2026年高考物理一轮复习 电路与电能（含解析）

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高考物理一轮复习 电路与电能
一．选择题（共8小题）
1．（2025春 南通期末）如图所示电路中，闭合开关S，灯泡L1和L2均正常发光，将滑动变阻器的滑片向右滑动，则（　　）
A．电流表示数变大 B．电压表示数变大
C．灯泡L1变亮 D．灯泡L2变暗
2．（2025 郴州二模）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
3．（2025春 江阴市校级期末）如图所示，直线为某电源的U﹣I图线，曲线为某元件的U﹣I图线的一部分，虚线为过交点的切线交于纵轴0.5A处，用该电源和元件串联起来组成闭合电路，下列说法正确的是（　　）
A．此时导体的电阻为3Ω
B．电源的输出效率为50%
C．随着电压增大，元件电阻不断减少
D．若用该电源和两个该元件串联，电流变为0.5A
4．（2025 龙华区校级模拟）如图所示的电路中，电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中（　　）
A．电压表与电流表的示数都减小
B．电压表与电流表的示数都增大
C．电源的输出功率一定变大
D．电源的总功率一定变小
5．（2025春 滕州市期中）如图，某地有一风力发电机，它的叶片转动时可形成面积为1.0×103m2的圆面。某时间内该地区的风速是5.0m/s，风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为1.2kg/m3，假如这个风力发电机能将此圆内10%的空气动能转化为电能。下列说法正确的是（　　）
A．单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的体积与风速无关
B．单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的动能为25kJ
C．此风力发电机发电的功率约为2.5kW
D．此风力发电机每小时发电量约为7.5kWh
6．（2025 云南模拟）如图所示电路中，R1＝R3＝12Ω，R2＝3Ω，电流表、电压表均视为理想电表。开关S断开与闭合时，外电路的总电阻分别为（　　）
A．9Ω、15Ω B．15Ω、9Ω C．9Ω、24Ω D．15Ω、24Ω
7．（2025 武进区校级一模）如图所示，甲、乙是改装成电流表和电压表的电路，则（　　）
A．甲图中，R减小时量程减小
B．乙图中，R减小时量程增大
C．甲图中，若改装后的电表示数略微偏大，可将R值稍微调小
D．乙图中，若改装后的电表示数略微偏大，可将R值稍微调小
8．（2025 南通二模）甲、乙两图是某同学用表头改装而成的电表，每只电表均可使用A、B或A、C两个端点进行相关测量，下列说法正确的是（　　）
A．甲图为电流表，A、B间量程小于A、C间量程
B．甲图为电压表，A、B间量程小于A、C间量程
C．乙图为电流表，A、B间量程小于A、C间量程
D．乙图为电压表，A、B间量程小于A、C间量程
二．多选题（共4小题）
（多选）9．（2025春 佛山期末）如图所示为某烟雾报警装置简易原理图，M为烟雾传感器，其阻值RM随着烟雾浓度的增大而减小，R0为定值电阻，滑动变阻器R的滑片P调整至合适位置，电源电动势和内阻恒定不变，当烟雾浓度增大到一定程度时，电流表指针偏转到某区域，进而触发报警系统，已知电表均为理想电表，下列说法正确的是（　　）
A．当烟雾浓度增大时，电压表示数减小
B．当烟雾浓度增大时，电流表示数减小
C．滑片P向左移动可以提高报警灵敏度
D．当烟雾浓度增大时，烟雾传感器消耗的功率一定增大
（多选）10．（2025 西湖区校级模拟）绝缘细圆环总质量为m，半径为R，电荷量为Q的正电荷均匀分布在圆环上。用外力使圆环从静止开始绕通过环心且垂直于环面的轴线加速转动，如图所示。角速度ω随时间t均匀增加，即ω＝λt（λ为已知量）。圆环转动形成等效电流，该电流产生的磁场通过圆环的磁通量与该电流成正比，比例系数为k（k为已知量），不计圆环上的电荷做加速运动时所产生的电磁辐射。以下说法正确的是（　　）
A．圆环转动形成等效电流的大小为I′
B．圆环中会产生大小为的感应电动势
C．圆环每转一圈动能增加2πλmR2
D．圆环每转一圈外力做功2πλmR2
（多选）11．（2024秋 湛江期末）如图所示，曲线C1、C2分别是纯电阻直流电路中内、外电路消耗的电功率随电流变化的图像。由该图像可知下列说法正确的是（　　）
A．电源输出功率最大值为8W
B．电源的电动势为4V
