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微点突破八　电源U-I图像的理解与应用
[学习目标]　1．掌握电源的U-I图像与电阻的U-I图像的区别。2．会结合闭合电路欧姆定律解决电源的U-I图像问题。
1．电源U-I图像与电阻U-I图像的比较
项目 电源的U-I图像 电阻的U-I图像
图形
截距 与纵轴交点表示电源电动势E，与横轴交点表示电源短路电流 过坐标原点，表示电流为零时，电阻两端的电压为零
坐标U、I的乘积 表示电源的输出功率 表示电阻消耗的功率
坐标U、I的比值 表示外电阻的大小，不同点对应的外电阻大小不同 表示电阻的大小，每一点对应的比值均等大
斜率的绝对值 电源内阻r 电阻大小
2．电源U-I图像的两点说明
(1)如果U轴或I轴不从零开始，则图线截距的意义会发生变化，但斜率的意义不变。
(2)“面积”：如图所示，图中的阴影“面积”表示电源的输出功率。
[典例1]　(多选)如图所示是某电源的路端电压与电流的关系图像，下列结论正确的是(　　)
A．电源的电动势为6.0 V
B．电源的内阻为12 Ω
C．电源的短路电流为0.5 A
D．电流为0.3 A时的外电阻是18 Ω
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[典例2]　在如图所示的U-I图像中，直线Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系图线，曲线Ⅱ为某一小灯泡L两端电压与电流的关系曲线，曲线Ⅱ与直线Ⅰ的交点坐标为(1.5 A，0.75 V)，该点的切线与横轴的交点坐标为(1.0 A，0 V)，用该电源直接与小灯泡L连接成闭合电路，由图像可知(　　)
A．电源电动势为2.0 V
B．电源内阻为0.5 Ω
C．小灯泡L接入电源时的电阻为1.5 Ω
D．小灯泡L实际消耗的电功率为1.125 W
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[典例3]　如图甲所示，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从一端滑到另一端的过程中，理想电压表V1、V2的示数随理想电流表A示数的变化情况如图乙所示，下列说法正确的是(　　)
A．滑动变阻器的最大阻值为12 Ω
B．电源的电动势为9 V
C．R0＝15 Ω
D．电源内阻为3 Ω
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1．有四个电源甲、乙、丙、丁，其路端电压U与电流I的关系图像分别如图a、b、c、d所示，将一个6 Ω的定值电阻分别与每个电源的两极相接，使定值电阻消耗功率最大的电源是(　　)
A．甲电源 B．乙电源
C．丙电源 D．丁电源
2．如图所示的U-I图像中，直线a为电源的路端电压与电流的关系图线，直线b、c分别是电阻R1、R2的电压与电流的关系图线。若将这两个电阻分别直接与该电源连接成闭合电路，则下列说法正确的是(　　)
A．电阻R1的阻值大于电阻R2的阻值
B．R1接在电源上时，电源的输出功率较大
C．R2接在电源上时，电源的输出功率较大
D．两种情况下，电源的输出功率相等
3．如图甲所示的U-I图像为某电源的路端电压与电流的关系图线。将此电源与一个线圈电阻为0.4 Ω的电动机和“4 V　2 W”的灯泡串联接入电路，如图乙所示。电动机正常工作，灯泡也正常发光。下列说法正确的是(　　)
A．电源电动势为9 V，内阻为2.25 Ω
B．电路中的电流为1 A
C．电动机的工作效率约为96%
D．电源效率约为80%
4．(多选)硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点，如图所示，图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图像，图线b是某纯电阻用电器的U-I图像，则在该光照强度下，把该电池和该用电器组成一个电路时，电池的(　　)
A．内阻为5.5 Ω
B．输出功率为12.5 W
C．内部消耗的功率为0.22 W
D．效率为50%
5．(2025·浙江金华十校高三月考)如图甲所示的连接电动机的电路，闭合开关，当滑动变阻器的触头从一端滑到另一端的整个过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙所示，已知当电流小于0.2 A时，电动机不会发生转动，若不考虑电表对电路的影响，则(　　)
