章末知识网络建构
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[备选答案]
提示：将以下答案前的字母填入左侧正确的位置。
A．电势能 B．I2Rt
C．I2R
D．U内＋U外
E．转移 F．
G．转化 H．不变
I．消失 J．UIt
K．产生 L．
M．降低 N．UI
O．Ir
答案：A L M
J N B C F
D O K I G
E H单元过关检测(四)
(时间：75分钟 分值：100分)
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1．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＝，可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。
2．如图所示，R是光敏电阻，当它受到的光照强度增大时，电阻减小，则( )
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A．灯泡L变暗
B．光敏电阻R上的电压增大
C．电压表V的读数减小
D．电容器两极板间电场强度变小
解析：选C。当R受到的光照强度增大时，电阻减小，根据I＝，知电流增大，因此灯泡变亮，故A错误；根据串联电路电阻分压UR＝E＝E，可知光敏电阻R减小，则其上的电压也减小，故B错误；路端电压U＝E－Ir，可知电流增大，路端电压减小，即电压表V的读数减小，故C正确；灯泡两端电压UL＝IRL，因为电流变大，故灯泡两端的电压变大，也即电容器两端的电压变大，根据E＝＝，可知电容器两极板间电场强度变大，故D错误。
3．如图所示的电路中，A、B为相同的两个灯泡，当滑动变阻器的滑片向D滑动时( )
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A．A灯变亮，B灯变暗
B．A灯变暗，B灯变亮
C．A、B灯均变暗
D．A、B灯均变亮
解析：选C。当滑片向下滑动时，滑动变阻器的阻值变小，电路的总电阻变小，据闭合电路欧姆定律知总电流变大，内电压增大，所以路端电压减小，可知A灯变暗，再据干路电流变大，A灯电流变小，所以电源右侧电路的电流增大，电阻R上的电流变大，所以分压增大，但是路端电压减小，所以B灯和滑动变阻器上的电压变小，B灯实际功率变小，则B灯变暗。
4．在如图所示电路中，电源电动势为10 V，内阻为1 Ω，指示灯L的阻值为16 Ω，电动机M线圈电阻为2 Ω，当开关S闭合时，电动机正常工作，指示灯L的电功率为4 W，电流表为理想电表，那么下列说法正确的是( )
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A．流过电动机M的电流为2.0 A
B．电动机机械功的功率为12 W
C．电动机的机械效率为62.5%
D．电源的输出功率为20 W
解析：选C。指示灯的功率PL＝IRL＝，得IL＝0.5 A，U＝8 V，由E＝U＋Ir得流过电流表的电流I＝2 A，流过电动机的电流IM＝I－IL＝1.5 A，故A错误；电动机的输入功率PM＝UIM＝8×1.5 W＝12 W，热功率PQ＝IRM＝1.52×2 W＝4.5 W，输出的机械功率P＝PM－PQ＝7.5 W，电动机效率η＝×100%＝62.5%，故B错误，C正确；电源的输出功率P出＝UI＝8×2 W＝16 W，故D错误。
5．在如图所示的电路中，电压表为理想电表，电源内阻为r，滑动变阻器总电阻为R2，R1＋R2＞r＞R1，滑动变阻器滑片由a滑向b，下列说法正确的是( )
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A．电源的效率先变大再减小
B．电源输出功率先增大再减小
C．电压表示数先增大再减小
D．灵敏电流计G的电流方向为d→c
