第八章第2講知識鞏固練習1．電源電動勢反映了電源把其他形式的能量轉化為電能的能力，因此()A．電動勢是一種非靜電力B．電動勢越大，表明電源儲存的電能越多C．電動勢的大小是非靜電力做功能力的反映D．電動勢就是閉合電路中電源兩端的電壓【答案】C【解析】電動勢是反映電源通過非靜電力做功將其他形式的能轉化為電能的本領的物理量．電動勢越大說明這種轉化本領越強，但不能說明儲存的電能越多，故A、B錯誤，C正確．閉合電路中電源兩端電壓大小等于外電壓大小，故D錯誤．2．(多選)(2022年成都模擬)如圖，將一額定電壓約1.5V、額定電流約10mA的LED燈接在總電動勢約2.5V的自制檸檬電池組兩端，LED燈正常發光．則()A．檸檬電池組的內電阻約為100ΩB．檸檬電池組的內電阻約為1000ΩC．若在電路中給LED燈串聯一只“1V,0.5W”的小電珠，兩燈都不發光D．若在電路中給LED燈串聯一只“1V,0.5W”的小電珠，LED燈亮度幾乎不變【答案】AD【解析】根據歐姆定律有E＝U1＋I1r，代入數據解得r＝eq\f(E－U1,I1)＝100Ω，故A正確，B錯誤；LED燈的電阻R1＝eq\f(U1,I1)＝150Ω，小電珠的電阻R2＝eq\f(U\o\al(2,2),P)＝2Ω，額定電流I2＝eq\f(P,U2)＝0.5A＝500mA，則電路的電流I＝eq\f(E,r＋R1＋R2)＝9.92mA≈I1.可見此時電流接近于LED燈的額定電流，故在電路中給LED燈串聯一只“1V,0.5W”的小電珠，LED燈亮度幾乎不變，故C錯誤，D正確．3．(多選)(2021年海南模擬)直流電源E、定值電阻R1、R2以及電容器C和開關S構成的電路如圖所示．電源的電動勢E＝5V，內阻忽略不計，R1＝2Ω，R2＝3Ω，C＝5μF，開關S處于閉合狀態．下面說法正確的是()A．電容器C上的電荷量為1.0×10－5CB．電容器C上的電荷量為1.5×10－5CC．斷開開關S，電容器C增加的電荷量為1.5×10－5CD．斷開開關S，電容器C增加的電荷量為1.0×10－5C【答案】BD【解析】開關S閉合，電容器兩極板間電壓等于R2兩端電壓，由閉合電路歐姆定律U1＝eq\f(E,R1＋R2)R2＝3V，由電荷量表達式可知Q1＝U1C＝1.5×10－5C，故A錯誤，B正確；開關S斷開，電容器兩極板間電壓等于電源電動勢U2＝E＝5V，由電荷量表達式可知Q2＝U2C＝2.5×10－5C，ΔQ＝Q2－Q1＝1.0×10－5C，C錯誤，D正確．4．(多選)在如圖甲所示的電路中，電源的U－I圖像如圖乙中的圖線a所示，定值電阻R0的U－I圖像如圖乙中的圖線b所示，滑動變阻器Rx的總電阻為1Ω.下列說法正確的是()A．定值電阻R0的阻值為4ΩB．電源的內阻為0.5ΩC．當Rx＝0時電源輸出的功率最大D．在Rx＝0.25Ω時電源輸出的功率最大【答案】BD【解析】由定值電阻R0的U－I圖像知其阻值R0＝eq\f(ΔU,ΔI)＝0.25Ω，A錯誤；由電源的U－I圖像知電源的電動勢E＝3V，內阻r＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔU,ΔI)))＝0.5Ω，B正確；當Rx＋R0＝r，即Rx＝0.25Ω時，電源輸出的功率最大，C錯誤，D正確．5．(2021年龍巖質檢)如圖所示，電源內阻為r，燈L1、L2的電阻分別為R1、R2，滑動變阻器最大阻值為R0.