专题12 电能 能量守恒定律 ：知识盘点+核心精讲+进阶训练（讲义，全国通用）高中物理学业水平考试合格考总复习

专题12 电能 能量守恒定律 【析】命题方向解读|【汇】知识清单盘点|【研】核心专题精讲|【练】巩固提升训练 —— 目 录 —— 析|学考考查要点 汇|知识清单盘点 研|核心专题精讲 考点一：纯电阻电路计算（高频） 考点二：非纯电阻电路计算（高频） 考点三：闭合电路欧姆定律（高频） 考点四：U-I图像问题（高频） 考点五：实验：电源电动势和内阻的测量（高频） 考点六：能源与可持续发展 练|巩固提升训练 知识点 学考具体要求 认知层次 常见题型 纯电阻电路计算 利用串并联关系计算纯电阻功率 掌握 选择、解答 非纯电阻电路计算 会计算非纯电阻电路 掌握 选择、解答 闭合电路欧姆定律 利用闭合电路欧姆定律计算电源内阻和电动势 掌握 选择、解答 U-I图像问题 利用U-I图像能求电源电动势和内阻 掌握 选择题 实验：电源电动势和内阻的测量 弄清实验原理 掌握 实验 能源与可持续发展 了解能量守恒，能源的可持续利用 掌握 选择 考点一：焦耳定律 焦耳定律 1. 内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比。Q=I 2 Rt，式中Q表示电流通过导体产生的热量，单位是J.焦耳定律无论是对纯电阻电路还是对非纯电阻电路都是适用的。 补充：电功和电热的比较 项目 电功 电热 电功与电热的比较 电功实质是静电力移动电荷做功，W＝qU＝UIt。 电热是由于电流的热效应，电流通过导体发热，Q＝I2Rt。 电功与电热的联系与区别 纯电阻电路（白炽灯、电炉、电熨斗） 非纯电阻电路（电动机、电解槽） 电功与电热的联系与区别 电流做功全部转化为内能W＝Q＝UIt＝I2Rt＝t。 电流做功转化为内能和其他形式的能量：电功W＝UIt；电热Q＝I2Rt，W＝Q＋W其他 电功率与电热功率的关系 纯电阻电路中，P＝UI＝I2R＝ 非纯电阻电路中UI＞I2R，t既不能表示电功，也不能表示电热。 补充：含电动机的电路能量转化分析： 能量关系 电动机从电源获得的能量一部分转化为机械能，还有一部分转化为内能。 能量关系的图例 总功率（输入功率） P总＝UI。 发热的功率 P热＝I2R。 输出功率（机械功率） P机＝P总－P热＝UI－I2R。 功率关系 电动机消耗的功率P电等于电动机的输出功率P机与电动机损失的功率P损之和，即：P电＝P机＋P损，P电＝UI，P损＝I2R。 【注意】纯电阻电路电流做功全部转化为热；非纯电阻电路电流做功一部分转化为热，一部分转化为其它。 考点二：闭合电路欧姆定律 闭合电路欧姆定律 （1）内容：闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电阻之和成反比； （2）公式：I＝(只适用于纯电阻电路)； （3）其他表达形式 ①电势降落表达式：E＝U外＋U内或E＝U外＋Ir；（适用于任意的闭合电路） ②功率表达式：EI＝UI＋I2r. 考点三：U-I图像问题 在恒流电路中常会涉及两种U－I图线，一种是电源的伏安特性曲线(斜率为负值的直线)，另一种是电阻的伏安特性曲线(过原点的直线)．求解这类问题时要注意二者的区别． 电源U－I图象 电阻U－I图象 关系式 U＝E－Ir U＝IR 图形 物理 意义 电源的路端电压随 电流的变化关系 电阻两端电压与电阻中的电流的关系 截距 与纵轴交点表示电源电动势E，与横轴交点表示电源短路电流 过坐标轴原点，表示没有电压时电流为零 坐标U、I的乘积 表示电源的输出功率 表示电阻消耗的功率 坐标U、I的比值 表示外电阻的大小，不同点 对应的外电阻大小不同 表示该电阻的大小，每一点对应比值均等大， 表示此电阻的大小不变 斜率(绝对值) 电源电阻r的大小，r＝||。 若图象为过原点的直线，图象斜率表示电阻R的大小，R＝。 两曲线在同一坐标系中的交点 表示电阻的工作点，即将电阻接在该电源上时，电阻中的电流和两端的电压 考点四：实验：电源电动势和内阻的测量 原理装置 操作要求 数据处理 1.电路图和实物图(如图甲、乙所示) 2.原理：改变滑动变阻器的电阻，测多组U、I值，根据闭合电路欧姆定律E＝U＋Ir计算E、r 1.选量程、连线路：按原理图连接电路，注意电压表、电流表的量程和正、负接线柱。 2.滑动变阻器滑片移到阻值最大的一端。 3.测量：闭合开关，改变滑动变阻器阻值，测多组U、I值。 4.求解：利用公式法或图像法求E、r 方法一：列方程组求解电动势和内阻的大小 (1)　(2) (3) 分别求出E、r，再取其平均值 方法二：用作图法处理数据 (1)图线与纵轴交点值为电动势E。 (2)图线斜率的绝对值表示内阻r＝ 注意事项 1.为了使路端电压变化明显，可使用内阻较大的旧电池。 2.电流不要过大，读数要快。 3.要测出不少于6组的(I，U)数据，变化范围要大些。 误差分析 1.偶然误差：主要来源于电压表和电流表的读数以及作U -I图像时描点不准确。 2.系统误差 (1)“电流表外接法”：实验电路如图甲所示。 ①图像法：U -I图像如图乙所示，电压表的分流作用造成误差，电压值越大，电压表分流越多，对应的I真与I测的差IV越大，IV＝。 结论：E测＜E真，r测＜r真。 ②等效电源法：如图甲所示，E测＝E真＜E真，r测＝＜r真。 (2)“电流表内接法”：实验电路如图丙所示。 ①图像法：U -I图像如图丁所示，电流表的分压作用造成误差，电流越大，电流表分压越多，对应U真与U测的差UA越大，UA＝IRA。 结论：E测＝E真，r测＞r真。 ②等效电源法：如图丙所示，E测＝E真，r测＝r真＋RA＞r真。 (3)电路选择 ①电源内阻一般较小，选图甲电路误差较小。 ②当内阻已知时选图丙电路，此时r＝｜k｜－RA，没有系统误差。 考点五：能源与可持续发展 1.常见的能量形式：机械能、内能、电能、化学能、核能等。 2.能量转化和守恒定律：能量既不会消失，也不会创生，它只会从一种形式转化　 　为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体。而在转化和转移的过程中，能的总量保持不变。 能量利用率和节能的关系 (1)能量利用率是指有效利用的能量和总能量之比。 (2)提高能量利用率的方法：减少能量浪费和损失；改进机械设备。 能源与可持续发展 1.能源的分类 (1)按获取方式：一次能源与二次能源。 Ⅰ.一次能源：可以直接从自然界获取的能源，如：化石能源(煤、石油、天然气)、太阳能、风能、地热能、核能、潮汐能等。 Ⅱ.二次能源：通过一次能源的消耗才能得到，如：电能、汽油等。 (2)按能否再生：不可再生能源与不可再生能源。 Ⅰ.不可再生能源：不可能在短时间内从自然界得到补充，如：化石能源、核能等。 Ⅱ.可再生能源：可以从自然界源源不断地得到，如：太阳能、水能、风能、生物质能等。 考点一：纯电阻电路计算（高频） 1．（25-26高三上·山东·学业考试复习）有两盏电灯和，用如图中所示的两种方式连接到电路中，已知电压U相同，且两盏电灯均能发光，比较在甲、乙两个电路中电灯的亮度，则（    ） A．甲图的电路中灯较亮 B．乙图的电路中灯较亮 C．两个电路中灯一样亮 D．不知它们的额定电压和额定功率，无法判断 2．（24-25高二上·辽宁·学业考试模拟）普通电饭锅工作时有加热和保温两种状态。下图为电饭锅的电路图，R1为电阻，R2是加热用的电阻丝，S为开关。若电饭锅在保温状态下的功率是加热状态下功率的一半，则下列描述正确的是（　　） A．R1: R2=1:1 B．R1: R2=1:2 C．开关S闭合时，电饭锅处于保温状态 D．开关S断开时，R1与R2的功率之比为1:2 3．（2024高二下·湖南岳阳·学业考试）如图所示的电路中，，，闭合开关S，则（　　） A．流过两个电阻的电流之比 B．流过的电流与流过电源的电流之比 C．两个电阻的电压之比 D．两个电阻的功率之比 4．（2024高二上·江苏南京·学业考试）电阻R1＝2Ω，R2＝2Ω，R3＝4Ω。当通过电阻R1的电流I1＝1A时，通过R3的功率为（　　） A．0.25W B．1W C．4W D．16W 5．（22-23高二上·广西·学业考试真题）甲、乙两电阻串联后接入电路中，实际功率，二者阻值关系为（　　） A． B． C． D． 6．（22-23高二上·广西桂林·阶段检测）我们在使用电炉加热食物的时候，往往会发现电炉丝热得发红，而与电炉丝相连的导线却不是那么热，导致这种情况的原因是（  ） A．电炉丝的电阻小，发热功率低 B．导线的电阻小，发热功率低 C．通过电炉丝的电流大 D．通过导线的电流大 考点二：非纯电阻电路计算（高频） 7．（25-26高二下·陕西·学业考试模拟）如图所示为一提升重物用的直流电动机工作时的电路图，电源电动势V，内阻Ω，定值电阻Ω，电动机内电阻Ω，重力加速度g取。闭合开关S，电动机正常工作时，电压表示数V，求： (1)通过R的电流； (2)电源的路端电压； (3)电动机的输出电功率。 8．（25-26高二上·山东济南·阶段检测）如图所示，电源电动势 E = 6V ，内阻r = 2Ω 。开关S闭合后，电动机M正常工作，理想电压表示数为 4V，理想电流表示数为 0.5A。已知电动机线圈电阻 r0=1Ω 。求： (1)电动机的输入功率和输出功率； (2)电阻 R 的值。 9．（24-25高二下·湖南娄底·学业考试模拟）一台电风扇，内阻为20Ω，接上220V电压后，消耗功率66W。求： (1)电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少； (2)电风扇正常工作时转化为机械能的功率是多少； (3)如果接上电源后，电风扇的风叶被卡住，不能转动，请推导说明此时电动机为什么容易被烧毁。 10．（2024高二上·全国·学业考试）小明坐在汽车的副驾驶位上看到一个现象：当汽车的电动机启动时，汽车的车灯会瞬时变暗。汽车的电源、电流表（内阻不计）、车灯、电动机连接的简化电路如图所示，已知汽车电源电动势为，内阻为。接通车灯，电动机未启动时电流表示数为，电动机启动的瞬间，电流表示数达到60A。