第一級：物理觀念——學考達標
1.(2025·陜西西安月考)關于電源和電動勢,下列說法正確的是( )
A.在電源內(nèi)部,電流由電源正極流向電源負極
B.電動勢越大表明電源儲存的電能越多
C.電源的電動勢是描述電源把電勢能轉(zhuǎn)化成其他形式的能的本領大小的物理量
D.若電源電動勢是5 V,則意味著如果電源把1 C的電子從正極移送到負極,非靜電力做的功為5 J
2.(2025·浙江階段練習)鋰離子電池主要依靠鋰離子(Li+)在正極和負極之間移動來工作,如圖為鋰離子電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。該過程中Li+從負極通過隔膜返回正極。已知該鋰離子電池的電動勢為3.7 V,則( )
A.電池處于充電狀態(tài)
B.電源內(nèi)部每移動一個鋰離子,需要消耗電能3.7 eV
C.“毫安·時”(mA·h)是電池儲存能量的單位
D.鋰離子電池放電時,電池內(nèi)部靜電力做負功,化學能轉(zhuǎn)化為電能
3.閉合電路的歐姆定律的公式是( )
A.I=URB.I=ER+r
C.U=IRD.E=U
4.(2025·湖南長沙質(zhì)檢)如圖為一塊手機電池背面印有的一些符號,下列說法正確的是( )
標稱電壓:3.7 V
額定容量:620 mA·h
充電限制電壓:4.2 V
A.該電池的電動勢為4.2 V
B.該電池在工作1小時后達到的電流為620 mA
C.當該電池給手機供電時,外電路電壓為3.7 V
D.若該電池以10 mA的電流工作,可用62小時
5.如圖所示的電路中,電阻R=2 Ω。斷開S后,電壓表的讀數(shù)為3 V;閉合S后,電壓表的讀數(shù)為2 V,則電源的內(nèi)阻r為( )
A.1 ΩB.2 Ω
C.3 ΩD.4 Ω
6.(2025·河北唐山階段評價)如圖所示的電路中,電源電動勢E=4.2 V,電阻R1=3 Ω、R2=6 Ω,開關斷開時電壓表示數(shù)為3.15 V。若開關閉合,電壓表示數(shù)為( )
VB.3.6 V
C.2.8 VD.3.0 V
7.某同學找來一塊太陽能電池板,如圖1所示,其電動勢恒定不變,將電池板接入電路,測得路端電壓與干路電流的關系如圖2所示,則下列說法正確的是( )
A.隨著外電路電阻增大,電池的內(nèi)阻不變
B.隨著外電路電阻增大,電池的內(nèi)阻逐漸增大
C.當電路中的電流為1 mA時,電池的輸出功率為2.3 W
D.當電路中的電流為1 mA時,電池的內(nèi)阻為500 Ω
8.(2025·江蘇無錫階段練習)如圖所示,線段a表示電源甲兩端的電壓隨電流變化的圖線,線段b表示某電阻乙兩端電壓隨電流變化的圖線,圖中α>β,若將電源甲和電阻乙連成閉合電路,則下列判斷正確的是( )
A.電阻乙的阻值小于電源甲的內(nèi)阻
B.陰影部分的面積表示電源的內(nèi)阻消耗的功率
C.α值越大,電源甲的效率越高
D.α值越大,電源甲的輸出功率越大
9.(12分)(選自魯科版教材課后練習)如圖是一個簡易風速測量儀的示意圖,絕緣彈簧的一端固定,另一端與導電的迎風板相連,彈簧套在水平放置的電阻率較大的均勻金屬細桿上。迎風板與金屬桿接觸良好,并能在金屬桿上自由滑動。電路的一端與迎風板相連,另一端與金屬桿相連。已知彈簧的勁度系數(shù)k=1 300 N/m,電阻R=1.0 Ω,電源的電動勢E=12 V、內(nèi)阻r=0.5 Ω。閉合開關,沒有風吹時,彈簧處于原長l0=0.5 m,電壓傳感器的示數(shù)U1=3.0 V。若不計摩擦和迎風板的電阻,求:
(1)金屬桿單位長度的電阻R0;
