一、單選題：本大題共6小題，共24分。
1.干電池和太陽能電池等不同電源產(chǎn)生電動勢原理不同。下列關(guān)于電動勢說法正確的是( )
A. 電動勢是閉合電路中電源兩極間的電壓
B. 電動勢越大，電源儲存的能量越大
C. 電源電動勢大小與連接的外電路有關(guān)
D. 在閉合電路中，電源電動勢等于外電路電壓與內(nèi)電路電壓之和
2.鋰離子電池主要依靠鋰離子(Li+)在正極和負(fù)極之間移動來工作。圖為常用手機(jī)鋰電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，某過程中Li+從負(fù)極脫嵌通過膈膜嵌入正極。此鋰電池的電動勢為3.7V，則此過程
A. 將鋰電池接入電路，鋰電池兩端電壓為3.7V
B. 電池內(nèi)部電流方向從正極到負(fù)極
C. 在電池中電荷量的單位通常表示為kW??
D. 電源內(nèi)部每搬運(yùn)一個Li+非靜電力做功3.7eV
3.圖甲為某電源的U?I圖線，圖乙為某小燈泡的U?I圖線，則下列說法中正確的是( )
A. 電源的內(nèi)阻為5Ω
B. 小燈泡的電阻隨著功率的增大而減小
C. 把電源和小燈泡組成閉合回路，小燈泡的功率約為0.3W
D. 把電源和小燈泡組成閉合回路，電路的總功率約為0.4W
4.如圖甲所示的電路，其中電源電動勢E=6V，內(nèi)阻r=2Ω，定值電阻R=4Ω，已知滑動變阻器消耗的功率P與其接入電路的有效阻值Rr的關(guān)系如圖乙所示。則下列說法中正確的是( )
A. 圖乙中滑動變阻器的最大功率P2=4.5W
B. 滑動變阻器消耗功率最大時，定值電阻R也消耗功率最大
C. 圖乙中R1=6Ω，R2=12Ω
D. 調(diào)整滑動變阻器Rr 的阻值，可以使電源的輸出電流達(dá)到2A
5.如圖所示，電源電動勢為12V，電源內(nèi)阻為1.0Ω，電路中的電阻R0為1.5Ω，小型直流電動機(jī)M的內(nèi)阻為0.5Ω，閉合開關(guān)S后，電動機(jī)轉(zhuǎn)動，電壓表讀數(shù)為7.0V.則以下判斷中不正確的是( )
A. 電動機(jī)的電流為14A
B. 電動機(jī)的電功率為14W
C. 電動機(jī)輸出功率為12W
D. 電源的輸出功率為20W
6.如圖所示的電路中，電源的電動勢為E，內(nèi)阻不計，電容器電容為C，電阻R1：R2：R3：R4=3：2：1：1，開關(guān)S斷開，現(xiàn)將S閉合，由S閉合到電路穩(wěn)定的過程中通過R3的電量是( )
A. EC5B. 2EC5
C. 3EC5D. EC
二、多選題：本大題共6小題，共30分。
7.下列說法正確的是
A. 歐姆定律是個實(shí)驗(yàn)定律，所以它適用于所有的電學(xué)元件
B. 電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程就是電流做功的過程，其實(shí)質(zhì)是導(dǎo)體中的恒定電場對自由電荷的靜電力在做功
C. 不同的電源，非靜電力做功的本領(lǐng)不同，因而電源的電動勢不同
D. 在閉合電路中，當(dāng)外電路斷開時，路端電壓等于零；當(dāng)外電路短路時，電路中的電流無窮大
8.如圖所示為某型號的直軌式小吊機(jī)，其配備的電動機(jī)可以將重物吊起后轉(zhuǎn)移至窗口或空間狹小的室內(nèi)。電動機(jī)的輸入電壓為220V，當(dāng)將質(zhì)量為100kg的重物以0.6m/s的速度沿豎直方向勻速提升時，通過電動機(jī)的電流為4A。已知重力加速度g=10m/s2，不考慮其他阻力，下列說法正確的是( )
A. 電動機(jī)內(nèi)部線圈電阻為55Ω
B. 此時電動機(jī)輸出功率為600W
C. 剛啟動時通過電動機(jī)的電流大于4A
D. 電動機(jī)空載時內(nèi)部線圈消耗的功率為880W
