资源简介

高考物理考前冲刺押题预测 电路与电能
一．选择题（共10小题）
1．（2025 南阳模拟）如图所示电路中电源电动势为E、内阻为r，R1、R2、R3为定值电阻（阻值均大于电源内阻r），电压表和电流表可视为理想电表。开关S闭合后，若将滑动变阻器R的滑片向b端移动，下列说法正确的是（　　）
A．电压表的示数变大、电流表的示数变小
B．若电压表、电流表的示数变化量分别为ΔU和ΔI，则
C．电源的输出功率逐渐增大、电源的效率逐渐增大
D．R1消耗的功率变大、R2消耗的功率变小
2．（2025 文昌校级模拟）二氧化锡传感器的电阻R随一氧化碳的浓度c的变化规律如图甲所示。将二氧化锡传感器接入如图乙所示的电路中，可以用来检测汽车尾气中一氧化碳的浓度是否超标。电路中电池的内阻很小，可忽略，V为理想电压表，A为理想电流表，P为滑动变阻器的滑片，下列说法正确的是（　　）
A．保持P位置不变，当c减小时，V示数增大，A示数减小
B．保持P位置不变，当c增大时，V示数增大，A示数减小
C．当c不变时，将P向上滑动，V示数减小，A示数减小
D．当c不变时，将P向下滑动，V示数减小，A示数增大
3．（2025 酒泉一模）如图所示的电路中，电源的电动势为E、内阻为r，C为电容器（中间有一带电液滴），R1为定值电阻，R2为光敏电阻（阻值随光照强度的增大而减小），A和V为理想电表，G为灵敏电流计。当开关S闭合且电路稳定后，电容器中间的带电液滴恰好静止，现逐渐增大对R2的光照强度，下列说法正确的是（　　）
A．A的示数变大 B．V的示数变大
C．G中有从a至b的电流 D．带电液滴向上运动
4．（2024秋 泰州期末）电鳗能借助分布在身体两侧肌肉内的“起电斑”产生电流。某电鳗体中的“起电斑”沿着身体从头部到尾部延伸分布，并排成125行，每行串有5000个。已知每个“起电斑”的内阻为0.25Ω，并能产生0.16V的电动势。该“起电斑”阵列与电鳗周围的水形成回路，假设回路中水的等效电阻为790Ω，则电鳗放电时，放电电流为（　　）
A．0.64A B．1A C．1.6A D．0.4A
5．（2025 射阳县校级一模）如图所示，R1，R2为可调电阻，R3为一般电阻，R4为热敏电阻．当环境温度升高时，下列说法中正确的是（　　）
A．电容器所带电量减小
B．若R1的阻值减小，电容器的带电量可能保持不变
C．若R2的阻值增大，电容器的带电量可能保持不变
D．若R2的阻值减小，电流表的示数可能保持不变
6．（2025 太原开学）小梅同学发现家里的电热毯，吊扇和抽油烟机上均印有“220V，120W”的字样。若这三个用电器均接在实际电压为220V的电源插座上工作，则这三个用电器（　　）
A．热功率相同 B．电功率相同
C．输入功率不同 D．实际功率不同
7．（2025 太原开学）如图所示，电源内阻r和灯泡L的电阻R均恒定不变，D为理想二极管，R1、R2为定值电阻，电表均为理想电表。闭合S且电路稳定后，有一带电油滴在平行板电容器中处于静止状态。现将滑动变阻器滑片向上滑动，电表V1、V2和A示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2和ΔI，则下列说法中正确的是（　　）
A．灯泡变暗，电流表示数增大
B．油滴不动
C．
D．
8．（2025 太原开学）如图所示是三种元件的I﹣U特性曲线，下列说法正确的是（　　）
A．3代表小灯泡的I﹣U特性曲线，电阻率随温度的变化而保持不变
B．三条线代表的元件都是线性元件
C．1代表标准电阻，温度升高，电阻不变，其斜率等于电阻
D．2代表某些半导体元件，随着电压、电流的升高，电阻减小
9．（2025 西城区模拟）在研究微型电动机的性能时，可采用如图所示的实验电路。当电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为I1和U1；当电动机正常运转时，电流表和电压表的示数分别为I2和U2。不计一切阻力，则有关这台电动机正常运转时的说法正确的是（　　）
A．电动机的内电阻为
B．电动机正常工作时的效率为
C．电动机的输出功率为U2I2﹣U1I1
D．电动机拉着重物m以速度v匀速上升，则U2I2＝mgv
10．（2025 临朐县校级开学）如图所示电路，电源内阻很小可忽略不计。开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中（　　）
A．电压表示数减小、电流表示数减小
B．电源的效率增大
C．电阻R1消耗的功率增大
D．电阻R2和滑动变阻器R0消耗的总功率减小
二．多选题（共5小题）
（多选）11．（2025 成都模拟）光控开关是“太阳能路灯”实现自动控制的重要元件，其内部电路的简化原理图如图，Rt为光敏电阻（光照强度增加时，其电阻值减小），忽略灯阻值由于亮度变化的影响。在黎明时分，闭合开关，环境光照稳定时，电容器两板间小液滴处于静止状态，则环境光照逐渐增强时（　　）
A．L1灯、L2灯均逐渐变暗
B．L2灯的电压与电流的变化量之比不变
C．电源的输出功率一定是先变大后变小
D．小液滴向上运动，在接触极板前机械能增大
（多选）12．（2025 罗湖区校级一模）如图所示，滑动变阻器R1的触头从图示位置移动到最左端的过程中，下列描述正确的有（　　）
A．R1的电流一直增大
B．R1的电功率可能一直减小
C．电源的效率一定一直提高
D．电源的输出功率一定一直减小