假設燈的電阻不變，某同學合上開關后，將變阻器滑片P由a端向b端移動時，則()A．若R2>R0，L2亮度一定先變亮后變暗B．若R2>R0，電源的輸出功率一定逐漸變大C．若R2<R0，L1亮度一定先變暗后變亮D．若R2<R0，電源的效率一定逐漸變大【答案】C【解析】當R2＞R0時，燈L2與滑動變阻器的左部分串聯的總電阻一定大于右部分的電阻．當變阻器的滑片P由a端向b端移動時，總電阻增大，所以總電流減小，通過燈L1的電流減小，L1變暗；通過L2的電流變大，L2變亮．因不知道電源內阻與外電阻的大小關系，所以電源的輸出功率無法判斷，故A、B錯誤．當R2＜R0時，燈L2與滑動變阻器的左部分串聯的總電阻先大于后小于右部分的電阻，當變阻器的滑片P由a端向b端移動時，總電阻先增大后減小，所以總電流先減小后增大，所以通過燈L1的電流先減小后增大，L1先變暗后變亮，故C正確；外電阻先增大后減小，所以電源的效率先增大后減小，故D錯誤．6．(2021年南通月考)如圖所示的電路中，閉合開關S后，燈L1、L2都能發光．后來由于某種故障使燈L2突然變亮(未燒壞)，電壓表的讀數增大．由此可推斷，這一故障的原因可能是()A．電阻R1斷路 B．電阻R2短路C．燈L1兩接線柱間短路 D．電阻R2斷路【答案】D【解析】因為電壓表的讀數增大，所以路端電壓增大，電源內阻上的電壓減小，說明總電流減小，電路總電阻增大．若電阻R1斷路，會導致總電阻增大，總電流減小，而此時燈L2兩端電壓會減小，致使燈L2變暗，A錯誤．若電阻R2短路，燈L2將不亮，B錯誤．若燈L1兩接線柱間短路，電路的總電阻減小，總電流增大，電壓表的讀數減小，C錯誤．若電阻R2斷路，電路的總電阻增大，總電流減小，電壓表的讀數增大，符合題意，而總電流減小，導致內電壓和燈L1、R1并聯部分電壓減小，燈L2兩端電壓增大，燈L2變亮，D正確．7．(2022年濟寧檢測)如圖，E為內阻不能忽略的電池，R1、R2、R3為定值電阻，S0、S為開關，V與A分別為電壓表與電流表．初始時S0與S均閉合，現將S斷開，則()A．V的讀數變大，A的讀數變小B．V的讀數變大，A的讀數變大C．V的讀數變小，A的讀數變小D．V的讀數變小，A的讀數變大【答案】B【解析】S斷開，相當于電阻變大，則由閉合電路歐姆定律可得電路中總電流減小，故路端電壓增大，V的讀數變大．把R1歸為內阻，內電壓減小，故R3中的電壓增大，由歐姆定律可知R3中的電流也增大，電流表示數增大，故B正確．8．一個微型吸塵器的直流電動機的額定電壓為U，額定電流為I，線圈電阻為R.將它接在電動勢為E、內阻為r的直流電源的兩極間，電動機恰好能正常工作．則()A．電動機消耗的總功率為I2RB．電動機消耗的熱功率為eq\f(U2,R)C．電源的輸出功率為EID．電源的效率為1－eq\f(Ir,E)【答案】D【解析】電動機不是純電阻，電動機消耗的總功率為UI，A錯誤．電動機消耗的熱功率為I2R，B錯誤．電源的輸出功率為UI，C錯誤．電源的效率為eq\f(U,E)＝eq\f(E－Ir,E)，D正確．9．(多選)如圖所示，直線Ⅰ、Ⅱ分別是電源1與電源2的路端電壓隨輸出電流變化的特性圖線；曲線Ⅲ是一個小燈泡的伏安特性曲線，曲線Ⅲ與直線Ⅰ、Ⅱ相交的坐標分別為P(5.2,3.5)、Q(6,5)．如果把該小燈泡分別與電源1、電源2單獨連接，則下列說法正確的是()A．電源1與電源2的內阻之比是3∶2B．