四川省德阳五中物理第十二章 电能 能量守恒定律精选测试卷专题练习
一、第十二章 电能 能量守恒定律实验题易错题培优（难）
1．用图甲中所示的电路测定一种特殊的电池的电动势和内阻，它的电动势E 约为8V ，内阻r 约为30Ω，已知该电池允许输出的最大电流为40mA ．为防止调节滑动变阻器时造成短路，电路中用了一个定值电阻充当保护电阻，除待测电池外，可供使用的实验器材还有:
A ．电流表A(量程0.05A ，内阻约为0.2Ω)
B ．电压表V(量程6V ，内阻20kΩ)
C ．定值电阻R 1(阻值100Ω，额定功率1W)
D ．定值电阻R 2(阻值200Ω，额定功率1W) E.滑动变阻器R 3(阻值范围0~10Ω，额定电流2A) F.滑动变阻器R 4(阻值范围0~750Ω，额定电流1A) G.导线和单刀单掷开关若干个
(1)为了电路安全及便于操作，定值电阻应该选___________；滑动变阻器应该选___________．(均填写器材名称代号)
(2)接入符合要求的实验器材后，闭合开关S ，调整滑动变阻器的阻值，读取电压表和电流表的示数．取得多组数据，作出了如图乙所示的图线．根据图象得出该电池的电动势E 为___________V ，内阻r 为___________Ω．(结果均保留2位有效数字) 【答案】R 2 R 4 7.8 29 【解析】 【分析】
（1）应用欧姆定律求出电路最小电阻，然后选择保护电阻；根据电源内阻与保护电阻的阻值，选择滑动变阻器．
（2）电源的U -I 图象与纵轴交点的坐标值是电源的电动势，图象斜率的绝对值是电源内阻． 【详解】
（1）[1]为保护电源安全，电路最小电阻
8
Ω200Ω0.040
R =
=最小， 保护电阻阻值至少为
200Ω30Ω170Ω100Ω-=>，
则保护电阻应选定值电阻2R ；
[2]电源等效电阻（电源内阻与保护电阻之和）为200Ω，为进行多次实验，测出多组实验数据，滑动变阻器应选滑动变阻器4R ．
（2）[3]由电源U -I 图象可知，图象与纵轴的交点坐标值是7.8，则电源电动势E =7.8V ， [4]图象斜率
7.8
2290.034
U k I ?=
=≈Ω?， 电源内阻
222920029r k R =-=Ω-Ω=Ω．
2．在测定一节干电池E 的电动势和内阻（电动势约为1.5V ，内阻小于2.0Ω）的实验中，备有下列参数准确可靠的器材：
电流表A 1（量程0～3mA ，内阻r 1＝5.0Ω） 电流表A 2（量程0～0.6A ，内阻r 2＝0.5Ω） 滑动变阻器R 1（0～20Ω，额定电流为2.0A ） 滑动变阻器R 2（0～100Ω，额定电流为1.0A ） 定值电阻R 3＝995Ω 定值电阻R 4＝9.5Ω 开关和导线若干
(1)某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了图甲所示的实验电路，图中定值电阻应选____ ，滑动变阻器应选_____（均填写器材的字母代号）。
(2)图乙为该同学根据实验电路，利用测出的数据绘出的I 1与（I 1+I 2）的关系图线，I 1为电流表A 1的示数，I 2为电流表A 2的示数。则由图线可求被测干电池的电动势E ＝_____V ，内阻r ＝_____Ω．（结果保留三位有效数字）
(3)在电路连接良好的情况下，该实验方案_____（选填“有”或“没有”）系统误差 【答案】R 3 R 1 1.47 1.18 没有 【解析】
(1)[1]因为没有电压表，可以用电流表与定值电阻串联改装成电压表，由电路图可知y应该是A1；电流表A1量程为3mA，要测1.5V电压，电压表内阻至少为
R
1.5
0.003
U
I
===500Ω，
电流表A1内阻为5Ω，由电路图可知，定值电阻应选R3；[2]为准确测量，减小误差，方便实验操作滑动变阻器应选R1.