(2)當電壓傳感器的示數(shù)為U2=2.0 V時,作用在迎風板上的風力F。
第二級：科學思維與探究——選考進階
10.(多選)如圖所示,電源電動勢E=12 V、內(nèi)阻r=1 Ω,R1=1 Ω,R2=6 Ω。開關閉合后,電動機恰好正常工作。已知電動機的額定電壓U0=6 V,電動機線圈的電阻R0=0.5 Ω,下列說法正確的是( )
A.電阻R1兩端的電壓為3 V
B.通過電動機的電流為12 A
C.電源的效率為75%
D.電動機的輸入功率為12 W
11.(2024·廣東廣州階段檢測)在如圖甲所示的電路中,定值電阻R1=4 Ω、R2=5 Ω,電容器的電容C=3 μF,電源路端電壓U隨總電流I的變化關系如圖乙所示?，F(xiàn)閉合開關S,則電路穩(wěn)定后( )
A.電源的內(nèi)阻為2 Ω
B.電源的效率為75%
C.電容器所帶電荷量為1.5×10-5 C
D.若增大電容器兩極板間的距離,電容器內(nèi)部的場強不變
12.(14分)(2025·湖北十堰質(zhì)檢)如圖所示,電源電動勢E=8 V、內(nèi)電阻 r=1 Ω,小燈泡L1標有“3 V 3 W”字樣,小燈泡L2標有“2 V 4 W”字樣,電動機D的內(nèi)阻rD=0.5 Ω,當閉合開關S,將滑動變阻器R的阻值調(diào)到1 Ω時,兩燈泡和電動機均能正常工作。求:
(1)通過電動機的電流;
(2)電動機輸出的機械功率;
(3)電源的輸出功率。

（解析）同步分層精練(十七)
1.選D 在電源內(nèi)部,電流從電源負極流向電源正極,故A項錯誤;由公式E=Wq可知,電動勢越大,指電源內(nèi)部非靜電力將單位正電荷從電源負極移動到電源正極做的功越多,不是電源儲存的電能越多,故B項錯誤;電源的電動勢是描述電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化成電勢能的本領大小的物理量,故C項錯誤;由公式E=Wq可知,若電源電動勢是5 V,則意味著如果電源把1 C的電子從正極移送到負極,非靜電力做的功為5 J,故D項正確。
2.選D 鋰離子電池放電時,Li+從負極通過隔膜返回正極,電池內(nèi)部靜電力做負功,化學能轉(zhuǎn)化為電能,A錯誤,D正確;根據(jù)公式E=Wq,可知電源內(nèi)部將一個鋰離子由電源負極移動到正極,需要消耗化學能3.7 eV,B錯誤;根據(jù)q=It,可知“毫安·時”(mA·h)是電量的單位,C錯誤。
3.選B 由閉合電路的歐姆定律可得I=ER+r,故選B;由部分電路歐姆定律可得I=UR,U=IR,A、C錯誤;外電路斷路時才滿足E=U,D錯誤。
4.選D 該電池的電動勢為3.7 V,故A錯誤;由題圖中數(shù)據(jù)可知,電池的容量為620 mA·h,即若該電池以10 mA的電流工作,可用62小時,故B錯誤,D正確;當該電池給手機供電時,由于電池存在內(nèi)阻,有一定內(nèi)電壓,所以外電路電壓小于3.7 V,故C錯誤。
5.選A 當斷開S后,電壓表的讀數(shù)等于電源的電動勢,即E=3 V;當閉合S后,有U=IR,由閉合電路的歐姆定律有I=ER+r,聯(lián)立解得r=1 Ω,A正確,B、C、D錯誤。
6.選C 開關斷開時電壓表示數(shù)為3.15 V,則3.15 V=ER1R1+r,若開關閉合,則R12=R1R2R1+R2=2 Ω,電壓表讀數(shù)U=ER12R12+r,聯(lián)立解得U=2.8 V,故選C。
