第十二章过关检测 (时间：60分钟满分：100分) 一、选择题（共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第 1~7小题只有一个选项符合题目要求，第8~10小题有多个选项符合题目要求，全 部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分) 1.关于能量和能源，下列说法正确的是() A化石能源是清洁能源，水能是可再生能源 B.人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造 C.在能源的利用过程中，由于能量在数量上并未减少，所以不需要节约能源 D.能量耗散现象说明：在能量转化的过程中，虽然能量的总量并不减少，但能量品质降低了 答案p 解桐化石能源燃烧时放出SO2、CO2等气体，形成酸雨和温室效应，破坏生态环境，不是清洁 能源，选项A错误；能量是守恒的，既不能创造也不可能消失，但能量品质会下降，故要节约能 源选项B、C错误D正确。 2LED灯可将电能高效转化为光能，在日常生活中得到普遍应用。某LED灯的额定功率为 10W,它以额定功率工作1min消耗的电能为() A.10J B.60J C.600J D.6000J 客案c 解析LED灯的额定功率为10W,它以额定功率工作1mi=60s内消耗的电能为 W=P1=10×60J=600J,故选C。 3.一台电动机工作时输出的机械功率为40kW,保持该机械功率，竖直提升质量为2.0×10kg 的货物，阻力不计，则货物能达到的最大速度为() A.0.2m/s B.0.5m/s C.2 m/s D.5 m/s 答案A 解析货物达到最大速度时，拉力等于重力，即F=mg设货物能达到的最大速度为v。由P -=Fv=mgy得v=卫=4x104 mg=2x10*×10 m/s=0.2m/s,故选A。 4.下图为智能扫地机器人，它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫。己知其电池容量 2000mAh,额定工作电压15V,额定功率30W。则下列说法正确的是() A.mAh”是能量的单位 B.扫地机器人正常工作时的电流是2A C.扫地机器人的电阻是75Ω
第十二章过关检测 (时间:60 分钟 满分:100 分) 一、选择题(共 10 小题,每小题 4 分,共 40 分。在每小题给出的四个选项中,第 1~7 小题只有一个选项符合题目要求,第 8~10 小题有多个选项符合题目要求,全 部选对的得 4 分,选对但不全的得 2 分,有选错或不答的得 0 分) 1.关于能量和能源,下列说法正确的是( ) A.化石能源是清洁能源,水能是可再生能源 B.人类在不断地开发和利用新能源,所以能量可以被创造 C.在能源的利用过程中,由于能量在数量上并未减少,所以不需要节约能源 D.能量耗散现象说明:在能量转化的过程中,虽然能量的总量并不减少,但能量品质降低了 答案 D 解析化石能源燃烧时放出 SO2、CO2 等气体,形成酸雨和温室效应,破坏生态环境,不是清洁 能源,选项 A 错误;能量是守恒的,既不能创造也不可能消失,但能量品质会下降,故要节约能 源,选项 B、C 错误,D 正确。 2.LED 灯可将电能高效转化为光能,在日常生活中得到普遍应用。某 LED 灯的额定功率为 10 W,它以额定功率工作 1 min 消耗的电能为( ) A.10 J B.60 J C.600 J D.6 000 J 答案 C 解析 LED 灯的额定功率为 10 W,它以额定功率工作 1 min=60 s 内消耗的电能为 W=Pt=10×60 J=600 J,故选 C。 3.一台电动机工作时输出的机械功率为 40 kW,保持该机械功率,竖直提升质量为 2.0×104 kg 的货物,阻力不计,则货物能达到的最大速度为( ) A.0.2 m/s B.0.5 m/s C.2 m/s D.5 m/s 答案 A 解析货物达到最大速度时,拉力等于重力,即 F=mg;设货物能达到的最大速度为 v。