A．该电动机的内阻为2 Ω
B．该电路中电源的电动势为3.4 V
C．此电路中，电动机的最大输出功率为0.9 W
D．若电动机能转动，需要调节滑动变阻器阻值小于12 Ω
微点突破八　电源U I图像的理解与应用
微点探究
典例1　AD　[该电源的U I图像纵轴上的截距为电源的电动势，即E6.0 V，A正确；由于横轴上的截距0.5 A并不是电源的短路电流，故内阻应按斜率的绝对值计算，即r Ω2 Ω，B、C错误；由闭合电路的欧姆定律可得电流I0.3 A时，外电阻R－r18 Ω，D正确。]
典例2　D　[由闭合电路欧姆定律有UE－Ir，代入题中数据有0.75 VE－1.5 A·r，0E－2.0 A·r，解得E3.0 V，r1.5 Ω，故A、B错误；当用该电源直接与小灯泡L连接成闭合电路时，灯泡L两端的电压为0.75 V，流过灯泡的电流为1.5 A，由欧姆定律可得，小灯泡L接入电源时的电阻为RL0.5 Ω，小灯泡L实际消耗的电功率为PUI1.125 W，故C错误，D正确。]
典例3　A　[由题图乙可知R03 Ω，当I10.5 A时，此时外电路的阻值达到最大，则R外15 Ω，则滑动变阻器的最大阻值RR外－R012 Ω，故A正确，C错误；由题图乙可得r Ω1 Ω，根据闭合电路欧姆定律可得EU1＋I1r，解得E8 V，故B、D错误。]
微点训练
1．D　[由闭合电路欧姆定律UE－Ir可得，U I图像的纵截距表示电源电动势，斜率的绝对值表示电源内阻，因此可知四个电源的电动势都为12 V，而电源内阻r甲12 Ω，r乙6 Ω，r丙4 Ω，r丁3 Ω，定值电阻消耗的功率为PR，可知电源内阻越小，R消耗的功率越大，因此连接丁电源时定值电阻消耗的功率最大，故选D。]
2．D　[由R结合图像可知，电阻R1的阻值小于电阻R2的阻值，A错误；电源的内阻r，当IIm时，由闭合电路欧姆定律得Im＋U1E，同理当IIm时，由闭合电路欧姆定律得Im＋U2E，解得U1E，U2E，根据PUI可得两种情况下电源的输出功率相等，均为PEIm，D正确，B、C错误。]
3．C　[根据闭合电路欧姆定律EU＋Ir，结合题图甲中图线的斜率与截距可知E9 V，r Ω1 Ω，故A错误；灯泡正常发光，则有I0.5 A，故B错误；电动机两端的电压为U'E－U－Ir4.5 V，电动机的功率为P'U'I2.25 W，热功率为P热I2rM0.1 W，电动机的工作效率约为η×100%≈96%，故C正确；电源的效率约为η'×100%≈94.4%，故D错误。]
4．AC　[由闭合电路欧姆定律UE－Ir知，当I0时EU，由a与纵轴的交点可知电动势为E3.6 V，根据两图线交点处的状态可知，将它们组成闭合回路时路端电压为U2.5 V，电流为I0.2 A，则电池的内阻为r Ω5.5 Ω，故A正确；电池的输出功率为P出UI2.5×0.2 W0.5 W，故B错误；电池内部消耗的功率为P内I2r0.22×5.5 W0.22 W，故C正确；电池的效率为η ×100% ×100%≈69.4%，故D错误。]
5．D　[当电流小于0.2 A时，电动机不会发生转动，为纯电阻元件，则该电动机的内阻为rM Ω4 Ω，A错误。当U23.4 V时I0.1 A；当U23.0 V时I0.3 A；代入方程EU2＋Ir，解得该电路中电源的电动势为E3.6 V，内阻r2 Ω，B错误。此电路中，电动机的最大输出功率为PU1I－I2rM3.0×0.3 W－0.32×4 W0.54 W，C错误。当电动机两端电压超过U10.8 V时电动机开始转动，此时电路中的电流为I0.2 A，则由电路可知EU1＋I(R＋r)，解得R12 Ω，即若电动机能转动，需要调节滑动变阻器阻值小于12 Ω，D正确。]
1 / 5(共55张PPT)
第九章 电路及其应用 电能
微点突破八　电源U -I 图像的理解与应用
[学习目标]　1．掌握电源的U-I图像与电阻的U-I图像的区别。2．会结合闭合电路欧姆定律解决电源的U-I图像问题。
项目 电源的U-I图像 电阻的U-I图像
图形
1．电源U-I图像与电阻U-I图像的比较
项目 电源的U-I图像 电阻的U-I图像
截距 过坐标原点，表示电流为零时，电阻两端的电压为零
坐标U、I的乘积 表示电源的输出功率 表示电阻消耗的功率
项目 电源的U-I图像 电阻的U-I图像
坐标U、I的比值 表示外电阻的大小，不同点对应的外电阻大小不同 表示电阻的大小，每一点对应的比值均等大
斜率的绝对值 电源内阻r 电阻大小