（多选）13．（2025 罗湖区校级一模）如图所示为某小组设计的电子秤原理图。轻质托盘与竖直放置的轻弹簧相连。R0为定值电阻，滑动变阻器R的滑片与弹簧上端连接。当盘中没有放物体时，滑片刚好位于滑动变阻器的最上端。该小组用理想电压表的示数U反映待测物体的质量m；用单位质量变化下，电压表示数变化量的绝对值||描述电子秤的灵敏度。不计一切摩擦，弹簧始终处于弹性限度内，下列操作中会提高电子秤灵敏度的是（　　）
A．仅减小电源电动势
B．仅增大电阻R0的阻值
C．仅减小弹簧的劲度系数
D．在不改变滑动变阻器总长度的前提下增大其阻值
（多选）14．（2025 滨海新区校级开学）如图所示的U﹣I图像中，直线a表示某电源路端电压与电流的关系，直线b为某一电阻R的U﹣I图像。用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图像可知（　　）
A．电源的输出功率为2W
B．电源电动势为4.0V，内阻为0.5Ω
C．电源的总功率为4W
D．若将两个相同电阻R串联接入该电源，则电流变为原来的
（多选）15．（2024秋 济南期末）传感器已被广泛应用于生产生活中。如图所示为某种压力传感器内部电路图，R为压敏电阻，其电学特性表现为阻值随着压力的增大而减小，若各表均为理想电表，电源内阻不计。当压敏电阻的压力增大时，下列说法正确的是（　　）
A．电压表V2示数减小
B．电流表A2示数增大
C．电阻R1的电功率增大
D．电压表V1与电流表A1的示数变化量之比保持不变
三．解答题（共5小题）
16．（2025 海淀区校级开学）放射性同位素电池具有工作时间长、可靠性高和体积小等优点，是航天、深海、医学等领域的重要新型电源，也是我国近年重点科研攻关项目。某同学设计了一种利用放射性元素β衰变的电池，该电池采用金属空心球壳结构，如图所示，在金属球壳内部的球心位置放有一小块与球壳绝缘的放射性物质，放射性物质与球壳之间是真空的。球心处的放射性物质的原子核发生β衰变发射出电子，已知单位时间内从放射性物质射出的电子数为N，射出电子的最小动能为E1，最大动能为E2。在E1和E2之间，任意相同的动能能量区间ΔE内的电子数相同。为了研究方便，假设所有射出的电子都是沿着球形结构径向运动，忽略电子的重力及在球壳间的电子之间的相互作用。元电荷为e，a和b为接线柱。
（1）求a、b之间的最大电势差Um，以及将a、b短接时回路中的电流I短。
（2）在a、b间接上负载时，两极上的电压为U，通过负载的电流为I。在图2中画出I与U关系的图线。
17．（2025 罗湖区校级一模）在高压变压器中，线圈绕阻散发的热量通常用流动的绝缘油通过循环带走，而驱动流体的装置称为离子泵。如图所示离子泵核心部分为一中空的柱体，其横截面积为S，长为d，在柱体两端加电压U0，其在柱体内部激发匀强电场。在柱体左侧正极通过放电使带电量为+q的离子均匀进入电场区域，离子与绝缘油不断发生碰撞，驱动绝缘油分子定向移动，当离子运动到右侧的负极时被回收。设离子泵工作过程中带电粒子均匀分布于柱体内的绝缘油中，单位体积内的离子数为n。
（1）若测得离子泵中的电流强度为I，求离子在柱体内运动的平均速率。
（2）在柱体区域内的离子也会激发电场，且此电场的电场强度E1在轴线上的大小随距离均匀变化，比例系数为k1。规定向右为正方向，画出轴线上E1的分布规律（需写明关键点的数值）。
（3）求某一个离子在柱体中沿轴线从左端运动到右端的过程中的电势能的变化量。
18．（2025 乐东县模拟）如图所示的电路中，电源电动势为10V，R1＝2Ω，R2＝6Ω，电容C＝30pF，电源内阻r＝2Ω．求：
（1）闭合开关S，稳定后电阻R1的电流；
（2）然后将开关S断开，求这以后流过R1的电荷量．
19．（2024秋 怀柔区期末）如图所示的电路中，电源电动势E＝12V，内阻r＝0.5Ω，电动机的电阻R0＝1.0Ω，电阻R1＝2.0Ω。电动机正常工作时，电压表的示数U1＝4.0V，求：
（1）流过电动机的电流；
（2）电动机的总功率。
20．（2024秋 济南期末）如图所示，调节滑动变阻器使电动机刚好正常工作，此时电路中电源的输出功率最大。已知电源电动势E＝16V，电动机额定输出功率P0＝4W，额定电压U＝6V，额定电流I＝2A。求：
（1）电动机内阻RM的值；
（2）电源内阻r的值及电源输出功率最大时滑动变阻器接入电路的阻值R。
高考物理考前冲刺押题预测 电路与电能
参考答案与试题解析
一．选择题（共10小题）
1．（2025 南阳模拟）如图所示电路中电源电动势为E、内阻为r，R1、R2、R3为定值电阻（阻值均大于电源内阻r），电压表和电流表可视为理想电表。开关S闭合后，若将滑动变阻器R的滑片向b端移动，下列说法正确的是（　　）
A．电压表的示数变大、电流表的示数变小
B．若电压表、电流表的示数变化量分别为ΔU和ΔI，则
C．电源的输出功率逐渐增大、电源的效率逐渐增大
D．R1消耗的功率变大、R2消耗的功率变小
【考点】电路动态分析；电源的总功率、输出功率和效率．
【专题】比较思想；控制变量法；恒定电流专题；推理论证能力．
【答案】B
【分析】将滑动变阻器R的滑片向b端移动，分析其接入电路的电阻变化情况，判断干路电流的变化，即可知道电流表示数的变化。由闭合电路欧姆定律分析电压表示数的变化，并确定||的大小。根据内外电阻的关系分析电源输出功率的变化，根据路端电压的变化分析电源效率的变化。根据电流的变化，分析R1、R2消耗功率的变化。
【解答】解：A、将滑动变阻器的滑片向b端移动，滑动变阻器接入电路的电阻减小，则电路的总电阻减小，由