由 P 额 =Fv=mgv 得 v= 𝑃 𝑚𝑔 = 4×10 4 2×10 4×10 m/s=0.2 m/s;故选 A。 4.下图为智能扫地机器人,它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫。已知其电池容量 2 000 mA·h,额定工作电压 15 V,额定功率 30 W。则下列说法正确的是( ) A.“mA·h”是能量的单位 B.扫地机器人正常工作时的电流是 2 A C.扫地机器人的电阻是 75 Ω
D.扫地机器人充满一次电，正常工作时间约为0h 答案B 解初题中mAh”是电荷量的单位，选项A错误，扫地机器人正常工作时的电流为I号=稆 A=2A,选项B正确：扫地机器人是非纯电阻电路，因不知道电路的热功率，因此电路的电阻无 法求得，选项C错误；扫地机器人充满电后一次工作时间19=200mA山=1h选项D错误。 2A 5.如图所示，直线b为电源的U-I图像，直线α为电阻R的U-I图像，用该电源和该电阻组成闭 合电路时.电源的输出功率和电源的效率分别是() ↑UW A.电源的输出功率为6W B.电源的输出功率为2W C.电源的效率为33.3% D.电源的效率为66.7% 答案D 懈析由图像可知电源的电动势E=3V,短路电流为6A,由两图像的交点可知该电源和该电阻 组成闭合电路时路端电压为U=2V,电流为I=2A,电源的输出功率即为电阻R上消耗的功 丰，根据P=☑得Ps=22W4W,选项A、B错误。电源的效率为刀光-667%，选项C错 误，D正确。 6.下图是某款理发用的电吹风的简化电路图，它主要由电动机M和电热丝R构成。当闭合开 关S1、S2后，电动机驱动风叶旋转，将空气从进风口吸入，经电热丝加热，形成热风后从出风口 吹出。已知电吹风的额定电压为220V,吹冷风时的功率为120W,吹热风时的功率为1000 W。关于该电吹风，下列说法正确的是( 220V A.电热丝的电阻为55Q B.电动机的电阻为21四Q 3 C.当电吹风吹热风时.电热丝每秒消耗的电能为1000J D.当电吹风吹热风时，电动机每秒消耗的电能为1120J 答案A 解韧吹热风时电热丝消耗的功率为P=100W-120W=880W,又由P-爱可得电热丝的电阻 为R、 2202 Q=55Ω，选项A正确：由于不知道电动机线圈的发热功率，所以电动机线圈 880
D.扫地机器人充满一次电,正常工作时间约为200 3 h 答案 B 解析题中“mA·h”是电荷量的单位,选项 A 错误;扫地机器人正常工作时的电流为 I=𝑃 𝑈 = 30 15 A=2 A,选项 B 正确;扫地机器人是非纯电阻电路,因不知道电路的热功率,因此电路的电阻无 法求得,选项 C 错误;扫地机器人充满电后一次工作时间 t= 𝑞 𝐼 = 2 000mA·h 2A =1 h,选项 D 错误。 5.如图所示,直线 b 为电源的 U-I 图像,直线 a 为电阻 R 的 U-I 图像,用该电源和该电阻组成闭 合电路时,电源的输出功率和电源的效率分别是( ) A.电源的输出功率为 6 W B.电源的输出功率为 2 W C.电源的效率为 33.3% D.电源的效率为 66.7% 答案 D 解析由图像可知电源的电动势 E=3 V,短路电流为 6 A,由两图像的交点可知该电源和该电阻 组成闭合电路时路端电压为 U=2 V,电流为 I=2 A,电源的输出功率即为电阻 R 上消耗的功 率,根据 P=UI 得 P 出=2×2 W=4 W,选项 A、B 错误。电源的效率为 η= 𝐼𝑈 𝐼𝐸=66.7%,选项 C 错 误,D 正确。 6.下图是某款理发用的电吹风的简化电路图,它主要由电动机 M 和电热丝 R 构成。当闭合开 关 S1、S2 后,电动机驱动风叶旋转,将空气从进风口吸入,经电热丝加热,形成热风后从出风口 吹出。