C．电源的内电阻为1Ω
D．电源被短路时，电源消耗的最大功率可达16W
（多选）12．（2024秋 阳江期末）如图所示，一台电动机线圈的阻值为R，一定值电阻的阻值也为R，将它们串联在电压为U的电路中，电动机恰好正常工作。下列说法正确的是（　　）
A．在相同的时间内定值电阻产生的焦耳热小于电动机产生的焦耳热
B．电动机两端的电压大于
C．电路中的电流大于
D．定值电阻的电功率小于
三．填空题（共4小题）
13．（2025 思明区校级三模）如图所示是一多用电表的内部结构电路图，其中表头G满偏电流为100μA，内阻为900Ω，使用不同接线柱时可用作量程分别为“1mA”和“1V”的电流表和电压表。
（1）若想要用作量程为“1V”的电压表，则应将接线柱 　 　 （填“a、b”，“b、c”或“a、c”）接入电路。
（2）其中R1＝　 　 Ω；R2＝　 　 Ω。
14．（2024秋 福州期末）某玩具的直流电动机线圈电阻一定，在线圈两端加上0.3V的电压时，电流为0.3A，此时因电压过低，电动机不能转动，则电动机的线圈电阻R为　 　 Ω；若在线圈两端加2V的电压，电流为0.8A，此时电动机正常工作。正常工作时，该电动机的输入电功率是　 　 W，电动机的输出机械功率是　 　 W。
15．（2024秋 青浦区校级期末）如图甲所示是吴老师家的部分家庭电路图，吴老师在家用甲台灯L2学习时，突然台灯L2的灯丝断了，而屋内的照明灯L1依然正常发光。甲、乙两根进户线中 　 　 （选填“甲”或“乙”）是火线，若吴老师将屋内的照明灯L1的开关S1闭合，用试电笔检测灯L1两端的a、b两点，会发现 　 　 （选填“a”、“b”或“都”）能使试电笔的管发光。
16．（2023秋 福清市期末）两个电阻R1＝20Ω与R2＝10Ω按如图所示连接，若干路电流为I＝12A，则流过电阻R1的电流I1＝　 　 A，电阻R2两端电压U2＝　 　 V。
四．解答题（共4小题）
17．（2025 海南模拟）酒店中送餐机器人为人们的生活提供了方便。其内部部分结构可简化为如图所示的电路，电源电动势E＝6V，内阻r＝1Ω，定值电阻R＝2Ω，电动机的线圈阻值rM＝1Ω。闭合开关S后，电动机正常工作，理想电压表的示数U＝3V，求：
（1）电源的输出功率；
（2）电动机的效率（结果保留小数点后两位）。
18．（2024秋 梅州期末）如图所示，一对间距d＝0.1m、竖直放置的平行金属板M、N分别接于电路中电阻箱R的两端，平行金属板间产生的电场可视为匀强电场。现将一质量为m＝5×10﹣3kg、带电量绝对值为q＝3×10﹣4C的带电小球，用质量不计的绝缘细线悬挂于电场中某点。闭合S，电阻箱的阻值R调到25Ω，小球静止时悬线与竖直方向的夹角θ＝37°。电源电动势E0＝24V，内阻r＝1Ω，取sin37°＝0.6，g＝10m/s2。求：
（1）判断小球的电性，并简要说明判断依据；
（2）平行金属板M、N间的电压U；
（3）此时电源的总功率P和小灯泡的功率PL。
19．（2025春 张家口月考）有一种测量体重的电子秤，其原理如图所示。它主要由三部分构成：踏板和压力杠杆ABO、压力传感器R（一个阻值可随压力大小变化的电阻）、显示质量的仪表G（其实质是电流表）。其中AO：BO＝4：1。已知压力传感器的电阻与其所受压力的函数关系式为R＝250﹣0.5F（Ω），踏板的杠杆组件的质量不计，接通电源后，压力传感器两端电压恒为5.0V。
（1）该秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表刻度盘多少毫安处；
（2）现有一孩子静止站在踏板上，电流表刻度盘示数为25mA，求这个孩子的质量。（重力加速度g取10m/s2）。
20．（2024秋 广东期末）面对当今世界能源危机，我国大力推广新能源汽车，某纯电汽车内部有两套电源系统：一套是高压动力电池系统，动力电池满电时电池储存的电能为E0＝85.4kW h，车辆百公里综合电耗为k＝14kW h；另一套为低压照明电池系统，内部电路如图所示，电源电动势E＝18V、内阻r＝1Ω，电动机M的内阻R＝1Ω，灯泡L标有“12V 24W”字样且内阻恒定。
（1）动力电池系统在满电条件下，求该电车的续航里程x；
（2）照明电池系统中，闭合开关S，若灯泡L恰好正常发光，求电源输出功率P1和电动机输出功率P2。
高考物理一轮复习 电路与电能
参考答案与试题解析
一．选择题（共8小题）
1．（2025春 南通期末）如图所示电路中，闭合开关S，灯泡L1和L2均正常发光，将滑动变阻器的滑片向右滑动，则（　　）
A．电流表示数变大 B．电压表示数变大
C．灯泡L1变亮 D．灯泡L2变暗
【考点】电路动态分析．
【专题】定性思想；推理法；恒定电流专题；理解能力．