9.如圖所示，用充電寶為一手機(jī)電池充電，其等效電路如圖所示。在充電開始后的一段時間t內(nèi)，充電寶的輸出電壓U、輸出電流I可認(rèn)為是恒定不變的，設(shè)手機(jī)電池的內(nèi)阻為r，則時間t內(nèi)( )
A. 充電寶輸出的電功率為UI+I2rB. 手機(jī)電池內(nèi)阻r=UI
C. 手機(jī)電池產(chǎn)生的焦耳熱為I2rtD. 手機(jī)電池儲存的化學(xué)能為UIt?I2rt
10.在如圖所示的電路中，電源的電動勢為E，內(nèi)阻為r，平行板電容器C的兩金屬板水平放置，R1和R2為定值電阻(R1>r)，P為滑動變阻器R的滑動觸頭，G為靈敏電流表，A為理想電流表，開關(guān)S閉合后，C的兩板間恰好有一質(zhì)量為m、電荷量為q的油滴處于靜止?fàn)顟B(tài)，在滑片P向下移動的過程中，下列說法正確的是( )
A. A表的示數(shù)減小B. 油滴向下運(yùn)動
C. G中有b→a的電流D. 電源的效率減小
11.如圖所示，電路中定值電阻R的阻值大于電源內(nèi)阻r的阻值，開關(guān)S閉合，平行板電容器中帶電質(zhì)點(diǎn)P原處于靜止?fàn)顟B(tài)，將滑動變阻器滑片向下滑動，理想電壓表V1、V2、V3；的示數(shù)變化量的絕對值分別為ΔU1、ΔU2、ΔU3，理想電流表A1示數(shù)變化量的絕對值為ΔI1，下列說法正確的是( )
A. 質(zhì)點(diǎn)將向下運(yùn)動，理想電流表A2中有從a流向b的瞬間電流
B. ΔU3ΔI1>U1I1>ΔU2ΔI1
C. 電源的輸出功率減小
D. 電源的效率變小
12.如圖所示，直線a、拋物線b和c分別為某一直流電源外接純電阻電路中的總功率PE、外電路功率PR、電源內(nèi)阻發(fā)熱功率Pr隨路端電壓U變化的圖線，但具體對應(yīng)關(guān)系未知，根據(jù)圖像可判斷( )
A. PE?U圖像對應(yīng)圖線a，由圖知電源電動勢為3V，內(nèi)阻為1Ω
B. PR?U圖像對應(yīng)圖線b，外電路電阻為1.5Ω時，輸出功率有最大值為2.25W
C. Pr?U圖像對應(yīng)圖線b，由圖知電源電動勢為9V，內(nèi)阻為3Ω
D. PR?U圖像對應(yīng)圖線c，由圖知外電路最大功率為2.25W
三、實(shí)驗(yàn)題：本大題共1小題，共12分。
13.實(shí)驗(yàn)小組測量某型號電池的電動勢和內(nèi)阻。用電流表、電壓表、滑動變阻器、待測電池等器材組成如圖1所示實(shí)驗(yàn)電路，由測得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制成的U?I圖像如圖2所示。
(1)圖1的電路圖為下圖中的__________。(選填“A”或“B”)
(2)如果實(shí)驗(yàn)中所用電表均視為理想電表，根據(jù)圖2得到該電池的電動勢
E=__________V，內(nèi)阻r=__________Ω。
(3)實(shí)驗(yàn)后進(jìn)行反思，發(fā)現(xiàn)上述實(shí)驗(yàn)方案存在系統(tǒng)誤差。若考慮到電表內(nèi)阻的影響，對測得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，在圖2中重新繪制U?I圖線，與原圖線比較，新繪制的圖線與橫坐標(biāo)軸交點(diǎn)的數(shù)值將__________，與縱坐標(biāo)軸交點(diǎn)的數(shù)值將__________。
(兩空均選填“變大”“變小”或“不變”)
四、計算題：本大題共2小題，共34分。
14.如圖所示，A為電解槽，M為電動機(jī)，N為電爐子，恒定電壓U=12V，當(dāng)S1閉合，S2、S3斷開時，電流表示數(shù)為6A；當(dāng)S2閉合，S1、S3斷開時，電流表示數(shù)為5A，且電動機(jī)的內(nèi)阻rM=1Ω；當(dāng)S3閉合，S1、S2斷開時，電流表示數(shù)為4A，且電解槽內(nèi)阻rA=2Ω。求：
