第8章 2 知能达标训练-2022高考物理 新编大一轮总复习（word）人教版

[基础题组]

1．如图所示，关于闭合电路，下列说法正确的是(　　)

A．电源正、负极被短路时，电流很大

B．电源正、负极被短路时，电压表示数最大

C．外电路断路时，电压表示数为零

D．外电路电阻增大时，电压表示数减小

[解析]　电源被短路时，电源电流为I＝，由于电源内阻很小，故电流很大，故选项A正确；电源被短路时，外电阻R＝0，电源电流为I＝，故电压表示数为U＝IR＝0，故选项B错误；外电路断路时，外电阻R→∞，故电压表示数为U＝E，故选项C错误；电压表示数为U＝，外电路电阻R增大时，电压表示数也增大，故选项D错误。

[答案]　A

2．如图所示，直线A为某电源的U­I图线，曲线B为某小灯泡的U­I图线，用该电源和小灯泡组成闭合电路时，电源的输出功率和电源的总功率分别是(　　)

A．4 W,8 W　 B．2 W,4 W

C．2 W,3 W　 D．4 W,6 W

[解析]　用该电源和小灯泡组成闭合电路时，电源的输出功率是UI＝2×2 W＝4 W，电源的总功率是EI＝3×2 W＝6 W，选项D正确。

[答案]　D

3．(2020·石家庄模拟)在如图所示电路中，L1、L2为两只完全相同、阻值恒定的灯泡，R为光敏电阻(光照越强，阻值越小)。闭合电键S后，随着光照强度逐渐增强(　　)

A．L1逐渐变暗，L2逐渐变亮

B．L1逐渐变亮，L2逐渐变暗

C．电源内电路消耗的功率逐渐减小

D．光敏电阻R和L1消耗的总功率逐渐增大

[解析]　当光照增强时，光敏电阻的阻值减小，电路的总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可得，电路中总电流增大，则L2逐渐变亮，U内＝Ir增大，由U＝E－Ir可知，路端电压减小，L2两端的电压增大，则L1两端的电压减小，故L1逐渐变暗，故选项A正确，B错误；电路中总电流增大，由P＝I2r知电源内电路消耗功率逐渐增大，故选项C错误；将L2看成电源内电路的一部分，光敏电阻R和L1消耗的总功率是等效电源的输出功率，由于等效电源的内阻大于外电阻，所以当光敏电阻的阻值减小，即外电阻减小时，等效电源的内、外电阻相差更大，输出功率减小，则光敏电阻R和L1消耗的总功率逐渐减小，故选项D错误。

[答案]　A

4.(2021·南阳模拟)硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点。如图所示，图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图象(电池内阻不是常量)，图线b是某电阻R的U－I图象。在该光照强度下将它们组成闭合回路时，硅光电池的内阻为(　　)

A．5.5 Ω　　　　　　　 B．7.0 Ω

C．12.0 Ω  D．12.5 Ω

[解析]　由欧姆定律得U＝E－Ir，当r＝0时，E＝U，由图线a与纵轴的交点读出电源的电动势为E＝3.6 V，根据两图线交点处的状态可知，电阻的电压为U＝2.5 V，电流为I＝0.2 A，则硅光电池的内阻为r＝＝ Ω＝5.5 Ω，故选项A正确。

[答案]　A

5.(2020·四川成都摸底)如图所示的电路中变阻器的最大阻值大于电源的内阻。调节变阻器的阻值使其由大到小，发现理想电流表A的示数为1.5 A时，电源的输出功率达到最大值9 W。由此可知(　　)

A．电源的内阻为4 Ω

B．电源的电动势为6 V

C．电源输出功率最大时，闭合电路的总电阻为4 Ω

D．该电路中，电源效率的最大值为50%

[解析]　电源的输出功率达到最大时，设滑动变阻器的电阻值为R，由P＝I2R可得：R＝＝ Ω＝4 Ω，根据电源的输出功率最大的条件：外电阻与电源的内电阻相等可知，电源的内电阻也是4 Ω，故A正确；电源的电动势：E＝I(R＋r)＝1.5×(4＋4) V＝12 V，故B错误；电源输出功率最大时，闭合电路的总电阻为：R总＝R＋r＝8 Ω，故C错误；电源的效率η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%，随外电阻的变化而变化，外电阻越大，则效率越大，可以大于50%，故D错误。