【答案】B
【分析】将滑动变阻器的滑片向右滑动，则滑动变阻器接入电路中的阻值变大，根据“串反并同”分析即可。
【解答】解：将滑动变阻器的滑片向右滑动，则滑动变阻器接入电路中的阻值变大，根据“串反并同”可知，与滑动变阻器等效并联的电压表示数变大；与滑动变阻器并联的灯泡L2变亮；与滑动变阻器等效串联的灯泡L1变暗；与滑动变阻器等效串联的电流表示数变小，故B正确，ACD错误。
故选：B。
【点评】本题考查电路的动态分析，根据“串反并同”分析即可，简单题，注意各元件与滑动变阻器的等效串并联关系。
2．（2025 郴州二模）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
【考点】用闭合电路的欧姆定律计算电源的电动势和内阻．
【专题】定量思想；推理法；恒定电流专题；推理论证能力．
【答案】D
【分析】根据电源U﹣I图像的斜率、截距的物理意义结合图像提供的信息进行分析解答。
【解答】解：A．根据电源U﹣I图像的斜率的物理意义，电源的内阻为r＝||Ω＝5.0Ω，故A错误；
BD．根据电源U﹣I图像的纵轴截距的物理意义，电源的电动势为E＝3.0V，故B错误，D正确；
C．根据图像可知，短路电流为0.6A，故C错误。
故选：D。
【点评】考查电源U﹣I图像的斜率、截距的物理意义结合图像提供的信息，会根据题意进行准确分析解答。
3．（2025春 江阴市校级期末）如图所示，直线为某电源的U﹣I图线，曲线为某元件的U﹣I图线的一部分，虚线为过交点的切线交于纵轴0.5A处，用该电源和元件串联起来组成闭合电路，下列说法正确的是（　　）
A．此时导体的电阻为3Ω
B．电源的输出效率为50%
C．随着电压增大，元件电阻不断减少
D．若用该电源和两个该元件串联，电流变为0.5A
【考点】电源的U﹣I图像与导体的U﹣I图像相结合的问题．
【专题】定量思想；图析法；恒定电流专题；分析综合能力．
【答案】B
【分析】读出交点坐标，由R求此时导体的电阻；由电源的U﹣I图线读出电动势，求出内阻，再求电源的输出效率；根据元件的U﹣I图线上的点与原点连线的斜率表示元件电阻的倒数，来分析随着电压增大，元件电阻的变化情况；若用该电源和两个该元件串联，则可看成将电源分成电动势为1.5V，内阻为0.75Ω的两个新电源分别为元件供电，作出新电源的U﹣I图线，由该图线与元件的U﹣I图线交点读出电流。
【解答】解：A、用该电源和元件串联起来组成闭合电路时，由两图线的交点可知，元件的电压为U＝1.5V，电流为I＝1.0A，则此时导体的电阻为RΩ＝1.5Ω，故A错误；
B、由电源的U﹣I图线可知，电源的电动势和内阻分别为
E＝3.0V，
电源的输出效率为
，故B正确；
C、元件的U﹣I图线上的点与原点连线的斜率表示元件电阻的倒数，由图可知，随着电压增大，元件电阻不断增大，故C错误；
D、若用该电源和两个该元件串联，则可看成将电源分成电动势为1.5V，内阻为0.75Ω的两个新电源分别为元件供电，新电源的U﹣I图像如图所示。
由图可知，若用该电源和两个该元件串联，电流大于0.5A，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查闭合电路欧姆定律和欧姆定律的应用，解决这类问题的关键在于从数学角度理解图像的物理意义，抓住图像的斜率、面积、截距、交点等方面进行分析，更加全面地读出图像的物理内涵。
4．（2025 龙华区校级模拟）如图所示的电路中，电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中（　　）
A．电压表与电流表的示数都减小
B．电压表与电流表的示数都增大
C．电源的输出功率一定变大
D．电源的总功率一定变小
【考点】电路动态分析．
【专题】定性思想；归纳法；恒定电流专题；推理论证能力．
【答案】A
【分析】根据串反并同分析电压表和电流表示数的变化；根据电源内阻和外电阻相等时电源的输出功率最大分析；根据P＝EI分析。
【解答】解：AB、由电路图可知电流表和变阻器并联，电压表和变阻器也是并联，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中，变阻器接入电路中的电阻变小，根据串反并同可知电压表和电流表的示数都减小，故A正确；
D、变阻器接入电路的电阻减小，则电路中的总电阻减小，根据闭合电路的欧姆定律可知电路中通过电源的电流减小，根据P＝EI可知，电源的总功率一定变大，故D错误；
C、当电源的内阻和外电阻相等时，电源的输出功率最大，因为不知道电源内阻和外电阻的关系，所以电源的输出功率变化不好确定，当外电阻大于内阻时，电源的输出功率随外电阻的减小而增大；当外电阻小于电源内阻时，电源的输出功率随外电阻的减小而减小，故C错误。