已知电吹风的额定电压为 220 V,吹冷风时的功率为 120 W,吹热风时的功率为 1 000 W。关于该电吹风,下列说法正确的是( ) A.电热丝的电阻为 55 Ω B.电动机的电阻为1 210 3 Ω C.当电吹风吹热风时,电热丝每秒消耗的电能为 1 000 J D.当电吹风吹热风时,电动机每秒消耗的电能为 1 120 J 答案 A 解析吹热风时电热丝消耗的功率为 P=1 000 W-120 W=880 W,又由 P=𝑈 2 𝑅 可得电热丝的电阻 为 R=𝑈 2 𝑃 = 220 2 880 Ω=55 Ω,选项 A 正确;由于不知道电动机线圈的发热功率,所以电动机线圈
的电阻无法计算，选项B错误；当电吹风吹热风时，电热丝每秒消耗的电能为880J,选项C错 误；当电吹风吹热风时，电动机每秒消耗的电能为120J,选项D错误。 7.在如图所示的电路中，电源电动势为E、内阻为r,V为电压表，A为电流表，为定值电阻，R 为滑动变阻器。开关闭合后，电路正常工作，当滑动变阻器的滑片向左移动时，下列判断正确 的是() A A.电压表的示数不变 B.电流表的示数将增大 C.电阻Ro上消耗的电功率将增大 D.灯泡L将变亮 含案D 解桐把滑动变阻器的滑片向左移动时，变阻器接入电路的电阻减小，根据闭合电路欧姆定律 分析电路中总电流增大，电源的内电压增大，路端电压减小，则知电压表和电流表的示数都 将减小，电阻0上消耗的电功率将减小，而且根据总电流增大，通过电流表的电流减小，可知通 过灯L的电流增大，灯泡变亮。综上分析，选项D正确，A、B、C错误。 8.如图所示，电源的电动势E=15V,内阻r=12,定值电阻R=82,M是电动机，其线圈电阻 R'=1Q。电动机正常工作时理想电压表示数为6V则() ⊙ R A.通过电源的电流为1.5A B.定值电阻R两端的电压为8V C.电动机的输出功率为5W D.电源的效率约为93.3% 答案BCD 解析设理想电压表示数为U,电路中电流为I,由闭合电路欧姆定律得E=U+(R+),可得 IE-L=5A=1A,则通过电源和电动机的电流为1A,选项A错误；根据欧姆定律可知定值 R+r-8+1 电阻R两端的电压为UR=R=8×1V=8V,选项B正确；电动机消耗的电功率为P电=UI=6×1 W=6W,电动机的发热功率为P盘=PR'=12×1W=1W,故电动机的输出功率为Pk=P电-P=6 W1W=5W,选项C正确；电源的效率为=15×xL=93.3%,选项D正确。 EI 15×1 9.如图所示，己知电源的内阻=22，定值电阻R1=0.5Q,可变电阻R2的最大电阻为1.5Q。 当调节可变电阻R2的阻值从最大到零的过程中，下列说法正确的是()
的电阻无法计算,选项 B 错误;当电吹风吹热风时,电热丝每秒消耗的电能为 880 J,选项 C 错 误;当电吹风吹热风时,电动机每秒消耗的电能为 120 J,选项 D 错误。 7.在如图所示的电路中,电源电动势为 E、内阻为 r,V 为电压表,A 为电流表,R0 为定值电阻,R 为滑动变阻器。开关闭合后,电路正常工作,当滑动变阻器的滑片向左移动时,下列判断正确 的是( ) A.电压表的示数不变 B.电流表的示数将增大 C.电阻 R0 上消耗的电功率将增大 D.灯泡 L 将变亮 答案 D 解析把滑动变阻器的滑片向左移动时,变阻器接入电路的电阻减小,根据闭合电路欧姆定律 分析电路中总电流 I 增大,电源的内电压增大,路端电压减小,则知电压表和电流表的示数都 将减小,电阻 R0 上消耗的电功率将减小,而且根据总电流增大,通过电流表的电流减小,可知通 过灯 L 的电流增大,灯泡变亮。综上分析,选项 D 正确,A、B、C 错误。 8.如图所示,电源的电动势 E=15 V,内阻 r=1 Ω,定值电阻 R=8 Ω,M 是电动机,其线圈电阻 R'=1 Ω。电动机正常工作时,理想电压表示数为 6 V,则( ) A.通过电源的电流为 1.5 A B.定值电阻 R 两端的电压为 8 V C.电动机的输出功率为 5 W D.