1、闭合电路 电能与能源的可持续发展(时间：90分钟满分：100分)一、单项选择题(本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)1额定电压、额定功率相同的电风扇、电烙铁和日光灯，各自在额定电压下工作了相同时间，比较它们产生的热量，结果是()A电风扇最多B电烙铁最多C日光灯最多 D一样多解析：选B电风扇把电能主要转化为机械能，日光灯把电能主要转化为光能，因此只有电烙铁把电能完全转化为热量，故选B。2某一阻值为R的导体，通过的电流大小为I时，在时间t内产生的热量为Q；若保持I、R不变，通电时间变为2t，则产生的热量为()A4Q B2QC D解析：选B根据焦耳
2、定律可知QI2Rt，若保持I、R不变，通电时间变为2t，则产生的热量为QI2R(2t)2Q，故选B。3如图所示为甲、乙两灯泡的IU图像，根据图像，计算甲、乙两灯泡并联在电压为220 V的电路中时实际发光的功率约为()A15 W30 W B30 W40 WC40 W60 W D60 W100 W解析：选C从图像的横坐标(U)为220 V的刻度可找出对应的纵坐标(I)的值分别为I甲0.18 A，I乙0.27 A。则P甲UI甲40 W，P乙UI乙60 W，C正确。4如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r。闭合开关S，在滑动变阻器的滑片P向左移动的过程中，下列说法正确的是()A电容器C上的电荷量
3、增加B电源的总功率变小C电压表读数变大D电流表读数变大解析：选D当滑片向左滑动的过程中，其有效阻值变小，所以根据闭合电路欧姆定律得知，干路电流变大，电源的内电压变大，路端电压变小，则电流表读数变大，电压表读数变小，故C错误，D正确；与滑动变阻器并联的电容器两端电压变小，电容不变，则由C知电容器C上电荷量减小，故A错误；电源的总功率PEI，与电流的大小成正比，则知电源的总功率变大，故B错误。5如图所示电路，电阻R1未知。闭合开关，移动滑动变阻器R2的滑片P，通过电压表、电流表示数可以求得的物理量是()AE BrCE和r DE和r都不能解析：选A闭合开关，移动滑动变阻器R2的滑片P，记下电压表和电
4、流表的读数U1和I1，再次改变滑片P的位置，得到电压表和电流表的读数U2和I2，则由闭合电路欧姆定律得EU1I1(R1r)，EU2I2(R1r)，由于R1未知，所以通过化简，只能求出电源的电动势为E，所以A正确，B、C、D错误。6如图所示的火警报警装置，R1为热敏电阻，若温度升高，则R1的阻值会急剧减小，从而引起电铃两端电压的增加，当电铃两端电压达到一定值时，电铃会响。下列说法正确的是()A要使报警的临界温度升高，可以适当增大电源的电动势B要使报警的临界温度升高，可以把R2的滑片P适当向下移C要使报警的临界温度降低，可以适当减小电源的电动势D要使报警的临界温度降低，可以把R2的滑片P适当向下移
5、解析：选D要使报警的临界温度升高，R1对应的阻值减小，电路中电流会增大，电铃两端的电压会增大，而电铃电压达到一定值时，电铃会响，要使电铃两端的电压仍为原来的值，必须适当减小电源的电动势，相反，要使报警的临界温度降低，可以适当增大电源的电动势，故A、C错误；要使报警的临界温度升高，R1对应的阻值减小，根据串联电路的特点可知，将使电铃的电压增大，要使电铃的电压仍为原来的值，可以把R2的滑片P适当向上移，以减小R2；相反，要使报警的临界温度降低，可以把R2的滑片P适当向下移，故B错误，D正确。7电动动力平衡车非常受年轻人的喜爱，如图所示为某款电动平衡车的部分参数，则该电动平衡车()电池容量：5 00
6、0 mAh充电器输出：直流24 V/1 000 mA续航里程：40 km额定功率：40 W行驶速度：20 km/h工作电压：24 VA电池从完全没电到充满电所需的时间约为8.3 hB电池最多能储存的电能为4.32105 JC行驶时的工作电流为1 AD充满电后能工作5 h解析：选B由于电池容量是5 000 mAh，即q5 0001033 600 C1.8104 C，充电器输出电流为1000 mA，所以充电时间为t5 h，故A错误；最多能储存的电能为WqU1.810424 J4.32105 J，故B正确；额定功率为40 W，工作电压为24 V，则行驶时的工作电流为I A A，故C错误；充满电后能工
7、作时间t s3 h，故D错误。8.(2021广州检测)在如图所示的UI图像中，直线为某一电源的路端电压与电流的关系图像，直线为某一电阻R的伏安特性曲线。用该电源与电阻R组成闭合电路。由图像判断错误的是()A电源的电动势为3 V，内阻为0.5 B电阻R的阻值为1 C电源的效率为80%D电源的输出功率为4 W解析：选C根据闭合电路欧姆定律得：UEIr，当I0时，UE，由题图读出电源的电动势E3 V，内阻等于图线的斜率的绝对值，则：r 0.5 ，A正确；根据图像可知电阻R1 ，B正确；电源的效率：100%100%100%66.7%，C错误；两图线的交点表示该电源直接与电阻R相连组成闭合电路时工作状态
8、，由题图读出电压U2 V，电流I2 A，则电源的输出功率为：P出UI4 W，D正确。二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)9如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，电路正常工作，过了一会儿，电流表A的示数变为零。若电路中故障发生在灯L、电阻R上，用一根导线来判断电路故障，则下列判断正确的是()A将导线并联在R两端，电流表无示数，一定是L断路B将导线并联在L两端，电流表无示数，一定是R断路C将导线并联在R两端，电流表有示数，一定是R断路D将导线并联在L两端，电流表有示数，一定
9、是L断路解析：选CD电流表A的示数变为零，说明电路故障为断路。将导线与用电器并联进行检测时，若电流表有示数，说明与导线并联的用电器断路；若电流表无示数，说明另一个用电器断路或两个用电器都断路。若将导线并联在R两端，电流表无示数，则可能是L断路，也可能是R、L都断路，故选项A错误；若将导线并联在L两端，电流表无示数，则可能是R断路，也可能是R、L都断路，故选项B错误；若将导线并联在R两端，电流表有示数，则一定是R断路，选项C正确；若将导线并联在L两端，电流表有示数，则一定是L断路，选项D正确。10国庆期间小明去逛超市，遇促销打折买了一个电吹风，电吹风的使用说明书上给出了如表所示的参数及图示电路图
10、。下列说法正确的是()电吹风铭牌参数额定电压220 V额定功率热风1 000 W冷风250 WA该电吹风发热电阻R的阻值约为64.5 B该电吹风电动机M的内阻为193.6 C当开关S1断开、S2闭合时，电吹风吹冷风D当开关S1、S2均闭合时，电动机每秒钟消耗的电能为1 000 J解析：选AC由题中表格可知发热电阻的功率PRPPM1 000 W250 W750 W，所以该电吹风发热电阻R的阻值R 64.5 ，故A正确；电动机正常工作过程为非纯电阻，不能使用公式R计算电动机内阻，故B错误；由题图可知当开关S1断开、S2闭合时，发热电阻断路，电动机工作，故吹冷风，故C正确；当开关S1、S2均闭合时，
11、电动机正常工作，功率仍然为250 W，故电动机每秒钟消耗的电能为WPt2501 J250 J ，故D错误；故选A、C。11如图所示电路中，电源内阻不能忽略。闭合S后，调节R的阻值，使电压表示数增大U，在这一过程中，有()A通过R1的电流增大BR2两端电压减小UC通过R2的电流减小量小于D路端电压增大量为U解析：选AC由电流I可知，当电压增加U时，通过R1的电流就增加，故A正确；由于电源的内阻不能忽略，故R2两端电压减小量比U小，B错误，C正确；因R2两端的电压减小，故路端电压增大量比U要小，故D错误。12(2020江苏高考)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
12、S闭合，启动电机工作，车灯突然变暗，此时()A车灯的电流变小B路端电压变小C电路的总电流变小D电源的总功率变大解析：选ABD开关S闭合，启动电机工作，外电路的总电阻减小，由闭合电路的欧姆定律可知总电流增大，电源的内阻分压增大，路端电压减小，则车灯两端的电压减小，流过车灯的电流减小，A、B正确，C错误；由PEI可知，由于电路的总电流增大，则电源的总功率增大，D正确。三、非选择题(本题共6小题，共60分)13(8分)为了测量电阻，现取一只已经完成机械调零的多用电表，如图所示，请根据下列步骤完成电阻测量。(1)将K旋转到电阻挡“100”的位置。(2)将插入“”“”插孔的表笔短接，旋动部件_(选填“C
13、”或“D”)，使指针对准电阻的“0”刻度线。(3)将调好零的多用电表按正确步骤测量一电学元件P的电阻，P的两端分别接a、b，指针指示位置如图所示。为使测量比较精确，应将选择开关旋到_(选填“1”“10”或“1 k”)的倍率挡位上，并重新调零，再进行测量。解析：(2)在进行电阻测量时，每次调整挡位均应进行欧姆调零，即旋转部件D。(3)由题图知测电阻时指针的偏角太大，说明电阻较小，应换10挡，并需重新欧姆调零。答案：(2)D(3)1014(10分)(2020山东等级考)实验方案对实验测量的精度有直接的影响，某学习小组对“测量电源的电动势和内阻”的实验方案进行了探究。实验室提供的器材有：干电池一节(
14、电动势约1.5 V，内阻小于1 )；电压表V(量程3 V，内阻约3 k)；电流表A(量程0.6 A，内阻约1 )；滑动变阻器R(最大阻值为20 )；定值电阻R1(阻值2 )；定值电阻R2(阻值5 )；开关一个，导线若干。(1)该小组按照图甲所示的电路进行实验，通过调节滑动变阻器阻值使电流表示数逐渐接近满偏，记录此过程中电压表和电流表的示数，利用实验数据在UI坐标纸上描点，如图乙所示，结果发现电压表示数的变化范围比较小，出现该现象的主要原因是_。(单选，填正确答案标号)A电压表分流 B干电池内阻较小C滑动变阻器最大阻值较小 D电流表内阻较小(2)针对电压表示数的变化范围比较小的问题，该小组利用实
15、验室提供的器材改进了实验方案，重新测量得到的数据如下表所示。序号1234567I/A0.080.140.200.260.320.360.40U/V1.351.201.050.880.730.710.52请根据实验数据，回答以下问题：图丙上已标出后3组数据对应的坐标点，请在图丙上标出前4组数据对应的坐标点并画出UI图像。根据实验数据可知，所选的定值电阻为_(填“R1”或“R2”)。用笔画线代替导线，请按照改进后的方案，将图丁中的实物图连接成完整电路。解析：(1)路端电压UR，若电源内阻远小于外电路总电阻，则电压表示数总是接近电源的电动势，变化范围小，故B项正确。(2)根据数据描点并连成一条直线，
16、如图1所示。由图像可知E1.55 V，U0时I0.59 A，故r2.63 ，由于2 r5 ，又rrR(r为电源内阻，R为定值电阻)，故定值电阻只能是R1。先画出电路原理图，如图2所示，然后依据电路原理图将各仪器依次连接起来。实物电路图连接如图3所示。答案：(1)B(2)见解析图1R1见解析图315(12分)电动玩具汽车的直流电动机电阻一定，当加上0.3 V电压时，通过的电流为0.3 A，此时电动机没有转动。当加上3 V电压时，电流为1 A，这时电动机正常工作。求：(1)电动机的电阻大小；(2)电动机正常工作时消耗的电功率；(3)电动机正常工作时的机械功率。解析：(1)当电动机没有转动时电动机的
17、电阻：R 1 。(2)电动机正常工作时消耗的电功率：PUI31 W3 W。(3)电动机正常工作时的机械功率：PPI2R3 W121 W2 W。答案：(1)1 (2)3 W (3)2 W16(10分)如图所示，R为电阻箱，电压表为理想电压表，电源电动势E6 V，当电阻箱阻值为R5 时，闭合开关S后，电压表读数U5 V，求：(1)电路中的电流I和电源内阻r；(2)电源的输出功率P和效率。解析：(1)由欧姆定律可得I1 A再由闭合电路的欧姆定律可得EI(Rr)解得r1 。(2)由电功率公式得电源的输出功率PUI5 W电路的总功率为P总EI6 W则效率为100%83.3%。答案：(1)1 A1 (2)
18、5 W83.3%17(10分)如图所示，电源电动势 E10 V，内阻 r1 ，定值电阻 R13 。开关S断开时，定值电阻 R2的功率为 6 W，电源的输出功率为 9 W。开关S 接通后，理想电流表的读数为 1.25 A。求：(1)断开开关S时电流表的读数；(2)定值电阻 R3的阻值。解析：(1)开关断开时，电阻R1消耗的功率为：P1P出P23 W。根据P1I2R1，解得I1 A。(2)由闭合电路的欧姆定律 EI(R1R并r)，R并，又P2I2R2，解得R312 。答案：(1)1 A (2)12 18(10分)如图所示，已知路端电压U18 V，电容器C16 F、C23 F，电阻R16 、R23
19、。当开关S断开时，A、B两点间的电压UAB等于多少？当S闭合时，电容器C1的电荷量改变了多少？解析：在电路中电容器C1、C2相当于断路。当S断开时，电路中无电流，B、C等势，A、D等势，因此UABU18 V。当S断开时，UAC18 V，电容器C1带电荷量为Q1C1UAC610618 C1.08104 C当S闭合时，R1和R2串联，电容器C1与R1并联，电容器C1两端的电压即电阻R1两端的电压，由串联电路的电压分配关系得UACU18 V12 V此时电容器C1的带电荷量为QC1UAC610612 C7.2105 C电容器C1带电荷量的变化量为QQQ13.6105 C负号表示减少，即C1的带电荷量减少了3.6105 C。答案：18 V减少了3.6105 C- 9 -