(2)[3][4]根据欧姆定律和串联的知识得电源两端电压为：
U＝I1（995+5）＝1000I1，根据图象与纵轴的交点得电动势为
E＝1.47mA×1000Ω＝1.47V，与横轴的交点可得出路端电压为1.0V时电流是0.4A，
由闭合电路欧姆定律E＝U+Ir可得，电源内阻
r
1.471
0.4
E U
I
--
==≈1.18Ω；
(3)[5]伏安法测电源电动势与内阻实验，相对于电源来说，电流表采用外接法时，由于电压表分流，使所测电流偏大，给实验带来实验误差；本实验中用两个电流表测电流，处理实验数据时横坐标是电路总电流，电压测量值与电流测量值都等于真实值，本实验没有系统误差.
3．某学生实验小组做测定电源的电动势和内电阻的实验，请回答下列问题
（1）在测定电源电动势和内阻的实验方案中，该小组提出下列几种实验方案，其中不能达到实验目的是_____
（2）该实验小组选择上一问中的某一种方案，根据实验数据画出的U-I图象，如下图所示，由此可知这节干电池的电动势E＝___V、内电阻r＝___Ω．（保留两位有效数字）
【答案】A 1.40 0.67
【解析】
(1)[1]测量电源电动势和内阻的实验需要测出两个未知物理量，所以实验中需要通过仪器测出两个物理量，根据选择仪器的不同有三种方案：伏安法、伏阻法、安阻法，其中伏安法测量电动势和内阻的实验中根据电流表的位置不同，有两种不同的连接方法； A.与分析相符，符合题意； B.与分析不符，不符合题意； C.与分析不符，不符合题意； D.与分析不符，不符合题意；
(2)[2][3]由闭合电路欧姆定律可知U E Ir =-；由图象可知电源的U I -图象与纵轴的交点坐标值是1.40，则电源电动势 1.40V E =，电源内阻
1.40 1.0
Ω0.67Ω0.6
U r I ?-=
==?
4．小华、小刚共同设计了图甲所示的实验电路，电路中的各个器材元件的参数为：电池组（电动势约6V ，内阻r 约3Ω）、电流表（量程2.0A ，内阻r A =0.8Ω）、电阻箱
R 1（0~99.9Ω）、滑动变阻器R 2（0~R t ）、开关三个及导线若干．他们认为该电路可以用来测电源的电动势、内阻和R 2接入电路的阻值．
（1）小华先利用该电路准确地测出了R 2接入电路的阻值．他的主要操作步骤是：先将滑动变阻器滑片调到某位置，接着闭合S 、S 2，断开S 1，读出电流表的示数I ；再闭合S 、S l ，断开S 2，调节电阻箱的电阻值为3.6Ω时，电流表的示数也为I ．此时滑动变阻器接入电路的阻值为_________Ω．
（2）小刚接着利用该电路测出了电源电动势E 和内电阻r ． ①他的实验步骤为：
a ．在闭合开关前，调节电阻R 1或R 2至 _________（选填“最大值”或“最小值”），之后闭合开关S ，再闭合_______（选填“S 1”或“S 2”）；
b ．调节电阻________（选填“R 1”或“R 2”），得到一系列电阻值R 和电流I 的数据；
c ．断开开关，整理实验仪器． ②图乙是他由实验数据绘出的
1
R I
-图象，图象纵轴截距与电源电动势的乘积代表_______（用对应字母表示），电源电动势E =_____V ，内阻r =______Ω．（计算结果保留两位有效数字）．
【答案】3.6 最大值 S 1 R 1 R A 与r 之和 6.0 2.8 【解析】
（1）由电路的结构可知测出了2R 接入电路的阻值用的是等值替代法．
（2）实验中采用的是电阻箱和电流表的方式测定电动势和内电阻；根据实验的原理可知应采用的方式；
（3）分析电流与电阻的关系，由闭合电路欧姆定律可得出符合本实验的公式，再结合图象的性质利用函数关系即可求得电动势和内电阻。 【详解】
（1）[1]．用等值替代法可测出R 2接入电路的阻值，电阻箱的示数等于接入电路的阻值为3.6Ω；
（2）①[2][3][4]．要用电阻箱与电流表结合测量电动势与内阻，则要改变电阻箱的值，则 a ．在闭合开关前，调节电阻R 1或R 2至最大值，之后闭合开关S ，再闭合S 1； b ．调节电阻R 1得到一系列电阻值R 和电流I 的数据； ②[5][6][7]．由闭合电路欧姆定律
A E
I R R r
=
++
变形得：
1A A R R r R r R I E E E
