章末檢測試卷(四)(滿分：100分)一、單項選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28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．下列關(guān)于電功、電功率和焦耳定律的說法中不正確的是()A．電功率越大，電流做功越快，電路中產(chǎn)生的焦耳熱一定越多B．W＝UIt適用于任何電路，而W＝I2Rt＝eq\f(U2,R)t只適用于純電阻電路C．在非純電阻電路中，UI>I2RD．焦耳熱Q＝I2Rt適用于任何電路答案A解析電功率公式P＝eq\f(W,t)，表示電功率越大，電流做功越快，對于一段電路，有P＝IU，則焦耳熱Q＝(eq\f(P,U))2Rt，可見Q與P、U、t、R都有關(guān)，所以P越大，Q不一定越大，A錯誤；W＝UIt是電功的定義式，適用于任何電路，而I＝eq\f(U,R)、W＝I2Rt＝eq\f(U2,R)t只適用于純電阻電路，B正確；在非純電阻電路中，W＝Q＋W其他，所以W>Q，故UI>I2R，C正確；Q＝I2Rt是焦耳熱的定義式，適用于任何電路，D正確。2.(2023·浙江省長興縣教育研究中心高二期中)某手機電池銘牌如圖所示，根據(jù)圖中信息，以下說法正確的是()A．800mAh是指電池儲存的能量B．3.7V是指該電池在單位時間內(nèi)移動1C電荷能把3.7J的其他形式能量轉(zhuǎn)化為電能C．該手機在瀏覽文件時該電池的路端電壓小于3.7VD．當(dāng)該電池以0.1A的電流對外放電時最少可以使用10h答案C解析800mAh是指電池儲存的電荷量，故A錯誤；電動勢在數(shù)值上等于非靜電力把1C的正電荷從電源內(nèi)部的負(fù)極移到正極所做的功，即每移動單位電荷有3.7J的其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能，而不是在1s內(nèi)轉(zhuǎn)變的電能，故B錯誤；3.7V為電池的電動勢，該手機在瀏覽文件時該電池的路端電壓小于3.7V，故C正確；若電池以0.1A的電流工作，其工作時間為t＝eq\f(800mA·h,100mA)＝8h，即最多可以使用8h，故D錯誤。3.如圖所示，一直流電動機與阻值R＝9Ω的電阻串聯(lián)在電源上，電源的電動勢E＝30V，內(nèi)阻r＝1Ω，閉合開關(guān)，用理想電壓表測出電動機兩端電壓U＝10V，已知電動機線圈的電阻RM＝1Ω，則下列說法中正確的是()A．通過電動機的電流為10AB．電動機的輸入功率為2WC．電源的輸出功率為4WD．電動機的輸出功率為16W答案D解析由E＝30V，電動機兩端電壓為10V可得電阻R和電源內(nèi)阻上分得的電壓為20V，則I＝eq\f(U′,R＋r)＝eq\f(20,9＋1)A＝2A，故A錯誤；電動機的輸入功率P＝UI＝10×2W＝20W，故B錯誤；電源的熱功率Pr＝I2r＝22×1W＝4W，電源的輸出功率為P出＝IE－Pr＝(2×30－4)W＝56W，故C錯誤；電動機的熱功率P熱＝I2RM＝22×1W＝4W，電動機的輸出功率P出′＝P－P熱＝20W－4W＝16W，故D正確。4．有四個電源甲、乙、丙、丁，其路端電壓U與電流I的關(guān)系圖像分別如圖(a)、(b)、(c)、(d)所示。將一個6Ω的定值電阻分別與每個電源的兩極相接，使定值電阻消耗功率最大的電源是()A．甲電源 B．乙電源C．丙電源 D．丁電源答案D解析U－I圖像斜率的絕對值表示電源的內(nèi)阻，由題圖知丁電源內(nèi)阻r最小，再由P＝(eq\f(E,R＋r))2R知，r越小，定值電阻消耗的功率越大，故D正確。5.(2024·濱州市高二期中)如圖，直線a為某電源的U－I圖線，直線b和c分別為電阻R1、R2的U－I圖線。現(xiàn)用該電源分別與R1、R2組成閉合電路甲和乙。