解析：选B。滑动变阻器滑片由a滑向b，则R2阻值变大，电源的效率η＝＝，可知外电阻变大，则电源的效率变大，A错误；当外电阻等于内阻时电源输出功率最大，因R1＋R2＞r＞R1，滑动变阻器滑片由a滑向b，则R2阻值变大，外电阻先靠近电源内阻后远离电源内阻，可知电源输出功率先增大后减小，B正确；外电阻变大，总电流减小，则路端电压变大，即电压表示数增大，C错误；路端电压变大，R1两端电压减小，则滑动变阻器两端电压变大，电容器两端电压变大，电容器充电，则灵敏电流计G的电流方向为c→d，D错误。
6．将一电源与一电阻箱连接成闭合回路，测得电阻箱所消耗功率P与电阻箱读数R变化的曲线如图所示，由此可知( )
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A．当电阻箱的电阻增大时，电源的输出功率一定增大
B．电源内阻一定等于5 Ω
C．电源电动势为9 V
D．电阻箱所消耗功率P最大时，电源效率小于50%
解析：选B。将一电源与一电阻箱连接成闭合回路，测得电阻箱所消耗功率等于电源的输出功率，当电阻箱的电阻小于电源内阻，电阻箱的电阻增大时，电源的输出功率逐渐增大，当电阻箱的电阻大于电源内阻，电阻箱的电阻增大时，电源的输出功率逐渐减小，故A错误；当外电路电阻等于电源内阻时，电源的输出功率最大，即测得电阻箱所消耗功率最大，电源内阻r＝R＝5 Ω，故B正确；电阻箱所消耗的最大功率Pm＝I2R，解得电流I＝3 A，根据闭合电路的欧姆定律，电源电动势E＝I(R＋r)＝30 V，故C错误；电阻箱所消耗功率P最大时，电源效率η＝×100%＝×100%＝×100%＝50%，故D错误。
7．如图所示，G为灵敏电流计，V为理想电压表，R1、R2为定值电阻，R3是一根盐水柱(封于橡皮管内，与电路保持导通)，平行板电容器两极板水平，开关S闭合后，电容器两板间的带电油滴恰好静止，则握住盐水柱两端将它竖直均匀拉伸的过程中(忽略温度对电阻的影响)( )
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A．通过电阻R3的电流增大
B．V表示数减小
C．油滴向上运动
D．G表中有从a到c的电流
解析：选C。盐水柱体积V不变，将它竖直均匀拉伸的过程中长度L变长，横截面积S变小，根据电阻定律R＝ρ可知电阻R3的阻值变大，则电路中的总电阻阻值变大，则干路电流I1变小，根据闭合电路欧姆定律E＝U＋I1(R1＋r)，可知电压表示数U增大，则通过定值电阻R2的电流I2增大，根据I1＝I2＋I3，可知通过电阻R3的电流变小，故A、B错误；电压表示数U增大，即平行板电容器两极板间的电压增大，根据E＝可知平行板电容器两极板间电场强度E增大，则油滴受到的电场力大于重力，油滴向上运动，故C正确；根据平行板电容器的公式C＝＝，得平行板电容器的电容不变，极板电压增大，则极板电荷量增大，电容器充电，上级板与电源正极相连，则G表中有从c到a的电流，故D错误。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题意，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。
8．如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，R1为定值电阻，C为电容器，电流表和电压表均为理想电表。闭合开关S至电路稳定后，将滑动变阻器的滑片向b端移动一段距离，电压表V1的示数变化量的绝对值为ΔU1，电流表A1的示数变化量的绝对值为ΔI1，则( )
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A．R1消耗的功率变小
B．的值等于电源内阻r
C．V1、V2的读数减小，A1、A2的读数增大
D．电容器处于充电状态
解析：选BC。将滑片向b端移动一段距离，R2阻值减小，总电阻减小，总电流变大，则通过R1的电流变大，R1消耗的功率变大，A1、A2的读数增大，内阻上的电压变大，路端电压减小，即V1的读数减小，R1两端的电压变大，则R2两端的电压减小，即V2的读数减小，A错误，C正确；因U1＝E－I1r，则＝r，B正确；V2的读数减小，则电容器两板间电压减小，则电容器处于放电状态，D错误。
9．如图所示的电路中，电源的电动势为6 V，内阻为1 Ω，R1为2 Ω，R2的最大阻值为3 Ω，闭合开关，下列说法正确的是( )
