24必修第三册 第十二章 电能 能量守恒定律 第2-4节同步练习

PAGE1PAGE直击闭合电路功率分析同步练习（答题时间：40分钟）1.如图所示电路，已知电源电动势为E，内阻为r，R0为固定电阻，当滑动变阻器R的触头向下移动时，下列论述不正确的是（）A.灯泡L一定变亮 B.电流表的示数变小C.电压表的示数变小 D.R0消耗的功率变小2.如图所示是某直流电路中电压随电流变化的图像，其中a、b分别表示路端电压、负载电阻上电压随电流变化的情况，下列说法正确的是（）A.阴影部分的面积表示电源的输出功率B.阴影部分的面积表示电源的内阻上消耗的功率C.当满足α＝β时，电源的效率最高D.当满足α＝β时，电源的效率小于50%3.如图所示电路中，三个相同的灯泡（忽略灯泡电阻随温度的变化）额定功率都是40W，在不损坏灯泡的情况下，这三个灯泡消耗的总功率最大不应超过（）A.40W B.60W C.80W D.120W4.如图，a、b分别表示一个电池组和一只电阻R的伏安特性曲线。用该电池组直接与电阻R连接成闭合电路，则以下说法正确的是（）A.电池组的内阻是1Ω B.电阻的阻值为0.33ΩC.电池组的输出功率是4WD.改变电阻R的阻值时，该电池组的最大输出功率为4W5.如图所示的电路中，当滑动变阻器R2的滑动触头P向下滑动时（）A.电压表的读数减小B.R1消耗的功率增大C.电源的输出功率增大D.电容器C所带电荷量增多6.如图所示电路中，定值电阻R2＝r（r为电源内阻），滑动变阻器的最大阻值为R1且R1≫R2＋r。在滑动变阻器的滑片P由左端a向右滑动的过程中，以下说法正确的是（）A.电源的输出功率变小B.R2消耗的功率先变大后变小C.滑动变阻器消耗的功率先变大后变小D.以上说法都不对*7.电阻非线性变化的滑动变阻器R2接入图甲的电路中，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片改变接入电路中的长度x（x为图中a与滑片之间的距离），定值电阻R1两端的电压U1与x间的关系如图乙所示，a、b、c为滑动变阻器上等间距的三个点，当滑片从a移到b和从b移到c的两个过程中，下列说法正确的是（）A.电流表A示数变化不相等B.电压表V2的示数变化相等C.电阻R1的功率变化相等D.电源的输出功率不断增大*8.如图所示，直线OAC为某一直流电源的总功率随电流I变化的图线，抛物线OBC为该电源内部热功率随电流I变化的图线。若A、B对应的横坐标为2A。则下列判断正确的是（）A.该电源的电动势为3V，内电阻为3ΩB.当总电流I＝1A时，电源的输出功率为2WC.当总电流I＝2A时，电源的输出功率为4WD.当总电流I＝1.5A时，电源的输出功率最大，为2.25W*9.在如图所示的电路中，电源的电动势为E、内阻为r，R1、R2、R3为定值电阻，R为光敏电阻（阻值随光照强度的增大而减小），C为电容器。闭合开关S，电路稳定后，若减小对R的光照强度，则（）A.电压表的示数增大B.电源的效率增大C.电容器所带电荷量增加D.R2消耗的功率增大10.直流电动机在生产、生活中有着广泛的应用。如图所示，一直流电动机M和电灯L并联之后接在直流电源上，电动机内阻r1＝0.5Ω，电灯灯丝的电阻R＝9Ω（阻值认为保持不变），电源电动势E＝12V，内阻r2＝1Ω。开关S闭合，电动机正常工作时，电压表读数为9V。求：（1）流过电源的电流。（2）流过电动机的电流。（3）电动机对外输出的机械功率。