由圖像能確定的是()A．R1的阻值小于R2的阻值B．甲、乙電路中電源效率相等C．甲、乙電路中電源內(nèi)阻消耗的功率相等D．甲、乙電路中電源輸出功率的大小關(guān)系不能確定答案D解析電阻的U－I圖線斜率表示其阻值，由題圖可知，R1的阻值大于R2的阻值，A錯誤；電源效率為η＝eq\f(U,E)×100%甲電路的路端電壓大于乙電路的路端電壓，則甲電路的電源效率大于乙電路的電源效率，B錯誤；電源內(nèi)阻消耗的功率為P內(nèi)＝I2r甲電路的電流小于乙電路的電流，則甲電路的電源內(nèi)阻消耗的功率小于乙電路的電源內(nèi)阻消耗的功率，C錯誤；電源輸出功率為P＝UI，由于不明確路端電壓與電流乘積大小，故甲、乙電路中電源輸出功率的大小關(guān)系不能確定，D正確。6．(2024·棗莊市高二期中)如圖所示，電源電動勢E＝6V，內(nèi)阻不計。電容器電容C＝1×10－2F，定值電阻R1＝2Ω，R2＝R3＝4Ω。表A為靈敏電流計，其零刻度位于表盤中央。閉合開關(guān)S，電路穩(wěn)定后，電表A指針指向表盤中央零位置。若斷開開關(guān)S，下列說法正確的是()A．電表A指針穩(wěn)定在某一側(cè)B．電表A指針以中央零位置為中心左右擺動然后返回中央零位置C．通過電表A的電荷量為6×10－2CD．通過電表A的電荷量為2×10－2C答案C解析開關(guān)S閉合時電容器與R2并聯(lián)，電容器兩端的電壓等于R2兩端的電壓，電容器充電完畢后，電表A指針指向表盤中央零位置，電容器上極板帶正電荷；由UR2＝eq\f(R2,R1＋R2)U＝4V電容器帶電量Q1＝CUR2＝4×10－2C開關(guān)S斷開后電容器與R1并聯(lián)，電容器兩端的電壓與R1兩端的電壓相等，電路穩(wěn)定后電容器下極板帶正電荷，電阻R1兩端的電壓為UR1＝eq\f(R1,R1＋R2)U＝2V電容器帶電荷量為Q2＝CUR1＝2×10－2C所以開關(guān)S閉合電路穩(wěn)定后再斷開，電容器先放電再充電，電流方向都是向上，充電結(jié)束后通過表A的電流為零，所以電表A指針向一側(cè)偏轉(zhuǎn)一個角度然后返回中央零位置，故A、B錯誤；通過電表A的電荷量為Q＝Q1＋Q2＝6×10－2C，故C正確，D錯誤。7．(2024·湖北省高二期中)熱敏電阻是一種能隨溫度變化而改變電阻值的電學(xué)元件，被廣泛用于溫度測量、溫度控制和電子設(shè)備保護(hù)等領(lǐng)域。如圖甲所示是某實驗小組設(shè)計的家用熱水器的控制電路，R0＝50Ω，R1的阻值隨溫度的升高而減小，其阻值隨溫度變化曲線如圖乙所示。R2為調(diào)溫電阻，信號模塊通過監(jiān)測R1和R2兩端總電壓從而控制加熱電路通斷，r＝10Ω，則下列說法正確的是()A．當(dāng)R2短路，信號模塊監(jiān)測電壓數(shù)值增大B．當(dāng)R2短路，R1和R2消耗總功率一定增大C．當(dāng)信號模塊臨界電壓不變時，要使熱水器內(nèi)水溫維持一個較高溫度，則R2的阻值應(yīng)調(diào)大一點D．當(dāng)R2阻值不變時，要使熱水器內(nèi)水溫維持一個較高水平，應(yīng)增大信號模塊臨界電壓答案C解析當(dāng)R2短路，阻值減小為零，根據(jù)“串反并同”，信號模塊監(jiān)測電壓數(shù)值減小，A錯誤；將R0＝50Ω等效為電源內(nèi)阻，當(dāng)R2短路，外電路阻值減小，但無法判斷與電源等效內(nèi)阻的大小關(guān)系，R1和R2消耗總功率變化情況無法判斷，B錯誤；當(dāng)信號模塊臨界電壓不變時，要使熱水器內(nèi)水溫維持一個較高溫度，則R1的阻值較小，則R2的阻值應(yīng)調(diào)大一點，C正確；當(dāng)R2阻值不變時，要使熱水器內(nèi)水溫維持一個較高水平，則R1的阻值較小，應(yīng)減小信號模塊臨界電壓，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4分，有選錯的得0分。