第4章测评—2020-2021学年新教材鲁科版（2019）高中物理必修三同步检测（word含答案）

第4章测评
(时间:60分钟　满分:100分)
一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分。第1~8题每小题中只有一个选项符合题目要求。第9~12题有多个选项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
1.两个电源的U-I图像如图所示,从图像中可以看出(　　)
　　 　　　　　　　　　　　　　　

A.电池a的电动势较大,内电阻较大
B.电池a的电动势较小,内电阻较小
C.电池b的电动势较小,内电阻较大
D.电池b的电动势较大,内电阻较小
2.(2019~2020学年北京怀柔高二上期末)如图所示,当滑动变阻器R3的滑动触头P向b端移动时(　　)

A.电压表示数变小,电流表示数变大
B.电压表示数变小,电流表示数变小
C.电压表示数变大,电流表示数变大
D.电压表示数变大,电流表示数变小
3.(2019~2020学年山西运城高二上期末)如图是一火警报警器的部分电路示意图,其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器。电流表A为值班室的显示器。a、b之间接报警器,已知R2的阻值随温度的升高而减小。当传感器R2所在处出现火情时,显示器的电流I,R1端的电压U的变化情况是(　　)

A.I变大,U变大
B.I变大,U变小
C.I变小,U变大
D.I变小,U变小
4.(2019~2020学年宁夏银川一中高二上期末)如图所示,直线OAC为某一直流电源的总功率P总随电流I变化的图线,抛物线OBC为同一直流电源内部热功率Pr随电流I变化的图线。若A、B对应的横坐标为2 A,那么线段AB表示的功率及I=2 A对应的外电阻是(　　)

A.6 W、2 Ω B.4 W、2 Ω
C.2 W、1 Ω D.2 W、0.5 Ω
5.(2019~2020学年湖南张家界高二上期末考试)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(　　)

A.灯泡L变暗
B.光敏电阻R上的电压增大
C.电压表V的读数增大
D.电容器C的带电荷量增大
6.(2019~2020学年湖南两校联考)在温控电路中,通过热敏电阻阻值随温度的变化可实现对电路相关物理量的控制。如图所示,R1为电阻箱,R2为半导体热敏电阻,C为电容器。已知热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,则有(　　)

A.若R1固定,当环境温度降低时电压表的示数减小
B.若R1固定,当环境温度降低时R1消耗的功率增大
C.若R1固定,当环境温度降低时,电容器C的电荷量减少
D.若R1固定,环境温度不变,当电容器C两极板间的距离增大时极板之间的电场强度减小
7.(2019~2020学年宁夏银川一中高二上期末)如图所示,平行金属板中带电质点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R4的滑片向b端移动时,则(　　)

A.电压表读数增大
B.电流表读数减小
C.质点P将向上运动
D.R3上消耗的功率逐渐减小
8.(2019~2020学年四川广元高二上期末教学质量检测)如图甲所示,M为一电动机,当滑动变阻器R的滑片从一端滑到另一端的过程中,两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙所示。已知电流表读数在0.2 A以下时,电动机没有发生转动。不考虑电表对电路的影响,以下判断正确的是(　　)

A.电源的电动势为3.4 V
B.滑动变阻器滑片向右滑动时,V2读数逐渐减小
C.电路中电动机的最大输出功率为0.9 W
D.滑动变阻器的最大阻值为30 Ω
9.(2019~2020学年湖北宜昌部分示范高中教学协作体高二上期末)如图所示的电路,电源内阻不可忽略,电表为理想电表。当滑动变阻器的滑片向下滑动时(　　)

A.电流表A的示数减小
B.电流表A的示数增大
C.电压表V的示数减小
D.电压表V的示数增大
10.(2019~2020学年广东梅州高二上质量抽测)如图所示,电动势为E、内阻为r的电池与定值电阻R0、滑动变阻器R串联,已知R0=r,滑动变阻器的最大阻值为2r。当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动时,下列说法中正确的是(　　)

A.电路中的电流变大
B.电源的输出功率先变大后变小
C.滑动变阻器消耗的功率变小
D.定值电阻R0上消耗的功率先变大后变小
11.(2019~2020学年广东梅州高二上质量抽测)如图所示的U-I图像中,直线Ⅰ为某电源路端电压与电流的关系图线,直线Ⅱ为某一电阻R的U-I图线。用该电源与电阻R连接成闭合电路,由图像可知(　　)