直击闭合电路功率分析同步练习参考答案1.【答案】C【解析】当R的滑动触点向下移动时，R变大，外电路总电阻变大，则由闭合电路欧姆定律知，总电流变小，路端电压变大，则电压表读数变大。灯泡L的电压变大，则灯L一定变亮。电路中并联部分电压变大，通过L的电流变大，而总电流减小，则电流表A的读数减小，R0消耗的功率变小。故ABD正确，C错误。故选C。2.【答案】A【解析】根据闭合电路的欧姆定律和U-I图像特点可知，阴影部分的面积表示负载电阻消耗的功率，即电源的输出功率，A正确，B错误；当满足α＝β时，电源内阻等于负载电阻，电源的效率为50%，输出功率最大，C、D错误。3.【答案】B【解析】设L3两端的电压为U，电阻为R，则L3消耗的最大功率为P＝＝40W，因为三个灯泡电阻相等，L1和L2并联后的电阻等于L3电阻的一半，所以并联部分电压是L3两端电压的一半，L3两端的电压为U，则L1和L2两端的电压为，所以L1和L2消耗的功率均为P＝＝10W，所以总功率最大为10W＋10W＋40W＝60W，故选B。4.【答案】AD【解析】电池组的内阻，故A正确；电阻的阻值约，故B错误；两图线的交点表示将该电阻接在该电池组两端时电路的工作状态，由图读出路端电压为U=3V，电流为I=1A，电池组的输出功率是P=UI=3W，故C错误；当外电阻等于电池的内阻时，即外电阻R=r=1Ω时，电池组的最大输出功率，故D正确；故选AD。5.【答案】D【解析】根据电路图可知，R1、R2串联后接在电源两端，电容器C并联在R2两端，电压表测路端电压。当滑动触头P向下滑动时，R2连入电路的电阻变大，则总电阻变大，由I＝知电流I减小，由U＝E－Ir知路端电压增大，则电压表示数变大，电源的输出功率P出＝UI无法判断。由PR1＝I2R1知，R1消耗的功率变小。由UR＝E－（R1＋r）I知电容器两端电压变大，则电容器所带电荷量增多；综上所述，A、B、C错误，D正确。6.【答案】C【解析】滑片向右移动，滑动变阻器接入电路部分电阻变小，电路中的电流变大，通过电源的电流和通过电阻R2的电流都变大，这两个电阻是定值电阻，消耗的功率变大，在滑动的过程中内阻始终小于外电阻，所以电源的输出功率增大。考虑滑动变阻器上的功率消耗时可以把R2看成电源的一部分。当滑动变阻器的阻值等于2r时，消耗的功率最大。当滑动变阻器阻值小于2r时，消耗的功率变小。7.【答案】B【解析】根据欧姆定律得，电阻R1两端的电压U1＝IR1，由题图乙可看出，x变化相等，则电压U1变化相等，R1一定，则知电流的变化相等，即电流表A示数变化相等，故A错误；电压表V2的示数U2＝E－Ir，电流I的变化相等，E、r一定，则ΔU2相等，故B正确；电阻R1的功率P1＝I2R1，功率的变化量为ΔP1＝（ΔI）2R1－2IR1·ΔI，由以上分析知ΔI相等，而I减小，可知功率变化量不相等，故C错误；由题图乙可知，U1减小，电路中电流减小，总电阻增大，由于外电路总电阻与电源内阻的关系未知，无法确定电源的输出功率如何变化，故D错误。8.【答案】BD【解析】由P＝EI及题图知该电源的电动势为E＝3V，由P热＝I2r知内电阻为r＝1Ω，A错；由I＝知，当总电流I＝1A时，外电阻为R＝2Ω，电源的输出功率为PR＝I2R＝2W，B对；同理可得当总电流I＝2A时，电源的输出功率为2W，C错；当总电流I＝1.5A时，外电阻与电源内电阻相等，电源的输出功率最大，为2.25W，D对。9.【答案】AB【解析】闭合开关S，电路稳定后，若减小对R的光照强度，则R的阻值增大，电路的总电阻增大，总电流减小，内电压减小，路端电压增大，所以电压表的示数增大，A正确；电源的效率η＝＝增大，B正确；流过R1的电流增大，流过R2的电流减小，R2两端的电压减小，所以电容器两端的电压减小，电容器所带电荷量减少，C错误；流过R2的电流减小，由P＝I2R可知，R2消耗的功率减小，D错误。10.【答案】（1）3A（2）2A（3）16W【解析】（1）流过电源的电流I＝＝A＝3A。（2）流过电灯的电流IL＝＝1A，流过电动机的电流IM＝I－IL＝2A。（3）电动机对外输出的机械功率P出＝IMU－IM2r1＝16W。