电源的效率约为 93.3% 答案 BCD 解析设理想电压表示数为 U,电路中电流为 I,由闭合电路欧姆定律得 E=U+I(R+r),可得 I=𝐸-𝑈 𝑅+𝑟 = 15-6 8+1 A=1 A,则通过电源和电动机的电流为 1 A,选项 A 错误;根据欧姆定律可知定值 电阻 R 两端的电压为 UR=IR=8×1 V=8 V,选项 B 正确;电动机消耗的电功率为 P 电=UI=6×1 W=6 W,电动机的发热功率为 P 热=I2R'=1 2×1 W=1 W,故电动机的输出功率为 P 机=P 电-P 热=6 W-1 W=5 W,选项 C 正确;电源的效率为 η= 𝐸𝐼-𝐼 2 𝑟 𝐸𝐼 = 15×1-1 2×1 15×1 =93.3%,选项 D 正确。 9.如图所示,已知电源的内阻 r=2 Ω,定值电阻 R1=0.5 Ω,可变电阻 R2 的最大电阻为 1.5 Ω。 当调节可变电阻 R2 的阻值从最大到零的过程中,下列说法正确的是( )
A.电源总功率一直变大 B.电源效率一直变小 C.电源输出功率先变大再变小 D.可变电阻R?消耗功率先变大再变小 客案AB 解析当可变电阻R,的阻值从最大到零的过程中总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知总 电流增大，根据P=E!可知电源总功率一直变大，根据闭合电路欧姆定律可知路端电压U=E- UI 减小，所以电源效率刀司×I00%一直变小，选项A、B正角；由于R1+R2m,根据电源的内阻 和外电阻相等时，电源的输出功率最大可知可变电阻R2的阻值从最大到零的过程中电源输 出功率一直减小，选项C错误；当把R1和电源看作一个整体时，即把电源的内阻看作+R1,由 于r+R1>R2max,根据电源的内阻和外电阻相等时，电源的输出功率最大可知可变电阻R2的阻 值从最大到零的过程中可变电阻R2消耗功率一直减小，选项D错误。 10.在如图所示的电路中，电源电动势E=4V,内阻=1Ω，定值电阻Ro=12,R为滑动变阻器， 电容器的电容C-40F。闭合开关S,下列说法正确的是() A.将R的阻值调至2Q时，电容器的电荷量为8×105C B.将R的阻值调至2Q时，滑动变阻器的功率为最大值 C.将R的阻值调至2Ω时，电源的输出功率为最大值 D.在R的滑片P由左向右移动的过程中，电容器的电荷量增加 答案AB 解桐將R的阻值调至2Q,R两端的电压为y×2Q=2V,根据公式Q=CU,代入数据解得电 容器的电荷量为8×105C,选项A正确：根据公式P=PR,可知滑动变阻器的功率 P-()R可知当R-20时，P最大，选项B正确：电源的输出功率P-PR -()》(+1),当R-0时，电源输出功率最大，选项C错误，在R的滑片P由左向右移功 的过程中，其接入电路的电阻减小，滑动变阻器两端的电压减小，电容器两极板间电压减小，电 容器的电荷量减小，选项D错误。 二、实验题（共2小题，共14分） 11.(6分)实验室有一节干电池，某同学想测量其电动势和内阻。除了一节干电池、开关S、 导线外还有下列器材供选用： A.表头G(0-200μA,内阻RA为10Q) B.定值电阻R1(9990Ω，额定电流2A) C.定值电阻R2(9902,额定电流2A) D.电阻箱R(0-999.92,额定电流3A) (1)为了测量电动势，该同学应该选哪个定值电阻 (填器材的字母代号)。 (2)在虚线框甲中画出实验电路图
