2.1 电路中的能量问题 突破训练 Word版含答案

电路中的能量问题
1.如图所示的电路中，电源内阻忽略不计，电动势为E，电阻R1、R2阻值相等。保持R1的阻值不变，改变R2的阻值，则关于R2消耗的功率P的说法正确的是(　　)
A．R2增大，P增大；R2减小，P减小
B．R2增大，P减小；R2减小，P增大
C．无论R2是增大还是减小，P均减小
D．无论R2是增大还是减小，P均增大
解析：选C　假设R1是电源的内阻，则根据外电阻等于电源内阻时，电源的输出功率(外电路消耗功率)最大，可知R1＝R2时，R2消耗的功率最大，所以当改变R2阻值时，无论是增大还是减小，P均减小。故C正确。
2. 如图所示，电源电动势E＝10 V，内阻r＝0.2 Ω，标有“8 V　16 W”的小灯泡L恰好能正常发光，电动机线圈电阻R0＝0.15 Ω，则电源的输出功率为(　　)
A．16 W　　　　　　　 B．440 W
C．80 W D．400 W
解析：选C　电路的总电流I＝＝ A＝10 A，则电源的输出功率为P＝IU额＝10×8 W＝80 W，C对。
3.如图所示电路中，电源为恒流源，能始终提供大小恒定的电流。R0为定值电阻，移动滑动变阻器R的滑片，则选项图中表示电压表示数U、电路总功率P随电流表示数I变化的关系图像，可能正确的是
(　　)
解析：选C　由题图知R0与R并联，电压表测电源电压，电流表测R支路的电流，设电源提供的电流恒定为I总，根据并联电路特点可知：U＝U0＝I0R0＝(I总－I)R0＝－IR0＋I总R0，其中I总、R0为定值，由U＝－R0I＋I总R0，可知U与I的图像为一次函数图像，且－R0<0，故A、B错误；由电功率的计算公式知，电路消耗总功率：P＝UI总＝(I总－I)R0×I总＝－I总R0I＋I总2R0，其中I总、R0为定值，由P＝－I总R0I＋I总2R0，可知P与I的图像为一次函数图像，－I总R0<0，且I、P不会为0，故C正确，D错误。
4．如图所示，平行板电容器中带电质点P原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器R2的滑片向下端移动时(　　)
A．电压表示数增大
B．电流表示数减小
C．质点P将向下运动
D．R1消耗的功率减小
解析：选C　由题图可知，滑动变阻器R2与R3并联后与R1串联，电容器与R3并联；当滑动变阻器R2的滑片向下端移动时，R2减小，则电路中总电阻减小；由闭合电路欧姆定律可知，电路中总电流增大，路端电压减小，R1两端的电压增大，可知并联部分的电压减小，电压表示数减小，A错误；由上述分析可知R3两端电压减小，则通过R3的电流减小，又总电流增大，可知电流表示数增大，B错误；因电容器两端电压减小，板间场强减小，质点P受到向上的电场力减小，故质点P将向下运动，C正确；因通过R1的电流增大，由P＝I2R可知，R1消耗的功率增大，D错误。
5．如图甲所示电路中，不计电表对电路的影响，移动滑动变阻器的滑片，图乙中图线a、b表示电压表V1和V2随电流表A的示数变化规律，下列判断不正确的是(　　)
A．图线a的延长线与纵轴交点的坐标值等于电源电动势
B．图线b斜率的绝对值等于电源的内阻
C．图线a、b交点的横、纵坐标之积等于此状态下电源的输出功率
D．图线a、b交点的横、纵坐标之积等于此状态下电阻R0消耗的功率
解析：选B　当滑动变阻器滑片向右移动时，电阻减小，电流增大，电流表A的示数增大，电压表V2的示数增大，V1的示数减小，所以图线b是电压表V2示数的变化情况，图线a是电压表V1示数的变化情况；当外电路电阻无限大时，电路中电流为0，故此时电压表V1的示数就是a的延长线与纵轴交点的坐标值，它等于电源的电动势，A正确；图线b斜率的绝对值等于电阻R0的阻值，B错误；图线a、b相交时，滑动变阻器被短路，图线a、b交点的横、纵坐标之积等于此状态下电源的输出功率，也等于电阻R0消耗的功率，C、D正确。
6.(多选)如图所示电路中，电源内阻不可忽略，在滑动变阻器的滑片P由b端向a端滑动的过程中，下列描述正确的是(　　)
A．电压表示数增大，电流表示数减小
B．电压表示数减小，电流表示数增大
C．电路中的总电阻增大
D．电源的输出功率增大
解析：选AC　滑片P由b端向a端滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻增大，电路中总电阻增大，干路电流减小，路端电压增大，电阻R1分压减小，并联支路电压增大，通过电阻R2的电流增大，总电流等于通过电阻R2和通过
电流表的电流之和，所以通过电流表的电流减小，由于不知道外电阻与电源内阻的关系，所以无法确定电源的输出功率如何变化；综上可知，选项A、C对，B、D错。
7.(多选)如图所示电路，电源电动势为E，内阻为r，当开关S闭合后，小型直流电动机M和指示灯L都恰能正常工作。已知指示灯L的电阻为R0，额定电流为I，电动机M的线圈电阻为R，下列说法中正确的是(　　)
A．电动机的额定电压为IR
B．电动机的输出功率为IE－I2R
C．电源的输出功率为IE－I2r
D．整个电路的热功率为I2(R0＋R＋r)
解析：选CD　电动机的额定电压U1＝E－I(R0＋r)，A错误；电动机的输入功率P＝U1I，电动机的热功率P热＝I2R，则电动机的输出功率P2＝P－I2R＝IE－I2(R0＋R＋r)，B错误；电源的输出功率P出＝IE－I2r，C正确；整个电路的热功率Q＝I2(R0＋R＋r)，D正确。
8.(多选)如图所示，a、b分别表示一个电池组和一只电阻的伏安特性曲线。下列说法正确的是(　　)
A．电池组的内阻是1 Ω
B．电阻的阻值为0.33 Ω
C．将该电阻接在该电池组的两端，电池组的输出功率将是 4 W
D．改变外电阻的阻值时，该电池组的最大输出功率是4 W
解析：选AD　题图中，a图线斜率的绝对值的倒数等于电池组的内阻，则电池组的内阻是r＝＝ Ω＝1 Ω，选项A正确；b图线的斜率的倒数等于电阻R，则R＝＝ Ω＝3 Ω，选项B错误；由a图线可知，电源的电动势为E＝4 V，将该电阻接在该电池组的两端，电池组的输出功率将是P＝2R＝2×3 W＝3 W，选项C错误；改变外电阻的阻值时，该电池组的最大输出功率为Pm＝＝ W＝4 W，选项D正确。