第十二章 电能 能量守恒定律精选试卷练习(Word版 含答案)

第十二章电能能量守恒定律精选试卷练习（Word版含答案）

一、第十二章电能能量守恒定律实验题易错题培优（难）

1．某同学在做“测电源电动势与内阻”的实验中，可使用的器材有：

A．两只相同的毫安表（量程I g＝3mA，内阻R g＝1000Ω）；

B．滑动变阻器R1（最大阻值20Ω）；

C．滑动变阻器R2（最大阻值2000Ω）；

D．各种规格的定值电阻R0；

E．电源E（电动势约为3.0V）；

F．开关、导线若干．

由于给出的毫安表量程太小，该同学首先要把一只毫安表改装成量程为0.6A的电流表，他需要把阻值为__________Ω的定值电阻R0与毫安表并联（结果保留一位小数）.该同学将用如右上方的电路图进行实验，测定电源的电动势和内阻．在实验中发现变阻器的滑片由左向右逐渐滑动时，电流表G1示数逐渐增大，电流表G2示数接近3.0mA并且几乎不变，当滑片临近最右端时，电流表G2示数急剧变化．出现这种问题，应更换一个总阻值比原来______(选填“大”或“小”)的变阻器．在更换变阻器后,该同学连好电路，改变滑动变阻器滑片的位置，读出毫安表G1、G2的示数分别为I1、I2，并得到多组数据，建立直角坐标系，作出了I2和I1的关系图线，经拟合得到直线I2＝3.0mA－0.4I1 ,则得出电源电动势E＝_____V，内阻r＝_____Ω．（保留一位小数）

【答案】5.0 Ω小 3.0V 2.0Ω

【解析】

【详解】

[1]已知量程I g＝3mA，内阻R g＝1000Ω, 0.6

I=A，设电流表的量程扩大的倍数为n，

g

I

n

I

=

并联的电阻为R,根据并联电路的特点则有

1

g

R

R

n

=

-

解得R=5.0Ω

[2]当变阻器的滑片由左向右逐渐滑动时，变阻器的阻值逐渐减小，外电路电阻减小，电流表G1示数逐渐增大，电流表G2示数接近3.0mA并且几乎不变，说明变阻器的电阻接近零时，路端电压才接近电源电动势，出现这种问题，应更换一个总阻值比原来小的变阻器，[3][4]G1示数是1I时,电路中的总电流是21

200

I I

+，由闭合电路的欧姆定律得

()2

21200g E I R I I r =++

整理得

21200g g E r

I I R r R r

=

-++ I 2＝3.0mA －0.4I 1

由I 2和I 1的关系图线得图线的截距b =3.0mA ，斜率0.4K =-

0.003g E

R r

=+ A 2000.4G r

R r

=+ 解得 3.0E =V ， 解得 2.0r =Ω

2．利用如图所示的电路既可以测量电压表和电流表的内阻，又可以测量电源电动势和内阻，所用到的实验器材有：

两个相同的待测电源（内阻r 约为1Ω） 电阻箱R 1（最大阻值为999.9Ω） 电阻箱R 2（最大阻值为999.9Ω） 电压表V （内阻未知） 电流表A （内阻未知） 灵敏电流计G ，两个开关S 1、S 2 主要实验步骤如下：

①按图连接好电路，调节电阻箱R 1和R 2至最大，闭合开关S 1和S 2，再反复调节R 1和R 2，使电流计G 的示数为0，读出电流表A 、电压表V 、电阻箱R 1、电阻箱R 2的示数分别为0.40A 、12.0V 、30.6Ω、28.2Ω；

②反复调节电阻箱R 1和R 2（与①中的电阻值不同），使电流计G 的示数为0，读出电流表A 、电压表V 的示数分别为0.60A 、11.7V 。 回答下列问题：

(1)步骤①中，电流计G 的示数为0时，电路中A 和B 两点的电势差U AB =______ V ；A 和C 两点的电势差U AC =______ V ；A 和D 两点的电势差U AD =______ V ；

(2)利用步骤①中的测量数据可以求得电压表的内阻为_______ Ω，电流表的内阻为______Ω；

(3)结合步骤①步骤②的测量数据，电源电动势E 为___________V

，内阻为________Ω。 【答案】0 12.0V -12.0V 1530Ω 1.8Ω 12.6V 1.50 【解析】 【分析】 【详解】

(1)[1][2][3]．步骤①中，电流计G 的示数为0时，电路中AB 两点电势相等，即A 和B 两点的电势差U AB =0V ；A 和C 两点的电势差等于电压表的示数，即U AC =12V ；A 和D 两点的电势差U AD = =-12 V ；

(2)[4][5]．利用步骤①中的测量数据可以求得电压表的内阻为

112

1530120.430.6

V U R U I R =

=Ω=Ω-- 电流表的内阻为

21228.2 1.80.4

DA A U R R I =

-=-=Ω (3)[6][7]．由闭合电路欧姆定律可得 2E =2U AC +I?2r

即

2E =24+0.8r

同理

''222AC E U I r =+?