故选：A。
【点评】能够看懂电路结构是解题的基础，知道电源内阻和外电阻相等时电源的输出功率最大，会运用串反并同分析电表示数的变化。
5．（2025春 滕州市期中）如图，某地有一风力发电机，它的叶片转动时可形成面积为1.0×103m2的圆面。某时间内该地区的风速是5.0m/s，风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为1.2kg/m3，假如这个风力发电机能将此圆内10%的空气动能转化为电能。下列说法正确的是（　　）
A．单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的体积与风速无关
B．单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的动能为25kJ
C．此风力发电机发电的功率约为2.5kW
D．此风力发电机每小时发电量约为7.5kWh
【考点】电功和电功率的计算；功率的定义、物理意义和计算式的推导；常见力做功与相应的能量转化．
【专题】定量思想；推理法；功率的计算专题；推理论证能力．
【答案】D
【分析】根据空气柱模型结合动能表达式，功率公式以及功能关系列式解答。
【解答】解：AB.单位时间内风力发电机叶片圆面的气流的体积为V0vS，可知单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的体积与风速有关，单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的动能为Ek，解得Ek＝75kJ，故AB错误；
C.此风力发电机发电的功率约为，代入数据可得P＝7.5kW，故C错误；
D.此风力发电机每小时发电量为E＝P t＝7.5kW×1h＝7.5kW h，故D正确。
故选：D。
【点评】考查空气柱模型结合动能表达式，功率公式以及功能关系，会根据题意进行准确分析解答。
6．（2025 云南模拟）如图所示电路中，R1＝R3＝12Ω，R2＝3Ω，电流表、电压表均视为理想电表。开关S断开与闭合时，外电路的总电阻分别为（　　）
A．9Ω、15Ω B．15Ω、9Ω C．9Ω、24Ω D．15Ω、24Ω
【考点】混联电路的特点及应用；串联电路的特点及应用．
【专题】定量思想；推理法；恒定电流专题；推理论证能力．
【答案】B
【分析】由开关断开与闭合时，电路的连接情况，结合串并联电路的电阻计算方法，即可计算两次电路的电阻值。
【解答】解：开关S断开时，电路如图所示：
可知R1与R2串联，电路的总电阻为R＝R1+R2＝12Ω+3Ω＝15Ω，
开关S闭合，电路如图所示：
可知R1与R3并联，之后再与R2串联，电路的总电阻为，解得：R闭＝9Ω，故ACD错误，B正确。
故选：B。
【点评】本题考查串联电路、混联电路的电阻计算方法，关键是分析开关不同状态下的电路连接情况。
7．（2025 武进区校级一模）如图所示，甲、乙是改装成电流表和电压表的电路，则（　　）
A．甲图中，R减小时量程减小
B．乙图中，R减小时量程增大
C．甲图中，若改装后的电表示数略微偏大，可将R值稍微调小
D．乙图中，若改装后的电表示数略微偏大，可将R值稍微调小
【考点】改装后电表的串并联问题．
【专题】定量思想；推理法；恒定电流专题；推理论证能力．
【答案】C
【分析】AC.根据并联改装成电流表，结合并联分流判断量程随R的变化情况以及示数发生偏移时的修正方法；
BD.根据串联改装成电压表，结合串联分压判断量程随R的变化情况以及示数发生偏移时的修正方法。
【解答】解：AC.由电表的改装可知，甲图是G与R并联，改装后是电流表，改装后加在G两端的最大电压Ug＝IgRg不变，所以并联电阻R越大，IR越小，则I＝Ig+IR越小，即量程越小；若改装后的电表示数略微偏大，说明所并联电阻的分流偏小，则分流电阻阻值偏大，可将R值稍微调小，故A错误，C正确；
BD.乙图是G与R串联改装成电压表，改装后量程U＝IgRg+IgR，可知R越大，量程越大；若改装后的电表示数略微偏大，说明所串联电阻的分压偏小，则分压电阻阻值偏小，可将R值稍微调大，故BD错误。
故选：C。
【点评】考查电表的改装和串并联电路的相关知识，会根据题意判断量程的变化以及误差分析。
8．（2025 南通二模）甲、乙两图是某同学用表头改装而成的电表，每只电表均可使用A、B或A、C两个端点进行相关测量，下列说法正确的是（　　）
A．甲图为电流表，A、B间量程小于A、C间量程
B．甲图为电压表，A、B间量程小于A、C间量程
C．乙图为电流表，A、B间量程小于A、C间量程
