2025《衡中學案》高考一輪總復習物理提能訓練練案［47］

含答案第十章第26講

提能訓練練案［47］

基礎過關練

題組一閉合電路的分析與計算

1.如圖所示的電路中，電阻R=2Q。斷開S后，電壓表的讀數為3V；閉

合S后，電壓表的讀數為2V,則電源的內阻「為(A)

A.1QB.2Q

C.3QD.4。

［解析］當S斷開后，電壓表讀數。=3V,可知電源電動勢E=3V；當S

U'

閉合后，電壓表讀數U'=2V,由閉合電路歐姆定律知E=U'+7r,且/=丁,

整理得電源內阻"=1O,A正確。

2.如圖所示的電路中，Ro是定值電阻，凡是滑動變阻器，電源的內阻不能

忽略，電流表、電壓表均為理想電表。閉合電路使L發光后，將滑動變阻器的

滑片向下滑動，則(A)

A的示數增大，L變暗

A的示數變小，L變亮

Vi的示數增大，L變亮

V2的示數增大，L變暗

［解析］根據題意，將滑動變阻器的滑片向下滑動，則R減小，閉合回路

中的總電阻減小，根據閉合回路歐姆定律可知，電流表A的示數變大，電壓表

V2的示數減小，根據歐姆定律可知，Ro兩端電壓增大，即電壓表Vi示數增大，

則燈泡L兩端的電壓減小，則L變暗，故B、C、D錯誤，A正確。

題組二兩類。一，圖像及閉合電路的功率和效率問題

3.(多選)(202年河南鄭州高三月考)如圖所示，圖中直線①表示某電源的路端

電壓與電流的關系圖線，圖中曲線②表示該電源的輸出功率與電流的關系圖線，

則下列說法正確的是(ACD)

A.電源的電動勢為50V

B.電源的內阻為5Q

C.電流為2.5A時，外電路的電阻為15。

D.輸出功率為120W時，輸出電壓是30V

［解析］電源的路端電壓和電流的關系為。=E一//顯然題圖中直線①的

斜率的絕對值等于廠，縱軸的截距為電源的電動勢，從題圖中可以看出E=50V,

I,,Q=5Q,A項正確，B項錯誤；當電流九=2.5人時，由回路中電流

o—U

F

/1=二有，解得外電路的電阻H外=15。，C項正確；當輸出功率為120W時，

1rR外

由題圖中尸一/關系圖線可以看出對應干路電流為4A,再從U—1圖線讀取對應

的輸出電壓為30V,D項正確。

4.如圖是測定甲、乙兩個直流電源的電動勢E與內阻廠時，得到的路端電壓

。與干路電流/的。一/圖像。若將這兩個直流電源分別與同一定值電阻R串聯,

下列說法正確的是(B)