即

2E =2×11.7+0.6?2r

解得

E =12.6V r=1.50Ω

3．可将光能转换为电能的硅光电池已经得到了广泛的应用．某同学利用如图甲所示的器材探究在一定光照强度下硅光电池的路端电压U 与总电流I 的关系．电表视为理想电表．

(1)在图甲中实物图上用笔画线代替导线进行连接___________；

(2)用一定强度的光照射硅光电池，调节滑动变阻器，通过测量得到该电池的U -I 图象如图乙所示，由此可知在该光照强度下，硅光电池内阻________(填“是”或“不是”)常数，短路电

流为________mA ，电动势为________V ．(结果保留三位有效数字)

(3)若将R =10kΩ的电阻接在该硅光电池两极上，用同样强度的光照射该硅光电池，则该电阻消耗的功率为________ W ，此时该硅光电池的内阻为________ kΩ.(结果保留两位有效数字)

【答案】 不是 0.295(0.293～0.297)

2.68(2.66～2.69)

3.0×10－4(2.9×10－4～3.1×10－4

) 5.4(4.9～5.6) 【解析】 【详解】

（1）[1]本实验中测量电源的电动势和内电阻，故采用限流接法，而电流表采用相对电源的外接法；连接实物电路图，如图所示．

（2）[2][3][4]因图象的斜率是变化的，所以电池的内阻不是定值；在硅光电池的U -I 图象，图象与横轴的交点表示短路电流，由图可知，短路电流为295μA=0.295mA ；当I =0，U =E ，图线斜率的绝对值表示内阻．由图线a 可知E =2.68V ； （3）[5][6]在图乙中作出电阻的伏安特性曲线如图所示，

与电源的伏安特性曲线的交点表示电压和电流，由图可知，I =175μA ，U =1.7V ；故电源的输出功率

P =UI =1.7×175×10-6=3.0×10-4W ；

根据闭合电路欧姆定律可得：

362.68 1.7

5.610 5.617510

E U r k I ---=

==?Ω=Ω?

4．某同学有个超霸（GP ）9V 电池如图甲所示，他欲测量该电池的电动势和内阻（内阻约

为25Ω）。提供的器材如下：电流表A （量程为200μA ，内阻为500Ω），开关S ，电阻箱R 1（最大阻值为9999.9Ω），电阻箱R 2（最大阻值为99999.9Ω）和若干导线。

(1)由于电流表A 的量程太小，需将电流表A 改装成量程为9V 的电压表V ，则电流表A 应与电阻箱______（选填“R 1并联”“R 1串联”“R 2并联”或“R 2串联”），并将该电阻箱的阻值调为________Ω。

(2)设计的测量电路如图乙所示，调节电阻箱R 的阻值读出相应的电压表示数U ，获得多组

数据，画出

11

U R

-是图线如图丙所示。若不考虑电表对电路的影响，则根据图线可得该电池的电动势E =______V 、内阻r =______Ω。（结果均保留三位有效数字）

(3)若考虑电表对电路的影响，则该电池的电动势测量值_______真实值，内阻的测量值______真实值。（均选填“大于”“等于”或“小于”）

【答案】R 2串联 44500 8.62（8.55~8.70均可给分） 19.1（18.6~19.3均可给分） 小于 小于 【解析】 【分析】 【详解】

(1)［1］根据电表的改装，应将给电流表串联一个电阻，从而将其改装为电压表。将

g =200I A μ，g =500r Ω的电流表改装成量程为9V 的电压表，则有

()g g +9V I r R ?=

代入数据解得

44500R =Ω

通过以上计算，应选：2R 串联 ［2］应将2R 电阻箱的阻值调为44500Ω

(2)［3］由图乙，据闭合电路欧姆定律，得电路中电流为E

I R r

=

+，电压表的示数为 R

U IR E R r

==

+ 上式变形可得

111r U E R E

=?+ 由图丙可知

11

0.116V E

-= 8.62V E =

［4］电池的内阻为

()13

0.220.116A 47010r

E ---=-?

