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[随堂演练]
1．2021年底我国“嫦娥三号”探月卫星将在西昌卫星放射中心择机放射．“嫦娥三号”卫星的太阳能电池依靠光伏效应设计，可将太阳能转化为电能并储存起来．已知太阳能电池板的开路电压为800 mV，短路电流为40 mA.现将该电池板与一阻值为20 Ω的电阻器连成一闭合电路，下列说法不正确的是( )
A．电池板的电动势为800 mV
B．电池板的内电阻为20 Ω
C．闭合电路的路端电压为800 mV
D．闭合电路的路端电压为400 mV
解析：太阳能电池板的电动势等于开路电压，即E＝800 mV，A正确；内阻r＝＝20 Ω，B正确；将其与20 Ω的电阻器连成闭合电路，则路端电压为U＝IR＝R＝400 mV，D正确．
答案：C
2．如图所示为两电源的UI图象，则下列说法正确的是( )
A．电源①的电动势和内阻均比电源②小
B．当外接相同的电阻时，两电源的输出功率可能相等
C．当外接同样的电阻时，两电源的效率可能相等
D．不论外接多大的相同电阻，电源①的输出功率总比电源②的输出功率大
解析：图线在U坐标轴上的截距等于电源电动势，图线的斜率的确定值等于电源的内阻，因此A错；作外接电阻R的UI曲线分别交电源①、②的伏安特性曲线于S1、S2两点，电源的工作点横、纵坐标的乘积IU为电源的输出功率，由图可知，无论外接多大电阻，两工作点S1、S2横、纵坐标的乘积都不行能相等，且电源①的输出功率总比电源②的输出功率大，故B错，D对；电源的效率η＝＝＝，由于电源内阻不同则电源效率不，C错．
答案：D
3．(2022年阜阳质检)如图所示，带电质点P静止于两平行金属板间，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器R3的滑片向b端移动时，下列说法正确的是( )
A．电压表读数增大
B．电流表读数减小
C．质点P将向上运动
D．R2消耗的功率增大
解析：当滑动变阻器R3的滑片向b端移动时，电路中的总电阻R总减小，则I总增大，电流表读数增大，选项B错误；I总增大，电源的内电压增大，外电压减小，流过R2的电流减小，流过R1的电流增大，R1、R2阻值不变，电压表读数增大，R2消耗的功率减小，选项A正确，D错误；I总增大，电源的内电压增大，外电压减小，质点P将向下运动，选项C错误．
答案：A
4．(2021年高考上海单科)如图，电路中三个电阻R1、R2和R3的阻值分别为R、2R和4R.当电键S1断开、S2闭合时，电源输出功率为P0；当S1闭合、S2断开时，电源输出功率也为P0.则电源电动势为__________；当S1、S2都断开时，电源的总功率为____________．
解析：S1断开，S2闭合时：P0＝()2·R；
S1闭合、S2断开时：P0＝()2·4R，
联立得：r＝2R，E＝3，
当S1、S2都断开时，P＝＝＝P0.
答案：3 P0
[限时检测]
(时间：45分钟，满分：100分)
[命题报告·老师用书独具]
学问点
题号
电动势、闭合电路欧姆定律
1、2
电源的功率和效率
6、11、12
两种图象问题分析
3、9
电路的动态分析及电路故障
5、7、8
含容电路分析与计算
4、10
一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分，每小题只有一个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)
1．关于电源的电动势，下面正确的叙述是( )
A．电源的电动势就是接在电源两极间的电压表测得的电压
B．同一电源接入不同的电路，电动势就会发生变化
C．电源的电动势是表示电源把其他形式的能转化为电能的本事大小的物理量
D．在闭合电路中，当外电阻变大时，路端电压增大，电源的电动势也增大
解析：电源的电动势数值上等于外电路断开时的路端电压．由于电压表有内阻，电压表测得的电压应低于电源电动势，故选项A错；电源的电动势由电源本身构造打算，与其他因素无关．故选项B、D均错；只有选项C正确．
答案：C
2．两个相同的电阻R，当它们串联后接在电动势为E的电源上，通过一个电阻的电流为I；若将它们并联后仍接在该电源上，通过一个电阻的电流仍为I，则电源的内阻为( )
