電能能量守恒定律

基礎練習....................................................................1

提升練習....................................................................18

基礎練習

一、單項選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28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.在如圖所示的電路中，閉合開關S后，心、辦兩燈泡都正常發光，后來由于某種

故障使〃突然變亮，電壓表讀數減小，由此推斷，該故障可能是（）

A.小燈絲燒斷B.電阻4斷路C.電阻R2短路D.電容器被擊穿短路

2.如圖所示，R為定值電阻，&為可變電阻，E為電源電動勢，/?為電源的內電阻,

以下說法中不正確的是（）

Ri

I----1/H

￡117

A.當&=昭+「時，&上獲得最大功率

B.當R尸&+「時，氏上獲得最大功率

C.當7?2=0時，尺上獲得功率一定最大

D.當&=0時，電源的輸出功率可能最大

3.在如圖所示的電路中，兩只電表均為理想電表，已知電源的內阻r=2Q,定值電

阻/?3=4Q閉合開關儀、斷開開關S2時，定值電阻為消耗的總電功率為《；同

時閉合開關既和S?時，定值電阻凡消耗的電功率為鳥，且片=鳥。則（）

A.開關S?閉合與斷開時，電壓表的示數相等

B.定值電阻與、&的大小可能為4Q、8Q

C.定值電阻Rr&的大小可能為3。、9。

D.開關S2斷開與閉合時，電壓表示數的變化量大小與電流表示數的變化量大小的比

值與定值電阻與、&有關

4.如圖所示是我國某沿海地區的風力發電站。已知每臺風力發電機的功率為1MW,

該地區平均每天能使風力發電機正常發電的時間約為12小時。下列說法正確的是

A.若該地區某城市的用電功率峰值為4000MW,則需要4000臺該風力發電機同時

供電

B.一臺該風力發電機的年發電量約為4.4xl()6kWh

C.一臺該風力發電機一天的發電量能供一臺額定功率為L2ZW的用電器工作10小時

D.若該風力發電站有200臺發電機，則年發電量約為8.8x1()9kwh

5.如圖甲所示的電路中，定值電阻q=4。。可變電阻R的功率隨自身阻值變化的函

數關系如圖乙所示，由此可知()

A.電源電動勢E=2V

4

B.內阻r=-Q

3

C.增大R,電源效率增大

D.增大R,電源效率可能增大，也可能減小

6.在無風的環境，某人在高處釋放靜止的籃球，籃球豎直下落；如果先讓籃球以一

定的角速度繞過球心的水平軸轉動（如圖）再釋放，則籃球在向下掉落的過程中偏離

豎直方向做曲線運動。其原因是，轉動的籃球在運動過程中除受重力外，還受到空氣

施加的阻力力和偏轉力力。這兩個力與籃球速度丫的關系大致為：工=4爐，方向與

籃球運動方向相反；f.=k2v,方向與籃球運動方向垂直。下列說法正確的是（）

A.小心是與籃球轉動角速度無關的常量

B.籃球可回到原高度且角速度與釋放時的角速度相同

C.人站得足夠高，落地前籃球有可能向上運動

D.釋放條件合適，籃球有可能在空中持續一段水平直線運動

7.電阻火和電動機M串聯接到電路時，如圖所示，已知電阻R跟電動機線圈的電阻

值相等，電鍵接通后，電動機正常工作.設電阻R和電動機M兩端的電壓分別為S

和5,經過時間電流通過電阻R做功為小,產生熱量電流通過電動機做功

為皿2,產生熱量為。2，則有（）

R]—gH

4I—/—

A.Ui<U2,QI=Q2

B.5=U2,。尸02

C.卬尸卬2，。1〉。2

D.用<W2,。1<。2

二、多項選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18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6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0

