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(时间：90分钟 满分：100分)
一、单项选择题(本题共6小题，每小题4分，共24分)
1．两个小灯泡，分别标有“1 A 4 W”和“2 A,1 W”的字样，则它们均正常发光时的电阻阻值之比为
( )
A．2∶1 B．16∶1 C．4∶1 D．1∶16
答案 B
解析 由P＝I2R知：R＝，所以R1∶R2＝∶＝16∶1.
2．在正常照射下，太阳能电池的光电转换效率可达23%.单片单晶硅太阳能电池可产生0.6 V的电动势，可获得0.1 A的电流，则每秒照射到这种太阳能电池上的太阳光的能量是
( )
A．0.24 J B．0.25 J
C．0.26 J D．0.28 J
答案 C
解析 依据W＝UIt可得每秒太阳能电池产生的能量为W＝0.6×0.1×1 J＝0.06 J，设太阳能每秒照射的能量为Q，则由能的转化和守恒定律得Q×23%＝W，所以Q＝0.26 J.
3．为了保障行驶平安，一种新型双门电动公交车安装了如下把握装置：只要有一扇门没有关紧，汽车就不能启动．假如规定，车门关紧时为“1”，未关紧时为“0”；当输出信号为“1”时，汽车可以正常启动行驶，当输出信号为“0”时，汽车不能启动．能正确表示该把握装置工作原理的规律门是
( )
A．“与”门 B．“或”门
C．“非”门 D．“与非”门
答案 A
解析 依据汽车双门都关紧汽车才能启动的状况可知，即两个条件都满足大事才能发生，故能正确表示该把握装置工作原理的规律门应当是“与”门．
4．如图1所示，R4是半导体材料制成的热敏电阻，电阻率随温度的上升而减小，这就是一个火警报警器的电路，电流表是安放在值班室的显示器，电源两极之间接一个报警器，当R4所在处消灭火情时，显示器的电流I和报警器两端的电压U的变化状况是
( )
图1
A．I变大，U变小 B．I变大，U变大
C．I变小，U变大 D．I变小，U变小
答案 A
解析 当R4处消灭火情时，R4↓→R总↓→I总↑→U外↓→U并↓→IR3↓→I↑.故A项正确．
5．如图2为测量某电源电动势和内阻时得到的U－I图线．用此电源与三个阻值均为3 Ω的电阻连接成电路，测得路端电压为4.8 V．则该电路可能为
( )
图2
答案 B
解析 依据U－I图象可知E＝6 V，r＝0.5 Ω，A图U外＝4 V，B图中U外＝4.8 V，C图中：U外＝5.7 V，D图中U外＝5.4 V.
6．电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比．在测电源电动势和内电阻的试验中得到的试验图线如图3所示，图中U为路端电压，I为干路电流，a、b为图线上的两点，相应状态下电源的效率分别为ηa、ηb.由图可知ηa、ηb的值分别为
( )
图3
A.、 B.、 C.、 D.、
答案 D
解析 电源的效率η＝×100%＝×100%.a点对应的路端电压U为4个格，而电动势E为6个格．因此ηa＝；b点对应的路端电压为2个格，因此ηb＝.故D正确．
二、多项选择题(本题共4小题，每小题5分，共20分)
7．如图4所示，在一幢居民楼里有各种不同的用电器，如电灯、电视机、洗衣机、微波炉、排油烟机等．停电时，用多用电表测得A、B间的电阻为R；供电后，设各家用电器全都同时使用时，测得A、B间电压为U，进线电流为I；经过一段时间t，从总电能表中测得这段时间内消耗的电能为W，则下列表达式用来计算该幢楼居民用电的总功率，其中正确的是
( )
图4
A．P＝I2R B．P＝ C．P＝IU D．P＝
答案 CD
解析 电路消耗的电功率的计算公式P＝UI，P＝是普遍适用的，而A、B两选项只适用于纯电阻电路，而电视机、洗衣机、微波炉和排油烟机都不是纯电阻，所以A、B错误， C、D正确．
8．某同学做争辩串联电路电压特点的试验时，接成如图5所示的电路，接通S后，他将多用电表电压挡的红、黑表笔并联在A、C两点间时，电压表读数为U；当并联在A、B两点间时，电压表读数也为U；当并联在B、C两点间时，电压表读数为零，故障的缘由可能是
( )
图5