A.R的阻值为1.5 Ω
B.电源电动势为3.0 V,内阻为1.5 Ω
C.电源的输出功率为3.0 W
D.电阻R消耗的功率为1.5 W
12.(2019~2020学年山西运城高二上期末)如图所示的闭合电路中,当滑动变阻器的滑片P从左端滑向右端的过程中,两个电压表示数的变化量的大小分别为ΔU1、ΔU2,电流表示数的变化量为ΔI,则(　　)

A.ΔU1>ΔU2 B.ΔU1<ΔU2
C.ΔU1ΔI=ΔU2ΔI D.ΔU1ΔI<ΔU2ΔI
二、非选择题(本题共6个小题,共60分)
13.(10分)(2019~2020学年湖南长沙雅礼教育集团高二上期末考试)
(1)图甲是简易多用电表的电路图。图中E是电池;R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻,R6是可变电阻;表头的满偏电流为500 μA,内阻Rg=200 Ω,R1=20 Ω,R2=120 Ω。虚线方框内为换挡开关,A端和B端分别与两表笔相连。A端与　　　　　(填“红”或“黑”)色表笔相连接。该多用电表5个挡位为直流电压50 V挡和500 V挡,直流电流1 mA挡和10 mA挡,欧姆“×1 Ω”挡。B接　　　　　(填“1”或“2”)为10 mA挡,R4=　　　　　kΩ。若电源电动势为1.5 V,内阻忽略不计,R3=400 Ω,则欧姆挡中值电阻为　　　　　 Ω。?
(2)如图乙,如果用欧姆挡来测电阻,当用“×100 Ω”挡测量时,若指针指在∞刻线附近,则应换用　　　　　(填“×1”“×10”或“×1 k”)挡,换挡之后应先将红、黑表笔短接,调节部件　　　　　(填“S”或“T”),进行　　　　　(填“欧姆调零”或“机械调零”),使指针对准电阻的“0”刻线,再将待测电阻接入红黑表笔之间。?

14.(10分)(2019~2020学年陕西咸阳高二上期末教学质量检测)某同学用图甲所示的电路测量一节干电池的电动势和内电阻。

(1)图甲中虚线框内是满偏电流为100 mA、表头电阻为9 Ω的毫安表改装成量程为0.6 A的电流表,电阻R1的电阻值为　　　　　Ω;?
(2)某次测量时毫安表的示数如图乙所示,则此时通过电池的电流为　　　　　A;?
(3)实验得到的电压表示数U与毫安表示数I的关系图线如图丙所示。则电源的电动势E=　　　　　V,内阻r=　　　　　Ω。(结果均保留到小数点后两位)?

15.(10分)(2019~2020学年北京师大附中高二上期末考试)在如图所示的电路中,电阻箱的阻值R是可变的,电源的电动势为E,电源的内阻为r,其余部分的电阻均可忽略不计。

(1)闭合开关S,写出电路中的电流I和电阻箱的电阻R的关系表达式;
(2)若电源的电动势E为3 V,电源的内阻r为1 Ω,闭合开关S,当把电阻箱R的阻值调为14 Ω时,电路中的电流I为多大?此时电源两端的电压(路端电压)U为多大?



16.(14分)如图所示,甲、乙两电路中电源电动势均为E=12 V,内阻均为r=3 Ω,电阻R0=1 Ω,直流电动机内阻R0'=1 Ω,调节滑动变阻器R1、R2,使甲、乙两电路的电源输出功率均为最大,且此时电动机刚好正常工作,已知电动机的额定功率为6 W,求:

(1)电动机的热功率P热;
(2)此时滑动变阻器R1、R2连入电路部分的阻值。



17.(16分)如图所示的电路中,所用电源的电动势E=4 V,内电阻r=1 Ω,电阻R1可调。现将R1调到3 Ω后固定。已知R2=6 Ω,R3=3 Ω。

(1)开关S断开和接通时,通过R1的电流分别为多大?
(2)为了使A、B之间电路的电功率在开关S接通时能达到最大值,应将R1的阻值调到多大?这时A、B间消耗的最大电功率是多少?

