章末过关检测(四)
(时间：90分钟 分值：100分)
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．下面是某同学对一些概念及公式的理解，其中正确的是( )
A．根据公式ρ＝可知，金属电阻率与导体的电阻成正比
B．根据公式W＝UIt可知，该公式只能求纯电阻电路的电流做功
C．根据公式q＝It可知，电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多
D．根据公式C＝可知，电容与电容器所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比
解析：选C。电阻率是由导体本身的性质决定的，其大小与电阻无关，A错误；公式W＝UIt适用于纯电阻电路和非纯电阻电路中的电流做功，B错误；根据公式q＝It可知，电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多，C正确；电容的公式C＝采用的是比值定义法，电容大小与所带电荷量和电压无关，D错误。
2．以下说法正确的是( )
A．电动势就是电源两极间的电压
B．闭合电路中的电流跟电源电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比
C．闭合电路中的短路电流无限大
D．电源U－I图像上某点纵、横坐标的乘积对应此时电源的总功率
解析：选B。当外电路断开时，电源两极间的电压等于电动势，故A错误；根据闭合电路欧姆定律：I＝，得知闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，跟内外电路的电阻之和成反比，故B正确；当外电路短路时R＝0，所以I＝，故C错误；电源U－I图像上某点纵、横坐标的乘积对应此时电源的输出功率，故D错误。
3.如图所示，图线a是某一电源的U－I 图线，图线b是一定值电阻的U－I图线。若将该电源与该定值电阻连成闭合电路(已知该电源的内阻r＝2.0 Ω)，则说法错误的是( )
A．该定值电阻为6 Ω
B．该电源的电动势为20 V
C．将2只这种电阻串联作为外电阻，电源输出功率最大
D．将3只这种电阻并联作为外电阻，电源输出功率最大
解析：选C。图线b的斜率k＝＝6 Ω，则定值电阻的阻值：R＝k＝6 Ω，故A正确，不符合题意；由题图读出交点的电压U＝15 V，电流I＝2.5 A，根据闭合电路欧姆定律得，电源的电动势E＝U＋Ir＝15 V＋2.5×2 V＝20 V，故B正确，不符合题意；定值电阻的阻值R＝6 Ω，电源的内阻r＝2.0 Ω，对于电源，当内外电路的电阻相等时输出功率最大，则将3只这种电阻并联作为外电阻，电源输出功率最大，故C错误，符合题意，D正确，不符合题意。
4．额温枪广泛应用于各种场所。小明仔细研究了额温枪及其技术参数(如图所示)，发现它以2节干电池为电源，工作电流为5 mA。能通过传感器检测人体向外辐射的红外线，根据红外线能量的强弱快速、准确且无接触地测量体温，那么下列关于该额温枪的说法中正确的是( )
A．额温枪工作时，电路中每通过1 C电荷，每节电池都能把1.5 J化学能转化为电能
B．额温枪工作时，电池组两极间的电压为3 V
C.额温枪工作时，电源输出功率为15 mW
D．若换用两节充满电的800 mAh充电电池，则最多可测温约为108次
解析：选A。由E＝知，电路中每通过1 C电荷，每节电池将化学能转化为电能的大小为W＝qE＝1 C×1.5 V＝1.5 J，故A正确； 电池组的电动势为3 V，额温枪工作时，内电路要分压，电池组两极间的电压为路端电压小于3 V，故B错误；电源总功率P＝EI＝3 V×5 mA＝15 mW，因为电源内电路消耗一部分功率，所以电源的输出功率小于电源总功率15 mW，故C错误；测温一次耗电量为5 mA×1 s＝5 mA·s，若换用两节充满电的800 mA·h充电电池，则最多可测温次数约为≈106次，故D错误。
5.摩托车电动机启动时车灯会瞬时变暗，如图，在打开车灯、电动机未启动时电流表读数为5 A，电动机启动时电流表读数为15 A，若电源电动势为12 V，内阻为0.4 Ω，电流表内阻不计，设车灯电阻恒定，则因电动机启动导致车灯的电功率降低了( )
A．30 W B．32 W
