单元检测十 恒定电流(含解析)2027届高考物理一轮复习单元检测

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单元检测十 恒定电流(含解析)2027届高考物理一轮复习单元检测

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单元检测十 恒定电流
一、单项选择题:本题共8小题,每小题4分,共32分。在每小题给出的四个选项中,只有一项最符合题目要求。
1.(2025·浙江1月选考·1)我国新一代车用电池能够提供更长的续航里程,其参数之一为210 W·h/kg。其中单位“W·h”(瓦时)对应的物理量是(  )
A.能量 B.位移
C.电流 D.电荷量
2.(2026·湖南娄底市模拟)将一根电阻丝接在某输出电压恒定的电源两端,电流做功的功率为P。若将金属丝均匀拉长为原来的3倍后再接入原来的电路中,则它的功率为(  )
A.9P B.P C.3P D.P
3.(2026·新疆乌鲁木齐市一模)我国从月球取回的月壤中,发现了少量的天然石墨烯,石墨烯是人类迄今为止发现的导电性能最好的材料。用石墨烯制成的一段粗细均匀的导体,通过该导体的电流为I时,其内部自由电荷定向移动的平均速率为v;当通过该导体的电流为2I时,其内部自由电荷定向移动的平均速率为(  )
A.v B.2v C.4v D.8v
4.(2026·湖南省邵东市一中检测)如图所示,电源电动势E=1.5 V,内电阻r=0.5 Ω,滑动变阻器R1的最大电阻Rm=5.0 Ω,定值电阻R2=2.0 Ω,C为平行板电容器,其电容为3 μF。将开关S与a接触,则(  )
A.当R1的阻值增大时,R2两端的电压减小
B.当R1接入电路阻值为0.5 Ω时,R1消耗的功率最大
C.将开关从a接向b,流过R3的电流流向为d→c
D.将开关从a接向b,待电路稳定,流过R3的电荷量为9×10-3C
5.如图所示电路,R1是可变电阻,R2是定值电阻,保持干路电流I不变的情况下,减小R1,下列说法正确的是(  )
A.A、B间电阻增大
B.R1两端的电压可能不变
C.两个电阻消耗的总功率可能不变
D.R2消耗的功率减小
6.如图,在蚌埠港码头,吊车正以0.1 m/s的速度匀速吊起总质量为5.7×103 kg的集装箱。已知吊车的电动机工作电压为380 V,电流为20 A,重力加速度g取10 m/s2,则(  )
A.电动机的内阻为19 Ω
B.电动机的发热功率为5.7×103 W
C.电动机的输出功率为7.6×103 W
D.电动机的工作效率为75%
7.如图所示,电流表A1(0~3 A)和A2(0~0.6 A)是由两个相同的电流计改装而成,现将这两个电流表并联后接入电路中。闭合开关S,调节滑动变阻器,下列说法正确的是(  )
A.A1、A2的读数之比为1∶1
B.A1、A2的读数之比为1∶5
C.A1、A2的指针偏转角度之比为1∶1
D.A1、A2的指针偏转角度之比为1∶5
8.(2026·河北衡水市一模)如图甲所示是伏安法测电源电动势和内阻的电路图,类比图甲电路可求得图乙中滑动变阻器的最大功率。已知图乙中电源的电动势E=3 V,内阻r=0.2 Ω,定值电阻R1=2.8 Ω,R2=6 Ω,滑动变阻器R的最大阻值为10 Ω。下列说法正确的是(  )
A.图甲,电动势测量值小于真实值,内阻的测量值偏大
B.图甲,电动势测量值等于真实值,内阻的测量值偏小
C.图乙,调节滑片P的位置,可求得滑动变阻器功率的最大值为0.5 W
D.图乙,调节滑片P的位置,可求得滑动变阻器功率的最大值为0.75 W
二、多项选择题:本题共2小题,每小题5分,共10分。每小题有多项符合题目要求,全部选对得5分,选对但不全得3分,有选错得0分。
9.如图所示,电源与三个电阻连接,电路中R1、R2和R3的阻值分别为R、2R和4R。当开关S1断开、S2闭合时,理想电流表A的示数为I0;当S1闭合、S2断开时,理想电流表示数为0.5I0。下列判断正确的有(  )
A.电源的内阻为0
B.电源的内阻为2R
C.当S1、S2都闭合时,流过R1、R2和R3的电流不相等
D.当S1、S2都闭合时,流过R1、R2和R3的电流可能相等
