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实验：电源电动势和内阻的测量
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、实验题
1．新能源汽车已经普遍走进了我们的生活，某校学生实验小组通过网络找到了比亚迪某车型的动力电池系统的铭牌如图所示。
比亚迪汽车有限公司 制造品牌 比亚迪 制造国 中国 整车型号 BYD6470ST6HEV2 乘坐人数 5 制造年月 2021年03月 发动机排量 1498 mL 发动机型号 BYD472QA 发动机最大净功率 78 kW 驱动电机型号 TZ220XYF 驱动电机峰值功率 132 kW 动力电池系统额定电压 320 V 动力电池系统额定容量 26 Ah 最大允许总质量 1875 kg
(1)若用13 A恒流电源对该车进行充电，则充满电需要的时间是________h。
(2)实验小组把动力电池系统进行拆解，发现其内部由125块电芯串联而成，同学们设计好实验电路，准备测量一块电芯的电动势E和内阻r，实验提供的器材有：导线、开关，以及
A、直流电压表V1、V2，量程均为1 V，内阻约为3 kΩ；
B、定值电阻R0=9 Ω；
C、最大阻值为8 kΩ的电阻箱；
D、滑动变阻器R1最大阻值约为10 Ω；
E、滑动变阻器R2最大阻值约为5 kΩ。
实验中，小刚同学发现电压表量程不够需要改装，他打算将其中一个电压表V1扩容到3 V，但是电压表内阻的准确值未知，于是小刚进行了以下实验：
①先将电阻箱与电压表V1串联后，连成图甲所示的电路，其中滑动变阻器RP应选用________（选填“R1”或“R2”）。
②将滑动变阻器RP的滑片P移至最右端，同时将电阻箱阻值调为零，再闭合开关，将滑动变阻器的滑片P调到适当位置，使电压表刚好满偏。
③保持滑片P的位置不变，调节电阻箱，使电压表示数为满偏值的________（选填“”或“”或“”），保持电阻箱的阻值将电压表和电阻箱串联组合，即是改装至量程为3 V的电压表。
(3)小刚利用改装后的电压表，连接成图乙所示的电路测量电芯的电动势和内阻。移动滑动变阻器RP的滑片，读出电压表V1、V2的多组数据U1、U2，描绘出U1-U2图像如图丙所示，图中直线斜率，纵轴截距则电芯的电动势E=________V，内阻r=________Ω。（本小题均保留两位有效数字）
2．某学习小组利用柠檬和两个极板制成了一个柠檬水果电池，为了准确测定水果电池的电动势和内阻，设计以下实验。实验室提供的器材如下：

A．待测水果电池（电动势约1.2 V，内阻约1000 Ω）
B．滑动变阻器R（最大阻值4 kΩ）；
C．电压表V（量程2 V，内阻约3 kΩ）；
D．电流表G（量程1.0 mA，内阻为80 Ω）；
E．开关一个，导线若干。
(1)为了测定水果电池的电动势和内阻，请根据实验器材在图中将电路补充完整；
(2)完成实验后，根据实验数据在坐标系中描点并作出图线如图丙所示，根据图像可知该水果电池的电动势为________V，内阻为________Ω（结果均保留三位有效数字）；
(3)考虑电表内阻可能对测量结果产生影响，实验中电源电动势的测量值________（填“大于”、“小于”、“等于”）真实值。
(4)在两个金属极板间距不变的情况下，将极板拔出一些，减少插入深度，则测量得到的内阻将________（填“变大”、“变小”、“不变”）。
3．如图甲所示的实验电路可以用来测量电源的电动势和内电阻，和是两只最大阻值为999.9 Ω的电阻箱。已知电源电动势约4 V，电源内阻约2 Ω，电流表量程为0~0.6 A，内阻不计。
(1)请依据图甲中的实验电路在图乙的虚线框内画出本实验的电路图；
(2)电阻箱在电路中充当保护电阻，开关S闭合之前，甲同学把调到了，乙同学把调到了，做法正确的同学是________（选填“甲”或“乙”）；
(3)电阻箱阻值选定后，多次调节电阻箱的阻值，电流表读数也随着电阻箱阻值的改变而改变，记录下、的多组数据，然后以为横轴、为纵轴建立平面直角坐标系，把实验中记录的多组、数据在坐标系中描点，然后把这些点拟合为一条直线的理论依据是________（用、、、表示）；
(4)如图丙为拟合的图线，读图可得此图线斜率________，可以得出电动势和内电阻的测量值为________V，________。（均保留2位有效数字）
4．(1)一同学用螺旋测微器和20分度游标卡尺分别测量金属棒的直径、长度，示数分别如图甲、乙所示，则金属棒的直径d=________mm，长度L=________mm。
(2)某同学测量一节锂电池的电动势和内阻，设计了如图丙所示的电路，选用的器材如下：
A．毫安表mA（量程为0~200 mA，内阻为4 Ω）；
B．电压表V（量程为0~3 V，内阻很大）；
C． 电阻箱R1（0~99.9 Ω）；
D．滑动变阻器R2（0~20 Ω）；
E. 待测锂电池（电动势标称值为3.0 V）；
F. 开关一个、导线若干。
由于毫安表mA的量程太小，因此实验前需要将其改装成量程为0~0.6 A的电流表，图丙中电阻箱R1应调整为_________Ω。（结果保留两位有效数字）
(3)改变滑动变阻器滑片的位置，记录两电表的示数，电压表示数为U，毫安表示数为I。描点得到如图丁所示的U-I图像，通过分析可知电源的电动势E=________V，电源的内阻r=_________Ω。（结果均保留两位有效数字）
(4)用该锂电池、电阻箱R1和毫安表mA改装成电阻表，如图戊所示，欧姆调零后接入待测电阻，毫安表指针指向正中央刻度线，待测电阻的阻值为_________Ω。
5．(1)某同学用螺旋测微器测圆柱体的直径时，示数如图甲所示，此示数为__mm；用游标卡尺测量某物体的厚度时，示数如图乙所示，此示数为___ cm。电压表的读数为_____ V；电流表的读数为_____ A。
(2)某实验小组用如图甲所示的电路测量一电池的电动势和内阻，该电池的电动势E约为、内阻r约为、允许通过的最大电流为。现有量程为、内阻为的电压表，电阻箱、和保护电阻，电键S，导线若干。请回答以下问题：
①将电压表和电阻箱改装成量程为的新电压表，电阻箱的阻值应该调节为________；
②可备选用的定值电阻有以下几种规格，则应选用________；
A． B．，10W C．
③该小组选取为（2）中所选择的定值电阻，将改装好的新电压表（虚线框内）正确接在A、C之间，如图甲所示。请根据甲图中的电路图用笔画线代替导线，在图乙中将实物图连接成完整电路________。
④正确连接电路后，闭合开关S，调节电阻箱，测出多组的阻值和原电压表的示数，根据实验数据，用描点法绘出图像，如图丙所示。依据图像，可得电源的电动势________V，内阻________。（结果均保留两位有效数字）
6．一实验小组测量干电池的电动势和内阻，所用器材如下：
电压表（量程，内阻约为）；
电流表（量程，内阻约为）；
滑动变阻器（阻值）；
干电池一节、开关一个和导线若干。

(1)闭合开关前，滑动变阻器的滑片应滑至最________端（选填“左”或“右”）
(2)正确连接电路后，某次测量中电流表指针位置如图乙所示，其示数为________。