7.選D 由閉合電路歐姆定律有U=-rI+E,U-I圖線斜率的絕對值就是電池內(nèi)阻的大小,根據(jù)題圖2可知,隨著外電路電阻增大,電流減小,斜率變小,電池的內(nèi)阻逐漸變小,故A、B錯誤;當電路中的電流為1 mA時,路端電壓為2.3 V,則電池的輸出功率為P=UI=0.002 3 W,故C錯誤;根據(jù)題圖2可知,電源電動勢E=2.8 V,當電路中的電流為1 mA時,電池的內(nèi)阻為r=E?UI=500 Ω,故D正確。
8.選C 根據(jù)閉合電路歐姆定律可得U=E-Ir,所以a圖線的斜率的絕對值表示電源內(nèi)阻大小,根據(jù)歐姆定律可得U=IR,即b圖線的斜率表示電阻乙的阻值,由于α>β,則電阻乙的阻值大于電源甲的內(nèi)阻,故A錯誤;陰影部分的面積表示電阻乙的功率,即電源的輸出功率,故B錯誤;α值越大,電阻乙的阻值越大,根據(jù)η=UIEI×100%=UE×100%=IRI(R+r)×100%=RR+r×100%=11+rR×100%,可知電源甲的效率越高,故C正確;當α=β時,電阻乙的阻值與電源內(nèi)阻相等,此時電源的輸出功率最大,故D錯誤。
9.解析:(1)電阻R與金屬桿串聯(lián)連接
由E=I(R0l0+R+r),U1=IR0l0
解得R0=1 Ω。
(2)設此時彈簧長度為l
E=I2(R0l+R+r),U2=I2R0l
F=k(l0-l)
聯(lián)立解得F=260 N,方向垂直于迎風板向里。
答案:(1)1 Ω (2)260 N,方向垂直于迎風板向里
10.選ACD 根據(jù)閉合電路的歐姆定律有E=I(R1+r)+U0,解得電路中的總電流為I=3 A,則電阻R1兩端的電壓為U1=IR1=3 V,故A正確;電源的總功率為P總=EI=36 W,電源的輸出功率為P出=EI-I2r=27 W,則電源的效率為η=P出P總×100%=75%,故C正確;通過電動機的電流為I0=I-U0R2=2 A,故B錯誤;電動機的輸入功率為P電總=U0I0=6×2 W=12 W,故D正確。
11.選C 由閉合電路歐姆定律有U=E-Ir,由題圖乙可得E=10 V,r=ΔUΔI=10?55 Ω=1 Ω,故A錯誤;電源的效率為η=UE×100%=R1+R2R1+R2+r×100%=90%,故B錯誤;電容器在電路中為斷路,則電路中的電流為I=ER1+R2+r=1 A,電容器所帶電荷量為Q=CUC=CUR2=CIR2=1.5×10-5 C,故C正確;電容器并聯(lián)在R2兩端,則其兩端的電壓不變,若增大電容器兩極板間的距離,電容器內(nèi)部的場強E場強=UR2d變小,故D錯誤。
12.解析:(1)由題意可知,兩燈泡和電動機均能正常工作時,由電功率公式P=UI可得,通過小燈泡L1的電流為I1=P1U1=33 A=1 A
通過小燈泡L2的電流I2=P2U2=42 A=2 A
由串、并聯(lián)電路特點可得通過電動機的電流ID=I2-I1=2 A-1 A=1 A。
(2)小燈泡L1的電阻R1=U1I1=31 Ω=3 Ω
則電動機兩端的電壓為UD=I1(R1+R)=1×(3+1)V=4 V
則電動機的輸入功率為
PD入=UDID=4×1 W=4 W
電動機的熱功率P熱=ID2rD=12×0.5 W=0.5 W
電動機輸出的機械功率
PD出=PD入-P熱=4 W-0.5 W=3.5 W。
(3)電源兩端電壓U=U2+UD=2 V+4 V=6 V
電源的輸出功率P出=UI2=6×2 W=12 W。
答案:(1)1 A (2)3.5 W (3)12 W

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