+++==+ 可得：
1
R I
-图象纵轴截距与电源电动势的乘积代表A r R + 图象斜率为1
E
，即：
1k E
=
解得：
1
E k
==6.0V
由
0.60A r R E +=
得：
0.60 2.8A r E R =-=Ω
【点睛】
本题中有两个难点，一个等电阻替代法测电阻原理，二是需要根据闭合欧姆定律推导出
1
kR b I
=+的形式
5．图（a ）为某同学测量一节干电池的电动势和内电阻的电路图。
（1）虚线框内是用毫安表改装成电流表的电路。已知毫安表表头的内阻为10 Ω，满偏电流为100 mA ，电阻R 1=2.5 Ω，由此可知，改装后电流表的量程为_______A 。 （2）实验步骤如下，请完成相应的填空：
①将滑动变阻器R 的滑片移到______端（选填“A”或“B”），闭合开关S ；
②多次调节滑动变阻器的滑片，记下电压表的示数U 和毫安表的示数I ；某次测量时毫安表的示数如图（b ）所示，其读数为
_________mA 。
③以U 为纵坐标，I 为横坐标，作U –I 图线，如图（c ）所示；
④根据图线求得电源的电动势E =_________V ，内阻r =_______Ω。（结果均保留到小数点后两位）
【答案】0.5 B 68 1.48 0.45 【解析】 【详解】
（1）[1]根据欧姆定律得，改装后电流表的量程
1
0.110
0.10.52.5
g g g I R I I R ?=+
=+
=A （2）[2]①为保护电路，实验中应让电阻由最大值开始调节，所以开始时滑片应滑到B 端；
②[3]电流表量程为100mA ，由图示表盘可知，其读数为68mA ；
④[4] 根据改装原理可知，实际电流为电流表读数的5倍，由闭合电路欧姆定律可知：
()5U E I r R '=-+
由图可知，电源的电动势：E =1.48V
31.480.5
2.45 80105
r R --'+=
=??
解得：r =2.45-2=0.45Ω。
6．“用DIS 测定电源的电动势和内阻”的实验电路如图a ．所示，其中R 1为定值电阻，R 为
滑动变阻器．
(1)下列关于图a ．电路的说法中正确的有_____ A ．甲为电压传感器，R 的作用是保护电路 B ．甲为电压传感器，R 1的作用是保护电路 C ．乙为电压传感器，R 的作用是保护电路 D ．乙为电压传感器，R 1的作用是保护电路
(2)实验测得电池①的路端电压U 与电流I 的拟合曲线如图b ．中①图线所示，由此得到电池①的电源电动势E 1=_______V ，内阻r 1=______Ω；
(3)改用电池②，重复上述实验方法，得到图b ．中的图线②．用阻值相同的两个定值电阻分别与电池①及电池②连接，两电池的输出功率相等，则这两个定值电阻的阻值为________Ω，电池①和电池②的效率η1______η2（选填“>”“=”或“<”）． 【答案】D 6.0 2.4 1.6 < 【解析】 【详解】
(1)[1]甲串联在电路中，是测量电流的，所以甲是电流传感器；乙接在电源两端，测量电压，所以乙是电压传感器；定值电阻R 1在实验中的作用主要是保护电源，防止短路；故D 正确，ABC 错误．
(2)[2][3]根据U =E ?Ir 可知，图象与纵轴的交点表示电源的电动势，故E 1=6.0V ；图象的斜率表示内阻，则r 1=△U/△I =（6.0?1.2）/（2.0-0）Ω=2.4Ω；
(3)[4][5]由图可知，电池②的电动势E 2=4.8V.内阻r 2=1.6Ω，外接电阻R 时，电源的输出功率为：2(
)E P R R r =+，则22
6.0 4.8()()2.4 1.6
R R R R =++，解得：R =1.6Ω．电池的效率：UI R EI R r
η==+，带入数据得：η1<η2．
7．为研究某一蓄电池组，某兴趣小组将一块旧的电池组充满电，准备利用下列器材测量电池组的电动势和内电阻。
A ．待测电池组，电动势约为4V ，内阻约几欧姆
B ．直流电压表V 1、V 2（量程均可满足要求，均可视为理想电表）
C ．定值电阻R 0（未知）
D ．滑动变阻器R ，最大阻值R p （已知）
E ．导线和开关
