,额定电流为,线圈电阻为。当扫地机器人正常工作时,电动机( )
A. 线圈热功率为 B. 线圈热功率为
C. 机械功率为 D. 机械功率为
23. 某团队发明了一种新奇的智能电子织物,可以将显示器、键盘、电源等电子功能同时编织到织物中,形成一个多功能的综合织物系统。相关研究论文于2021年在《自然》杂志上发表。这种新型电子织物的特点是低功耗,功率在微瓦量级,电流在微安量级,则该电源输出电压的数量级约为_________V(选填:A.“” B.“” C.“”);
24. 为了限制电网的短路电流、减少短路电流对电网的冲击、隔断电网短路电流的传播,“超导限流器”这种电力设备应运而生。图(a)为“35 kV/90 MW”()超导限流器接入电网的示意图,它的电阻随电流变化关系如图(b)所示。当电路中的电流为2 kA时,电路中用电器消耗的功率是_________MW。
25. 如图所示的电路中,电源电压,电动机的电阻,电阻。电动机正常工作时,理想电压表的示数,求:
(1)电源的功率;
(2)电动机的输入功率和转化为机械能的功率;
(3)若电动机被卡住不转了,它消耗的功率又是多少?
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