19.1r =Ω

［5］如果把电阻箱的电阻R 看做外电路，则电压表可看成内电路的一部分，因此实际测出的是电池和电压表整体等效的E '和r '，当外电路打开时，电压表与电源构成闭合回路，此时电压表两端的电压即为等效电动势

v

v +R E E R r '=

'

小于电池电动势E 。

［6］因电压表和电池并联，因此等效内阻

v v +R r

r R r

'=

小于电池内阻r 。

5．如图(a)为某同学组装完成的简易多用电表的电路图．图中E 是电池；R 1、R 2、R 3、R 4和R 5是固定电阻，R 6是可变电阻；表头G 的满偏电流为250 μA ，内阻为480 Ω.虚线方框内为换挡开关，A 端和B 端分别与两表笔相连．该多用电表有5个挡位，5个挡位为：直流电压1 V 挡和5 V 挡，直流电流1 mA 挡和2.5 mA 挡，欧姆×100 Ω挡．

(1)图(a)中的A 端与________（填“红”或“黑”）色表笔相连接． (2)关于R 6的使用，下列说法正确的是________（填正确答案标号）． A ．在使用多用电表之前，调整R 6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置

B ．使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R 6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置

C ．使用电流挡时，调整R 6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置 (3)根据题给条件可得R 1＋R 2＝________Ω，R 4＝________Ω.

(4)某次测量时该多用电表指针位置如图（b ）所示．若此时B 端是与“1”相连的，则多用电表读数为________；若此时B 端是与“3”相连的，则读数为________；若此时B 端是与“5”相连的，则读数为________．（结果均保留3位有效数字）

【答案】黑 B 160 880 1.47mA 1.10×103 Ω 2.95 V 【解析】 【分析】 【详解】

(1)[1] 欧姆表内置电源正极与黑表笔相连，负极与红表笔相连，即红进黑出，A 端与电池正极相连，电流从A 端流出，A 端与黑表笔相连；

(2)[2]由电路图可知6R 只在测量电阻时才接入电路，故其作用只能进行欧姆调零，不能进行机械调零，同时在使用电流档时也不需要调节6R ； A.与分析不符，故A 错误； B.与分析相符，故B 正确； C.与分析不符，故C 错误；

(3)[3]B 端与“1”“2”相连时，该多用电表挡位分别为直流2.5 mA 挡、直流1 mA 挡，如图所示

由电表的改装原理可知B 端与“2”相连时，有：

122

G G

G I r R I R I =+

+ 解得：

12160ΩR R +=

[4]B 端与“4”相连时，如图所示

多用电表为直流电压1 V 挡，表头并联部分电阻：

442

880ΩG G

U I r R I -=

= (4)[5]B 端与“1”相连时，电表读数为1.47 mA ；

[6]B 端与“3”相连时，多用电表为欧姆×100Ω挡，读数为：

311.0100Ω 1.1010Ω?=?

[7]B端与“5”相连时，多用电表为直流电压5 V 挡，读数为：

147

5V 2.95V

250

?=

6．用电流表和电压表测定由三节干电池串联组成的电池组（电动势约4.5V，内电阻约

1Ω）的电动势和内电阻，除了待测电池组，电建，导线外，还有下列器材供选用∶A．电流表∶量程0.6A，内电阻约1Ω

B．电流表∶量程3A，内电阻约0.2Ω

C．电压表∶量程3V，内电阻约30kΩ

D．电压表∶量程6V，内电阻约60kΩ

E.滑动变阻器∶0~1000Ω，额定电流0.5A

F.滑动变阻器∶0~20Ω，额定电流2A

(1)为了使测量结果尽量准确，电流表应选用________，电压表选用________，滑动变阻器应选用________（均填仪器的字母代号）

(2)下图为正确选择仪器后，连好的部分电路，为了使测量误差尽量小，还需要在电路中用导线将________和________相连、________和________相连、________和________相连。（均填仪器上接线柱的字母代号）

(3).实验时发现电流表坏了，于是不再使用电流表，剩余仪器中仅用电阻箱替换掉滑动变阻器，重新连接电路，仍能完成实验，实验中读出几组电阻箱的阻值R和对应电压表的示数U；用图像法处理采集到数据，为在直角坐标系中得到的函数图像是一条直线，则可以