A.甲電源內阻是乙電源內阻的2倍

B.電源的效率一定有〃甲〈〃乙

C.電源總功率一定有P甲＜P乙

D.電源的輸出功率一定有P甲＞P乙

［解析］由U—/圖像可知，甲電源電動勢是乙電源電動勢的2倍，即E甲

=2E乙，圖像的斜率等于內阻，則甲電源內阻是乙電源內阻的4倍，即廠甲=4廠乙，

A項錯誤；電源的效率〃=黃］*100%,可得〃甲＜〃乙，B項正確；電源總功率P

二昌,可得PQP乙，C項錯誤；電源的輸出功率P=［看）凡可知，不能

確定兩電源的輸出功率的大小關系，D項錯誤，故選B項。

5.（2024.廣東珠海摸底）某學校新裝了一批節能路燈如圖甲所示，該路燈通

過光控開關實現自動控制，路燈的亮度可自動隨周圍環境的亮度的改變而改變。

如圖乙為其內部電路簡化原理圖，電源電動勢為E,內阻為r,RG為光敏電阻（光

照強度增加時，其阻值減小）。當隨著傍晚到來光照逐漸減弱時，則下列判斷正

確的是（B）

甲乙

A.A燈變暗，B燈變亮

B.電源內阻消耗的功率變小

C.電源的效率變小

D.RG上電流的變化量等于R）上電流的變化量

［解析］光照逐漸減弱時，光敏電阻的阻值增大，電路總電阻增大，故電路

的總電流/減小，路端電壓U=E—7r增大，即A燈兩端電壓增大，通過A燈的

電流7A增大，所以A燈變亮，通過定值電阻R）的電流7o=1—7A減小，所以Ro

兩端的電壓Uo=/oRo減小，B燈兩端的電壓UB=U—/oRo增大，B燈變亮，故A

錯誤；電源內阻不變，電路的總電流/減小，由尸=產廠可知，電源內阻消耗的功

率減小，故B正確；電源的效率〃100%,由分析可知，路端電壓U增大，

則電源的效率變大，故C錯誤；通過Ro的電流等于通過光敏電阻RG的電流與通

過燈B的電流之和，即/O=/G+/B,由于通過燈B的電流7B增大，通過Ro的電

流和通過RG的電流都減小，故RG上電流的變化量大于Ro上電流的變化量，故

D錯誤。

6.如圖甲所示的電路，其中電源電動勢E=6V,內阻廠=2。，定值電阻R

=4C,已知滑動變阻器消耗的功率P與其接入電路的阻值RP的關系如圖乙所示。

則下列說法中正確的是(B)

A.圖乙中滑動變阻器的最大功率P2=2W

B.圖乙中Ri=6Q,&=12Q

C.滑動變阻器消耗功率P最大時，定值電阻R消耗的功率也最大

D.調整滑動變阻器心的阻值，可以使電源的輸出電流達到2A

［解析］由閉合電路的歐姆定律的推論可知，當電路外電阻等于內阻廠時，

￡2

輸出功率最大，最大值為Pm告,把定值電阻看成電源內阻的一部分，由題圖

4r

乙可知，當Rp=R1=R+r=6Q時，滑動變阻器消耗的功率最大，最大功率為

尸2=RJ=L5W,A錯誤；滑動變阻器的阻值為3Q時與阻值為&時消耗

4(/?+r)

的功率相等，有［3Q工+)x3Q=［&+^+)用,解得及=12C,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，最大值為及=笄=號A=1A,

R-\~r4十2

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。

題組三含容電路與電路故障分析

7.如圖a是一個超級電容器。把此超級電容器連接到如圖b所示的電路中,

已知電源的電動勢E=3.0V,內阻/?=0.5。，定值電阻R=1.5。，閉合開關K,

待電路穩定后，下列有關說法正確的是(B)