分。

8.如圖是某電源的路端電壓與電流的關系圖象，下列結論正確的是（）

A.電源的電動勢為6.0VB.電源的內阻為12。

C.電流為0.2A時的外電阻是28。D.電源的短路電流為0.5A

9.如圖所示，在圖線上的。、b.c點均對應該電路中電源的一個確定的工作

狀態，在b點有。=?，則下列說法中正確的是（）

A.在八點時電源的輸出功率最大

B.在匕點時電源的總功率最大

C.工作狀態從。一方時夕角增大，電源的總功率和輸出功率都將增大

D.工作狀態從匕fc時/角增大，電源的總功率和輸出功率都將減小

10.如圖電路中，電源電動勢為E,內阻為「，%、&、R4均為定值電阻，電表均

為理想電表。閉合開關S,當滑動變阻器與的滑動觸頭向右滑動時，下列說法中正確

的是(

A.電壓表的示數變小

B.電流表的示數變小

c.流過R|電流的變化量的絕對值一定大于流過R4電流的變化量的絕對值

D.電壓表示數的變化量的絕對值與電流表示數的變化量的絕對值之比一定小于電源

的內阻r

三、非選擇題：共6小題，共54分，考生根據要求作答。

11.如圖所示，足夠長的傳送帶AB與光滑的水平面8C連接，光滑的、半徑R=0.5m

的半圓軌道與水平面連接，相切于。點。傳送帶以恒定的速率u順時針運行，在光滑

的水平面上有一質量m=0.5kg的物體以也=6m/s的速度向左滑上傳送帶，經過2s

物體的速度減為零，物體返回到光滑的水平面且沿著半圓軌道恰能運動到。點，g取

10m/s2,求：

(1)物體與傳送帶之間的動摩擦因數〃；

(2)傳送帶的速度V；

(3)物體在傳送帶上滑動過程中系統產生的熱量。

12.在如圖所示的電路中，定值電阻Ri=2Q、&=R3=4Q,閉合開關S1、S2,斷開開

關S3,定值電阻&消耗的功率為P=4W,保持開關與閉合，斷開開關S2、S3,電

壓表的讀數為4.5V。則：

⑴閉合開關S|、S2斷開開關S3時，流過電路的總電流以及電壓表的讀數分別為多少？

⑵該電源的電動勢E以及內阻「分別為多少？

⑶當保持開關與、S3閉合，斷開開關S2時，流過定值電阻凡的電流為多大？

13.電動轎車是未來小轎車發展的趨勢，某輕型電動轎車，質量(含載重)加=200kg,

蓄電池組電動勢E=200V,內阻r=0.05Q,直接對超導電動機(線圈為超導材料，

電阻為零)供電，供電電流/=100A,電動機通過傳動效率〃=90%的傳動裝置帶動車

輪轉動.保持電動機功率不變，假設轎車在運動過程中所受摩擦及空氣阻力大小之和

恒為/=653N,=10m/s2,試求：

(1)若轎車在6s內由靜止在水平路面上加速到v=72km/h,則這6s內轎車的位移大

小為多少？

(2)已知某斜坡路面的傾角為仇轎車所受摩擦及空氣阻力大小不變，則轎車在上坡過

程中能達到的最大速度為多少？(sin9=0.2585)

14.如圖甲所示的電路中，Ri、R2均為定值電阻，且R=100Q,R2阻值未知，/?3

為一滑動變阻器。當其滑片P從左端滑至右端時，測得電源的路端電壓隨電源中流

過的電流變化圖線如圖乙所示，其中A、8兩點是滑片尸在變阻器的兩個不同端點

得到的。求：

⑴電源的電動勢和內阻；

⑵定值電阻&的阻值；

(3)滑動變阻器的最大阻值。

15.如圖所示，一豎直且光滑絕緣的直圓筒底部放置一可視為點電荷的場源電荷A,

其電荷量。=+4xl(p3c,場源電荷A形成的電場中各點的電勢表達式為9=絲，其

r

中左為靜電力常量，「為空間某點到場源電荷A的距離，現有一質量為m=(Hkg的

帶正電的小球8,它與A球間的距離為a=0.4m,此時小球8處于平衡狀態，且小

球8在場源電荷A形成的電場中具有的電勢能的表達式為4=%也，其中/?為A與

r

B之間的距離.另一質量為m的不帶電絕緣小球C從距離B的上方H=0.8m處自由

下落，落在小球B上立刻與小球B粘在一起以2m/s的速度向下運動，它們到達最低

點后又向上運動，向上運動到達的最高點為尸(g取10m/s?,Z:=9xl09N-m2/C2).求:

fl2--

a

ACi

(1)小球C與小球B碰撞前的速度Vo的大小？

(2)小球8的電荷量q為多少？

(3)小球C與小球8一起向下運動的過程中，最大速度為多少？

16.如圖所示為某同學自制的電子秤原理圖：粗細均勻的電阻棒尺(每厘米長的電阻

為1。)豎直放置、其總長度L=10cm,電源電動勢E=6V,內阻r=l。,保護電阻R()=4Q,

托盤連接在豎直放置、下端固定的輕彈簧上端，其質量m°=0.1kg,水平金屬輕桿一

端連接彈簧上端、一端通過滑片與電阻棒接觸.當托盤內不放物體靜止時，彈簧的形

變量x=lcm,輕桿的滑片剛好與電阻棒上端接觸.若電路各處接觸良好、導線及輕桿

電阻不計、彈簧的形變始終未超過限度、輕桿只能上下平移，g取10m/s2.求：

(1)彈簧的勁度系數k；

(2)該電子秤能稱出的最大物體質量m及對應的理想電壓表V的示數U

答案及解析

1.【答案】D

【解析】A.若L燈絲燒斷，相當于L1電阻增大，根據串反并同規律，與L1并聯的

電壓表的讀數增大，與題意不符，A錯誤；

B.若電阻&斷路，相當于治的阻值增大，根據串反并同規律，與&并聯的電壓表

的讀數增大，與題意不符，B錯誤；

C.若電阻R?短路，L2熄滅,與題意不符，C錯誤；

D.若電容器被擊穿短路，相當于電阻減小，根據串反并同規律，與電容器并聯的電

壓表的讀數減小，與電容器串聯的心2的功率增大，乙2變亮，D正確。

2.【答案】B

【解析】A.將凡等效到電源的內部，R2上的功率等于等效電源的輸出功率，當等

效電源的外電阻等于內阻時，即&=&+，時，輸出功率最大，即&上的功率最大，

故A正確，A不符合題意；

BC.根據「=/凡電流最大時，尺上的功率最大，當外電阻最小時，即&=0時，電

流最大，故B錯誤，C正確，B項符合題意，C項不符題意；

D.當外電阻等于內阻時電源的輸出功率最大，外電阻與內電阻越接近，電源的輸出

功率越大，當Ri>r,故當&=0時，電源的輸出功率最大，故D正確，故D不符題

,-x*r.

忌；

3.【答案】C

【解析】A.根據尸=—

R

開關S?斷開時，電壓表的示數q="?(?+6)

開關s?閉合時，電壓表的示數&=7^

由4=8

可得u產力

A錯誤；

BC.由片=《

EYE

則------------（凡+R,）R、

K+R3+

將3。、9。代入方程成立，而將40、8Q代入方程不成立，B錯誤C正確;

D.根據閉合電路歐姆定律得。=￡-(6+廠，

則電壓表示數的變化量大小與電流表示數的變化量大小的比值為

目=&+—6C

與定值電阻飛、&無關，D錯誤。

4【答案】B

【解析】A.每臺風力發電機的功率為1MW,該地區某城市的用電功率峰值為

4(XX)MW,但風力發電機發出的電量不能全部供給城市使用，還有一部分能量損失,

則需要4000臺以上的該風力發電機同時供電，A錯誤；

B.一臺該風力發電機的年發電量

E=Pr=lMWx365xl2h?4.4xl06kW-h

B正確；

C.一臺該風力發電機一天的發電量g=%=lMWxl2h=12000kW.h

E.12000kWh

故=-1=---------=lOOOOh

“乂2F\1.2kW

C錯誤；

D.若該風力發電站有200臺發電機，則年發電量￡'=200屋8.8*10味\￥小

D錯誤。

故選B。

5.【答案】C

【解析】AB.將定值電阻用與電源看成新的電源，當新的電源內阻與可變電阻R的

阻值相等時，可變電阻H的功率最大，新的電源的輸出功率最大，則有

/=_v_=2Q

E2

治F=2W

解得

r=4Q,E—4V

AB錯誤；

CD.電源效率

IUU

1E~~E

U=E-"E-^-

------+r

R+&

增大R,路端電壓增大，電源效率增大，C正確，D錯誤。

故選C。

6.【答案】C

【解析】A.籃球未轉動時，籃球豎直下落，沒有受到偏轉力力的作用，而籃球轉動

時，將受到偏轉力力的作用，所以偏轉力力=七丫中的網與籃球轉動角速度有關，故

A錯誤；

B.空氣阻力一直對籃球做負功，籃球的機械能將減小，籃球的角速度也將減小，所

以籃球沒有足夠的能量回到原高度，故B錯誤；

C.籃球下落過程中，其受力情況如下圖所示

籃球下落過程中，由受力分析可知，隨著速度不斷增大，籃球受到力和力的合力沿

豎直方向的分力可能比重力大，可使籃球豎直方向的分速度減小為零或變成豎直向上,

所以籃球可能向上運動，故c正確；

D.如果籃球的速度變成水平方向，則空氣阻力的作用會使籃球速度減小，則籃球受

到的偏轉力人將變小，不能保持&與重力持續等大反向，所以不可能在空中持續一

段水平直線運動，故D錯誤。

故選C。

7.【答案】A

【解析】設開關接通后，電路中電流為/.

對于電阻R,由歐姆定律得Ui=/R

對于電動機，則U<U2.

根據焦耳定律得。尸產放，Qi=FRt,

則。1=。2

因WI=QIW2=Q2+EVM

則W1<W2.

A.U\<U2,。尸。2,與結論相符，選項A正確；

B.U\=Ui,。尸。2,與結論不相符，選項B錯誤；

C.%=W2,Q\>Qi,與結論不相符，選項C錯誤；

D.叫<卬2，。1<。2，與結論不相符，選項D錯誤；

8.【答案】AC

【解析】A.由閉合電路歐姆定律U=E-〃，當/=0時，U=E,即圖線與縱軸交點

表示斷路狀態，電動勢￡=6.()V

故A正確；

B.電源的內阻等于圖線的斜率大小-=當=”留C=2Q

AZ0.5

故B錯誤；

C.電流為/=0.2A時，路端電壓。=后一"=(6—0.2x2)V=5.6V

外電阻是H=1=Wc=28C

I0.2

故c正確；

D.外電阻R=0時，短路電流為/=△="A=3A

故D錯誤。

故選ACo

9【答案】AD

【解析】A.根據題圖可知過原點的直線的斜率表示外電阻，與兩坐標軸相交的直線

的斜率的絕對值表示電源內阻，當a=/3

時，內外電阻相等，是電源的輸出功率最大的時候，A正確；

B.電源的總功率％=以

工作狀態從時，/角減小，電流增大，電源的總功率增大，故在匕點時電源的

總功率不是最大，B錯誤；

C.在人點時，電源的輸出功率最大，工作狀態從。一人時，夕角增大，電源的輸出

功率增大，由于電流減小，故電源的總功率減小，c錯誤；

D.工作狀態從〃fc時，夕角增大，電源的輸出功率減小，由于電流減小，故電源

的總功率減小，D正確。

故選ADO

10.【答案】BD

【解析】A.設流過飛、&、氏3、凡的電流分別為L、%、4、乙，電壓分別為G

、力、心、。4,干路電流為/總，路端電壓為U,電流表的示數為/,當滑動變阻

器&的滑動觸頭向右滑動時，滑動變阻器&接入電路的電阻變大，外電路總電阻變

大，/總變小，根據閉合電路歐姆定律有E=U+//

可知U變大，即電壓表的示數變大，故A錯誤；

B./3變大，由乙=/總一4

可得。變小，從而知4變小，而4=。-4

u變大，則G變大，4變大，又/總=/+4

/總變小，可知/變小，故B正確;

C.由乙=/|+/2

，4變小，L變大，則，2變小

|AZJ<|AZ2|,|AZ2|>|AZ4|

不能確定流過RI電流的變化量的絕對值與流過《電流的變化量的絕對值的大小關系,

故c錯誤；

IAUI

D.電源的內阻廠=呵，/總=/+乙

/總變小,/變小，人變大,所以|AZ』＜|AZ|

可得凹＞幽

可得IIIM

故D正確。

11.【答案】（1）0.3；（2）5m/s；（3）30.25J

【解析】（1）物體滑上傳送帶后在滑動摩擦力作用下做勻減速直線運動，設其運動

的加速度大小為m根據牛頓第二定律有〃=〃"①

根據運動學公式有0-匕=-勿②

聯立①②式解得〃=0.3

（2）若皮帶速度足夠大，根據對稱性可知，物體滑回光滑水平面時的速度也大小應

與V1相等，即V2=v1=6m/s③

在。處，根據牛頓第二定律有，④

由C運動至。的過程中，根據動能定理有=機％2⑤

聯立④⑤式解得％=5m/s⑥

物體在光滑水平面上應做勻速直線運動，顯然％=5m/s<%=6m/s

所以物體在傳送帶上返回時，只能先做一段勻加速直線運動至與傳送帶速度相等時,

再做勻速直線運動，并以該速度運動至C處，即有u=%=5m/s⑦

(3)物體向左滑行時，相對傳送帶的位移為+"⑧

0

VV-

物體向右滑行時，相對傳送帶的位移為Ax,=丫——「⑨

Ng2〃g

物體在傳送帶上滑動過程中系統產生的熱量為。=⑩

聯立③⑦⑧⑨⑩式，代入數據解得Q=30.25J

12.【答案】⑴1A,4V；(2)6V,2Q；(3)O.5A

【解析】(1)當閉合開關3、S2,斷開開關S3時，與被短路，外電阻為R?,根據電功

率公式可得，通過電路的電流4=。=從

&兩端的電壓即為電壓表的讀數G==4V

⑵當閉合開關酬、S2,斷開開關S3時，由閉合電路歐姆定律得

當保持開關S1閉合，斷開開關s?、S：時，外電路電阻

R'=Ri+R)=6。

通過電路的電流4==0-75A

Aj+

這時有后=3+小

聯立得E=6V,r=2Q

⑶當保持開關加、S3閉合，斷開開關S?時，R?與&并聯的電阻

2。

總電阻R=4+「+&3=6。

p

總電流/=j=lA

R

通過&的電流/'=g/=O$A

13.【答案】（l）x=100m.⑵%=15m/s

【解析】（1）電源輸出電壓：U=E-〃=195V

電動機功率：P=U/=19500W

由動能定理：r]Pt-fic=^mv2

由代入數據解得：x=100m

（2）當轎車加速度。=0時，速度達到最大，此時轎車牽引力：F=mgsin0+f

又產匕“=〃P

由④⑤代入數據解得：%=l5m/s

14.【答案】⑴20V；2（）。；（2）5。；（3）300。

【解析】（1）由閉合電路歐姆定律可得-〃

結合題圖乙可知

UA=E」

UB=E-W

代入數據，聯立解得

E=20V

r=20Q

（2）當P滑到&的右端時，與被短路，電路參數對應題圖乙中的3點，即

[72=4V,/2=0.8A

根據歐姆定律

（3）當P滑到R.3的左端時，電路參數對應題圖乙中的A點

。外=16V,/總=0.2A

根據歐姆定律

U

R外=」1A=80Q

，總

因為

R_N次3,D

%一^rV&

所以滑動變阻器的最大阻值為

叫=300Q

15.【答案】(1)4m/s(2)4.4X10-9C(3)2.2m/s

【解析】(1)小球。自由下落”時獲得速度vo,由機械能守恒得〃吆”=；相片

解得vo=12gH=4m/s

(2)小球8在碰撞前處于平衡狀態，對8球由平衡條件得〃吆=絆

a

4

代入數據得4=5x10-8(>4.4x10-9C

(3)設當8和。向下運動的速度最大為為時，與A相距x,對8和C整體，由平

衡條件得2mg=k"

X

代入數據得x=0.28m

由能量守恒得—x2mv2+絲^+2mga=—x2/nv；+2mgx+k?

2a2x

代入數據得Vm=2.2m/s

16.【答案】(1)lOON/m(2)1kg,4V

【解析】(1)當托盤內不放重物時，彈簧彈力為依可得A=100N/m,

(2)R=lxl()=l()O,當重量最大時，輕桿位于R最下端，此時電壓表示數為R的

p

電壓，即U="FT；R=4V，

K十N)十r

此時彈簧又縮短了10cm,所放重物重量叫=4祗，可得根=1依.

故該電子秤能稱出的最大物體質量為1kg,對應的理想電壓表V的示數4V

提升練習

一、單項選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28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.如圖所示，電路中電源的電動勢為E,內阻為「，開關S閉合后，當滑動變阻器R

的滑動片P向左移動的過程中，三盞規格相同的小燈泡Li、L2、L3的亮度變化情況

是（）

A.燈L2變亮，燈L、L3變暗

B.燈Li變亮，燈L2、L3變暗

C.燈Li、L2變亮，燈L3變暗

D.燈L2、L3變亮，燈Li變暗

2.如圖甲所示，R為電阻箱，A為理想電流表，電源的電動勢為E,內阻為r。圖乙

為電源的輸出功率P與電流表示數/的關系圖象，其中功率Po分別對應電流/1、11,

外電路電阻尺、下列關系式中正確的是（）

FERrRr

A./i+，2>—B./i+，2=—C.--D._-<_z_

rrrJr?2

3.在如圖所示電路中，閉合開關S,當滑動變阻器的滑動觸頭P向下滑動時，四個

理想電表的示數都發生變化，電表的示數分別用/、5、仿和5表示，電表示數變

化量的大小分別用△/、AUi、公仿和表示。下列判斷正確的是（）

A.|At/i|<|AC/2|,|At/2|>|At/3|

B.牛不變，變小

C用變大'I嘲變大

D-7變大'W變大

4.在如圖所示的電路中，電源電動勢為E,內阻為r,定值電阻為吊，滑動變阻器

為凡現閉合開關S,滑動變阻器H的滑動觸頭P從M端向N端滑動時，則電路中

連接的電壓表及電流表示數的變化情況分別是（）

A.先變大后變小，一直變大

B.先變小后變大，一直變小

C.先變大后變小，先變小后變大

D.先變小后變大，先變大后變小

5.在圖示電路中，電源內阻不可忽略，%、/?2為定值電阻，G為靈敏電流計，V為

理想電壓表，平行板電容器兩極板水平，開關S閉合后，位于電容器兩板間的帶電油

滴恰好靜止，現將滑動變阻器的滑片P向下移動，則以下說法正確的是（）

A.G中有從a到b的電流

B.V示數增大

C.油滴向上運動

D.電源內阻消耗功率減小

6.某品牌的電動汽車電池儲能為60kW.h,充電電壓為400V,充電電流為35A,充

電效率為95%,該電動汽車以108km/h的速度勻速行駛時，機械能轉化效率為90%,

可勻速行駛388.8km,則該電動汽車（）

A.充電時間約為6h

B.勻速行駛時輸出的功率為10kW

C.勻速行駛時所受的阻力大小為500N

D.勻速行駛時每秒消耗的電能為1.5X1（）4J

7.新能源電動汽車是當代生活中重要的交通工具。某品牌觀光新能源電動車的動力

電源上的銘牌標有“96V、210Ah”字樣。假設工作時電源的輸出電壓恒為96V,

額定輸出功率5.04kW。由于電動機發熱造成的損耗（其它損耗不計），電動汽車的

效率為80%。根據上述有關數據，下列說法不正理的是（）

A.動力電源充滿電后總電荷量為3.6xl（）5C

B.額定工作電流為52.5A

C.電動機的內阻約為0.46C

D.電動汽車保持額定功率行駛的最長時間是4h

二、多項選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18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6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0

分。

8.如圖所示，電路中電源電動勢為區內阻為「，。為電容器，L為小燈泡，R為定

值電阻，閉合開關，小燈泡能正常發光。現將滑動變阻器的滑片向左滑動一段距離，

滑動前后理想電壓表Vi、V2、V3示數變化量的絕對值分別為AUi、Nh、A5,理想

電流表A示數變化量的絕對值為△/,則（）

A.電源的輸出功率一定增大

B.燈泡逐漸變暗

c?當、堂、告均保持不變

A/A/A/

D.當電路穩定后，斷開開關，小燈泡立刻熄滅

9.如圖所示的電路中，電源電動勢為E,內阻為R,L和心為相同的燈泡，每個燈

泡的電阻和定值電阻的阻值均為R,電壓表為理想電表，S為單刀雙擲開關，當開關

由1位置打到2位置時，下列說法中正確的是（）

R

I

A.電壓表讀數將變小B.Li亮度不變，上將變亮

C.必將變亮，上將變暗D.電源內阻的發熱功率將變小

10.2019年1月3日，“嫦娥四號”月球探測器平穩降落在月球背面南極——艾特肯

盆地內的馮?卡門撞擊坑內，震驚了全世界。“嫦娥四號”展開的太陽能電池帆板在有

光照時，可以將光能轉化為電能，太陽能電池板作為電源，其路端電壓與干路電流的

關系如圖所示，則下列說法正確的是（）

A.該電池板的電動勢為2.80V

B.隨著外電路電阻增大，其內阻逐漸增大

C.外電路阻值為1k。時，電源的輸出功率約為3.2W

D.外電路阻值為IkQ時，電源的效率約為64%

三、非選擇題：共6小題，共54分，考生根據要求作答。

11.電動自行車已經成為人們日常出行的一種常用交通工具，以下是某型號電動自行

車的相關參數：該電動自行車采用后輪驅動直流電動機，其中額定轉速是電動自行車

在滿載情況下在平直公路上以額定功率勻速行進時的車輪轉速，求：

（1）電動自行車以額定轉速行進時的速度

（2）在額定工作狀態時，損失的功率有80%是由于電動機繞線電阻生熱而產生的，

則電動機的繞線電阻為多大；

（3）滿載（車身質量+滿載載重）情況下，該車以速度v=5m/s沿著坡度為。=4.59。

的長直坡道向上勻速行駛時，受到的摩擦阻力為車重（含載重）重量的0。2倍，求

此狀態下電動自行車實際運行機械功率心皿4.59。=0.08；重力加速度g=10m/s2）。

前后電動機電動

車身滿載額定機械

名稱車輪額定轉速額定機額

質量載重輸出功率

直徑電壓定

電流

嗎min

參數40kg80kg40cm48V20A835W

2萬

12.如圖是一個簡易風速測量儀的示意圖，絕緣彈簧的一端固定，另一端與導電的迎

風板相連，彈簧套在水平放置的電阻率較大的均勻金屬細桿上。迎風板與金屬桿接觸

良好，并能在金屬桿上自由滑動。電路的一端與迎風板相連，另一端與金屬桿相連。

已知彈簧的勁度系數仁1300N/m,電阻R=LOQ,電源的電動勢E=12V,內阻尸0.5C。

閉合開關，沒有風吹時，彈簧處于原長/o=O.5m,電壓傳感器的示數Ui=3.0V。若不

計摩擦和迎風板的電阻，求：

⑴金屬桿單位長度的電阻治；

⑵當電壓傳感器的示數為5=2.0V時，作用在迎風板上的風力凡

E,r

13.如圖所示，電源電動勢E=30V,內阻『1Q,4=9Q,滑動變阻器的總電阻&=20Q。

間距J=O.lm的兩平行金屬板M、N水平放置，閉合開關K,板間電場視為勻強電場，

板間豎直放置一根長也為△的光滑絕緣細桿AB,帶電小球c穿過細桿，小球質量

m=0.01kg,電荷量q=lxl(y3c(可視為點電荷，不影響電場的分布)。調節滑動變阻

器的滑片P，使小球c恰能靜止在A處。重力加速度g=10m/s2。

(1)求小球的電性和M、N兩極板間的電壓；

(2)求滑動變阻器pb段的阻值Z?2o

14.如圖，電源電動勢爐30V,內阻尸1Q,電阻4=4Q,/?2=10QO兩正對的平行金

屬板長L=0.2m,兩板間的距離d=O.lm。閉合開關S后，一質量M=5xlOfkg,電

荷量q=+4xl(VC的粒子以平行于兩板且大小為％=5x102mzs的初速度從兩板的正

中間射入，不考慮粒子的重力，求：

(1)兩極板間的電壓大小；

⑵電源的輸出功率；

(3)粒子在兩平行金屬板間運動的過程中沿垂直于板方向發生的位移大小。

15.一輛電動自行車的銘牌上給出了如下的技術參數，請根據表中數據計算：

(1)此電動機的內阻和電動機正常工作時的效率；

(2)當電動自行車以額定功率在平直公路上滿載勻速行駛時，若其受到的阻力為車重

的0.01倍，則此時其速度為多少？(取g=10m/s2)

規格后輪驅動直流電機

車型26”電動自行車額定輸出功率120W

整車質量30kg額定電壓40V

最大載重120kg額定電流4A

16.如圖所示，半徑H=0.8m的!光滑絕緣圓弧軌道尸。固定在豎直平面內，Q點的

切線水平，質量〃z=6xlO-2kg,帶電量4=8xl()-3c從與圓心。等高的P點由靜止釋放，

從。點進入極板間距d=8xl()-2m的兩水平平行板電容器后，剛好能在水平方向做勻

速直線運動，且此時電動機剛好能正常工作。已知電源電動勢E=15V、內阻尸1Q、

定值電阻Ro=6Q、電動機線圈電阻國=0.6。，取g=10m/s2。求：

(1)小球到達Q點時的速度大小；

(2)電動機輸出的機械功率。

答案及解析

1.【答案】A

【解析】圖中變阻器R與燈L3并聯后與燈L2串聯，再整體與燈L并聯。燈Li兩端

的電壓等于路端電壓，將滑動變阻器的滑片P向左移動的過程中，變阻器接入電路的

電阻減小，外電路總電阻減小，由閉合電路歐姆定律得知：干路電流/增大，路端電

壓減小，則燈Li變暗，流過燈L的電流人減小；流過燈L2的電流為/2=/—八

/增大，4減小，則，2增大，燈L2變亮，燈L2兩端的電壓仿增大；燈L3兩端的電壓

為U3=U—lh

U減小，S增大，。3減小，燈L3變暗，BCD錯誤，A正確。

2.【答案】B

【解析】AB.由閉合電路歐姆定律得。=七一〃

輸出功率為P=UI=EI~I2r

故有劭一/]2r=仍一"r

E

整理得人十/2=：

故A錯誤，B正確；

CD.根據電功率表達式得Po=/J吊&

且

E

/|=

E

仁瓦箝

代入整理得&&=戶

故CD錯誤。

3.【答案】A

【解析】A.滑動變阻器的滑動觸頭尸向下滑動時，&接入電路中的電阻增大，總電

阻增大，因而干路電流減小，由￡=&+。1+[72

可知,Ur和U1均減小,。2增大,因而|AU1|<|AU2|

由

E=Ur+U3

S=U1+U2

可知S增大,U1減小，因而|AU2|>|ASI

A正確；

B.因為｝=4為定值；

A.