2．电源U-I图像的两点说明
(1)如果U轴或I轴不从零开始，则图线截距的意义会发生变化，但斜率的意义不变。
(2)“面积”：如图所示，图中的阴影“面积”表示电源的输出功率。
[典例1]　(多选)如图所示是某电源的路端电压与电流的关系图像，下列结论正确的是(　　)
A．电源的电动势为6.0 V
B．电源的内阻为12 Ω
C．电源的短路电流为0.5 A
D．电流为0.3 A时的外电阻是18 Ω
√
√
AD　[该电源的U-I图像纵轴上的截距为电源的电动势，即E＝6.0 V，A正确；由于横轴上的截距0.5 A并不是电源的短路电流，故内阻应按斜率的绝对值计算，即r＝＝ Ω＝2 Ω，B、C错误；由闭合电路的欧姆定律可得电流I＝0.3 A时，外电阻R＝－r＝18 Ω，D正确。]
[典例2]　在如图所示的U-I图像中，直线Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系图线，曲线Ⅱ为某一小灯泡L两端电压与电流的关系曲线，曲线Ⅱ与直线Ⅰ的交点坐标为(1.5 A，0.75 V)，该点的切线与横轴的交点坐标为(1.0 A，0 V)，用该电源直接与小灯泡L连接成闭合电路，由图像可知(　　)
A．电源电动势为2.0 V
B．电源内阻为0.5 Ω
C．小灯泡L接入电源时的电阻为1.5 Ω
D．小灯泡L实际消耗的电功率为1.125 W
√
D　[由闭合电路欧姆定律有U＝E－Ir，代入题中数据有0.75 V＝E－1.5 A·r，0＝E－2.0 A·r，解得E＝3.0 V，r＝1.5 Ω，故A、B错误；当用该电源直接与小灯泡L连接成闭合电路时，灯泡L两端的电压为0.75 V，流过灯泡的电流为1.5 A，由欧姆定律可得，小灯泡L接入电源时的电阻为RL＝＝0.5 Ω，小灯泡L实际消耗的电功率为P＝UI＝1.125 W，故C错误，D正确。]
[典例3]　如图甲所示，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从一端滑到另一端的过程中，理想电压表V1、V2的示数随理想电流表A示数的变化情况如图乙所示，下列说法正确的是(　　)
A．滑动变阻器的最大阻值为12 Ω
B．电源的电动势为9 V
C．R0＝15 Ω
D．电源内阻为3 Ω
√
A　[由题图乙可知R0＝＝＝3 Ω，当I1＝0.5 A时，此时外电路的阻值达到最大，则R外＝＝＝15 Ω，则滑动变阻器的最大阻值R＝R外－R0＝12 Ω，故A正确，C错误；由题图乙可得r＝ Ω＝1 Ω，根据闭合电路欧姆定律可得E＝U1＋I1r，解得E＝8 V，故B、D错误。]
1．有四个电源甲、乙、丙、丁，其路端电压U与电流I的关系图像分别如图a、b、c、d所示，将一个6 Ω的定值电阻分别与每个电源的两极相接，使定值电阻消耗功率最大的电源是(　　)
A．甲电源 B．乙电源
C．丙电源 D．丁电源
√
D　[由闭合电路欧姆定律U＝E－Ir可得，U-I图像的纵截距表示电源电动势，斜率的绝对值表示电源内阻，因此可知四个电源的电动势都为12 V，而电源内阻r甲＝＝12 Ω，r乙＝＝6 Ω，r丙＝＝4 Ω，r丁＝＝3 Ω，定值电阻消耗的功率为P＝R，可知电源内阻越小，R消耗的功率越大，因此连接丁电源时定值电阻消耗的功率最大，故选D。]
2．如图所示的U-I图像中，直线a为电源的路端电压与电流的关系图线，直线b、c分别是电阻R1、R2的电压与电流的关系图线。若将这两个电阻分别直接与该电源连接成闭合电路，则下列说法正确的是(　　)
A．电阻R1的阻值大于电阻R2的阻值
B．R1接在电源上时，电源的输出功率较大
C．R2接在电源上时，电源的输出功率较大
D．两种情况下，电源的输出功率相等
√
D　[由R＝结合图像可知，电阻R1的阻值小于电阻R2的阻值，A错误；电源的内阻r＝，当I＝Im时，由闭合电路欧姆定律得·Im＋U1＝E，同理当I＝Im时，由闭合电路欧姆定律得·Im＋U2＝E，解得U1＝E，U2＝E，根据P＝UI可得两种情况下电源的输出功率相等，均为P＝EIm，D正确，B、C错误。]
3．如图甲所示的U-I图像为某电源的路端电压与电流的关系图线。将此电源与一个线圈电阻为0.4 Ω的电动机和“4 V　2 W”的灯泡串联接入电路，如图乙所示。电动机正常工作，灯泡也正常发光。下列说法正确的是(　　)
A．电源电动势为9 V，内阻为2.25 Ω
B．电路中的电流为1 A
C．电动机的工作效率约为96%
D．电源效率约为80%
√