在电动机启动瞬间，下列判断正确的是（　　） A．流过车灯的电流仍是 B．车灯两端电压为 C．电源的输出功率为 D．电动机线圈电阻与车灯电阻之比为 11．（2023高二上·江苏南通·学业考试）在如图所示的电路中，输入电压U恒为10V，灯泡L标有“3V　6W”字样，若灯泡恰能正常发光，以下说法正确的是（　　） A．电动机两端电压为10V B．电动机的电阻为2.5Ω C．通过电动机的电流为2A D．整个电路消耗的电功率是10W 12．（22-23高一下·湖北·学业考试模拟）如图所示电源电动势E=3V，内阻r=0.5Ω，定值电阻R=1Ω与电动机M连接在电源上，开关闭合后，理想电流表示数为1A，电动机刚好正常工作，电动机线圈的电阻RM=0.5Ω。求： （1）电源的总功率； （2）电动机的输入功率以及电动机线圈的发热功率。    考点三：闭合电路欧姆定律（高频） 13．（25-26高二下·浙江·学业考试真题）把图甲所示的电容器作为图乙中的“C”接入电路。已知图乙中电源电动势、内阻，电阻，则电容器（     ） A．充电完成后两极间电压为 B．充电完成后带电量为 C．充电完成后带电量为 D．带电量为时两极间电压为 14．（23-24高二·北京平谷·学业考试模拟）（多选）如图所示的电路中，电源电压恒定。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向下移动，则（     ） A．电流表A的示数变小 B．电压表V1的示数不变 C．电压表V2和电流表A的示数之比变大 D．电压表V1示数的变化量和电流表A示数的变化量比值的绝对值不变 15．（24-25高二下·海南·学业考试真题）如图所示的电路，电源电动势，内阻，电阻，开关S闭合，电路接通后，求： (1)电路中的总电阻。 (2)电路中的电流。 (3)电阻R消耗的功率。 16．（25-26高二上·湖南·学业考试真题）在如图所示电路中，电源电动势E=5V。闭合开关S，调节电阻箱的阻值为R1=4Ω时，理想电流表读数I1=1A。求： (1)此时电源的路端电压U； (2)电源的内阻r； (3)调节电阻箱的阻值为R2=9 Ω时，通过电阻箱的电流I2。 17．（24-25高二上·天津·学业考试真题）如图所示；电路中电源电动势、内阻，定值电阻。闭合开关后，电阻R两端的电压为（　　） A．0.8V B．1.0V C．1.2V D．1.4V 18．（24-25高一下·山东·学业考试真题）如图所示，电源的电动势，内阻，灯泡L上标有“6V，3W”字样。闭合开关S，调节滑动变阻器滑片的位置，使灯泡正常发光，不考虑温度对灯泡电阻的影响，求： (1)灯泡的阻值； (2)滑动变阻器接入电路的阻值R； (3)电源内阻在内产生的焦耳热Q。 考点四：U-I图像问题（高频） 19．（24-25高二下·湖南·学业考试模拟）图甲的电路中，是可变电阻，是定值电阻，电源内阻不可忽略。实验时调节的阻值，得到多组理想电压表和理想电流表数据，用这些数据在坐标纸上描点、拟合，作出如图乙所示的图像。 (1)处在如图乙中的点时，对应甲图中的滑动变阻器的阻值为多少？ (2)电源的电动势和内阻各是多少？ 20．（25-26高二上·江苏徐州·学业考试模拟）利用图（a）所示电路测量电源的电动势，路端电压与电流关系的图像如图（b）所示，则电源的内阻为（　　） A．0.5Ω B．1Ω C．1.5Ω D．3Ω 21．（25-26高二上·江苏盐城·学业考试模拟）某同学用图甲所示的电路测定电源的电动势E和内阻r，实验中根据电表的示数描点作图得到图乙。根据图乙，可知电源的（　　） A． B． C． D． 22．（24-25高二下·湖南郴州·学业考试真题）某同学在测量电源的电动势和内阻时，由实验数据画出路端电压与干路电流的U-I图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A．电源的内阻为10.0Ω B．电源的电动势为2.4V C．短路电流为0.4A D．电源的电动势为3.0V 23．（22-23高一下·贵州·学业考试真题）在测定电源电动势和内阻的实验中，测得某电源的两端电压和电流的关系如图所示。由图像可得出该电源的电动势和内阻分别为（　　） A．， B．， C．， D．， 24．（24-25高二上·江苏淮安·学业考试真题）如图所示为某一电源的图线，则由图可知（　　） A．电源电动势为10V B．电源内阻为2Ω C．电源短路时电流为5A D．路端电压为5V时，电路中电流为0 考点五：实验：电源电动势和内阻的测量（高频） 25．（25-26高二下·陕西·学业考试模拟）某同学采用如图甲所示的电路图测量一节干电池的电动势和内阻。 (1)实验时，闭合开关S前，滑动变阻器的滑片P应处在________（选填“M”或“N”）端； (2)按照图甲连接实物图，如图乙所示，闭合开关前检查电路时，发现有一根导线接错，该导线为________（选填“a”“b”或“c”）。 (3)根据实验数据作出的图像如图丙所示，则该电池的内阻________Ω（结果保留2位有效数字）。 26．（24-25高一上·山东·学业考试真题）某实验小组用如图甲所示的电路测量两节干电池的电动势和内阻。 (1)闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片滑至________端（填“a”或“b”）； (2)实验中，调节滑动变阻器，电流表的示数变小，据此可判断，滑动变阻器接入电路的阻值________，电压表的示数________；（填“变大”或“变小”） (3)根据测量数据作出的U-I图像如图乙所示，由图像可知这两节干电池的总电动势为________V，总内阻为________Ω。（结果保留2位有效数字） （22-23高二上·江苏·学业考试真题）请根据以下内容，完成下面问题。 某同学测定电池组的电动势和内阻，实验电路如图（a）所示。 27．根据实验电路图，图（b）所示的实物电路中，导线P端应当连接在接线柱________（填“①”或“②”）上。 28．某次测量中，电流表量程为0~0.6A，指针见图（c），其读数为________A 29．该实验中，电动势的测量值偏小，其原因是：在该方案中电流表的示数________（填“大于”、“等于”或“小于”）流过电池组的电流。 30．（24-25高二上·浙江·学业考试真题）在“测量电源的电动势和内阻”实验中，小明同学欲测量一节干电池的电动势和内阻。 (1)实验中部分连线如图乙所示，与电压表相连的导线a端应连接到________（选填“A”、“B”、“C”或“D”）接线柱上。 (2)闭合开关，改变滑动变阻器滑片位置，记录多组电压表、电流表示数，在坐标系中描点并拟合。下列拟合方式中，应该选用的是________ A． B． C． (3)由图像可得这节干电池的电动势________V，内阻________Ω（均保留三位有效数字）。 考点六：能源与可持续发展 31．（24-25高一上·山东·学业考试真题）下列属于不可再生能源的是（　　） A．水能 B．石油 C．太阳能 D．潮汐能 32．（24-25高二下·广东·学业考试真题）砷化镓薄膜电池可将太阳能转化为电能，其光电转化率高达30%。下列说法正确的是（　　） A．电池可创造能量 B．太阳能是不可再生能源 C．此电池的光电转化率不到100%，说明能量不守恒 D．此电池通过非静电力做功把太阳能转化为电能 33．（24-25高二上·江苏南通·学业考试模拟）下列能源中，属于可再生能源的是（　　） A．煤炭 B．天然气 C．太阳能 D．核能 34．（22-23高二下·河北·学业考试真题）（多选）关于能源和能量，下列说法正确的是（    ） A．自然界的石油，煤炭资源可供人类永久使用 B．人类应多开发与利用水能，风能等可再生能源 C．自然界的能量是守恒的，人类不需要节约能源 D．能量的耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性 35．（24-25高二上·江苏扬州·学业考试模拟）不需要消耗任何能源就能获得源源不断的动力的机器是不存在的，因为这种机器违反了（　　） A．质量守恒定律 B．电荷守恒定律 C．机械能守恒定律 D．能量守恒定律 36．（2024高二上·江苏盐城·学业考试）关于能源的开发和应用，下列说法中正确的是（　　） A．能源应用的过程就是内能转化为机械能的过程 B．电能的转换效率明显低于其他能源 C．在广大的农村推广沼气前景广阔、意义重大，既变废为宝，减少污染，又大量节约能源 D．核能发电的优点是低成本、零污染 37．（24-25高二上·福建·学业考试真题）节约用电应从自己做起。下列做法能节约用电的是（   ） A．冰箱内尽量塞满食物 B．让长期不用的家电处于待机状态 C．食物先冷却降温再放入冰箱 D．夏天空调温度设定尽量调低 一、单选题 1．（23-24高二下·山东·学业考试模拟）下列用电设备正常工作时，电功等于电热的是（　　） A．空调 B．白炽灯 C．电动汽车 D．扫地机器人 2．（2024高二上·广东汕头·学业考试）一台正在打扫房间卫生的扫地机器人，工作电压为，工作电流为。在它打扫一分钟的时间里，电流做的功为（　　） A． B． C． 3．（21-22高二下·辽宁·学业考试模拟）用电器的铭牌上有着重要的参数信息，帮助人们安全使用用电器。某电热水壶的铭牌如图所示，根据图中数据，可计算出电热水壶正常工作时的电流是（　　） A． B． C． D． 4．（25-26高二·山东·学业考试模拟）如图所示，某同学采用太阳能电池板给一个小电动机供电，电动机线圈的电阻为r。电动机正常工作时，电压表的示数为U，电流表的示数为I。电流表和电压表均可视为理想电表。电动机消耗的电功率为（    ） A． B． C．UI D． 5．（24-25高二上·浙江·学业考试真题）目前，锂离子电池应用很广，但使用不当会造成安全隐患。如图所示是一款常用规格的锂离子电池，其短路电流高达125A，则该电池（　　） A．电动势为9.6V B．短路时内阻为33.8Ω C．短路时发热功率为462.5W D．充满电后可释放2600J电能 6．