第4章测评
(时间:60分钟　满分:100分)
一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分。第1~8题每小题中只有一个选项符合题目要求。第9~12题有多个选项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
1.两个电源的U-I图像如图所示,从图像中可以看出(　　)
　　 　　　　　　　　　　　　　　

A.电池a的电动势较大,内电阻较大
B.电池a的电动势较小,内电阻较小
C.电池b的电动势较小,内电阻较大
D.电池b的电动势较大,内电阻较小
解析根据闭合电路欧姆定律知U=E-Ir,故U-I图像中图像与纵轴的交点等于电源的电动势,由题图可知,a的电动势较大,图像斜率的绝对值表示电源的内阻,a的斜率的绝对值较大,故a的内阻较大,故A正确,B、C、D错误。
答案A
2.(2019~2020学年北京怀柔高二上期末)如图所示,当滑动变阻器R3的滑动触头P向b端移动时(　　)

A.电压表示数变小,电流表示数变大
B.电压表示数变小,电流表示数变小
C.电压表示数变大,电流表示数变大
D.电压表示数变大,电流表示数变小
解析当变阻器R3的滑动触头P向b端移动时,滑动变阻器接入电阻减小,电路中总电阻减小,由闭合电路欧姆定律可得,电路中总电流增大,内电压增大,因此路端电压减小,故电压表示数变小;将R1等效为内阻,则可知并联部分电压一定减小,故流过R2的电流减小,因总电流增大,故电流表示数变大。故A正确,B、C、D错误。
答案A
3.(2019~2020学年山西运城高二上期末)如图是一火警报警器的部分电路示意图,其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器。电流表A为值班室的显示器。a、b之间接报警器,已知R2的阻值随温度的升高而减小。当传感器R2所在处出现火情时,显示器的电流I,R1端的电压U的变化情况是(　　)

A.I变大,U变大
B.I变大,U变小
C.I变小,U变大
D.I变小,U变小
解析当传感器R2所在处出现火情时,R2的阻值变小,外电路总电阻变小,则总电流变大,流过电阻R1的电流变大,则U变大。路端电压减小,则电路中并联部分的电压U并=E-I(R1+r),I变大,其他量不变,则U并变小,I也变小,故C正确,A、B、D错误。
答案C
4.(2019~2020学年宁夏银川一中高二上期末)如图所示,直线OAC为某一直流电源的总功率P总随电流I变化的图线,抛物线OBC为同一直流电源内部热功率Pr随电流I变化的图线。若A、B对应的横坐标为2 A,那么线段AB表示的功率及I=2 A对应的外电阻是(　　)

A.6 W、2 Ω B.4 W、2 Ω
C.2 W、1 Ω D.2 W、0.5 Ω
解析由电源总功率为P总=EI,得E=3 V。由Pr=I2r,可知r=1 Ω。当电流为2 A时,I=ER+r,得R=0.5 Ω。此时线段AB表示的功率P'=EI-I2r=2 W。综上分析,D正确。
答案D
5.(2019~2020学年湖南张家界高二上期末考试)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(　　)

A.灯泡L变暗
B.光敏电阻R上的电压增大
C.电压表V的读数增大
D.电容器C的带电荷量增大
解析当R受到的光照强度增大时,电阻减小,电流增加,灯泡变亮,故A错误;串联电路电阻分压,电阻越大,分压越多,电阻越小,分压越低,故B错误;电压表所测电压为电路的路端电压,当R变小,外电路分压变小,故电压表读数减小,故C错误;灯泡两端电压增大,电容器电压增大,根据C=QU可知,电容器带电量增大,故D正确。
答案D
6.(2019~2020学年湖南两校联考)在温控电路中,通过热敏电阻阻值随温度的变化可实现对电路相关物理量的控制。如图所示,R1为电阻箱,R2为半导体热敏电阻,C为电容器。已知热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,则有(　　)

A.若R1固定,当环境温度降低时电压表的示数减小
B.若R1固定,当环境温度降低时R1消耗的功率增大
C.若R1固定,当环境温度降低时,电容器C的电荷量减少
D.若R1固定,环境温度不变,当电容器C两极板间的距离增大时极板之间的电场强度减小
解析当环境温度降低时R2增大,外电路总电阻增大,根据闭合电路欧姆定律分析得到,总电流I减小,路端电压U=E-Ir,E、r不变,则U增大,电压表的读数增大,故A错误;R1消耗的功率P=I2R1,I减小,R1不变,则P减小,故B错误;若环境温度不变,当电阻箱R1的阻值增大时,外电路总电阻增大,根据闭合电路欧姆定律分析得到,总电流I减小,电容器的电压UC=E-I(r+R1),E、r、R1均不变,I减小,UC增大,电容器C的带电量增大,故C错误;若R1固定,环境温度不变,电容器C两板间的电压不变,当电容器C两极板间的距离增大时,E=Ud,故D正确。
答案D
7.(2019~2020学年宁夏银川一中高二上期末)如图所示,平行金属板中带电质点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R4的滑片向b端移动时,则(　　)