可知，干路电流增大，电流表的示数变大。
由闭合电路欧姆定律可得电压表的示数为
U＝E﹣I（R1+r）
可知电压表示数变小，故A错误；
B、根据U＝E﹣I（r+R1）可得，故B正确；
C、由于R外＞r，且总电阻减小，与电源内阻越来越接近，所以电源的输出功率增大，而电源效率
，外电路总电阻减小，电源的效率逐渐减小，故C错误；
D、因干路电流增大，则R1消耗的功率增大。电压表示数变小，可知R3的电压U3减小，通过R3的电流I3减小，而I＝I2+I3，I增大，所以流过R2的电流I2增大，R2消耗的功率增大，故D错误。
故选：B。
【点评】本题是电路动态分析问题，一般按局部到整体再到局部的顺序分析，也可以根据“串反并同”的结论来分析各部分电流的变化情况。
2．（2025 文昌校级模拟）二氧化锡传感器的电阻R随一氧化碳的浓度c的变化规律如图甲所示。将二氧化锡传感器接入如图乙所示的电路中，可以用来检测汽车尾气中一氧化碳的浓度是否超标。电路中电池的内阻很小，可忽略，V为理想电压表，A为理想电流表，P为滑动变阻器的滑片，下列说法正确的是（　　）
A．保持P位置不变，当c减小时，V示数增大，A示数减小
B．保持P位置不变，当c增大时，V示数增大，A示数减小
C．当c不变时，将P向上滑动，V示数减小，A示数减小
D．当c不变时，将P向下滑动，V示数减小，A示数增大
【考点】电路动态分析．
【专题】比较思想；控制变量法；恒定电流专题；推理论证能力．
【答案】D
【分析】保持P位置不变，根据c的变化判断R的变化，分析电路中电流的变化，确定V示数和A示数的变化；当c不变时，根据P移动方向判断滑动变阻器接入电路的电阻变化，确定电路中电流的变化，再分析V示数的变化。
【解答】解：A、保持P位置不变，当c减小时，二氧化锡传感器的电阻R增大，电路中电流减小，则V示数减小，A示数减小，故A错误；
B、保持P位置不变，当c增大时，二氧化锡传感器的电阻R减小，电路中电流增大，则V示数增大，A示数增大，故B错误；
C、当c不变时，二氧化锡传感器的电阻R不变。将P向上滑动，滑动变阻器接入电路的电阻增大，回路的总电阻增大，电路中电流减小，二氧化锡传感器两端电压减小，电压表读数增大，即V示数增大，A示数减小，故C错误。
D、当c不变时，二氧化锡传感器的电阻R不变。将P向下滑动，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电路中电流增大，电流表读数增大，二氧化锡传感器两端电压增大，电压表读数减小，即V示数减小，A示数增大，故D正确；
故选：D。
【点评】本题是电路动态分析问题，分析局部电阻的变化判断干路电流的变化，再分析各部分电压和电流的变化。
3．（2025 酒泉一模）如图所示的电路中，电源的电动势为E、内阻为r，C为电容器（中间有一带电液滴），R1为定值电阻，R2为光敏电阻（阻值随光照强度的增大而减小），A和V为理想电表，G为灵敏电流计。当开关S闭合且电路稳定后，电容器中间的带电液滴恰好静止，现逐渐增大对R2的光照强度，下列说法正确的是（　　）
A．A的示数变大 B．V的示数变大
C．G中有从a至b的电流 D．带电液滴向上运动
【考点】含容电路的动态分析；电容器的充放电问题．
【专题】比较思想；控制变量法；恒定电流专题；推理论证能力．
【答案】A
【分析】逐渐增大对R2的光照强度，则光敏电阻R2的阻值减小，电路的总电阻减小，据此分析电路中电流的变化，即可知道A的示数变化；分析R2两端的电压变化，即可知道电容器两板间电压的变化，从而确定电容器所带电荷量的变化，可知G中电流的方向；分析出电容器极板间电场强度的变化，从而分析带电液滴的运动方向。
【解答】解：A、逐渐增大对R2的光照强度，光敏电阻R2的阻值减小，则电路的总电阻减小，电路总电流增大，则A的示数变大，故A正确；
BC、电路总电流增大，电源的内电压和R1两端的电压均增大，则R2两端的电压减小，V的示数减小。电容器的电压减小，电容器放电，则G中有从b至a的电流，故BC错误；
D、电容器的电压减小，根据，可知电容器板间电场强度减小，带电液滴受到的电场力减小，则带电液滴将向下运动，故D错误。
故选：A。
【点评】本题解题的关键是明确电路的结构，分析外电阻的变化，判断总电流的变化，再分析各部分电压的变化。
4．（2024秋 泰州期末）电鳗能借助分布在身体两侧肌肉内的“起电斑”产生电流。某电鳗体中的“起电斑”沿着身体从头部到尾部延伸分布，并排成125行，每行串有5000个。已知每个“起电斑”的内阻为0.25Ω，并能产生0.16V的电动势。该“起电斑”阵列与电鳗周围的水形成回路，假设回路中水的等效电阻为790Ω，则电鳗放电时，放电电流为（　　）
A．0.64A B．1A C．1.6A D．0.4A
【考点】闭合电路欧姆定律的内容和表达式；用定义式计算电流大小及电荷量．
【专题】定量思想；推理法；恒定电流专题；推理论证能力．
【答案】B
【分析】先求出总电动势、总电阻，再由闭合电路欧姆定律求出电流。
【解答】解：该“起电斑”阵列的总电动势为E总＝5000×0.16V＝800V
电阻为
根据闭合电路欧姆定律可得，电鳗放电时放电电流为
故ACD错误，B正确。
故选：B。
【点评】本题考查的是闭合电路欧姆定律的内容，代入公式即可求解。
5．（2025 射阳县校级一模）如图所示，R1，R2为可调电阻，R3为一般电阻，R4为热敏电阻．当环境温度升高时，下列说法中正确的是（　　）