C．20 W D．18 W
解析：选B。电动机未启动时U灯＝E－I1r＝(12－5×0.4)V＝10 V，车灯功率P灯＝U灯I1＝50 W，车灯电阻RL＝＝2 Ω，电动机启动时U灯′＝E－I2r＝(12－15×0.4)V＝6 V，设车灯阻值不变，可得P′＝ eq \f(U′,RL) ＝18 W，电功率的减少量ΔP＝P－P′＝(50－18)W＝32 W。
6.如图所示，一款微型机器人的直流电动机的额定电压为U，额定电流为I，线圈电阻为R，将它接在电动势为E、内阻为r的直流电源的两极间，电动机恰好能正常工作。下列说法正确的是( )
A．电动机消耗的热功率为UI
B．电源的输出功率为I2R
C．电源的效率为1－
D．电动机消耗的总功率为EI
答案：C
7.在如图所示的电路中，闭合开关S后，a、b、c三盏灯均能发光，电源电动势为E，内阻为r。现将滑动变阻器R的滑片稍向下滑动一些，则( )
A．b灯和c灯变暗，a灯变亮
B．a灯和c灯变亮，b灯变暗
C．a灯和c灯变暗，b灯变亮
D．a灯和b灯变暗，c灯变亮
解析：选C。R的滑片稍向下滑动时，滑动变阻器R接入电路的电阻变大，外电路总电阻变大，根据闭合电路欧姆定律得知，干路电流I减小，a灯变暗；
b灯的电压Ub＝E－I(r＋Ra)
I减小，Ub增大，则b灯变亮；
通过c灯的电流Ic＝I－Ib
I减小，Ib增大，则Ic减小，c灯变暗，
C正确，A、B、D错误。
8.如图所示的电路中，C为电容器，L1、L2为小灯泡，R为光敏电阻(阻值随光照强度的增大而减小)，闭合开关S后，当照射光强度减弱时( )
A．小灯泡L1变亮
B．小灯泡L2变亮
C．电流表示数变大
D．电容器所带电荷量变大
解析：选D。当光照减弱时，电阻R的阻值会增大，回路中的电流会减小，电流表示数会减小，灯泡的亮度会变暗，故A、B、C错误；根据闭合电路的欧姆定律，由于电流减小，可得，灯泡L1和内阻r的电压减小，电容器的电压增加，由电容器的公式C＝，U增大，C不变，则Q会增大，故D正确。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全选对的得4分，选对但不全的得2分，有错选的得0分。
9．(2022·天津红桥区期末)在闭合电路中，下列叙述正确的是( )
A．外接电阻增大时，电源的输出功率可能减小
B．当外电路断开时，路端电压等于电源电动势
C．当电源短路时，电路中的电流趋近于∞
D．当外电阻增大时，路端电压可能减小
解析：选AB。根据电源输出功率随外电阻变化图像可知外接电阻增大时，电源的输出功率可能减小，故A正确；
路端电压表达式为U＝E－Ir，当外电路断开时，电流I变为0，则U＝E，故B正确；当电源短路时，外电阻R＝0，此时I＝，故C错误；当外电阻R增大时，由I＝，U＝E－Ir，可知电流I减小，路端电压增大，故D错误。
10．某同学按如图所示的电路进行实验，电压表内阻看作无限大。实验过程中，由于电路发生故障，发现两电压表示数相同，若这种情况的发生是由某一用电器引起的，则可能的故障原因是( )
A．R2断开 B．R3短路
C．R2短路 D．R1短路
解析：选AB。由题图可知R1与R2、R3串联，电压表 V1测R2和R3的电压； V2测R2两端的电压；若两电压表示数相同，则可能是两电表接在了等电势的两端，故可能是R2开路或者R3短路；故A、B正确，C、D错误。
11.如图所示，一直流电动机与阻值R＝9 Ω的电阻串联在电源上，电源电动势E＝30 V，内阻r＝1 Ω，用理想电压表测出电动机两端电压U＝10 V，已知电动机线圈电阻RM＝1 Ω，则下列说法中正确的是( )
A．通过电动机的电流为10 A
B．电动机的输入功率为20 W
C.电动机的发热功率为1 W
D．电源的输出功率为56 W
解析：选BD。根据闭合电路欧姆定律有E＝U＋I(r＋R)，得I＝＝ A＝2 A，故A错误；电动机的输入功率P入＝UI＝10×2 W＝20 W，故B正确；电动机的热功率P热＝I2RM＝22×1 W＝4 W，故C错误；电源的输出功率P出＝EI－I2r＝(30×2－22×1)W＝56 W，故D正确。
12．在如图所示的电路中，电源电动势为E、内电阻为r。将滑动变阻器R2的滑片P从图示位置向右滑动的过程中，关于各理想电表示数的变化，下列判断中正确的是( )
A．电流表A的示数变小
B．电压表 V的示数变小
C．电流表A1的示数变小
D．电流表A2的示数变小
解析：选AD。将滑动变阻器的滑片P从图示位置向右滑动的过程中，滑动变阻器的阻值变大，外电路的总阻值变大，所以电路的总的电流变小，所以电流表A的示数变小，故A正确；电源的内电压减小，由U＝E－Ir可得，路端电压U变大，所以电压表 V的示数变大，故B错误；由于路端电压U变大，电阻R1不变，所以电流表A1的示数变大，故C错误；由于总的电流减小，电阻R1的电流变大，所以滑动变阻器的电流减小，所以电流表A2的示数变小，故D正确。
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13．(6分)某实验小组测量一节干电池的电动势和内阻，可选用的实验器材如下：
A．待测干电池(内阻很小)
B．电流表A1(0～200 μA，内阻r1＝500 Ω)
C．电流表A2(0～0.6 A，内阻r2约为0.3 Ω)
D．定值电阻R1＝9 500 Ω
E．定值电阻R2＝500 Ω
F．定值电阻R0＝2 Ω
G．滑动变阻器R(0～10 Ω)
H．开关、导线若干
(1)为准确测量并使操作过程中电流表的示数变化明显，该小组同学设计如图甲所示实验电路图，电流表a应选________，定值电阻R′应选________；(选填器材前的字母)
(2)闭合开关，调节滑动变阻器，读出多组电流表a、b的示数Ia、Ib，在坐标纸上描绘出Ia－Ib图线如图乙所示。根据描绘出的图线，可得所测干电池的电动势E＝________，内阻r＝________。(结果选用“r1、r2、R1、R2、R0、R、m、n”表示)
解析：(1)改装电压表时应选用内阻已知的电流表，故电流表a选用B；一节干电池的电动势约为1.5 V，根据改装原理可知
R′＝－r1＝Ω＝7 000 Ω
所以定值电阻R′应选D；
(2)根据电路图和闭合电路欧姆定律可得
(R1＋r1)Ia＝E－Ib(r＋R0)
整理可得Ia＝E－Ib
根据图像可知m＝E
＝
解得E＝m(R1＋r1)
r＝－R0。
答案：(1)B D (2)m(R1＋r1) －R0
14．(8分)(2022·河南焦作期末)某实验小组测定电池组的电动势和内阻，器材有：待测电池组、一个开关、一个定值电阻(阻值为R0)、一个电流表(内阻为RA)、一根均匀电阻丝(单位长度电阻丝的阻值为r0，配有可在电阻丝上移动的金属夹)、刻度尺、导线若干。主要实验步骤如下：
(1)将图1所示器材连接。
(2)开关闭合前，金属夹应夹在电阻丝的________(选填“M”或“N”)端。
(3)闭合开关，改变金属夹的位置，记录每次接入电路的电阻丝的长度L和电流表示数I，得到多组数据。
(4)整理数据并在坐标纸上描点绘图，所得图像如图2所示，图线斜率为k，纵轴截距为a，该电池组电动势和内阻分别为E＝________，r＝________。(用R0、RA、k、a、r0表示)
解析：(2)开关闭合前，为了保护电路中的元件，应将电阻丝的最大阻值接入电路，根据电阻定律R＝ρ可知电阻丝接入越长，接入电阻越大，金属夹应夹在电阻丝的M端。
(4)电阻丝接入电路中的电阻为Lr0，根据闭合电路欧姆定律E＝U＋Ir可知E＝I(RA＋R0＋Lr0)＋Ir，整理得＝L＋，结合图像的斜率和截距满足＝k
＝a
解得电源电动势和内阻分别为E＝
r＝－R0－RA。
答案：(2)M (4) －R0－RA
15.(10分)在如图所示电路中，R1＝9 Ω，R2＝30 Ω，开关S闭合时电压表示数为11.4 V，电流表示数为0.2 A，开关S断开时电流表示数为0.3 A，求：
(1)电阻R3的值。
(2)电源电动势和内电阻。
解析：(1)由题图可知，当开关S闭合时，两电阻并联，根据欧姆定律则有：
U＝(I1＋)R1＋I1R2
解得：R3＝15 Ω。
(2)由题图可知，当开关S闭合时，两电阻并联，根据闭合电路的欧姆定律则有：
E＝U＋(I1＋)r＝11.4＋0.6r
S断开时，根据闭合电路的欧姆定律则有：
E＝I2(R1＋R2＋r)＝0.3×(39＋r)
联立解得：E＝12 V
r＝1 Ω。
答案：(1)15 Ω (2)12 V 1 Ω
16．(10分)如图所示的电路中，电源电压U＝18 V，小灯泡L上标有“6 V 3 W”。设小灯泡电阻不随温度变化，电压表量程为0～15 V，电阻箱的最大阻值足够大。调节电阻箱使其阻值R1＝6 Ω，闭合开关S，这时小灯泡正常发光。
(1)求定值电阻的阻值R2。
(2)在保证电路中各器件安全工作的前提下，改变电阻箱的阻值，求小灯泡的最小功率P。
解析：(1)小灯泡正常发光时UL＝6 V
IL＝＝ A＝0.5 A
电压表示数为
UV＝U－UL＝18 V－6 V＝12 V
通过电阻箱的电流为
I＝＝ A＝2 A
通过电阻R2的电流为
I2＝(2－0.5) A＝1.5 A
定值电阻的阻值为
R2＝＝ Ω＝4 Ω。
(2)在保证电路中各器件安全工作的前提下，改变电阻箱的阻值，当电压表示数为UV′＝15 V时，小灯泡的功率最小，小灯泡两端电压为
UL′＝U－UV′＝(18－15)V＝3 V
小灯泡的最小功率为
P＝＝ W＝0.75 W。
答案：(1)4 Ω (2)0.75 W
17．(13分)如图所示的是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图，其中电动机内电阻r＝1 Ω，电路中另一电阻R＝9 Ω，直流电压U＝180 V，理想电压表示数UV＝135 V，电动机正以v＝1 m/s匀速竖直向上提升某重物，g取10 m/s2。
(1)电动机的输入功率是多少？
(2)重物的质量是多少？
解析：(1)通过R的电流为
I＝＝ A＝5 A
电动机的输入功率P1＝UVI＝135×5 W＝675 W。
(2)电动机内电阻的发热功率
P2＝I2r＝52×1 W＝25 W
输出的机械功率
P3＝P1－P2＝(675－25) W＝650 W
P3＝Fv＝mgv
解得m＝65 kg。
答案：(1)675 W (2)65 kg
18．(13分)图甲为“风光互补路灯”的外形图，图乙是该路灯系统的简化电路原理图，光控开关S白天与触点a接触，太阳能电池板为蓄电池充电，晚上与触点b接触，给路灯供电。太阳能电池板在晴天时每天可接收太阳能6 kW·h，能使“24 V 15 W”的路灯正常工作6天(路灯平均每天工作8 h)。则：
(1)该路灯正常工作时的电流是多少？
(2)该路灯正常工作一天消耗的电能是多少千瓦时？
(3)太阳能电池板把光能转化为电能的转化效率是多少？
解析：(1)由P＝UI可得，路灯正常工作时的电流I＝＝ A＝0.625 A。
(2)路灯正常工作时的功率P＝15 W＝0.015 kW，该路灯正常工作一天消耗的电能W＝Pt＝0.015 kW×8 h＝0.12 kW·h。
(3)路灯正常工作6天消耗的电能是W电＝nW＝6×0.12 kW·h＝0.72 kW·h
太阳能电池板把光能转化为电能的转化效率η＝×100%＝×100%＝12%。
答案：(1)0.625 A (2)0.12 kW·h (3)12%
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第十二章 电能 能量守恒定律
章末整合提升
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2订世看
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电源：通过非静电力做功把其他形式的能转化为
的装置
其他形式的能量
转化为电势能
电动势：E=
内阻：内电路的电阻。沿电流方向电势
电功：W=Uq=
电功率：P=
电势能转化为
其他形式的能
焦耳定律：Q=
电能
热功率：P=
能量
守恒
表达式：I=
或E=
定律
闭合电路的
欧姆定律
路端电压和负载的关系：J=E-
实验：电池电动势和内阻的测量
能量既不会凭空
，也不会凭空
能量
它只能从一种形式
为其他形式，或者从一个物体
守恒
定律
到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总
量保持
S2
M
A
R
R2
甲
*UUV
6
4
2
B
IA
0
0.2
0.4
0.6
乙
Y
Ro
R
V
A
E
甲
AUN
7.5
B
6.0
I
4.5
L
I
I
I
I
3.0
I
I
I
1.5
I
I
I
0
0.5
1.0
1.52.0
IA
乙
I
⑧
A
⊙
A
1
07
甲
A/uA
200
150
100
50
100
200
300(1+I2)/mA
乙
I
I
I
I
Ro
甲
1/mA
3.0
2.0
0
0.2I/A
乙