=

FR\

為定值，B錯誤；

c.因為牛=&

變大，根據U2=E-/(r+Ri)

可知嘲=r+/?i

為定值，C錯誤；

D.因為號=/?1+/?2

變大，根據5=￡一〃

可可等

為定值，D錯誤。

4.【答案】A

【解析】由電路的結構可知，滑動變阻器R的滑動觸頭尸兩邊的電阻并聯，設PN部

分的電阻為x,則并聯電阻為R井

井R

則當尸從M端向N端滑動時，并聯電阻先增大后減小，所以電路的總電阻先變大后

減小，則總電流先減小后變大，根據U=E-/J

則路端電壓先變大后變小，即電壓表的示數先變大后變小，PN部分的電流為

lER-x_E

1RR-x

則隨著x的減小，逐漸變大，即電流表示數一直變大，所以A正確；BCD錯誤；

5.【答案】A

【解析】AB.滑動變阻器的滑片P向下移動，并聯部分電路電阻減小，根據分壓原

R.,

理,有4=本上7"

可知電壓表示數減小，電容器兩端電壓減小，根據公式有Q=CU

可知電容器極板上電荷要減小，有從。到匕的電流出現，故A正確；B錯誤；

C.對油滴進行分析可知，之前二力平衡，現在極板電荷量減小，導致極板間場強變

小，電場力將小于重力，故油滴將向下運動。故c錯誤；

D.根據分壓原理，外部電阻減小，路端電壓減小，則內電阻電壓增加，有

P內當

故D錯誤。

6.【答案】C

【解析】A.根據公式卬=。〃

w

計算出充電時間為f=77r、7=4.5h

U/x95%

A錯誤；

B.勻速行駛的時間為為=M=需=3.6h

v108

Wx90%

勻速行駛時輸出的功率為P=—：------=15kW

B錯誤;

C.電動車勻速行駛時的速度為30m/s,電動車所受阻力和牽引力相等，則

—500N

C正確;

D.勻速行駛時每秒消耗的電能為心藕=婢"67“1。打

D錯誤。

7.【答案】A

【解析】A.由動力電源上的銘牌可知4=〃=210x3.6xl(rc=7.56xl()5c

A錯誤；

C+八4A，5.04x103…人

B.由公式/=且=-------A=52.5A

U96

所以額定工作電流為52.5A,B正確；

C.由題意可知，額定輸出功率5.04kW,發熱功率為月.=%-4=1.26kW

由公式匕=/2廠

解得「々0.46Q

C正確；

D.根據電池容量。=210A.h,電流為52.5A,則可得"54h

D正確。

8.【答案】BC

【解析】A.將滑動變阻器的滑片向左滑動時，其接入電路的阻值變大，由于電源的

內阻和外電阻的大小關系不確定，因此電源輸出功率的變化情況不確定，A錯誤；

B.回路總電阻變大，回路電流變小，燈泡逐漸變暗，B正確；

C.當=凡保持不變，根據U2=E—〃

△1

得等

保持不變，根據5=￡—/(R+r)

得坐=R+r

M

保持不變，C正確；

D.當電路穩定后，斷開開關，電容器放電，小燈泡亮度逐漸減小直至熄滅，D錯誤。

9【答案】AB

3

【解析】開關在位置1時，外電路總電阻H總

電壓表示數U=一%一E=1f

R+R5

2

同理，每個燈泡兩端的電壓UI=U2=1E

222

電源內阻的發熱功率為P熱=(5"=空

25R

2

開關在位置2時，外電路總電阻R/=1R

飛2

電壓表示數U'=E=-E

R+-R5

3

燈泡Li兩端的電壓Ui'=gE

,2

L?兩端的電壓為5'=~E

電源內阻的發熱功率為「熱'=(|媛=—

R25R

綜上所述，電壓表讀數變小；L亮度不變，乙2將變亮；電源內阻的發熱功率將變大,

故AB正確，CD錯誤。

10.【答案】AD

【解析】A.從題圖可知該電池板的電動勢為2.80V,故A正確；

B.根據閉合電路歐姆定律有U=E-/廠

所以U-/圖線切線的斜率表示內阻心隨著外電路電阻增大，/逐漸減小，圖線斜率逐

漸減小，所以r逐漸減小，故B錯誤；

CD.在題圖中作出阻值為1k。的電阻的伏安特性曲線如圖所示，兩圖線交點坐標為

(1.80mA,1.80V),此交點即表示外電路電阻的實際工作狀態，此時電源的輸出功

率為尸=1.80Vx1.80mA=3.24x103W

電源的效率為〃=X^X100%R64%

IE

故C錯誤，D正確。

故選ADo

UN

1.002.003.00

11.【答案】(1)15m/s；(2)0.25Q；(3)600W

【解析】(1)在額定狀態下電機以額定的轉速轉動，則

d

…萬

聯立得

cdc45000.4,,u,

v-27r-n---2萬x-----x——m/s=15m/s

n22^x602

(2)電動機在額定工作狀態時

A員耗=—扁出

損失的電功率80%轉化為電熱功率，則

80%隼耗=尸我

聯立得

80%(勿一品山)_80%x(48x20-835)

iv——~——I