A.电源总功率一直变大 B.电源效率一直变小 C.电源输出功率先变大再变小 D.可变电阻 R2 消耗功率先变大再变小 答案 AB 解析当可变电阻 R2 的阻值从最大到零的过程中总电阻减小,根据闭合电路欧姆定律可知总 电流增大,根据 P=EI 可知电源总功率一直变大,根据闭合电路欧姆定律可知路端电压 U=E-Ir 减小,所以电源效率 η= 𝑈𝐼 𝐸𝐼×100%一直变小,选项 A、B 正确;由于 r=R1+R2max,根据电源的内阻 和外电阻相等时,电源的输出功率最大可知可变电阻 R2 的阻值从最大到零的过程中电源输 出功率一直减小,选项 C 错误;当把 R1 和电源看作一个整体时,即把电源的内阻看作 r+R1,由 于 r+R1>R2max,根据电源的内阻和外电阻相等时,电源的输出功率最大可知可变电阻 R2 的阻 值从最大到零的过程中可变电阻 R2 消耗功率一直减小,选项 D 错误。 10.在如图所示的电路中,电源电动势 E=4 V,内阻 r=1 Ω,定值电阻 R0=1 Ω,R 为滑动变阻器, 电容器的电容 C=40 μF。闭合开关 S,下列说法正确的是( ) A.将 R 的阻值调至 2 Ω 时,电容器的电荷量为 8×10-5 C B.将 R 的阻值调至 2 Ω 时,滑动变阻器的功率为最大值 C.将 R 的阻值调至 2 Ω 时,电源的输出功率为最大值 D.在 R 的滑片 P 由左向右移动的过程中,电容器的电荷量增加 答案 AB 解析将 R 的阻值调至 2 Ω,R 两端的电压为4V 𝑅总 ×2 Ω=2 V,根据公式 Q=CU,代入数据解得电 容器的电荷量为 8×10-5 C,选项 A 正确;根据公式 P=I2R,可知滑动变阻器的功率 P=( 4V 𝑅+2Ω) 2 ·R,可知当 R=2 Ω 时,P 最大,选项 B 正确;电源的输出功率 P=I2R 外 =( 4V 𝑅+2Ω) 2 ·(R+1 Ω),当 R=0 时,电源输出功率最大,选项 C 错误;在 R 的滑片 P 由左向右移动 的过程中,其接入电路的电阻减小,滑动变阻器两端的电压减小,电容器两极板间电压减小,电 容器的电荷量减小,选项 D 错误。 二、实验题(共 2 小题,共 14 分) 11.(6 分)实验室有一节干电池,某同学想测量其电动势和内阻。除了一节干电池、开关 S、 导线外还有下列器材供选用: A.表头 G(0~200 μA,内阻 RA 为 10 Ω) B.定值电阻 R1(9 990 Ω,额定电流 2 A) C.定值电阻 R2(990 Ω,额定电流 2 A) D.电阻箱 R(0~999.9 Ω,额定电流 3 A) (1)为了测量电动势,该同学应该选哪个定值电阻 (填器材的字母代号)。 (2)在虚线框甲中画出实验电路图
(3)按照正确的接法接好电路，实验后得到如图乙所示的图像，该同学处理数据的时候考虑到 改装好后电表的实际内阻，已知图像的斜率为k截距为b。则该同学测得的电动势 为 内阻为 。(用题中所给的字母表示) 客案1)B (2)见解析 (3)®4+R2 k(RA+R1) b(RA+R1)2-k bRA+bR1-k 解标1)一节千电池电动势约为1.5V,可以把表头改装成2V的电压表，需要串联电阻阻值：R ,卫-RA200x10 2 Q-10Ω=99902，定值电阻应选择B。 (2)应用电压表与电阻箱测电源电动势与内阻，电压表测路端电压，实验电路图如图所示。 (3)电压表内阻Rv=RA+R1, 由图示电路图可知，电源电动势E=U1s一R,+儿+骨）整理得=登京+亡由图示 月-因像可知，图像的斜率k=藏距b士=+8电源电功势为 E E E E=®A+R2 k(RA+R1) RA+R内阻为rORA+R 12.(8分)某同学利用下列器材测量某种蓄电池的电动势和内阻。该蓄电池的电动势约为3 V。 A量程是0.6A,内阻约为0.52的电流表： B.量程是3V,内阻是6kQ的电压表： C.量程是15V,内阻是30kQ的电压表： D.阻值为0-1k2,额定电流为0.5A的滑动变阻器， E.阻值为0-10Ω，额定电流为2A的滑动变阻器； F.定值电阻4Ω，额定功率4W: G.开关一个，导线若干。 (1)为了减小实验误差，电压表应选择 (填器材代号)，甲图中的导线应连接到 (选填“①或“②处，改变滑动变阻器阻值的时候，为了使电压表和电流表的读数变化比较明 显，滑动变阻器应选择（填器材代号）。 (2)用(1)问中的实验电路进行测量，读出电压表和电流表的读数，画出对应的U-I图线如乙图 所示，由图线可得该蓄电池的电动势E= V,内阻=Q。(结果保留2位有 效数字)