8．(2024·玉林市高二期中)如圖甲，為某地新裝的一批節(jié)能路燈，該路燈通過光控開關(guān)實現(xiàn)自動控制，電燈的亮度可自動隨周圍環(huán)境的亮度改變而改變。如圖乙，為其內(nèi)部電路簡化原理圖，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，R1為光敏電阻(光照強度增加時，其電阻值減小)?，F(xiàn)減少光照強度，燈泡電阻不變，則下列判斷正確的是()A．A、B燈都變暗 B．A、B燈都變亮C．電源的總功率變大 D．電源的效率變大答案BD解析減少光照強度，光敏電阻阻值增大，根據(jù)“串反并同”，A、B燈都變亮，A錯誤，B正確；同理，干路電流減小，根據(jù)P＝EI電源總功率變小，C錯誤；根據(jù)η＝eq\f(UI,EI)×100%＝eq\f(U,E)×100%光敏電阻阻值增大，路端電壓增大，電源效率增大，D正確。9.(2024·運城市高二期中)如圖所示，圖線Ⅰ是某電源的外電壓U與電流I的關(guān)系圖像，圖線Ⅱ是某定值電阻的電壓U與電流I的關(guān)系圖像，兩圖線的交點為P，已知此定值電阻的阻值與此電源的內(nèi)阻相等，圖中陰影部分的面積為S0，圖線Ⅰ橫軸的截距為I0，下列說法正確的是()A．若電源的電動勢為E，則P點的縱坐標(biāo)為0.5EB．P點的橫坐標(biāo)為eq\f(2,3)I0C．電池的內(nèi)阻為eq\f(2S0,I02)D．當(dāng)把此定值電阻直接接在此電源兩端，則總功率為2S0答案AD解析兩個圖線斜率的絕對值均表示電阻，因為定值電阻的阻值與電池的內(nèi)阻相等，則兩個圖像斜率的絕對值相等，由幾何關(guān)系可得P點的縱坐標(biāo)等于圖線Ⅰ的縱截距的一半，圖線Ⅰ的縱截距表示電源的電動勢E，則P點的縱坐標(biāo)為0.5E，故A正確；設(shè)P點的橫坐標(biāo)為I，則有eq\f(E,I0)＝eq\f(0.5E,I)，解得I＝0.5I0，故B錯誤；題圖中陰影部分的面積S0＝eq\f(1,2)×0.5I0E解得E＝eq\f(4S0,I0)則電池的內(nèi)阻為r＝eq\f(E,I0)＝eq\f(4S0,I02)故C錯誤；當(dāng)把此定值電阻直接接在此電源兩端，則總功率為P＝eq\f(E2,2r)＝2S0，故D正確。10．(2024·重慶市高二月考)如圖(a)所示電路，R1為滑動變阻器，R2為定值電阻。從左向右移動滑動變阻器的滑片，根據(jù)電表數(shù)據(jù)得到U－I圖像如圖(b)所示，則()A．R1的最大功率為4WB．R2的最大功率為3WC．電源的最大輸出功率為3WD．電源的輸出功率先增大后減小答案BC解析根據(jù)歐姆定律可知eq\f(ΔU2,ΔI)＝R2＝3Ω所以題圖(b)中斜率為正的圖線是R2的U－I圖像。設(shè)電源電動勢為E，內(nèi)阻為r。根據(jù)閉合電路歐姆定律有U3＝E－Ir，U1＝E－I(r＋R2)所以|eq\f(ΔU3,ΔI)|＝r，|eq\f(ΔU1,ΔI)|＝r＋R2所以題圖(b)中斜率為負(fù)的兩條圖線中，斜率絕對值較大的圖線反映了V1表示數(shù)隨I的變化，則r＋R2＝4Ω斜率絕對值較小的圖線反映了V3表示數(shù)隨I的變化，則r＝1Ω，E＝4VR1的輸出功率為P1＝I2R1＝eq\f(E2R1,R1＋R2＋r2)＝eq\f(E2,R1＋\f(R2＋r2,R1)＋2R2＋r)根據(jù)數(shù)學(xué)知識可知當(dāng)R1＝R2＋r時，P1有最大值為P1max＝1W故A錯誤；當(dāng)電路中電流最大時，R2的功率最大，此時R1接入電路的阻值為零，所以P2max＝(eq\f(E,R2＋r))2R2＝3W故B正確；電源的輸出功率為P＝I2(R1＋R2)＝eq\f(E2R1＋R2,R1＋R2＋r2)＝eq\f(E2,R1＋R2＋\f(r2,R1＋R2)＋2r)從左向右移動滑動變阻器的滑片，R1增大，根據(jù)數(shù)學(xué)知識可知當(dāng)R1＋R2＞r時，P隨R1的增大而減小，當(dāng)R1＝0時，P有最大值為Pmax＝P2max＝3W故C正確，D錯誤。