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章末巩固(九)　电路及其应用　电能
说明：单选题每小题4分；多选题每小题6分；本试卷共52分。
一、单选题
1．心脏骤停最有效的抢救方式是尽早通过AED(自动除颤仪)给予及时治疗。如图所示，某型号AED模拟治疗仪器内有一电容为15 μF的电容器，某次使用过程中，该电容器在10 s内充电至5 000 V电压，之后在3 ms时间内完成放电，则(　　)
A．电容器充电后所带的电荷量为75 C
B．电容器充电过程中电容一直增大
C．电容器放电过程中放电电流一直增大
D．电容器放电过程中平均电流为25 A
2．某无线充电器输出的额定电压为5 V，输出的额定电流为2 A；某款手机的电池容量为4 000 mA·h，输入的额定电压为4.0 V，则(　　)
A．该无线充电器的内阻为2.5 Ω
B．该无线充电器以额定电流工作时，输出功率为8 W
C．4 000 mA·h指的是电池充满电时贮存的电能
D．将该手机电池从零电量充至满电量时，充电器和手机消耗的总电能大于5.76×104 J
3．(2025·陕西西安一模)如图所示的是两个小灯泡L1、L2的U-I图像，将这两个小灯泡并联后，接在电动势为3 V、内阻为3 Ω的电源上，则(　　)
A．L1中的电流约为0.3 A
B．电源的效率约为50%
C．L2的电功率约为0.2 W
D．电源输出功率约为0.6 W
4．如图甲是我国自行研制的CPU“龙芯”系列。图乙中，R1和R2是两个材料相同、厚度相同、表面为正方形的芯片内部电阻，R1的表面边长为R2的两倍。现给R1、R2通以相同的电流I，则R1与R2相比(　　)
A．两端电压U1>U2
B．电功率P1＝P2
C．电阻率ρ1>ρ2
D．相同时间内产生的焦耳热Q1>Q2
5．
如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻忽略不计，定值电阻R2＝4 Ω，R3＝2 Ω，R4＝1 Ω。闭合开关S，当电阻箱R1接入电路的阻值为2 Ω时，一带电微粒恰好悬浮于电容器C两板的正中间位置。已知带电微粒的质量为m，电容器C两极板间的距离为d，重力加速度为g，电源负极接地，则下列说法正确的是(　　)
A．带电微粒带负电荷
B．带电微粒的电荷量大小为
C．带电微粒的电势能为mgd
D．减小电阻箱R1接入电路的阻值，悬浮的带电微粒会向上移动
二、多选题
6．(2025·河南郑州期末)盾构机是集多种技术于一体的高端隧道掘进装备，有“工程机械之王”的称号。某盾构机的电源(电源电压恒定，内阻不能忽略)与电动机、照明灯连接的简化电路如图所示。当盾构机启动时，开关S闭合，电动机工作，照明灯突然变暗，此时(　　)
A．路端电压变大
B．路端电压变小
C．电源的总功率变大
D．电源的总功率变小
7．(2025·辽宁大连期末)在如图所示的电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片由a向b移动时，下列说法正确的是(　　)
A．电源的效率变小
B．电源的总功率变小
C．电流表的示数变大
D．电压表的示数变大
8．某同学通过实验正确作出标有“5 V　2.5 W”的小灯泡的U-I图像如图甲所示，现把实验中使用的小灯泡接到如图乙所示的电路中，其中电源电动势E＝6 V，内阻r＝1 Ω，定值电阻R＝9 Ω，则(　　)
A．由甲图可知，小灯泡的电阻值随电压的升高而增大
B．由甲图可知，小灯泡的电阻值随电压的升高而减小
C．闭合乙图开关，小灯泡的实际功率约为2.7 W
D．闭合乙图开关，小灯泡的实际功率约为0.84 W
三、非选择题
9．(6分)某物理兴趣小组用如图甲所示的电路测量电源的电动势和内阻，其中电压表V的内阻较大。
(1) 实验开始前，电阻箱的阻值应调至最大，其目的是____________。
(2) 闭合开关S，减小电阻箱的阻值，记下电阻箱的阻值R1以及电压表V的示数U1；再减小电阻箱的阻值，获得多组数据。若根据电阻箱的阻值和对应电压表的示数作出的-图像如图乙所示，其中a1、a2、b均已知，则电源的电动势E＝________，内阻r＝________(均用a1、a2、b表示)。
10．(8分)(2025·浙江1月选考)某同学研究半导体热敏电阻(其室温电阻约为几百欧姆)Rt的阻值随温度变化的规律，设计了如图所示电路。器材有：电源E(4.5 V，0.5 Ω)，电压表(3 V，50 kΩ)，滑动变阻器R(A：“0～10 Ω”或B：“0～100 Ω”)，电阻箱R1(0～99 999.9 Ω)，开关、导线若干。
(1)要使cd两端电压U0在实验过程中基本不变，滑动变阻器选_________(选填“A”或“B”)。
(2)正确连线，实验操作如下：
①滑动变阻器滑片P移到最左端，电阻箱调至合适阻值，合上开关S1。
②开关S2切换到a，调节滑片P使电压表示数为U0＝2.50 V；再将开关S2切换到b，电阻箱调至R1＝200.0 Ω，记录电压表示数U1＝1.40 V、调温箱温度t1＝20 ℃。则温度t1下Rt＝_________Ω(保留三位有效数字)。