(1)现利用以上器材，设计一个电路如图所示，完成对待测电池组的电动势和内阻的测量。 (2)实验之前，需要利用该电路图测出定值电阻R 0，方法是先把滑动变阻器R 调到最大阻值R p ，再闭合开关，电压表V 1和V 2的读数分别为U 10、U 20，则R 0=____（用U 10、U 20、R p 表示）。
(3)实验中移动滑动变阻器触头，读出电压表V l 和V 2的多组数据U l 、U 2，描绘出U l -U 2图象（横轴为U 2），图线斜率绝对值为k ，与横轴的截距值为a ，则电池组的电动势E=____，内阻r =___（用k 、a 、R 0表示）。
(4)经测量得到该电池组的电动势为E =4.0V ，内阻r =1.5Ω，现用该电池组与定值电阻R 1=1.0Ω串联，然后与两个相同的灯泡构成如图所示的电路，灯泡的伏安特性曲线如图所示，试用作图法求出：每个灯泡的实际功率为____W （结果保留两位小数）。 【答案】
2010
P
U R U ka 0(1)R k - 0.75(0.73~0.78） 【解析】 【分析】 【详解】
(2)[1]当滑动变阻器接入阻值最大时，此时电路中电流为：
10
p
U I R =
根据欧姆定律得：
2020010
p
U R U R I U ==
(3)[2][3]根据闭合电路欧姆定律可知：
()2
100
U U E r R R =-
+ 根据题意可知：
r R
k
R
+
=
()
a
E R r
R
=-+
联立解得：
E ka
=，()
1
r R k
=-．
(4)[4]定值电阻R1与电源构成等效电源，在灯泡U-I图象坐标系内作出等效电源的U-I图象如图所示，
由图示图象可知，灯泡两端电压：U=1.70V，通过每个灯泡的电流I
=0.46A，灯泡实际功率：
P=UI=1.70×0.46≈0.78W
二、第十二章电能能量守恒定律选择题易错题培优（难）
8．在如图所示的电路中，E为电源电动势，r为电源内阻，R1和R3均为定值电阻，R2为滑动变阻器．当R2的滑动触点在a端时合上开关S，此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U．现将R2的滑动触点向b端移动，则三个电表示数的变化情况是
A． I1增大，I2不变，U增大
B． I1减小，I2增大，U减小
C． I1增大，I2减小，U增大
D． I1减小，I2不变，U减小
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
R2的滑动触点向b端移动时，R2减小，整个电路的总电阻减小，总电流增大，内电压增大，外电压减小，即电压表示数减小，R3电压增大，R1、R2并联电压减小，通过R1的电流I1减小，即A1示数减小，而总电流I增大，则流过R2的电流I2增大，即A2示数增大．故A、C、D错误，B正确．
9．将标有“110V，40W”小灯泡L1和“110V、100W”的小灯泡L2与一只滑动变阻器
（0﹣30Ω）组合接在220V的电压上，若让两个灯泡都能正常发光，则最省电的一种接法是（）
A．
B．
C．
D．
【答案】C
【解析】
【分析】
在该电路中，既要保证两灯泡都正常发光，又要保证消耗的功率最小．运用排除法，先判断哪些电路不能正常发光，在正常发光的情况下，抓住整个电路消耗的功率等于各用电器消耗的功率之和求出总功率，取功率最小的电路．
【详解】
A．图中两个灯泡串联，总电压为220V，而电阻不等，故两个灯泡的电压不可能同时为110V，故A错误．
D．标有“110V，40W”小灯泡额定电流为：
140W4
A 110V11
I==；标有“110V、100W”的小灯泡额定电流为：
2100W10
A 110V11
I==；
而支路电流不可能大于干路电流，故D错误．
BC．两幅图中小灯泡均正常发光，只要变阻器电功率最小即可，变阻器的电压均为
110V，B图中变阻器电流为两个灯泡的额定电流之和，而C图中的变阻器电流为两个灯泡的额定电流之差，故C图中变阻器的电流小，根据P=UI，C图中变阻器的功率最小；故B 错误，C正确．
故选C．
【点睛】
解决本题的关键知道在混联电路中，总功率等于各电阻消耗的功率之和，会根据功率的公式求出额定电流，判断灯泡能否正常发光．
10．如图所示的电路中，闭合开关后各元件处于正常工作状态，当某灯泡突然出现故障时，电流表读数变小，电压表读数变大．下列关于故障原因或故障后其他物理量的变化情况的说法中正确的是( )