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A．当R2为1 Ω时，R1消耗的功率最大
B．通过改变R2的阻值，路端电压的最大值为5 V，最小值为4 V
C．R2的阻值越小，R1消耗的功率越大
D．当R2的阻值为3 Ω时，R2消耗的功率最大
解析：选BCD。根据题意可知，R1消耗的功率P＝I2R1，可知电流最大时，功率最大，由闭合回路欧姆定律有I＝，可知当R2＝0时，电流最大，R1消耗的功率最大，故A错误，C正确；由闭合回路欧姆定律可得，路端电压U＝E－，可知当R2最大时，路端电压最大，Umax＝(6－)V＝5 V，当R2最小时，路端电压最小，Umin＝(6－)V＝4 V，故B正确；R2消耗的功率P2＝EI－I2(R1＋r)，由数学知识可知，当I＝时， 消耗的功率最大，结合闭合回路欧姆定律有R2＝R1＋r＝3 Ω，故D正确。
10．图甲为某电源的U－I图线，图乙为某小灯泡的U－I图线的一部分，则下列说法正确的是( )
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A．电源的内阻为10 Ω
B．当小灯泡两端的电压为2.5 V时，它的电阻约为5 Ω
C．把电源和小灯泡组成闭合回路，小灯泡两端的电压约为1.0 V
D．把电源和小灯泡组成闭合回路，小灯泡的功率约为0.48 W
解析：选BD。结合题图甲，电源的内阻r＝＝ Ω＝7.5 Ω，故A错误；由题图乙可知，当小灯泡两端的电压为2.5 V时，通过的电流为0.5 A，故小灯泡的电阻约为R＝＝5 Ω，故B正确；把电源和小灯泡组成闭合回路，将甲、乙两图叠加到一起，图像的交点即小灯泡的电压、电流，如图所示，可得小灯泡两端的电压约为U＝1.3 V，电流约为I＝0.37 A，故小灯泡的功率约为P＝UI＝1.3×0.37 W≈0.48 W，故C错误，D正确。
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三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11．(8分)某实验小组选用以下器材测定电池组的电动势和内阻，要求测量结果尽量准确。
电压表(量程0～3 V，内阻约为3 kΩ)
电流表(量程0～0.6 A，内阻约为1 Ω)
滑动变阻器(0～20 Ω，额定电流1 A)
待测电池组(电动势约为3 V，内阻约为1 Ω)
开关、导线若干
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(1)该小组连接的实物电路如图甲所示，经仔细检查，发现电路中有一条导线连接不当，这条导线对应的编号是________。
(2)改正这条导线的连接后开始实验，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于滑动变阻器的________(选填“a”或“b”)端。
(3)该小组得到了几组电压表读数U和对应的电流表读数I，并作出U－I图像如图乙所示。根据图像可知，电池组的电动势为________V，内阻为________Ω。(结果均保留2位有效数字)
解析：(1)5号导线连接错误，应该接在电源的正极接线柱上。
(2)闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于滑动变阻器的a端，在闭合开关后，电路中的电流较小，以免烧毁电流表。
(3)图线的纵截距表示电源电动势，则有E＝2.9 V
图线斜率的绝对值表示内阻，则有r＝ Ω＝5.8 Ω。
答案：(1)5 (2)a (3)2.9 5.8
12．(10分)某实验小组用图甲所示电路测量电源E的电动势和内阻，图中电压表V的最大量程为3 V，虚线框内为用电流计G改装的电流表。
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(1)已知电流计G的满偏电流IG＝200 mA、内阻rG＝0.30 Ω，电路中已将它改装为最大量程600 mA的电流表，则R1＝________Ω。
