2024-2025學年新教材高中物理第四章閉合電路電能與能源的可持續(xù)發(fā)展階段評價含解析粵教版必修3

PAGE9-閉合電路電能與能源的可持續(xù)發(fā)展(時間：90分鐘滿分：100分)一、單項選擇題(本題共8小題，每小題3分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的)1．額定電壓、額定功率相同的電風扇、電烙鐵和日光燈，各自由額定電壓下工作了相同時間，比較它們產生的熱量，結果是()A．電風扇最多 B．電烙鐵最多C．日光燈最多 D．一樣多解析：選B電風扇把電能主要轉化為機械能，日光燈把電能主要轉化為光能，因此只有電烙鐵把電能完全轉化為熱量，故選B。2．某一阻值為R的導體，通過的電流大小為I時，在時間t內產生的熱量為Q；若保持I、R不變，通電時間變?yōu)?t，則產生的熱量為()A．4Q B．2QC．eq\f(Q,2) D．eq\f(Q,4)解析：選B依據焦耳定律可知Q＝I2Rt，若保持I、R不變，通電時間變?yōu)?t，則產生的熱量為Q′＝I2R(2t)＝2Q，故選B。3．如圖所示為甲、乙兩燈泡的I-U圖像，依據圖像，計算甲、乙兩燈泡并聯(lián)在電壓為220V的電路中時實際發(fā)光的功率約為()A．15W30W B．30W40WC．40W60W D．60W100W解析：選C從圖像的橫坐標(U)為220V的刻度可找出對應的縱坐標(I)的值分別為I甲＝0.18A，I乙＝0.27A。則P甲＝UI甲≈40W，P乙＝UI乙≈60W，C正確。4．如圖所示的電路中，電源的電動勢為E，內阻為r。閉合開關S，在滑動變阻器的滑片P向左移動的過程中，下列說法正確的是()A．電容器C上的電荷量增加B．電源的總功率變小C．電壓表讀數(shù)變大D．電流表讀數(shù)變大解析：選D當滑片向左滑動的過程中，其有效阻值變小，所以依據閉合電路歐姆定律得知，干路電流變大，電源的內電壓變大，路端電壓變小，則電流表讀數(shù)變大，電壓表讀數(shù)變小，故C錯誤，D正確；與滑動變阻器并聯(lián)的電容器兩端電壓變小，電容不變，則由C＝eq\f(Q,U)知電容器C上電荷量減小，故A錯誤；電源的總功率P＝EI，與電流的大小成正比，則知電源的總功率變大，故B錯誤。5．如圖所示電路，電阻R1未知。閉合開關，移動滑動變阻器R2的滑片P，通過電壓表、電流表示數(shù)可以求得的物理量是()A．E B．rC．E和r D．E和r都不能解析：選A閉合開關，移動滑動變阻器R2的滑片P，登記電壓表和電流表的讀數(shù)U1和I1，再次變更滑片P的位置，得到電壓表和電流表的讀數(shù)U2和I2，則由閉合電路歐姆定律得E＝U1＋I1(R1＋r)，E＝U2＋I2(R1＋r)，由于R1未知，所以通過化簡，只能求出電源的電動勢為E＝eq\f(U1I2－U2I1,I2－I1)，所以A正確，B、C、D錯誤。6．如圖所示的火警報警裝置，R1為熱敏電阻，若溫度上升，則R1的阻值會急劇減小，從而引起電鈴兩端電壓的增加，當電鈴兩端電壓達到肯定值時，電鈴會響。下列說法正確的是()A．要使報警的臨界溫度上升，可以適當增大電源的電動勢B．要使報警的臨界溫度上升，可以把R2的滑片P適當向下移C．要使報警的臨界溫度降低，可以適當減小電源的電動勢D．要使報警的臨界溫度降低，可以把R2的滑片P適當向下移解析：選D要使報警的臨界溫度上升，R1對應的阻值減小，電路中電流會增大，電鈴兩端的電壓會增大，而電鈴電壓達到肯定值時，電鈴會響，要使電鈴兩端的電壓仍為原來的值，必需適當減小電源的電動勢，相反，要使報警的臨界溫度降低，可以適當增大電源的電動勢，故A、C錯誤；要使報警的臨界溫度上升，R1對應的阻值減小，依據串聯(lián)電路的特點可知，將使電鈴的電壓增大，要使電鈴的電壓仍為原來的值，可以把R2的滑片P適當向上移，以減小R2；相反，要使報警的臨界溫度降低，可以把R2的滑片P適當向下移，故B錯誤，D正確。7．電動動力平衡車特別受年輕人的寵愛，如圖所示為某款電動平衡車的部分參數(shù)，則該電動平衡車()電池容量：5000mA·h充電器輸出：直流24V/1000mA續(xù)航里程：40km額定功率：40W行駛速度：≤20km/h工作電壓：24VA．電池從完全沒電到充溢電所需的時間約為8.3hB．電池最多能儲存的電能為4.32×105JC．行駛時的工作電流為1AD．充溢電后能工作5h解析：選B由于電池容量是5000mA·h，即q＝5000×10－3×3600C＝1.8×104C，充電器輸出電流為1000mA，所以充電時間為t＝eq\f(q,t)＝eq\f(5000mA·h,1000mA)＝5h，故A錯誤；最多能儲存的電能為W＝qU＝1.8×104×24J＝4.32×105J，故B正確；額定功率為40W，工作電壓為24V，則行駛時的工作電流為I＝eq\f(P,U)＝eq\f(40,24)A＝eq\f(5,3)A，故C錯誤；充溢電后能工作時間t′＝eq\f(W,P)＝eq\f(4.32×105,40)s＝3h，故D錯誤。8.(2024·廣州檢測)在如圖所示的U-I圖像中，直線Ⅰ為某一電源的路端電壓與電流的關系圖像，直線Ⅱ為某一電阻R的伏安特性曲線。用該電源與電阻R組成閉合電路。由圖像推斷錯誤的是()A．電源的電動勢為3V，內阻為0.5ΩB．電阻R的阻值為1ΩC．電源的效率為80%D．電源的輸出功率為4W解析：選C依據閉合電路歐姆定律得：U＝E－Ir，當I＝0時，U＝E，由題圖讀出電源的電動勢E＝3V，內阻等于圖線的斜率的肯定值，則：r＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔU,ΔI)))＝eq\f(3,6)Ω＝0.5Ω，A正確；依據圖像可知電阻R＝eq\f(U,I)＝1Ω，B正確；電源的效率：η＝eq\f(P出,P總)×100%＝eq\f(UI,EI)×100%＝eq\f(2,3)×100%＝66.7%，C錯誤；兩圖線的交點表示該電源干脆與電阻R相連組成閉合電路時工作狀態(tài)，由題圖讀出電壓U＝2V，電流I＝2A，則電源的輸出功率為：P出＝UI＝4W，D正確。二、多項選擇題(本題共4小題，每小題4分，共16分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分)9．如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，閉合開關S，電路正常工作，過了一會兒，電流表A的示數(shù)變?yōu)榱?。若電路中故障發(fā)生在燈L、電阻R上，用一根導線來推斷電路故障，則下列推斷正確的是()A．將導線并聯(lián)在R兩端，電流表無示數(shù)，肯定是L斷路B．將導線并聯(lián)在L兩端，電流表無示數(shù)，肯定是R斷路C．將導線并聯(lián)在R兩端，電流表有示數(shù)，肯定是R斷路D．將導線并聯(lián)在L兩端，電流表有示數(shù)，肯定是L斷路解析：選CD電流表A的示數(shù)變?yōu)榱?，說明電路故障為斷路。將導線與用電器并聯(lián)進行檢測時，若電流表有示數(shù)，說明與導線并聯(lián)的用電器斷路；若電流表無示數(shù)，說明另一個用電器斷路或兩個用電器都斷路。若將導線并聯(lián)在R兩端，電流表無示數(shù)，則可能是L斷路，也可能是R、L都斷路，故選項A錯誤；若將導線并聯(lián)在L兩端，電流表無示數(shù)，則可能是R斷路，也可能是R、L都斷路，故選項B錯誤；若將導線并聯(lián)在R兩端，電流表有示數(shù)，則肯定是R斷路，選項C正確；若將導線并聯(lián)在L兩端，電流表有示數(shù)，則肯定是L斷路，選項D正確。10．國慶期間小明去逛超市，遇促銷打折買了一個電吹風，電吹風的運用說明書上給出了如表所示的參數(shù)及圖示電路圖。下列說法正確的是()電吹風銘牌參數(shù)額定電壓220V額定功率熱風1000W冷風250WA．該電吹風發(fā)熱電阻R的阻值約為64.5ΩB．該電吹風電動機M的內阻為193.6ΩC．當開關S1斷開、S2閉合時，電吹風吹冷風D．當開關S1、S2均閉合時，電動機每秒鐘消耗的電能為1000J解析：選AC由題中表格可知發(fā)熱電阻的功率PR＝P－PM＝1000W－250W＝750W，所以該電吹風發(fā)熱電阻R的阻值R＝eq\f(U2,PR)＝eq\f(2202,750)Ω≈64.5Ω，故A正確；電動機正常工作過程為非純電阻，不能運用公式R＝eq\f(U2,PM)計算電動機內阻，故B錯誤；由題圖可知當開關S1斷開、S2閉合時，發(fā)熱電阻斷路，電動機工作，故吹冷風，故C正確；當開關S1、S2均閉合時，電動機正常工作，功率仍舊為250W，故電動機每秒鐘消耗的電能為W＝Pt＝250×1J＝250J，故D錯誤；故選A、C。11．如圖所示電路中，電源內阻不能忽視。閉合S后，調整R的阻值，使電壓表示數(shù)增大ΔU，在這一過程中，有()A．通過R1的電流增大eq\f(ΔU,R1)B．R2兩端電壓減小ΔUC．通過R2的電流減小量小于eq\f(ΔU,R2)D．路端電壓增大量為ΔU解析：選AC由電流I＝eq\f(U,R)可知，當電壓增加ΔU時，通過R1的電流就增加eq\f(ΔU,R1)，故A正確；由于電源的內阻不能忽視，故R2兩端電壓減小量比ΔU小，B錯誤，C正確；因R2兩端的電壓減小，故路端電壓增大量比ΔU要小，故D錯誤。12．(2024·江蘇高考)某汽車的電源與啟動電機、車燈連接的簡化電路如圖所示。當汽車啟動時，開關S閉合，啟動電機工作，車燈突然變暗，此時()A．車燈的電流變小B．路端電壓變小C．電路的總電流變小D．電源的總功率變大解析：選ABD開關S閉合，啟動電機工作，外電路的總電阻減小，由閉合電路的歐姆定律可知總電流增大，電源的內阻分壓增大，路端電壓減小，則車燈兩端的電壓減小，流過車燈的電流減小，A、B正確，C錯誤；由P＝EI可知，由于電路的總電流增大，則電源的總功率增大，D正確。三、非選擇題(本題共6小題，共60分)13．(8分)為了測量電阻，現(xiàn)取一只已經完成機械調零的多用電表，如圖所示，請依據下列步驟完成電阻測量。(1)將K旋轉到電阻擋“×100”的位置。(2)將插入“＋”“－”插孔的表筆短接，旋動部件______(選填“C”或“D”)，使指針對準電阻的“0”刻度線。(3)將調好零的多用電表按正確步驟測量一電學元件P的電阻，P的兩端分別接a、b，指針指示位置如圖所示。為使測量比較精確，應將選擇開關旋到________(選填“×1”“×10”或“×1k”)的倍率擋位上，并重新調零，再進行測量。解析：(2)在進行電阻測量時，每次調整擋位均應進行歐姆調零，即旋轉部件D。(3)由題圖知測電阻時指針的偏角太大，說明電阻較小，應換×10擋，并需重新歐姆調零。答案：(2)D(3)×1014．(10分)(2024·山東等級考)試驗方案對試驗測量的精度有干脆的影響，某學習小組對“測量電源的電動勢和內阻”的試驗方案進行了探究。試驗室供應的器材有：干電池一節(jié)(電動勢約1.5V，內阻小于1Ω)；電壓表V(量程3V，內阻約3kΩ)；電流表A(量程0.6A，內阻約1Ω)；滑動變阻器R(最大阻值為20Ω)；定值電阻R1(阻值2Ω)；定值電阻R2(阻值5Ω)；開關一個，導線若干。(1)該小組依據圖甲所示的電路進行試驗，通過調整滑動變阻器阻值使電流表示數(shù)漸漸接近滿偏，記錄此過程中電壓表和電流表的示數(shù)，利用試驗數(shù)據在U-I坐標紙上描點，如圖乙所示，結果發(fā)覺電壓表示數(shù)的變更范圍比較小，出現(xiàn)該現(xiàn)象的主要緣由是________。(單選，填正確答案標號)A．電壓表分流 B．干電池內阻較小C．滑動變阻器最大阻值較小 D．電流表內阻較小(2)針對電壓表示數(shù)的變更范圍比較小的問題，該小組利用試驗室供應的器材改進了試驗方案，重新測量得到的數(shù)據如下表所示。序號1234567I/A0.080.140.200.260.320.360.40U/V1.351.201.050.880.730.710.52請依據試驗數(shù)據，回答以下問題：①圖丙上已標出后3組數(shù)據對應的坐標點，請在圖丙上標出前4組數(shù)據對應的坐標點并畫出U-I圖像。②依據試驗數(shù)據可知，所選的定值電阻為________(填“R1”或“R2”)。③用筆畫線代替導線，請依據改進后的方案，將圖丁中的實物圖連接成完整電路。解析：(1)路端電壓U＝eq\f(E,R＋r)·R＝eq\f(E,1＋\f(r,R))，若電源內阻遠小于外電路總電阻，則電壓表示數(shù)總是接近電源的電動勢，變更范圍小，故B項正確。(2)①依據數(shù)據描點并連成一條直線，如圖1所示。②由圖像可知E＝1.55V，U＝0時I＝0.59A，故r′＝eq\f(E,I)＝2.63Ω，由于2Ω<r′<5Ω，又r′＝r＋R(r為電源內阻，R為定值電阻)，故定值電阻只能是R1。③先畫出電路原理圖，如圖2所示，然后依據電路原理圖將各儀器依次連接起來。實物電路圖連接如圖3所示。答案：(1)B(2)①見解析圖1②R1③見解析圖315．(12分)電動玩具汽車的直流電動機電阻肯定，當加上0.3V電壓時，通過的電流為0.3A，此時電動機沒有轉動。當加上3V電壓時，電流為1A，這時電動機正常工作。求：(1)電動機的電阻大??；(2)電動機正常工作時消耗的電功率；(3)電動機正常工作時的機械功率。解析：(1)當電動機沒有轉動時電動機的電阻：R＝eq\f(U,I)＝eq\f(0.3,0.3)Ω＝1Ω。(2)電動機正常工作時消耗的電功率：P＝UI＝3×1W＝3W。(3)電動機正常工作時的機械功率：P′＝P－I2R＝3W－12×1W＝2W。答案：(1)1Ω(2)3W(3)2W16．(10分)如圖所示，R為電阻箱，電壓表為志向電壓表，電源電動勢E＝6V，當電阻箱阻值為R＝5Ω時，閉合開關S后，電壓表讀數(shù)U＝5V，求：(1)電路中的電流I和電源內阻r；(2)電源的輸出功率P和效率η。解析：(1)由歐姆定律可得I＝eq\f(U,R)＝1A再由閉合電路的歐姆定律可得E＝I(R＋r)解得r＝1Ω。(2)由電功率公式得電源的輸出功率P＝UI＝5W電路的總功率為P總＝EI＝6W則效率為η＝eq\f(P,P總)×100%＝83.3%。答案：(1)1A1Ω(2)5W83.3%17．(10分)如圖所示，電源電動勢E＝10V，內阻r＝1Ω，定值電阻R1＝3Ω。開關S斷開時，定值電阻R2的功率為