E

C

R

［2.7V9500F）1------*----1

圖a圖h

A.該超級電容器的擊穿電壓為2.7V

B.電源的輸出功率為3.375W

C.斷開開關KB，通過定值電阻的電荷量為25650C

D.斷開開關K后，定值電阻產生的焦耳熱為69255J

［解析］由題圖a知2.7V是電容器的額定電壓，非擊穿電壓，故A項錯

E

誤；閉合開關后，電路中的電流/=后二=1.5A,內電壓。內="=0.75V,外

電壓。外=E—U內=2.25V,電源的輸出功率P=U外/=3.375W,故B項正確；

電容器儲存的電荷量Q=C。外=21375。斷開開關后，通過定值電阻的電荷量

為21375C,故C項錯誤；開關斷開后，電容器儲存的電能轉化為定值電阻的焦

耳熱，W=1c^=24046.9J,故D項錯誤。

8.如圖所示，接通開關S,燈泡Li、L2都正常發光。某時刻由于電路故障

兩燈突然熄滅。若故障只有一處，則下列說法正確的是（D）

---------0-----lc

/SL,I

「RfLl

力1r~iU

A.如果將電壓表并聯在cd兩端有示數，說明c、d間完好

B.如果將電壓表并聯在ac兩端示數為0,說明a、c間斷路

C.如果將電流表并聯在ac兩端示數為0,說明c、d間完好

D.如果將電壓表并聯在"兩端有示數，并聯在ac兩端示數為0,說明c、

d間斷路

［解析］電路故障分為斷路和短路，故障只有一處，假設發生了短路，如果

是某盞燈短路，該燈熄滅，而另一盞燈應該變亮，如果是兩盞燈以外的元件（除

電源）短路，則兩盞燈均變亮，故假設不成立。電路故障應為斷路，電壓表并聯

在cd兩端有示數，說明c、d間發生了斷路，故A錯誤；電壓表并聯在a、。兩

端示數為0,說明ac部分以外的電路發生了斷路，則a、c間電路完好，故B錯

誤；電流表并聯在ac兩端示數為0,說明ac部分以外的電路發生了斷路。而。、

c間電路完好，無法說明c、d間情況，故C錯誤；電壓表并聯在ad兩端有示數,

說明ad段發生了斷路，并聯ac兩端示數為0,說明ac部分以外的電路發生了

斷路，故綜合以上兩點，應是c、d間斷路，故D正確。

能力綜合練

9.如圖所示，D為理想二極管，R為滑動變阻器，。、C2為電容器，且電

容相等，P、Q為帶電粒子，開關S閉合后，P、。均處于靜止狀態，下列說法

正確的是（C）

A.C2所帶的電荷量不相等

B.保持開關S閉合，將滑動變阻器的滑片下滑，尸加速向上運動，。仍靜

C.保持開關S閉合，將滑動變阻器的滑片上滑，P加速向下運動，。仍靜

D.保持開關S閉合，將滑動變阻器的滑片上滑，尸加速向下運動，。也加

速向下運動

［解析］兩電容器兩端的電壓都等于&兩端的電壓，電容又相等，所以所

帶的電荷量相等，故A錯誤；兩電荷靜止，電場力與重力等大反向，保持開關S

閉合，將滑動變阻器的滑片下滑時，兩電容器兩端的電壓都變大，C2電壓變大

需要正向充電，二極管導通，場強變大，電場力變大，P、。都加速向上運動，

故B錯誤；保持開關S閉合，將滑動變阻器的滑片上滑時，電容器Ci兩端的電

壓變小，場強變小，電場力變小，尸加速向下運動，因為二極管具有單向導電性,

所以C2電壓減小要放電二極管不導通，所帶的電荷量不變，電壓不變，場強不

變，電場力不變，故。仍靜止，故C正確，D錯誤。

10.侈選）（2024.河北冀州中學月考）在如圖所示的電路中，電源電動勢恒定、

內阻為r,Ri為定值電阻。閉合開關S,理想電流表A、理想電壓表Vi、V2、

V3的示數分別用/、5、偽和。3表示。當滑動變阻器及的滑動觸頭P向上滑動

時，四個理想電表的示數都發生變化，電表示數變化量的絕對值分別用A/、AUi、

AS和AS表示，下列說法正確的是（BD）

A.?"不變，牛變大

C.=R2D-M~r

［解析］根據部分電路的歐姆定律可得用=牛=若，&=牛,—牛

當滑動變阻器的滑動觸頭P向上滑動時，&減小，則下不變，了和了均變小，

故A、C錯誤，B正確；根據閉合電路的歐姆定律可得。3=E—〃，所以箸=廠,

故D正確。

11.（多選）如圖所示，一臺電動機提著質量為機的物體，以速度0勻速上升,

已知電動機線圈的電阻為R,電源電動勢為E,通過電源的電流為/,當地重力

加速度為g,忽略一切阻力及導線電阻，貝U（BC）

Ir

-n1

F

A.電源內阻r=y-7?

B.電源內阻r=彳一賢一R

C.如果電動機轉軸被卡住而停止轉動，較短時間內電源消耗的功率將變大

D.如果電動機轉軸被卡住而停止轉動，較短時間內電源消耗的功率將變小

［解析］設電動機的輸入電壓為U,則電動機的輸入功率與輸出功率，線圈

電阻熱功率之間關系為尸入=產出十尸機，即。/二加8^+產凡解得。=等十次,

根據E=U外+U內=。+。=竿+〃?+〃，解得一號一睪一R,A錯誤，B正

確；如果電動機轉軸被卡住，則有E=/'R+I'r,可知流過電源電流增大，較

短時間內，電源消耗的功率變大，C正確，D錯誤。

12.(多選)如圖所示，圖甲中M為一電動機，開關S閉合后，當滑動變阻器

R的滑片從一端滑到另一端的過程中，兩電壓表Vi和V2的讀數隨電流表A讀數

的變化情況如圖乙所示，已知電流表A讀數在0.2A以下時，電動機沒有轉動。

不考慮電表內阻，以下判斷正確的是(AC)