实验：电池电动势和内阻的测量同步练习（答题时间：40分钟）1.下面给出多种用伏安法测电池电动势和内阻的数据处理方法，其中既能减小偶然误差，又直观、简便的方法是（）A.测出两组I、U的数据，代入方程组E＝U1＋I1r和E＝U2＋I2r，求出E、rB.测出多组I、U的数据，求出几组E、r，最后分别求出其平均值C.测出多组I、U的数据，画出U­I图像，再根据图像求出E、rD.测出多组I、U的数据，分别求出I和U的平均值，用电压表测出断路时的路端电压即电动势E，再用闭合电路欧姆定律求出内阻r2.某同学用如图所示的电路测量两节干电池串联而成的电池组的电动势E和内阻r，R为电阻箱。干电池的工作电流不宜超过0.5A。实验室提供的器材如下：电压表（量程0～3V，内阻约3kΩ）；电阻箱（阻值范围0～999.9Ω）；开关、导线若干。甲（1）请根据图甲的电路图在图乙中画出连线，将器材连接成实验电路。乙（2）实验时，改变电阻箱R的值，记录电压表的示数U，得到若干组R、U的数据。根锯实验数据绘出如图丙所示的­图线。由图像得出电池组的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。丙（3）关于这个实验中存在的误差以及减小误差的各种方法，下列说法正确的是（）A.电压表的分流作用引起的误差属于偶然误差B.该同学读电压表读数引起的误差属于系统误差C.本实验用图像法处理数据可以减小偶然误差D.如果将电压表的内阻计算在内就可以减小系统误差3.利用如图甲所示电路，可以测量电源的电动势和内阻，所用的实验器材有：待测电源，电阻箱R（最大阻值为999.9Ω），电阻R0（阻值为3.0Ω），电阻R1（阻值为3.0Ω），电流表A（量程为200mA，内阻为RA＝6.0Ω），开关S。实验步骤如下：①将电阻箱阻值调到最大，闭合开关S；②多次调节电阻箱，记下电流表的示数I和电阻箱相应的阻值R；③以为纵坐标，R为横坐标，作－R图线（用直线拟合）；④求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b。回答下列问题：（1）分别用E和r表示电源的电动势和内阻，则与R的关系式为____________。（2）实验得到的部分数据如下表所示，其中电阻R＝3.0Ω时电流表的示数如图乙所示，读出数据，完成下表。答：①________，②________。R/Ω1.02.03.04.05.06.07.0I/A0.1430.125①0.1000.0910.0840.077/A－16.998.00②10.011.011.913.0（3）在图丙的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图，根据图线求得斜率k＝________A－1·Ω－1，截距b＝________A－1。（4）根据图线求得电源电动势E＝__________V，内阻r＝________Ω。4.为了测定一节干电池的电动势和内阻，实验室提供了下列器材：A.待测干电池（电动势1.5V左右，内阻不超过1.5Ω）B.电流表A1（量程0～2mA，内阻为10Ω）C.电流表A2（量程0～0.6A，内阻约为0.1Ω）D.滑动变阻器R1（0～20Ω，10A）E.滑动变阻器R2（0～100Ω，1A）F.定值电阻R3＝990ΩG.开关、导线若干（1）请在以上提供的器材中选择所需器材设计测量电路，在虚线框内补画出完整的电路原理图。（要求在电路图中标明所使用器材）（2）根据合理的设计电路测量数据，电流表A1的示数记为I1，电流表A2的示数记为I2，某同学测出了6组I1、I2的数据，并已描绘出如图所示的I1和I2的关系图线。根据已描绘出的图线，可得被测干电池的电动势为________V，内阻为________Ω。*5.用实验测一电池的内阻r和一待测电阻的阻值Rx。