A．L1灯丝突然短路
B．L2灯丝突然烧断
C．电源的输出功率一定变小
D．电容器C上电荷量减少
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
安培表在干路上，读数变小，说明总电阻变大．
A．L1灯丝突然短路，总电阻减小，电流表读数变大，A错误；
B．L2灯丝突然烧断，总电阻增大，电流表读数变小，电压表读数变大，B正确；
C．电源的输出功率P=UI，电压增大而电流减小，输出功率不一定变小，C错误；
D．电流表读数变小，灯泡1的分压减小，并联支路的电压增大，电容器两端的电压增大，根据Q=CU知电容器的带电量增大，D错误．
【点睛】
本题考查了电路的动态分析，方法是：先从支路的变化，分析总电流和路端电压的变化，再到支路，分析各用电器的电压和电流的变化关系．
11．在如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，R1、R3为定值电阻，R2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V1、V2的示数分别为U1、U2，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V1、V2的示数分别为U1′、U2′，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 。
12．如图所示，电源的电动势为6V 、内阻为1Ω，R 是一个电阻箱，定值电阻R 2=4Ω、R 3= 10Ω，电容器C 的电容为5μF ，闭合开关S ，调节电阻箱R ，电路达到稳定状态后，下列说法正确的是
A．当R1的阻值增大时，电源的路端电压增大，流过R3的电流减小
B．当R1的阻值增大时，电容器的电荷量将增大
C．当R1的电阻为6Ω时，电容器所带电荷量的大小为1×10-5C
D．当S断开后，R2中将出现瞬时电流，方向由a→b
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A．当R1的阻值增大时，总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律可知，干路电流减小，内电压减小，电源的路端电压增大，则R3两端电压增大，通过的电流增大；故A错误。B．电容器两端的电压为电阻R2两端电压，干路电流减小，通过R3的电流增大，则流过R2的电流减小，两端电压减小，电容器的电荷量Q=CU减小；故B错误。
C．当R1的电阻为6Ω时，则外电阻为5Ω，则路端电压为5V，电阻R2两端电压为2V，电荷量
Q=CU=5×10-6×2C=1×10-5C
故C正确。
D．当S断开时，电容器放电，左端为正极，R2中将出现瞬时电流，方向由b→a；故D错误。
故选C。
13．如图所示的电路中，电表为理想电表，R1、R2为定值电阻，电源的正极接地，将滑动变阻器R3的滑片P向上移动，下列说法正确的是（）
A．电流表的示数变大B．电压表的示数变大
C．电容器带电量减小D．a点的电势升高
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
B．当滑动变阻器的滑片向上移动时，电路中的总电阻增大，总电流减小，内电压减小，外电压增大，电压表的示数增大，选项B正确；
CD．R1两端的电压减小，R2两端的电压增大，电容器的带电量增大，a点的电势降低，选项C、D错误；
A．R2两端的电压增大，流过R2的电流增大，而总电流减小，因此流过R3的电流减小，即电流表的示数减小，选项A错误。
故选B。
14．2019年1月11日1时11分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功将“中星2D”卫星发射升空，升空后的卫星能量补给主要靠太阳能电池.硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点.如图所示，图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图象，图线b是某纯电阻电器的U- I图象.则在该光照强度下，把该电池和该电器组成一个电路时，电池的（）