(2)通过移动变阻器R的滑片，得到多组电压表V的读数U和电流计G的读数，作出图乙所示的图像。某次测量时，电压表V的示数如图丙所示，则此时电压表的读数为______V，通过电源E的电流为______mA。
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(3)电源E的电动势等于________V，内阻等于________Ω。(结果取3位有效数字)
解析：(1)要并联的电阻R1＝＝ Ω＝0.15 Ω。
(2)电压表的最小刻度为0.1 V，则读数为2.60 V，由图像读出电流计G的读数为100 mA，通过电源的电流等于通过电流计的3倍，则通过电源E的电流为300 mA。
(3)由图像纵轴截距可知，电源电动势E＝2.95 V
通过电源的电流等于通过电流计的3倍，则当电流计电流为160 mA时，通过电源的电流为3×160 mA＝480 mA＝0.48 A，改装后的电流表内阻RA＝ Ω＝0.1 Ω
则电源内阻r＝－RA＝ Ω－0.1 Ω≈1.05 Ω。
答案：(1)0.15 (2)2.60 300 (3)2.95 1.05
13．(10分)图甲所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1＝9 Ω，R3为滑动变阻器，当其滑片P从最左端滑至最右端时，测得电源的路端电压随干路电流变化图线如图乙所示。求：
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(1)定值电阻R2的阻值；
(2)电源的内阻；
(3)电源输出的功率最大时，R3接入电路的阻值。
解析：(1)当P滑到R3的最右端时，电路参数对应题图乙中的B点，此时等效于R2直接接在电源两端，则R2＝＝0.5 Ω。
(2)电源U－I图线的斜率的绝对值表示内阻，即r＝＝2 Ω。
(3)设电路外电阻为R，电源电动势为E，则电源的输出功率P＝I2R＝＝，根据数学知识可知当R＝r时，P最大，则此时＋R2＝r
解得R3＝1.8 Ω。
答案：(1)0.5 Ω (2)2 Ω (3)1.8 Ω
14．(12分)在如图所示的电路中，两电表均为理想电表，当滑动变阻器的滑片位于最左端时，两电表的示数分别为10 V、0.2 A；当滑动变阻器的滑片位于最右端时，两电表的示数分别为4 V、0.5 A。已知R1＝84 Ω，求：
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(1)滑动变阻器的最大电阻值；
(2)电源的电动势E、内阻r。
解析：(1)当滑动变阻器的滑片位于最右端时，有IR2＝U
当滑动变阻器的滑片位于最左端时，有I′R外＝U′
又R外＝＋R2
解得R3＝84 Ω。
(2)当滑动变阻器的滑片位于最右端时U＋Ir＝E
当滑动变阻器的滑片位于最左端时U′＋I′r＝E
联立解得E＝14 V，r＝20 Ω。
答案：(1)84 Ω (2)14 V 20 Ω
15．(14分)如图所示的电路中，电源电动势E＝12 V，内阻r＝1.0 Ω，电动机的电阻R0＝1.0 Ω，电阻R1＝2.0 Ω。电动机正常工作时，理想电压表的示数U1＝4.0 V。
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(1)求电源的输出功率。
(2)求电动机转化为机械能的功率。
(3)若电动机被卡住不转了，它消耗的功率又是多少？
解析：(1)由欧姆定律可知，通过电阻R1的电流I＝＝ A＝2 A
电源的输出电压U＝E－Ir＝12 V－2×1.0 V＝10 V
电源的输出功率P出＝UI＝10×2 W＝20 W。
(2)电动机的电压UM＝U－U1＝10 V－4.0 V＝6.0 V
电动机的输入功率P入＝UMI＝6.0×2 W＝12 W
电动机的热功率P热＝I2R0＝22×1 W＝4 W
电动机转化为机械能的功率P机＝P电－P热＝12 W－4 W＝8 W。
(3)电动机被卡住不转时，电动机可看成纯电阻，则电路电流I′＝＝ A＝3 A
电动机消耗的功率P消＝I′2R0＝32×1.0 W＝9 W。
答案：(1)20 W (2)8 W (3)9 W