10.(2026·广东深圳市一模)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||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
三、非选择题:本题共5小题,共58分。
11.(8分)(2026·辽宁鞍山市三模)如图所示,是某同学设计的多用表电路图。当单刀双掷开关S1接B时,是一个双量程电流表,其量程分别为1 mA和10 mA;当单刀双掷开关S1接A时,是一个双倍率的电阻表,其倍率分别为“×10”和“×100”。其中使用的实验器材有:
A.干电池E(电动势E=1.5 V,内阻忽略不计)。
B.定值电阻R1、R2。
C.表头G(量程为Ig=100 μA,内阻Rg=990 Ω)。
D.滑动变阻器R最大阻值为1 500 Ω。
E.单刀双掷开关S1、S2。则:
(1)接线柱C端应该接      (选填“红”或“黑”)表笔。
(2)定值电阻R2=       Ω。
(3)某同学要测量一个定值电阻Rx的阻值(约为100 Ω),实验步骤如下:
①单刀双掷开关S1接A,单刀双掷开关S2接      (选填“1”或“2”),将红、黑表笔短接,进行欧姆调零。
②将红、黑表笔接在待测电阻Rx两端,此时表头G的示数为62.5 μA,则该电阻Rx的测量值为   Ω。
12.(12分)(2026·山西大同市三模)某同学要测量一段长为L的金属丝的电阻率。
(1)先用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图甲所示,则金属丝直径d=     mm。
(2)要测量金属丝的电阻,尽可能减小误差,根据实验室提供的器材,设计了如图乙所示的电路。闭合开关前,将滑动变阻器R1滑片移到最    (填“左”或“右”)端,闭合开关S,分别调节R和R1,记录每次调节后电阻箱的示数R、电压表V1的示数U1和电压表V2的示数U2,某次电压表V1的示数如图丙所示,此读数为     V。
(3)根据测得的多组U1、U2、R值,作出(U1-U2)-图像,若图像为直线且斜率为k,则可求得金属丝的电阻Rx=    。
(4)根据实验可以得到被测金属丝的电阻率ρ=    (用k、d、L表示)。
(5)该实验中,电压表    (填“V1”“V2”或“V1和V2”)分流造成误差,对Rx的测量    (填“有”或“无”)影响。
13.(12分)(2026·山东淄博市一模)某实验小组要测量某型号电池的电动势和内阻,该电池的电动势E约为12 V,内阻r约为3 Ω,实验室提供了下列器材:
电流表G(量程0~10 mA,内阻未知)。
电阻箱R1(总阻值为9 999.9 Ω,额定电流为1 A)。
电阻箱R2(总阻值为999.9 Ω,额定电流为2.5 A)。
滑动变阻器R3(最大阻值约为100 Ω,额定电流为2 A)。
滑动变阻器R4(最大阻值约为2 000 Ω,额定电流为1 A)。
开关2个,导线若干。
(1)先用图甲所示电路测量电流表G的内阻:
①滑动变阻器R应该选取    (选填“R3”或“R4”)。
②断开开关S1、S2,连接好电路,将滑动变阻器R的滑片滑至最    端(选填“左”或“右”)。
③闭合开关S1,调节R,使电流表G的指针满偏。
④保持R的滑片位置不变,再闭合开关S2,将电阻箱R1的阻值调为20.0 Ω时,电流表G的示数为4.0 mA,则电流表G的内阻Rg=      Ω,电流表G内阻的测量值较其真实值    (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(2)按图乙所示电路图连接电路,将电阻箱R1的阻值调为1 170.0 Ω,再闭合开关S1、S2,多次调节电阻箱R2,记录每次电阻箱R2的阻值及对应的电流表的示数,作出-图像如图丙所示,则该型号电池的电动势E=      V,内阻r=      Ω。(结果均保留1位小数)
14.(11分)(2026·河南安阳市检测)一种夜间新型小风扇自带照明装置,简化电路如图所示,电源的电动势为12 V,小灯泡标有“10 V 5 W”的字样,电动机线圈的电阻为0.6 Ω,电流表为理想电表。闭合开关S后,小灯泡正常发光,电流表的示数为2 A,求:
(1)电源的内阻r和电源的输出功率P;
(2)电动机的输出功率和电动机的工作效率。
15.(15分)(2026·山东潍坊市检测)如图所示的电路中,R1、R2为定值电阻,R3为滑动变阻器,其最大阻值为15 Ω。闭合开关S1、S2,当R3滑片P从一端滑到另一端时,电压表示数的最大值和最小值分别为10.8 V和9.6 V,电流表示数的最大值和最小值分别为2.4 A和1.2 A。
(1)求R1、R2的阻值;
(2)求电源的电动势E和内阻r;
(3)断开S2,调节R3使其功率最大,求R3接入电路的阻值及其最大功率。
单元检测十 恒定电流
一、单项选择题:本题共8小题,每小题4分,共32分。在每小题给出的四个选项中,只有一项最符合题目要求。
1.(2025·浙江1月选考·1)我国新一代车用电池能够提供更长的续航里程,其参数之一为210 W·h/kg。其中单位“W·h”(瓦时)对应的物理量是(  )
A.能量 B.位移
C.电流 D.电荷量
答案 A
解析 根据电功W=Pt可知W·h是能量的单位。故选A。
2.(2026·湖南娄底市模拟)将一根电阻丝接在某输出电压恒定的电源两端,电流做功的功率为P。若将金属丝均匀拉长为原来的3倍后再接入原来的电路中,则它的功率为(  )
A.9P B.P C.3P D.P
答案 B
解析 电阻丝拉长后,材料不变,均匀地拉长为原来的3倍,可知其横截面积变为原来的三分之一倍,根据电阻定律R=ρ,可知其阻值变为原来的9倍,根据P=可知,电源电压不变时,功率变为原来的。故选B。
3.(2026·新疆乌鲁木齐市一模)我国从月球取回的月壤中,发现了少量的天然石墨烯,石墨烯是人类迄今为止发现的导电性能最好的材料。用石墨烯制成的一段粗细均匀的导体,通过该导体的电流为I时,其内部自由电荷定向移动的平均速率为v;当通过该导体的电流为2I时,其内部自由电荷定向移动的平均速率为(  )
A.v B.2v C.4v D.8v
答案 B
解析 由电流的微观表达式I=nqSv可知,电流流经同一段粗细均匀的导体,电流I与自由电荷定向移动的平均速率为v成正比。故当通过该导体的电流为2I时,其内部自由电荷定向移动的平均速率为2v。故选B。
4.(2026·湖南省邵东市一中检测)如图所示,电源电动势E=1.5 V,内电阻r=0.5 Ω,滑动变阻器R1的最大电阻Rm=5.0 Ω,定值电阻R2=2.0 Ω,C为平行板电容器,其电容为3 μF。将开关S与a接触,则(  )
A.当R1的阻值增大时,R2两端的电压减小
B.当R1接入电路阻值为0.5 Ω时,R1消耗的功率最大
C.将开关从a接向b,流过R3的电流流向为d→c
D.将开关从a接向b,待电路稳定,流过R3的电荷量为9×10-3C
答案 A
解析 增大R1的阻值,电路总电阻增大,干路电流减小,则R2两端的电压减小,A正确;将R2与电源看作等效电源,当R1接入电路的电阻与等效电源的内阻相等时,R1消耗的功率最大,则有R1=R2+r=2.5 Ω,B错误;开关接a时,电容器左极板带负电,开关接b时,左极板带正电,所以流过R3的电流流向为c→d,C错误;因R1接入的阻值未知,不能求出电容器上电压的变化,故不能求出流过R3的电荷量,D错误。
5.如图所示电路,R1是可变电阻,R2是定值电阻,保持干路电流I不变的情况下,减小R1,下列说法正确的是(  )
A.A、B间电阻增大
B.R1两端的电压可能不变
C.两个电阻消耗的总功率可能不变
D.R2消耗的功率减小
答案 D
解析 根据并联电阻规律可得R==,减小R1,则总电阻减小,保持干路电流I不变的情况下,故R2两端的电压减小,即R1两端的电压减小,通过R2的电流减小,故B错误;两个电阻消耗的总功率为P=I2R,总电阻减小,则两个电阻消耗的总功率减小,故C错误;由于通过R2的电流减小,则根据P2=R2,可得R2消耗的功率减小,故D正确。
6.如图,在蚌埠港码头,吊车正以0.1 m/s的速度匀速吊起总质量为5.7×103 kg的集装箱。已知吊车的电动机工作电压为380 V,电流为20 A,重力加速度g取10 m/s2,则(  )
A.电动机的内阻为19 Ω
B.电动机的发热功率为5.7×103 W
C.电动机的输出功率为7.6×103 W
D.电动机的工作效率为75%