A．内阻为5.5
B．输出功率为12.5 W
C．内耗功率为0.22 W
D．效率为50%
【答案】AC
【解析】
【详解】
由闭合电路欧姆定律得U=E?Ir，当I=0时，E=U，由a与纵轴的交点读出电动势为E=3.6v.根据两图线交点处的状态可知，将它们组成闭合回路时路端电压为U=2.5V，电流为
I=0.2A。
A. 将它们组成闭合回路时路端电压为U=2V，电流为I=0.2A，则电池的内阻为
故A正确；
B. 电池的输出功率为：
P出=UI=2.5×0.2W=0.5W
故B错误；
C.此时硅光电池的总功率为：
P 总=EI =3.6×0.2W =0.72W
内耗功率为
P 内= P 总 -P 出=0.22 W
故C 正确；
D. 电池的输出效率为：
η=
×100%=
×100%≈69.4%
故D 错误。
15．在如图所示电路中，R 1、R 2为定值电阻，闭合电键S 后，带电粒子恰处于静止状态，现将滑动变阻器的滑片向下滑动，理想电压表V 1，V 2，V 3示数变化量的绝对值分别为ΔU 1、ΔU 2、ΔU 3，理想电流表A 示数变化量的绝对值为ΔI ，则( )
A ．V 1示数减小， V 2和V 3示数增大
B ．带电粒子将向上运动
C ．ΔU 3＞ΔU 1
D ．此过程中
2
I
U ??保持不变 【答案】BCD 【解析】 【详解】
A ．将滑动变阻器的滑片向下滑动，滑动变阻器的阻值减小，电路的总电阻减小，由闭合电路欧姆定律知，总电流增大，则V 1示数U 1增大．内电压增大，路端电压U 减小，而路端电压13U U U =+，可知，V 3示数U 3减小．R 2两端电压增大，所以V 2示数减小，故A 错误；
B ．R 2两端电压增大，则电容器板间电压增大，板间场强增大，带电粒子所受的电场力增大，因此带电粒子将向上运动，故B 正确；
C ．因为13U U U =+，U 3减小，U 1增大，而U 减小，所以31U U ??＞ ．故C 正确；
D ．根据闭合电路欧姆定律知：
212()U E I R R r =-++
得
2
12U R R r I
?=++? 保持不变，故D 正确． 故选BCD ．
16．某同学将一直流电源的总功率PE 、输出功率PR 和电源内部的发热功率Pr 随电流I 变化的图线画在同一坐标系内，如图所示，根据图线可知 （ ）
A ．反映Pr 变化的图线是a
B ．电源电动势为8 V
C ．电源内阻为2 Ω
D ．当电流为0.5 A 时，外电路的电阻为6 Ω 【答案】CD 【解析】
试题分析：电源的总功率E P IE =，功率与电流成正比，由2
r P I r =知电源内部的发热功
率与电流的平方成正比，A 正确；直流电源的总功率E P IE =，P-I 图象的斜率等于电动势E ，则有8
42
P E V I ===，电流为2A 时电源的总功率与发热功率相等，则根据2r P I r =可得22822r P r I =
=Ω=Ω，当电流为0．5A 时，根据闭合电路欧姆定律E I r R
=+可得出外电路的电阻为6Ω，CD 正确
考点：考查闭合电路欧姆定律的图象应用
【名师点睛】要注意根据电源的总功率公式E P IE =求解电动势，根据发热功率的公式
2r P I r =，求解电源的内阻．
17．如图所示的U -I 图象中，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，由图象可知（ ）
A ．R 的阻值为1.5Ω
B ．电源电动势为3.0V ，内阻为1.5Ω
C ．电源的输出功率为3.0W
D ．电阻R 消耗的功率为1.5W 【答案】ABD 【解析】 【分析】 【详解】
A 、由两图线的交点知， 1.5 1.51.0
U R I =
==Ω ，故A 正确； B 、直线I 在纵轴上的截距为电动势，即E =3V ，斜率的绝对值为内阻，即3
1.52
r ==Ω ，选项B 正确；
CD 、电源的输出功率P =UI =1.5W ，也等于电阻R 消耗的功率，选项C 错误，D 正确． 综上所述本题答案是：ABD
18．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.