電源1與電源2的電動勢之比是1∶1C．在這兩種連接狀態下，小燈泡的電阻之比是1∶2D．在這兩種連接狀態下，小燈泡消耗的功率之比是7∶10【答案】AB【解析】根據圖像可知，E1＝E2＝10V，r1＝eq\f(5,4)Ω，r2＝eq\f(5,6)Ω，所以r1∶r2＝3∶2，E1∶E2＝1∶1，A、B正確；曲線Ⅲ與其他兩條直線的交點坐標表示該小燈泡在這兩種連接狀態下的工作電壓和工作電流，根據坐標值可求出此時小燈泡消耗的功率分別為P1＝18.2W和P2＝30W，小燈泡的電阻分別為R1＝eq\f(35,52)Ω，R2＝eq\f(5,6)Ω，故C、D錯誤．10．(多選)(2022年信陽質檢)如圖所示，電源電動勢為E，內阻為r.閉合開關S，在滑動變阻器R的滑片緩慢地從最左端向右移動一段距離的過程中，電壓表示數的變化量為ΔU，電流表示數的變化量為ΔI.電流表的示數為I時，電容器的帶電量為Q.則在這個過程中，下列圖像正確的是()ABCD【答案】BD【解析】電壓表測量滑動變阻器的電壓，電流表測量干路電流，根據閉合電路歐姆定律U＝E－I(R1＋r)得ΔU＝ΔI(R1＋r)，解得eq\f(ΔU,ΔI)＝R1＋r不變，故A錯誤，B正確．在滑動變阻器R的滑片緩慢地從最左端向右移動一段距離的過程中，變阻器接入電路的電阻減小，根據閉合電路歐姆定律可知電路中總電流I增大，電阻R1兩端電壓增大．根據Q＝U′C＝CR1I可知，Q－I圖像是過原點的傾斜直線．故C錯誤，D正確．綜合提升練習11．(2021年長沙市長郡中學高三月考)如圖甲所示的電路中，電源電動勢E＝6V，內阻r＝2Ω，定值電阻R＝4Ω，已知滑動變阻器消耗的功率P與其接入電路的有效阻值RP的關系如圖乙所示．則下列說法正確的是()A．圖乙中滑動變阻器的最大功率P2＝2WB．圖乙中R1＝6Ω，R2＝12ΩC．滑動變阻器消耗功率P最大時，定值電阻R也消耗功率最大D．調整滑動變阻器RP的阻值可以使電源的輸出電流達到2A【答案】B【解析】由閉合電路歐姆定律的推論可知，當電源外電阻R等于內阻r時，輸出功率最大，最大值為Pm＝eq\f(E2,4r).把定值電阻看成電源內阻，由圖乙可知，當RP＝R1＝R＋r＝6Ω，滑動變阻器消耗的功率最大，最大功率為P2＝eq\f(E2,4R＋r)＝1.5W，A錯誤；滑動變阻器的阻值為3Ω時與阻值為R2時消耗的功率相等，有eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(E,RP＋R＋r)))2RP＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(E,R2＋R＋r)))2R2，解得R2＝12Ω，B正確；當回路中電流最大時，即RP＝0時定值電阻R消耗的功率最大，C錯誤；當滑動變阻器RP的阻值為0時，電路中電流最大，最大值為Im＝eq\f(E,R＋r)＝eq\f(6,4＋2)A＝1A，則調整滑動變阻器RP的阻值不可能使電源的輸出電流達到2A，D錯誤．12．某地要把河水抽高20m使之進入蓄水池．用一臺電動機通過傳動效率為80%的皮帶帶動效率為60%的離心水泵工作，工作電壓為380V，此時輸入電動機的電功率為19kW，電動機的內阻為0.4Ω.已知水的密度為1×103kg/m3，重力加速度g取10m/s2.求：(1)電動機內阻消耗的熱功率；(2)將蓄水池蓄入864m3的