_________为纵坐标，以________为横坐标。

【答案】A D F a d c g f h 1

U

1

R

【解析】

【分析】

【详解】

(1) [1][2]按仪器选择顺序，先选电表，电池电动势为4.5V，故电压表选择6V量程的D；电路的最大电源不超过0.45A，故电流表选择0.6A量程的A即可；

[3]因要求测量结果尽量准确，为方便调节，变阻器选择20Ω的F即可；

(2)[4][5][6]为减小误差，电流表应采用内接法，同时注意电表的正、负接线柱，故可知导线应连接ad、fh、cg；

(3)[7]换用电阻箱后，根据闭合电路欧姆定律有

U

E U r

R

=+，变形后得到

111

r

U E E R

=+?或

U

U E r

R

=-或

1

R r

R

U E E

=+

故图像坐标可以为

1

U

、

1

R

或U、

U

R

或

R

U

、R（横纵坐标互换亦可）

【点睛】

7．用如图所示电路测量电源的电动势和内阻．实验器材：待测电源(电动势约3V，内阻约2 Ω)，保护电阻R1(阻值10 Ω)和R2(阻值5Ω)，滑动变阻器R，电流表A，电压表V，开关S，导线若干．

实验主要步骤：

(i)将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，闭合开关；

(ii)逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，记下电压表的示数U和相应电流表的示数I；(iii)以U为纵坐标，I为横坐标，作U-I图线(U、I都用国际单位)；

(iv)求出U-I图线斜率的绝对值k和在横轴上的截距a.

回答下列问题：

(1)电流表最好选用________．

A．电压表(0～3 V，内阻约15 kΩ)

B．电压表(0～3 V，内阻约3 kΩ)

C．电流表(0～200 mA，内阻约2 Ω)

D．电流表(0～30 mA，内阻约2 Ω)

(2)选用k、a、R1和R2表示待测电源的电动势E和内阻r的表达式E＝________，r＝

________，代入数值可得E和r的测量值．

【答案】C ka k-R2

【解析】

【分析】

【详解】

(1) [1]通过电路的最大电流约为

12

3

A0.176A=176mA

1052

E

I

R R r

==≈

++++

所以电流表选择C项即可．

(2)[2][3]由图示电路图可知，电源电动势：

2

()E U I R r =++

则：

2()U E I R r =-+

U -I 图象的斜率：

k =R 2+r

则内阻

r =k -R 2

令U =0，则有：

2E E

I r R k

=

=+ 由题意可知，图象与横轴截距为a ，则有：

E a I k

==

解得：

E ka =

二、第十二章 电能 能量守恒定律选择题易错题培优（难）

8．如图所示电路，已知电源电动势为E ，内阻为r ，R 为固定电阻.当滑动变阻器R 的触头向下移动时，下列说法中错误的是 ( )

A ．灯泡L 一定变亮

B ．电压表的示数变小

C ．电流表的示数变小

D ．0R 消耗的功率变小

【答案】B 【解析】 【详解】

AB.当R 的滑动触点向下滑移动时，R 变大，外电路总电阻变大，由闭合电路欧姆定律知，总电流I 变小，电源的内电压变小，则路端电压变大，因此电压表的示数变大。灯泡L 的电压减大，则灯L 一定变亮。故A 正确，B 错误，A 不符合题意，B 符合题意； CD.电路中并联部分电压变大，通过L 的电流变大，而总电流减小，则电流表A 的读数变小，R 0消耗的功率变小。故C D 正确，不符合题意；

9．在如图所示的电路中，电源的电动势为E ，内阻为r ，R 1、R 3为定值电阻，R 2为滑动变阻器，C 为电容器。将滑动变阻器的滑动触头P 置于位置a ，闭合开关S ，电路稳定时理想电压表V 1、V 2的示数分别为U 1、U 2，理想电流表A 的示数为I 。当滑动变阻器的滑动触头

P 由a 滑到b 且电路再次稳定时，理想电压表V 1、V 2的示数分别为U 1′、U 2′，理想电流表A 的示数为I ′。则以下判断中正确的是（ ）

A ．滑动变阻器的滑动触头P 由a 滑向b 的过程中，通过R 3的电流方向由左向右

B ．滑动变阻器的滑动触头P 由a 滑向b 的过程中，电容器的带电量减小

C ．11'U U > ，22'U U >，I I '>

D ．

221'