A．电容器所带电量减小
B．若R1的阻值减小，电容器的带电量可能保持不变
C．若R2的阻值增大，电容器的带电量可能保持不变
D．若R2的阻值减小，电流表的示数可能保持不变
【考点】闭合电路欧姆定律的内容和表达式；电容的概念、单位与物理意义．
【专题】电容器专题．
【答案】D
【分析】R4为半导体材料制成的热敏电阻，温度降低，电阻变大，当环境温度升高时，电阻变小，外电路总电阻变小，根据欧姆定律分析总电流和路端电压的变化，确定电流表A和电容器带电量的变化．
【解答】解：A、当环境温度升高时，R4的电阻变小，外电路总电阻变小，根据闭合电路欧姆定律得知，总电流增大，电源的内电压增大，路端电压减小，则电压表读数U变小。
总电流增大，并联电路R2、R3上的电压增大，电容器上的电压增大，电容器所带的电量增大。故A错误；
B、R1的大小与电容器的电量没有影响，若R1的阻值减小，电容器的带电量仍然增大。故B错误；
C、若R2的阻值增大，并联电路R2、R3上的电压增大，电容器上的电压增大，电容器所带的电量增大。故C错误；
D、当环境温度升高时，R4的电阻变小，外电路总电阻变小，根据闭合电路欧姆定律得知，总电流增大，所以电流表的电流增大；若R2的阻值减小，则并联电路部分总电阻也减小，则并联电路的电压有可能减小到原来的数值，则电流表的示数可能保持不变。故D正确。
故选：D。
【点评】本题是信息给予题，抓住R4的电阻随温度升高而减小，进行动态变化分析．
6．（2025 太原开学）小梅同学发现家里的电热毯，吊扇和抽油烟机上均印有“220V，120W”的字样。若这三个用电器均接在实际电压为220V的电源插座上工作，则这三个用电器（　　）
A．热功率相同 B．电功率相同
C．输入功率不同 D．实际功率不同
【考点】电功和电功率的计算．
【专题】定性思想；推理法；恒定电流专题；推理论证能力．
【答案】B
【分析】用电器消耗电能的过程，是将电能转化为其它形式的能量的过程，分析各个用电器的能量转化得出答案。
【解答】解：A、三种电器中，电热毯是纯电阻用电器，消耗的所有的能量都转化为了热量，故同一电压下，电热毯热功率最大，故A错误；
BCD、三个用电器均在额定电压下工作，根据P＝UI可知，它们的实际功率均等于额定功率，即输入的电功率相同，故B正确，CD错误。
故选：B。
【点评】分析出各个用电器的能量转化情况是本题的关键，用电器将电能全部转化为内能，这样的电路叫纯电阻电路。
7．（2025 太原开学）如图所示，电源内阻r和灯泡L的电阻R均恒定不变，D为理想二极管，R1、R2为定值电阻，电表均为理想电表。闭合S且电路稳定后，有一带电油滴在平行板电容器中处于静止状态。现将滑动变阻器滑片向上滑动，电表V1、V2和A示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2和ΔI，则下列说法中正确的是（　　）
A．灯泡变暗，电流表示数增大
B．油滴不动
C．
D．
【考点】含容电路的动态分析．
【专题】定量思想；推理法；恒定电流专题；推理论证能力．
【答案】B
【分析】A.现将滑动变阻器滑片向上滑动，由图可知，滑动变阻器接入电路的电阻减小，结合题图，即可分析判断；
B.根据、，结合二极管的单向导电性，即可分析判断；
CD.结合前面分析，根据闭合电路欧姆定律分别列式，即可分析判断。
【解答】解：A.现将滑动变阻器滑片向上滑动，由图可知，滑动变阻器接入电路的电阻减小，则总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知，回路总电流增大，灯泡变亮，内电压增大，路端电压减小，V1的示数减小，灯泡两端的电压增大，V2示数减小，流过R1的电流减小，则流过R2的电流增大，则电流表示数增大，故A错误；
B.根据：
，
，
结合二极管的单向导电性可知，Q不变，U不变，E不变，所以油滴所受电场力不变，油滴仍处于静止状态，故B正确；
CD.结合前面分析，根据闭合电路欧姆定律可得：
U1＝E﹣I总r，
U2＝E﹣I总（r+R），
所以：
，
，
由于：
ΔI总＜ΔI。
所以：
，
，
故CD错误，
故选：B。
【点评】本题考查含容电路的动态分析问题，要掌握常用的解题思路与方法：可以从局部到整体再到局部分析，也可利用经验结论“串反并同”进行分析。
8．（2025 太原开学）如图所示是三种元件的I﹣U特性曲线，下列说法正确的是（　　）
A．3代表小灯泡的I﹣U特性曲线，电阻率随温度的变化而保持不变
B．三条线代表的元件都是线性元件
C．1代表标准电阻，温度升高，电阻不变，其斜率等于电阻
D．2代表某些半导体元件，随着电压、电流的升高，电阻减小
【考点】非线性元件及其伏安特性曲线；线性元件及其伏安特性曲线．
【专题】定量思想；推理法；恒定电流专题；推理论证能力．
【答案】D
【分析】理解图像的物理意义，结合选项的描述即可完成分析。
【解答】解：A．在I﹣U图像中，图线上的点与原点连线斜率的倒数等于电阻，曲线3中反应的特征是，随着电压、电流的增大，电阻逐渐增大，这符合小灯泡的伏安特性曲线，故A错误；
B．三条线中的2、3是曲线，不是过原点的直线，说明其代表的元件不是线性元件，故B错误；
C．元件1的伏安特性曲线是直线，说明其电阻不随电压、电流、温度的变化而变化，是标准电阻，在I﹣U图像中，其斜率的倒数等于电阻，故C错误；
D．曲线2中反应的特征是，随着电压、电流的增大，电阻逐渐减小，说明该元件是半导体元件，故D正确。