A.电压表读数增大
B.电流表读数减小
C.质点P将向上运动
D.R3上消耗的功率逐渐减小
解析由图可知,R2与滑动变阻器R4串联后与R3并联后,再由R1串联接在电源两端;电容器与R3并联;当滑片向b端移动时,滑动变阻器接入电阻减小,则电路中总电阻减小;由闭合电路欧姆定律可知,电路中电流增大;路端电压减小,同时R1两端的电压也增大;故并联部分的电压减小;由欧姆定律可知流过R3的电流减小,因流过并联部分的电流增大,故电流表示数增大,因并联部分电压减小,而R2中电压增大,故电压表示数减小,因电容器两端电压减小,故电荷受到的向上的电场力减小,则重力大于电场力,合力向下,电荷向下运动,故A、B、C错误;因R3两端的电压减小,由P=U2R可知,R3上消耗的功率减小,D正确。
答案D
8.(2019~2020学年四川广元高二上期末教学质量检测)如图甲所示,M为一电动机,当滑动变阻器R的滑片从一端滑到另一端的过程中,两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙所示。已知电流表读数在0.2 A以下时,电动机没有发生转动。不考虑电表对电路的影响,以下判断正确的是(　　)

A.电源的电动势为3.4 V
B.滑动变阻器滑片向右滑动时,V2读数逐渐减小
C.电路中电动机的最大输出功率为0.9 W
D.滑动变阻器的最大阻值为30 Ω
解析由电路图甲知,电压表V2测量路端电压,电流增大时,内电压增大,路端电压减小,所以最上面的图线表示V2的电压与电流的关系。此图线的斜率大小等于电源的内阻,为r=3.4-3.00.2 Ω=2 Ω,当电流I=0.1 A时,U=3.4 V,则电源的电动势E=U+Ir=(3.4+0.1×2)V=3.6 V,故A错误;滑动变阻器向右滑动时,R阻值变大,总电流减小,内电压减小,路端电压即为V2读数逐渐增大,故B错误;由图可知,电动机的电阻rM=0.8-0.40.1 Ω=4 Ω,当I=0.3 A时,U=3 V,电动机的输入功率最大,最大输入功率为P=UI=3×0.3 W=0.9 W,则最大的输出功率一定小于0.9 W,故C错误;当I=0.1 A时,电路中电流最小,滑动变阻器的电阻为最大值,所以R=EI-r-rM=3.60.1-2-4Ω=30 Ω,D正确。
答案D
9.(2019~2020学年湖北宜昌部分示范高中教学协作体高二上期末)如图所示的电路,电源内阻不可忽略,电表为理想电表。当滑动变阻器的滑片向下滑动时(　　)

A.电流表A的示数减小
B.电流表A的示数增大
C.电压表V的示数减小
D.电压表V的示数增大
解析滑动变阻器的滑片向下滑动,电阻变小,电流表与滑动变阻器串联,所以示数变大,A错误,B正确;滑动变阻器的阻值变小,内电压变大,电压表测外电压,示数变小,C正确,D错误。
答案BC
10.(2019~2020学年广东梅州高二上质量抽测)如图所示,电动势为E、内阻为r的电池与定值电阻R0、滑动变阻器R串联,已知R0=r,滑动变阻器的最大阻值为2r。当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动时,下列说法中正确的是(　　)

A.电路中的电流变大
B.电源的输出功率先变大后变小
C.滑动变阻器消耗的功率变小
D.定值电阻R0上消耗的功率先变大后变小
解析当滑动变阻器滑片P由a端向b端滑动时,电路中的总电阻变小,电动势和内电阻不变,可知电路总电流变大,故A正确;当外电阻等于内电阻时,电源的输出功率最大,由题意可知,R外≥R0=r,当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动时,外电路电阻从3r减小到r,由于整个过程中,外电阻一直大于电源内阻,随外电阻阻值的减小,电源的输出功率不断增大,故B错误;把R0与电源组成的整体看作等效电源,电源内电阻变为2r,滑动变阻器消耗的功率可看成电源的输出功率,随着外电阻从2r减到0的过程中,输出功率减小,故C正确;当滑动变阻器滑片P由a端向b端滑动时,电路中的总电阻变小,电动势和内电阻不变,可知电路总电流变大,根据P=I2R0,R0不变,定值电阻R0上消耗的功率变大。故D错误。
答案AC
11.(2019~2020学年广东梅州高二上质量抽测)如图所示的U-I图像中,直线Ⅰ为某电源路端电压与电流的关系图线,直线Ⅱ为某一电阻R的U-I图线。用该电源与电阻R连接成闭合电路,由图像可知(　　)