U U R r I I -=+-'

【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】

AB ．电容C 与电阻R 1、R 2并联，其电压等于电源的路端电压，当滑动变阻器滑动触头P 由a 滑向b 的过程中，变阻器的电阻增大，总电阻增大，总电流减小，路端电压增大，根据

Q

C U =

可知，电容器的电荷量增加，电容器充电，通过R 3的电流方向由右向左，故AB 项错误； C ．因电路电流减小，故I I '>，则R 1两端电压减小，即11'U U >。因路端电压增大，则R 2两端电压增大，即22'U U <，故C 项错误；

D ．将R 1等效为电源内阻，则2U 可视为等效电源的路段电压，根据U —I 图像的斜率关系可得

221'

U U R r I I -=+-'

故D 项正确。 故选D 。

10．如图电路中，电源的内电阻为r ，R 1、R 3、R 4均为定值电阻，电表均为理想电表． 闭合电键S ，当滑动变阻器R 2的滑动触头向右滑动时，下列说法中正确的是（ ）

A．电压表的示数变小

B．电流表的示数变大

C．电流表的示数变小

D．R1中电流的变化量一定大于R4中电流的变化量

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

设R1、R2、R3、R4的电流分别为I1、I2、I3、I4，电压分别为U1、U2、U3、U4．干路电流为I ，路端电压为U，电流表电流为I．

总

A．当滑动变阻器R2的滑动触头P向右滑动时，R2变大，外电路总电阻变大，I总变小，由U=E-Ir可知，U变大，则电压表示数变大．U变大，I3变大，故A错误；

BC．因I4=I总-I3，则I4变小，U4变小，

而U1=U-U4，U变大，U4变小，则U1变大，I1变大.

又I总=I+I1，I总变小，I1变大，则I变小．所以R1两端的电压变大，电流表的示数变小．故B错误，C正确．

D．由I4=I1+I2，I4变小，I1变大，则I2变小，则|△I1|＜|△I2|，|△I2|＞|△I4|，则不能确定R1中电流的变化量与R4中电流的变化量的大小．故D错误．

【点睛】

本题是电路的动态分析问题；解题时按“局部→整体→局部”的顺序进行分析，采用总量的方法分析电流表示数的变化．

11．如图甲所示，电源的电动势E＝6 V，内阻为r，闭合开关S，滑动变阻器的滑片C从A 端滑至B端的过程中，电路中的一些物理量的变化规律如图乙所示：图I描述电源的输出功率随端电压的变化规律，图II描述端电压随电流的变化规律、图III描述电源的效率随外电阻的变化规律，电表、导线对电路的影响不计。则下列说法不正确的是( )

A．电源的内阻r为2Ω

B．滑动变阻器最大阻值6Ω

C ．I 图上b 点的坐标(3V ，4.5W)

D ．II 图上a 点的坐标(0.6A ，4.8V) 【答案】B 【解析】 【详解】

Ａ．由乙图可知短路电流为 I 短=3A ，由 E

I r

=

短得： 6

23

E r I =

=Ω=Ω短 选项Ａ正确，不符合题意；

B ．电源效率最高时，滑动变阻器的阻值最大，由丙图知电源的最大效率为 η=80%，由

UI R EI R r

η=

=+ 解得：

R =8Ω

即变阻器最大阻值为8Ω，选项B 错误，符合题意；

C ．当输出功率达到最大时：R=r =2Ω，此时路端电压为U =3V ，所以各点的坐标为： I 图b 点：U =3V

2

2

6W 4.5W 424E P r

===?

坐标为：（3V ，4.5W ）；选项C 正确，不符合题意； D ．II 图a 点：R =8Ω，

6A 0.6A 82

E I R r =

==++ U =E-Ir =6-0.6×2=4.8V

a 点的坐标为（0.6A ，4.8V ）；选项D 正确，不符合题意； 故选B 。

12．如图所示，电源电动势为E ，内阻为r ，R 1、R 2为定值电阻，L 为小灯泡，R 3为光敏电阻，当照射光强度增大时，下列说法正确的是（ ）

A ．电压表的示数减小

B ．灯泡L 变暗

C ．R 1电流变化量比R 3电流变化量小

D ．R 1电压变化量比R 2电压变化量大

【答案】C 【解析】

【详解】

A．当照射光强度增大时，电阻减小，外电路总电阻减小，则干路电流增大，根据

11

U IR

=

可知R1两端的电压电压增大，而电压表的示数等于R1两端的电压，所以电压表的示数增大，故A错误；

B．干路电流增大，则全电路的欧姆定律有：

1

2

2

()