三、非選擇題：本題共5小題，共54分。11．(10分)某同學(xué)用圖(a)所示的電路測量電源的電動勢E和內(nèi)阻r，R1是滑動變阻器，定值電阻R2＝3Ω。(1)(4分)圖(a)中A、B分別是________傳感器、________傳感器。(均選填“電壓”或“電流”)(2)(2分)請根據(jù)圖(a)，用筆畫線代替導(dǎo)線將圖(b)中實物圖補充完整；(3)(2分)該實驗中，設(shè)A傳感器的示數(shù)為a，B傳感器的示數(shù)為b，則a關(guān)于b的函數(shù)關(guān)系式為a＝______；(用b、E、r、R2表示)(4)(2分)若實驗中得到的兩電表的示數(shù)關(guān)系圖像如圖(c)所示，則該電源的電動勢E＝__________V，內(nèi)阻r＝__________Ω。答案(1)電壓電流(2)見解析圖(3)E－b(R2＋r)(4)2.81解析(1)A傳感器與電路并聯(lián)，是電壓傳感器，B傳感器與電路串聯(lián)，是電流傳感器；(2)實物圖如圖所示(3)由閉合電路歐姆定律得U＝E－I(R2＋r)，U＝a，I＝b，解得a＝E－b(R2＋r)(4)由題圖(c)知，電源的電動勢E＝2.8V該電源的內(nèi)阻為r＝|eq\f(ΔU,ΔI)|－R2＝eq\f(2.8,0.7)Ω－3Ω＝1Ω。12．(10分)(2024·綿陽市高二階段檢測)實驗小組用多用電表測定值電阻的阻值并進(jìn)一步測量一電源的電動勢和內(nèi)阻。實驗器材有：待測定值電阻R0，待測電源(電動勢約8V，內(nèi)阻r約1Ω)，多用表一只，電阻箱R，開關(guān)一個，導(dǎo)線若干。(1)(4分)用多用電表測定值電阻的阻值：先對多用電表機械調(diào)零后，將選擇開關(guān)調(diào)到電阻×10Ω擋，紅黑表筆短接，調(diào)整圖甲中多用電表的________(選填“A”“B”或“C”)旋鈕，進(jìn)行歐姆調(diào)零；再將紅黑表筆與定值電阻兩端相接觸，多用電表指針位置如圖甲放大圖中a所示；重新調(diào)整到合適的電阻擋并歐姆調(diào)零后測量，指針位置如圖甲放大圖中b所示，讀數(shù)后將選擇開關(guān)調(diào)到OFF擋。則測得該定值電阻的阻值R0＝________Ω。(2)電路設(shè)計與電路組裝：測量電源電動勢和內(nèi)阻的電路如圖乙所示，按照該電路組裝實物電路。(3)(2分)測量并記錄數(shù)據(jù)：將多用電表選擇開關(guān)調(diào)到直流電壓________(選填“2.5”或“10”)V擋，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)電阻箱R阻值，讀出多用電表相對應(yīng)的示數(shù)U，測得多組R和U并記錄。(4)(4分)處理數(shù)據(jù)得結(jié)論：算出每組數(shù)據(jù)對應(yīng)的eq\f(1,U)和eq\f(1,R)值，作出了如圖丙所示的eq\f(1,U)－eq\f(1,R)圖線，則該實驗測得的電源電動勢E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω。(結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)。