資源簡介

周測8　電路中的能量　閉合電路的歐姆定律
(時間：60分鐘　滿分：100分)
一、單項選擇題：本題共7小題，每小題5分，共35分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。
1.(2025·撫州市高二階段練習)遙控器中的干電池的電動勢為1.5 V，用它給某小燈泡供電時，電流為0.25 A，在某次接通開關的10 s時間內，下列說法正確的是(　　)
A.干電池在10 s內將3.75 J的化學能轉化為電能
B.該干電池內阻越大，輸出功率越小
C.干電池把化學能轉化為電能的本領比電動勢為2 V的蓄電池強
D.電路中每通過10 C的電荷量，電源把45 J的化學能轉化為電能
2.(2025·滄州市高二期中)如圖所示的電路中，電壓表、電流表均視為理想電表，電源的電動勢E=160 V，內阻r=2 Ω，提升重物的直流電動機電阻RM=0.6 Ω，定值電阻R=8 Ω，電壓表的讀數為110 V，則(　　)
A.電流表的示數為183 A
B.電動機的輸入電功率為1 100 W
C.電動機的機械功率為550 W
D.電動機工作1 h所產生的熱量為5.4×104 J
3.在如圖所示的電路中，開關閉合后，由于電阻元件發生短路或斷路故障，電壓表和電流表的讀數都增大，則肯定出現了下列哪種故障(　　)
A.R1短路 B.R2短路
C.R3短路 D.R1斷路
4.(2025·哈爾濱市高二階段練習)兩只額定電壓均為U的燈泡A和B，額定功率分別為PA、PB，PA5.(2024·河南實驗中學高二期中)如圖所示，直線Ⅰ、Ⅱ分別是電源1與電源2的路端電壓隨輸出電流變化的關系圖線，曲線Ⅲ是一個小燈泡的U-I曲線。如果把該小燈泡先后分別與電源1和電源2單獨連接，則下列說法不正確的是(　　)
A.電源1和電源2的內阻之比是11∶7
B.電源1和電源2的電動勢之比是1∶1
C.在這兩種連接狀態下，小燈泡消耗的功率之比是1∶2
D.在這兩種連接狀態下，小燈泡的電阻之比是1∶2
6.(2025·海南省高二階段練習)如圖甲為手控可調節亮度的臺燈，其內部電路可簡化為如圖乙所示的電路圖。通過調節圖乙所示電位器R0接入電路的阻值，即可調節電源的輸出功率。若電源電動勢E=10 V，內阻r=2 Ω，燈泡電阻RL=8 Ω(固定不變)，調節電位器R0即可改變臺燈亮度，電位器R0接入電路中的阻值可在0~30 Ω之間調節，則(　　)
A.電源的最大輸出功率為8 W
B.燈泡L消耗的最大功率為2.5 W
C.電位器R0的最大功率為8 W
D.當R0=10 Ω時，電源效率最大
7.(2024·重慶市第八中學高二開學考)如圖，電源電動勢E=3 V，內阻r=1 Ω，電阻箱初始電阻值R1=3 Ω，定值電阻R2=1 Ω，R3=2 Ω，電容器電容C=6 μF。當開關S閉合時，電容器內的帶電微粒恰好處于靜止狀態。則(　　)
A.R1變大，帶電微粒將向下加速運動
B.R1變大，R1上的功率可能增大
C.電容器兩極板距離增大時，電流表的電流方向從a到b
D.開關S由閉合到斷開，通過電流表的電荷量為9×10-6 C
二、多項選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。
8.(2025·杭州市高二期末)如圖甲所示，用充電寶為一手機電池充電，其等效電路如圖乙所示。在充電開始后的一段時間t內，充電寶的輸出電壓U、輸出電流I可認為是恒定不變的，設手機電池的內阻為r，則時間t內(　　)
A.充電寶輸出的電功為UIt
B.充電寶產生的熱功率為I2r
C.手機電池產生的焦耳熱為t
D.手機電池儲存的化學能為UIt-I2rt
9.(2024·宣城市高二期末)在如圖所示電路中，閉合開關S，當滑動變阻器的滑片P向下滑動時，四個理想電表的示數都發生變化，電流表A、電壓表V1、V2、V3的示數分別用I、U1、U2和U3表示，電流表A、電壓表V1、V2、V3示數變化量的絕對值分別用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示，則下列判斷正確的是(　　)