C　[根据闭合电路欧姆定律E＝U＋Ir，结合题图甲中图线的斜率与截距可知E＝9 V，r＝＝ Ω＝1 Ω，故A错误；灯泡正常发光，则有I＝＝0.5 A，故B错误；电动机两端的电压为U′＝E－U－Ir＝4.5 V，电动机的功率为P′＝U′I＝2.25 W，热功率为P热＝I2rM＝0.1 W，电动机的工作效率约为η＝×100%≈96%，故C正确；电源的效率约为η′＝×100%≈94.4%，故D错误。]
4．(多选)硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点，如图所示，图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图像，图线b是某纯电阻用电器的U-I图像，则在该光照强度下，把该电池和该用电器组成一个电路时，电池的(　　)
A．内阻为5.5 Ω
B．输出功率为12.5 W
C．内部消耗的功率为0.22 W
D．效率为50%
√
√
AC　[由闭合电路欧姆定律U＝E－Ir知，当I＝0时E＝U，由a与纵轴的交点可知电动势为E＝3.6 V，根据两图线交点处的状态可知，将它们组成闭合回路时路端电压为U＝2.5 V，电流为I＝0.2 A，则电池的内阻为r＝＝ Ω＝5.5 Ω，故A正确；电池的输出功率为P出＝UI＝2.5×0.2 W＝0.5 W，故B错误；电池内部消耗的功率为P内＝I2r＝0.22×5.5 W＝0.22 W，故C正确；电池的效率为η＝ ×100%＝ ×100%≈69.4%，故D错误。]
5．(2025·浙江金华十校高三月考)如图甲所示的连接电动机的电路，闭合开关，当滑动变阻器的触头从一端滑到另一端的整个过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙所示，已知当电流小于0.2 A时，电动机不会发生转动，若不考虑电表对电路的影响，则(　　)
A．该电动机的内阻为2 Ω
B．该电路中电源的电动势为3.4 V
C．此电路中，电动机的最大输出功率为0.9 W
D．若电动机能转动，需要调节滑动变阻器阻值小于12 Ω
√
D　[当电流小于0.2 A时，电动机不会发生转动，为纯电阻元件，则该电动机的内阻为rM＝ Ω＝4 Ω，A错误。当U2＝3.4 V时I＝0.1 A；当U2＝3.0 V时I＝0.3 A；代入方程E＝U2＋Ir，解得该电路中电源的电动势为E＝3.6 V，内阻r＝2 Ω，B错误。此电路中，电动机的最大输出功率为P＝U1I－I2rM＝3.0×0.3 W－0.32×4 W＝0.54 W，C错误。当电动机两端电压超过U1＝0.8 V时电动机开始转动，此时电路中的电流为I＝0.2 A，则由电路可知E＝U1＋I(R＋r)，解得R＝12 Ω，即若电动机能转动，需要调节滑动变阻器阻值小于12 Ω，D正确。]
章末巩固检测(九)　电路及其应用　电能
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
说明：第1～8题，每小题5分；本试卷共64分。
一、选择题：共8小题，1～6题只有一个选项符合要求，7～8题有多个选项符合要求。
1．在我国偏远乡村的电路上常用熔断保险丝。当电路中有较大电流通过时，保险丝会快速熔断，及时切断电源，保障用电设备和人身安全。经测量，有一段电阻为R、熔断电流为2 A的保险丝。若将这段保险丝对折后绞成一根，那么保险丝的电阻和熔断电流将变为(　　)
A．R，4 A B．R，4 A
C．R，0.5 A D．R，1 A
√
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
A　[根据R＝ρ可知，对折后电阻为R′＝ρ＝R，而两段最大电流为2 A的保险丝并联，其允许通过的最大电流I′＝2Imax＝4 A，故选A。]
2．如图是两个量程的电压表，当使用A、B两个端点时，量程为0～5 V，当使用A、C两个端点时，量程是0～15 V，已知表头电阻Rg＝300 Ω，满偏电流Ig为1 mA，则(　　)
A．R1＝5.3×103 Ω
B．R1＝5×103 Ω
C．R2＝1×104 Ω
D．R2＝1.5×104 Ω
√
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
C　[由欧姆定律Ig＝，代入数据解得R1＝－Rg＝ Ω－300 Ω＝4 700 Ω，同理解得R2＝－Rg－R1＝ Ω－300 Ω－
4 700 Ω＝1×104 Ω，C项正确。]
题号
1
3
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4