A.R的阻值为1.5 Ω
B.电源电动势为3.0 V,内阻为1.5 Ω
C.电源的输出功率为3.0 W
D.电阻R消耗的功率为1.5 W
解析由两图线的交点知,R=UI=1.51.0 Ω=1.5 Ω,故A正确;直线Ⅰ在纵轴上的截距为电动势,即E=3 V,斜率的绝对值为内阻,即r=32 Ω=1.5 Ω,B正确;电源的输出功率P=UI=1.5 W,也等于电阻R消耗的功率,选项C错误,D正确。
答案ABD
12.(2019~2020学年山西运城高二上期末)如图所示的闭合电路中,当滑动变阻器的滑片P从左端滑向右端的过程中,两个电压表示数的变化量的大小分别为ΔU1、ΔU2,电流表示数的变化量为ΔI,则(　　)

A.ΔU1>ΔU2 B.ΔU1<ΔU2
C.ΔU1ΔI=ΔU2ΔI D.ΔU1ΔI<ΔU2ΔI
解析由闭合电路电压特点知:E=U1+U2+Ur,其中Ur表示电路的内电压。当滑片向右滑动过程中,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,根据电路中电压分配原则知,U1变大,U2变小,Ur变大。则有E=U1+ΔU1+U2-ΔU2+Ur+ΔUr,得:ΔU2=ΔU1+ΔUr,所以ΔU1<ΔU2,A错误,B正确;根据上面的分析知ΔU2ΔI=ΔU1+ΔUrΔI,所以ΔU1ΔI<ΔU2ΔI,故C错误,D正确。
答案BD
二、非选择题(本题共6个小题,共60分)
13.(10分)(2019~2020学年湖南长沙雅礼教育集团高二上期末考试)
(1)图甲是简易多用电表的电路图。图中E是电池;R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻,R6是可变电阻;表头的满偏电流为500 μA,内阻Rg=200 Ω,R1=20 Ω,R2=120 Ω。虚线方框内为换挡开关,A端和B端分别与两表笔相连。A端与　　　　　(填“红”或“黑”)色表笔相连接。该多用电表5个挡位为直流电压50 V挡和500 V挡,直流电流1 mA挡和10 mA挡,欧姆“×1 Ω”挡。B接　　　　　(填“1”或“2”)为10 mA挡,R4=　　　　　kΩ。若电源电动势为1.5 V,内阻忽略不计,R3=400 Ω,则欧姆挡中值电阻为　　　　　 Ω。?
(2)如图乙,如果用欧姆挡来测电阻,当用“×100 Ω”挡测量时,若指针指在∞刻线附近,则应换用　　　　　(填“×1”“×10”或“×1 k”)挡,换挡之后应先将红、黑表笔短接,调节部件　　　　　(填“S”或“T”),进行　　　　　(填“欧姆调零”或“机械调零”),使指针对准电阻的“0”刻线,再将待测电阻接入红黑表笔之间。?

解析(1)多用电表欧姆挡内部电源的正极接黑表笔,所以A端与黑表笔相连接;根据并联分流规律可知表头和电阻并联可以改装为电流表,小电阻分大电流,所以当B端和1相连接时,表头和R2串联后,与R1并联,所以并联电阻较小,分流较大,电流表量程较大;B端和4相连,电流表量程为1 mA,根据串联分压规律可知,大电阻分大电压,B端和4串联后改装为50 V的电压表,根据欧姆定律50 V=1 mA×Rg(R1+R2)Rg+R1+R2+R4,解得R4=501×10-3 Ω-200×(80+120)200+80+120 Ω=49.9 kΩ;若接入中值电阻后,表头指针偏转量程的一半,欧姆挡内部电阻R内,根据12×1 mA=1.5VR内+R中,解得R中=R内=12×1.5V12×1×10-3 A=1 500 Ω。
(2)用“×100 Ω”挡测量时,若指针指在∞刻线附近,说明待测电阻阻值较大,因此应换用倍率高的挡,换挡后重新进行欧姆调零。
答案(1)黑　1　49.9　1 500　(2)×1k　T　欧姆调零
14.(10分)(2019~2020学年陕西咸阳高二上期末教学质量检测)某同学用图甲所示的电路测量一节干电池的电动势和内电阻。