A.I變大，U3變小
B.不變，不變
C.當R2=R1+r時，電源輸出功率最大
D.電源的效率增大
10.(2024·四川遂寧市射洪中學高二月考)某同學將一直流電源的總功率PE、電源內部的發熱功率Pr和輸出功率PR隨電流I變化的關系圖線畫在了同一坐標系中，如圖中的a、b、c所示。以下判斷正確的是(　　)
A.在a、b、c三條圖線上分別取橫坐標相同的A、B、C三點，這三點的縱坐標一定滿足關系PA=PB+PC
B.b、c圖線的交點與a、b圖線的交點的橫坐標之比一定為1∶2，縱坐標之比一定為1∶4
C.電源的最大輸出功率Pm=9 W
D.電源的電動勢E=3 V，內電阻r=1 Ω
三、非選擇題：本題共3小題，共47分。
11.(14分)(2025·十堰市高二階段練習)如圖所示，電源電動勢E=10 V，內阻r=1 Ω，閉合開關S后，標有“8 V 12 W”的燈泡恰能正常發光，電動機M繞線的電阻R0=1 Ω，求：
(1)(5分)電源的輸出功率P出；
(2)(5分)10 s內電動機產生的熱量Q；
(3)(4分)電動機的機械功率。
12.(15分)(2024·廣東肇慶市第一中學高二期中)如圖所示，甲圖中滑動變阻器的滑片從一端滑到另一端的過程中，兩電壓表的讀數隨電流表讀數的變化情況如圖乙中的AC、BC兩直線所示。不考慮電表對電路的影響。
(1)(2分)電壓表V1、V2的示數隨電流表示數的變化圖像應分別為U-I圖像中的哪一條直線？
(2)(8分)定值電阻R0、滑動變阻器的最大電阻R分別為多少？
(3)(5分)求出電源的電動勢和內阻。
13.(18分)如圖所示，電源內阻r=1 Ω，R1=2 Ω，R2=6 Ω，燈L上標有“3 V　1.5 W”的字樣，當滑動變阻器R3的滑片P移到最右端a時，理想電流表示數為1 A，燈L恰能正常發光。
(1)(4分)求電源的電動勢；
(2)(4分)求當P移到最左端b時，電流表的示數；
(3)(10分)當滑動變阻器的Pb段電阻為多大時，滑動變阻器R3上消耗的功率最大？最大值為多大？
周測8　電路中的能量　閉合電路的歐姆定律
(時間：60分鐘　滿分：100分)
一、單項選擇題：本題共7小題，每小題5分，共35分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。
1.(2025·撫州市高二階段練習)遙控器中的干電池的電動勢為1.5 V，用它給某小燈泡供電時，電流為0.25 A，在某次接通開關的10 s時間內，下列說法正確的是(　　)
A.干電池在10 s內將3.75 J的化學能轉化為電能
B.該干電池內阻越大，輸出功率越小
C.干電池把化學能轉化為電能的本領比電動勢為2 V的蓄電池強
D.電路中每通過10 C的電荷量，電源把45 J的化學能轉化為電能
答案　A
解析　干電池在10 s內化學能轉化為電能的大小為W=UIt=1.5×0.25×10 J=3.75 J，故A正確；當該干電池外接的電阻與干電池的內阻大小相等時，干電池的輸出功率最大，所以該干電池內阻越大，輸出功率可能越大，故B錯誤；由于電動勢是將其他形式的能轉化為電能的本領，而干電池的電動勢是1.5 V，故它把化學能轉化為電能的本領比電動勢為2 V的蓄電池弱，故C錯誤；電路中每通過10 C的電荷量，電源的化學能轉化為電能的大小為W=Eq=1.5×10 J=15 J，故D錯誤。
2.(2025·滄州市高二期中)如圖所示的電路中，電壓表、電流表均視為理想電表，電源的電動勢E=160 V，內阻r=2 Ω，提升重物的直流電動機電阻RM=0.6 Ω，定值電阻R=8 Ω，電壓表的讀數為110 V，則(　　)
A.電流表的示數為183 A
B.電動機的輸入電功率為1 100 W
C.電動機的機械功率為550 W
D.電動機工作1 h所產生的熱量為5.4×104 J
答案　D
解析　根據閉合電路歐姆定律可得E=I(R+r)+UM，解得電路電流為I==5 A，即電流表的示數為5 A，故A錯誤；電動機的輸入電功率為P入=UMI=110×5 W=550 W，故B錯誤；電動機的機械功率為P機=P入-I2RM=550 W-52×0.6 W=535 W，故C錯誤；電動機工作1 h所產生的熱量為Q=I2RMt=5.4×104 J，故D正確。