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7
9
10
3．图示为一种自动测定油箱内油面高度的装置，装置中金属杠杆的一端接浮标(浮标与杠杆绝缘)，另一端的触点P接滑动变阻器R，油量表由电流表改装而成。当汽车加油时，油箱内油面上升过程中，下列说法正确的是(　　)
A．电路中电流减小
B．R1两端电压减小
C．整个电路消耗的功率增大
D．电源输出功率一定增大
√
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
C　[当汽车加油油箱内油面上升时，通过浮标和杠杆使触点P向下滑动，滑动变阻器R接入电路的电阻变小，整个电路的总电阻变小，电路中的电流变大，故A错误；R1两端电压U1＝IR1，由于电路中的电流变大，所以R1两端电压升高，故B错误；整个电路消耗的功率P＝EI，由于电路中的电流变大，所以整个电路消耗的功率增大，故C正确；电源输出功率P出＝I 2R外＝，当R外＝r时，电源输出功率最大，因不知道电路中各个电阻的大小关系，所以无法判断电源输出功率的变化，故D错误。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
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9
10
4．如图甲所示，电路中电源电动势为3 V、内阻不计，L1、L2、L3为三个相同规格的小灯泡，小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。当开关闭合后，下列说法正确的是(　　)
A．L1中的电流为L2中电流的2倍
B．L3的电阻为1.875 Ω
C．L3消耗的电功率为0.75 W
D．L2和L3消耗的总功率为3 W
√
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
B　[由于不计电源内阻，所以L1两端电压为U1＝3 V，L2和L3两端的电压均为U2＝U3＝1.5 V，由题图乙可知此时通过L1的电流为I1＝1.0 A，通过L2和L3的电流为I2＝I3＝0.8 A，所以L1中的电流不是L2中电流的2倍，A错误；此时L3的电阻R3＝＝1.875 Ω，B正确；L3消耗的电功率P3＝U3I3＝1.5×0.8 W＝1.2 W，C错误；L2和L3消耗的总功率P′＝U2I2＋U3I3＝2.4 W，D错误。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
5．如图所示的U-I图像中，直线Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系，直线Ⅱ为某一电阻R的U-I关系曲线，用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图像可知(　　)
A．电源的输出电压为2 V
B．电源电动势为3 V，内阻为0.5 Ω
C．电源的输出功率为3.0 W
D．电源的效率为60%
√
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
B　[由题图可知交点为电阻R接在这个电源上工作的电压值、电流值，所以电源的输出电压为1.5 V，A错误；由题图线Ⅰ可知，电源的电动势为3.0 V，内阻r＝＝ Ω＝0.5 Ω，B正确；电源的输出功率为P＝UI＝3×1.5 W＝4.5 W，C错误；电源的效率为η＝＝×100%＝50%，D错误。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
6．(2025·四川甘孜一模)在如图所示的电路中，定值电阻R1＝R4＝
3 kΩ，R2＝2 kΩ，R3＝R5＝12 kΩ，电容器的电容C＝6 μF，电源的电动势E＝10 V，内阻不计，当开关S1闭合电流达到稳定时，处在电容器中间带荷电量q＝2×10-3 C的油滴恰好保持静止，当开关S2闭合后，则以下判断正确的是(　　)
A．电容器上极板是高电势点
B．带电油滴加速向上运动
C．a、b两点的电势差Uab＝8 V
D．通过R3的电荷量Q＝4.8×10-5 C
√
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