A．AB段断路 B．BC段断路
C．AB段短路 D．BC段短路
答案 AD
解析 由题意可得UAB＝UAC＝U，说明由A、B分别至电源的线路均已接通．若BC段完好，则AB段断路；若BC段短路，则AB段可能断路，也可能完好．又由题述得UBC＝0，因而可能AB段断路，或BC段短路，也有可能消灭两者同时发生的状况．分析时考虑要全面，要把故障的可能缘由全部找出来，不要漏掉正确选项．
9．如图6所示，已知电源电动势E＝16 V，内阻r＝1 Ω，定值电阻R＝2 Ω，通过小灯泡的电流为1 A，已知小灯泡的电阻为3 Ω，小型直流电动机的线圈电阻 ＝1 Ω，则
( )
图6
A．电动机两端的电压1 V
B．电动机两端的电压6 V
C．电动机的输入功率6 W
D．电动机的输出功率5 W
答案 BCD
解析 电动机两端的电压UM＝E－I(R＋RL＋r)＝16 V－1×(2＋3＋1)V＝6 V，故选项A错误，选项B正确；电动机的输入功率P＝UMI＝6×1 W＝6 W，P出＝P－I2r＝6 W－1 W＝5 W，故选项C、D正确．
10．如图7所示，电源的电动势E＝1.5 V，内阻r＝2 Ω，两个定值电阻均为8 Ω，平行板电容器的电容C＝3×10－6 C，则
( )
图7
A．开关断开时两极板间的电压 V
B．开关断开时电容器的带电量4×10－6 C
C．开关接通时两极板间的电压 V
D．开关接通时电容器的带电量4×10－6 C
答案 CD
解析 电容器两极板间的电压等于R2两端电压，开关S断开时，电路中的总电流I＝＝ A＝0.2 A，电容器的极板电压U＝IR2＝0.2×8 V＝1.6 V，此时电容器的带电量Q＝CU＝3×10－6×1.6 C＝4.8×10－6 C，故选项A、B错误；开关接通时两定值电阻并联，电容器两极板间的电压等于路端电压，电路中的总电流I′＝＝ A＝ A，电容器的极板电压U′＝I′
R外＝×4 V＝ V，此时电容器的带电量Q′＝CU′＝3×10－6× C＝4×、10－6 C，故选项C、D正确．
三、试验题(本题共2小题，共15分)
11．(7分)(2021～2022·台州中学第一学期统练二)为测量一电源的电动势及内阻
(1)在下列三个电压表中选一个改装成量程为9 V的电压表
A．量程为1 V、内阻大约为1 kΩ的电压表V1
B．量程为2 V、内阻大约为2 kΩ的电压表V2
C．量程为3 V、内阻为3 kΩ的电压表V3
选择电压表________串联________kΩ的电阻可以改装成量程为9 V的电压表．
(2)利用一个电阻箱、一只开关、若干导线和改装好的电压表(此表用符号V1、V2或V3与一个电阻串联来表示，且可视为抱负电压表)，在虚线框内画出测量电源电动势及内阻的试验原理电路图．
答案 (1)V3 6 (2)见解析
解析 (1)V1、V2的内阻不确定，故应选择V3进行改装，串联电阻R＝RV＝×3 kΩ＝6 kΩ.
(2)本试验的原理为U＝E－Ir，利用变阻箱和电压表可猎取电流I，故电路应为图示结构．
12．(8分)用伏安法测量一个定值电阻的电阻值，现有的器材规格如下：
A．待测电阻Rx(大约100 Ω)
B．直流毫安表A1(量程0～10 mA，内阻约100 Ω)
C．直流毫安表A2(量程0～40 mA，内阻约40 Ω)
D．直流电压表V1(量程0～3 V，内阻约5 kΩ)
E．直流电压表V2(量程0～15 V，内阻约15 kΩ)
F．直流电源(输出电压4 V，内阻不计)
G．滑动变阻器R(阻值范围0～50 Ω，允许最大电流1 A)
H．开关一个、导线若干
(1)依据器材的规格和试验要求，为使试验结果更加精确 ，直流毫安表应选________，直流电压表应选________．
(2)在方框内画出试验电路图，要求电压和电流的变化范围尽可能大一些．
(3)用铅笔按电路图将实物图(如图8)连线．
图8
答案 (1)C D (2)电路图见解析 (3)实物图见解析
解析 (1)由于直流电源的电动势为4 V，待测电阻Rx阻值约100 Ω，故通过Rx的最大电流约为40 mA，所以直流毫安表应选C；直流电压表若选15 V量程，则读数误差较大，故应选D.