A．4R B．R
C. D．无法计算
解析：当两电阻串联接入电路中时I＝
当两电阻并联接入电路中时I＝×
由以上两式可得：r＝R，故选项B正确．
答案：B
3．如图所示，直线A为某电源的UI图线，曲线B为某小灯泡的UI图线，用该电源和小灯泡组成闭合电路时，电源的输出功率和电源的总功率分别是( )
A．4 W,8 W B．2 W,4 W
C．2 W,3 W D．4 W,6 W
解析：由图象可知，电源的电动势为E＝3 V，当和小灯泡组成电路时，回路中电流为I＝2 A，小灯泡两端电压为U＝2 V，故电源总功率P1＝IE＝6 W，电源输出功率即为小灯泡两功率P2＝IU＝4 W，选项D正确．
答案：D
4．如图所示的电路中，电源电动势E＝3 V，内电阻r＝1 Ω，定值电阻R1＝3 Ω，R2＝2 Ω，电容器的电容C＝100 μF，则下列说法正确的是( )
A．闭合开关S，电路稳定后电容器两端的电压为1.5 V
B．闭合开关S，电路稳定后电容器所带电荷量为3.0×10－4 C
C．闭合开关S，电路稳定后电容器极板a所带电荷量为3×10－4 C
D．先闭合开关S，电路稳定后断开开关S，通过电阻R1的电荷量为3.0×10－4 C
解析：闭合开关S，电路稳定后电流I＝＝0.5 A，电容器两端的电压为U＝IR1＝1.5 V，选项A正确；电路稳定后电容器带电荷量为Q＝CU＝100×10－6×1.5 C＝1.5×10－4 C，选项B、C错误；先闭合开关S，电路稳定后断开开关，电容器C通过电阻R1放电，通过电阻R1的电荷量为1.5×10－4 C，选项D错误．
答案：A
5．如图所示，电源电动势为E，内阻为r，不计电压表和电流表内阻对电路的影响，当开关闭合后，两小灯泡均能发光．在将滑动变阻器的滑片渐渐向右滑动的过程中，下列说法正确的是( )
A．小灯泡L1、L2均变暗
B．小灯泡L1、L2均变亮
C．电流表A的读数变小，电压表V的读数变大
D．流过滑动变阻器的电流变大
解析：滑片向右滑动的过程中，滑动变阻器接入电路部分的阻值变大，电路中的总电阻变大，总电流变小，路端电压变大，故电流表A的读数变小，电压表V的读数变大，小灯泡L2变暗，并联的电压变大，那么小灯泡L1变亮，选项A、B错误，C正确；总电流减小，流过小灯泡L1的电流变大，故流过滑动变阻器的电流变小，选项D错误．
答案：C
6．如图所示，R1为定值电阻，R2为可变电阻，E为电源电动势，r为电源内阻，以下说法中正确的是( )
A．当R2＝R1＋r时，电源的输出功率最大
B．当R2＝R1＋r时，R1上获得最大功率
C．当R2＝0时，R1上获得最大功率
D．当R2＝0时，电源的输出功率最大
解析：当R1＋R2＝r时，电源输出功率最大，A错误．在争辩R1的电功率时，由I＝及P1＝I2R1可知，R2＝0时，R1获得的电功率最大，故选项B错误，选项C正确．在争辩电源的输出功率时，R1＋R2为外电阻，内电阻r恒定，由于题目没有给出R1和r的具体数值，所以当R2＝0时，电源输出功率并不愿定最大，故选项D错误．
答案：C
7．直流电路如图所示，在滑动变阻器的滑片P向右移动时，电源的( )
A．总功率确定增大
B．效率确定减小
C．内部损耗功率确定减小
D．输出功率确定先增大后减小
解析：滑片P向右移动时外电路电阻R外增大，由闭合电路欧姆定律知总电流减小，由P总＝IE可得P总减小，故选项A错误．依据η＝＝可知选项B错误．由P损＝I2r可知，选项C正确．由P输R外图象，因不知道R外的初始值与r的关系，所以无法推断P输的变化状况，选项D错误．
答案：C
8．(2022年黄山质检)某同学按如图所示的电路进行试验，电压表内阻看做无限大，电流表内阻看做零．试验过程中，由于电路发生故障，发觉两电压表示数相同了(但不为零)，若这种状况的发生是由某一用电器引起的，则可能的故障缘由是( )
A．R3短路或R3断开 B．RP短路或R2断开
C．RP短路或R3断开 D．R3短路或R2断开
解析：由电路分析可知，若R3短路，则RP、R2被短路，这时，电压表V2示数为零，；若RP短路，电压表V2两端电压即为R3两端电压，和电压表V1示数应相同；若R3断开，电压表V2所测电压为R2两端电压，而电压表V1所测量的为R2和RP两端电压；若R2断开，电压表V2和V1都测量R3两端电压，故B对．
答案：B
9．如图所示，直线A为电源的UI图线，直线B和C分别为电阻R1、R2的UI图线，用该电源分别与R1、R2组成闭合电路时，电源的输出功率分别为P1、P2，电源的效率分别为η1、η2，则( )
A．P1>P2，η1＞η2 B．P1＝P2，η1＜η2
C．P1＝P2，η1>η2 D．P1＞P2，η1<η2
解析：由直线A可知，E＝6 V，r＝1 Ω，由直线B、C可知，R1＝2 Ω，R2＝0.5 Ω，P1＝()2R1＝8 W，η1＝＝，P2＝()2R2＝8 W，η2＝＝，故有：P1＝P2，η1>η2，故C正确．
答案：C
10．如图所示，两个相同的平行板电容器C1、C2用导线相连，开头都不带电．现将开关S闭合给两个电容器充电，待充电完毕后，电容器C1两板间有一带电微粒恰好处于平衡状态．再将开关S断开，把电容器C2两板稍错开一些(两板间距离保持不变)，重新平衡后，下列推断正确的是( )
A．电容器C1两板间电压减小
B．电容器C2两板间电压减小
C．带电微粒将加速下降
D．电容器C1所带电荷量增大
解析：充电完毕后电容器C1、C2并联，且两端电压相等，都等于电源电压U，断开S后，电容器C2两板稍错开一些，即两板正对面积S减小，依据C＝＝可知，电容减小，两板间电压U′增大，此时U′>U，则电容器C2又开头给C1充电，直到两电容器电压再次相等，此时两者两端的电压比原来的电压都增大，故A、B错误；电容器C1所带电荷量增大，故D正确；电容器C1两端的电压增大，依据E＝U/d可知，C1两板间电场强度增大，则带电微粒受到的静电力增大，将加速向上运动，故C错误．
答案：D
二、非选择题(本题共2小题，共30分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)
11．(15分)(2022年安庆高三质检)在如图所示电路中，定值电阻R0＝2 Ω，电流表和电压表均为抱负电表．闭合开关S，当滑动变阻器Rx的滑片P从一端移向另一端时，发觉电压表的电压变化范围为0～3 V，电流表的变化范围为0.75～1.0 A．求：
(1)电源的电动势和内阻；
(2)移动变阻器滑片时，能得到的电源的最大输出功率．
解析：(1)当Rx＝0时，Ux1＝0，对应电流为I1＝1.0 A，由闭合电路欧姆定律得E＝I1(R0＋r)①
当Rx为最大值时，Ux2＝3 V，对应电流为I2＝0.75 A，有
E＝I2(R0＋r)＋Ux2②
Rx的最大值为Rxm＝＝ Ω＝4 Ω
由①②两式代入数据得E＝12 V，r＝10 Ω.
(2)电源的输出功率P输出＝()2(Rx＋R0)
当Rx＋R0＝r时，电源有最大输出功率，但Rx＋R0恒小于r，由输出功率随外电阻变化的关系知，当Rx＋R0取最大值时输出功率最大
即Pm＝()2(Rxm＋R0)＝()2×(4＋2) W＝3.375 W.
答案：(1)12 V 10 Ω (2)3.375 W
12．(15分)(2022年滁州高三模拟)如图所示，电源由n个电动势均为1.5 V，且内阻相同的电池串联组成，合上开关S，滑动变阻器的滑动触头C从A端滑至B端的过程中，电路中的一些物理量的变化如图甲、乙、丙所示，电表、导线对电路的影响不计．求：
(1)组成电源的串联电池的个数．
(2)滑动变阻器总阻值．
(3)将甲、乙两个图上的a、b、c各点的坐标补齐．
(甲图为输出功率与路端电压关系曲线；乙图为路端电压与总电流关系曲线；丙图为电源效率与外电路电阻关系曲线)
解析：(1)由题图乙可知Im＝，
所以r＝＝ Ω＝0.5 Ω，
由题图甲可知Pm＝，
所以n＝＝＝4.
(2)由题图丙知η＝，当触头C滑到B端时，电源效率最高，r′＝nr＝4×0.5 Ω＝2 Ω，所以R＝＝8 Ω.
(3)当内、外电路的电阻相等时，电源的输出功率最大，有Pm＝IU＝4.5 W，I＝得U＝3 V，即b点的坐标为(3 V,4.5 W)；
当滑动触头C到达B时，电流最小，而路端电压最大，则a点的横坐标I＝＝0.6 A，a点的纵坐标Ua＝IR＝0.6×8 V＝4.8 V，
即a点的坐标为(0.6 A,4.8 V)；
c点的横坐标Uc＝Ua＝4.8 V，功率Pc＝IUc＝0.6×4.8 W＝2.88 W，所以c点的坐标为(4.8 V,2.88 W)．
答案：见解析
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