（21-22高二·山西·学业考试真题）2021年全国青年科普创新实验大赛中风帆车项目是利用自然风吹动风帆车前进，2022年该大赛中太空车项目是利用电池驱动电动机带动太空车攀爬障碍物。关于它们的能量转化，以下说法正确的是（　　） A．都是将电能转化为机械能 B．都是将风能转化为机械能 C．风帆车将风能转化为机械能，太空车将电能转化为机械能 D．风帆车将电能转化为机械能，太空车将风能转化为机械能 7．（2023高二下·宁夏银川·学业考试）能量守恒定律是人类认识自然的最普遍、最重要、最可靠的自然规律之一，下列说法正确的是（　　） A．不同形式的能量之间可以相互转化 B．能量可以被创生，也可以被消灭 C．因为能量是守恒的，所以不需要节约能源 D．因为能量是守恒的，所以不可能发生能源危机 8．（22-23高二上·天津河北·学业考试模拟）下列关于能源的说法中，正确的是（　　） A．煤炭、石油、天然气是不可再生能源 B．由于能量不会凭空产生，也不会凭空消失，总是守恒的，所以节约能源意义不大 C．随着科技不断进步，我们就不需要节约能源 D．水能是不可再生能源 二、实验题 （2023高二上·河北·学业考试）某同学用电流表、电压表和滑动变阻器等实验器材，测量一节干电池的电动势和内阻，实验器材均符合要求。 根据上述信息，回答下列小题。 9．实验时，电压表负接线柱已正确接入电路，如图所示，则正接线柱应连接在（　　） A．电流表左侧接线柱M上 B．滑动变阻器左侧接线柱N上 C．开关右侧接线柱P上 D．电源右侧接线柱Q上 10．本实验所用电压表、电流表的量程分别为（　　） A．0~3V、0~3A B．0~3V、0~0.6A C．0~15V、0~3A D．0~15V、0~0.6A 11．该同学正确完成了实验操作，根据测量数据做出图像，如图所示，由图像得出该干电池的内阻约为（　　） A．2.76Ω B．1.86Ω C．0.86Ω D．0.54Ω 12．（19-20高二上·天津·学业考试真题）用如图甲所示的电路测量一节干电池的电动势和内阻。 (1)为使测量值尽量准确，电压表的量程应选择___________（选填“3”或“15”）； (2)在闭合开关S之前，滑动变阻器的滑片P应滑至最___________端（选填“左”或“右”）； (3)图乙是根据多次测量的实验数据得到的图像，则由图线可以得到干电池的电动势___________，内阻___________。 三、解答题 13．（24-25高二下·湖南邵阳·学业考试模拟）如图所示，R为变阻箱，电压表为理想电压表，电源电动势E＝6V，当变阻箱阻值为R＝4Ω时，闭合开关后，电压表读数U＝4V，求： (1)电路中的电流I； (2)电源内阻r； (3)电源的效率η； (4)若在变阻箱R两端并联一个阻值相同的电阻，电压表的读数变大还是变小？ 14．（2024高二上·河南信阳·学业考试）在如图所示的电路中，电源电动势，内阻，电阻。A是理想电流表，闭合开关S。求： (1)电流表的示数和通过电阻R的电流的方向； (2)电阻R在内产生的热量。 15．（25-26高二上·云南昆明·学业考试模拟）如图所示，直线A表示某电源路端电压U随电流I的变化关系，直线B表示某电阻R两端电压U随电流I的变化关系，已知量如图所示。 (1)求电阻R的阻值； (2)求电源的电动势E和内阻r； (3)如将该电阻R直接接在该电源两端，试求电源的总功率。 16．（24-25高二上·福建·学业考试真题）如图所示的电路中，电源内阻r=1.0Ω，电阻R=2.0Ω，闭合开关S，电流表的示数I=1.0A。已知电流表为理想电流表，求： (1)电阻R消耗的电功率P； (2)电源电动势E。 一、单选题 1．（26-27高二上·江苏徐州·学业考试真题）一台电动机的线圈电阻为R，接在电压为U的电源上，通过电流为I，电动机正常运转时，其发热功率为（　　） A．UI B． C． D． 2．（26-27高二上·江苏徐州·学业考试真题）如图所示为某家用电热毯的简化电路，S为开关。S闭合时R1被短路，电热毯处于加热状态；S断开时处于保温状态。下列说法正确的是（　　） A．S闭合时，R1中无电流 B．加热状态时电路总电阻较大 C．保温状态时R2中电流较大 D．加热状态时电路消耗的总功率较小 3．（25-26高二下·浙江·学业考试真题）一台通风扇及其铭牌如图所示，通风扇电机线圈的电阻为。把该通风扇接在的电源上正常工作，则该通风扇（     ） A．通过的电流为 B．线圈发热功率为 C．输出的机械功率为 D．叶片若被异物卡住，线圈发热功率为 4．（24-25高一下·贵州·学业考试真题）如图所示，我国的许多人造地球卫星都用太阳能电池供电，太阳能电池由许多片电池板组成。某片电池板电动势为，当该片电池板外电压为时，内电压为（     ） A． B． C． D． 5．（25-26高二下·北京·学业考试真题）请阅读下述文字，完成各题。 某同学自制了一台可调亮度的小台灯，简化原理如图所示。R为调节亮度的变阻器，L为灯泡。已知电源电动势为3.0V，内阻不计，灯泡上标有“2.5V  2.5W”的字样。 (1)闭合开关，灯泡正常发光时，通过灯泡的电流为（   ） A．4.0A B．3.0A C．2.0A D．1.0A (2)闭合开关，灯泡正常发光时，变阻器接入电路的阻值为（   ） A．0.25Ω B．0.5Ω C．1.0Ω D．2.0Ω (3)闭合开关，灯泡正常发光时变阻器的滑片位置如图所示。当滑片P绕O点逆时针转动时，灯泡（   ） A．逐渐变亮 B．亮度不变 C．逐渐变暗 D．先变暗后变亮 6．（24-25高二上·天津·学业考试真题）某手机电源适配器（充电器）快速充电时最大输出功率为90W，输出电压为20V，则输出电流为（　　） A．3.0A B．3.5A C．4.5A D．6.0A 7．（24-25高一下·山东·学业考试真题）电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量。在国际单位制中，电动势的单位符号是（　　） A．N B．J C．W D．V 8．（24-25高一上·山东·学业考试真题）某储水式电热水器的铭牌如图所示，该电热水器在储水模式下正常工作时的电流约为（　　） 型号 30226H-J1（GE） 额定电压 220V~ 额定容量 35L 额定频率 50Hz 额定最高温度 75℃ 储水模式额定功率 5000W 防水等级 IPX4 额定内压 0.8MPa 出厂编号 SerialNumber.GA00M000500GBA9L0035 制造日期 A．100A B．44A C．23A D．10A 9．（25-26高二上·新疆·学业考试真题）一台电动机正常工作时，消耗的电功率为1100W，发热功率为10W，则该电动机对外做功的功率为（　　） A．110 W B．1100 W C．1090 W D．10W 10．（22-23高二上·江苏·学业考试真题）如图所示，电源电动势，内阻，电阻。闭合开关S后，电压表的示数为（    ） A．0.9V B．1.8V C．3.6V D．4.5V 11．（25-26高二上·广东·学业考试真题）如图所示电路中，电源的内阻为。当滑动变阻器的接入阻值为时，闭合开关S，电流表示数为。电流表可视为理想电流表，则（　　） A．电源电动势为 B．电源电动势为 C．路端电压为 D．电源内阻消耗的功率为 12．（25-26高二上·江苏·学业考试真题）如图所示，M是内阻为R的电动机。当电动机正常工作时，通过的电流为I，两端电压为U。则（　　） A．电动机通过的电流I= B．电动机的输入功率为I2R C．电动机的电热功率为UI D．电动机的输出功率是UI-I2R 13．（25-26高二上·江苏·学业考试真题）一同学使用如图所示电路测量电源的内阻，已知电源电动势E为9.0V，定值电阻R为5.0Ω。闭合开关S后，电流表的示数为0.60A。则此电源的内阻r为（　　） A．10.0Ω B．15.0Ω C．20.0Ω D．25.0Ω 二、多选题 14．（25-26高二上·广东·学业考试真题）某可调亮度的台灯电路如图所示，其中圆弧abc部分为均匀电阻丝，为调节滑片，用来调节电阻，调节过程中与接触良好。若直流电源电压恒定，在滑片由点沿顺时针方向滑到点的过程中（　　） A．灯泡逐渐变暗 B．灯泡两端的电压逐渐变大 C．流过灯泡的电流逐渐变大 D．单位时间内，流过灯泡的电量变小 三、实验题 15．（24-25高二下·海南·学业考试真题）某同学按图甲所示的电路测定电池组的电动势和内阻。图乙已将实验器材进行了部分连接。 (1)为完成实验，请根据图甲，将图乙中的实物电路补充完整。 (2)开关闭合前，滑动变阻器的滑片应置于________端。 16．（25-26高二上·新疆·学业考试真题）在“测量电源的电动势和内阻”的实验中，当路端电压为2.8V时，通过电源的电流为1.0A，当路端电压为2.9V时，通过电源的电流为0.5A，则电源电动势为______V，内阻为______Ω。 四、解答题 17．（2026高二下·湖南·学业考试）一根粗细均匀的金属导线，两端加上恒定电压时，通过金属导线的电流为2 A。求： (1)金属导线电阻为多少？ (2)金属导线在内产生的热量为多少？ 18．（23-24高二下·福建·学业考试真题）如图所示的电路中，电源电动势E=2V，电阻R=18Ω。闭合开关S后，电流表的示数I=0.1A。不计电流表的内阻，求 (1)电源的内阻r； (2)电阻R消耗的电功率P。 五、综合题 （25-26高二下·北京·学业考试真题）请阅读下述文字，完成下面小题。 用导线将电源、电阻、电流表、开关连接成如图所示的电路。已知电阻，电源内阻。闭合开关后，电流表的示数。 19．闭合开关后，电阻两端的电压为（     ） A． B． C． D． 20．闭合开关后，电阻的电功率为（     ） A． B． C． D． 21．电源的电动势为（     ） A． B． C． D． （24-25高二下·上海·学业考试真题）电动机是各种电力装置的核心部件，大多数电动机的线圈都是由铜线绕制而成。 22．测得某直流电动机的一实心铜导线长度为10.0m，其铜芯的直径为0.304mm。 （1）直接测量铜芯直径所用的器材应为________。 A．卷尺    B．米尺    C．三角尺    D．螺旋测微器 （2）已知铜的电阻率为，则该导线的电阻值为________。（答案保留2位有效数字） 23．一台电动机的额定电压，线圈的电阻。正常工作时它每分钟产生的热量。求该电动机正常工作时， （1）通过电动机线圈的电流I；（计算） （2）电动机的输出功率P。（计算） （2）电动机的输出功率为 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题12 电能 能量守恒定律 【析】命题方向解读|【汇】知识清单盘点|【研】核心专题精讲|【练】巩固提升训练 —— 目 录 —— 析|学考考查要点 汇|知识清单盘点 研|核心专题精讲 考点一：纯电阻电路计算（高频） 考点二：非纯电阻电路计算（高频） 考点三：闭合电路欧姆定律（高频） 考点四：U-I图像问题（高频） 考点五：实验：电源电动势和内阻的测量（高频） 考点六：能源与可持续发展 练|巩固提升训练 知识点 学考具体要求 认知层次 常见题型 纯电阻电路计算 利用串并联关系计算纯电阻功率 掌握 选择、解答 非纯电阻电路计算 会计算非纯电阻电路 掌握 选择、解答 闭合电路欧姆定律 利用闭合电路欧姆定律计算电源内阻和电动势 掌握 选择、解答 U-I图像问题 利用U-I图像能求电源电动势和内阻 掌握 选择题 实验：电源电动势和内阻的测量 弄清实验原理 掌握 实验 能源与可持续发展 了解能量守恒，能源的可持续利用 掌握 选择 考点一：焦耳定律 焦耳定律 1. 内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比。Q=I 2 Rt，式中Q表示电流通过导体产生的热量，单位是J.焦耳定律无论是对纯电阻电路还是对非纯电阻电路都是适用的。 补充：电功和电热的比较 项目 电功 电热 电功与电热的比较 电功实质是静电力移动电荷做功，W＝qU＝UIt。 电热是由于电流的热效应，电流通过导体发热，Q＝I2Rt。 电功与电热的联系与区别 纯电阻电路（白炽灯、电炉、电熨斗） 非纯电阻电路（电动机、电解槽） 电功与电热的联系与区别 电流做功全部转化为内能W＝Q＝UIt＝I2Rt＝t。 电流做功转化为内能和其他形式的能量：电功W＝UIt；电热Q＝I2Rt，W＝Q＋W其他 电功率与电热功率的关系 纯电阻电路中，P＝UI＝I2R＝ 非纯电阻电路中UI＞I2R，t既不能表示电功，也不能表示电热。 补充：含电动机的电路能量转化分析： 能量关系 电动机从电源获得的能量一部分转化为机械能，还有一部分转化为内能。 能量关系的图例 总功率（输入功率） P总＝UI。 发热的功率 P热＝I2R。 输出功率（机械功率） P机＝P总－P热＝UI－I2R。 功率关系 电动机消耗的功率P电等于电动机的输出功率P机与电动机损失的功率P损之和，即：P电＝P机＋P损，P电＝UI，P损＝I2R。 【注意】纯电阻电路电流做功全部转化为热；非纯电阻电路电流做功一部分转化为热，一部分转化为其它。 考点二：闭合电路欧姆定律 闭合电路欧姆定律 （1）内容：闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电阻之和成反比； （2）公式：I＝(只适用于纯电阻电路)； （3）其他表达形式 ①电势降落表达式：E＝U外＋U内或E＝U外＋Ir；（适用于任意的闭合电路） ②功率表达式：EI＝UI＋I2r. 考点三：U-I图像问题 在恒流电路中常会涉及两种U－I图线，一种是电源的伏安特性曲线(斜率为负值的直线)，另一种是电阻的伏安特性曲线(过原点的直线)．求解这类问题时要注意二者的区别． 电源U－I图象 电阻U－I图象 关系式 U＝E－Ir U＝IR 图形 物理 意义 电源的路端电压随 电流的变化关系 电阻两端电压与电阻中的电流的关系 截距 与纵轴交点表示电源电动势E，与横轴交点表示电源短路电流 过坐标轴原点，表示没有电压时电流为零 坐标U、I的乘积 表示电源的输出功率 表示电阻消耗的功率 坐标U、I的比值 表示外电阻的大小，不同点 对应的外电阻大小不同 表示该电阻的大小，每一点对应比值均等大， 表示此电阻的大小不变 斜率(绝对值) 电源电阻r的大小，r＝||。 若图象为过原点的直线，图象斜率表示电阻R的大小，R＝。 两曲线在同一坐标系中的交点 表示电阻的工作点，即将电阻接在该电源上时，电阻中的电流和两端的电压 考点四：实验：电源电动势和内阻的测量 原理装置 操作要求 数据处理 1.电路图和实物图(如图甲、乙所示) 2.原理：改变滑动变阻器的电阻，测多组U、I值，根据闭合电路欧姆定律E＝U＋Ir计算E、r 1.选量程、连线路：按原理图连接电路，注意电压表、电流表的量程和正、负接线柱。 2.滑动变阻器滑片移到阻值最大的一端。 3.测量：闭合开关，改变滑动变阻器阻值，测多组U、I值。 4.求解：利用公式法或图像法求E、r 方法一：列方程组求解电动势和内阻的大小 (1)　(2) (3) 分别求出E、r，再取其平均值 方法二：用作图法处理数据 (1)图线与纵轴交点值为电动势E。 (2)图线斜率的绝对值表示内阻r＝ 注意事项 1.为了使路端电压变化明显，可使用内阻较大的旧电池。 2.电流不要过大，读数要快。 3.要测出不少于6组的(I，U)数据，变化范围要大些。 误差分析 1.偶然误差：主要来源于电压表和电流表的读数以及作U -I图像时描点不准确。 2.系统误差 (1)“电流表外接法”：实验电路如图甲所示。 ①图像法：U -I图像如图乙所示，电压表的分流作用造成误差，电压值越大，电压表分流越多，对应的I真与I测的差IV越大，IV＝。 结论：E测＜E真，r测＜r真。 ②等效电源法：如图甲所示，E测＝E真＜E真，r测＝＜r真。 (2)“电流表内接法”：实验电路如图丙所示。 ①图像法：U -I图像如图丁所示，电流表的分压作用造成误差，电流越大，电流表分压越多，对应U真与U测的差UA越大，UA＝IRA。 结论：E测＝E真，r测＞r真。 ②等效电源法：如图丙所示，E测＝E真，r测＝r真＋RA＞r真。 (3)电路选择 ①电源内阻一般较小，选图甲电路误差较小。 ②当内阻已知时选图丙电路，此时r＝｜k｜－RA，没有系统误差。 考点五：能源与可持续发展 1.常见的能量形式：机械能、内能、电能、化学能、核能等。 2.能量转化和守恒定律：能量既不会消失，也不会创生，它只会从一种形式转化　 　为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体。而在转化和转移的过程中，能的总量保持不变。 能量利用率和节能的关系 (1)能量利用率是指有效利用的能量和总能量之比。 (2)提高能量利用率的方法：减少能量浪费和损失；改进机械设备。 能源与可持续发展 1.能源的分类 (1)按获取方式：一次能源与二次能源。 Ⅰ.一次能源：可以直接从自然界获取的能源，如：化石能源(煤、石油、天然气)、太阳能、风能、地热能、核能、潮汐能等。 Ⅱ.二次能源：通过一次能源的消耗才能得到，如：电能、汽油等。 (2)按能否再生：不可再生能源与不可再生能源。 Ⅰ.不可再生能源：不可能在短时间内从自然界得到补充，如：化石能源、核能等。 Ⅱ.可再生能源：可以从自然界源源不断地得到，如：太阳能、水能、风能、生物质能等。 考点一：纯电阻电路计算（高频） 1．（25-26高三上·山东·学业考试复习）有两盏电灯和，用如图中所示的两种方式连接到电路中，已知电压U相同，且两盏电灯均能发光，比较在甲、乙两个电路中电灯的亮度，则（    ） A．甲图的电路中灯较亮 B．乙图的电路中灯较亮 C．两个电路中灯一样亮 D．不知它们的额定电压和额定功率，无法判断 【答案】B 【详解】因为电压U相同，两盏电灯串联后，电压要按照电灯阻值的大小分配，L2两端电压小于U；两盏电灯并联后，加在电灯两端的电压都为U，因此并联后的灯泡较亮，所以乙图的电路中灯较亮，故选B。 2．（24-25高二上·辽宁·学业考试模拟）普通电饭锅工作时有加热和保温两种状态。下图为电饭锅的电路图，R1为电阻，R2是加热用的电阻丝，S为开关。若电饭锅在保温状态下的功率是加热状态下功率的一半，则下列描述正确的是（　　） A．R1: R2=1:1 B．R1: R2=1:2 C．开关S闭合时，电饭锅处于保温状态 D．开关S断开时，R1与R2的功率之比为1:2 【答案】A 【详解】ABC．加热状态下电路总功率较大，保温状态下电路总功率较小。在纯电阻电路中，电路总功率 开关接通时，R1被短路，电路总功率 开关断开时，R1与R2串联，电路总功率 因为 所以，故A正确，BC错误； D．开关S断开时，R1与R2串联，根据可知，功率之比为1:1，故D错误。 故选A。 3．（2024高二下·湖南岳阳·学业考试）如图所示的电路中，，，闭合开关S，则（　　） A．流过两个电阻的电流之比 B．流过的电流与流过电源的电流之比 C．两个电阻的电压之比 D．两个电阻的功率之比 【答案】C 【详解】AB．电源与两个电阻串联，串联电路电流相等，所以流过两个电阻的电流之比为 流过的电流与流过电源的电流之比为 AB均错误； C．根据 可得，两个电阻的电压之比为 C正确； D．根据 可得，两个电阻的功率之比为 D错误。 故选C。 4．（2024高二上·江苏南京·学业考试）电阻R1＝2Ω，R2＝2Ω，R3＝4Ω。当通过电阻R1的电流I1＝1A时，通过R3的功率为（　　） A．0.25W B．1W C．4W D．16W 【答案】C 【详解】根据并联关系可知，R3的两端电压为 则R3的功率为 故选C。 5．（22-23高二上·广西·学业考试真题）甲、乙两电阻串联后接入电路中，实际功率，二者阻值关系为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】根据题意可知，由于甲、乙两电阻串联后接入电路中，则流过电阻的电流相等，设为，由公式可得 解得 即 故选C。 6．（22-23高二上·广西桂林·阶段检测）我们在使用电炉加热食物的时候，往往会发现电炉丝热得发红，而与电炉丝相连的导线却不是那么热，导致这种情况的原因是（  ） A．