D．乙图为电压表，A、B间量程小于A、C间量程
【考点】把表头改装成电压表；把表头改装成电流表．
【专题】定量思想；推理法；恒定电流专题；推理论证能力．
【答案】B
【分析】根据电表的改装原理，串联分压和并联分流进行分析判断。
【解答】解：甲图是表头和电阻串联，乙图是表头和电阻并联，根据串联分压和并联分流的原理，甲图是电压表，乙图是电流表，甲图中接A、B比接A、C总电阻小，故接A、B量程小于接A、C量程，乙图中接表头支路最大电流为表头的满偏电流，但接A、B时AB间最大电压大于接A、C时AC间的最大电压，则接A、B时流过R1的电流更大，所以A、B间的量程大于A、C间的量程，故B正确，ACD错误。
故选：B。
【点评】考查电表的改装原理，明确电路的结构，会根据题意进行准确分析解答。
二．多选题（共4小题）
（多选）9．（2025春 佛山期末）如图所示为某烟雾报警装置简易原理图，M为烟雾传感器，其阻值RM随着烟雾浓度的增大而减小，R0为定值电阻，滑动变阻器R的滑片P调整至合适位置，电源电动势和内阻恒定不变，当烟雾浓度增大到一定程度时，电流表指针偏转到某区域，进而触发报警系统，已知电表均为理想电表，下列说法正确的是（　　）
A．当烟雾浓度增大时，电压表示数减小
B．当烟雾浓度增大时，电流表示数减小
C．滑片P向左移动可以提高报警灵敏度
D．当烟雾浓度增大时，烟雾传感器消耗的功率一定增大
【考点】电路动态分析．
【专题】定性思想；推理法；恒定电流专题；推理论证能力．
【答案】AC
【分析】、当烟雾浓度增大时，M的电阻减小，则电路中的总电阻减小，根据闭合电路的欧姆定律判断电压表和电流表示数的变化；根据电阻变化分析；不知道电源内阻和外电阻的关系，无法判断烟雾传感器消耗的功率变化。
【解答】解：AB、当烟雾浓度增大时，M的电阻减小，则电路中的总电阻减小，根据闭合电路的欧姆定律可知电路中的电流I增大，即电流表示数增大，根据U＝E﹣Ir可知电压表示数减小，故A正确，B错误；
C、当滑片P向左移动时，变阻器接入电路中的电阻减小，则电路中总电流增大，这样RM降低很小就会触发报警（同等条件下更容易触发了），所以增大了灵敏度，故C正确；
D、把定值电阻R0等效为电源的内阻，则滑动变阻器与RM并联的总功率为电源的输出功率，当烟雾浓度增大时，RM的阻值减小，滑动变阻器与RM并联的阻值减小，滑动变阻器两端的电压减小，则滑动变阻器的功率减小，但不知道滑动变阻器与RM并联的阻值与定值电阻和电源内阻之和的大小关系，无法确定滑动变阻器与RM并联后的总功率如何变化，故D错误。
故选：AC。
【点评】知道电路中任意一个电阻增加或减小，都会引起电路中总电阻的增大或减小，掌握闭合电路的欧姆定律的应用，以及电源输出功率的大小随外电阻的变化规律。
（多选）10．（2025 西湖区校级模拟）绝缘细圆环总质量为m，半径为R，电荷量为Q的正电荷均匀分布在圆环上。用外力使圆环从静止开始绕通过环心且垂直于环面的轴线加速转动，如图所示。角速度ω随时间t均匀增加，即ω＝λt（λ为已知量）。圆环转动形成等效电流，该电流产生的磁场通过圆环的磁通量与该电流成正比，比例系数为k（k为已知量），不计圆环上的电荷做加速运动时所产生的电磁辐射。以下说法正确的是（　　）
A．圆环转动形成等效电流的大小为I′
B．圆环中会产生大小为的感应电动势
C．圆环每转一圈动能增加2πλmR2
D．圆环每转一圈外力做功2πλmR2
【考点】等效电流的计算；从能量转化与守恒的角度解决电场中的问题．
【专题】定量思想；推理法；恒定电流专题；推理论证能力．
【答案】AC
【分析】根据电流的定义式计算；根据法拉第电磁感应定律计算；根据动能关系式计算；根据功能关系计算。
【解答】解：A、根据电流的定义可知圆环转动形成等效电流的大小为I′，故A正确；
B、根据法拉第电磁感应定律可得圆环中产生的感应电动势大小为E，故B错误；
C、设圆环转动一圈的初、末角速度分别为ω0、ωt，则有，圆环每转一圈动能增加，故C正确；
D、圆环每转一圈外力所做的功，一部分增加了电能，另一部分使圆环动能增加，圆环每转一圈电能的增加量，根据功能关系有W＝ΔEk+ΔE，故D错误。
故选：AC。
【点评】本题考查了电流的定义式和法拉第电磁感应定律的应用，知道在圆环转速增加的过程中的功能关系是解题的关键。
（多选）11．（2024秋 湛江期末）如图所示，曲线C1、C2分别是纯电阻直流电路中内、外电路消耗的电功率随电流变化的图像。由该图像可知下列说法正确的是（　　）
A．电源输出功率最大值为8W
B．电源的电动势为4V
C．电源的内电阻为1Ω
D．电源被短路时，电源消耗的最大功率可达16W
【考点】利用U﹣I图像交点的物理意义求解导体的实际功率；电源的总功率、输出功率和效率．