故选：D。
【点评】本题主要考查了欧姆定律的相关应用，理解图像的物理意义即可完成分析，属于简单题型。
9．（2025 西城区模拟）在研究微型电动机的性能时，可采用如图所示的实验电路。当电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为I1和U1；当电动机正常运转时，电流表和电压表的示数分别为I2和U2。不计一切阻力，则有关这台电动机正常运转时的说法正确的是（　　）
A．电动机的内电阻为
B．电动机正常工作时的效率为
C．电动机的输出功率为U2I2﹣U1I1
D．电动机拉着重物m以速度v匀速上升，则U2I2＝mgv
【考点】闭合电路欧姆定律的内容和表达式；电功和电功率的计算．
【专题】定量思想；推理法；恒定电流专题；推理论证能力．
【答案】B
【分析】从电路图中可以看出，电动机和滑动变阻器串联，电压表测量滑动电动机两端的电压，电流表测量电路电流，根据公式R可求电动机停转时的电阻；利用公式P＝UI可求电动机的总功率，根据公式P＝I2R可求电动机克服本身电阻的功率，总功率与电动机克服自身电阻功率之差就是电动机的输出功率．
【解答】解：A、电机不转时，电动机视为纯电阻电路，由欧姆定律得知电动机的电阻R，故A错误；
BC、电动机的总功率为：P＝U2I2；
自身电阻的功率为：PRR；
电动机正常运转时的输出功率为：P输出＝U2I2R＝U2I2
电动机正常工作时的效率为η，解得η，故C错误，B正确；
D、电动机拉着重物m以速度v匀速上升，根据能量守恒可知U2I2﹣U1I1＝mgv，故D错误；
故选：B。
【点评】本题考查电阻、功率的有关计算，关键是明白电路中各个用电器的连接情况，要知道非纯电阻电路的功率的计算方法，这是本题的重点和难点．
10．（2025 临朐县校级开学）如图所示电路，电源内阻很小可忽略不计。开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中（　　）
A．电压表示数减小、电流表示数减小
B．电源的效率增大
C．电阻R1消耗的功率增大
D．电阻R2和滑动变阻器R0消耗的总功率减小
【考点】电路动态分析；电源的总功率、输出功率和效率．
【专题】比较思想；控制变量法；恒定电流专题；推理论证能力．
【答案】C
【分析】电源内阻很小可忽略不计，路端电压等于电源的电动势，即可判断电压表示数的变化情况。根据变阻器R0接入电路的阻值变化，判断总电流变化，分析并联部分电压的变化，再判断电流表示数的变化。根据输出功率与总功率之比分析电源效率的变化。根据通过电阻R1的电流变化分析电阻R1消耗的功率的变化。根据功率公式得到电阻R2和滑动变阻器R0消耗的总功率表达式，再分析其变化情况。
【解答】解：A、由于电源内阻很小可忽略不计，则路端电压等于电源的电动势，而电压表测量路端电压，所以电压表示数保持不变；在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中，变阻器R0接入电路的阻值减小，电路总电阻减小，则电路的总电流增大，通过电阻R1的电流增大，则R1两端电压增大，R2两端电压减小，根据欧姆定律可知，通过R2的电流减小，即电流表示数减小，故A错误；
B、电源的效率为，由于电源内阻很小可忽略不计，路端电压不变，可知电源的效率保持不变，故B错误；
C、由于通过R1的电流为总电流，且总电流增大，则电阻R1消耗的功率增大，故C正确；
D、设电阻R2和滑动变阻器R0并联后的总电阻为R并，则电阻R2和滑动变阻器R0消耗的总功率为
根据数学知识可知，当R并＝R1时，电阻R2和滑动变阻器R0消耗的总功率最大，本题中由于无法确定R并与R1的大小关系，所以无法判断电阻R2和滑动变阻器R0消耗的总功率的变化情况，故D错误。
故选：C。
【点评】本题是电路动态分析问题，要注意常规题不同的是电源内阻不计，路端电压不变。对于电阻R2和滑动变阻器R0消耗的总功率，也可以根据结论：当电源的内外电阻相等时，电源的输出功率最大，将R1看成电源的内阻，采用等效法分析。
二．多选题（共5小题）
（多选）11．（2025 成都模拟）光控开关是“太阳能路灯”实现自动控制的重要元件，其内部电路的简化原理图如图，Rt为光敏电阻（光照强度增加时，其电阻值减小），忽略灯阻值由于亮度变化的影响。在黎明时分，闭合开关，环境光照稳定时，电容器两板间小液滴处于静止状态，则环境光照逐渐增强时（　　）
A．L1灯、L2灯均逐渐变暗
B．L2灯的电压与电流的变化量之比不变
C．电源的输出功率一定是先变大后变小
D．小液滴向上运动，在接触极板前机械能增大
【考点】含容电路的动态分析．
【专题】比较思想；控制变量法；恒定电流专题；推理论证能力．
【答案】AB
【分析】当环境光照逐渐增强时，光敏电阻减小，分析电路总电阻的变化，判断干路电流和路端电压的变化，确定L1灯、L2灯亮度的变化；L2灯的电压与电流的变化量之比等于L2灯的阻值；根据内外电阻的关系分析
电源输出功率的变化；分析电容器板间场强的变化，判断小液滴的运动方向，结合电场力做功正负，分析其机械能如何变化。
【解答】解：A、当光照逐渐增强时，光敏电阻Rt的阻值减小，电路的总电阻减小，干路电流增大，电源的内电压增大，则路端电压减小，L1灯、L2灯的电压都减小，则两灯均变暗，故A正确；
B、L2灯是定值电阻，L2灯的电压与电流的变化量之比等于L2灯的阻值，不变，故B正确；