A.圖線①為V2讀數隨電流表讀數的變化圖線

B.電路中電源電動勢為3.4V

C.此電路中，電動機的最大輸入功率是0.9W

D.滑動變阻器的最大阻值為30。

［解析］由題圖甲知，電壓表V2測量路端電壓，電流增大時，內電壓增大,

路端電壓減小，所以圖線①為V2的讀數隨電流表讀數的變化圖線，故A正確;

圖線①的斜率絕對值等于電源的內阻，為『圖=注言。=2d當電流

1=。1A時,Ui=3.4V,則電源的電動勢E=Ui+hr=(3.4+0.1X2)V=3.6V,

故B錯誤；當/2=0.3A時，S=3V,此時電動機輸入功率最大，且P=U2/2

=3X0.3W=0.9W,故C正確；若電流表A示數小于0.2A,電動機不轉動，

電動機的電阻fM=4C,當/i=0.1A時，電路中電流最小，滑動變阻器的電阻

為最大值，所以R與Ro并聯電阻的最大值7?并=色一廠一出=仔1—2—4)C=30d

則滑動變阻器的最大阻值大于30。，故D錯誤。

13.如圖所示的電路中，R=1.5Q,&=3Q,變阻器用最大阻值為5Q。

閉合開關S且電路穩定后，當品的阻值為1C時，電壓表的示數為2V；當品

的阻值為2c時，電流表的示數為1.5A,已知電容器的電容C=4X1()-8F,電

表均為理想電表，求：

工

(1)電源電動勢和內阻;

⑵當用的阻值由1。調成2。的過程中，通過比電荷量。

［答案］(1)6V,0.5Q(2)4X10-8C

［解析］(1)閉合開關S電路穩定后，電容器所在支路斷路，由題意可知,

當R=1C時，由歐姆定律可得，回路中的電流為/i=^=2A,

F

由閉合電路的歐姆定律可得

r+Ri+R3

當用'=2C時，回路電流為72=1.5A,由閉合電路的歐姆定律可得/2=

E

聯立解得E=6V,r=0.5Qo

(2)電容器兩端電壓的變化量為△。=/水'3—Ui=lV,

電容器中電荷量的變化量，即通過及電荷量為Ae=CAt/=4X10-8Co

第十章專題強化十二

提能訓練練案［48］

1.(2024.山東青島高三期中)小明從實驗室拿來了20分度的游標卡尺和螺旋

測微器，分別對導體棒的長度L和直徑d進行測量。圖甲是游標卡尺的測量結果，

可知長度L為2.550cm：在使用螺旋測微器的過程中，該同學發現，在將測

砧與測微螺桿并攏后，無法對齊零刻度線，如圖乙所示，若繼續用此螺旋測微器

測量金屬絲的直徑，讀數如圖丙所示，則金屬絲的直徑為2.400mm。

［解析］根據20分度游標卡尺讀數規則，可讀出導體棒長度為L=25mm

+10X0.05mm=25.50mm=2.550cm,根據螺旋測微器讀數規則，可得出該金

屬絲的直徑為d=(h—di=Q.5mm+36.0X0.01mm)+(46.0X0.01mm)=

2.400mm。

2.有一種新式游標卡尺，它的刻度與傳統的游標卡尺明顯不同。新式游標

卡尺的刻線看起來很“稀疏”，使得讀數顯得清晰明了，便于使用者正確讀取數

據。傳統游標卡尺的刻度有10分度、20分度、50分度三種規格；新式游標卡尺

也有相應的三種，但刻度卻是：19mm等分成10份，39mm等分成20份，99mm

等分成50份，以“39mm等分成20份”的新式游標卡尺為例，如圖所示。

7.