【专题】定量思想；推理法；恒定电流专题；推理论证能力．
【答案】BCD
【分析】当电源内阻和外电阻相等的时候，电源的输出功率最大，根据图像分析最大输出功率；电源输出功率最大时，根据图像得到电路中的电流以及输出电压，进而可得电源电动势，根据输出功率为零时的电流为短路电流计算电源内阻；根据P计算电源消耗的最大功率。
【解答】解：A、当电源内阻和外电阻相等的时候，电源的输出功率最大，由图可知电源的最大输出功率为4W，故A错误；
B、由图可知，当电路电流为I＝2A时，电源的输出功率最大，根据P＝UI可知，此时电源的输出电压为U＝2V，因为电源内阻等于外电阻，所以内电压和输出电压相等，则电源的电动势为E＝2U＝2×2V＝4V，故B正确；
C、由图可知电源的短路电流为4A，根据I可得，电源的内电阻为1Ω，故C正确；
D、电源被短路时，电源消耗的电功率为P，故D正确。
故选：BCD。
【点评】知道当电源内阻和外电阻相等的时候，电源的输出功率最大是解题的关键，掌握闭合电路的欧姆定律的应用是解题的基础。
（多选）12．（2024秋 阳江期末）如图所示，一台电动机线圈的阻值为R，一定值电阻的阻值也为R，将它们串联在电压为U的电路中，电动机恰好正常工作。下列说法正确的是（　　）
A．在相同的时间内定值电阻产生的焦耳热小于电动机产生的焦耳热
B．电动机两端的电压大于
C．电路中的电流大于
D．定值电阻的电功率小于
【考点】非纯电阻电路的能量转化特点；电功和电功率的计算．
【专题】定量思想；推理法；恒定电流专题；推理论证能力．
【答案】BD
【分析】根据焦耳定律分析；根据功能关系有UI＞I2 2R，据此分析电流；根据欧姆定律合串联电路电压的特点分析；根据功率计算公式分析。
【解答】解：A、根据串联电路电流的特点可知，流过定值电阻和电动机的电流相等，根据焦耳定律可知，相等时间内定值电阻和电动机产生的焦耳热相等，故A错误；
C、由于电动机消耗的电能仅一部分用于产生电热，根据功能关系有UI＞I2 2R，则电路中的电流小于，故C错误；
B、根据欧姆定律可知，结合上面C的分析可知，定值电阻两端的电压小于，结合串联电路电压的特点可知，电动机两端的电压大于，故B正确；
D、定值电阻两端的电压小于，电路中的电流小于，根据P＝UI可知，定值电阻的电功率，故D正确。
故选：BD。
【点评】知道电动机消耗的电能一部分转化为焦耳热，一部分转化为机械能是，进而判断电流的关系是解题的基础。
三．填空题（共4小题）
13．（2025 思明区校级三模）如图所示是一多用电表的内部结构电路图，其中表头G满偏电流为100μA，内阻为900Ω，使用不同接线柱时可用作量程分别为“1mA”和“1V”的电流表和电压表。
（1）若想要用作量程为“1V”的电压表，则应将接线柱 　a、c　 （填“a、b”，“b、c”或“a、c”）接入电路。
（2）其中R1＝　100　 Ω；R2＝　910　 Ω。
【考点】把表头改装成电流表．
【专题】定量思想；推理法；恒定电流专题；分析综合能力．
【答案】（1）a、c（2）100，910。
【分析】（1）表头改装成电流表需要并联一个分流电阻，改装成电压表需要串联一个分压电阻；
（2）根据欧姆定律和电路结构计算计算出R1和R2电阻值。
【解答】解：（1）接a、c时，相当于电流计串联一个电阻，则为电压表；
（2）接a、b时，其量程，代入数据解得：R1＝100Ω
接a、c时，可以将ab间等效为量程1mA的电流表，其等效内阻为
根据欧姆定律可得：
故答案为：（1）a、c（2）100，910。
【点评】熟练掌握电路结构，能够根据串并联电路中的电压、电流和电阻的关系计算各个物理量。
14．（2024秋 福州期末）某玩具的直流电动机线圈电阻一定，在线圈两端加上0.3V的电压时，电流为0.3A，此时因电压过低，电动机不能转动，则电动机的线圈电阻R为　1　 Ω；若在线圈两端加2V的电压，电流为0.8A，此时电动机正常工作。正常工作时，该电动机的输入电功率是　1.6　 W，电动机的输出机械功率是　0.96　 W。
【考点】计算电动机正常工作时输出的机械功或机械功率．
【专题】定量思想；归纳法；恒定电流专题；理解能力．
【答案】1，1.6，0.96。
【分析】根据欧姆定律计算电动机线圈电阻；根据P＝UI计算电动机的输入功率，根据输入功率、输出功率和发热功率之间的关系计算。
【解答】解：电动机线圈的电阻为R；电动机正常工作时的输入功率为P＝U2I2＝2×0.8W＝1.6W，电动机的输出功率为P出＝P
故答案为：1，1.6，0.96。
【点评】知道电动机在正常工作时是非纯电阻，掌握电动机的输入功率、输出功率和发热功率之间的关系是解题的基础。