R

E I r R

I

R

-+

=

故通过R2中电流减小，则由并联分流关系知通过小灯泡的电流增大，故小灯泡功率增大，灯泡L变亮，故B错误；

C．电路中并联部分电压减小，通过R2中电流减小，灯泡支路的电流增大，而干路电路的电流增大，则干路电流增加量小于电阻R3电流增加量，故C正确；

D．干路电流增大，电源内电压增大，路端电压减小，则电阻R1电压增加量小于并联部分电压减小量，即R1电压变化量比R2电压变化量小，故D错误；

故选C。

13．如图所示的电路中，R1、R2、R3分别是热敏电阻、可变电阻、光敏电阻，热敏电阻随着温度的升高电阻减小，光敏电阻随着光照的增强电阻减小，L1、L2是两个相同的灯泡，闭合电键K后，两个灯泡均能正当发光，电源的电动势、内阻恒定，过一会儿，发现两个灯泡都变亮了，可能原因是

A．对R3的光照变强了

B．环境的温度变高厂

C．可变电阻R2的阻值变大了

D．可变电阻R2的阻值变小了

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】

A.若对R3的光照变强了，则3R的阻值变小了，回路中的电流变大，则流过两个灯泡的电流也就变大，所以灯泡变亮．故A正确；

B. 环境的温度变高，则1R电阻变小，由串反并同知L1变亮、L2变暗，故B错误；

C 、可变电阻2R 的阻值变大，由串反并同知，L 1变亮、L 2变暗，故C 错

D 、可变电阻2R 的阻值变小，由串反并同知，L 1变暗、L 2变亮，故D 错误； 综上所述本题答案是：A

14．如图，电路中定值电阻阻值R 大于电源内阻r ，开关K 闭合，将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表V 1、V 2、V 3的示数变化量的绝对值分别为ΔU 1、ΔU 2、ΔU 3，理想电流表示数变化量的绝对值为ΔI ，正确的是

A ．V 2的示数增大

B ．电源输出功率在增大

C ．ΔU 3＞ΔU 1＞ΔU 2

D ．ΔU 3与ΔI 的比值在减小 【答案】BC 【解析】 【详解】

理想电压表内阻无穷大，相当于断路．理想电流表内阻为零，相当短路，所以R 与变阻器串联，电压表123V V V 、、分别测量R 、路端电压和变阻器两端的电压．当滑动变阻器滑片向下滑动时，接入电路的电阻减小，电路中电流增大． A.根据闭合电路欧姆定律得：2V 的示数

2U E Ir =-

I 增大，2U 减小，故A 错误；

B. 电路中定值电阻阻值R 大于电源内阻r ，外电阻减小，电源输出功率在增大，故B 正确；

D. 由闭合欧姆定律得：

()3U E I r R =-+

解得

3

U R r I

?=+? 所以

3

U I

??不变，故D 错误； C.由闭合欧姆定律得：

()3 U I R r ?=?+

2U Ir ?=? 1U IR ?=?

又定值电阻阻值R 大于电源内阻阻值r ，则312U U U ?>?>?，故C 正确．

15．如图所示，电路中灯泡A 、B 均正常发光．忽然灯泡B 比原来变暗了些，而灯泡A 比原来变亮了些．电路中出现的故障可能是( )

A ．R 2发生断路

B ．R 3发生断路

C ．R 1、R 2同时发生断路

D ．R 1、R 3同时发生断路 【答案】AC 【解析】

若R 2断路，外电路总电阻增大，路端电压增大，总电流减小，通过R 1的电流增大，所以通过B 灯和R 3的总电流减小，灯B 亮度变暗，灯泡A 两端电压增大，A 亮度变亮，故A 正确；同理若R 3发生断路，则B 灯变亮，A 灯变暗，故B 错误；若R 1、R 2同时发生断路，外电路总电阻变大，干路电流变小，内电压变小，外电压变大．导致A 灯电压变大，A 灯变亮，由于干路电流变小，则B 灯分流变小，B 灯变暗，故C 正确 ；同理R 1、R 3同时发生断路时，A 灯变暗，B 灯变亮．故D 错误；综上分析，AC 正确．