(1)图甲中虚线框内是满偏电流为100 mA、表头电阻为9 Ω的毫安表改装成量程为0.6 A的电流表,电阻R1的电阻值为　　　　　Ω;?
(2)某次测量时毫安表的示数如图乙所示,则此时通过电池的电流为　　　　　A;?
(3)实验得到的电压表示数U与毫安表示数I的关系图线如图丙所示。则电源的电动势E=　　　　　V,内阻r=　　　　　Ω。(结果均保留到小数点后两位)?
解析(1)电阻为:R1=IgRgI-Ig=100×10-3×90.6-100×10-3 Ω=1.8 Ω;
(2)毫安表量程为100 mA,由图示表盘可知,其分度值为0.2 mA,示数为40.0 mA,毫安表内阻为R1阻值的5倍,则流过R1的电流是流过毫安表电流的5倍,则流过电池的电流为:40.0 mA+40.0 mA×5=240.0 mA=0.24 A。
(3)由图示电源U-I图像可知,电源电动势为:E=1.50 V
电源内阻为:r=ΔUΔI=1.5-0.575×10-3×6 Ω≈2.22 Ω。
答案(1)1.8　(2)0.24　(3)1.50　2.22
15.(10分)(2019~2020学年北京师大附中高二上期末考试)在如图所示的电路中,电阻箱的阻值R是可变的,电源的电动势为E,电源的内阻为r,其余部分的电阻均可忽略不计。

(1)闭合开关S,写出电路中的电流I和电阻箱的电阻R的关系表达式;
(2)若电源的电动势E为3 V,电源的内阻r为1 Ω,闭合开关S,当把电阻箱R的阻值调为14 Ω时,电路中的电流I为多大?此时电源两端的电压(路端电压)U为多大?
解析(1)由闭合电路的欧姆定律,得关系表达式:I=ER+r
(2)将E=3 V,r=1 Ω,R=14 Ω,代入上式得:电流表的示数I=314+1 A=0.2 A
电源两端的电压U=IR=2.8 V
答案(1)I=ER+r　(2)0.2 A　2.8 V
16.(14分)如图所示,甲、乙两电路中电源电动势均为E=12 V,内阻均为r=3 Ω,电阻R0=1 Ω,直流电动机内阻R0'=1 Ω,调节滑动变阻器R1、R2,使甲、乙两电路的电源输出功率均为最大,且此时电动机刚好正常工作,已知电动机的额定功率为6 W,求:

(1)电动机的热功率P热;
(2)此时滑动变阻器R1、R2连入电路部分的阻值。
解析(1)题图乙是非纯电阻电路,电源的输出功率P=UI=(E-Ir)I=-I2r+EI
当I=E2r=122×3 A=2 A时,电源的输出功率最大,此时电动机的热功率P热=I2R0'=4 W。
(2)纯电阻电路中,当电路的外电阻等于内阻时,电源的输出功率最大,所以题图甲中,R1=r-R0=3 Ω-1 Ω=2 Ω
题图乙中,根据闭合电路欧姆定律,有E=Ir+IR2+P额I
代入数据,解得R2=1.5 Ω。
答案(1)4 W　(2)2 Ω　1.5 Ω
17.(16分)如图所示的电路中,所用电源的电动势E=4 V,内电阻r=1 Ω,电阻R1可调。现将R1调到3 Ω后固定。已知R2=6 Ω,R3=3 Ω。

(1)开关S断开和接通时,通过R1的电流分别为多大?
(2)为了使A、B之间电路的电功率在开关S接通时能达到最大值,应将R1的阻值调到多大?这时A、B间消耗的最大电功率是多少?
解析(1)开关S断开时,
I1=Er+R1+R2=41+3+6 A=0.4 A
开关接通时,R2、R3并联的总电阻R23=R2R3R2+R3=2 Ω
I1'=Er+R1+R23=41+3+2 A=0.667 A。
(2)开关接通时,A、B之间的总电阻R23=2 Ω为定值,所以,只有当R1'=0时,总电流最大,A、B之间的电功率才最大。
I=Er+R1'+R23=41+0+2 A=43 A
PAB=I2R23=432×2 W=3.556 W。
答案(1)0.4 A　0.667 A　(2)0　3.556 W