C、由于Rt的电阻减小，电源的外电阻在减小，因无法确定外电阻与电源内电阻的关系，所以无法判断电源输出功率的变化情况，故C错误；
D、路端电压减小，则电容器C的电压减小，由E可知，板间场强减小，小液滴受到的电场力减小，则小液滴向下运动，电场力做负功，其机械能减小，故D错误。
故选：AB。
【点评】在动态电路分析中，掌握电压、电流随电阻的变化规律是解题的关键。电路当中任何一个电阻增大时，电路的总电阻就会增大，总电流就减小。
（多选）12．（2025 罗湖区校级一模）如图所示，滑动变阻器R1的触头从图示位置移动到最左端的过程中，下列描述正确的有（　　）
A．R1的电流一直增大
B．R1的电功率可能一直减小
C．电源的效率一定一直提高
D．电源的输出功率一定一直减小
【考点】电路动态分析．
【专题】定量思想；推理法；恒定电流专题；推理论证能力．
【答案】BC
【分析】由图可知，滑动变阻器R1的触头从图示位置移动到最左端的过程中，接入电路的R1变大，则外电路的总电阻R变大，结合闭合电路欧姆定律、电源的输出功率及电源的效率的计算公式，即可分析判断ABCD正误。
【解答】解：由图可知，滑动变阻器R1的触头从图示位置移动到最左端的过程中，接入电路的R1变大，则外电路的总电阻R变大，由闭合电路欧姆定律可知，电路中总电流I减小，且：U＝E﹣Ir，则路端电压U变大，电源的效率为：η，则电源的效率一定一直提高；
根据电源的最大输出功率的条件可知，当R＝r时，电源的输出功率最大，
若初始时R＜r，则随着R的增大，电源的输出功率可能先增大后减小；
若初始时R＞r，则随着R的增大，电源的输出功率一直减小，由题意可知，电源的输出功率为：UI，又因为U增大，R2的电功率增大，则此种情况，R1的电功率一直减小，且接入电路的R1变大，则流过R1的电流一直减小；
故BC正确，AD错误；
故选：BC。
【点评】本题是电路动态分析问题，要掌握常用的解题思路与方法：可以从局部到整体再到局部分析，也可利用经验结论“串反并同”进行分析。
（多选）13．（2025 罗湖区校级一模）如图所示为某小组设计的电子秤原理图。轻质托盘与竖直放置的轻弹簧相连。R0为定值电阻，滑动变阻器R的滑片与弹簧上端连接。当盘中没有放物体时，滑片刚好位于滑动变阻器的最上端。该小组用理想电压表的示数U反映待测物体的质量m；用单位质量变化下，电压表示数变化量的绝对值||描述电子秤的灵敏度。不计一切摩擦，弹簧始终处于弹性限度内，下列操作中会提高电子秤灵敏度的是（　　）
A．仅减小电源电动势
B．仅增大电阻R0的阻值
C．仅减小弹簧的劲度系数
D．在不改变滑动变阻器总长度的前提下增大其阻值
【考点】电路动态分析；用闭合电路的欧姆定律计算电路中的电压、电流或电阻．
【专题】定性思想；定量思想；推理法；恒定电流专题；理解能力．
【答案】CD
【分析】根据闭合电路欧姆定律求电压表的示数，结合平衡条件可得电子秤的灵敏度，根据电子秤的灵敏度的表达式分析判断即可。
【解答】解：由图可知：滑动变阻器与R0串联，滑动变阻器的电阻全部连入电路，由闭合欧姆定律得
由欧姆定律得，电压表的示数为
U＝IR′
联立解得
滑动变阻器下部分的阻值为
假设滑动变阻器总长度为L0，则
mg＝k（L0﹣L）
联立解得
所以
A、由
可知，仅减小电源电动势，电子秤灵敏度降低，故A错误；
B、由
可知，仅增大电阻R0的阻值，电子秤灵敏度降低，故B错误；
C、由
可知，仅减小弹簧的劲度系数，电子秤灵敏度升高，故C正确；
D、由
可知，由于滑动变阻器的电阻全部连入电路，在不改变滑动变阻器总长度的前提下增大其阻值，根据
因为L0不变，R增大，所以增大，又因为
增大，所以电子秤灵敏度增大，故D正确。
故选：CD。
【点评】本题为闭合电路欧姆定律在生活中的应用，关键要抓住力与电之间联系的桥梁：弹簧的压缩量，此类问题应注意题目中给出的原理，从而正确应用物理规律求解。
（多选）14．（2025 滨海新区校级开学）如图所示的U﹣I图像中，直线a表示某电源路端电压与电流的关系，直线b为某一电阻R的U﹣I图像。用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图像可知（　　）
A．电源的输出功率为2W
B．电源电动势为4.0V，内阻为0.5Ω
C．电源的总功率为4W
D．若将两个相同电阻R串联接入该电源，则电流变为原来的
【考点】电源的U﹣I图像与导体的U﹣I图像相结合的问题；电源的总功率、输出功率和效率；利用电源的外特性曲线得出电源的电动势和内阻．
【专题】定量思想；推理法；恒定电流专题；推理论证能力．
【答案】AC
【分析】根据功率的计算公式得出电源的输出功率和电源的总功率；根据图像的物理意义得出电源的电动势和内阻；根据欧姆定律得出电流的大小。
【解答】解：ABC．直线a图像的数学表达式为U＝﹣rI+E，根据图像的斜率和截距可得E＝4.0V，r＝2.0Ω，两图像的交点数据就表示定值电阻R与此电源串联时，R两端的电压和电流。即R两端的电压为U＝2.0V，流过R的电流为I＝1.0A。所以电源的输出功率为P输出＝UI，解得P输出＝2W
电源的总功率为P总＝EI，解得P总＝4W，故AC正确，B错误；
D．若将两个相同电阻R串联接入该电源，由于电源有内阻，此时整个电路的总电阻并没有扩大两倍，则电路的电流大于原来的，故D错误。
故选：AC。
【点评】本题主要考查了闭合电路的欧姆定律，熟悉电路构造的分析，结合图像的物理意义和欧姆定律即可完成分析。