答案 D
解析 电动机的输入功率为P入=UI=380×20 W=7 600 W,电动机的输出功率为P出=P机=mgv=5 700 W,电动机发热功率为P热=P入-P出=1 900 W,故B、C错误;电动机发热功率为P热=I2r,解得r=4.75 Ω,故A错误;电动机的工作效率为η=×100%=75%,故D正确。
7.如图所示,电流表A1(0~3 A)和A2(0~0.6 A)是由两个相同的电流计改装而成,现将这两个电流表并联后接入电路中。闭合开关S,调节滑动变阻器,下列说法正确的是(  )
A.A1、A2的读数之比为1∶1
B.A1、A2的读数之比为1∶5
C.A1、A2的指针偏转角度之比为1∶1
D.A1、A2的指针偏转角度之比为1∶5
答案 C
解析 题图中A1、A2并联,两端电压相等,又因A1、A2是由两个相同的电流计改装而成,所以A1、A2的指针偏转角度相同,即偏转角度之比为1∶1,再结合其量程可知A1、A2的读数之比为5∶1,C正确。
8.(2026·河北衡水市一模)如图甲所示是伏安法测电源电动势和内阻的电路图,类比图甲电路可求得图乙中滑动变阻器的最大功率。已知图乙中电源的电动势E=3 V,内阻r=0.2 Ω,定值电阻R1=2.8 Ω,R2=6 Ω,滑动变阻器R的最大阻值为10 Ω。下列说法正确的是(  )
A.图甲,电动势测量值小于真实值,内阻的测量值偏大
B.图甲,电动势测量值等于真实值,内阻的测量值偏小
C.图乙,调节滑片P的位置,可求得滑动变阻器功率的最大值为0.5 W
D.图乙,调节滑片P的位置,可求得滑动变阻器功率的最大值为0.75 W
答案 C
解析 用题图甲电路测E和r,路端电压为U=E-Ir
由于电压表的分流,电流表测量的并不是干路电流,而是略小于干路电流;修正前后的图像如图所示
根据U-I图像的纵截距表示电源电动势E、图像斜率的绝对值表示内阻r,由图可知E测题图乙并联部分的电阻R并==(Ω)
则回路中的总电流I==(A)
在并联部分电路中有I=IR2+IR,IR2R2=IRR
联立可得IR=(A)
则滑动变阻器的功率PR=R=()2R(W)
化简得PR=(W)
根据数学知识可知,当R=2 Ω时
PR有最大值PRm=0.5 W
故C正确,D错误。
二、多项选择题:本题共2小题,每小题5分,共10分。每小题有多项符合题目要求,全部选对得5分,选对但不全得3分,有选错得0分。
9.如图所示,电源与三个电阻连接,电路中R1、R2和R3的阻值分别为R、2R和4R。当开关S1断开、S2闭合时,理想电流表A的示数为I0;当S1闭合、S2断开时,理想电流表示数为0.5I0。下列判断正确的有(  )
A.电源的内阻为0
B.电源的内阻为2R
C.当S1、S2都闭合时,流过R1、R2和R3的电流不相等
D.当S1、S2都闭合时,流过R1、R2和R3的电流可能相等
答案 BC
解析 当开关S1断开、S2闭合时,根据闭合电路欧姆定律有I0=,当S1闭合、S2断开时,根据闭合电路欧姆定律有0.5I0=,解得r=2R,故A错误,B正确;当S1、S2都闭合时,外电路三个电阻并联,三个电阻两端电压相等,根据部分电路欧姆定律可知,由于三个电阻的阻值不相等,则流过R1、R2和R3的电流不相等,故C正确,D错误。
10.(2026·广东深圳市一模)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||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
答案 CD
解析 由题图可知,滑动变阻器与R0串联,托盘没有放物体时滑动变阻器的电阻全部连入电路;电压表测量滑片下半部分电阻两端的电压;当滑动变阻器滑片P向下移动时,电路中的总电阻不变。由欧姆定律可知I=,电路中的电流不变,电压表的示数U=IR'=R',对滑动变阻器有R'=ρ,假设滑动变阻器总长度为L0,则mg=k(L0-L),解得U=(L0-)=-m,可得||=,由||=可知,仅减小电源电动势,或者仅增大电阻R0的阻值,会使电子秤灵敏度降低,仅减小弹簧的劲度系数会提高电子秤灵敏度,故C正确,A、B错误;由||===可知,在不改变滑动变阻器总长度的前提下增大其阻值会提高电子秤灵敏度。故D正确。