[答案]　A

6．如图所示，其中电流表A的量程为0.6 A，表盘均匀划分为30个小格，每一小格表示0.02 A；R1的阻值等于电流表内阻的；R2的阻值等于电流表内阻的2倍。若用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值，则下列分析正确的是(　　)

A．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.04 A

B．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.02 A

C．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.06 A

D．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.01 A

[解析]　当接线柱1、2接入电路时，等效电路图和电流分布如图甲所示。根据串并联电路的规律可知，R1分流为I1＝1.2 A，故量程为I＝IA＋I1＝1.8 A，故每一小格表示＝0.06 A，故A、B错误；当接线柱1、3接入电路时，等效电路图和电流分布如图乙所示。A与R1并联后与R2串联，电流表的量程仍为1.8 A，故每一小格表示0.06 A，故C正确，D错误。

[答案]　C

7．如图所示为甲、乙两灯泡的I－U图象，根据图象计算可得，甲、乙两灯泡并联在电压为220 V的电路中实际发光的功率分别为(　　)

A．15 W　30 W　　　　　 B．30 W　40 W

C．40 W　60 W  D．60 W　100 W

[解析]　两灯泡并联在电压为220 V的电路中，则两灯泡两端的电压均为220 V，根据题图知：甲灯泡实际发光时的电流约为I甲＝0.18 A，乙灯泡实际发光时的电流约为I乙＝0.27 A，所以功率分别为P甲＝I甲U＝0.18×220 W≈40 W、P乙＝I乙U＝0.27×220 W≈60 W，C正确。

[答案]　C

8．如图所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图象，直线B为电源b的路端电压与电流的关系图象，直线C为一个电阻R的两端电压与电流的关系图象，将这个电阻R分别接到a、b两电源上，那么(　　)

A．电阻R接到a电源上，电源的效率较高

B．电阻R接到b电源上，电源的输出功率较大

C．电阻R接到a电源上，电源的输出功率较大，但电源效率较低

D．电阻R接到b电源上，电阻R的发热功率和电源的效率都较高

[解析]　电源的效率η＝×100 %＝×100 %，由题图可知，电阻R接在a电源上时电路中电流为，短路电流为I0，根据闭合电路欧姆定律I＝得R＝r，则a电源的效率为50%；电阻R接在b电源上时，＞50%，则b电源的效率大于50%，故A错误；电源的U­I图线与电阻R的U­I图线的交点表示电阻R接在该电源上的工作状态，由题图知电阻R接在a电源上的电压和电流较大，a电源的输出功率较大，故B错误；由以上分析可知，电阻R接到a电源上，电源的输出功率较大，电源的效率较低，故C正确，D错误。

[答案]　C

[提升题组]

9．(多选)(2021·江苏盐城模拟)如图所示，E表示电源电动势、I表示电路中的电流、U表示电源的路端电压、P表示电源的输出功率，当外电阻R变化时，下列图象中可能正确的是(　　)

[解析]　电源的电动势与外电路的电阻无关，选项A错误；由闭合电路的欧姆定律I＝可知I－R图象不是直线，选项B错误；U＝IR＝＝，则随R增加，U增大，当R→∞时，U＝E，选项C正确；P＝I2R＝＝，因当r＝R时，P最大，可知图象D正确。

[答案]　CD

10.(多选)如图所示，电源电动势为E，内阻为r。电路中的R2、R3分别为总阻值一定的滑动变阻器，R0为定值电阻，R1为光敏电阻(其电阻随光强度增大而减小)。当开关S闭合时，电容器中一带电微粒恰好处于静止状态。下列说法正确的是(　　)