(3)按照正确的接法接好电路,实验后得到如图乙所示的图像,该同学处理数据的时候考虑到 改装好后电表的实际内阻,已知图像的斜率为 k,截距为 b。则该同学测得的电动势 为 ,内阻为 。(用题中所给的字母表示) 答案(1)B (2)见解析 (3) (𝑅A+𝑅1) 2 𝑏(𝑅A+𝑅1) 2 -𝑘 𝑘(𝑅A+𝑅1) 𝑏𝑅A+𝑏𝑅1-𝑘 解析(1)一节干电池电动势约为 1.5 V,可以把表头改装成 2 V 的电压表,需要串联电阻阻值:R 串= 𝑈 𝐼g -RA= 2 200×10 -6 Ω-10 Ω=9 990 Ω,定值电阻应选择 B。 (2)应用电压表与电阻箱测电源电动势与内阻,电压表测路端电压,实验电路图如图所示。 (3)电压表内阻 RV=RA+R1, 由图示电路图可知,电源电动势 E=U+I 总 r=IRV+(𝐼 + 𝐼𝑅V 𝑅 )r,整理得1 𝐼 = 𝑟𝑅V 𝐸 · 1 𝑅 + 𝑅V+𝑟 𝐸 ,由图示 1 𝐼 − 1 𝑅 图像可知,图像的斜率 k=𝑟𝑅V 𝐸 = 𝑟(𝑅A+𝑅1) 𝐸 ,截距:b=𝑅V+𝑟 𝐸 = 𝑅A+𝑅1+𝑟 𝐸 ,电源电动势为 E= (𝑅A+𝑅1) 2 𝑏(𝑅A+𝑅1) 2 -𝑘 ,内阻为 r= 𝑘(𝑅A+𝑅1) 𝑏𝑅A+𝑏𝑅1-𝑘。 12.(8 分)某同学利用下列器材测量某种蓄电池的电动势和内阻。该蓄电池的电动势约为 3 V。 A.量程是 0.6 A,内阻约为 0.5 Ω 的电流表; B.量程是 3 V,内阻是 6 kΩ 的电压表; C.量程是 15 V,内阻是 30 kΩ 的电压表; D.阻值为 0~1 kΩ,额定电流为 0.5 A 的滑动变阻器; E.阻值为 0~10 Ω,额定电流为 2 A 的滑动变阻器; F.定值电阻 4 Ω,额定功率 4 W; G.开关 S 一个,导线若干。 (1)为了减小实验误差,电压表应选择 (填器材代号),甲图中的导线应连接到 (选填“①”或“②”)处,改变滑动变阻器阻值的时候,为了使电压表和电流表的读数变化比较明 显,滑动变阻器应选择 (填器材代号)。 (2)用(1)问中的实验电路进行测量,读出电压表和电流表的读数,画出对应的 U-I 图线如乙图 所示,由图线可得该蓄电池的电动势 E= V,内阻 r= Ω。(结果保留 2 位有 效数字)
上② D ① 甲 UN 02004006001mA 乙 窨案1)B①E(2)3.213 解析1)蓄电池的电动势约为3V,电压表C的量程太大，选电压表B。导线接①处，与电池串 联的定值电阻阻值已知，有利于准确测出电池的内阻。电流表量程为0.6A由R得回路中 的总电阻不能小于5Q,滑动变阻器D总阻值太大，操作不方便，滑动变阻器选E。(2)由图线 在纵轴上的截距可得蓄电池的电动势E=3.2V,图线斜率的绝对值附=5.3Ω，减去与电池串联 的定值电阻的阻值4Ω，可得电池的内阻=1.3Ω。 三、计算题（共4小题，共46分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演 算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值 和单位) 13.(10分)如图所示，电源电动势E=20V,内阻r=10Q,定值电阻R=902,Ro为可变电阻，在 Ro的阻值由零增大到400？的过程中，求 (1)可变电阻R上消耗的电功率最大的条件和最大功率； (2)定值电阻R和电源内阻r上消耗的功率之和的最小值： (3)定值电阻R上消耗的电功率最大的条件及最大功率。 答案(1)Ro=100Q1W (2)0.16W (3)R0=03.6W 图团)当-r4R-100时，风上消托的电功率荒大最大功车一1W。 (2当-400时R和r上消耗功率之和最小Pam()R+)-016W. (3)当R-0时，R上消耗的电功率最大最大功率Px-(品)R=3.6w