（多选）15．（2024秋 济南期末）传感器已被广泛应用于生产生活中。如图所示为某种压力传感器内部电路图，R为压敏电阻，其电学特性表现为阻值随着压力的增大而减小，若各表均为理想电表，电源内阻不计。当压敏电阻的压力增大时，下列说法正确的是（　　）
A．电压表V2示数减小
B．电流表A2示数增大
C．电阻R1的电功率增大
D．电压表V1与电流表A1的示数变化量之比保持不变
【考点】电路动态分析；闭合电路欧姆定律的内容和表达式．
【专题】定量思想；推理法；恒定电流专题；推理论证能力．
【答案】BD
【分析】根据电路中电阻、电流和电压的关系分析电压表和电流表示数的变化；电阻R1两端电压不变，据此分析电阻R1的电功率；根据串联电路电压的关系分析即可。
【解答】解：A、当压敏电阻的压力增大时，R减小，图中R2和R串联，然后和R1并联，因为电源内阻不计，所以电源的输出电压是定值，R减小时，该支路的电阻减小，两端电压不变，则通过电阻R2的电流增大，R2两端电压增大，即电压表V2示数增大，故A错误；
B、当压敏电阻的压力增大时，R减小，电路中的总电阻减小，所以电路中的总电流增大，即电流表A2的示数增大，故B正确；
C、由上面A的分析可知，电阻R1两端电压不变，所以电阻R1的电功率不变，故C错误；
D、设电源的输出电压为U，根据串联电路电压关系有U1＝U﹣I1R2，因为U是定值，所以，即电压表V1与电流表A1的示数变化量之比保持不变，故D正确。
故选：BD。
【点评】能够分析清楚电路的结构，掌握串并联电路中电阻、电压和电流的特点是解题的基础。在本题中分析电表示数变化也可以用串反并同的二级结论分析。
三．解答题（共5小题）
16．（2025 海淀区校级开学）放射性同位素电池具有工作时间长、可靠性高和体积小等优点，是航天、深海、医学等领域的重要新型电源，也是我国近年重点科研攻关项目。某同学设计了一种利用放射性元素β衰变的电池，该电池采用金属空心球壳结构，如图所示，在金属球壳内部的球心位置放有一小块与球壳绝缘的放射性物质，放射性物质与球壳之间是真空的。球心处的放射性物质的原子核发生β衰变发射出电子，已知单位时间内从放射性物质射出的电子数为N，射出电子的最小动能为E1，最大动能为E2。在E1和E2之间，任意相同的动能能量区间ΔE内的电子数相同。为了研究方便，假设所有射出的电子都是沿着球形结构径向运动，忽略电子的重力及在球壳间的电子之间的相互作用。元电荷为e，a和b为接线柱。
（1）求a、b之间的最大电势差Um，以及将a、b短接时回路中的电流I短。
（2）在a、b间接上负载时，两极上的电压为U，通过负载的电流为I。在图2中画出I与U关系的图线。
【考点】等效电流的计算；用闭合电路的欧姆定律计算电路中的电压、电流或电阻．
【专题】应用题；学科综合题；定量思想；推理法；方程法；带电粒子在电场中的运动专题；推理论证能力．
【答案】（1）a、b之间的最大电势差为，a、b短接时回路中的电流为Ne；
（2）在图2中画出I与U关系的图线如图所示：
【分析】（1）由题设条件和动能定理求出间的电势差，由电流强度的定义求出短路电流；
（2）在上一问的基础上，根据闭合电路的欧姆定律写出有负载时电路中电流的表达式，再画图线。
【解答】解：（1）根据动能定理可得：﹣eUm＝0﹣E2，解得：，
间a、b短解时所有逸出电子都有球心处的放射源到达球壳，故短路电流为：I短＝Ne；
（2）在0＜eU1≤E1时，即有：时，所有的电子都能够飞到球壳上，在单位时间到达的电荷量为该电池可以供给的最大电流，则此时由：I＝Ne；
在E1＜eU≤E2时，即有：时，只有动能E≥eU的电子才能落到球壳上，这些电子决定了通过负载的电流，这些电子数与从放射性物质飞出的总电子数之比为：，因为单位时间发射的电子按照能量均匀分布的，所有这时通过负载的电流为：；
在eU＝E2时，即时，电子将无法到达球壳，此时通过负载的电流为0，综上所述，画出的I与U关系的图线如图所示：
。
答：（1）a、b之间的最大电势差为，a、b短接时回路中的电流为Ne；
（2）在图2中画出I与U关系的图线如图所示：
【点评】本题从放射性同位素电池的原理讲解，把原子核的衰变和闭合电路欧姆定律综合在一起的好题。关键是要知道从原子核发出的电子到达外壳使电压增大，到最大时仍有最大动能的电子恰好到达。
17．（2025 罗湖区校级一模）在高压变压器中，线圈绕阻散发的热量通常用流动的绝缘油通过循环带走，而驱动流体的装置称为离子泵。如图所示离子泵核心部分为一中空的柱体，其横截面积为S，长为d，在柱体两端加电压U0，其在柱体内部激发匀强电场。在柱体左侧正极通过放电使带电量为+q的离子均匀进入电场区域，离子与绝缘油不断发生碰撞，驱动绝缘油分子定向移动，当离子运动到右侧的负极时被回收。设离子泵工作过程中带电粒子均匀分布于柱体内的绝缘油中，单位体积内的离子数为n。
（1）若测得离子泵中的电流强度为I，求离子在柱体内运动的平均速率。
（2）在柱体区域内的离子也会激发电场，且此电场的电场强度E1在轴线上的大小随距离均匀变化，比例系数为k1。规定向右为正方向，画出轴线上E1的分布规律（需写明关键点的数值）。
（3）求某一个离子在柱体中沿轴线从左端运动到右端的过程中的电势能的变化量。
【考点】电流的概念、性质及电流强度的定义式；电流的微观表达式；电场力做功与电势能变化的关系．
【专题】定量思想；方程法；电场力与电势的性质专题；恒定电流专题；理解能力．
【答案】（1）若测得离子泵中的电流强度为I，求离子在柱体内运动的平均速率为。
（2）见解析。