A．只逐渐增大对R1的光照强度时，电阻R0消耗的电功率增大，电阻R3中有向上的电流

B．只调节电阻R3的滑动端P2向下端移动时，电源消耗的电功率变大，电阻R3中有向上的电流

C．只调节电阻R2的滑动端P1向下端移动时，电压表示数变大，带电微粒向下运动

D．若断开开关S，带电微粒向下运动

[解析]　当逐渐增大光照强度时，光敏电阻R1的阻值减小，依据“串反并同”可知电路总电流I增大，则PR0增大，UC增大，QC＝CUC增大，即电容器充电，R3中有向上的电流，A正确；当P2向上移动时，UC不变，R3中没有电流，故B错误；当P1向下移动时，I不变，但UC变大，Ec＝变大，电场力Fc＝变大，微粒向上运动，故C错误；若断开开关S，电容器放电，UC降为0，则微粒只受重力作用而向下运动，故D正确。

[答案]　AD

11．(多选)如图甲所示电路，不计电表内阻的影响，改变滑动变阻器滑片位置，测得电压表V1和V2随电流表A的示数变化的两条实验图线，如图乙所示，关于这两条实验图线，有(　　)

A．图线b的延长线不一定过坐标原点O

B．图线a的延长线与纵轴交点的纵坐标值等于电源的电动势

C．图线a、b交点的横坐标和纵坐标值的乘积等于电源的输出功率

D．图线a、b交点的横坐标和纵坐标值的乘积等于电阻R0消耗的电功率

[解析]　电压表V1测路端电压，电压表V2测R0两端的电压，电流表A测电流，则有U端＝U总－Ir，UR＝IR0，故图线a为电源的U­I图线，图线b是R0的U­I图线，它的延长线应过原点O，再进一步分析知，图线a、b交点的横坐标和纵坐标值的乘积等于电源的输出功率，也等于电阻R0消耗的电功率，A错误，B、C、D正确。

[答案]　BCD

12．(多选)(2020·株洲质检)某种小灯泡的伏安特性曲线如图甲所示，三个完全相同的这种小灯泡连接成如图乙所示的电路，电源的内阻为1.0 Ω。现闭合开关S，理想电压表V的示数为4.0 V，则(　　)

A．三个灯泡的总电阻为8.3 Ω B．电源的电动势为5.6 V

C．电源消耗的热功率为3.0 W D．电源的效率为89.3%

[解析]　理想电压表V的示数为4.0 V，可知串联的灯泡电流0.6 A，此时小灯泡电阻 Ω＝ Ω；每个并联灯泡的电流为0.3 A、电压1.0 V，此时小灯泡电阻RL＝ Ω＝ Ω，所以总电阻为R总＝ Ω＋× Ω≈8.3 Ω，A正确；电动势等于E＝4 V＋1 V＋0.6×1.0 V＝5.6 V，B正确；电源消耗的热功率为P热＝0.62×1.0 W＝0.36 W，C错误；电源效率η＝×100%≈89.3%，D正确。

[答案]　ABD

13．如图甲所示为一个电灯两端的电压与通过它的电流的变化关系曲线。由图可知，两者不成线性关系，这是由于焦耳热使灯丝的温度发生了变化的缘故。参考这条曲线回答下列问题(不计电流表和电源的内阻)。

(1)若把三个这样的电灯串联后，接到电动势为12 V的电源上，求流过灯泡的电流和每个灯泡的电阻。

(2)如图乙所示，将两个这样的电灯并联后再与10 Ω的定值电阻串联，接在电动势为8 V的电源上，求通过电流表的电流值和每个灯泡的电阻。

[解析]　(1)三个灯串联时，每个灯的电压为4 V，由图象知，当电灯两端的电压为4 V时，电灯的电流为0.4 A。电灯的电阻为R0＝＝ Ω＝10 Ω。

(2)若设流过电灯的电流为I，两端电压为U，由欧姆定律得E＝2IR0＋U，即U＝8－20I。将U＝8－20I函数关系图象作在题图曲线中，如图所示，两图线交点为(2 V,0.3 A)，可得此种情况下电流为0.3 A。

通过电流表的电流值为IA＝2I＝0.6 A，

电灯的电阻为R＝＝ Ω≈6.7 Ω。

[答案]　见解析