甲 乙 答案(1)B ① E (2)3.2 1.3 解析(1)蓄电池的电动势约为 3 V,电压表 C 的量程太大,选电压表 B。导线接①处,与电池串 联的定值电阻阻值已知,有利于准确测出电池的内阻。电流表量程为 0.6 A,由 R=𝐸 𝐼得回路中 的总电阻不能小于 5 Ω,滑动变阻器 D 总阻值太大,操作不方便,滑动变阻器选 E。(2)由图线 在纵轴上的截距可得蓄电池的电动势 E=3.2 V,图线斜率的绝对值|k|=5.3 Ω,减去与电池串联 的定值电阻的阻值 4 Ω,可得电池的内阻 r=1.3 Ω。 三、计算题(共 4 小题,共 46 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演 算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值 和单位) 13.(10 分)如图所示,电源电动势 E=20 V,内阻 r=10 Ω,定值电阻 R=90 Ω,R0 为可变电阻,在 R0 的阻值由零增大到 400 Ω 的过程中,求: (1)可变电阻 R0 上消耗的电功率最大的条件和最大功率; (2)定值电阻 R 和电源内阻 r 上消耗的功率之和的最小值; (3)定值电阻 R 上消耗的电功率最大的条件及最大功率。 答案(1)R0=100 Ω 1 W (2)0.16 W (3)R0=0 3.6 W 解析(1)当 R0=r+R=100 Ω 时,R0 上消耗的电功率最大,最大功率 Pmax= 𝐸 2 4(𝑟+𝑅) =1 W。 (2)当 R0'=400 Ω 时,R 和 r 上消耗功率之和最小,Pmin=( 𝐸 𝑅0'+𝑅+𝑟 ) 2 (R+r)=0.16 W。 (3)当 R0=0 时,R 上消耗的电功率最大,最大功率 Pmax'=( 𝐸 𝑅+𝑟 ) 2 R=3.6 W
14.(10分)如图所示，电源的电动势E=12V,内阻=0.5Q,将一盏额定电压为8V、额定功率 为16W的灯泡与一个线圈电阻R为0.5Q的直流电动机并联后接在电源上，灯泡刚好正常 发光，则这台电动机的输出功率是多少？机械效率是多少？ & 答案30W62.5% 解析根据题中的灯泡正常发光可知，电路的路端电压为8V,结合闭合电路欧姆定律可得，内 电压为4V,所以千路电流为I+A=8A,灯泡所在的支路电流为1晋A=2A,求得电动 机所在的支路电流为6A,因此电动机的输入功率为P、=U=48W,电动机的热功率为P 出=62.5%。 =PR=18W,求得电动机的输出功率为P击=PxP-=30W,电动机的效率为川P 15.(13分)如图所示的电路中，已知R1=4Q,电流表的读数I=0.75A,电压表读数U-2.0V,经 一段时间后一电阻断路，使电流表的读数变为=0.80A,而电压表的读数变为U=3.2V。 A (1)发生断路的电阻是哪一个？ (2)电源电动势和内阻各是多少？ 答案1)R(2)4V1Q 解析I)因某电阻断路，电流表、电压表示数均增大，若R1、R断路，电流表或电压表无读数， 可断定发生断路的电阻是R2。 (2)由R2断路后：电压表的示数等于路端电压，则 R9=器040 根据闭合电路欧姆定律得U”=E-Ir即有 3.2=E-0.8 ① R2未断路时：路端电压U”=R3/=4×0.75V=3V 通过R的电流-号A-0.25A R1 总电流：16=I1+1=0.25A+0.75A=1.0A 则有U”=E-1o 即3=E-r ② 联立①②解得E=4V,r=12。 16.(13分)如图所示，电源内阻=1Q,电阻R1=2Q,小灯泡L上标有3V1.5W”,滑动变阻 器的最大阻值为Ro(大小未知)。当滑片P移到最上端a时，电流表的读数为1A,小灯泡L恰 好正常发光。求：