电炉丝的电阻小，发热功率低 B．导线的电阻小，发热功率低 C．通过电炉丝的电流大 D．通过导线的电流大 【答案】B 【详解】由于导线的电阻较小，电炉丝的电阻非常大，串联电路中，电流处处相等，根据 电阻越大，发热功率越大，所以出现电炉丝热得发红，而与电炉丝相连的导线却不是那么热，B正确，ACD错误。 故选B。 考点二：非纯电阻电路计算（高频） 7．（25-26高二下·陕西·学业考试模拟）如图所示为一提升重物用的直流电动机工作时的电路图，电源电动势V，内阻Ω，定值电阻Ω，电动机内电阻Ω，重力加速度g取。闭合开关S，电动机正常工作时，电压表示数V，求： (1)通过R的电流； (2)电源的路端电压； (3)电动机的输出电功率。 【答案】(1)10A (2)200V (3)1000W 【详解】（1）根据闭合电路欧姆定律可知，通过R的电流 （2）电源的路端电压 （3）电动机的输出电功率 8．（25-26高二上·山东济南·阶段检测）如图所示，电源电动势 E = 6V ，内阻r = 2Ω 。开关S闭合后，电动机M正常工作，理想电压表示数为 4V，理想电流表示数为 0.5A。已知电动机线圈电阻 r0=1Ω 。求： (1)电动机的输入功率和输出功率； (2)电阻 R 的值。 【答案】(1)2W，1.75W (2)2Ω 【详解】（1）电动机输入功率P=UI=2W 电动机线圈热功率P热=I2r0=0.25W 电动机输出功率P出=P-P热=1.75W （2）电阻R两端电压UR=E-U-Ir=1V 则 9．（24-25高二下·湖南娄底·学业考试模拟）一台电风扇，内阻为20Ω，接上220V电压后，消耗功率66W。求： (1)电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少； (2)电风扇正常工作时转化为机械能的功率是多少； (3)如果接上电源后，电风扇的风叶被卡住，不能转动，请推导说明此时电动机为什么容易被烧毁。 【答案】(1)0.3A (2)64.2W (3)电流过大，发热功率过大 【详解】（1）根据 解得 （2）电风扇正常工作时转化为内能的功率 电风扇正常工作时转化为机械能的功率 （3）电风扇的风叶被卡住后，电动机不转时可视为纯电阻电路，通过电风扇的电流 发热功率 此时电流过大，发热功率过大，所以此时电动机容易被烧毁。 10．（2024高二上·全国·学业考试）小明坐在汽车的副驾驶位上看到一个现象：当汽车的电动机启动时，汽车的车灯会瞬时变暗。汽车的电源、电流表（内阻不计）、车灯、电动机连接的简化电路如图所示，已知汽车电源电动势为，内阻为。接通车灯，电动机未启动时电流表示数为，电动机启动的瞬间，电流表示数达到60A。在电动机启动瞬间，下列判断正确的是（　　） A．流过车灯的电流仍是 B．车灯两端电压为 C．电源的输出功率为 D．电动机线圈电阻与车灯电阻之比为 【答案】B 【详解】B. 接通车灯，电动机启动的瞬间，电流表示数达到60A，根据闭合电路欧姆定律有 解得 故B正确； A.接通车灯，电动机未启动时电流表示数为，根据闭合电路欧姆定律有 解得 结合上述，在电动机启动瞬间，流过车灯的电流 故A错误； C．结合上述，在电动机启动瞬间，电源的输出功率为 故C错误； D．根据题中所给条件无法求出电动机线圈电阻的具体值，即无法求出动机线圈电阻与车灯电阻之比，故D错误。 故选B。 11．（2023高二上·江苏南通·学业考试）在如图所示的电路中，输入电压U恒为10V，灯泡L标有“3V　6W”字样，若灯泡恰能正常发光，以下说法正确的是（　　） A．电动机两端电压为10V B．电动机的电阻为2.5Ω C．通过电动机的电流为2A D．整个电路消耗的电功率是10W 【答案】C 【详解】A．灯泡正常发光时的电压等于其额定电压，电动机的输入电压为 故A错误； C．灯泡正常发光，则电路电流为 电动机与灯泡串联，即通过电动机的电流也是2A，故C正确； B．对电动机由能量守恒有 可得 ， 则有 而无其它数据，则无法求出电阻值，故B错误； D．整个电路消耗的功率 P总=UI=10V×2A=20W 故D错误。 故选C。 12．（22-23高一下·湖北·学业考试模拟）如图所示电源电动势E=3V，内阻r=0.5Ω，定值电阻R=1Ω与电动机M连接在电源上，开关闭合后，理想电流表示数为1A，电动机刚好正常工作，电动机线圈的电阻RM=0.5Ω。求： （1）电源的总功率； （2）电动机的输入功率以及电动机线圈的发热功率。    【答案】（1）3W；（2）1.5W，0.5W 【详解】（1）电动机刚好正常工作时，理想电流表示数为1A，电源的总功率 P总=EI 代入数据解得 P总=3W （2）电动机两端的电压 U=E-I（R+r）=1.5V 电动机的输入功率为 电动机的热功率为 考点三：闭合电路欧姆定律（高频） 13．（25-26高二下·浙江·学业考试真题）把图甲所示的电容器作为图乙中的“C”接入电路。已知图乙中电源电动势、内阻，电阻，则电容器（     ） A．充电完成后两极间电压为 B．充电完成后带电量为 C．充电完成后带电量为 D．带电量为时两极间电压为 【答案】C 【详解】A．由图甲可知，电容器的电容，额定电压为。 当电路稳定（充电完成）时，电容器所在支路断路，电路中电流由闭合电路欧姆定律决定 电容器两极板间的电压等于电阻两端的电压，故A错误； BC．充电完成后电容器带电量为，故B错误，C正确； D．当带电量时，两极间电压为，故D错误。 故选C。 14．（23-24高二·北京平谷·学业考试模拟）（多选）如图所示的电路中，电源电压恒定。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向下移动，则（     ） A．电流表A的示数变小 B．电压表V1的示数不变 C．电压表V2和电流表A的示数之比变大 D．电压表V1示数的变化量和电流表A示数的变化量比值的绝对值不变 【答案】ACD 【详解】由电路图可知，与串联，电压表测两端的电压，电压表测两端的电压，电流表测电路中的电流。 A．滑片向下移动，增大，总电阻增大，由知电流减小，故A正确； B． 测两端电压，，因减小，故减小，故B错误； C．测两端电压，，减小，减小，故增大。，增大，比值增大，故C正确； D．，，，为定值电阻，比值不变，故D正确。 故选ACD。 15．（24-25高二下·海南·学业考试真题）如图所示的电路，电源电动势，内阻，电阻，开关S闭合，电路接通后，求： (1)电路中的总电阻。 (2)电路中的电流。 (3)电阻R消耗的功率。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）开关S闭合，电路接通后，电路中的总电阻 （2）电路中的电流 （3）电阻R消耗的功率 16．（25-26高二上·湖南·学业考试真题）在如图所示电路中，电源电动势E=5V。闭合开关S，调节电阻箱的阻值为R1=4Ω时，理想电流表读数I1=1A。求： (1)此时电源的路端电压U； (2)电源的内阻r； (3)调节电阻箱的阻值为R2=9 Ω时，通过电阻箱的电流I2。 【答案】(1)4V (2)1Ω (3)0.5A 【详解】（1）电源的路端电压U=I1R1=1×4 V=4V （2）由闭合电路的欧姆定律可知E=U＋I1r 解得r=1Ω （3）由闭合电路的欧姆定律可知 解得I2=0.5A。 17．（24-25高二上·天津·学业考试真题）如图所示；电路中电源电动势、内阻，定值电阻。闭合开关后，电阻R两端的电压为（　　） A．0.8V B．1.0V C．1.2V D．1.4V 【答案】C 【详解】由闭合电路欧姆定律 电阻R两端的电压 故选C。 18．（24-25高一下·山东·学业考试真题）如图所示，电源的电动势，内阻，灯泡L上标有“6V，3W”字样。闭合开关S，调节滑动变阻器滑片的位置，使灯泡正常发光，不考虑温度对灯泡电阻的影响，求： (1)灯泡的阻值； (2)滑动变阻器接入电路的阻值R； (3)电源内阻在内产生的焦耳热Q。 【答案】(1) (2) (3)10J 【详解】（1）根据题意，由公式 可得，灯泡的阻值 （2）根据题意可知，灯泡正常发光时，电路中的电流为 由闭合回路欧姆定律有 代入数据解得 （3）根据题意，由公式 可得，电源内阻在内产生的焦耳热 考点四：U-I图像问题（高频） 19．（24-25高二下·湖南·学业考试模拟）图甲的电路中，是可变电阻，是定值电阻，电源内阻不可忽略。实验时调节的阻值，得到多组理想电压表和理想电流表数据，用这些数据在坐标纸上描点、拟合，作出如图乙所示的图像。 (1)处在如图乙中的点时，对应甲图中的滑动变阻器的阻值为多少？ (2)电源的电动势和内阻各是多少？ 【答案】(1) (2)， 【详解】（1）处在如图乙中的点时，对应甲图中的滑动变阻器的阻值为 （2）根据闭合电路的欧姆定律 则， 解得， 20．（25-26高二上·江苏徐州·学业考试模拟）利用图（a）所示电路测量电源的电动势，路端电压与电流关系的图像如图（b）所示，则电源的内阻为（　　） A．0.5Ω B．1Ω C．1.5Ω D．3Ω 【答案】B 【详解】根据闭合电路欧姆定律有 变形有 所以图像斜率的绝对值等于电源的内阻，即 故选B。 21．（25-26高二上·江苏盐城·学业考试模拟）某同学用图甲所示的电路测定电源的电动势E和内阻r，实验中根据电表的示数描点作图得到图乙。根据图乙，可知电源的（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】根据电路图，可以写出闭合电路欧姆定律， 可变形为 在图乙中，截距即为电动势，斜率的绝对值为电池的内阻。所以 故选B。 22．（24-25高二下·湖南郴州·学业考试真题）某同学在测量电源的电动势和内阻时，由实验数据画出路端电压与干路电流的U-I图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A．电源的内阻为10.0Ω B．电源的电动势为2.4V C．短路电流为0.4A D．电源的电动势为3.0V 【答案】D 【详解】A．