(2)由于要求电压和电流的变化范围尽可能大一些，所以滑动变阻器接受分压式接法；
由于＝＝50＞＝＝2.5，故电流表接受外接法．电路图如图：
(3)依据电路图，实物图连线如图：
四、计算题(本题共4小题，共41分)
13．(9分)(2022·舟山高二月考)如图9所示电路中，电源电压为60 V，内阻不计，电阻R＝2 Ω，电动机的内阻R0＝1.6 Ω，电压表的示数为50 V，电动机正常工作，求电动机的输出功率．
图9
答案 210 W
解析 电压表的示数为电动机两端的电压，电源电压已知，可得UR＝U源－
U机＝(60－50)V＝10 V.
由欧姆定律：I＝＝5 A.
对电动机由能量关系得：P电＝P热＋P出．
解得：P出＝P电－P热＝U机I－I2R0＝
(50×5－52×1.6) W＝210 W.
14．(9分)如图10所示的电路中，电源的电动势E＝12 V，内阻未知，R1＝8 Ω，R2＝1.5 Ω，L为规格“3 V,3 W”的灯泡，开关S断开时，灯泡恰好正常发光．(不考虑温度对灯泡电阻的影响)试求：
图10
(1)灯泡的额定电流和灯丝电阻；
(2)电源的内阻；
(3)开关S闭合时，灯泡实际消耗的功率．
答案 (1)1 A 3 Ω (2)1 Ω (3)0.48 W
解析 (1)灯泡的额定电流I0＝＝ A＝1 A
灯丝电阻RL＝＝ Ω＝3 Ω
(2)断开S时，灯L正常发光，即I1＝I0，依据闭合电路欧姆定律E＝I0(R1＋RL＋r)
得r＝－(R1＋RL)＝[－(8＋3)]Ω＝1 Ω
(3)闭合S时，设外电路总电阻为R外
R外＝＋R1＝9 Ω
干路电流为I总＝＝1.2 A
灯两端的电压UL＝I总·＝1.2 V
灯的实际功率P＝＝0.48 W
15．(11分)在如图11甲所示的电路中，电阻R1和R2都是纯电阻，它们的伏安特性曲线分别如图乙中a、b所示．电源的电动势E＝7.0 V，内阻忽视不计．
图11
(1)调整滑动变阻器R3，使电阻R1和R2消耗的电功率恰好相等，求此时电阻R1和R2阻值为多大？R3接入电路的阻值为多大？
(2)调整滑动变阻器R3，使R3＝0，这时电阻R1和R2消耗的电功率各是多少？
答案 (1)1 000 Ω 1 000 Ω 800 Ω (2)1.05×10－2 W 1.4×10－2 W
解析 (1)R1、R2和R3串联，电流相等，当电阻R1和电阻R2消耗的电功率相等时，由伏安特性曲线可知，此时电路中的电流I＝2.5 mA.
这时加在电阻R1和R2上的电压U1＝U2＝2.5 V.
由欧姆定律得
R1＝R2＝＝1 000 Ω
滑动变阻器R3两端电压为U3＝E－U1－U2＝2 V
由欧姆定律得R3＝＝800 Ω
(2)调整滑动变阻器R3，当R3＝0时
U1＋U2＝E＝7 V
又因通过电阻R1和R2的电流相等，从伏安特性曲线上可以看出，I＝3.5 mA，且U1＝3 V，U2＝4 V
电阻R1消耗的电功率为P1＝IU1＝1.05×10－2 W
电阻R2消耗的电功率为P2＝IU2＝1.4×10－2 W
16．(12分)一台电风扇，内阻为20 Ω，接上220 V电压后，消耗的功率为66 W．求：
(1)电风扇正常工作时通过风扇电动机的电流；
(2)电风扇正常工作时转化为机械能的功率和内能的功率以及电动机的效率；
(3)若接上电源后，扇叶被卡住，不能转动，则此时通过电动机的电流多大？电动机消耗的电功率和发热功率各是多大？
答案 (1)0.3 A (2)64.2 W 1.8 W 97.3%
(3)11 A 2 420 W 2 420 W
解析 (1)由P入＝IU得I＝＝ A＝0.3 A
(2)电风扇正常工作时转化为内能的功率
P内＝I2r＝0.32×20 W＝1.8 W
电风扇正常工作时转化为机械能的功率
P机＝P入－P内＝66 W－1.8 W＝64.2 W
电风扇正常工作时电动机的效率
η＝×100%＝×100%≈97.3%
(3)电风扇扇叶被卡住后通过电动机的电流
I＝＝ A＝11 A
电动机消耗的电功率：
P＝IU＝11×220 W＝2 420 W
电动机发热功率：
P热＝I2r＝112×20 W＝2 420 W.
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