14.(10 分)如图所示,电源的电动势 E=12 V,内阻 r=0.5 Ω,将一盏额定电压为 8 V、额定功率 为 16 W 的灯泡与一个线圈电阻 R 为 0.5 Ω 的直流电动机并联后接在电源上,灯泡刚好正常 发光,则这台电动机的输出功率是多少?机械效率是多少? 答案 30 W 62.5% 解析根据题中的灯泡正常发光可知,电路的路端电压为 8 V,结合闭合电路欧姆定律可得,内 电压为 4 V,所以干路电流为 I 干= 4 0.5 A=8 A,灯泡所在的支路电流为 I1= 16 8 A=2 A,求得电动 机所在的支路电流为 6 A,因此电动机的输入功率为 P 入=UI=48 W,电动机的热功率为 P 热 =I2R=18 W,求得电动机的输出功率为 P 出=P 入-P 热=30 W,电动机的效率为 η= 𝑃出 𝑃入 =62.5%。 15.(13 分)如图所示的电路中,已知 R1=4 Ω,电流表的读数 I=0.75 A,电压表读数 U=2.0 V,经 一段时间后一电阻断路,使电流表的读数变为 I'=0.80 A,而电压表的读数变为 U'=3.2 V。 (1)发生断路的电阻是哪一个? (2)电源电动势和内阻各是多少? 答案(1)R2 (2)4 V 1 Ω 解析(1)因某电阻断路,电流表、电压表示数均增大,若 R1、R3 断路,电流表或电压表无读数, 可断定发生断路的电阻是 R2。 (2)由 R2 断路后:电压表的示数等于路端电压,则 R3= 𝑈' 𝐼' = 3.2 0.8 Ω=4 Ω 根据闭合电路欧姆定律得 U'=E-I'r 即有 3.2=E-0.8r ① R2 未断路时:路端电压 U″=R3I=4×0.75 V=3 V 通过 R1 的电流 I1= 𝑈″-𝑈 𝑅1 = 3-2 4 A=0.25 A 总电流:I0=I1+I=0.25 A+0.75 A=1.0 A 则有 U″=E-I0r 即 3=E-r ② 联立①②解得 E=4 V,r=1 Ω。 16.(13 分)如图所示,电源内阻 r=1 Ω,电阻 R1=2 Ω,小灯泡 L 上标有“3 V 1.5 W”,滑动变阻 器的最大阻值为 R0(大小未知)。当滑片 P 移到最上端 a 时,电流表的读数为 1 A,小灯泡 L 恰 好正常发光。求:
(1)滑动变阻器的最大阻值Ro; (2)当P移到a时电源的总功率； (3)当P移到最下端b时电源的输出功率。 答案1)6Q(2)6w(3)8w 解团)当滑片P滑动到最上病a时，流过小为泡L的电流L是=号A05A 流过滑动变阻器的电流0=lA-L=1A-0.5A=0.5A 故共=品 30=60。 (2)根据闭合电路欧姆定律 E=U+IA(R1+r)=3V+1×(2+I)V=6V &兴-盖 2=6Q 当清片P滑到a瑞时，R,器=篇0=30 总电阻R总=R#+R1+r=30+22+1Q=6Q =A1A 总电流IRg 电源的总功率P=lE=1×6W=6W。 (3)当滑片P滑动到最下端6时，滑动变阻器和小灯泡均被短路，电路中总电流为IR,= 2希A2A 输出功率为P出=EL-Pr=12W-22×1W=8W
(1)滑动变阻器的最大阻值 R0; (2)当 P 移到 a 时电源的总功率; (3)当 P 移到最下端 b 时电源的输出功率。 答案(1)6 Ω (2)6 W (3)8 W 解析(1)当滑片 P 滑动到最上端 a 时,流过小灯泡 L 的电流 IL= 𝑃L 𝑈L = 1.5 3 A=0.5 A 流过滑动变阻器的电流 I0=IA-IL=1 A-0.5 A=0.5 A 故 R0= 𝑈L 𝐼0 = 3 0.5 Ω=6 Ω。 (2)根据闭合电路欧姆定律 E=UL+IA(R1+r)=3 V+1×(2+1) V=6 V RL= 𝑈L 2 𝑃L = 3 2 1.5 Ω=6 Ω 当滑片 P 滑到 a 端时,R 并= 𝑅0𝑅L 𝑅0+𝑅L = 6×6 6+6 Ω=3 Ω 总电阻 R 总=R 并+R1+r=3 Ω+2 Ω+1 Ω=6 Ω 总电流 I 总= 𝐸 𝑅总 = 6 6 A=1 A 电源的总功率 P=I 总 E=1×6 W=6 W。 (3)当滑片 P 滑动到最下端 b 时,滑动变阻器和小灯泡均被短路,电路中总电流为 I= 𝐸 𝑅1+𝑟 = 6 2+1 A=2 A, 输出功率为 P 出=EI-I 2 r=12 W-2 2×1 W=8 W