(1)電爐子的電阻及發(fā)熱功率；
(2)電動機(jī)的機(jī)械效率；
(3)在電解槽工作時，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率。
15.如圖所示，甲圖中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(shù)隨電流表讀數(shù)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)電壓表V1、V2的示數(shù)隨電流表示數(shù)的變化圖像應(yīng)分別為U?I圖像中的哪一條直線？
(2)定值電阻R0、變阻器的總電阻R分別為多少？
(3)求出電源的電動勢和內(nèi)阻；
(4)滑動變阻器的最大功率是多少？
答案解析
1.D
【解析】AD.電動勢等于電源沒有接入電路時兩端的電壓，在閉合回路中，電源電動勢等于外電路電壓與內(nèi)電路電壓之和，故A錯誤，D正確；
B.電動勢大小是反映非靜電力做功能力大小的，與所儲存的電能無關(guān)，故B錯誤；
C.電源電動勢由電源中非靜電力的特性決定，跟外電路無關(guān)，故C錯誤。
故選D。
2.D
【解析】A、Li+從負(fù)極脫嵌通過膈膜嵌入正極，表明鋰電池現(xiàn)在處于放電狀態(tài)，將鋰電池接入電路，鋰電池兩端電壓為路端電壓，要小于3.7V，故A錯誤；
B、電池內(nèi)部電流方向從負(fù)極到正極，故B錯誤；
C、kW??是能量的單位，電荷量的單位為mA·?，故C錯誤；
D、根據(jù)電源電動勢的定義，可知電源內(nèi)部每搬運(yùn)一個Li+非靜電力做功W=e×3.7V=3.7eV，故D正確。
故選D。
3.C
【解析】A、根據(jù)U=E?Ir可得圖象與縱軸的交點(diǎn)表示電動勢，圖象的斜率絕對值表示內(nèi)阻，則由圖甲可知，電動勢為：E=1.5V，內(nèi)阻為：r=1.5?1.00.3Ω=53Ω，故A錯誤；
B、根據(jù)乙圖，I越大時，功率(P=UI)越大，圖乙上的點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率表示電阻，隨著I的增大，該斜率變大，則電阻變大，故B錯誤；
C、把電源和小燈泡組成閉合回路，將甲、乙兩圖疊加到一起，兩U?I曲線的交點(diǎn)即小燈泡的電壓、電流，故U=0.5V，I=0.6A，所以，小燈泡的功率為：P=UI=0.5×0.6W=0.3W，故C正確；
D、回路中的總功率為：P總=EI=1.5×0.6W=0.9W，故D錯誤。
故選：C。
4.C
【解析】AC.由閉合電路歐姆定律的推論可知，當(dāng)電源外電阻R等于內(nèi)阻r時，輸出功率最大，最大值為Pm=E24r，把定值電阻看成電源內(nèi)阻，由圖乙可知，當(dāng)Rr=R1=R+r=6Ω，滑動變阻器消耗的功率最大，最大功率為P2=E24R+r=1.5W，由乙圖可知P1=E2×3 Ω(3 Ω+R+r)2=E2R2(R2+R+r)2，解得R2=12Ω，故A錯誤；C正確；
B.當(dāng)回路中電流最大時，即Rr=0時，定值電阻R消耗的功率最大。故B錯誤；
D.當(dāng)滑動變阻器Rr的阻值為0時，電路中電流最大，最大值為Im=ER+r=1A，則調(diào)整滑動變阻器Rr的阻值，不可能使電源的輸出電流達(dá)到2A。故D錯誤。
故選C。
5.A
【解析】解：A、根據(jù)閉合電路歐姆定律得：E=U+I(R0+r)，代入數(shù)據(jù)解得電路中的電流為：I=2A，根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)，可知電動機(jī)的電流為I=2A，故A錯誤；
BC、根據(jù)功率公式，可得電動機(jī)的電功率為：P總=UI=7×2W=14W