三、非选择题:本题共5小题,共58分。
11.(8分)(2026·辽宁鞍山市三模)如图所示,是某同学设计的多用表电路图。当单刀双掷开关S1接B时,是一个双量程电流表,其量程分别为1 mA和10 mA;当单刀双掷开关S1接A时,是一个双倍率的电阻表,其倍率分别为“×10”和“×100”。其中使用的实验器材有:
A.干电池E(电动势E=1.5 V,内阻忽略不计)。
B.定值电阻R1、R2。
C.表头G(量程为Ig=100 μA,内阻Rg=990 Ω)。
D.滑动变阻器R最大阻值为1 500 Ω。
E.单刀双掷开关S1、S2。则:
(1)接线柱C端应该接      (选填“红”或“黑”)表笔。
(2)定值电阻R2=       Ω。
(3)某同学要测量一个定值电阻Rx的阻值(约为100 Ω),实验步骤如下:
①单刀双掷开关S1接A,单刀双掷开关S2接      (选填“1”或“2”),将红、黑表笔短接,进行欧姆调零。
②将红、黑表笔接在待测电阻Rx两端,此时表头G的示数为62.5 μA,则该电阻Rx的测量值为   Ω。
答案 (1)黑 (2)99 (3)①1 ②90
解析 (1)当单刀双掷开关S1接A时,是一个双倍率的电阻表,电流从红表笔流入电阻表,从黑表笔流出电阻表,故接线柱C端应该接黑表笔。
(2)当单刀双掷开关S1接B时,是一个双量程电流表,其量程分别为1 mA和10 mA;S2接“1”时,等效电路如图所示
由于跟灵敏电流计G并联电阻较小,根据并联电路分流关系可知,所分得的电流大,所以量程大,电流表的量程为10 mA,由串并联电路规律可得===
S2接“2”时,等效电路如图所示
由于跟灵敏电流计G并联电阻较大,根据并联电路分流关系可知,所分得的电流小,所以量程小,电流表的量程为1 mA,由串并联电路规律可得===
联立解得R1=11 Ω,R2=99 Ω
(3)①Rx的阻值约为100 Ω,单刀双掷开关S2接1时,结合上述分析知电阻表内阻R内==150 Ω
此时对应电阻表“×10”倍率,测量更准确。
②根据并联电路电流关系,I总=+I″
根据闭合电路欧姆定律有I总=
解得Rx=90 Ω。
12.(12分)(2026·山西大同市三模)某同学要测量一段长为L的金属丝的电阻率。
(1)先用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图甲所示,则金属丝直径d=     mm。
(2)要测量金属丝的电阻,尽可能减小误差,根据实验室提供的器材,设计了如图乙所示的电路。闭合开关前,将滑动变阻器R1滑片移到最    (填“左”或“右”)端,闭合开关S,分别调节R和R1,记录每次调节后电阻箱的示数R、电压表V1的示数U1和电压表V2的示数U2,某次电压表V1的示数如图丙所示,此读数为     V。
(3)根据测得的多组U1、U2、R值,作出(U1-U2)-图像,若图像为直线且斜率为k,则可求得金属丝的电阻Rx=    。
(4)根据实验可以得到被测金属丝的电阻率ρ=    (用k、d、L表示)。
(5)该实验中,电压表    (填“V1”“V2”或“V1和V2”)分流造成误差,对Rx的测量    (填“有”或“无”)影响。
答案 (1)0.610 (2)左 1.60 (3)k (4) (5)V2 无
解析 (1)根据螺旋测微器的读数规则,该读数为0.5 mm+11.0×0.01 mm=0.610 mm。
(2)闭合开关前,将滑动变阻器R1滑片移到最左端使其电阻最大,电压表V2的读数为1.60 V。
(3)根据串联电路分压特点有=,有U1-U2=Rx,据题意有Rx=k。
(4)根据电阻定律Rx=ρ,得ρ=,其中Rx=k,S=,解得ρ=。
(5)由于电压表V2分流,通过Rx的电流大于通过R的电流,引起系统误差,则有=+,可知(U1-U2)-图像斜率仍为Rx,可知对Rx测量无影响。
13.(12分)(2026·山东淄博市一模)某实验小组要测量某型号电池的电动势和内阻,该电池的电动势E约为12 V,内阻r约为3 Ω,实验室提供了下列器材:
电流表G(量程0~10 mA,内阻未知)。
电阻箱R1(总阻值为9 999.9 Ω,额定电流为1 A)。
电阻箱R2(总阻值为999.9 Ω,额定电流为2.5 A)。