3.在如圖所示的電路中，開關閉合后，由于電阻元件發生短路或斷路故障，電壓表和電流表的讀數都增大，則肯定出現了下列哪種故障(　　)
A.R1短路 B.R2短路
C.R3短路 D.R1斷路
答案　A
解析　若R1短路，接入電路的電阻減小，根據串反并同，電壓表和電流表的讀數都增大，A正確；
若R2短路，接入電路的電阻減小，根據串反并同，電壓表讀數增大，電流表的讀數減小為0，B錯誤；
若R3短路，接入電路的電阻減小，根據串反并同，電壓表讀數減小為0，電流表的讀數增大，C錯誤；
若R1斷路，接入電路的電阻增大，根據串反并同，電壓表讀數減小，電流表的讀數減小為0，D錯誤。
4.(2025·哈爾濱市高二階段練習)兩只額定電壓均為U的燈泡A和B，額定功率分別為PA、PB，PA答案　C
解析　A項圖中，使它們接到2U電源上，若A能正常發光，則A兩端電壓為U，則B兩端電壓小于U，不能正常發光，故A錯誤；額定電壓均為U的燈泡A和B，額定功率PARB，B項圖中，把燈泡B與電阻并聯，會使并聯部分的電阻更小，所以B的電壓小于U，不能正常發光，故B錯誤；C項圖中，把A、B并聯之后與電阻串聯接入電路，當電阻的阻值與A、B并聯的總的電阻相等時，A、B就可以正常發光，此時電路消耗的總的功率的大小為P=2(PA+PB)，D項圖中，把燈泡A與電阻并聯，可以使并聯部分的電阻減小，可能使B與并聯部分的電阻相同，所以A、B能同時正常發光，并且電路消耗的功率與B燈泡的功率相同，所以總功率的大小為2PB，故C正確，D錯誤。
5.(2024·河南實驗中學高二期中)如圖所示，直線Ⅰ、Ⅱ分別是電源1與電源2的路端電壓隨輸出電流變化的關系圖線，曲線Ⅲ是一個小燈泡的U-I曲線。如果把該小燈泡先后分別與電源1和電源2單獨連接，則下列說法不正確的是(　　)
A.電源1和電源2的內阻之比是11∶7
B.電源1和電源2的電動勢之比是1∶1
C.在這兩種連接狀態下，小燈泡消耗的功率之比是1∶2
D.在這兩種連接狀態下，小燈泡的電阻之比是1∶2
答案　D
解析　電源的U-I圖線斜率的絕對值等于電源內阻，兩電源的內阻之比等于Ⅰ與Ⅱ圖線的斜率的絕對值之比，可得rⅠ∶rⅡ=∶=11∶7，A正確；
兩電源的電動勢等于Ⅰ、Ⅱ兩圖線在縱軸上的截距，由題圖可知兩電源的電動勢均為10 V，B正確；
由小燈泡的U-I圖線與電源的U-I圖線的交點坐標可知，小燈泡接在電源1上時消耗的功率為PⅠL=3×5 W=15 W，
接在電源2上時燈泡消耗的功率為PⅡL=5×6 W=30 W，
所以可得小燈泡消耗的功率之比是1∶2，C正確；
兩種連接狀態下小燈泡的阻值分別為RⅠL= Ω、RⅡL= Ω，
RⅠL∶RⅡL=18∶25，D錯誤。
6.(2025·海南省高二階段練習)如圖甲為手控可調節亮度的臺燈，其內部電路可簡化為如圖乙所示的電路圖。通過調節圖乙所示電位器R0接入電路的阻值，即可調節電源的輸出功率。若電源電動勢E=10 V，內阻r=2 Ω，燈泡電阻RL=8 Ω(固定不變)，調節電位器R0即可改變臺燈亮度，電位器R0接入電路中的阻值可在0~30 Ω之間調節，則(　　)
A.電源的最大輸出功率為8 W
B.燈泡L消耗的最大功率為2.5 W
C.電位器R0的最大功率為8 W
D.當R0=10 Ω時，電源效率最大
答案　A
解析　電源的輸出功率為P出=I2R外=R外=，可知當外電阻等于內阻時，電源的輸出功率最大；由于燈泡電阻大于電源內阻，所以當電位器接入電路中的阻值為零時，電源的輸出功率最大，則最大功率為Pmax=I2RL，I=，聯立解得Pmax=8 W，故A正確；由題可知，當電位器接入電路中的阻值為零時，電路中的電流最大，燈泡消耗的功率也最大，最大功率為PL=()2RL=8 W，故B錯誤；根據題意，把燈泡電阻等效為電源內阻的一部分，可知當電位器接入電路中的阻值為R0=RL+r，電位器的功率最大，則有I0=，最大功率為P0=EI0-(RL+r)=2.5 W，故C錯誤；根據效率的計算公式有η==，可知外電阻越大時，效率越高，則當R0=30 Ω時，電源效率最大，故D錯誤。