16．如图所示，由电动机带动着倾角θ=37°的足够长的传送带以速率v=4m/s 顺时针匀速转动，一质量m=2kg 的小滑块以平行于传送带向下'2v m s =/的速率滑上传送带，已知小滑

块与传送带间的动摩擦因数78

μ=

，取2

10/g m s =，sin370.60cos370.80?=?=，，则小滑块从接触传送带到与传送带相对静止静止的时间内下列说法正确的是

A ．重力势能增加了72J

B ．摩擦力对小物块做功为72J

C ．小滑块与传送带因摩擦产生的内能为252J

D ．电动机多消耗的电能为386J

【答案】AC 【解析】

对滑块受力分析，受重力、支持力和滑动摩擦力，根据牛顿第二定律，有：平行斜面方向

37f mgsin ma -?=，垂直斜面方向370N mgcos -?=，其中f N μ=，联立解

得：()2

37371/a g cos sin m s μ=?-?=，以平行斜面向上为正，设运动到相对静止的时

间为t ，根据速度时间关系公式，有：()4261

v t s a --?=

==，则位移：()42662

x vt m m +-==

?=，故重力势能增加量为：

·3772p E mg h mg xsin J ?=?=?=，故A 正确；根据动能定理可知，摩擦力对小物块做

功等于物块动能的变化量，即()2

21124221222

f W J =

??-??-=，故B 错误；在6s 内传送带的位移：4624x vt m '==?=，故相对位移为：24618x x x m m m ?='-=-=，

故产生的内能为：7

37?

210180.82528

Q mgcos x J J μ=??=????=，故C 正确；多消耗的电能等于系统增加的机械能和内能之和，为：

7212252336p k W E E Q J =?+?+=++=，故D 错误；故选AC ．

【点睛】对滑块受力分析，根据牛顿第二定律列式求解加速度，根据运动学公式列式求解

末速度和时间，根据·

Q f x =?求解内能，多消耗的电能等于增加的机械能和内能．

17．在如图所示的电路中，闭合开关S ，电路达到稳定后，平行金属板中带电质点P 恰好处于静止状态．不考虑电流表和电压表对电路的影响，二极管视为理想二极管，R 1、R 2、R 3三个电阻的阻值相等且与电源的内阻r 的阻值也相等．当滑动变阻器R 4的滑片向b 端移动时，则

A ．带电质点P 将向下运动

B ．电源的输出功率将变大

C ．电压表V 2与电流表A 的读数变化量的绝对值之比一定不变

D ．电压表V 读数变化量的绝对值等于电压表V 2的读数变化量的绝对值 【答案】BC 【解析】

当滑动变阻器R 4的滑片向b 端移动时，R 4阻值减小，则电路总电流变大，R1上电压变

大，则R 3及其并联支路的电压减小，电容器两端电压减小，电容器本该放电，但是由于二极管的单向导电性，使得电容器两端的电量不变，场强不变，则带电质点P 将仍静止，选项A 错误；因当电源外电路电阻等于内阻时电源输出功率最大，因R 1、R 2、R 3三个电阻的阻值相等且与电源的内阻r 的阻值也相等，可知外电路电阻大于内阻，当滑动变阻器R 4的滑片向b 端移动时，外电路电阻减小，向内电阻接近，故电源的输出功率变大，选项B 正确；若只将ab 部分等效为电源的外电路，而将ab 左侧的部分等效为内电路，其等效内阻为'r ，则根据闭合电路的欧姆定律可知，电压表V 2与电流表A 的读数变化量的绝对值之比为

2

U r I

?=?'，可知为定值不变，选项C 正确；由电路图可知122R U U U U =++；分析可知当滑动变阻器R 4的滑片向b 端移动时，U 减小，U 2减小，U 1增大，U R2增大，则电压表V 读数变化量的绝对值小于电压表V 2的读数变化量的绝对值，选项D 错误；故选BC.