滑动变阻器R3(最大阻值约为100 Ω,额定电流为2 A)。
滑动变阻器R4(最大阻值约为2 000 Ω,额定电流为1 A)。
开关2个,导线若干。
(1)先用图甲所示电路测量电流表G的内阻:
①滑动变阻器R应该选取    (选填“R3”或“R4”)。
②断开开关S1、S2,连接好电路,将滑动变阻器R的滑片滑至最    端(选填“左”或“右”)。
③闭合开关S1,调节R,使电流表G的指针满偏。
④保持R的滑片位置不变,再闭合开关S2,将电阻箱R1的阻值调为20.0 Ω时,电流表G的示数为4.0 mA,则电流表G的内阻Rg=      Ω,电流表G内阻的测量值较其真实值    (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(2)按图乙所示电路图连接电路,将电阻箱R1的阻值调为1 170.0 Ω,再闭合开关S1、S2,多次调节电阻箱R2,记录每次电阻箱R2的阻值及对应的电流表的示数,作出-图像如图丙所示,则该型号电池的电动势E=      V,内阻r=      Ω。(结果均保留1位小数)
答案 (1)①R4 ②左 ④30.0 偏小 (2)12.0 3.2
解析 (1)①先用题图甲所示电路测量电流表G的内阻,闭合开关S1,断开S2,电路最小电阻约为Rmin+3 Ω+Rg===1 200 Ω
故滑动变阻器R应该选取R4。
②断开开关S1、S2,连接好电路,为保护电路,将滑动变阻器R的滑片滑至最左端。
④根据并联关系可得Rg×4.0 mA=(10.0 mA-4.0 mA)R1
解得Rg=30.0 Ω
由于并联后总电阻变小,总电流变大,大于10.0 mA,流过R1的真实电流大于6 mA,故计算得出的电流表G内阻的测量值较其真实值偏小。
(2)根据闭合电路欧姆定律有I(Rg+R1)=E-[I+]r
代入数据整理得=+·
根据题图丙知,斜率为= Ω·A-1
纵轴截距为=100 A-1
联立解得E=12.0 V,r=3.2 Ω。
14.(11分)(2026·河南安阳市检测)一种夜间新型小风扇自带照明装置,简化电路如图所示,电源的电动势为12 V,小灯泡标有“10 V 5 W”的字样,电动机线圈的电阻为0.6 Ω,电流表为理想电表。闭合开关S后,小灯泡正常发光,电流表的示数为2 A,求:
(1)电源的内阻r和电源的输出功率P;
(2)电动机的输出功率和电动机的工作效率。
答案 (1)1 Ω 20 W (2)13.65 W 91%
解析 (1)小灯泡正常发光,可知路端电压为U外=10 V
电源内阻分压U内=E-U外=2 V
干路中的电流大小为I=2 A
则电源的内阻r==1 Ω
电源的输出功率P=U外I=20 W
(2)根据P灯=U灯I灯
可得小灯泡中的电流大小I灯=0.5 A
则流过电动机的电流大小IM=I-I灯=1.5 A
电动机的输出功率
P出=U外IM-RM=13.65 W
电动机的工作效率η=×100%=91%。
15.(15分)(2026·山东潍坊市检测)如图所示的电路中,R1、R2为定值电阻,R3为滑动变阻器,其最大阻值为15 Ω。闭合开关S1、S2,当R3滑片P从一端滑到另一端时,电压表示数的最大值和最小值分别为10.8 V和9.6 V,电流表示数的最大值和最小值分别为2.4 A和1.2 A。
(1)求R1、R2的阻值;
(2)求电源的电动势E和内阻r;
(3)断开S2,调节R3使其功率最大,求R3接入电路的阻值及其最大功率。
答案 (1)4.0 Ω 7.5 Ω (2)12.0 V 1.0 Ω (3)5.0 Ω 7.2 W
解析 (1)当R3滑片P滑到阻值最小时,根据欧姆定律可得
R1===4.0 Ω
当R3滑片P滑到阻值最大时,电阻R2、R3并联与R1串联可得
R'=+R1
根据欧姆定律R'===9.0 Ω
解得R2=7.5 Ω
(2)根据闭合电路欧姆定律E=U1+I1r
E=U2+I2r
联立解得r=1.0 Ω
E=12.0 V
(3)断开S2,调节R3使其功率最大,最大功率
P=()2·R3
使功率最大,令R3=R1+r=5 Ω
解得最大功率为P=7.2 W。

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