已知电池的电动势约6V，电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧。可选用的实验器材有：电流表A1（量程0～30mA）；电流表A2（量程0～100mA）；电压表V（量程0～6V）；滑动变阻器R1（阻值0～5Ω）；滑动变阻器R2（阻值0～300Ω）；开关S一个，导线若干条。某同学的实验过程如下：Ⅰ.设计如图甲所示的电路图，正确连接电路。甲Ⅱ.将R的阻值调到最大，闭合开关，逐次调小R的阻值，测出多组U和I的值，并记录。以U为纵轴，I为横轴，得到如图乙所示的图线。乙Ⅲ.断开开关，将Rx改接在B、C之间，A与B直接相连，其他部分保持不变。重复Ⅱ的步骤，得到另一条U­I图线，图线与横轴I的交点坐标为（I0,0），与纵轴U的交点坐标为（0，U0）。回答下列问题：（1）电流表应选用，滑动变阻器应选用。（2）由图乙的图线，得电源内阻r＝Ω。（3）用I0、U0和r表示待测电阻的关系式Rx＝，代入数值可得Rx。（4）若电表为理想电表，Rx接在B、C之间与接在A、B之间，滑动变阻器滑片都从最大阻值位置调到某同一位置，两种情况相比，电流表示数变化范围，电压表示数变化范围。（均填“相同”或“不同”）*6.某同学为了测量一节电池的电动势和内阻，从实验室找到以下器材：一个满偏电流为100μA、内阻为2500Ω的表头，一个开关，两个电阻箱（0～999.9Ω）和若干导线。（1）由于表头量程偏小，该同学首先需将表头改装成量程为0～50mA的电流表，则应将表头与电阻箱________（填“串联”或“并联”），并将该电阻箱阻值调为________Ω。甲（2）接着该同学用改装的电流表对电池的电动势及内阻进行测量，实验电路如图甲所示，通过改变电阻R测相应的电流I，且作相关计算后一并记录如下表。123456R/Ω93.075.055.045.035.025.0I/mA15.018.724.829.536.048.0IR/V1.421.401.361.331.261.20①根据表中数据，图2中已描绘出四个点，请将第5、6两组数据也描绘在图乙中，并画出IR­I图线。乙②根据图线可得电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。

实验：电池电动势和内阻的测量同步练习参考答案1.【答案】C【解析】测出多组I、U的数据，画出U­I图像可消除某次测量不准造成的偶然误差，且方法直观、简便，C正确。2.【答案】（1）如图所示（2）2.86（2.85～2.87均可）6.07（6.06～6.08均可）（3）CD【解析】（2）根据闭合电路欧姆定律得E＝U＋，变换为＝·＋，结合图像可得图线斜率＝＝2.125，图线在纵轴上截距＝0.35，解得电动势E≈2.86V，内阻r≈6.07Ω。（3）电压表的分流作用引起的误差属于系统误差，选项A错误；该同学读电压表读数引起的误差属于偶然误差，选项B错误。3.【答案】（1）＝R＋（5.0＋r）（2）①0.110②9.09（3）图见解析1.0（0.96～1.04间均对）6.0（5.9～6.1间均对）（4）3.0（2.7～3.3间均对）1.0（0.6～1.4间均对）【解析】（1）根据闭合电路欧姆定律可知：E＝IRA＋（R＋R0＋r）将R0＝3.0Ω，R1＝3.0Ω，RA＝6.0Ω代入上式得＝R＋（5.0＋r）。（2）从读数上，有效数字要一致，即读数是0.110A，倒数是9.09A－1。（3）由－R关系式可知k＝，截距b＝（5.0＋r）；由给出的数据作出图像，连线时使尽可能多的点在同一直线上，不在直线上的点要均匀分布在直线两侧。由图像可知，k＝1.0A－1·Ω－1，b＝6.0A－1。（4）电源电动势E＝3.0V，电源内阻r＝1.0Ω。4.【答案】（1