（3）某一个离子在柱体中沿轴线从左端运动到右端的过程中的电势能的变化量为﹣qU。
【分析】（1）根据电流的微观表达式可求离子速率；
（2）根据电场的分布规律作图；
（3）根据电势能计算公式求解。
【解答】解：（1）根据电流的微观表达式I＝nqSv
有v；
（2）带电粒子均匀分布于柱体内的绝缘油中，根据对称性，此电场的电场强度E1在轴线上
的中点为0。E1在轴线上的大小随距离均匀变化，故有，如图所示，
（3）图像面积表示初、末位置间的电压U1故U1＝0
ΔE＝﹣W电
故ΔE＝﹣qU
答：（1）若测得离子泵中的电流强度为I，求离子在柱体内运动的平均速率为。
（2）见解析。
（3）某一个离子在柱体中沿轴线从左端运动到右端的过程中的电势能的变化量为﹣qU。
【点评】本题的关键在于理解离子泵的工作原理，即利用电场力驱动带电离子，进而通过离子与绝缘油分子的碰撞，推动绝缘油分子定向移动，形成流体循环。通过计算离子在电场中的运动速度以及离子与绝缘油分子的碰撞频率，可以评估离子泵的效率。
18．（2025 乐东县模拟）如图所示的电路中，电源电动势为10V，R1＝2Ω，R2＝6Ω，电容C＝30pF，电源内阻r＝2Ω．求：
（1）闭合开关S，稳定后电阻R1的电流；
（2）然后将开关S断开，求这以后流过R1的电荷量．
【考点】闭合电路欧姆定律的内容和表达式；电容的概念、单位与物理意义．
【专题】恒定电流专题．
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）闭合开关S，稳定后电容器相当于开关断开，两个电阻串联，根据全电路欧姆定律求解即可．
（2）开关S断开后，稳定时电容器两端的电压等于电源的电动势，电压增大，电容器充电，通过R1的电荷量等于开关断开前后电容器电量的增加量．先求出断开前电容器的带电量，再求出断开后电容器的电量，两者之差即等于通过R1的电荷量．
【解答】解：（1）闭合开关S，稳定后电容器相当于开关断开，根据全电路欧姆定律得：
IA＝1A
（2）闭合开关S时，电容器两端的电压即R2两端的电压：
U2＝IR2＝1×6V＝6V
开关S断开后，电容器两端的电压等于电源的电动势为：E＝10V
则通过R1的电荷量为：Q＝C（E﹣U2）＝3×10﹣11×（10﹣6）C＝1.2×10﹣10 C
答：（1）闭合开关S，稳定后电阻R1的电流是1A；
（2）将开关S断开，这以后流过R1的电荷量是1.2×10﹣10 C．
【点评】本题是含容电路，关键确定电容器的电压．电路稳定时电容器的电压等于与之并联的电路两端的电压．
19．（2024秋 怀柔区期末）如图所示的电路中，电源电动势E＝12V，内阻r＝0.5Ω，电动机的电阻R0＝1.0Ω，电阻R1＝2.0Ω。电动机正常工作时，电压表的示数U1＝4.0V，求：
（1）流过电动机的电流；
（2）电动机的总功率。
【考点】用闭合电路的欧姆定律计算电路中的电压、电流或电阻；计算电动机正常工作时输出的机械功或机械功率．
【专题】计算题；定量思想；等效替代法；恒定电流专题；分析综合能力．
【答案】（1）流过电动机的电流为2A；
（2）电动机的总功率为14W。
【分析】（1）电动机与电阻R1串联，电流相等，根据欧姆定律求出流过R1的电流，即得到流过电动机的电流；
（2）根据闭合电路欧姆定律求出电动机两端的电压UM，由P电＝UMI计算电动机的总功率。
【解答】解：（1）根据欧姆定律可得，流过R1的电流为
IA＝2A
电动机与电阻R1串联，电流相等，则流过电动机的电流为2A。
（2）根据闭合电路欧姆定律可得
E＝UM+U1+Ir
解得电动机两端的电压为
UM＝7V
则电动机的总功率为
P电＝UMI＝7×2W＝14W
答：（1）流过电动机的电流为2A；
（2）电动机的总功率为14W。
【点评】解答本题时，要注意电动机正常工作时，其电路是非纯电阻电路，欧姆定律不成立。
20．（2024秋 济南期末）如图所示，调节滑动变阻器使电动机刚好正常工作，此时电路中电源的输出功率最大。已知电源电动势E＝16V，电动机额定输出功率P0＝4W，额定电压U＝6V，额定电流I＝2A。求：
（1）电动机内阻RM的值；
（2）电源内阻r的值及电源输出功率最大时滑动变阻器接入电路的阻值R。
【考点】电源的最大输出功率和条件；电动机中的能量转化与计算．
【专题】定量思想；方程法；恒定电流专题；理解能力．
【答案】（1）电动机内阻RM的值为2Ω；
（2）电源内阻r的值为4Ω，电源输出功率最大时滑动变阻器接入电路的阻值为1Ω。
【分析】（1）电动机刚好正常工作，根据电功率的计算公式进行解答；
（2）根据电功率计算公式求解电源输出功率最大时电流强度大小，根据闭合电路欧姆定律求解电源输出功率最大时滑动变阻器接入电路的阻值。
【解答】解：（1）电动机刚好正常工作，则有：P0＝UI﹣I2RM
解得：RM＝2Ω；
（2）电源的输出功率为：P出＝EI﹣I2r
所以当I时电源输出功率最大，则有：r＝4Ω；
根据闭合电路欧姆定律可得：IR＝E﹣U﹣Ir
解得：R＝1Ω。
答：（1）电动机内阻RM的值为2Ω；
（2）电源内阻r的值为4Ω，电源输出功率最大时滑动变阻器接入电路的阻值为1Ω。
【点评】本题主要是考查闭合电路的欧姆定律，关键是弄清楚电路的连接情况，根据串联电路和并联电路的特点，结合闭合电路的欧姆定律、电功率的计算公式等进行解答。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)

展开更多......

收起↑