18．如图所示是一个直流电动机提升重物的装置，重物质量m=50kg ，电源电压U=100V ，不计各处的摩擦，当电动机以v=0.9m/s 的恒定速度将重物向上提升1m 时，电路中的电流I=5A ，g 取10m/s 2，由此可知（ ）

A ．电动机线圈的电阻r=2Ω

B ．电动机线圈的电阻r=1Ω

C ．此过程中无用功为50J

D ．该装置的效率为90%

【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】

AB ：电动机以v=0.9m/s 的恒定速度将重物向上提升500F mg N ==

5000.9450P Fv W W 机==?=

对电动机2

P UI I r =-机解得2r =Ω

故A 项正确，B 项错误．

C ：此过程中无用功2

=W I rt 无 又h

t v =

，解得500=

9

W J 无．故C 项错误． D ：该装置的效率=90%P P P

UI

η==

机机 ．故D 项正确．

【点睛】

纯电阻元件，欧姆定律适用，电功等于电热，电功率等于热功率；非纯电阻元件，欧姆定律不适用，电功大于电热，电功率大于热功率，其它功率等于电功率减去热功率．

19．A ，B 两块正对的金属板竖直放置，在金属板A 的内侧表面系一绝缘细线，细线下端系

一带电小球（可视为点电荷）．两块金属板接在如图所示的电路中，电路中的R 1为光敏电阻（其阻值随所受光照强度的增大而减小），R 2为滑动变阻器，R 3为定值电阻．当R 2的滑片P 在中间时闭合电键S ，此时电流表和电压表的示数分别为I 和U ，带电小球静止时绝缘细线与金属板A 的夹角为θ．电源电动势E 和内阻r 一定，下列说法中正确的是（ ）

A ．若将R 2的滑动触头P 向a 端移动，则θ变小

B ．若将R 2的滑动触头P 向b 端移动，则I 减小，U 减小

C ．保持滑动触头P 不动，用较强的光照射R 1，则小球重新达到稳定后θ变小

D ．保持滑动触头P 不动，用较强的光照射R 1，则U 变化量的绝对值与I 变化量的绝对值的比值不变 【答案】CD 【解析】 【分析】 【详解】

设金属板两端的电压为u ，距离为d ，小球质量为m 则tan uq

mgd

θ=

，滑动变阻器1R 是分压接法，可以分为4R ，5R 两部分，4R 与金属板串联，并和1R 并联，然后它们再与5R ，

3R 串联，电路图可以简如图所示，电压表测得是路端电压，电流表测得是电流总电流

I ．因为金属板不通电，可以将它和4R 看作1R 两端的电压表．若将R 2的滑动触头P 向a 端移动，则5R 减小，总电阻减小，则总电流增大，即两端的电压增大，所以金属板两端的电压u 增大，由公式tan uq

mgd

θ=

得，θ增大，A 错误．将若将R 2的滑动触头P 向b 端移动时，5R 增大则总电阻增大，总电流I 减小，路端电压增大即U 增大，所以B 错误．当用较强的光照射时，减小，则总电阻减小，路端电压减小，总电流增大，可推出1R 两端电压减小即金属板两端的电压减小，由tan uq

mgd

θ=得 θ减小，C 正确．

r E U E U I I --''==所以()()E U E U U

r I I I

---?==-?''，D 正确．

20．如图，电路中定值电阻阻值R 大于电源内阻阻值r .将滑动变阻器滑片x R 向下滑动，理想电压表V 1、V 2、V 3示数变化量的绝对值分别为1U ?、2U ?、3U ?，理想电流表A 示

数变化量的绝对值为I ?，下列判断正确的是

A ．V 2的示数增大

B ．电源输出功率在增大

C ．2U ?与I ?的比值不变

D ．1U ?小于2U ?

【答案】BC 【解析】 【详解】

A ．理想电压表内阻无穷大，相当于断路，理想电流表内阻为零，相当短路，所以定值电阻R 与变阻器串联，电压表V 1、V 2、V 3分别测量R 、路端电压和变阻器两端的电压。当滑动变阻器滑片向下滑动时，接入电路的电阻减小，电路中电流增大，内电压增大，路端电压减小，则V 2的示数减小，故A 错误；

B ．当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，故当滑动变阻器滑片向下滑动时，外电阻越来越接近内阻，故电源的输出功率在增大，故B 正确；

C ．2U ?与I ?的比值为r ，不会改变，故C 正确

D ．根据闭合电路欧姆定律得2U

E Ir =-，则得

2U r I

而

1U R I

由于R r ＞，则得

12U U ＞

故D 错误。 【点睛】

本题是电路的动态分析问题，关键要搞清电路的结构，明确电表各测量哪部分电路的电压或电流，根据闭合电路欧姆定律进行分析。

21．在如图所示的电路中，电源的负极接地，其电动势为E 、内电阻为r ，R 1、R 2为定值电阻，R 3为滑动变阻器，C 为电容器，图中电表为理想电表．在滑动变阻器滑动触头P 自a 端向b 端滑动的过程中（ ）