電動機(jī)的發(fā)熱功率為：P熱=I2R=22×0.5W=2W
所以電動機(jī)的輸出功率為：P出=P總?P熱=14W?2W=12W，故BC正確；
D、電源的輸出的功率為：P輸出=EI?I2r=12×2W?22×1W=20W，故D正確。
本題選擇不正確的，
故選：A。
根據(jù)閉合電路歐姆定律求得電路中的電流，在計算電功率的公式中，電功率用P=IU來計算，發(fā)熱的功率用P=I2R來計算，電動機(jī)的電動機(jī)的輸出功率為P出=P總?P熱；電源的輸出的功率為P輸出=EI?I2r。
本題考查非純電阻電路問題，對于電功率的計算，一定要分析清楚是不是純電阻電路，對于非純電阻電路，總功率和發(fā)熱功率的計算公式是不一樣的。
6.D
【解析】解：設(shè)R4=R，則R1=3R，R2=2R，
開關(guān)S斷開電路穩(wěn)定時，電容器的電壓就是R2的電壓，
R2的電壓為：U2=ER1+R2R2=25E，
電容器上極板帶正電：Q2=CU2=25CE，
開關(guān)S閉合時，電容器的電壓就是R1的電壓，
R1兩端的電壓，U1=R1R1+R2E=35E，電容器下極板帶正電：Q1=CU1=35CE，則流過R3的電量△Q=Q1+Q2=CE，故ABC錯誤，D正確。
故選D。
7.BC
【解析】A.歐姆通過實(shí)驗(yàn)得出歐姆定律，歐姆定律對金屬和電解質(zhì)溶液都適用，但對氣體導(dǎo)電和半導(dǎo)體元件不適用，故 A錯誤;
B.電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程就是電流做功的過程，其實(shí)質(zhì)是導(dǎo)體中的恒定電場對自由電荷的靜電力在做功，故 B正確;
C.電源是通過非靜電力做功把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能的裝置，在不同的電源中，非靜電力做功的本領(lǐng)也不相同，物理學(xué)中用電動勢E來表明電源的這種特性，故C正確;
D.當(dāng)外電路斷開時，電路中電流為零，電源的內(nèi)電壓為零，根據(jù)閉合電路歐媽定律可知，路端電壓等于電動勢，不等于零;當(dāng)外電路短路時，R=0，可得I=Er，故電流不是無窮大，故 D錯誤。
8.BC
【解析】A.設(shè)電動機(jī)內(nèi)部線圈電阻為r
UI=I2r+mgv
解得 r=17.5Ω ，A錯誤；
B. 此時電動機(jī)輸出功率為
P出=mgv=600W
B正確；
C. 剛啟動時，電動機(jī)不轉(zhuǎn)，是純電阻電路，通過電動機(jī)的電流為
I′=Ur=22017.5A=12.6A
C正確；
D. 電動機(jī)空載時的電流一定小于額定電流4A，輸入功率一定小于880W，內(nèi)部線圈消耗的功率一定小于880W，D錯誤。
故選BC。
9.CD
【解析】解：A、充電寶的輸出電壓U、輸出電流I，所以充電寶輸出的電功率為UI，故A錯誤；
B、手機(jī)電池內(nèi)阻r=U內(nèi)I，而U內(nèi)r，又R滑減小，則P輸出增大，η=R外R外+r×100％=11+rR外×100％，則η減小，故C錯誤，D正確。
12.AD
【解析】A.總功率PE=EI=E?E?Ur=?ErU+E2r，可知PE?U圖象對應(yīng)圖線a。由數(shù)學(xué)知識得知，圖象a的斜率大小k=?Er=?3；當(dāng)U=0時，PE=E2r=9W，聯(lián)立解得E=3V，r=1Ω，故A正確；
BD.當(dāng)內(nèi)外電阻相等時，電源的輸出功率最大，即當(dāng)外電路電阻為1Ω時，輸出功率最大，最大輸出功率為Pm=(12E)2R=E24r=324×1W=2.25W，故B錯誤 ，D正確；
C.由于電源內(nèi)阻的發(fā)熱功率為 Pr=(E?U)2r，由數(shù)學(xué)知識可知，Pr?U圖象的對應(yīng)圖線b，得E=3V，故C錯誤。