③保持R1、滑片P位置和开关S2状态不变，升高调温箱温度，记录调温箱温度和相应电压表示数，得到不同温度下Rt的阻值。
(3)请根据题中给定的电路且滑片P位置保持不变，给出另一种测量电阻Rt的简要方案。
章末巩固(九)
1．D　[电容器充电后所带的电荷量Q＝CU＝15×10-6×5 000 C＝0.075 C，A错误；电容器的电容由电容器本身的性质决定，与电容器是否带电无关，故电容器充电过程中电容保持不变，B错误；电容器放电过程中放电电流逐渐减小，C错误；电容器放电过程中的平均电流＝＝ A＝25 A，D正确。]
2．D　[无线充电器不是纯电阻电路，欧姆定律不适用，电阻无法求出，由输出功率公式可得P出＝P电－P热＝UI－I2r，所以输出功率无法求出，故A、B错误；4 000 mA·h指的是电池充满电时贮存的电荷量，故C错误；根据电功表达式E电＝W＝UIt＝5.76×104 J，因为充电过程还有额外的电池发热、充电器发热等能量损耗，所以消耗的总电能大于5.76×104 J，故D正确。]
3．B　[
电源电动势为3 V，内阻为3 Ω，作出电源路端电压和电流的关系图像(如图)，两个小灯泡并联，故接入电路时两小灯泡的电压和电路的路端电压均相等，根据闭合电路欧姆定律得E＝U＋Ir，且两灯泡电流之和等于干路电流。综上分析，图中路端电压等于1.5 V时满足条件。根据图像得当电压为1.5 V时，L1、L2中的电流分别约为0.2 A、0.3 A，L2的电功率约为P＝UI2＝0.45 W，A、C错误；电源的效率约为η＝×100%＝＝50%，B正确；电源输出功率约为P出＝UI＝0.75 W，D错误。]
4．B　[设电阻的厚度为d，其正方形表面的边长为a，根据电阻定律可得R＝ρ＝，由于材料相同，电阻率相同，且厚度相同，则有R1＝R2，给R1、R2通以相同的电流，根据U＝IR，P＝I2R可得U1＝U2，P1＝P2，根据Q＝I2Rt可知R1、R2在相同时间内产生的焦耳热Q1＝Q2。故选B。]
5．D　[由<可知电容器下极板为高电势，电容器内电场强度向上，一带电微粒恰好悬浮于电容器C两板的正中间位置，则带电微粒受到的静电力与重力平衡，带电微粒带正电荷，故A错误；电容器两极板间的电压ΔU＝R3－R1＝，带电微粒恰好悬浮，有mg＝q，解得带电微粒的电荷量大小q＝，故B错误；带电微粒的电势φ＝＝，带电微粒的电势能Ep＝φq＝，故C错误；减小电阻箱R1接入电路的阻值，电容器上极板电势减小，电容器下极板电势不变，电容器两极板间的电压增大，电容器内的电场强度增大，带电微粒受到的静电力大于重力，悬浮的带电微粒会向上移动，故D正确。]
6．BC　[开关S闭合时，照明灯变暗，说明通过照明灯的电流I灯变小，而电路的路端电压U＝I灯R灯，I灯变小，因此U变小，A错误，B正确；干路电流I＝，因为U变小，所以I变大，而电源的总功率P＝EI，可得P变大，C正确，D错误。]
7．AD　[将滑动变阻器的滑片向b端移动，滑动变阻器R1的阻值变小，外电路总电阻R外变小，则根据闭合电路的欧姆定律有E＝I(R外＋r)，干路电流I变大，再根据U＝E－Ir可知，外电压即路端电压减小，则电阻R3两端电压减小，根据I1＝可知，I1减小，即电流表示数变小，故C错误；由于干路电流I变大，根据I＝I1＋I2，I1减小，故流过R1与R2的电流I2增大，根据U2＝I2R2可得电压U2增大，即电压表示数增大，故D正确；电源的总功率P＝EI，由于干路电流I变大，则电源的总功率变大，故B错误；电源的效率η＝×100%＝×100%＝×100%，可知外电路总电阻R外变小，则电源的效率变小，故A正确。]
8．AD　[
由题图甲可知，随电压的升高，各点与原点连线的斜率变大，则小灯泡的电阻值增大，选项A正确，B错误；将电阻R看作电源的内阻，则U＝E－I(R＋r)＝6－10I(V)，将此函数关系的图像画在灯泡的U-I图像上，如图，两图线的交点为小灯泡的工作点，则I＝0.38 A，U＝2.2 V，则小灯泡的实际功率约为P＝IU＝0.38×2.2 W≈0.84 W，选项C错误，D正确。]
9．解析：(1)实验开始前，电阻箱的阻值应调至最大，其目的是使电路电流最小，保护电路安全。
(2)根据闭合电路欧姆定律可得E＝U＋r
整理可得＝·＋
可知-图像的纵轴截距为a1＝
-图像的斜率为k＝＝
解得E＝，r＝。
答案：(1)使电路电流最小，保护电路安全
(2)　
10．解析：(1)要使cd两端电压U0在实验中基本不变，滑动变阻器应该选择阻值较小的A。
(2)由电路可知Rt＝＝ Ω≈157 Ω。
(3)题中滑片P位置保持不变，则电阻箱R1与热敏电阻Rt两端电压之和保持不变，先让S2接a，此时电压表读数为U，然后接b，读出电阻箱R1的读数和电压表读数U'，当温度改变时，调整R1，使得R1两端的电压表U'保持不变，因此可得＝
整理得Rt＝(－1)R1
可得热敏电阻Rt的值。
答案：(1)A　(2)157　(3)见解析
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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