D　[设电源负极电势为零，当开关S2闭合前，电阻R5中没有电流，电容器两端的电压等于电阻R2两端的电压，可知U2＝＝4 V，且a端电势高，电容器内部的粒子带负电荷，当开关S2闭合后，a端电势φa＝＝4 V，b端电势φb＝＝8 V，电容器下极板电势高，上极板电势低，由于液滴带负电，将加速向下运动，A、B错误；开关S2闭合后，a、b两点间的电势差Uab＝φa－φb＝－4 V，C错误；
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
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10
开关S2闭合前，电容器的带电荷量q1＝CU2＝6×10-6×4 C＝2.4×
10-5 C，开关S2闭合后，电容器的带电荷量q2＝C|Uab|＝6×10-6×4 C＝2.4×10-5 C，由于开关S2闭合前上极板电势高，开关S2闭合后下极板电势高，因此通过R3的电量Q＝q1＋q2＝4.8×10-5 C，D正确。]
题号
1
3
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10
7．(2025·河南新乡市高三期中)如图所示，直线OC为电源的总功率随电流I变化的图线，抛物线ODC为该电源内部热功率随电流I变化的图线，若该电源与电阻B串联后，电路中的电流为0.5 A，则下列说法正确的是(　　)
A．电阻B的阻值为11.5 Ω
B．电源的内阻为1.5 Ω
C．电源与电阻B串联后，路端电压为5.75 V
D．电源与电阻B串联后，电源内部热功率为0.375 W
√
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
√
BD　[电源的总功率为P＝EI，当I＝4 A时P＝24 W，则电源的电动势为E＝＝ V＝6 V，由题图看出，当I＝4 A时，外电路短路，电源内部热功率等于电源的总功率，则有P＝I2r＝24 W，解得r＝＝ Ω＝1.5 Ω，故B正确；若该电源与电阻B串联后，电路中的电流为0.5 A，根据闭合电路欧姆定律可得I′＝，解得电阻B的阻值为R＝－r＝ Ω－1.5 Ω＝
10.5 Ω，路端电压为U＝I′R＝0.5×10.5 V＝5.25 V，电源内部热功率为Pr＝I′2r＝0.52×1.5 W＝0.375 W，故A、C错误，D正确。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
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10
8．(2025·黑龙江大庆市铁人中学期末)如图所示，电源电动势E＝10 V、内阻r＝1 Ω，电动机M的内阻R0＝4 Ω，闭合开关S后，标有“8 V　12 W”的灯泡恰能正常发光，则(　　)
A．图中理想电流表示数为1 A
B．电源的输出功率为16 W
C．10 s内电动机产生的热量为10 J
D．电动机的机械功率为4 W
√
题号
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√
BC　[标有“8 V　12 W”的灯泡恰能正常发光，则外电路并联部分的电压为8 V，由闭合电路的欧姆定律有I＝＝2 A，即干路电流为2 A，理想电流表的示数为2 A，故A错误；电源的输出功率为P出＝EI－I2r＝16 W，故B正确；正常发光的灯泡中的电流为IL＝＝1.5 A，故流过电动机的电流为IM＝I－IL＝0.5 A，则电动机的机械功率为P机＝R0＝3 W，故D错误；10 s内电动机产生的热量为Q＝R0t＝10 J，故C正确。]
题号
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二、非选择题：共2小题。
9．(10分)某小组测量一段电阻丝的电阻率，先用电阻表测出其阻值约为200 Ω，为了较准确的测量，选用以下仪器：电源(20 V，内阻可不计)、滑动变阻器(阻值为0～20 Ω)、电流表(0～100 mA，内阻约5 Ω)、电压表(0～15 V，内阻约30 kΩ)、开关和导线若干。
题号
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(1)①用图甲中的螺旋测微器测量直径时，将电阻丝放在测砧与测微螺杆之间，先旋动________，当测微螺杆快靠近物体时，再旋动________，直到听见“喀喀”的声音，再扳动________并读数。上述操作选择的部位依次是(　　)