(3)调节滑动变阻器阻值，测得多组电表读数，作出如图所示的U-I图像，则待测干电池电动势________（结果保留2位小数），内阻________（结果保留1位小数）。
(4)该实验出现的系统误差可能为____________
A．电流表分压 B．电压表分流
7．某同学测量一节锂电池的电动势和内阻，设计了如图丙所示的电路，选用的器材如下：
A．毫安表mA（量程为0~200mA，内阻为4Ω）；
B．电压表V（量程为0~3V，内阻很大）；
C．电阻箱（）；
D．滑动变阻器（）
E．待测锂电池（电动势标称值为3.0V）；
F．开关一个、导线若干。
(1)由于毫安表mA的量程太小，因此实验前需要将其改装成量程为0~0.6A的电流表，图丙中电阻箱应调整为___________Ω。（结果保留两位有效数字）
(2)改变滑动变阻器滑片的位置，记录两电表的示数，电压表示数为U，毫安表示数为I。描点得到如图丁所示的U-I图像，通过分析可知电源的电动势___________V，电源的内阻___________Ω。（结果均保留两位有效数字）
(3)用该锂电池、电阻箱和毫安表mA改装成电阻表，如图戊所示，欧姆调零后接入待测电阻，毫安表指针指向正中央刻度线，待测电阻的阻值为___________Ω。
8．某探究小组做“测定干电池的电动势和内电阻”的实验。
(1)他们设计了如图1所示的甲、乙两个实验原理图，由于干电池的内电阻较小，为使测量结果比较准确，实验中应该选用图1中__________所示的原理图。
(2)为了便于测量，探究小组的付同学将一个的电阻与电池串联后再进行实验，图2为所需的实验器材，其中已连接一部分导线，请你按选中的实验原理图用笔画线代替导线把电路补画完整__________。
(3)根据付同学测得的数据，在图中描出的点迹如图3所示，请在图中画出图线__________，并利用图像得出干电池的电动势__________V，内阻__________。（都保留两位小数）
(4)考虑电表本身电阻对测量结果的影响，本实验的误差原因____________________。实验所得的干电池的电动势和内阻的测量值与真实值比较，__________，__________。（选填“<”“=”或“>”）
(5)某探究性学习小组利用如图4所示的电路测量电池的电动势和内阻。其中电流表的内阻，电阻，为了方便读数和作图，给电池串联一个的电阻。通过多次改变滑动变阻器触头位置，得到电流表和的多组、数据，作出图像如图5。由图像得到电池的电动势__________V，内阻__________。（都保留两位小数）
9．在“测定电源的电动势和内阻”实验中：
(1)某同学设计了图甲所示电路图，进行规范实验，并根据测量数据最终得到如图乙所示的图像。
①根据图像可知，电源电动势的测量值为_________V，内阻的测量值为_________。（均保留三位有效数字）
②考虑到电表并非理想电表，则电源电动势的测量值_________真实值，内阻的测量值_________真实值。（均填“大于”“小于”或“等于”）
(2)为了消除电表内阻引起的系统误差，重新设计的电路图如图丙所示，图中定值电阻的阻值为，、是两个相同的电流表。
①连接好电路后，闭合开关S，调节滑动变阻器与电阻箱的阻值，当电阻箱的读数为时，灵敏电流表G的示数为零，则可测得电流表、的内阻为_________。（用、表示）
②当灵敏电流表G的示数为零时，仅改变滑动变阻器滑片的位置，测得多组电压表示数、电流表示数、电流表示数，以为纵坐标、为横坐标，得到图丁所示的直线，则电源的内阻_________。（用、、、表示）
10．某研究性学习小组在学习了化学课上的原电池原理后，将铜片和锌片插入两个新鲜的柠檬中制成一个水果电池，并利用下列所给器材测量水果电池的电动势和内阻。
A．待测水果电池（电动势约为，内阻约为几百欧）；
B．滑动变阻器（最大阻值为，额定电流为）；
C．电流表A（量程为，内阻为）；
D．电压表V（量程为，内阻约为）；
E．开关S，导线若干。
(1)研究小组将电压表接入电路，设计了甲、乙两种电路，应选择________（选填“甲”或“乙”）电路。
(2)根据选择的电路，滑动滑动变阻器的滑片，得到电压表示数与电流表示数的多组数据，作出图像如图丙所示，根据图像和题中所给信息，得到该水果电池的电动势________，内阻________。
11．小明要测量一个电源的电动势（3V左右）和内阻，找到如下器材：
A．待测电源
B．电流表：量程，内阻约
C．电流表：量程，内阻约
D．电压表：量程，内阻约
E．电压表：量程，内阻约
F．定值电阻
G．滑动变阻器：
H．开关，导线若干
(1)因电源的内阻较小，以下给出的甲、乙两种测量电路中，你认为较合理的是_________。（填“甲”或“乙”）
(2)为减小测量误差，对于电流表和电压表选择正确的是（ ）
A．B、D B．B、E C．C、D D．C、E
(3)实验中测得的数据如表中所示，请在图丙的坐标纸中根据数据对应的点作出图像；
0.50 0.80 1.23 1.50 1.84 2.00 2.37
0.36 0.31 0.26 0.21 0.16 0.13 0.08
(4)根据所作的图像求出电源的电动势_________V，内阻_________，该实验测出的电动势比真实值_________（选“偏大”或“偏小”）。（结果均保留小数点后两位）
(5)为直接通过测量电源的开路电压来测电源的电动势，该同学利用长为粗细均匀的电阻丝cd、刻度尺、灵敏电流计G和恒压源，设计了另一个实验方案，如图丁所示。先将一个输出电压恒为的恒压源接在电阻丝cd两端，再将待测电源接在ab两端，调节滑片P，使得灵敏电流计示数为0，此时用刻度尺测得滑片到c端的距离为，则待测电源的电动势为_________。（用题中所给的表示）
12．为研究某新型电池的供电性能变化，某实验小组利用如图甲所示的电路测量电源的电动势和内阻，为一段粗细均匀同种材料的电阻丝，为定值电阻。
实验时进行了如下操作：
(1)先用多用电表的“”倍率测量电阻丝的阻值，如图乙所示，则_________。
(2)用游标卡尺测量电阻丝的总长度，如图丙所示，则_________cm。
(3)闭合开关S，移动滑片P的位置，测量电阻丝接入电路的长度，并读出相应的电压表示数，并已测得实验所用电阻丝单位长度的电阻为；记录多组实验数据，作出_________（填“”“”或“”）的图像如图丁所示，由图像可知电源的电动势_________，内阻_________。（用字母、、、表示）
13．同学们利用如图甲所示的电路测量一节电池的电动势E和内阻r。提供的实验器材如下：
A．待测电池（电动势约为1.5V，内阻约几欧姆）
B．电压表V1（量程0～1V，内阻未知）
C．电压表V2（量程0～15V，内阻未知）
D．电阻箱
E．定值电阻
F．开关和导线若干
(1)为了使测量结果尽量准确，电压表V应选择___________（填“B”或“C”）。
(2)若电压表可视为理想电表，示数为U，根据图甲所示电路，用R、R0、E和r表示，则___________。
(3)多次改变电阻箱的电阻，记录其阻值R及对应电压表的示数U，利用所测数据，作图线，如图乙所示，已知图像斜率，并且过点 ，则该电池的电动势测量值___________V，内阻测量值___________Ω。（结果均保留两位有效数字）