根据闭合电路的欧姆定律，有 知图线的斜率表示内阻，得，故A错误； BD．当I=0时，，故B错误，D正确； C．当电路短路时，，得，故C错误； 故选D。 23．（22-23高一下·贵州·学业考试真题）在测定电源电动势和内阻的实验中，测得某电源的两端电压和电流的关系如图所示。由图像可得出该电源的电动势和内阻分别为（　　） A．， B．， C．， D．， 【答案】C 【详解】根据闭合电路欧姆定律可得 可得 由题图可知， 故选C。 24．（24-25高二上·江苏淮安·学业考试真题）如图所示为某一电源的图线，则由图可知（　　） A．电源电动势为10V B．电源内阻为2Ω C．电源短路时电流为5A D．路端电压为5V时，电路中电流为0 【答案】A 【详解】AB．根据闭合电路欧姆定律可得 根据题图可知，电源电动势为 电源内阻为 故A正确，B错误； C．电源短路时电流为 故C错误； D．路端电压为5V时，电路中电流为 故D错误。 故选A。 考点五：实验：电源电动势和内阻的测量（高频） 25．（25-26高二下·陕西·学业考试模拟）某同学采用如图甲所示的电路图测量一节干电池的电动势和内阻。 (1)实验时，闭合开关S前，滑动变阻器的滑片P应处在________（选填“M”或“N”）端； (2)按照图甲连接实物图，如图乙所示，闭合开关前检查电路时，发现有一根导线接错，该导线为________（选填“a”“b”或“c”）。 (3)根据实验数据作出的图像如图丙所示，则该电池的内阻________Ω（结果保留2位有效数字）。 【答案】(1)M (2)c (3)1.0 【详解】（1）为了保护电路，避免闭合开关后因电流过大而损坏电表，因此在闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应处于最大阻值处，故应在M端。 （2）根据电路图可知实物图中导线c连接错误，应将c导线的两端分别连接电压表的“+”接线柱和开关S的右端接线柱。 （3）根据 可知图线的斜率绝对值为内阻，则 26．（24-25高一上·山东·学业考试真题）某实验小组用如图甲所示的电路测量两节干电池的电动势和内阻。 (1)闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片滑至________端（填“a”或“b”）； (2)实验中，调节滑动变阻器，电流表的示数变小，据此可判断，滑动变阻器接入电路的阻值________，电压表的示数________；（填“变大”或“变小”） (3)根据测量数据作出的U-I图像如图乙所示，由图像可知这两节干电池的总电动势为________V，总内阻为________Ω。（结果保留2位有效数字） 【答案】(1)a (2) 变大 变大 (3) 【详解】（1）为了保护电路，避免闭合开关后因电流过大而损坏电表，因此在闭合开关前应将滑动变阻器的滑片滑至最大阻值处，即将滑动变阻器的滑片滑至a端。 （2）[1]调节滑动变阻器，电流表的示数变小，根据闭合电路欧姆定律可得 可得电路总电阻变大，可得滑动变阻器接入电路的阻值变大。 [2]根据闭合电路欧姆定律可得 电流减小，可得电压表的示数变大。 （3）[1][2]根据闭合电路欧姆定律可得 可得U-I图像的斜率绝对值表示总内阻，即 图像的纵截距表示总电动势，即 （22-23高二上·江苏·学业考试真题）请根据以下内容，完成下面问题。 某同学测定电池组的电动势和内阻，实验电路如图（a）所示。 27．根据实验电路图，图（b）所示的实物电路中，导线P端应当连接在接线柱________（填“①”或“②”）上。 28．某次测量中，电流表量程为0~0.6A，指针见图（c），其读数为________A 29．该实验中，电动势的测量值偏小，其原因是：在该方案中电流表的示数________（填“大于”、“等于”或“小于”）流过电池组的电流。 【答案】27．② 28．0.52 29．小于 【解析】27．根据实验电路图，因电压表要测量路端电压，则图（b）所示的实物电路中，导线P端应当连接在接线柱②上。 28．电流表量程为0~0.6A，最小刻度为0.02A，则读数为0.52A。 29．该实验中，电动势的测量值偏小，其原因是：在该方案中由于电压表的分流作用，使得电流表的示数小于流过电池组的电流。 30．（24-25高二上·浙江·学业考试真题）在“测量电源的电动势和内阻”实验中，小明同学欲测量一节干电池的电动势和内阻。 (1)实验中部分连线如图乙所示，与电压表相连的导线a端应连接到________（选填“A”、“B”、“C”或“D”）接线柱上。 (2)闭合开关，改变滑动变阻器滑片位置，记录多组电压表、电流表示数，在坐标系中描点并拟合。下列拟合方式中，应该选用的是________ A． B． C． (3)由图像可得这节干电池的电动势________V，内阻________Ω（均保留三位有效数字）。 【答案】(1)B (2)C (3) 1.50 【详解】（1）[1]电压表测量的电压应为路端电压，开关应能控制电路，所以导线a端应连接到B接线柱上。 （2）根据闭合电路欧姆定律 可知图像为直线，应该让大多数的点落在直线上，不在直线上的点，应该均匀分布在直线两边。 故选C。 （3）[1][2]延长如图所示    根据闭合电路欧姆定律 可知图像纵轴截距为电源电动势可得 图像斜率的绝对值等于电源内阻 考点六：能源与可持续发展 31．（24-25高一上·山东·学业考试真题）下列属于不可再生能源的是（　　） A．水能 B．石油 C．太阳能 D．潮汐能 【答案】B 【详解】ACD．水能来自水循环（如河流、降雨），可自然再生，属于可再生能源。太阳能来自太阳辐射，可持续利用，属于可再生能源。潮汐能来自月球和太阳引力作用，可周期性再生，属于可再生能源，故ACD不符合题意； B．不可再生能源指在人类时间尺度内无法自然再生的能源，如石油等化石燃料，形成需数百万年，消耗后无法短期再生，属于不可再生能源，故B符合题意。 故选B。 32．（24-25高二下·广东·学业考试真题）砷化镓薄膜电池可将太阳能转化为电能，其光电转化率高达30%。下列说法正确的是（　　） A．电池可创造能量 B．太阳能是不可再生能源 C．此电池的光电转化率不到100%，说明能量不守恒 D．此电池通过非静电力做功把太阳能转化为电能 【答案】D 【详解】A．根据能量守恒定律，能量不能被创造，电池仅实现能量转化，A错误； B．太阳能源于太阳核聚变，可持续再生，B错误； C．转化率低是因能量散失（如热能），总能量守恒未被破坏，C错误； D．非静电力（如半导体内部电场）驱动电荷分离，将光能转化为电能，D正确。 故选D。 33．（24-25高二上·江苏南通·学业考试模拟）下列能源中，属于可再生能源的是（　　） A．煤炭 B．天然气 C．太阳能 D．核能 【答案】C 【详解】AB．煤炭、天然气属化石能源，不能短期内从自然界得到补充的，是不可再生能源，故AB不符合题意； C．太阳能可以从自然界源源不断的得到，是可再生能源，故C符合题意； D．核能来自核燃料，核燃料在地球上的储量是有限的，不能短期内从自然界得到补充的，是不可再生能源，故D不符合题意。 故选C。 34．（22-23高二下·河北·学业考试真题）（多选）关于能源和能量，下列说法正确的是（    ） A．自然界的石油，煤炭资源可供人类永久使用 B．人类应多开发与利用水能，风能等可再生能源 C．自然界的能量是守恒的，人类不需要节约能源 D．能量的耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性 【答案】BD 【详解】A．自然界的石油、煤炭等资源属于不可再生资源，不可供人类永久使用，故A错误； B．为了减少对环境的污染及破坏，人类应多开发与利用水能、风能等可再生能源，故B正确； C．自然界的能量是守恒的，但是能量的转化是需要条件的，所以人类需要节约能源，故C错误 D．能量的耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性，故D正确。 故选BD。 35．（24-25高二上·江苏扬州·学业考试模拟）不需要消耗任何能源就能获得源源不断的动力的机器是不存在的，因为这种机器违反了（　　） A．质量守恒定律 B．电荷守恒定律 C．机械能守恒定律 D．能量守恒定律 【答案】D 【详解】任何机器只能转换能量存在的形式，并不能制造能量，题目中的装置是一种永动机，它违背了能量守恒定律。 故选D。 36．（2024高二上·江苏盐城·学业考试）关于能源的开发和应用，下列说法中正确的是（　　） A．能源应用的过程就是内能转化为机械能的过程 B．电能的转换效率明显低于其他能源 C．在广大的农村推广沼气前景广阔、意义重大，既变废为宝，减少污染，又大量节约能源 D．核能发电的优点是低成本、零污染 【答案】C 【详解】A．能源应用过程并不单纯是将内能转化为机械能的过程，各种转化形式均可为人类服务，故A错误； B．目前人类主要利用电能的原因就是电能的转换效率明显高于其他能源，故B错误； C．在广大农村推广沼气对改善农村环境、节约能源意义重大，功在当代，利在千秋，故C正确； D．核能发电会产生放射性核废料，如果处理不当会造成重大的核污染事故，故D错误。 故选C。 37．（24-25高二上·福建·学业考试真题）节约用电应从自己做起。下列做法能节约用电的是（   ） A．冰箱内尽量塞满食物 B．让长期不用的家电处于待机状态 C．食物先冷却降温再放入冰箱 D．夏天空调温度设定尽量调低 【答案】C 【详解】A．冰箱内塞满食物时，压缩机需要工作更长的时间，不利于节约用电，A错误； B．长期不用的家电处于待机状态时，家电则一直处于低功率状态消耗电能，B错误； C．食物先冷却降温再放入冰箱，可以减少压缩机工作的时间，有利于节约电能，C正确； D．夏天空调温度设定的温度越低，压缩机制冷工作时间就越长，不利于节约用电，D错误。 故选C。 一、单选题 1．（23-24高二下·山东·学业考试模拟）下列用电设备正常工作时，电功等于电热的是（　　） A．空调 B．白炽灯 C．电动汽车 D．扫地机器人 【答案】B 【详解】ACD．