15．（2024秋 青浦区校级期末）如图甲所示是吴老师家的部分家庭电路图，吴老师在家用甲台灯L2学习时，突然台灯L2的灯丝断了，而屋内的照明灯L1依然正常发光。甲、乙两根进户线中 　甲　 （选填“甲”或“乙”）是火线，若吴老师将屋内的照明灯L1的开关S1闭合，用试电笔检测灯L1两端的a、b两点，会发现 　b　 （选填“a”、“b”或“都”）能使试电笔的管发光。
【考点】根据电路故障分析电路现象．
【专题】定性思想；推理法；恒定电流专题；推理论证能力．
【答案】甲；b。
【分析】测电笔是用来辨别火线和零线的设备，即当用测电笔检测时，若是碰到火线，氖管会发光的。
【解答】解：开关连在火线和用电器之间，说明甲是火线；c孔不能使测电笔的氖管发光，则说明甲是零线；若吴老师将屋内的照明灯L1的开关S1闭合，用试电笔检测灯L1两端的a、b两点，b点连接火线，a点连零线，b点发光。
故答案为：甲；b。
【点评】知道家庭电路的连接和安全用电的知识是解决该题的关键。
16．（2023秋 福清市期末）两个电阻R1＝20Ω与R2＝10Ω按如图所示连接，若干路电流为I＝12A，则流过电阻R1的电流I1＝　4　 A，电阻R2两端电压U2＝　80　 V。
【考点】串联电路的特点及应用．
【专题】定量思想；方程法；恒定电流专题；理解能力．
【答案】4，80。
【分析】并联电路中各支路两端的电压相等，电流的分配与电阻成反比。
【解答】解：因为R1、R2并联，所以根据可得，通过的电流之比，
由并联电路的电流特点可得I1+I2＝I，
联立解得I1＝4A，I2＝8A，
电阻R2两端电压U2＝I2R2＝8×10V＝80V。
故答案为：4，80。
【点评】考查对并联电路中电压、电流关系的理解，运用欧姆定律解答。
四．解答题（共4小题）
17．（2025 海南模拟）酒店中送餐机器人为人们的生活提供了方便。其内部部分结构可简化为如图所示的电路，电源电动势E＝6V，内阻r＝1Ω，定值电阻R＝2Ω，电动机的线圈阻值rM＝1Ω。闭合开关S后，电动机正常工作，理想电压表的示数U＝3V，求：
（1）电源的输出功率；
（2）电动机的效率（结果保留小数点后两位）。
【考点】计算电动机正常工作时输出的机械功或机械功率．
【专题】定量思想；推理法；恒定电流专题；推理论证能力．
【答案】（1）电源的输出功率为5W；
（2）电动机的效率为66.67%。
【分析】（1）由闭合电路欧姆定律，可计算电路电流、路端电压，结合电功率公式，可计算电源的输出功率；
（2）由电动机的电功率、热功率公式，可计算电动机的输入功率、热功率；由电动机的输入功率、热功率、输出功率的关系，可计算电动机的输出功率；由电动机的效率公式，结合输入功率、输出功率，可计算电动机的效率。
【解答】解：（1）由闭合电路欧姆定律，电路中的电流为：，
电源的路端电压为：U路＝E﹣Ir，电源的输出功率：P＝U路I，
联立解得：P＝5W；
（2）由电动机的电功率、热功率公式，
可知输入功率：P入＝U路I，发热功率：，
解得P入＝3W，P热＝1W；
由电动机的输入功率、热功率、输出功率的关系，可知电动机的输出功率：P出＝P入﹣P热＝3W﹣1W＝2W，
由电动机的效率公式，可知电动机的效率：，解得η≈66.67%。
答：（1）电源的输出功率为5W；
（2）电动机的效率为66.67%。
【点评】本题考查涉及电动机的电路计算，注意电动机不适用欧姆定律。
18．（2024秋 梅州期末）如图所示，一对间距d＝0.1m、竖直放置的平行金属板M、N分别接于电路中电阻箱R的两端，平行金属板间产生的电场可视为匀强电场。现将一质量为m＝5×10﹣3kg、带电量绝对值为q＝3×10﹣4C的带电小球，用质量不计的绝缘细线悬挂于电场中某点。闭合S，电阻箱的阻值R调到25Ω，小球静止时悬线与竖直方向的夹角θ＝37°。电源电动势E0＝24V，内阻r＝1Ω，取sin37°＝0.6，g＝10m/s2。求：
（1）判断小球的电性，并简要说明判断依据；
（2）平行金属板M、N间的电压U；
（3）此时电源的总功率P和小灯泡的功率PL。
【考点】电源的总功率、输出功率和效率；电容器内的受力平衡问题．
【专题】计算题；学科综合题；定量思想；合成分解法；恒定电流专题；分析综合能力．
【答案】（1）带正电，见解析；
（2）平行金属板M、N间的电压U为12.5V；
（3）此时电源的总功率P为12W，和小灯泡的功率PL为5.5W。
【分析】（1）根据小球受到的电场力方向与电场方向的关系判断小球的电性；
（2）对小球，根据平衡条件求出电场强度，再由U＝Ed求平行金属板M、N间的电压U；
（3）对R，根据欧姆定律求出通过R的电流，根据P＝E0I求此时电源的总功率P。根据闭合电路欧姆定律求小灯泡的电压，再求其功率PL。
【解答】解：（1）根据图示可知，小球受到电场力方向向右，与电场方向相同，则小球带正电。
（2）对小球，根据平衡条件得
Fsinθ＝Eq
Fcosθ＝mg
又U＝Ed
解得U＝12.5V
（3）回路中的电流IA＝0.5A
电源总功率P＝E0I＝24×0.5W＝12W
小灯泡两端的电压UL＝E0﹣I（R+r）＝24V﹣0.5×（25+1）V＝11V
小灯泡的功率PL＝ULI＝11×0.5W＝5.5W
答：（1）带正电，见解析；
（2）平行金属板M、N间的电压U为12.5V；
（3）此时电源的总功率P为12W，和小灯泡的功率PL为5.5W。
【点评】本题考查对电路特点的分析和带电小球c在电场中平衡问题的理解，根据小球的受力情况求出电场力，进而求出场强的大小是关键。
19．（2025春 张家口月考）有一种测量体重的电子秤，其原理如图所示。它主要由三部分构成：踏板和压力杠杆ABO、压力传感器R（一个阻值可随压力大小变化的电阻）、显示质量的仪表G（其实质是电流表）。其中AO：BO＝4：1。已知压力传感器的电阻与其所受压力的函数关系式为R＝250﹣0.5F（Ω），踏板的杠杆组件的质量不计，接通电源后，压力传感器两端电压恒为5.0V。
（1）该秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表刻度盘多少毫安处；
（2）现有一孩子静止站在踏板上，电流表刻度盘示数为25mA，求这个孩子的质量。（重力加速度g取10m/s2）。
【考点】用闭合电路的欧姆定律计算电路中的电压、电流或电阻．
【专题】计算题；学科综合题；定量思想；等效替代法；恒定电流专题；分析综合能力．
【答案】（1）该秤零刻度线应标在电流表刻度盘的20mA处；
（2）这个孩子的质量为40kg。
【分析】（1）根据R＝250﹣0.5F（Ω），求出踏板空载时压力传感器的电阻，再由欧姆定律求出电路中电流；
（2）当电流表刻度盘示数为25mA，根据欧姆定律求出压力传感器的电阻，结合R＝250﹣0.5F（Ω）求出F，最后根据力矩平衡条件求孩子的质量。
【解答】解：（1）电子秤空载时压力传感器受到的压力为零，根据R＝250﹣0.5F（Ω）可知，压力传感器的电阻R1＝250Ω
电路中的电流为
即该秤零刻度线应标在电流表刻度盘的20mA处。
（2）当电流表刻度盘的示数为I2＝25mA时，压力传感器的电阻为
由R＝250﹣0.5F（Ω），解得F＝100N
再由力矩平衡条件有
F AO＝G BO
可得G＝400N
故孩子的质量为mkg＝40kg
答：（1）该秤零刻度线应标在电流表刻度盘的20mA处；
（2）这个孩子的质量为40kg。
【点评】本题是力矩平衡条件和欧姆定律的综合应用，要理解电子秤的工作原理，掌握压力传感器的电阻与其所受压力的函数关系式是解答的关键。
20．（2024秋 广东期末）面对当今世界能源危机，我国大力推广新能源汽车，某纯电汽车内部有两套电源系统：一套是高压动力电池系统，动力电池满电时电池储存的电能为E0＝85.4kW h，车辆百公里综合电耗为k＝14kW h；另一套为低压照明电池系统，内部电路如图所示，电源电动势E＝18V、内阻r＝1Ω，电动机M的内阻R＝1Ω，灯泡L标有“12V 24W”字样且内阻恒定。
（1）动力电池系统在满电条件下，求该电车的续航里程x；
（2）照明电池系统中，闭合开关S，若灯泡L恰好正常发光，求电源输出功率P1和电动机输出功率P2。
【考点】已知电功率求解电路的电压、电流和电阻等物理量；电源的总功率、输出功率和效率；电功和电功率的计算．
【专题】计算题；定量思想；等效替代法；恒定电流专题；分析综合能力．
【答案】（1）该电车的续航里程x为610km；
（2）电源输出功率P1和电动机输出功率P2分别为72W，32W。
【分析】（1）根据动力电池满电时电池储存的电能与车辆百公里综合电耗之比，来求该电车的续航里程x；
（2）照根据闭合电路欧姆定律求出干路电流，再求电源输出功率P1和电动机输出功率P2。
【解答】解：（1）动力电池系统在满电条件下，该电车的续航里程为
代入数据解得
x＝610km
（2）照明电池系统中，闭合开关S，灯泡L正常发光，根据闭合电路欧姆定律得
U＝U灯＝E﹣I干r
电源输出功率为
P1＝UI干
代入数据解得
P1＝72W
对于灯泡有
P灯＝U灯I灯
电动机输出功率为
代入数据解得
P2＝32W
答：（1）该电车的续航里程x为610km；
（2）电源输出功率P1和电动机输出功率P2分别为72W，32W。
【点评】解答本题时，首先要读懂题意，其次要搞清电路结构，明确各部分功率关系。
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