答案(1)B8(3)10(4)8.331.00解析(1)將選擇開關(guān)調(diào)到電阻×10Ω擋，紅黑表筆短接，調(diào)整題圖甲中多用電表的歐姆調(diào)零旋鈕B進(jìn)行歐姆調(diào)零；由題圖甲放大圖中a所示可知，指針偏角太大，所選擋位太大，為準(zhǔn)確測量電阻阻值，應(yīng)選擇×1Ω擋，由題圖甲放大圖中b所示可知，測得該定值電阻的阻值R0＝8×1Ω＝8Ω。(3)電源電動勢約為8V，應(yīng)將多用電表選擇開關(guān)調(diào)到直流電壓10V擋。(4)由閉合電路的歐姆定律得E＝U＋I(xiàn)(r＋R0)＝U＋eq\f(U,R)(r＋R0)整理得eq\f(1,U)＝eq\f(r＋R0,E)·eq\f(1,R)＋eq\f(1,E)由題圖丙所示eq\f(1,U)－eq\f(1,R)圖像可知，圖像縱軸截距eq\f(1,E)＝0.12V－1圖像斜率k＝eq\f(r＋R0,E)＝eq\f(0.66－0.12,0.50)A－1解得，電源電動勢E≈8.33Vr＝1.00Ω。13．(11分)(2024·上海市復(fù)旦中學(xué)高二期中)如圖所示，電源電動勢E＝20V，內(nèi)阻不可忽略，定值電阻R＝2Ω。開始時滑動變阻器滑片位于正中時，電流表的示數(shù)為1A，而后將滑片滑到一個極端時，電流表的示數(shù)變成2A。求：(1)(3分)電源的內(nèi)阻r，滑動變阻器的最大阻值R1m；(2)(3分)滑片位于正中時，電源的輸出功率和電源效率；(3)(5分)電源的最大輸出功率，以及此時對應(yīng)的R1值。答案(1)8Ω20Ω(2)20W60%(3)12.5W6Ω解析(1)滑動變阻器滑片位于正中時，電流表的示數(shù)為1A；滑片滑到一個極端時，電流表的示數(shù)變成2A，說明此時滑動變阻器接入電路中的阻值為零。設(shè)電源的內(nèi)阻為r，由閉合電路歐姆定律得E＝I1(r＋R＋eq\f(1,2)R1m)，E＝I2(r＋R)解得r＝8Ω，R1m＝20Ω(2)滑片位于正中時，滑動變阻器接入電路中的阻值為R1′＝eq\f(1,2)R1m＝10Ω電源的輸出功率P＝UI1＝I12R外＝I12(R＋R1′)＝12W電源效率為η＝eq\f(UI1,EI1)×100%＝60%(3)電源的輸出功率P＝UI＝eq\f(E2,r＋R＋R12)(R＋R1)＝eq\f(E2,R＋R1＋\f(r2,R＋R1)＋2r)當(dāng)R＋R1＝r時，電源的輸出功率最大，即滑動變阻器的阻值為R1＝r－R＝6Ω電源的最大輸出功率為Pm＝eq\f(E2,4r)＝12.5W。14．(11分)(2024·天津市高二期末)圖甲所示為某品牌的共享電動自行車。某興趣小組的同學(xué)對共享電動自行車的工作原理產(chǎn)生了濃厚的興趣，現(xiàn)將其電源、車燈、電動機構(gòu)成的電路簡化為圖乙所示。查閱資料得知該電動車的電源電動勢E＝40V，內(nèi)阻r＝1Ω，電動機的內(nèi)阻為RM＝0.8Ω，車燈電阻R＝24Ω(不變)，電流表內(nèi)阻忽略不計。(1)(4分)當(dāng)只有S1接通時，求電流表示數(shù)I1及此時車燈的兩端電壓U1；(2)(7分)當(dāng)S1、S2都接通時，電流表示數(shù)為I＝4A，此時電動機正常工作。求電動機正常工作時電源的輸出功率P和電動機的輸出功率P出。答案(1)1.6A38.4V(2)144W85W解析(1)當(dāng)只有S1接通時，由閉合電路歐姆定律得E＝I1(R＋r)代入數(shù)據(jù)解得I1＝eq\f(E,R＋r)＝eq\f(40,24＋1)A＝1.6A由部分電路歐姆定律得，此時車燈的兩端電壓為U1＝I1R＝1.6×24V＝38.4V(2)根據(jù)題意，由閉合電路歐姆定律得E＝U＋I(xiàn)r代入數(shù)據(jù)解得U＝E－Ir＝(40－4×1)V＝36V則電源的輸出功率為P