小

20

(1)它的精確度是0.05mm。

(2)用它測量某物體的厚度，示數如圖所示，正確的讀數是3.130cm。

［解析］(1)39mm等分成20份的新式游標卡尺，其每一小格的長度為1.95

mm,故精確度為2.00mm—1.95mm=0.05mm。

(2)主尺示數為31nlm,游標尺示數為6X0.05mm=0.30mm,故物體的厚

度為31mm+0.30mm=31.30mm=3.130cm。

3.(2024.江西景德鎮高三月考)某實驗小組要測量一根銀銘合金絲通過額定

電流(0.4A)時的電阻。把合金絲繞成螺線圈固定在接線板上，提供的實驗器材如

圖乙所示：直流電源、電流表、電壓表、滑動變阻器(最大阻值50C)、開關和導

線若干。

(1)采用如圖甲所示的電路測電阻時，電壓表一端接線固定，另一端接線接a

點，調節滑動變阻器，使得電流表示數為0.40A,此時電壓表示數為10.0V,

保持滑動變阻器滑片位置不變，電壓表另一端接方點時，發現電流表示數幾乎不

變，電壓表示數變為10.5Vo那么本實驗中電壓表另一端接線接a點時,得

到的結果更接近合金絲電阻的真實值，此時電阻的測量值為25.0(計算結

果保留三位有效數字)

(2)實驗之前滑動變阻器滑片的位置如圖乙所示，根據第(1)問的解答，為保

證實驗的安全性，請你用筆畫線代替導線把乙圖的電路連接完整。

［答案］(2)見解析圖

［解析］(1)電壓表一端接線固定，另一端接線接。點換為接》點時，電流

表示數幾乎不變，但電壓表示數變化較大，說明電流表內阻對實驗影響較大，電

壓表內阻對實驗幾乎沒有影響，所以應該采用電流表外接法，即電壓表另一端接

線接a點時，得到的結果更接近合金絲電阻的真實值。此時電阻的測量值兄=%

la

=25.0Qo

(2)為了保證實驗的安全性，開關閉合前滑動變阻器接入電路的阻值應該調

到最大，所以滑動變阻器下方接線柱接右下方；由于電壓表的示數能夠達到10.0

V,所以電源電動勢應該選12V的，電壓表量程選15V,如圖所示。

4.(2020.全國卷I,22)某同學用伏安法測量一阻值為幾十歐姆的電阻心,

所用電壓表的內阻為1k。，電流表內阻為0.5C。該同學采用兩種測量方案，一

種是將電壓表跨接在圖(a)所示電路的。、P兩點之間，另一種是跨接在。、。兩

點之間。測量得到如圖(b)所示的兩條U—/圖線，其中。與/分別為電壓表和電

流表的示數。

回答下列問題：

(1)圖⑹中標記為n的圖線是采用電壓表跨接在。、P(填“。、P”或“。、

Q”)兩點的方案測量得到的。

(2)根據所用實驗器材和圖(功可判斷，由圖線I(填“I”或"n”)得到

的結果更接近待測電阻的真實值，結果為50.5。(保留1位小數)。

(3)考慮到實驗中電表內阻的影響，需對(2)中得到的結果進行修正，修正后

待測電阻的阻值為50.0C(保留1位小數)。

［解析］(1)若通過&的電流相等，由題圖(b)知圖線I對應的電壓值較大，

由尺=彳可知圖線I所測電阻較大，圖線n所測電阻較小，則圖線n是采用電壓

表跨接在。、P兩點的方案測量得到的。

(2)由題圖(b)可得圖線I測得電阻阻值3C-50.5

9，.o—zu.u}Aiu

圖線測得電阻阻值19：10-3待測電阻阻值約

Q,n(63.6—21.飛0)X「10Q148.1C,

、L“cRv1000Q“Rx50Q1八八ERVRX?、齊士-e工4、J_擊

為50Q,瓦=50Q=20,嬴=o5Q=100,因元＜山，電流表米用內接法更

接近待測電阻的真實值，電壓表跨接在。、Q兩點，故圖線I得到的結果更接近

待測電阻的真實值，測量結果為50.5C。

(3)電壓表跨接在。、Q之間，測得的阻值為電阻與電流表內阻之和，則R

=3—RA=(50.5-0.5)Q=50.0Q。

5.（2024.四川綿陽月考）為測量某微安表G（量程200piA,內阻大約2200。）

的內阻，有以下器材可供選擇：

A.電壓表（0?3V）；

B.電壓表（0?15V）；

C.滑動變阻器（0?10Q）；

D.滑動變阻器（0?1k。）；

E.電源E（電動勢約為6V）；

F.電阻箱&（最大阻值為9999。）；

開關S一個，導線若干。

（1）按圖甲所示的電路圖將圖乙中的實物連線。

（2）實驗過程：閉合開關S