空调、电动汽车、扫地机器人三者为非纯电阻，电能主要转化为机械能和部分内能（电热），故ACD错误； B．白炽灯为纯电阻，电能全部转化为内能（灯丝发热发光），故B正确。 故选B。 2．（2024高二上·广东汕头·学业考试）一台正在打扫房间卫生的扫地机器人，工作电压为，工作电流为。在它打扫一分钟的时间里，电流做的功为（　　） A． B． C． 【答案】A 【详解】它打扫一分钟的时间里，电流做的功为 故选A。 3．（21-22高二下·辽宁·学业考试模拟）用电器的铭牌上有着重要的参数信息，帮助人们安全使用用电器。某电热水壶的铭牌如图所示，根据图中数据，可计算出电热水壶正常工作时的电流是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】根据图中数据，可得电热水壶正常工作时的电流为 故选A。 4．（25-26高二·山东·学业考试模拟）如图所示，某同学采用太阳能电池板给一个小电动机供电，电动机线圈的电阻为r。电动机正常工作时，电压表的示数为U，电流表的示数为I。电流表和电压表均可视为理想电表。电动机消耗的电功率为（    ） A． B． C．UI D． 【答案】C 【详解】电动机正常工作时，电压表的示数为U，电流表的示数为I，则电动机消耗的电功率为P=IU 电动机为非纯电阻电路，其工作过程主要把电能转化为机械能，还有一部分转化为内能，因此 故选C。 5．（24-25高二上·浙江·学业考试真题）目前，锂离子电池应用很广，但使用不当会造成安全隐患。如图所示是一款常用规格的锂离子电池，其短路电流高达125A，则该电池（　　） A．电动势为9.6V B．短路时内阻为33.8Ω C．短路时发热功率为462.5W D．充满电后可释放2600J电能 【答案】C 【详解】A．根据题图可知，该电池的电动势为3.7V，故A错误； B．短路时的内阻为，故B错误； C．短路时发热功率为，故C正确； D．充满电后可释放的电能为，故D错误。 故选C。 6．（21-22高二·山西·学业考试真题）2021年全国青年科普创新实验大赛中风帆车项目是利用自然风吹动风帆车前进，2022年该大赛中太空车项目是利用电池驱动电动机带动太空车攀爬障碍物。关于它们的能量转化，以下说法正确的是（　　） A．都是将电能转化为机械能 B．都是将风能转化为机械能 C．风帆车将风能转化为机械能，太空车将电能转化为机械能 D．风帆车将电能转化为机械能，太空车将风能转化为机械能 【答案】C 【详解】风帆车项目是利用自然风吹动风帆车前进，风帆车是将风能转化为机械能，太空车项目是利用电池驱动电动机带动太空车攀爬障碍物，太空车是将电能转化为机械能。 故选C。 7．（2023高二下·宁夏银川·学业考试）能量守恒定律是人类认识自然的最普遍、最重要、最可靠的自然规律之一，下列说法正确的是（　　） A．不同形式的能量之间可以相互转化 B．能量可以被创生，也可以被消灭 C．因为能量是守恒的，所以不需要节约能源 D．因为能量是守恒的，所以不可能发生能源危机 【答案】A 【详解】A．不同形式的能量之间可以相互转化，总量不变。故A正确； B．能量不能被创生，也不能被消灭。故B错误； CD．虽然能量是守恒的，总量不变，但是我们可以利用的能源是有限的，故一定要节约能源防止能源危机。故CD错误。 故选A。 8．（22-23高二上·天津河北·学业考试模拟）下列关于能源的说法中，正确的是（　　） A．煤炭、石油、天然气是不可再生能源 B．由于能量不会凭空产生，也不会凭空消失，总是守恒的，所以节约能源意义不大 C．随着科技不断进步，我们就不需要节约能源 D．水能是不可再生能源 【答案】A 【详解】A．煤炭、石油、天然气是化石燃料，属于不可再生能源，故A正确； B．虽然能量不会凭空产生，也不会凭空消失，但是能量在转化的过程中可利用的品质会降低，所以人类仍然需要节约能源，故B错误； C．随着科技不断进步，更需要提高能源的利用率，应更多的节约能源，故C错误； D．水具有循环性，属于可再生能源，故D错误。 故选A。 二、实验题 （2023高二上·河北·学业考试）某同学用电流表、电压表和滑动变阻器等实验器材，测量一节干电池的电动势和内阻，实验器材均符合要求。 根据上述信息，回答下列小题。 9．实验时，电压表负接线柱已正确接入电路，如图所示，则正接线柱应连接在（　　） A．电流表左侧接线柱M上 B．滑动变阻器左侧接线柱N上 C．开关右侧接线柱P上 D．电源右侧接线柱Q上 10．本实验所用电压表、电流表的量程分别为（　　） A．0~3V、0~3A B．0~3V、0~0.6A C．0~15V、0~3A D．0~15V、0~0.6A 11．该同学正确完成了实验操作，根据测量数据做出图像，如图所示，由图像得出该干电池的内阻约为（　　） A．2.76Ω B．1.86Ω C．0.86Ω D．0.54Ω 【答案】9．C 10．B 11．D 【解析】9．测量一节干电池的电动势和内阻，由于一节干电池的内阻较小，为了减小实验误差，电流表应采用相对于电源的外接法，且为了保护电压表，电压表正接线柱应连接在开关右侧接线柱P上。 故选C。 10．一节干电池的电压约为1.5V，内阻约为零点几欧，滑动变阻器一般选择的，即电路中最大电流约为零点几安培，所以电压表量程应选择0~3V，电流表应选择0~0.6A的量程。 另外，也可通过第3小题中的图像，可看出通过电流表的最大电流为零点几安培，也可确定电流表应选择0~0.6A的量程。 故选B。 11．根据闭合电路欧姆定律可得 结合图像的斜率，可得该干电池的内阻约为 故选D。 12．（19-20高二上·天津·学业考试真题）用如图甲所示的电路测量一节干电池的电动势和内阻。 (1)为使测量值尽量准确，电压表的量程应选择___________（选填“3”或“15”）； (2)在闭合开关S之前，滑动变阻器的滑片P应滑至最___________端（选填“左”或“右”）； (3)图乙是根据多次测量的实验数据得到的图像，则由图线可以得到干电池的电动势___________，内阻___________。 【答案】(1)3 (2)左 (3) 1.4 0.8 【详解】（1）由于一节干电池的电动势约为1.5V，为使测量值尽量准确，电压表的量程应选择3V； （2）在闭合开关S之前，应使滑动变阻器接入电路阻值最大，则滑动变阻器的滑片P应滑至最左端。 （3）[1][2]根据闭合电路欧姆定律可得 可知图像的纵轴截距等于电动势，则有 图像的斜率绝对值等于内阻，则有 三、解答题 13．（24-25高二下·湖南邵阳·学业考试模拟）如图所示，R为变阻箱，电压表为理想电压表，电源电动势E＝6V，当变阻箱阻值为R＝4Ω时，闭合开关后，电压表读数U＝4V，求： (1)电路中的电流I； (2)电源内阻r； (3)电源的效率η； (4)若在变阻箱R两端并联一个阻值相同的电阻，电压表的读数变大还是变小？ 【答案】(1)1A (2) (3)66.67% (4)变小 【详解】（1）由欧姆定律 其中电压表读数 为变阻箱两端电压， 代入得 （2）根据闭合电路欧姆定律 其中电源电动势为 路端电压为 电路总电流为 内电压 又 解得 （3）电源效率为输出功率与总功率之比，即 代入数据得 （4）原外电阻 并联一个相同电阻后，外电阻变为 外电阻减小。根据闭合电路欧姆定律 总电流增大，内电压增大，路端电压减小，故电压表示数变小。 14．（2024高二上·河南信阳·学业考试）在如图所示的电路中，电源电动势，内阻，电阻。A是理想电流表，闭合开关S。求： (1)电流表的示数和通过电阻R的电流的方向； (2)电阻R在内产生的热量。 【答案】(1)；方向由a到b。 (2) 【详解】（1）根据闭合电路欧姆定律可知，电流表的示数为 在电源外部，电流由正极流向负极，故通过电阻R的电流的方向由a到b。 （2）根据焦耳定律可知，电阻R在内产生的热量 15．（25-26高二上·云南昆明·学业考试模拟）如图所示，直线A表示某电源路端电压U随电流I的变化关系，直线B表示某电阻R两端电压U随电流I的变化关系，已知量如图所示。 (1)求电阻R的阻值； (2)求电源的电动势E和内阻r； (3)如将该电阻R直接接在该电源两端，试求电源的总功率。 【答案】(1) (2)， (3) 【详解】（1）由直线B，根据欧姆定律可得电阻R的阻值为 （2）根据欧姆定律可得 由直线A，可知电动势为 内阻为 （3）如将该电阻R直接接在该电源两端，由图中两直线的交点可知实际电流为，则电源的总功率为 16．（24-25高二上·福建·学业考试真题）如图所示的电路中，电源内阻r=1.0Ω，电阻R=2.0Ω，闭合开关S，电流表的示数I=1.0A。已知电流表为理想电流表，求： (1)电阻R消耗的电功率P； (2)电源电动势E。 【答案】(1)2W (2) 【详解】（1）电阻R消耗的电功率 （2）电源电动势 一、单选题 1．（26-27高二上·江苏徐州·学业考试真题）一台电动机的线圈电阻为R，接在电压为U的电源上，通过电流为I，电动机正常运转时，其发热功率为（　　） A．UI B． C． D． 【答案】B 【详解】电动机正常运转时，输入的电能一部分转化为机械能，一部分转化为内能。线圈的发热功率由焦耳定律确定，线圈电阻为，通过的电流为，故发热功率为 故选B。 2．（26-27高二上·江苏徐州·学业考试真题）如图所示为某家用电热毯的简化电路，S为开关。S闭合时R1被短路，电热毯处于加热状态；S断开时处于保温状态。下列说法正确的是（　　） A．S闭合时，R1中无电流 B．加热状态时电路总电阻较大 C．保温状态时R2中电流较大 D．加热状态时电路消耗的总功率较小 【答案】A 【详解】A．S闭合时，R1被短路，R1中无电流，故A正确； B．S闭合时电热毯处于加热状态，此时电路总电阻为R2；S断开时处于保温状态，此时电路总电阻为R1+R2；则加热状态时电路总电阻较小，故B错误； C．加热状态时，电路电流为 保温状态时，电路电流为 可知保温状态时R2中电流较小，故C错误； D．根据，由于加热状态时，电路电流较大，所以加热状态时电路消耗的总功率较大，故D错误。 故选A。 3．（25-26高二下·浙江·学业考试真题）一台通风扇及其铭牌如图所示，通风扇电机线圈的电阻为。