14．为了测量由两节干电池组成的电池组的电动势和内电阻，某同学设计了如图甲所示的实验电路，其中R为电阻箱，为保护电阻。
(1)断开开关S，调整电阻箱的阻值，再闭合开关S，读取并记录电压表的示数及电阻箱接入电路的阻值。多次重复上述操作，可得到多组电压值U及电阻值R，并以为纵坐标，以为横坐标，画出的关系图线（该图线为一直线），如图乙所示。由图线可求得电池组的电动势_______V，内阻_______。（保留2位有效数字）
(2)实验中测得的电动势比真实值偏_______（填“大”或“小”），引起该实验系统误差的主要原因是_____________________。
15．某同学利用电压传感器对自制铅蓄电池（内阻为几十毫欧）构成的闭合电路中的电势分布进行测量。实验操作步骤如下：
①按照图（a）连接电路，将电压传感器经数据采集器与计算机连接，并在系统软件中创建图像；
②闭合开关，点击“开始记录”，将与电压传感器正接线柱连接的探针从电池负极出发，在溶液中沿着电流方向缓慢移动，当探针到达电池正极后，停止移动；
③将探针从内电路中取出，改用导线夹代替探针，使导线夹在碳棒上沿电流方向缓慢移动，移动到碳棒与负极连接端，结束记录，断开开关。得到的φ-x图像如图（b）所示，数据记录如表所示。
闭合电路各位置电势记录表
位置 a b c d e
电势/V 0 0.556 0.196 1.668 1.596
(1)导线夹从e移动到f，电压传感器示数下降的原因是____________________。
(2)本次实验中，铅蓄电池的电动势E=________V（保留2位有效数字）。
(3)若使用该铅蓄电池和阻值为10Ω的定值电阻串联构成闭合电路，电路中的电流I=________A，定值电阻消耗的功率PR=________W。（均保留2位有效数字）
试卷第6页（共6页）
试卷第5页（共6页）
《实验：电源电动势和内阻的测量》参考答案
1．(1)2
(2) R1
(3) 2.5 1.0
【详解】（1）由得充满的时间为
（2）[1]滑动变阻器的分压式接法，为了操作、控制方便选最大阻值较小的，故选；
[2]保持滑片P的位置不变，即其分得的电压为1V不变，即电压表与电阻箱串联电路两端的电压是1V，当电压表的读数为，电阻箱分得的电压为；由串联电路的分压原理知两者的电阻之比；当电压表的读数为，电阻箱分得的电压为，串联后等效改装后的电压表量程为3V，故使电压表示数为。
（3）[1][2]根据闭合电路欧姆定律可得
整理得
图像的斜率为
纵轴截距为
解得，
2．(1)
(2) 1.16/1.15/1.17 920/930/940
(3)等于
(4)变大
【详解】（1）水果电池内阻约1000Ω，和电压表内阻（3kΩ）相近，若采用电流表外接法，电压表分流误差极大；且电流表内阻已知，内接法电流表分压的影响可以通过计算消除，故本实验采用电流表内接法（相对于电源），则电路图如图所示
（2）[1]根据闭合电路欧姆定律
可得图线的纵轴截距为电源电动势
[2]图线斜率的绝对值为电源内阻与电流表内阻之和。从图中可得纵轴截距约1.16V，取图线两端点计算斜率绝对值
解得电源内阻为
（3）本实验中电流表采用内接法，推导得出，不存在系统误差，因此电动势的测量值等于真实值。
（4）水果电池的电解质是柠檬果肉，根据电阻定律，极板插入深度减小后，极板与电解质的正对面积减小，在极板间距不变、电解质电阻率不变的情况下，水果电池的内阻会变大。
3．(1)
(2)甲
(3)
(4) 0.25 4.0 2.0
【详解】（1）从电源正极出发，依次串联开关S、保护电阻、电流表、可调电阻箱，最终回到电源负极，是电源、开关、、电流表、依次串联的简单电路，在虚线框内按串联电路规范画出对应元件符号即可。
（2）为保证开关闭合瞬间电路电流不超过电流表0.6 A的量程，由闭合电路欧姆定律，总最小电阻需满足
解得
已知电源内阻，因此初始时的总阻值至少要大于
若取2 Ω，后续将调至较小时总电阻过小，电流会超过量程；取8 Ω可保证初始电流安全，因此甲的做法正确。
（3）根据闭合电路欧姆定律，将公式变形为关于的一次函数形式，即可得到，符合线性图线的规律。
（4）[1]由可知，图线斜率
取图线上两点时、时
计算得
[2]由斜率
解得
[3]图线纵轴截距为
代入、，解得
4．(1) 2.691/2.692 42.35
(2)2.0
(3) 2.4 1.2
(4)12/12.0
【详解】（1）[1]2mm和3mm间的半毫米刻度线已露出，可动部分超出了19刻度线，再向后估读一位，故读数为2.5mm+0.191mm=2.691mm
[2]游标零刻度在42mm与43mm之间，游标为20分度，每小格代表0.05mm，第7条刻度线与主尺对齐，故读数为42mm+7×0.05mm=42.35mm
（2）根据欧姆定律，分流电阻应为
（3）由闭合电路欧姆定律得，结合图丁，U-I图像与纵轴交点为电动势，斜率绝对值为，故电源电动势，
（4）设欧姆表内阻为，欧姆调零时有
解得
接入待测电阻，毫安表指针指向正中央刻度线，则有
可得待测电阻
5．(1)
(2) B
【详解】（1）[1]图甲读数为
[2]图乙读数为
[3]电压表量程为3V，分度值为，读数为
[4]电流表量程为，分度值为，读数为
（2）①[1]要将的电压表改装成10V的电压表，量程扩大到原来的n倍，则
需要串联的电阻为
②[2]电路中的最小电阻约为
故定值电阻可以选的，电流最大时的功率为
故选B。
③[3]根据电路图连接实物图如图所示：
④[4]由于的阻值远小于改装后的电压表的阻值，所以可以忽略其影响，根据闭合电路欧姆定律可得
整理得
图像的纵截距为
解得
[5]结合图像可得斜率
解得
6．(1)左
(2)0.24
(3) 1.45/1.43/1.44/1.46/1.47 2.5/2.4/2.6
(4)B
【详解】（1）闭合开关前，应使滑动变阻器接入电路的阻值最大，以减小电流、保护电路。由图甲可知，接入电路的是滑片与右端之间的电阻丝，因此滑片应滑至最左端。
（2）电流表所用量程为，最小分度值为。由图乙可读出电流表的示数为
（3）[1]忽略电压表分流的影响，由闭合电路欧姆定律得
图线在纵轴上的截距表示电动势的测量值，由图可得
[2]图线斜率的绝对值表示内阻的测量值，由图线上相距较远的两点可得
（4）电压表并联在电源两端，其示数为电源的路端电压。电流表只测量滑动变阻器所在支路的电流，没有测量通过电压表的电流，因此电流表的示数小于流过电源的总电流，系统误差来自电压表的分流。
故选B。
7．(1)2.0
(2) 2.4 1.2
(3)12
【详解】（1）毫安表的满偏电流为，内阻为。改装为量程的电流表时，电阻箱与毫安表并联，支路电压相等，有
解得
（2）[1]图丁是电压表示数随毫安表示数变化的图像。纵轴截距对应电流为零时的电压，即电源电动势，故
[2]改装电流表的内阻为
图丙中电压表测滑动变阻器两端电压，其电流可忽略。通过电源的电流是毫安表示数的三倍，由闭合电路欧姆定律得
图丁中从零增至时，从降至，直线斜率的绝对值为
由斜率关系解得
（3）将两表笔短接并调零后，毫安表满偏。设此时电路总内阻为，由闭合电路欧姆定律得，因此
接入待测电阻后，指针在正中央时电流为满偏电流的一半，有
与调零时的关系比较，得
8．(1)甲
(2)
(3) 1.60 0.33
(4) 电压表分流 < <
(5) 1.41 0.50
【详解】（1）由于干电池的内电阻较小，故若将电流表采用内接法（相对于电源）直接与电源串联，则电流表内阻对测量结果影响较大；故应采用电流表外接法；故应选用甲电路；
（2）根据电路图连接实物图如图
（3）[1]由描点法作出伏安特性曲线如图
[2][3]根据闭合电路欧姆定律有
图象与纵坐标的交点为电源的电动势；图象的斜率表示内阻，则有，
解得
（4）[1][2][3]本实验中由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比测量值小，电压表测的电压为外电压，电流表所测的电流偏小，作出U-I图线的测量图线和实际图线如图
虚线表示实际图。从图线可以看出，电动势和内阻的测量值均小于真实值。
（5）[1][2]根据闭合电路欧姆定律有
变形可得
延长图像可知纵轴截距约为0.138mA，则有
代入数据解得
由斜率可知
解得
9．(1) 3.00 2.20 等于 大于
(2)
【详解】（1）①[1][2]根据闭合电路欧姆定律
图线延长到时的纵轴截距为电动势，斜率绝对值为内阻。延长图乙直线，可得
取图线上两点计算斜率
②[3]图甲中电流表测的是干路电流，电压表只测滑动变阻器两端电压，未测电流表两端电压。实际关系为：
因此用作图法得到的电动势截距仍为E，故E测量值等于真实值
[4]内阻测量值实际为，故内阻测量值大于真实值。
（2）①[1]灵敏电流计G示数为零时，电桥平衡。设电流表内阻为。上支路，电流经过和；下支路：电流经过电阻箱和。平衡时
且
两式相除
所以
②[2]电桥平衡时，桥路部分等效电阻正好等于电流表内阻。电路满足
即
图丁中，纵轴截距为a，横轴截距为b，所以
因此
代入得
10．(1)甲
(2)
【详解】（1）电流表A的内阻已知，且远小于滑动变阻器阻值，故采用电压表内接法可以避免系统误差，因此电路选择甲。
（2）[1]由甲电路
根据图丙，当时，，即纵截距为，所以
[2]图线斜率绝对值
即
解得
11．(1)乙
(2)A
(3)
(4) 偏小
(5)
【详解】（1）由于电源的内阻较小，电压表的示数变化不明显，将定值电阻串接入电源的内阻，作为等效内阻进行测量，故选乙。
（2）因为所测电源的电动势大约为3V，故电压表应选择D；回路中的最大电流大约为
再根据电表的选取原则，读数不能小于总量程的三分之一，则可知电流表应选择B。
故选A。
（3）作图使尽可能多的点落在直线上，如图所示
（4）[1][2]在图像中，图线与纵轴的交点表示电源的电动势，而通过该测量电路做出的图像的斜率的绝对值表示电源内阻与定值电阻大小之和，则通过读图可得电源的电动势为，因作图读数存在误差，故答案在均正确；
电源的内阻为
因作图读数存在误差，故答案在均正确。
[3]根据闭合电路的欧姆定律，由于电压表的分流作用，实际的干路电流要比测量值大，因此该实验测出的电动势要比真实值偏小。
（5）在该实验中，灵敏电流计示数为0，说明此刻滑片触头P到金属丝d端两点间的电势差与待测电源的电动势相同，此时可认为金属丝cP和Pd两部分串联，再根据串联分压原理可得待测电源的电动势为
12．(1)130
(2)10.150
(3)
【详解】（1）多用电表欧姆挡×10倍率，指针示数为，故
（2）该游标为20分度，精度，主尺读数，游标卡尺第10格与主尺对齐，游标卡尺读数为
总长度
（3）[1][2][3]根据闭合电路欧姆定律
整理得
因此与成线性关系，横坐标填
结合图像：当时，，代入得
纵轴截距为，即
联立可得，
13．(1)B
(2)
(3) 1.5 1.0
【详解】（1）电压表测定值电阻R0两端电压，R0=20Ω，电池内阻约几欧姆，电阻箱接入电阻不为零，故R0两端电压可通过电阻箱分压控制不超过1V，为提高测量精度，选用量程0~1V的电压表B。
（2）由闭合电路的欧姆定律可得
化简可得
（3）[1]由（2）有
解得
[2]由（2）有
代入点后解得
14．(1) 2.9 1.2
(2) 小 电压表的分流
【详解】（1）[1][2]根据闭合电路欧姆定律得
变换得
因此图像的纵轴截距
得
图乙中直线的斜率
解得
（2）[1][2]本实验中电压表并非理想电表，存在分流：推导公式时默认流过R的电流就是电路总电流，但实际总电流是电阻箱的电流与电压表的电流之和。
当考虑电压表内阻Rv时，等效的外电路是R与Rv并联，因此测量值小于真实值，误差来源为电压表的分流作用。
15．(1)由于碳棒有电阻，电流通过时电势沿电流方向不断降低
(2)2.0
(3) 0.20 0.40
【详解】（1）导线夹从e移动到f，即沿电流方向移动，由于碳棒有电阻，电流通过时电势沿电流方向不断降低，电能转化为内能，而传感器的负接线端固定在零电势点，故正接线端电势降低时，电压传感器的示数随之下降。
（2）由图（b）可得
（3）[1][2]若使用该铅蓄电池和阻值为10Ω的定值电阻串联构成闭合电路，由于铅蓄电池的内阻为几十毫欧，内阻较小，可忽略不计，根据闭合电路欧姆定律可得
所以定值电阻消耗的功率为
答案第2页（共6页）
答案第3页（共6页）闭合电路中的欧姆定律
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．图甲为某电源的图线，图乙为某小灯泡的图线，则下列说法正确的是（ ）
A．电源的内阻为
B．电源电动势为1V
C．此电源的短路电流为0.3A
D．把电源和小灯泡组成闭合回路，电路的总功率约为
2．如图所示的电路，A是一密封的串联电池组，里面共有12节电池，这12节电池正确的连接方式应该是正极和负极依次相连，但是这些电池中有少部分正负极放颠倒了。另一个电池组B由2节电池构成。按照如图方式连接时电流表读数为3 A，若把电池组B正负极反向，电流表读数为2 A，已知电池组A、B内每节电池完全相同。电池组A内放颠倒的电池节数为（ ）
A．4 B．3 C．2 D．1
3．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是某电阻R的U-I图像。在同等光照强度下，当它们组成闭合回路时，下列说法正确的是（ ）
A．电池的电动势为U3 B．电池的内阻
C．电源的输出功率P=U2I2 D．电池的效率为
4．关于电源和电流，以下说法正确的是（ ）
A．电源是将其它形式的能转化为电能的装置
B．3号干电池的体积比5号干电池的体积大，电动势也更大
C．单位时间内通过导体横截面的电荷量越少，导体中的电流越大
D．导体中的电流一定是由自由电子的定向移动形成的
5．在如图所示的电路中，电源电动势和内阻恒定不变，电阻、和为定值电阻，为滑动变阻器，电流表和电压表均为理想电表。当滑动变阻器滑片向下滑动时，以下说法正确的是（ ）
A．电流表A读数变大 B．电压表V读数变小
C．电阻两端的电压变小 D．流过的电流变小
6．在如图所示的电路中，定值电阻、、、、，电容器的电容，电源的电动势，内阻不计。闭合开关、，电路稳定后，下列说法正确的是（ ）
A．保持开关闭合，断开开关，电路稳定后，流过的电荷量为
B．保持开关闭合，断开开关，电路稳定后，流过的电荷量为
C．保持开关闭合，断开开关，电路稳定后，流过的电荷量约为
D．保持开关闭合，断开开关，电路稳定后，流过的电荷量约为
7．在温控电路中，通过热敏电阻的阻值随温度的变化可实现对电路相关物理量的控制。如图所示的电路，R1为定值电阻，R2为半导体热敏电阻（温度越高，电阻越小），C为电容器，理想电压表的示数变化量的绝对值为ΔU，干路上的电流变化量的绝对值为ΔI。当环境温度升高时（ ）
A．电压表的读数增大 B．R1消耗的功率减小
C．电容器C带电荷量增大 D．不变
8．如图甲所示，电动势为 E、内阻为 r 的电源与 R＝8Ω的定值电阻、滑动变阻器 RP、开关 S 串联组成回路，已知滑动变阻器消耗的功率 P 与其接入电路的有效阻值 RP 的关系如图乙所示。下列说法正确的是（　　）
A．电源的电动势 E＝4V，内阻 r＝2Ω
B．图乙中 Rx＝20Ω
C．滑动变阻器的滑片向左移动时，R 消耗的功率先增大后减小
D．调整滑动变阻器RP的阻值可以得到该电源的最大输出功率为1.8W
二、多选题
9．如图所示为某简易欧姆表电路，通过调节开关S，可使欧姆表具有“×1”和“×10”两种倍率。已知干电池（电动势，内阻不计），电流表G（满偏电流内阻），定值电阻（阻值为），定值电阻、。若欧姆表“×1”倍率时的中值电阻为15 Ω，下列说法正确的是（ ）
A．开关S下端为红表笔
B．当开关S合向a时，欧姆表的倍率是“×1”倍率
C．当开关S合向b时，欧姆表的倍率是“×1”倍率
D．将开关S合向b，正确操作后接入待测电阻，发现电流表指针指向的位置，则待测电阻
10．将一电源、定值电阻R0=1 Ω及电阻箱连成如图甲所示的闭合回路，闭合开关后调节电阻箱的阻值，测得电阻箱功率与电阻箱读数变化关系曲线如图乙所示，则下列说法中正确的是（ ）
A．该电源内阻为3 Ω
B．该电源电动势为6 V
C．调整R，电源最大输出功率为9 W
D．电阻箱功率最大时电源效率约为66.67%
11．某公司对生产的一批白炽灯泡进行测试。其中一个白炽灯泡L的伏安特性曲线如图所示，其额定电压为30 V。现将其接到电动势，内阻的电源两端。则下列说法正确的是（ ）
A．此时白炽灯泡的功率约为8 W
B．此时电源效率为50%
C．若将其接到电动势，内阻的电源两端，灯泡能保持额定功率工作
D．若将其接到电动势，内阻的电源两端，灯泡能保持额定功率工作
12．某物理爱好者设计了一个三挡位（“”“”“”）的电阻表，其内部结构如图所示，S为单刀三掷开关，R为调零电阻，、、为定值电阻，表头G的满偏电流为，内阻为，干电池的电动势为E，内阻为r。用此电阻表测量一待测电阻的阻值。下列说法正确的是（ ）
A．电阻表的红色表笔应该连接在图中b。
B．当电阻表的挡位为“”时，应将单刀三掷开关S与3接通。
C．若从“”挡位换成“”挡位，在进行欧姆调零时，调零电阻R的滑片应该向下调节。
D．若电源电动势原来为1.5 V，一段时间后，电动势降为1.2 V，用此电阻表欧姆调零后测量某电阻，读数为，则该电阻的真实值为
13．如图甲所示的电路中，、均为定值电阻，且，为滑动变阻器，闭合开关，当其滑片从最左端滑至最右端的过程中，测得电源的路端电压U随干路电流I变化关系如图乙所示，其中图线上的M、N两点是滑片在变阻器两个不同端点时分别得到的。下列各值正确的是（ ）
A．电源电动势为6 V；
B．电源内阻为；
C．定值电阻的阻值；
D．接入电路的阻值时电源的输出功率最大
14．某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示。当汽车启动时，开关S闭合，电机工作，车灯突然变暗，此时（ ）
A．车灯的电流变小 B．路端电压变大
C．电路的总电流变大 D．电源的总功率变小
三、解答题
15．如图所示，电源电动势，内阻，电阻，，，是滑动变阻器，其范围为0~，电容器电容，a、b分别为电容器上下两个极板。闭合开关、。
(1)缓慢调节滑动变阻器，为多大时，电路稳定后，电容器上刚好无电荷。
(2)调节滑动变阻器，使接入电阻为。电路稳定后，保持开关闭合，求断开后流过的电荷量。
(3)闭合开关，，调节滑动变阻器，接入阻值为多少时，电路稳定后，电源的输出功率最大？最大值是多少？
16．一辆会发光的电动玩具汽车，简化电路如图所示，启动电源后，电动机正常工作，车轮正常转动，当不小心卡住车轮时，车灯会变暗。已知电源电动势，，车轮电动机的额定电压，灯泡电阻为，电动机线圈电阻。则：

(1)玩具汽车正常工作时，电动机消耗功率；
(2)玩具汽车卡住前后，电动机消耗功率的变化量。
17．如图所示，电源电动势为10V，内阻为2Ω，电阻，电压表为理想电压表，求：
(1)开关S断开时电压表的读数以及电阻消耗的功率；
(2)开关S闭合时电压表的读数；
(3)开关S闭合时电源的输出功率。
18．目前使用新能源的车辆越来越多，它的基本原理就是把风能、太阳能等非化石燃料转化成电能储存起来，然后给各种电动车辆的电池充电，电池再驱动电动机工作，从而带动车辆行驶。下图为某电动机工作的简化电路。如图所示，开关S闭合，电源的电动势E=14 V，内阻r=0.2 Ω，电阻R2=R3=2 Ω，R1=1.8 Ω，线圈的电阻R=1 Ω、规格为“6 V 12 W”的电动机正常工作。求：
(1)通过电源的电流I；
(2)电动机的输出功率；
(3)电阻R4的阻值。
19．如图为某品牌的桶装饮用水电动抽水器内部电路图，电源电动势，内阻，电流表为理想电表，电路保护电阻；已知电动水泵正常工作时工作电压。某次用该电动抽水器抽水喝时，出水口与桶内水面高度差，若桶内水的初速度为零，出水口出水速度，每秒出水质量，忽略水在管道中的机械能损失，取。求：
(1)电动水泵正常工作时，电流表读数；
(2)每秒水泵消耗的电能；
(3)水泵的内阻。
试卷第4页（共4页）
试卷第3页（共4页）
《闭合电路中的欧姆定律》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D D B A B B D A BD BD
题号 11 12 13 14
答案 AD BD AC AC
1．D
【详解】AB．根据闭合电路欧姆定律 ，电源的图线纵轴截距为电动势，图线斜率的绝对值为内阻， 从图甲可得，电源电动势为
取图线上两点（，）、（，）
电源的内阻为 ，故AB错误；
C．短路时外电路电压，短路电流
远大于0.3A，图甲中时是路端电压为1.0V的工作点，不是短路状态，故C错误；
D．电源和小灯泡组成闭合回路时，二者的完全相同，如图所示，将甲、乙两条图线画在同一坐标系中，交点就是回路的实际工作点。 电源的伏安关系可写为 ，代入数值可求得交点约为、附近，电路总功率，故D正确。
故选D。
2．D
【详解】设电池组A、B内每节电池的电动势为E，电池组A内放颠倒的电池节数为n，按照如图方式连接时电流表读数为，闭合电路的总电动势为
把电池组B正负极反向，电流表读数为时，闭合电路的总电动势为
由闭合电路欧姆定律可知
即
解得
故选D。
3．B
【详解】A．图线在时的纵截距表示开路电压，此时没有内电压降，电动势等于；是工作点处切线的纵截距，故A错误；
B．闭合回路的工作点为，由前述开路电压和闭合电路欧姆定律得
解得，故B正确；
C．电源的输出功率是负载在工作点处的功率，由得，故C错误；
D．由电源供电效率定义，工作点处，故D错误。
故选B。
4．A
【详解】A．电源通过非静电力做功，将化学能、机械能等其他形式的能转化为电能，是电能的提供装置，故A正确；
B．3号和5号锌锰干电池的电动势均为1.5V，体积差异仅影响电池容量，电动势大小与电池体积无关，故B错误；
C．根据电流的定义式，单位时间内通过导体横截面的电荷量越少，说明导体中的电流越小，故C错误；
D．定向移动的载流子可以是自由电子，也可以是正、负离子（如电解质溶液导电），电流并非一定由自由电子定向移动形成，故D错误。
故选A。
5．B
【详解】AB．滑片向下滑动时，变小，回路总电阻随之变小，总电流变大，、并联部分电压变小，电流表示数变小，电压表示数变小，故A错误，B正确；
C．电阻两端电压变大，故C错误；
D．设流过的电流为，由可得增大，故D错误。
故选B。
6．B
【详解】AB.设电阻、、、两端电压分别为、、、，由题中电路图及闭合电路欧姆定律可知，，，，
代入数据联立解得，，，
电源负极电势为零，则可得，
因此
此时下电极板带正电。
极板所带电荷量
当保持开关闭合，断开开关，电路稳定后，点则直接与电源正极相连，则
点所在电路不变，电势不变，则
此时下电极板带负电。
极板所带电荷量
两个过程电容器极板电性发生改变，所以经过的电荷量为,故A错误，B正确；
CD.保持开关闭合，断开开关，此时电阻在干路，和、 和分别串联后并联在电路中，由闭合电路欧姆定律得通过电阻的电流满足
电路稳定后，电极板所带电荷全部通过电路释放完，则由公式可得通过的电荷量为
代入数据解得，故CD错误。
故选B。
7．D
【详解】AD．比较温度变化前后的稳定状态，电容器支路不通直流。温度升高使减小，由闭合电路欧姆定律得
故干路电流增大。电压表测路端电压，由可知示数减小；两状态相减得
因此，故A错误，D正确；
B．消耗的功率为，不变而增大，功率增大，故B错误；
C．记两端电压为，电容器与并联，稳定时电容器两端电压也为。由串联电路的电压关系得
随着增大，减小；由电容定义式，不变，电容器带电荷量减小，故C错误。
故选D。
8．A
【详解】A．把定值电阻和电源内阻等效为新电源，等效内阻
滑动变阻器消耗的功率为
根据等效电源结论，当滑动变阻器阻值等于等效内阻，即时，滑动变阻器消耗的功率最大，由图乙，最大功率对应，则电源内阻
最大功率
代入数据，则
解得电源的电动势，故A正确；
B．滑动变阻器的阻值为4 Ω与阻值为时消耗的功率相等，则有
代入数据，即
解得，故B错误；
C．当滑动变阻器的滑片向左移动时，其接入电路的电阻增大，电路中电流减小，所以上消耗的功率减小，故C错误；
D．当外电路电阻与内阻相等时，电源的输出功率最大，本题，外电路总电阻
外阻越接近内阻，输出功率越大。当，外阻最小为8Ω，输出功率最大，最大功率为，故D错误。
故选A。
9．BD
【详解】欧姆表的中值电阻等于它的内阻。由可知，中值电阻越小，满偏（红黑表笔短接调零）时回路中的总电流越大。
“×1”挡的中值电阻为，满偏总电流
“×10”挡的中值电阻为，满偏总电流
A．欧姆表使用时电流应从黑表笔流出，即黑表笔与内部电源的正极相连。由题图可知左侧的表笔为红表笔，开关S下端为黑表笔，故A错误；
B．开关S合向a时，G与串联后再与并联，并联部分的分流作用强，满偏时回路总电流大（）、内阻小，故为“×1”倍率，故B正确；
C．开关S合向b时，与串联后再与G并联，并联部分的分流作用弱，满偏时回路总电流小（）、中值电阻为，故为“×10”倍率，故C错误；
D．开关S合向b时为“×10”挡，其中值电阻即内阻等于。接入后指针指在处，说明回路总电流为满偏总电流的
由，得
解得，故D正确。
故选BD。
10．BD
【详解】A．根据等效电源思想，将移入电源内部形成新的等效电源，此时电阻箱为外电阻，当时，电阻箱消耗的功率最大，解得，故A错误；
B．当时，电阻箱消耗的功率最大
解得，故B正确；
C．调整R，当时电源最大输出功率，故C错误；
D．电阻箱功率最大时
电源效率为,故D正确。
故选BD。
11．AD
【详解】AB．根据闭合电路欧姆定律有，代入数据得
在题图中画出电源的图像，如图所示
电源的图像与白炽灯泡的伏安特性曲线的交点对应的电压和电流即为灯泡的实际电压、电流，分别为，
则灯泡消耗的实际功率为
电源效率为，故A正确，B错误；
CD要使灯泡正常工作，则灯泡两端的电压必须为，即电源的图像必过曲线上电压为的点，在题图中画出此时电源的图像如图所示
由图可知电源的内阻，故C错误，D正确。
故选AD。
12．BD
【详解】A．电阻表的红色表笔应该接内部电源的负极，可知应连接在图中a，A错误。
B．当电阻表的挡位为“”时，内阻最小，此时电流计满偏时电路的总电流最大，即与电流计并联的电阻最小，则应将单刀三掷开关S与3接通，B正确。
C．若从“”挡位换成“”挡位，内阻变大，电流计满偏时总电流减小，则在进行欧姆调零时，调零电阻R的阻值应该变大，则滑片应该向上调节，C错误。
D．若电源电动势原来为1.5 V，调零时对应的内阻为R内，则
一段时间后，电动势降为1.2 V，用此电阻表欧姆调零后
可知
可知测量某电阻，读数为，则该电阻的真实值为，D正确。
故选BD。
13．AC
【详解】AB．图乙是电源路端电压随干路电流变化的图像，纵轴截距为，表示电流为零时的路端电压，故电动势。由闭合电路欧姆定律可知，图线斜率的大小为内阻。点对应，，故，故A正确，B错误；
C．滑片在最右端时，接入电路的阻值为零，被短路，外电阻仅为。图乙中电流最大的点对应，，由欧姆定律得，故C正确；
D．设外电路总电阻为，由闭合电路欧姆定律得
电源的输出功率为
由均值不等式得
等号仅在外电阻等于内阻时成立，此时电源输出功率最大。由图甲的串并联关系，最大功率对应的满足
将题给及前述数值代入，所需的变阻器阻值为，故D错误。
故选AC。
14．AC
【详解】A．开关闭合，电机工作，车灯突然变暗，表明经过车灯的电流变小，A正确；
B．由于经过车灯的电流变小，则车灯两端电压减小，而车灯两端电压即为路端电压，则路端电压减小，B错误；
C．根据
可知，路端电压减小，干路电流增大，C正确；
D．根据可知，干路电流增大，电源的总功率变大，D错误。
故选AC。
15．(1)
(2)
(3)时，
【详解】（1）闭合开关S1、S2，电路稳定后，电容器上刚好无电荷。设开关S1处的电势为0，由欧姆定律得
两支路电流值比为
联立，代入数据求得
（2）闭合S1、S2电路稳定后，并联电阻为
总电流为
经过两条支路的电流分别为
设开关S1处的电势为0，根据欧姆定律得，
下极板带正电，电容器两端电压
电容器所带电荷量为
保持开关S2闭合，断开开关S1，电容器放电，R1、R3串联，R2、R4串联，两者再并联，R1、R3串联电阻为4Ω，R2、R4串联为6Ω，则流过R1、R3的电流是流过R2、R4的倍，则流过R1的电荷量为
（3）当R外等于r时，电源的输出功率最大。R1、R2串联，R3、R4串联，两者再并联，并联的电阻
当R外越接近r，电源的输出功率最大，所以R3取6Ω，电源的输出功率最大。
此时，并联的电阻
干路电流
输出电压为
最大输出功率为
16．(1)6W
(2)3W
【详解】（1）玩具汽车正常工作时，电源内阻分得的电压为
通过电源的电流为
解得
玩具汽车正常工作时，流过灯泡的电流为
解得
通过电动机的电流为
电动机消耗的功率为
解得
（2）玩具汽车被卡住后，电动机可视为纯电阻，灯泡与电动机并联，电路中的总电流为
解得
所以流过电动机的电流为
玩具汽车卡住后，电动机消耗的功率为
解得
所以电动机消耗功率的变化量为
17．(1)4V，4W
(2)7.5V
(3)9.375W
【详解】（1）开关S断开时流过电阻的电流
电压表测量的是的两端电压，因此，电压表读数
电阻消耗的功率
（2）当开关S闭合时，与并联，与并联电阻
电路中的总电阻
流过的电流
电压表此时测量路端电压，读数
（3）电源总功率
电源输出功率
18．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）电动机正常工作时两端电压等于额定电压，故电源路端电压为。闭合电路中电源电流为，由闭合电路欧姆定律得
代入数据得
（2）电动机正常工作时，额定电压和额定功率分别为，。由电功率公式可得，所以
代入数据得
线圈电阻产生的热功率由焦耳定律得，根据能量转化关系，所以
（3）设通过的电流为，通过和的电流分别为，，两端电压为。由节点电流关系得
代入前两问结果得。由欧姆定律，两端电压为，故并联部分两端电压为
代入得
因和并联，两者两端电压均为。由欧姆定律得，且节点电流满足
代入得，。由欧姆定律得
19．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）设内阻电压为，电路保护电阻电压为,该题为带电动机的电路问题，则由非纯电阻电路欧姆定律可得，，
代入题中数据解得
（2）水泵功率
则水泵每秒消耗电能
（3）每秒抽出水流增加机械能为
代入题中数据解得
由题中可知水泵每秒输出能量等于水流机械能的增加，则可得
电动机为非纯电阻电路，则水泵总耗能满足
电阻产热
在每秒内
联立可解得
答案第4页（共5页）
答案第3页（共5页）电路中的能量转化（功、功率）
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．将“24 V，6 W”和“24 V，12 W”的两只灯泡串联后接在电源两端，不考虑温度对灯丝电阻的影响，则（ ）
A．若电源提供24 V恒定电压时，两灯均正常发光
B．电路中允许通过的最大电流为0.5 A
C．灯消耗的功率更小
D．两灯的最大总功率为9 W
2．如图所示，两盏完全相同的灯泡接入图甲、图乙所示的电路中，图甲中电源电压为U，图乙中电源电压为2U，、是两个滑动变阻器，调节、使灯泡均正常发光，则关于这两个电路下列说法正确的是（ ）
A．、两端的电压之比为
B．、消耗的电功率之比为
C．、的电阻值之比为
D．通过、的电流之比为
3．某电动汽车装配了120块“刀片电池”，每块“刀片电池”的容量是，平均工作电压是3.2 V，则下列说法正确的是（ ）
A．单块电池充满电后储存的电荷量是200 C
B．单块电池充满电后储存的电能是
C．若某块电池充电电流是200 A，则经过30 min可将该电池从其容量的30%充到80%
D．若该车在某次行驶中平均能耗是，则其续航里程是640 km
4．关于电功、电功率和焦耳热，下列说法正确的是（　　）
A．电功率越大的用电器，电流做的功一定越多
B．由可知，电功率大的用电器在相同时间内电流做的功多
C．焦耳定律只适用于纯电阻电路
D．1 kW·h 是电功率的单位
5．一辆电动小车上的光伏电池，将太阳能转换成的电能全部给电动机供电，刚好维持小车以速度v匀速运动，此时电动机的效率为50%。已知小车的质量为m，运动过程中受到的阻力f=kv（k为常量），该光伏电池的光电转换效率为η，则光伏电池单位时间内获得的太阳能为（　　）
A． B．
C． D．
6．电动自行车具有低噪声、无废气、无油污等优点，而且骑行简单方便，受到广大上班族的喜欢。下表显示了国产某品牌电动自行车的信息及所用电动机的主要技术参数，不计其自身机械损耗，则由表中参数可以求得该电动自行车的电动机内阻约为（ ）
A． B． C． D．
7．太阳能汽车利用太阳能给车载动力电池充电，再利用电能驱动，实现了节能减排。某辆太阳能汽车在水平路面上以的速度匀速行驶时，驱动电机的工作电压、电流。已知驱动电机能够将输入功率的转化为牵引汽车前进的机械功率。下列说法正确的是（ ）
A．驱动电机的内阻为 B．驱动电机的内阻为0.5Ω
C．汽车所受阻力为36N D．汽车所受阻力为
8．微信运动步数的测量是通过手机内电容式加速度传感器实现的。如图， 极板固定，当手机的加速度变化时， 极板只能按图中标识的“前后”方向运动。图中为定值电阻。下列对传感器描述正确的是（ ）
A．由静止突然向前加速时，电流由向流过电流表
B．由静止突然向前加速时，电容器的电容增大
C．静止时，电流表示数为零，电容器两极板不带电
D．保持向前匀减速运动时，电阻以恒定功率发热
9．心脏除颤仪可以在危机时刻挽救心脏病患者的生命，如图所示，其工作原理是通过一个充好电的电容器对心颤患者皮肤上的两个电极板放电，刺激心颤患者的心脏恢复正常跳动。某心脏除颤仪的电容为15 F，充电至的电压，如果电容器在2ms时间内放电至两极板之间的电压为0（已知电容器储存电能的表达式），则下列说法正确的是（　　）
A．该除颤仪工作时电容器释放的平均电功率约为60kW
B．该除颤仪工作时通过人体的平均电流可达3A
C．该除颤仪放电时流过人体的电荷量为
D．以除颤仪两极为电阻端点，人体的电阻大约为
10．如图甲所示，Robot是一种智能机器人。图乙为其内部电动机的工作原理简图，线圈电阻为R的电动机直接接在电动势为E、内阻未知的直流电源两端。当电动机两端的电压为U，电流I为时，电动机恰好能正常工作，下列说法中正确的是（　　）
A．电源的内阻为 B．电源的输出功率为
C．电动机消耗的总功率为 D．电动机的输出功率为UI
11．某型号电动车使用“48V，0.48kW”电动机，由4个“12V，30A·h”内阻可忽略的电池串联起来供电，已知电动机的内阻为0.5Ω。下列说法正确的是（ ）
A．四个电池充满电后储存的电能为1440J
B．电动机正常工作时，输出的功率为480W
C．电动机正常工作时，通过的电流为9.6A
D．电动机正常工作时，电动机的热功率为50W
12．追觅H20 Ultra旋锋版是追觅2024年4月推出的无线洗地机。以其智能水控技术、万向轮、探底躺平技术，解决毛发缠绕问题等优点，广受用户喜爱。已知其电池容量，额定工作电压，额定功率。则下列说法正确的是（ ）
A．“”是能量的单位
B．洗地机正常工作时电能全部转化为热能
C．洗地机正常工作时的电流是
D．洗地机充满电后最长正常工作时间为
二、多选题
13．如图甲所示电路中，电源电动势为3.0V，内阻不计，为3个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。开关S闭合后下列判断正确的是（ ）
A．电流为电流的2倍 B．此时的电阻约为7.5
C．的电阻相等 D．此时消耗的电功率为0.3W
14．关于电功W和电热Q的说法正确的是（　　）
A．在任何电路中都有、且
B．在任何电路中都有、，但W不一定等于Q
C．、均只有在纯电阻电路中才成立
D．纯电阻电路中能计算电路生成的热量，可以计算任何电路生成的热量
三、解答题
15．如图所示的电路中，电阻，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片使处于某一位置时，电压表的示数为，电流表的示数为。求：通电电流通过电阻做的功和滑动变阻器消耗的电功率（电表为理想电表）。