19．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．
20．如图所示的电路中，E 为电源，其内阻为r ，L 为小灯泡(其灯丝电阻可视为不变)，R 1、R 2为定值电阻，R 3为光敏电阻，其阻值大小随所受照射光强度的增大而减小，V 为理想电压表．若将照射R 3的光的强度减弱，则
A ．电压表的示数变大
B ．小灯泡变暗
C ．通过R 2的电流变大
D ．电源内阻消耗的功率变大 【答案】BC 【解析】 【详解】
若将照射R 3的光的强度减弱，可知其电阻增大，所以外电路的总电阻增大。 A ．根据闭合电路欧姆定律可知，
E U Ir =+外
外电路总电阻增大，干路电流减小，R 1在干路上，所以其电压减小，因此电压表示数减小，A 错误
BC ．因为干路电流减小，所以路端电压增大，R 1和R 2的电压之和等于路端电压，所以R 2的电压增大，因此流过R 2的电流增大，又R 2和L 的电流之和减小，所以L 的电流必然减小，因此灯泡变暗，BC 都正确 D ．内阻上消耗的功率
2r P I r =
因为干路电流减小，所以D 错误
21．在如图所示的电路中，E 为电源电动势，r 为电源内阻，R 1和R 3均为定值电阻，R 2为滑动变阻器。当R 2的滑动触点在a 端时合上开关S ，此时三个电表A 1、A 2和V 的示数分别为I 1、I 2和U ．现将R 2的滑动触点向b 端移动，下列说法正确的是
A ．电表A 1的示数I 1减小
B ．电表A 2的示数I 2减小
C ．电表V 的示数U 增大
D ．电阻R 3的电功率增大 【答案】AD 【解析】 【分析】
本题考查闭合电路中的动态分析问题 【详解】
将R 2的滑动触点向b 端移动过程中，电路中总电阻减小，主路电流则会增大， A ．因主路电流增大，电源内电压增大，R 3的电压也会增大，则R 1的电压会变小，I 1的电流会减小，故A 选项正确；
B．因主路电流增大而I1的电流会减小，则I2的电流会增大，故B选项错误；
C．电源内压增大，则路端电压会减小即电表V的示数U减小，故C选项错误；
D．电阻R3的电功率2
33
P I R
=随主路电流的增大而增大，故D选项正确；
综上所述，本题正确答案选AD。
22．在如图所示的电路中，123
0.52
R R R R
===，
4
R为可变电阻，最大值为4R。电源的电动势为ε，内阻0.5
r R
=。设电流表A的读数为I，电压表V的读数为U。当
4
R的滑动触点由接近b端向接近a端移动时（）
A．I先变小后变大，U一直变大
B．I一直变小，U先增大后变小
C．电源总功率先减小后变大，输出效率一直变大
D．1R功率先减小后后变大，2R、3R和4R三电阻的总功率先增大后减小
【答案】BD
【解析】
【详解】
AB．当4R的滑动触点由接近b端向接近a端移动时，电阻先变大，当移动到4R左边部分阻值为R时，并联电路两支路电阻相等，此时并联电路电阻最大，此后继续移动电阻减小，故干路电流先减小后增大，由闭合电路欧姆定律有：
U I r
ε
=-
总
U先增大后变小；
当U增大时，并联电路部分电压增大，干路电流减小，此时3R这条支路电阻减小，由：
3
3a
U
I
R R
=
+
并
可知流过R3的电流增加，则由：
3
I I I
总
=-
可知流过R2的电流减小，即I变小；
当U减小时，并联电路部分电压减小，此时2R这条支路电阻增加，则由：
2b
U
I
R R
=
+
并
可知流过2R的电流减小，所以I一直变小。故A错误，B正确；