7.(2024·重慶市第八中學高二開學考)如圖，電源電動勢E=3 V，內阻r=1 Ω，電阻箱初始電阻值R1=3 Ω，定值電阻R2=1 Ω，R3=2 Ω，電容器電容C=6 μF。當開關S閉合時，電容器內的帶電微粒恰好處于靜止狀態。則(　　)
A.R1變大，帶電微粒將向下加速運動
B.R1變大，R1上的功率可能增大
C.電容器兩極板距離增大時，電流表的電流方向從a到b
D.開關S由閉合到斷開，通過電流表的電荷量為9×10-6 C
答案　C
解析　R1變大，總電阻增大，電路總電流減小，內電壓減小，路端電壓增大，R3兩端電壓增大，電容器內電場強度增大，帶電微粒受到的靜電力大于重力，帶電微粒將向上加速運動，故A錯誤；
電路的外電阻為R外==1.5 Ω>r，
R1變大，電路的外電阻增大，電源輸出功率減小，通過R2、R3的電流增大，R2、R3的功率增大，則R1上的功率一定減小，故B錯誤；
根據C=，電容器兩極板距離增大時，電容減小，電容器兩極板電勢差不變，根據Q=CU，
可知電容器帶電量減少，電容器放電，電流表的電流方向從a到b，故C正確；
開關S閉合時，干路電流為I干===1.2 A，
路端電壓為U=E-I干r=1.8 V，
電阻R3兩端的電壓為U3=R3=1.2 V，
開關S斷開時，電阻R3兩端的電壓為U3'=R3=1.5 V，
開關S由閉合到斷開，通過電流表的電荷量為ΔQ=C(U3'-U3)=1.8×10-6 C，故D錯誤。
二、多項選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。
8.(2025·杭州市高二期末)如圖甲所示，用充電寶為一手機電池充電，其等效電路如圖乙所示。在充電開始后的一段時間t內，充電寶的輸出電壓U、輸出電流I可認為是恒定不變的，設手機電池的內阻為r，則時間t內(　　)
A.充電寶輸出的電功為UIt
B.充電寶產生的熱功率為I2r
C.手機電池產生的焦耳熱為t
D.手機電池儲存的化學能為UIt-I2rt
答案　AD
解析　充電寶的輸出電壓為U，輸出電流為I，時間t內充電寶輸出的電功為W=Pt=UIt，故A正確；充電寶內的電流也是I，但其內阻未知，故無法判斷充電寶產生的熱功率，故B錯誤；手機電池是非純電阻電路，故不能用t計算手機電池產生的焦耳熱，手機電池產生的焦耳熱應為I2rt，故C錯誤；充電寶輸出的電能一部分轉化為手機電池儲存的化學能，一部分轉化為手機電池產生的焦耳熱，故根據能量守恒定律可知手機電池儲存的化學能為E=UIt-I2rt，故D正確。
9.(2024·宣城市高二期末)在如圖所示電路中，閉合開關S，當滑動變阻器的滑片P向下滑動時，四個理想電表的示數都發生變化，電流表A、電壓表V1、V2、V3的示數分別用I、U1、U2和U3表示，電流表A、電壓表V1、V2、V3示數變化量的絕對值分別用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示，則下列判斷正確的是(　　)
A.I變大，U3變小
B.不變，不變
C.當R2=R1+r時，電源輸出功率最大
D.電源的效率增大
答案　BD
解析　當滑動變阻器的滑片P向下滑動時，R2阻值變大，總電阻變大，總電流減小，則I減小，路端電壓變大，則U3變大，選項A錯誤；
因為=R1，不變，因U2=E-I(R1+r)，
則=R1+r，不變，選項B正確；
當外電阻等于電源內阻時，電源輸出功率最大，此時r=R1+R2，選項C錯誤；
電源的效率η==×100%，
可知外電阻變大，則電源效率增大，選項D正確。
10.(2024·四川遂寧市射洪中學高二月考)某同學將一直流電源的總功率PE、電源內部的發熱功率Pr和輸出功率PR隨電流I變化的關系圖線畫在了同一坐標系中，如圖中的a、b、c所示。以下判斷正確的是(　　)
A.在a、b、c三條圖線上分別取橫坐標相同的A、B、C三點，這三點的縱坐標一定滿足關系PA=PB+PC
B.b、c圖線的交點與a、b圖線的交點的橫坐標之比一定為1∶2，縱坐標之比一定為1∶4
C.電源的最大輸出功率Pm=9 W
D.電源的電動勢E=3 V，內電阻r=1 Ω
答案　ABD
解析　根據能量守恒，電源總功率應該等于電源內部的發熱功率和電源輸出功率之和，即當電流相等時對應的三點的縱坐標一定滿足關系PA=PB+PC，故A正確；
b、c圖線的交點表示電源內部發熱功率與電源輸出功率相等，根據P=I2R，可知電源內部發熱功率與電源輸出功率相等，電流相等，則電源內阻等于外電阻，此時電流為I1==，a、b圖線的交點表示電源內部發熱功率等于電源總功率，外電阻為零，此時電流為I2=，則電流之比，即兩交點橫坐標之比為=，根據PE=EI，代入a圖線數據可知電動勢E=3 V，短路電流為3 A，則r==1 Ω，電源輸出功率為PR=I2R=R=，可知當R=r時電源輸出功率最大，此時對應數據即為b、c圖線的交點，則電源最大輸出功率Pm== W，又因為a、b圖線的交點縱坐標為9 W，可知b、c圖線的交點與a、b圖線的交點的縱坐標之比為1∶4，故B、D正確，C錯誤。
三、非選擇題：本題共3小題，共47分。
11.(14分)(2025·十堰市高二階段練習)如圖所示，電源電動勢E=10 V，內阻r=1 Ω，閉合開關S后，標有“8 V 12 W”的燈泡恰能正常發光，電動機M繞線的電阻R0=1 Ω，求：
(1)(5分)電源的輸出功率P出；
(2)(5分)10 s內電動機產生的熱量Q；
(3)(4分)電動機的機械功率。
答案　(1)16 W　(2)2.5 J　(3)3.75 W
解析　(1)由題意知，并聯部分電壓為U=8 V
內電壓應為U內=E-U=2 V
總電流I==2 A
電源的輸出功率P出=UI=16 W
(2)流過燈泡的電流I1==1.5 A
則流過電動機的電流I2=I- I1=0.5 A
電動機10 s內產生的熱量Q=R0t=2.5 J
(3)電動機的總功率P'=UI2=4 W
電動機的機械功率P機=P'-R0=3.75 W。
12.(15分)(2024·廣東肇慶市第一中學高二期中)如圖所示，甲圖中滑動變阻器的滑片從一端滑到另一端的過程中，兩電壓表的讀數隨電流表讀數的變化情況如圖乙中的AC、BC兩直線所示。不考慮電表對電路的影響。
(1)(2分)電壓表V1、V2的示數隨電流表示數的變化圖像應分別為U-I圖像中的哪一條直線？
(2)(8分)定值電阻R0、滑動變阻器的最大電阻R分別為多少？
(3)(5分)求出電源的電動勢和內阻。
答案　(1)AC　BC　(2)3 Ω　12 Ω　(3)8 V　1 Ω
解析　(1)當滑動變阻器的滑片向左移動時，滑動變阻器接入電路的電阻減小，電路中電流增大，定值電阻R0的電壓增大，路端電壓減小，由題圖分析可得V1對應AC、V2對應BC。
(2)由題意得R0== Ω=3 Ω
當滑動變阻器取最大值時，電流最小Imin=0.5 A，而UR=U2-U1=7.5 V-1.5 V=6 V
所以Rmax== Ω=12 Ω
(3)因為U2=E-Ir，則內阻r=||= Ω=1 Ω
所以E=U2+Iminr=7.5 V+0.5×1 V=8 V。
13.(18分)如圖所示，電源內阻r=1 Ω，R1=2 Ω，R2=6 Ω，燈L上標有“3 V　1.5 W”的字樣，當滑動變阻器R3的滑片P移到最右端a時，理想電流表示數為1 A，燈L恰能正常發光。
(1)(4分)求電源的電動勢；
(2)(4分)求當P移到最左端b時，電流表的示數；
(3)(10分)當滑動變阻器的Pb段電阻為多大時，滑動變阻器R3上消耗的功率最大？最大值為多大？
答案　(1)6 V　(2)2 A　(3)2 Ω　2 W
解析　(1)滑動變阻器的滑片P移到最右端a時，電源的電動勢E=UL+IR1+Ir=6 V
(2)當P移到最左端b時，由閉合電路歐姆定律得I1==2 A
(3)設滑動變阻器的Pb段電阻為R'，R'與RL并聯的等效電阻為R3L=，且RL=
由閉合電路歐姆定律得
I2=，又U3=I2R3L
所以P3== W= W
當R'=，即R'=2 Ω時，滑動變阻器R3上消耗的功率最大，且最大值為2 W。

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