16．一台小型电动机在5 V电压下工作，用此电动机提升重力为2 N的物体时，通过它的电流是0.2 A。在10 s内该物体被匀速提升1m。若不计一切摩擦和阻力，求：
(1)电动机的输出功率；
(2)电动机线圈的电阻。
17．某一用直流电动机提升重物的装置，重物的质量m=50kg，电源电压为120V，当电动机以恒定的速度向上提升重物时，电动机线圈的发热功率是150W，电流I=5A。g取．则
(1)电动机线圈的电阻R等于多少？
(2)若电动机因故障不能转动，这时通过电动机线圈的电流为多大？电动机消耗的电功率又为多大？
(3)保持电源电压不变，求该电动机的最大输出机械功率，以及提升该重物对应的最大提升速度。
试卷第2页（共3页）
试卷第3页（共3页）
《电路中的能量转化（功、功率）》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D D C B C B B A A A
题号 11 12 13 14
答案 D D BD BD
1．D
【详解】A．根据，可得，
根据，可得额定电流，
电源电压为24V时，串联分压满足
解得，
均不等于额定电压，两灯都不能正常发光，故A错误；
B．串联电路电流处处相等，为保证电路安全，最大电流不能超过两灯额定电流的较小值，即，故B错误；
C．串联电路电流相同，实际功率，因，故，消耗的功率更大，故C错误；
D．两灯的最大总功率，故D正确。
故选D。
2．D
【详解】A．设每盏灯正常发光时的电流、电压分别为 IL、UL。
图甲中两灯并联后与 R 串联，每盏灯均正常发光，通过 R 的电流为 2IL，R 两端电压为
图乙中两灯与 R 串联，每盏灯均正常发光，通过 R 的电流为 IL，R 两端电压为
图甲、图乙中变阻器分压之比为故 R 、R 两端电压之比1:2，A错误；
B．两变阻器消耗的电功率
均为 2IL(U－UL)，、消耗的电功率之比为 1:1，B错误；
C．由欧姆定律，
得、的电阻值之比为1:4，C错误；
D．通过 、 的电流
通过、的电流之比为2:1，D正确。
故选D
3．C
【详解】A．单块电池充满电后储存的电荷量
远大于200C，故A错误；
B．单块电池充满电后储存的电能
是120块电池的总电能，故B错误；
C．充电电流200A、30min充入的电荷量
占总容量的比例为
因此可将电池从容量30%充到
故C正确；
D．120块电池总电能
续航里程
不等于640km，故D错误。
故选C。
4．B
【详解】A．由可知，电流做功的多少不仅取决于电功率，还与通电时间有关，A错误；
B．由可知，电功率大的用电器在相同时间内电流做的功多，B正确；
C．焦耳定律是电流热效应的普遍规律，对纯电阻电路和非纯电阻电路都适用，C错误；
D．kW·h 是电功（电能）的单位，电功率的单位是瓦特（W），D错误。
故选B。
5．C
【详解】 小车匀速运动，受力平衡，牵引力与阻力大小相等
小车的机械输出功率为
电动机效率为50%，即
可得电动机输入的电功率
由能量守恒定律可得， 光伏电池光电转换效率，其中为单位时间内光伏电池获得的太阳能
解得
故选C。
6．B
【详解】设电动机内阻为r，电动机的输出功率为
其中I=3.5A，U=40V，P出=120W
代入上式得。
故选B。
7．B
【详解】AB．根据
可得驱动电机的内阻为 ，故A错误，B正确；
CD．由题意知，根据
可得汽车所受阻力为 ，故CD错误。
故选B。
8．A
【详解】AB．由静止突然向前加速时，N板向后运动，则板间距变大，根据可知，电容器的电容减小，电容器保持与电源连接不变，根据知，电容器带电量减小，则电容器放电，则电流由向流过电流表，故B错误，A正确；
C．静止时，板不动，电容器的电容不变，则电容器电量不变，电流表示数为零，但电容器两极板带电，故C错误；
D．保持向前匀减速运动时，加速度恒定不变，则 板的位置在某位置不动，电容器电量不变，电路中无电流，则电阻发热功率为零，故D错误。
故选A。
9．A
【详解】A．该除颤仪工作时电容器释放的平均电功率约为
故A正确；
B．根据电容器电容的定义式有
该除颤仪工作时通过人体的平均电流
解得I=30A
故B错误；
C．结合上述解得，该除颤仪放电时流过人体的电荷量为
故C错误；
D．根据欧姆定律有
故D错误。
故选A。
10．A
【详解】A．根据闭合电路欧姆定律得
解得
故A正确；
B．电源的输出功率为总功率与内阻热功率之差，即
故B错误；
C．电动机消耗的总功率为电动机的电压与电流的乘积，即
故C错误；
D．电动机的总功率等于热功率与输出功率之和，可知电动机的输出功率为
故D错误。
故选A。
11．D
【详解】A．四个电池充满电后储存的总电能为，故A错误；
B．电动机正常工作时额定输入功率为，电动机为非纯电阻用电器，输出功率，故B错误；
C．电动机正常工作时，由得工作电流，故C错误；
D．由焦耳定律，电动机的热功率，故D正确。
故选D。
12．D
【详解】A．洗地机铭牌标注的“mA·h”是电池容量（时间与电流的乘积）的单位，而不是能量的单位，故A错误；
B．洗地机正常工作时电能转化为热能和机械能，故B错误；
C．洗地机正常工作时的电流约为，故C错误；
D．电池充满电时储存的电能大约为
洗地机充满电后一次工作时间约为，故D正确；
故选D。
13．BD
【详解】A．根据图像，的电压为3.0伏，对应的电流约为0.26A，两端电压为1.5V，对应的电流为0.2A，电流不是电流的2倍，A错误；
BC．此时三个灯泡的电阻约为，
B正确，C错误；
D．此时消耗的电功率为，D正确。
故选BD。
14．BD
【详解】A．在任何电路中，电功公式和电热公式均成立，但仅在纯电阻电路中成立。非纯电阻电路中，故A错误；
B．在任何电路中，和均成立，但是否等于取决于电路是否为纯电阻电路，所以W不一定等于Q，故B正确；
C．、的适用性不依赖于电路是否为纯电阻，故C错误；
D．在纯电阻电路中，可计算热量；而能计算任何电路生成的热量，故D正确。
故选BD。
15．，
【详解】由电路图可知，电阻与滑动变阻器串联，电流表测量电路中的电流，电压表测量滑动变阻器两端的电压。
因电表为理想电表，通过电阻和滑动变阻器的电流均为
通电电流通过电阻做的功为
滑动变阻器两端的电压为
滑动变阻器消耗的电功率为
16．(1)0.2 W
(2)20 Ω
【详解】（1）电动机的输入功率为P入＝UI＝1W
物体被匀速提升的速度
电动机提升物体的机械功率P机＝Fv＝mgv＝0.2W
（2）根据能量关系有P入＝P机＋PQ
产生的热功率PQ＝P入－P机＝0.8W
而PQ＝I2R
电动机线圈电阻R＝20Ω
17．(1)
(2)20A，2400W
(3)600W，
【详解】（1）由能量关系
故
（2）电动机转动时为非纯电阻，此时或，当因故障停止转动后，电动机转化为纯电阻，此时电流增大了，或，故此时电流
电动机消耗的电功率为
（3）由，得
因为电动机线圈电阻，电源电压，均为定值，调节输入电动机线圈的电流I，可有最大值，因此对上式进行配方，有
当时，有最大值，即时，电动机获得的最大机械功率
由，得重物的最大提升速度
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