A．a、b、c　　B．b、c、a　　C．c、b、a
②测量结果如图乙所示，直径d＝___________ mm。
题号
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√
2.960
(2)请将电路实物连线补充完整。
题号
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图见解析
(3)闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于______(选填“a”或“b”)端；用刻度尺测量电阻丝的长度L，某次实验电压表的示数为U，电流表的示数为I，用实验测量的物理量L、d、U、I表示电阻
率，则表达式为ρ＝________；
(4)不考虑偶然误差，通过该实验测得的电阻率________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
题号
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a
小于
[解析]　(1)①用题图甲中的螺旋测微器测量电阻丝直径时，将电阻丝放在测砧与测微螺杆之间，先旋动旋钮b，当测微螺杆快靠近物体时，再旋动微调旋钮c，直到听见“喀喀”的声音，再扳动锁紧装置a并读数，故选B。
②螺旋测微器上的读数为d＝2.5 mm＋46.0×0.01 mm＝2.960 mm。
题号
1
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(2)由于滑动变阻器的阻值比所测电阻的阻值小得多，所以滑动变阻器用分压式接法；根据Rx<，可知电流表采用外接法，故补充完整的实物电路如图所示。
题号
1
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(3)为保护分压电路中的电表，闭合开关前分压电路两端电压应为0，则滑动变阻器的滑片应置于a端，根据电阻定律有R＝ρ，根据欧姆定律有R＝，其中S＝π，联立可得ρ＝。
(4)本实验电流表采用的是外接法，因电压表分流，电流表的示数大于电阻丝中电流的真实值，由ρ＝可知，所测电阻率小于真实值。
题号
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10．(14分)如图所示，已知电源电动势E＝6 V、内阻r＝1 Ω，保护电阻R0＝0.5 Ω。
题号
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(1)当电阻箱R示数为多少时，保护电阻R0消耗的电功率最大，并求这个最大值；
(2)当电阻箱R示数为多少时，电阻箱R消耗的功率PR最大，并求这个最大值；
(3)求电源的最大输出功率；
(4)若电阻箱R的最大值为3 Ω，R0＝5 Ω，当电阻箱R示数为多少时，电阻箱R的功率最大，并求这个最大值。
题号
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[解析]　(1)保护电阻消耗的电功率为P0＝，因E、R0和r是常量，而R是变量，故R最小时，P0最大，即R＝0时，Pmax＝＝ W＝8 W。
(2)把保护电阻R0与电源内阻r合在一起，当R＝R0＋r，即R＝0.5 Ω＋1 Ω＝1.5 Ω时，电阻箱R消耗的功率最大，最大功率为Pmax＝＝ W＝6 W。
题号
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(3)电源的输出功率P出＝R外＝，当R外＝r时，P出最大，即R＝r－R0＝0.5 Ω时，Pmax＝＝ W＝9 W。
题号
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(4)把R0＝5 Ω当作电源内阻的一部分，则等效电源内阻r等＝6 Ω，而电阻箱R的最大值为3 Ω，小于6 Ω，由P＝R＝，可知当电阻箱R的电阻取3 Ω时，R消耗的功率最大，最大值为Pmax＝R＝ W。
题号
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[答案]　(1)0　8 W　(2)1.5 Ω　6 W　(3)9 W　(4)3 Ω　 W
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