13.(1)B ；
(2)4.5；1.8；
(3)不變；變大
【解析】(1)通過觀察實(shí)物圖可知電壓表接在電源兩端，故電路圖為B；
(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律E=U+Ir
有U=?Ir+E
則 U?I 圖線在縱軸上的截距表示電池的電動勢E，斜率的絕對值是電池的內(nèi)阻r，根據(jù)圖像可知，縱軸截距為4.5，橫軸截距為2.5，結(jié)合上述分析可知電池電動勢 E=4.5V ；內(nèi)阻r=4.52.5Ω=1.8Ω
(3)分析測量電路可知系統(tǒng)誤差的來源是電壓表的分流作用，使得電流表的示數(shù)小于流過電池的電流，考慮電壓表內(nèi)阻 RV 的影響，流過電壓表的電流為IV=U測RV
可知流過電池的電流為I=I測+U測RV ， I>I測
因電壓表內(nèi)阻 RV 不變，隨著電壓 U測 值減小，電壓表電流 IV 減小，當(dāng)電壓 U測 值趨于0時，I=I測 ，在圖2中重新繪制的 U?I 圖線如圖所示
故新繪制的圖線與橫坐標(biāo)軸交點(diǎn)的數(shù)值將不變，與縱坐標(biāo)軸交點(diǎn)的數(shù)值將變大。
14.(1)當(dāng) S1 閉合， S2 、 S3 斷開時，電爐子接入電路。電爐子為純電阻元件，由歐姆定律得電爐子的電阻
R=UI1=126Ω=2Ω
其發(fā)熱功率
P=UI1=12×6W=72W
(2)電動機(jī)為非純電阻元件，由能量守恒定律，有
I2U=I22rM+P輸出
所以
η=I2U?I22rMI2U×100%=5×12?52×15×12×100%≈58.3%
(3)電解槽為非純電阻元件，由能量守恒定律知
P化學(xué)=I3U?I32rA
所以
P化學(xué)=4×12?42×2W=16W

【解析】詳細(xì)解答和解析過程見【答案】
15.解：(1)當(dāng)變阻器的滑動片向左移動時，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，由圖分析可得V1對應(yīng)AC、V2對應(yīng)BC；
(2)由題意得：U1=IR0，則R0= ΔU1 ΔI = 6?1.5 2?0.5Ω =3Ω，當(dāng)滑動變阻器取最大值時，電流最?。篒min=0.5A，而UR=UB?UA=7.5V?1.5V=6V，所以：Rmax= UR Imin = 6 0.5 Ω=12Ω；
(3)根據(jù)閉合電路歐姆定律有：U2=E?Ir，即：E=7.5+0.5r，E=6+2r，解得：E=8V，r=1Ω；
(4)當(dāng)R=R0+r=4Ω時，變阻器消耗的電功率最大，UR=E2=4V，PR=UR2R=424W=4W。
【解析】本題考查了閉合電路歐姆定律及其應(yīng)用，解題的關(guān)鍵是對物理圖象的理解，可以把本題看成動態(tài)分析問題，來選擇兩電表示數(shù)對應(yīng)的圖線。
(1)當(dāng)變阻器的滑動片向左移動時，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，來判斷兩個電壓表的示數(shù)對應(yīng)的圖線。
(2)定值電阻R0等于圖線AC的斜率大小，由數(shù)學(xué)知識求出圖線的斜率求解R0；當(dāng)滑動變阻器取最大值時，電流最小，由圖讀出電流的最小值，由歐姆定律求出變阻器的總電阻R；
(3)圖線BC反映路端電壓與電流的關(guān)系，其斜率大小等于電源的內(nèi)阻，由數(shù)學(xué)知識求出電源的內(nèi)阻，再由閉合電路歐姆定律求出電源的電動勢(4)將定值電阻和電源當(dāng)作一個等效電源，當(dāng)?shù)刃щ娫吹膬?nèi)電阻和變阻器電阻相等時，等效電源輸出功率最大。

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