把该通风扇接在的电源上正常工作，则该通风扇（     ） A．通过的电流为 B．线圈发热功率为 C．输出的机械功率为 D．叶片若被异物卡住，线圈发热功率为 【答案】B 【详解】A．通风扇额定功率，额定电压，正常工作的额定电流为，故A错误； B．线圈的发热功率为，故B正确； C．通风扇输出的机械功率等于总功率减去热功率，故C错误； D．叶片若被异物卡住，电动机不转动，电路变为纯电阻电路，此时线圈发热功率为，故D错误。 故选B。 4．（24-25高一下·贵州·学业考试真题）如图所示，我国的许多人造地球卫星都用太阳能电池供电，太阳能电池由许多片电池板组成。某片电池板电动势为，当该片电池板外电压为时，内电压为（     ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】内电压为 故选A。 5．（25-26高二下·北京·学业考试真题）请阅读下述文字，完成各题。 某同学自制了一台可调亮度的小台灯，简化原理如图所示。R为调节亮度的变阻器，L为灯泡。已知电源电动势为3.0V，内阻不计，灯泡上标有“2.5V  2.5W”的字样。 (1)闭合开关，灯泡正常发光时，通过灯泡的电流为（   ） A．4.0A B．3.0A C．2.0A D．1.0A (2)闭合开关，灯泡正常发光时，变阻器接入电路的阻值为（   ） A．0.25Ω B．0.5Ω C．1.0Ω D．2.0Ω (3)闭合开关，灯泡正常发光时变阻器的滑片位置如图所示。当滑片P绕O点逆时针转动时，灯泡（   ） A．逐渐变亮 B．亮度不变 C．逐渐变暗 D．先变暗后变亮 【答案】(1)D (2)B (3)C 【详解】（1）灯泡正常发光时，通过灯泡的电流为 故选D。 （2）根据闭合电路欧姆定律，有 灯泡正常发光时，变阻器接入电路的阻值为 故选B。 （3）当滑片P绕O点逆时针转动时，变阻器接入电路的阻值增大，回路中的电流减小，灯泡逐渐变暗。 故选C。 6．（24-25高二上·天津·学业考试真题）某手机电源适配器（充电器）快速充电时最大输出功率为90W，输出电压为20V，则输出电流为（　　） A．3.0A B．3.5A C．4.5A D．6.0A 【答案】C 【详解】根据电功率公式，其中，，则。 故选C。 7．（24-25高一下·山东·学业考试真题）电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量。在国际单位制中，电动势的单位符号是（　　） A．N B．J C．W D．V 【答案】D 【详解】电动势是电源将单位正电荷从负极移到正极所做的功，即，其中功的单位为焦耳（J），电荷量的单位为库仑（C），因此电动势的单位为焦耳每库仑（J/C）。国际单位制中，该单位被定义为伏特（V）。 故选D。 8．（24-25高一上·山东·学业考试真题）某储水式电热水器的铭牌如图所示，该电热水器在储水模式下正常工作时的电流约为（　　） 型号 30226H-J1（GE） 额定电压 220V~ 额定容量 35L 额定频率 50Hz 额定最高温度 75℃ 储水模式额定功率 5000W 防水等级 IPX4 额定内压 0.8MPa 出厂编号 SerialNumber.GA00M000500GBA9L0035 制造日期 A．100A B．44A C．23A D．10A 【答案】C 【详解】储水模式额定功率为，额定电压为220V，根据 代入数据可得电流约为 故选C。 9．（25-26高二上·新疆·学业考试真题）一台电动机正常工作时，消耗的电功率为1100W，发热功率为10W，则该电动机对外做功的功率为（　　） A．110 W B．1100 W C．1090 W D．10W 【答案】C 【详解】根据能量守恒定律，电动机消耗的电功率（输入功率）等于对外做功的功率（输出功率）与发热功率之和，即 解得，故选C。 10．（22-23高二上·江苏·学业考试真题）如图所示，电源电动势，内阻，电阻。闭合开关S后，电压表的示数为（    ） A．0.9V B．1.8V C．3.6V D．4.5V 【答案】C 【详解】根据闭合电路的欧姆定律可知，电路的电流 电压表的示数为 故选C。 11．（25-26高二上·广东·学业考试真题）如图所示电路中，电源的内阻为。当滑动变阻器的接入阻值为时，闭合开关S，电流表示数为。电流表可视为理想电流表，则（　　） A．电源电动势为 B．电源电动势为 C．路端电压为 D．电源内阻消耗的功率为 【答案】A 【详解】AB．电源电动势，故A正确B错误； C．路端电压为，故C错误； D．电源内阻消耗的功率为，故D错误。 故选A。 12．（25-26高二上·江苏·学业考试真题）如图所示，M是内阻为R的电动机。当电动机正常工作时，通过的电流为I，两端电压为U。则（　　） A．电动机通过的电流I= B．电动机的输入功率为I2R C．电动机的电热功率为UI D．电动机的输出功率是UI-I2R 【答案】D 【详解】A．电动机是非纯阻电路，所以流过电动机的电流，故A错误； BC．电动机是非纯阻电路，电动机的输入功率为P=UI 电动机的热功率为I2R，故BC错误； D．电动机的输出功率是P出=P入-P热=UI-I2R，故D正确。 故选D。 13．（25-26高二上·江苏·学业考试真题）一同学使用如图所示电路测量电源的内阻，已知电源电动势E为9.0V，定值电阻R为5.0Ω。闭合开关S后，电流表的示数为0.60A。则此电源的内阻r为（　　） A．10.0Ω B．15.0Ω C．20.0Ω D．25.0Ω 【答案】A 【详解】根据闭合电路欧姆定律，有 解得电源的内阻r=10.0Ω 故选A。 二、多选题 14．（25-26高二上·广东·学业考试真题）某可调亮度的台灯电路如图所示，其中圆弧abc部分为均匀电阻丝，为调节滑片，用来调节电阻，调节过程中与接触良好。若直流电源电压恒定，在滑片由点沿顺时针方向滑到点的过程中（　　） A．灯泡逐渐变暗 B．灯泡两端的电压逐渐变大 C．流过灯泡的电流逐渐变大 D．单位时间内，流过灯泡的电量变小 【答案】AD 【详解】ABC．当滑片由点沿顺时针方向滑到点的过程中，接入电路的电阻变大，根据欧姆定律 可知，流过灯泡的电流变小，根据， 可知，灯泡电压变小，灯泡功率变小，逐渐变暗，故A正确，BC错误； D．根据可知，单位时间内，流过灯泡的电量变小，故D正确； 故选AD。 三、实验题 15．（24-25高二下·海南·学业考试真题）某同学按图甲所示的电路测定电池组的电动势和内阻。图乙已将实验器材进行了部分连接。 (1)为完成实验，请根据图甲，将图乙中的实物电路补充完整。 (2)开关闭合前，滑动变阻器的滑片应置于________端。 【答案】(1) (2)左 【详解】（1）请根据图甲，将图乙中的实物电路补充完整如图 （2）为保证实验安全，在开始时电路中电流应为最小值，故滑动变阻器应接入最大阻值，由图可知，故滑动变阻器的滑片应置于左端。 16．（25-26高二上·新疆·学业考试真题）在“测量电源的电动势和内阻”的实验中，当路端电压为2.8V时，通过电源的电流为1.0A，当路端电压为2.9V时，通过电源的电流为0.5A，则电源电动势为______V，内阻为______Ω。 【答案】 3.0 0.2 【详解】[1][2]当路端电压为2.8V时，通过电源的电流为1.0A，根据闭合电路欧姆定律有 当路端电压为2.9V时，通过电源的电流为0.5A，根据闭合电路欧姆定律有 解得E=3.0V，r=0.2Ω 四、解答题 17．（2026高二下·湖南·学业考试）一根粗细均匀的金属导线，两端加上恒定电压时，通过金属导线的电流为2 A。求： (1)金属导线电阻为多少？ (2)金属导线在内产生的热量为多少？ 【答案】(1) (2) 【详解】（1）已知金属导线两端电压，通过金属导线的电流为2 A，可知金属导线电阻为 （2）金属导线在内产生的热量 18．（23-24高二下·福建·学业考试真题）如图所示的电路中，电源电动势E=2V，电阻R=18Ω。闭合开关S后，电流表的示数I=0.1A。不计电流表的内阻，求 (1)电源的内阻r； (2)电阻R消耗的电功率P。 【答案】(1)2Ω (2)0.18W 【详解】（1）根据闭合电路的欧姆定律E=I(R+r) 可得电源的内阻 （2）电阻R消耗的电功率P=I2R=0.18W 五、综合题 （25-26高二下·北京·学业考试真题）请阅读下述文字，完成下面小题。 用导线将电源、电阻、电流表、开关连接成如图所示的电路。已知电阻，电源内阻。闭合开关后，电流表的示数。 19．闭合开关后，电阻两端的电压为（     ） A． B． C． D． 20．闭合开关后，电阻的电功率为（     ） A． B． C． D． 21．电源的电动势为（     ） A． B． C． D． 【答案】19．C 20．B 21．C 【详解】19．根据欧姆定律 可得 故选C。 20．根据功率公式 可得 故选B。 21．根据闭合电路欧姆定律 可得 故选C。 （24-25高二下·上海·学业考试真题）电动机是各种电力装置的核心部件，大多数电动机的线圈都是由铜线绕制而成。 22．测得某直流电动机的一实心铜导线长度为10.0m，其铜芯的直径为0.304mm。 （1）直接测量铜芯直径所用的器材应为________。 A．卷尺    B．米尺    C．三角尺    D．螺旋测微器 （2）已知铜的电阻率为，则该导线的电阻值为________。（答案保留2位有效数字） 23．一台电动机的额定电压，线圈的电阻。正常工作时它每分钟产生的热量。求该电动机正常工作时， （1）通过电动机线圈的电流I；（计算） （2）电动机的输出功率P。（计算） 【答案】22． D 2.3 23．（1）；（2） 【解析】22．（1）[1]铜芯的直径为0.304mm，可知直接测量铜芯直径所用的器材应为螺旋测微器。 故选D。 （2）[2]根据电阻定律可得该导线的电阻值为 23．（1）正常工作时它每分钟产生的热量，根据 可得通过电动机线圈的电流为 （2）电动机的输出功率为 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $