第十二章 电能 能量守恒定律 （讲义） 高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

电能能量守恒定律一．电路中的能量转化一、电功和电功率1．电流做功的实质：导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做功。2．电功(1)定义：电流在一段电路中所做的功，等于这段电路两端的电压、电路中的电流、通电时间三者的乘积。(2)公式：W＝UIt。(3)单位：国际单位是焦耳，符号是J。3．电功率(1)定义：电流在一段电路中所做的功与通电时间之比。(2)公式：P＝eq\f(W,t)＝UI。串、并联电路中电功率的计算1．串联电路功率关系(1)各部分电路电流I串、并联电路中电功率的计算1．串联电路功率关系(1)各部分电路电流I相同，根据P＝I2R，各电阻上的电功率与电阻成正比。(2)总功率P总＝UI＝(U1＋U2＋…＋Un)I＝P1＋P2＋…＋Pn。2．并联电路功率关系(1)各支路电压相同，根据P＝eq\f(U2,R)，各支路电阻上的电功率与电阻成反比。(2)总功率P总＝UI＝U(I1＋I2＋…＋In)＝P1＋P2＋…＋Pn。3．结论无论是串联电路还是并联电路，电路消耗的总功率均等于各负载消耗的功率之和。4．电动机的功率和效率(1)电动机的总功率(输入功率)：P总＝UI。(2)电动机发热的功率：P热＝I2r。(3)电动机的输出功率(机械功率)：P机＝P总－P热＝UI－I2r。(4)电动机的效率：η＝eq\f(P机,P总)×100%。二、焦耳定律1．内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比。2．表达式：Q＝I2Rt3．热功率三、电路中的能量转化1．电动机工作时的能量转化(1)能量关系：电动机从电源获得的能量一部分转化为机械能，还有一部分转化为内能。(2)功率关系：电动机消耗的功率P电等于电动机的输出功率P机与电动机损失的功率P损之和，即：P电＝P机＋P损，P电＝UI，P损＝I2R。2．电池充电时的能量转化电池从电源获得的能量一部分转化为化学能，还有一部分转化为内能。3．电功与电热的区别与联系(1)纯电阻电路W＝Q＝UIt＝I2Rt＝eq\f(U2,R)t；P电＝P热＝UI＝I2R＝eq\f(U2,R)。(2)非纯电阻电路电功W＝UIt，电热Q＝I2Rt，W＞Q；电功率P电＝UI，热功率P热＝I2R，P电＞P热。4．纯电阻电路和非纯电阻电路的比较纯电阻电路非纯电阻电路元件特点电路中只有电阻元件除电阻外还包括能把电能转化为其他形式能的用电器欧姆定律服从欧姆定律不服从欧姆定律能量转化电流做功全部转化为电热电流做功除转化为内能外还要转化为其他形式的能元件举例电阻、电炉、白炽灯等电动机、电解槽等综合演练一、单选题1．中国已经成为世界上高铁系统技术最全、集成能力最强、运营里程最长、运行速度最高、在建规模最大的国家，报道称。新一代高速列车牵引功率达900kW，持续运行速度为350km/h，则新一代高速列车沿全长约1300km的京沪线从北京到上海，在动力上耗电约为（）A．1.8×104kW·h B．3.3×104kW·h C．3.3×105kW·h D．3.1×106kW·h2．某喷泉喷出的最高水柱约50m，喷管的直径约为10cm，已知水的密度ρ=1×103kg/m3。据此估计喷管喷水的电动机的输出功率约为（）A．6.5×104W B．1.2×105WC．2.6×105W D．5.2×105W3．如图甲所示，电源电压恒为9V，滑动变阻器的最大阻值为，电流在0.1A-0.4A之间时电子元件均能正常工作。若通过此电子元件的电流与其两端电压的关系如图乙所示，则下列判断正确的是（）A．电子元件工作时，电阻保持不变B．电子元件处于正常工作状态时，电路消耗的最小功率为3.6WC．当滑动变阻器滑片P在中点时，电子元件与滑动变阻器的电压之比为1：1D．为使电子元件处于正常工作状态，滑动变阻器的阻值范围应控制在12.5Ω-70Ω4．节约用电是每个公民应尽的义务。用额定功率为10W的LED灯代替额定功率为60W的白炽电灯，正常工作时可以获得相近的照明效果，且每1min（分钟）还可以节约电能（）A．1000J B．2000J C．3000J D．4000J5．输电线路会产生电能损失的。一根某型号铜导线电阻约为0.8Ω，通过2A的电流时，10s内产生的热量约为（）A．5J B．10J C．24J D．32J6．有一台电风扇额定工作电压为220V，额定电功率为50W，线圈电阻为0.4Ω，电风扇接入电压为220V的电路中，关于它每分钟产生的热量是多少，有四位同学计算如下，其中正确的是（）A．B．C．D．7．有三个用电器，分别为笔记本电脑、电饭煲和电风扇，它们的额定电压和额定功率均为“220V,60W”。现让它们在额定电压下工作相同时间，产生的热量（）A．笔记本电脑最多 B．电饭煲最多C．电风扇最多 D．一样多8．如图所示的电路中，输入电压恒为，灯泡上标有“，”字样，电动机线圈的电阻，若灯泡恰能正常发光，以下说法中正确的是（）A．电动机的输入功率为12WB．电动机的输出功率为12WC．电动机的热功率为12WD．整个电路消耗的电功率为22W9．扫地机器人是一种智能家用电器，其主要原理是利用自身携带的小型吸尘部件对地面进行吸尘清扫，某品牌的扫地机器人的电机内阻为r，正常工作时输入电压为U，工作电流为I。以下说法正确的是（）A．扫地机器人工作时，将电能全部转化为机械能B．t时间内扫地机器人消耗的电能为UItC．工作电流D．扫地机器人电机的输入功率为UI+I2r10．用充电宝给手机电池充电时，充电宝输出电能转化为手机电池的化学能和内能，等效电路如图所示。在充电开始后的时间t内，充电宝的输出电压U和输出电流I都可认为是恒定的，若手机电池的内阻为r，则t时间内（）A．充电宝输出的电流为 B．充电宝输出的电功为C．手机电池产生的焦耳热为 D．手机电池储存的化学能为11．用如图所示的电路来描绘小灯泡L的伏安特性曲线，变阻器R接于恒压电源（带开关），电源的输出电压为U，接通电路（）A．接通电路前，滑动变阻器的滑片P应置于a端B．滑片P置于R的中点时，电压表的示数为C．滑片P由R的中点向b端滑动，电压表的示数可能为D．滑片P由R的中点向a端滑动，灯泡L的功率将变大12．如图，便携式小风扇用可充电直流电源连接电动机驱动，电源电动势为E、内阻为r，电动机内部电阻为，电动机正常工作时，回路电流为I，则（）A．t秒内电源的总功为B．电动机的额定电压为C．电动机将机械能转化为电能D．通过电动机电流做功功率大小为13．图为两段由同种材料制成的长度相同、粗细不同的电阻丝和的伏安特性曲线。关于这两段电阻丝，以下判断正确的是（）A．电阻丝较细B．电阻和的阻值之比3：1C．若将电阻丝和串联在一起接入电路，两端的电压较大D．若将电阻丝和并联在一起接入电路，消耗的电功率较大14．某简易电吹风简化电路如图所示，其主要部件为电动机M和电热丝，部分技术参数如下表，电吹风在220V电压下工作。下列说法正确的是（）额定电压220V额定功率热风时：990W冷风时：110WA．开关、都闭合时电吹风吹冷风B．吹热风时通过电热丝的电流为4AC．吹热风时电热丝的功率为990WD．该电吹风中电动机的内电阻为15．在如图所示的分压电路中，c、d间的电压恒为U=10V，滑动变阻器的总电阻R0=20Ω，滑动触头P可在a、b两端点间滑动，定值电阻R=10Ω，则触头P位于a、b连线的中点时，电阻R消耗的功率是（）A．10W B．2.5W C．W D．W16．电动汽车、电动自行车由于节能环保及良好的操控性能，越来越被大家认可，但其安全性也引起了大家的关注.某电动汽车的电池组是由约8000个锂电池串并联组成，其部分参数如下表：最大储能额定输出功率额定输出电压电池组内阻20kW400V0.04～0.12Ω下列相关说法正确的是（）A．电池组的额定输出电流为5AB．该车以额定输出功率持续行驶的时间小于2.5hC．该电池组充满电所储存的能量约为D．若电池组输出端短路，则瞬间热功率最大可达到400kW17．一台电动机的额定电压是220V，规定电流是5A，线圈电阻为0.5，则此电动机正常工作时每秒产生的热量为（）A．25J B．12.5J C．110J D．1100J18．在正常照射下，太阳能电池的光转换效率可达到23%.单片晶体硅太阳能电池可产生0.6V的电动势，可获得0.1A的电流，则每秒照射到这种太阳能电池上太阳光的能量是（）A．0.14J B．0.23J C．0.26J D．2.6J19．小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，P为图线上一点，PN为图线的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，则下列说法中错误的是（）A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大B．对应P点，小灯泡的电阻为C．对应P点，小灯泡的电阻为D．对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积20．有一电解池，如果在1s内共有5.0×1018个二价正离子和1.0×1019个一价负离子通过某一横截面，则通过这个截面的电流是（）A．0 B．0.8A C．1.6A D．3.2A二、多选题21．如图所示为电动机提升重物的装置，电动机线圈的电阻为r＝1Ω，电动机两端的电压为5V，电路中的电流为1A。不计摩擦力，下列说法正确的是（）A．电动机的热功率为5WB．电动机的输出功率为4WC．10s内，可以把重20N货物A匀速提升的高度为2mD．这台电动机的机械效率100%22．如图所示是某种型号玩具马达，它的一些参数如表格所示，则以下说法中正确的是（）型号F130-17100-38额定电压3V额定电流0.25A效率60%额定转速11000rpmA．该马达的电阻为12ΩB．该马达的电阻为4.8ΩC．该马达正常工作时机械功率为0.75WD．该马达正常工作时消耗的功率为0.75W23．如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，电动机内阻为R1，当开关闭合时，电动机正常工作时，滑动变阻器接入电路中的电阻为R2，电动机两端的电压为U，通过电动机的电流为I，以下说法正确的是（）A．电动机的发热功率为B．电动机两端的电压等于IR1C．电动机输出的机械功率等于D．电动机输出的机械功率等于24．下表列出了某品牌电动自行车及所用电动机的主要技术参数，不计其自身机械能损耗。若该车在额定状态下以最大运行速度行驶，则（）自重40kg额定电压48V载重75kg额定电流12A最大行驶速度20km/h额定输出功率350WA．电动机的输入功率为576W B．电动机的内电阻为4ΩC．该车获得的牵引力为104N D．该车受到的阻力为63N25．有一电动机内阻为R，加在两端的电压为U，流过的电流为I，通电时间为t，则（）A．可用求电功或电热B．用求热C．不能用求电热D．不能用求电功26．电阻和电动机串联接到电路中，如图所示，已知电阻跟电动机线圈的电阻值相等，电键接通后，电动机正常工作，设电阻和电动机两端的电压分别为和，经过时间，电流通过电阻做功为，产生热量为，电流通过电动机做功为，产生热量为，则有（）A．， B．，C．， D．，27．如图甲所示，用充电宝为一手机电池充电，其等效电路如图乙所示。在充电开始后的一段时间内，充电宝的输出电压、输出电流，可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻，则内（）A．充电宝输出的电功率为 B．充电宝产生的热功率为C．手机电池储存的化学能为 D．手机电池产生的焦耳热为28．有甲乙两个电阻，R甲=2R乙，则（）A．把它们串联在电路中，甲、乙消耗的电功率之比P甲∶P乙＝2∶1B．把它们串联在电路中，甲、乙消耗的电功率之比P甲∶P乙＝1∶2C．把它们并联在电路中，甲、乙消耗的电功率之比P甲∶P乙＝2∶1D．把它们并联在电路中，甲、乙消耗的电功率之比P甲∶P乙＝1∶229．电饭煲工作时有两种状态：一种是煲内水烧干前的加热状态，另一种是煲内水烧干后的保温状态。如图所示是电饭煲电路原理示意图，S是用感温材料制造的开关下列说法正确的是（

）A．当开关S接通时电饭煲为保温状态，当开关S断开时电饭煲为加热状态B．当开关S接通时电饭煲为加热状态，当开关S断开时电饭煲为保温状态C．要使在保温状态时的功率为加热状态时的一半，应为2：1D．要使在保温状态时的功率为加热状态时的一半，应为30．一电动自行车动力电源上的铭牌如图所示，由于电动机发热造成的损耗（其它损耗不计），电动自行车的效率为80%，则下列说法正确的是（）A．额定工作电流为5AB．电池充满电后总电量为1.8×10CC．自行车电动机的内阻为1.44ΩD．自行车保持额定功率行驶的最长时间是2h三、实验题31．在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，可供选择的实验器材如下：小灯泡L（额定电压为3.8V，额定电流为0.3A）电压表V（量程0~5V，内阻约为5kΩ）电流表A1（量程0~100mA，内阻约为4Ω）电流表A2（量程0~500mA，内阻约为0.4Ω）滑动变阻器R1（最大阻值为1000Ω，额定电流为1.0A）滑动变阻器R2（最大阻值为10Ω，额定电流为0.5A）直流电源E（电动势约为6V，内阻约为0.5Ω）（1）上述器材中，滑动变阻器应选______，电流表应选______；（均选填器材代号）（2）某次实验中，一同学利用实验中得到的实验数据，在图甲所示的I-U坐标系中描绘出了小灯泡的伏安特性曲线。根据图甲给出的信息，可以判断出图乙中P（小灯泡功率）随U2或I2的变化关系图象正确的是______。32．某一小型电风扇额定电压为4.0V，额定功率为2.4W．某实验小组想通过实验描绘出小电风扇的伏安特性曲线．实验中除导线和开关外，还有以下器材可供选择：A．电源E（电动势为4.5V，内阻忽略不计）B．电压表V（量程为0～5V，内阻约为4kΩ）C．电流表A1（量程为0～0.6A，内阻约为0.2Ω）D．电流表A2（量程为0～3A，内阻约为0.05Ω）；E．滑动变阻器R1（最大阻值10Ω，额定电流1A）F．滑动变阻器R2（最大阻值2kΩ，额定电流100mA）①为了便于调节，减小读数误差和系统误差，实验中所用电流表应选用_______，滑动变阻器应选用_______．（填所选仪器前的字母序号）．②请你为该小组设计实验电路，并把电路图画在虚线内．()③操作过程中发现，小电风扇通电后，电压表读数大于0.5V时，小电风扇才会开始转动．该小组测绘出的小电风扇的伏安特性曲线如图所示，由此可以判定，小电风扇的电阻为______，正常工作时的发热功率为_______，电风扇的机械功率为______．（以上三空计算结果均保留到小数点后一位）四、解答题33．如图甲所示的手持电风扇，因其小巧便携、可充电等特点深受人们的喜爱。下表为某品牌手持风扇的规格与参数。若该风扇正常工作时的功率为4.44W，根据表格信息类型手持风扇额定功率4.44W电池容量1800mAh电源输出电压3.7V（1）求该风扇正常工作时的电流；（2）若该风扇电动机的内阻为0.5Ω，求正常工作时电动机的发热功率；（3）如图乙，商家海报上标注该风扇的使用时长为“3-8hours”，即使用时间最短为3小时，请通过计算说明该商家标注的此条信息是否合理？34．如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图。电动机内电阻r＝0.8Ω，电路中另一电阻R＝10Ω，直流电压U＝160V，电压表示数UV＝110V。试求：（1）通过电动机的电流；（2）输入电动机的电功率；（3）若电动机以v＝1m/s匀速竖直向上提升重物，求该重物的质量。（g取10m/s2）35．如图所示，电源电动势为12V，内阻为1Ω，电阻R1为2Ω，R2为6Ω，电动机M额定电压U为6V，线圈电阻RM为0.5Ω。开关S闭合后，电动机恰好正常工作。求：（1）电源的路端电压；（2）电动机的输出功率。36．如图所示，有一提升重物用的直流电动机M，内阻r=0.6，R=10，U=160V，电压表的读数为110V，求：（1）通过电动机的电流是多少？（2）输入到电动机的电功率是多少？（3）在电动机中发热的功率是多少？（4）电动机工作1min对外输出的功率是多少？37．利用电动机通过如图所示的电路提升重物，已知电源电动势，电源内阻，电阻，重物质量，当电动机以稳定的速度匀速提升重物时，电动机的输出功率为，理想电压表的示数为。不计空气阻力和摩擦，取。求：（1）流经电源的电流和电动机两端的电压；（2）电源的工作效率（结果保留两位有效数字）；（3）重物匀速上升时的速度；（4）电动机消耗的总功率和电动机的内阻。38．酒驾、醉驾会给交通安全带来巨大隐患，便携式酒精测试仪给交警执法带来了极大的便利。如图1所示，是便携式酒精测试仪的原理图，电源电压恒为3V，Rp是酒精气体传感器，其阻值随酒精气体浓度变化的规律如图2所示，R0是报警器，其电阻值恒定为50Ω。问：（1）当气体中酒精浓度为0时，电路中的电流是多少？通电10s电流产生的热量是多少？（2）我国法律规定，当每100ml的气体中酒精浓度大于或等于20mg小于80mg为酒驾，大于或等于80mg为醉驾。在对某司机的检测中，电压表的示数为2V，通过计算分析该司b机属于酒驾还是醉驾。39．在如图所示的电路中，定值电阻R为8Ω，电动机的额定电压为4V，线圈电阻为0.5Ω，当开关S闭合后，电动机恰好正常工作。已知电路稳定后在2s的时间，电源把2C的电荷从负极移送到正极，非静电力做了10J的功，求：（1）电源的电动势和内阻；（2）电动机正常工作时产生的机械功率。40．如图所示，有一提升重物用的直流电动机，内阻为0.6Ω，串联一个阻值为R＝5Ω的电阻，它们两端的总电压为U＝160V，理想电压表读数为110V。求：（1）通过电动机的电流；（2）电动机的输入功率；（3）电动机的发热功率；（4）电动机工作1分钟对重物做的功。41．如图所示，电源电动势E=3V，小灯泡L标有“2V，0.4W”，开关S接1，当变阻器调到R=22时，小灯泡L正常发光；现将开关S接2，小灯泡L和电动机M均正常工作，电动机的内阻为1Ω。(1)电源的内阻r；(2)正常工作时电动机的输出功率P。42．如图所示，电源的电动势E=110V，电阻R1=21Ω，电动机线圈的电阻R0=0.5Ω，当电键S断开时，电阻R1的电功率是525W，当S闭合时，电阻R1的电功率是336W，求：(1)电源的内阻；(2)当S闭合时流过电源的电流和电动机消耗的功率。、43．电动自行车已成为城市出行的重要交通工具之一，根据电动自行车新国标整车质量（含电池）不超过55kg，须有脚踏骑行能力，最高时速不得超过25km/h。某品牌电动自行车铭牌标识如下表所示，一位质量为60kg的上饶市民仅靠电机驱动骑着该电动自行车以额定功率沿平直公路从静止启动，电动车能够达到的最大速度为6m/s。已知电动自行车所受的阻力是人和车总重力的0.05倍，重力加速度g取10m/s2求：规格后轮驱动直流永磁电机车型:20″电动自行车额定功率:360W整车质量:50kg额定工作电压:36V(1)2分钟内电机所消耗的电能；(2)电机的输出功率；(3)电机线圈内阻大小。44．如图所示的电路中，电源电动势E=10V，内阻r=0.5Ω，电动机的电阻R0=1.0Ω，定值电阻R1=1.5Ω。电动机正常工作时，理想电压表的示数U1=3.0V。求：(1)电源总功率；(2)电源的输出功率；(3)电动机消耗的电功率以及将电能转化为机械能的功率。45．如图所示，电源电动势E=3V，小灯泡L的规格为“2V

0.4W”，开关S接1，当滑动变阻器调到R=4Ω时，小灯泡L正常发光，现将开关S接2，小灯泡L和电动机M均正常工作，电动机的内阻=1Ω。求(1)电源内阻r的阻值；(2)电动机正常工作时的输出功率。46．如图所示，M为一线圈电阻RM＝0.5Ω的电动机，R＝8Ω，电源电动势E＝10V。当S断开时，电流表的示数I1＝1A，当开关S闭合时，电流表的示数为I2＝3A。求：(1)电源内阻r；(2)开关S闭合时，通过电动机的电流及电动机消耗功率。47．如图所示，电路两端电压为，电阻，，电动机线圈电阻为，若开关闭合后通过电路的总电流为，则(1)上消耗的电功率为多少；(2)电动机消耗的热功率为多少；(3)电动机输出机械功率为多少。二、闭合电路的欧姆定律一、电动势1．闭合电路：由导线、电源和用电器连成的电路。用电器和导线组成外电路，电源内部是内电路。2．非静电力：在电源内部把正电荷从负极搬运到正极的力。3．电源：通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。4．电动势(1)物理意义：表征电源把其他形式的能转化为电势能的本领。(2)定义：非静电力所做的功与所移动的电荷量之比。(3)定义式：E＝eq\f(W,q)。(4)单位：伏特，符号是V。5.对电动势的理解1．概念理解(1)电源的种类不同，电源提供的非静电力性质不同，一般有化学力、磁场力(洛伦兹力)、涡旋电场力等。(2)不同电源把其他形式的能转化为电能的本领是不同的。电动势在数值上等于非静电力将1C正电荷在电源内从负极搬运到正极所做的功，也就是1C的正电荷所增加的电势能。(3)电动势是标量，电源内部电流的方向，由电源负极指向正极。(4)公式E＝eq\f(W,q)是电动势的定义式而不是决定式，E的大小与W和q无关，是由电源自身的性质决定的。电动势不同，表示将其他形式的能转化为电能的本领不同，例如，蓄电池的电动势为2V，表明在蓄电池内移送1C的电荷时，可以将2J的化学能转化为电能。2．电动势与电压的对比物理量电动势E电压U物理意义非静电力做功将其他形式的能转化为电能的本领，表征电源的性质表示电场力做功将电能转化为其他形式的能的本领，表征电场的性质定义式E＝eq\f(W,q)，W为非静电力做的功U＝eq\f(W,q)，W为电场力做的功单位伏特(V)伏特(V)联系电动势等于电源未接入电路时两极间的电压3.电源的连接(1)n个完全相同的电源串联：电源的总电动势E总＝nE，电源的总内阻r总＝nr。(2)n个完全相同的电源并联：电源的总电动势E总＝E，电源的总内阻r总＝eq\f(r,n)。二、闭合电路欧姆定律及其能量分析1．部分电路欧姆定律：I＝eq\f(U,R)。2．内电阻：电源内电路中的电阻。3．闭合电路中的能量转化：如图所示，A为电源正极，B为电源负极，电路中电流为I，在时间t内，非静电力做功等于内外电路中电能转化为其他形式的能的总和，即EIt＝I2Rt＋I2rt。4．闭合电路的欧姆定律(1)内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比。(2)表达式：I＝eq\f(E,R＋r)。(3)常见的变形公式：E＝U外＋U内。对闭合电路欧姆定律的理解1．闭合电路中的几个关系式几种形式说明(1)E＝U＋U内(1)I＝eq\f(E,R＋r)和U＝eq\f(R,R＋r)E只适用于外电路为纯电阻的闭合电路(2)I＝eq\f(E,R＋r)(3)U＝E－Ir(U、I间关系)(4)U＝eq\f(R,R＋r)E(U、R间关系)(2)由于电源的电动势E和内电阻r不受R变化的影响，从I＝eq\f(E,R＋r)不难看出，随着R的增加，电路中电流I减小(3)U＝E－Ir既适用于外电路为纯电阻的闭合电路，也适用于外电路为非纯电阻的闭合电路2．特别提醒(1)外电路短路时电路中电流较大，为防止将电源、电路烧坏或引发火灾事故，一般不允许这种情况发生。(2)外电路含有非纯电阻元件(如电动机、电解槽等)时，不能直接用欧姆定律解决电流问题，可以根据串、并联电路特点或能量守恒定律列式计算。闭合电路的动态变化闭合电路中只要电路的某一部分发生变化，就会影响整个电路，使总电路和每一部分的电流、电压都发生变化。其分析的一般思路为：(1)明确电路结构，即电路各元件的连接方式。(2)明确局部电阻的变化和外电路总电阻R总的变化。(3)运用I总＝eq\f(E,R总＋r)判断I总的变化。(4)运用U内＝I总r判断U内的变化。(5)运用U外＝E－U内判断U外的变化。(6)运用电学公式定性分析各支路相关量变化。三、路端电压与负载的关系1．负载：外电路中的用电器。2．路端电压：外电路的电势降落。3．路端电压与电流的关系(1)公式：U＝E－Ir。(2)结论：①外电阻R减小→I增大→U减小。②外电路断路→I＝0→U＝E。③外电路短路→I＝eq\f(E,r)→U＝0。(3)电源的U­I图像综合演练一、单选题1．如图所示，要使滑动触头从左端滑至右端的过程中，灯泡的亮度从不亮到最亮（没有超过额定功率），则电路应如何连接（）A．接A，C接E，F接B．接A，C接E，F接B和C．接A和E，接D，B接D．接A，C接E，F接D，B接2．在如图所示的电路中，电源内阻不可忽略，在调节可变电阻的阻值过程中，发现理想电压表的示数减小，则（）A．的阻值变大B．路端电压不变C．干路电流增大D．路端电压和干路电流的比值不变3．如图所示电路，开关原来断开，现将合上，则、两点的电势、与断开时相比（）A．升高，降低 B．降低，升高C．都升高 D．都降低4．酒精测试仪常用于对机动车驾驶员是否酒后驾驶的现场检测，它利用了一种电阻随酒精气体浓度的变化而变化的二氧化锡半导体型酒精气体传感器。如图所示的电路中，若传感器电阻与酒精气体的浓度c成反比，且酒精气体的浓度时，传感器电阻极大。电压表示数为U，下列说法正确的是（）A．U越大，表示c越小，c与U成反比B．U越大，表示c越大，c与U成正比C．U越大，表示c越小，c与U不成反比D．U越大，表示c越大，c与U不成正比5．如图所示，电源的电动势为E，内阻为r，C为电容器（能承受的电压足够大），R0是阻值为10r的定值电阻，V为电压表，R为光敏电阻（阻值随光照强度的增大而减小），L为灯泡。闭合开关S，减弱光敏电阻R的光照强度，下列说法正确的是（）A．灯泡的亮度变小B．电压表的示数变小C．光敏电阻R的功率一定减小D．当电压表示数变化量为，则电容器的带电荷量减小106．如图所示，R为定值电阻，RT为热敏电阻，L为小灯泡。当温度降低时（）A．R两端的电压增大B．电流表的示数增大C．小灯泡的亮度变强D．小灯泡的亮度变弱7．在如图所示的电路中，开关闭合后，灯泡L能正常发光。当滑动变阻器的滑片向右移动时，已知电源内阻较小，下列判断正确的是（）A．滑动变阻器R的阻值变小B．灯泡L变暗C．电源消耗的功率增大D．电容器C的电荷量减小8．如图所示，安装在潜水器深度表电路原理图，显示器由电流表改装而成，压力传感器的电阻随压力的增大而减小，电源的电动势和内阻均为定值，是定值电阻。在潜水器完成科考任务上浮的过程中，下列说法正确的是（）A．传感器两端的电压减小B．通过显示器的电流增大C．电路的总功率一定减小D．定值电阻的功率一定增大9．如图所示，C为两极板水平放置的平行板电容器，闭合开关S，当滑动变阻器R1、R2的滑片处于各自的中点位置时，悬在电容器C两极板间的带电尘埃P恰好处于静止状态。要使尘埃P向下加速运动，下列方法中可行的是（）A．把R2的滑片向左移动 B．把R2的滑片向右移动C．把R1的滑片向左移动 D．把开关S断开10．如图所示，M、N是两块水平放置的平行金属板，R0为定值电阻，R1、R2为可变电阻，电源内阻忽略不计，开关S闭合。质量为m的带正电的微粒从P点以水平速度v0射入金属板间，沿曲线打在N板上的O点。若经下列调整后，微粒仍从P点以水平速度v0射入，则关于微粒打在N板上的位置说法正确的是（）A．保持开关S闭合，增大R1，微粒打在O点左侧B．保持开关S闭合，增大R2，微粒打在O点左侧C．断开开关S，M极板稍微上移，微粒打在O点右侧D．断开开关S，N极板稍微下移，微粒打在O点左侧11．如图所示，直线为某电源的图线，曲线为某小灯泡的图线，用该电源和小灯泡串联起来组成闭合回路时灯泡恰能正常发光，则下列说法中正确的是（）A．此电源的电动势为，内电阻为B．此电源的短路电流为C．灯泡的额定电压为，额定功率为D．把灯泡换成阻值恒为的纯电阻，电源的输出功率将变小12．在如图所示的电路中，灯泡L的电阻大于电源的内阻r，闭合电键S，将滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后，下列结论正确的是（）A．灯泡L变亮B．电流表读数变小C．电压表读数变小D．电容器C上电荷量减少13．如图所示，电源电动势为，内阻为，闭合开关，不考虑灯丝电阻阻值随温度的变化，电流表、电压表均为理想电表，当滑动变阻器的滑片由左端向右端滑动时，下列说法正确的是（

）A．电流表读数减小，小灯泡变暗B．电压表读数变大C．电流表读数增大，小灯泡变暗D．有瞬时电流从经电阻流向14．如图所示是某电源路端电压和电流的关系图像，把此电源与一定值电阻R=1.5Ω串联在一起，则电源的输出功率和效率分别为（）A．1.0W

B．1.5W

C．1.5W

D．1.0W

15．如图电路中，A、B两灯原来正常发光，忽然A灯比原来亮了，设这是因为电路中某一处发生了故障造成的，那么发生这种故障的可能是（）A．R1短路 B．R2断路 C．R3断路 D．电源断路16．在如图所示的电路中，电源的电动势为、内阻为，当滑动变阻器的滑片向左移动时，下列说法正确的是（）A．电流表的示数变小 B．电流表的示数变大C．电压表的示数不变 D．电压表的示数变大17．某同学设计了一个测量压力的电子秤，电路图如图所示，压敏电阻会随秤台上所受压力的变大而线性变小，是由理想电流表改装而成的指针式测力显示器，是定值电阻，电源电动势为，内阻，当压力变大时（）A．两端的电压变大B．电容器放电C．电源的输出功率变小D．电源的效率变大18．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是该电池在某光照射强度下路端电压U和电流I的关系图（电池电动势不变，内阻不是常量），图线b是某电阻的U-I图象。在某光照强度下将它们组成闭合回路时，下列说法正确的是（）A．此时硅光电池的电动势是2VB．此时硅光电池的输出功率是0.4WC．此时硅光电池的内阻为10ΩD．若把内阻为10Ω的直流电动机接到该电池上，电动机的输出功率为0.4W19．某同学设计了一个测量水流速度的装置，示意图如图所示。电阻可忽略的金属丝一端悬挂小球，另一端固定在点。电阻丝水平放置，并与金属丝接触良好，其中点位于点正下方。开关闭合后，可通过仪表（可看作理想电表）读出水流的速度大小。下列说法正确的是（）A．仪表是一个电流表 B．水流速度变大，则整个电路的总功率变小C．水流速度变大，则通过电阻的电流变大 D．水流速度变大，则仪表的示数变小20．如图所示，安装在潜水器深度表电路原理图，显示器由电流表改装而成，压力传感器的电阻随压力的增大而减小，电源的电动势和内阻均为定值，R0是定值电阻。在潜水器完成科考任务上浮的过程中，下列说法正确的是（）A．传感器两端的电压减小 B．通过显示器的电流增大C．电路的总功率一定减小 D．传感器的功率一定减小21．如图R是光敏电阻（阻值随光照强度的增大而减小），当它受到的光照强度增大时（）A．灯泡L变暗 B．光敏电阻R上的电压增大C．电容器C的带电荷量减小 D．理想电压表V的读数减小22．小明同学在学习磁感应强度（I与B垂直）的定义式后，发现以下表达式中有一个不是物理量的定义式，它是（）A．电流B．电容C．电动势 D．电场强度23．如图是测量汽车质量的地磅示意图，汽车的质量可通过电流表的示数读出，下列说法正确的是（）A．电流表的示数越大说明被测汽车质量越大B．汽车质量越大，电路中的总电阻越大C．把图中的电流表换成电压表同样能测量汽车的质量D．地磅的最大量程只由弹簧的劲度系数决定，与电路的有关参数无关24．右图为某种对车辆进行快速称重的电子称重计原理图，以下说法正确的是（）A．称重计在电路中相当于一个电压表B．电路中的是没有作用的C．当车辆越重时，流过称重计的电流越大D．当车辆越重时，流过称重计的电流越小二、多选题25．如图所示，曲线、分别是纯电阻直流电路中，内、外电路消耗的电功率随电流变化的图线。由该图可知下列说法中正确的是（）A．电源的电动势为B．电源的内电阻为C．电源输出功率最大值为D．电源被短路时，电源消耗的最大功率可达26．标有“6V，4W”和“6V，6W”字样的a、b两只灯泡连接在如图所示的电路中，点接地。如果将电路中a、b两灯的位置互换，则（）A．灯变暗，灯变亮 B．两灯的亮度不变C．点电势提高 D．点电势降低27．如图所示的电路中，电源的电动势和内阻一定，、为平行板电容器的两块正对金属板，为光敏电阻，电阻随光强的增大而减小。当的滑动触头在端时，闭合开关，此时电流表和电压表的示数分别为和。以下说法正确的是（）A．若仅将的滑动触头向端移动，则不变，增大B．若仅增大、板间距离，则电容器所带电荷量减少C．若仅用更强的光照射，则增大，增大，电容器所带电荷量增加D．若仅用更强的光照射，则变化量的绝对值与变化量的绝对值的比值不变28．如图所示，A、B分别为电源E和电阻R的图线，虚线C过图线A、B交点的曲线B的切线。现将电源E与电阻R及开关，导线组成闭合电路。由图像可知（）A．电源的电动势为3V，内阻为1ΩB．的阻值随电压升高而增大，此时的阻值为1ΩC．此时电源消耗的热功率为4W，效率约为D．若再串联一定值电阻，电源的输出功率可能不变29．如图，A、B两灯泡电阻不变，R是光敏电阻，光照时阻值变小，电源内阻为r。闭合开关，再用光照射R，则（）A．电灯A变亮 B．电灯B变亮C．R两端电压变大 D．电压表示数变小30．如图甲所示的电路中，电源电动势为3V、内阻为2Ω，R是阻值为8Ω的定值电阻，A是理想电流表，L是小灯泡，小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。闭合开关S，电路稳定后，A表的示数为0.2A。下列说法正确的是（）A．电路稳定后，电源消耗的总功率是0.6WB．电路稳定后，电源的效率约为87%C．电路稳定后，电源内部发热消耗的功率是0.4WD．电路稳定后，灯泡L消耗的电功率为0.2W31．如图所示是一种可测定竖直加速度方向的装置，电源内阻为r，R0为定值电阻，各表为理想电表，拴在竖直弹簧上质量足够大的重物与滑动变阻器R的滑动头连接，该装置在地面上静止时滑动头在变阻器的中间位置，现把它置于竖直电梯内。假设电梯加速或减速时可使得滑动变阻器的滑动头滑动，下列说法中正确的是（）A．电梯向上加速时，两电压表示数均增大B．电梯向上减速时，电流表示数增大C．电梯向下加速时，电压表V2示数与电流表示数的比值不变D．电梯向下减速时，电压表V1示数变化量与电流表示数变化量比值的绝对值不变32．如图所示，电源电动势为E，内阻为r，R0为定值电阻，R1为光敏电阻（电阻值随光照强度增强而减小）。电键S闭合时，电容器C中的带电微粒恰好处于静止状态。下列说法中正确的是（）A．只逐渐减小R1的光照强度，电阻R0消耗的电功率变大，电阻R3中有向上的电流B．只将R3的滑片向上移动时，电源消耗的功率变小，R3中有向下的电流C．只将R2的滑片向下移动时，电压表示数不变，带电微粒向上运动D．若断开电键S，带电微粒将向下运动33．如图所示，电源电动势为E、内阻为r，、、为定值电阻（阻值均大于电源内阻r），电压表和电流表可视为理想电表。开关S闭合时，一带电油滴P恰好能静止在平行金属板之间，若将滑动变阻器R的滑片向b端移动，下列说法正确的是（）A．油滴将向下运动B．电压表的示数变小、电流表的示数变大C．电源的输出功率逐渐增大、电源的效率逐渐增大D．、电阻上消耗的功率都变大34．如图所示，Ⅰ为小灯泡的伏安特性曲线，Ⅱ为电源的路端电压与电流的关系曲线，以下说法正确的是（

）A．电源的电动势为，内阻为B．随着电流的增大，小灯泡的电阻阻值增大C．当小灯泡与电源组成闭合电路时，电源的总功率为D．当小灯泡与电源组成闭合电路时，小灯泡的功率为35．如图所示，电源电动势E＝6V，小灯泡L的规格为“3V，0.9W”，开关S接1，当滑动变阻器调到R＝8Ω时，小灯泡L正常发光，现将开关S接2，小灯泡L和电动机M均正常工作，已知电动机的线圈电阻R0＝1Ω，则（）A．电源内阻为2Ω B．电动机正常工作的电压为0.3VC．电动机输出的机械功率为0.63W D．电源提供的总功率为1.8W36．如图所示的U-I图像中，直线I为某电源的路端电压与电流的关系，直线Ⅱ为某一电阻R的U-I图线，用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图像可知（）A．R的阻值为1.5Ω B．电源电动势为3V，内阻为0.5ΩC．电源的输出功率为3.0W D．电源内部消耗功率为1.5W三、实验题37．如图甲，是某型号的电子秤，工作原理简化为如图乙：电阻不计的轻质金属弹簧与绝缘轻质托盘相连、滑动变阻器的滑片与弹簧上端连接，理想电压表的示数表示物体的质量，当托盘没放物体时，滑片恰好置于变阻器的最上端，量程，变阻器总电阻、总长度，电源输出电压恒为，定值电阻，弹簧劲度系数，重力加速度取。不计摩擦和其它阻力，请回答下列问题：（所有计算结果保留一位小数）（1）滑动变阻器的滑片恰好置于最下端时，电压表的示数为__________V；（2）电压表的示数U与物体质量m之间的关系式_________（V），电压表改装的电子秤刻度是_________（选填“均匀”“不均匀”）的，该电子称的最大可测质量为_________。38．某同学“用DIS测电源的电动势和内阻”的实验电路如图a所示，其中R0是阻值为4Ω的定值电阻，滑动变阻器R的最大阻值为10Ω。（1）定值电阻R0在实验中的作用是___________。（2）测得电源的路端电压U与电流I的关系图线如图b所示，电源电动势E=___________V，内阻r=________Ω。39．某同学欲将电流表改装为两用电表，即中央刻度为15的“×1”挡的欧姆表及量程为0~15V的电压表，实验室可提供的器材有A．一节全新的5号干电池（电动势E=1.5V，内阻不计）B．电流表A1（量程0~10mA，内阻为25Ω）C．电流表A2（量程0~100mA，内阻为2.5Ω）D．滑动变阻器R1（0~30Ω）E．滑动变阻器R2（0~3Ω）F．定值电阻R3（117.5Ω）G．定值电阻R4（120Ω）H．定值电阻R5（147.5Ω）L．单刀双掷开关S，一对表笔及若干导线（1）图中电流表应选用________（选填“B”或“C”），滑动变阻器应选用________（选填“D”或“E”），定值电阻R0应选________（选填“F"“G"或“H”）；（2）在正确选用器材的情况下，正确连接好实验电路。若电流表满偏电流为Ig，则电阻刻度盘上指针指在Ig处应标上_______。（填写具体数值）40．两同学为测定一段粗细均匀、电阻率较小的电阻丝的电阻率，采用了如图甲所示的电路进行测量。实验步骤如下：a．用螺旋测微器在电阻丝上的三个不同位置测出电阻丝直径，求出平均值；b．调节电阻丝上的导电夹的位置，用毫米刻度尺测量并记录导电夹到电阻丝右端的长度；闭合开关，记录电压表示数、电流表示数；c．改变电阻丝上的导电夹的位置，重复步骤，记录多组、、的值。（1）若螺旋测微器某次测量结果如图乙所示，其示数为________。（2）若选用某组、值，用算出电阻丝连入电路的电阻，则计算值与真实值相比________。（选填“偏小”、“相等”或“偏大”）（3）根据多组测量得到的实验数据绘出图像如图丙所示，若图线斜率为，则电阻丝的电阻率________（用已知或测量出的物理量的符号表示）；电流表内阻对电阻率的测量________（选填“有”或“没有”）影响。（4）用记录的数据绘制出图像如图丁所示，由图像可知电源的内阻________。（结果保留两位有效数字）四、解答题41．某同学在研究性学习活动中自制电子秤，原理示意图如图所示。用理想电压表的示数指示物体的质量，托盘与电阻可忽略的金属弹簧相连，托盘与弹簧的质量均不计，滑动变阻器R的滑动端与弹簧上端连接。当托盘中没有放物体时，滑片恰好指在变阻器的上端，此时电压表示数为0。设变阻器的总电阻为R、总长度为L，电源的电动势为E、内阻为r，限流电阻阻值为，弹簧劲度系数为k，重力加速度大小为g，不计一切摩擦和其他阻力。（1）随m增大，流过的电流如何变化，电压表的示数如何变化；（2）推导出电压表示数U与所称物体质量m的关系式。42．如图所示，有内阻的电源电动势，标有“8V，12W”的灯泡L恰好能正常发光，测得此时流经电源的电流为2A，电动机M的电阻，求：（1）电源的内阻；（2）电源的总功率；（3）通过电动机的电流；（4）电动机的输出功率。‍43．如图所示，，断开时，两表读数分别为和，闭合时，它们的读数分别变为和。两表均视为理想表，求：（1）、的阻值；（2）电源的电动势和内阻。44．如图所示电路，A、B为竖直放置的平行板电容器的两极板。一质量为且带正电的小球，用绝缘细线悬于两极板间的O点。闭合开关S后，小球静止时细线与竖直方向的夹角。已知两极板间距，电源电动势，内阻，电阻，，，，，求：（1）电阻两端的电压；（2）小球所带的电荷量；（3）将细线剪断瞬间，小球的加速度大小。45．如图所示，一电荷量带正电的小球，用绝缘细线悬于竖直放置足够大的平行金属板中的O点。S合上后，小球静止时，细线与竖直方向的夹角。已知两板相距m，电源电动势V，内阻，电阻。g取10，，。求以下物理量的大小：（1）流过电源的电流I。（2）两板间的电场强度E。（3）小球的质量m。46．如图所示，利用左侧电路对右侧由两块水平放置的平行金属板M、N组成的平行板电容器进行充电，金属板M、N相距d，M板正中央有一小孔B，一带正电油滴从B孔正上方h处的A点，自由下落后进入电容器内。不计空气阻力，不考虑小孔对电容器的影响，已知电源电动势E=12V，内阻r=1Ω，R0=1Ω，滑动变阻器R=10Ω，带电油滴电荷量q与质量m的比值为2×10-2C/kg，重力加速度g=10m/s2.（1）令滑动变阻器滑片置于中点，闭合开关S1和S2，求两块金属板间的电势差UMN；带电液滴进入电容器后恰好能在M、N板间做匀速直线运动，则两板间距离d多大？（2）开关S1保持闭合，断开开关S2，两金属板间的电势差变为多少？此时从A点下落的液滴恰好能到达N板，求h的大小。47．如图所示曲线a为某种非线性电阻的伏安特性曲线，直线b为某种电池两端电压随电流变化曲线。现将这种电阻连接到该电池两端，求：（1）电池的内阻r多大；（2）该电阻消耗的电功率P多大；（3）若将两个这种电阻串联后接在该电池两端，估算这两个电阻消耗的总功率。48．如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间距离d=40cm。电源电动势E=24V，内电阻r=1Ω，电阻R1=6Ω。闭合开关S，待电路稳定后，将一带正电的小球从A板小孔（图中未画出）上方10cm处自由释放，小球恰能到达B板。若小球带电荷量q=1×10-2C，质量为m=2×10-2kg，不考虑空气阻力，g取10m/s2。求：（1）金属板A、B之间的电压U（2）滑动变阻器接入电路的阻值R249．如图所示的电路中，电源电动势E=14V，电源内阻r=1Ω，灯泡L上标有“6V，12W”字样，电动机线圈的电阻。若闭合开关时灯泡恰能正常发光，求：（1）工作时通过电动机的电流；（2）电动机工作时转化为机械能的功率；（3）整个电路消耗的电功率。50．有一种测量压力的电子秤，其原理如左下图所示。E是内阻不计。电动势为6V的电源。R0是一个阻值为400Ω的限流电阻。G是由理想电流表改装成的指针式测力显示器。R是压敏电阻，其阻值可随压力大小变化而改变，其关系如图所示。C是一个用来保护显示器的电容器。秤台的重力忽略不计。（1）写出电阻值R随压力F变化的函数关系式（2）通过计算说明该测力显示器的刻度是否均匀。（3）若电容器的耐压值为5V，该电子秤的量程是多少牛顿？实验：电池电动势和内阻的测量一、实验原理和方法实验电路如图所示，根据闭合电路的欧姆定律，改变R的阻值，测出两组U、I的值，根据闭合电路欧姆定律可列出两个方程：eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(E＝U1＋I1r,E＝U2＋I2r))⇒eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(E＝\f(I1U2－I2U1,I1－I2),r＝\f(U2－U1,I1－I2)))二、实验器材待测电池一节，电流表(0～0.6A)、电压表(0～3V)各一块，滑动变阻器一只，开关一只，导线若干。三、实验步骤1．选定电流表、电压表的量程，按照电路图把器材连接好。2．把滑动变阻器滑片移到电阻最大的一端(图中左端)。3．闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数，读出电压表示数U和电流表示数I，并填入事先绘制好的表格(如下表)。实验序号123456I/AU/V4.多次改变滑片的位置，读出对应的多组数据，并一一填入表中。5．断开开关，整理好器材。四、数据处理1．公式法把测量的几组数据分别代入E＝U＋Ir中，然后两个方程为一组，解方程求出几组E、r的值，最后对E、r分别求平均值作为测量结果。2．图像法(1)以I为横坐标，U为纵坐标建立直角坐标系，根据几组I、U的测量数据在坐标系中描点。(2)用直尺画一条直线，使尽量多的点落在这条直线上，不在直线上的点，能大致均衡地分布在直线两侧。(3)如图所示：①图线与纵轴交点为E。②图线与横轴交点为I短＝eq\f(E,r)。③图线的斜率大小表示r＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔU,ΔI)))。五、误差分析1．偶然误差：主要来源于电压表和电流表的读数以及作U­I图像时描点不准确。2．系统误差：主要原因是未考虑电压表的分流作用，使得电流表上读出的数值比实际的总电流(即流过电源的电流)要小一些。U越大，电流表的读数与总电流的偏差就越大。将测量结果与真实情况在U­I坐标系中表示出来，如图所示，可见E测<E真，r测<r真。六、注意事项1．器材和量程的选择(1)电池：为了使路端电压变化明显，电池的内阻宜大些，可选用已使用过一段时间的1号干电池。(2)电压表的量程：实验用的是一节干电池，因此电压表量程在大于1.5V的前提下，越小越好，实验室中一般采用量程为0～3V的电压表。(3)电流表的量程：对于电池来讲允许通过的电流最大为0.5A，故电流表的量程选0～0.6A的。(4)滑动变阻器：干电池的内阻较小，为了获得变化明显的路端电压，滑动变阻器选择阻值较小一点的。2．电路的选择：伏安法测电源电动势和内阻有两种接法，由于电流表内阻与干电池内阻接近，所以电流表应采用内接法，即一般选择误差较小的甲电路图。甲乙3．实验操作：电池在大电流放电时极化现象较严重，电动势E会明显下降，内阻r会明显增大，故长时间放电不宜超过0.3A，短时间放电不宜超过0.5A。因此，实验中不要将I调得过大，读电表示数要快，每次读完后应立即断电。4．数据处理(1)当路端电压变化不是很明显时，作图像时，纵轴单位可以取得小一些，且纵轴起点不从零开始，把纵坐标的比例放大。(2)画U­I图像时，要使较多的点落在这条直线上或使各点均衡分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去不予考虑。这样，就可使偶然误差得到部分抵消，从而提高精确度。综合演练一、实验题1．如图甲所示，装有稀硫酸的两个烧杯内，分别插有作为电源正、负极的铜片和锌片。U型玻璃管内放入粗棉线，倒插在两个烧杯中，利用粗棉线把两边烧杯中的稀硫酸溶液连成一体。这个装置构成了一个化学电源，其中左侧烧杯内插铜片、右侧烧杯内插锌片。（1）电压表V1、V2分别用于测量电源的___________（填“内”或“外”）电压和___________（填“内”或“外”）电压，图甲中电压表V2左侧是该电压表的___________（填“正”或“负”）接线柱。（2）若滑动电阻器接入电路的阻值增大，将观察到电压表V1的示数___________（填“增大”或“减小”），电压表V2的示数___________（填“增大”或“减小”，同时两电压表的示数还会满足___________关系。（3）为测量该电源的电动势与内阻，该小组用一电阻箱替代滑动变阻器，并撤去电压表V2.开始做实验时，先把电阻箱的阻值调到最大，再接通开关，然后逐次改变电阻箱接入电路的阻值R，读取与R对应的电压表V1的示数U，并将相应的数据转化为电阻的倒数与相应的电压的倒数如下表所示；序号12345670.10.40.51.02.02.55.00.360.440.400.600.871.001.58根据表中的数据和实验原理，你认为第___________（填序号）组数据是错误的。（4）该小组根据实验数据在坐标系中绘出关系图线（如图乙所示），根据图线可得该电源的电动势___________V，内阻___________Ω。（结果均保留两位有效数字）2．某学习小组用苹果和两种金属电极做了一个“水果电池”，为了测量其电动势和内阻，进行了以下实验：（1）使用多用电表的直流电压2.5V挡粗测电动势，指针稳定时如图a所示，其示数为______V。（2）为了尽可能准确地测出水果电池的电动势和内阻，使用的实验器材有：数字式多用电表（可视为理想电压表）、滑动变阻器（最大阻值足够大）、微安表、导线、开关等。实验电路如图b所示，请根据b图在图c中完成实物连线_______。（3）连接好电路后闭合开关，调节滑动变阻器，记录数字电压表和微安表的示数。作出U—I图像，如图d所示。由图像求得水果电池的电动势E=______V，内阻r=______kΩ（结果保留三位有效数字）。（4）运用上述方法，探究水果电池内阻与电极间距d、电极插入深度h的关系，测得数据如下表所示。d/cm2.04.0h/cm1.02.02.51.02.02.5内阻r/kΩ20.9710.7610.3722.4418.3915.62由表中数据可得：水果电池内阻随着电极插入深度h的增加而______（选填“增大”、“不变”或“减小”），随着电极间距d的增加而______（选填“增大”、“不变”或“减小”）。3．某同学用伏安法测一节干电池电动势和内阻，现备有下列器材：A．被测干电池一节；

B．电流表：量程0～0.6A，内阻C．电流表：量程0～0.6A，内阻约为D．电压表：量程0～3V，内阻未知E．电压表：量程0～15V，内阻未知F．滑动变阻器：0～10Ω，2AG．滑动变阻器：0～100Ω，1AH．开关、导线若干在伏安法测电池电动势和内阻的实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在系统误差。在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。①在上述器材中请选择适当的器材：___________

（填写选项前的字母）；②实验电路图应选择下图中的___________（填“甲”或“乙”）③根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的U-I图像，则在修正了实验系统误差后，干电池的电动势E=___________V，内电阻r=___________Ω。4．某学习小组利用可调内阻电池探究电池内外电压的关系。可调内阻电池由电池槽、正负极板M、N、探针P、Q、气室、气筒等构成（如图a）。正负极板插在两端电池槽内，中间有一条电液通道，缓慢推动气筒活塞，向电池内打气，以改变电解液液面的高低，从而改变电池的内阻：液面越低，内电阻越大。实验电路连接如图（b）所示：量程为3V的电压表V1与正负极板M、N连接，可直接测量电源外部的电压，电压表V2与探针P、Q连接，可直接测量电源内部的电压。R为电阻箱，A为理想电流表。（1）闭合开关S1，断开开关S2、S3，此时电压表V1的读数如图c所示，则可粗略估算电池的电动势E=___________V；（2）调节电阻箱R至最大值，闭合开关S1、S2、S3，逐渐调小电阻箱的阻值，发现电压表V2的示数逐渐___________（变大/变小/不变），且电压表V1、电压表V2的示数U1、U2始终满足___________（用U1、U2和E表示）的关系。继续调节电阻箱R的阻值，使电压表V1和V2的示数相同，此时电阻箱R的读数如图d所示，则可粗略估算电池的内阻为___________Ω；（3）保持S1、S2、S3闭合，用打气筒向电池内打气，同时记录V1、V2表的示数U1、U2和A表的示数I，利用多组数据画出U1-I、U2-I图象，则下列图象正确的是___________。A．

B．C．

D．5．某同学为了研究水果电池，将锌、铜两块电极插入一个土豆中做成一个“土豆电池”，他用伏特表测得这个“土豆电池”两端电压为0.96V，但他将四个这样的“土豆电池”串起来给“3V，0.5A”的小灯泡供电时，灯泡并不发光。检查灯泡、线路均没有故障，为了寻找原因，决定先测定一节“土豆电池”的电动势和内阻，他设计了如图甲所示的电路，电路中所用电流计G的阻值为50Ω，实验中他多次改变电阻箱的阻值，分别记录下各次电阻箱的阻值及相应的电流计示数，算出电流的倒数，并将数据填在如下的表格中。电阻R/Ω电流I/mA电流倒数/A-11002.504002002.005003001.666024001.427045001.26794（1）请你帮该同学在图乙的坐标纸中作出一R图像；()（2）设电源电动势为E、内阻为r，电阻箱的示数为R，电流计电阻为Rg，电流表示数为I，则=___________（用E、r、R、Rg物理量表示）（3）根据图像可以求得该电池的电动势为___________V，内阻为___________Ω。（结果均保留3位有效数字）（4）完成实验后，该同学分析得出灯泡不亮的原因是___________。能源与可持续发展一、能量守恒定律能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。二、能量转移或转化的方向性1．一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的。2．能量耗散：在能量转化过程中流散到周围环境中的内能很难再收集起来重新利用的现象。3．节约能源的根本原因：在能源的利用过程中，能量在数量上虽未减少，但在可利用的品质上降低了，即从便于利用的能源变为不便于利用的能源。4．自然界中的宏观过程具有方向性。能量守恒定律的理解和应用能量守恒定律的理解和应用1．能量的存在形式及相互转化(1)各种运动形式都有对应的能：机械运动有机械能，分子的热运动有内能，还有电磁能、化学能、原子能等。(2)各种形式的能，通过某种力做功可以相互转化。例如，利用电炉取暖或烧水，电能转化为内能；煤燃烧，化学能转化为内能；列车刹车后，轮子温度升高，机械能转化为内能。2．能量守恒的两种表达(1)某种形式的能减少，一定有其他形式的能增加，且减少量和增加量一定相等。(2)某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等。3．应用能量转化与守恒解题的步骤(1)首先分析研究对象的受力情况、做功情况、能量的转化方向及初、末状态能量的具体形式。(2)分别列出减少的能量ΔE减和增加的能量ΔE增的表达式。(3)依据ΔE减＝ΔE增列式求解。三、能源的分类与应用1．能源的分类(1)不可再生能源：像煤炭、石油和天然气这类无法在短时间内再生的能源，也叫化石能源。(2)可再生能源：像水能、风能、潮汐能这类在自然界可以再生的能源。2．我国可再生能源的开发(1)太阳能发电；(2)水力发电；(3)风能发电；(4)核能发电。2．能源的分类能源分类方法能源分类名称特点举例按形式或转换特点分一次能源自然形成，未经加工太阳能、风能、地热能、核能、潮汐能二次能源由一次能源经加工转换而成焦炭、木炭、蒸汽、液化气、酒精、汽油、电能按利用技术分常规能源已大规模正常使用煤、石油、天然气、水能新能源正在开发，或有新的利用方式太阳能、核能、地热能、海洋能、沼气、风能按可否再生分可再生能源可循环使用水能、风能、生物质能、地热能不可再生能源短期内无法转换获得煤、石油、天然气、核燃料按对环境污染情况分清洁能源对环境基本上没有污染太阳能、海洋能、风能、水能污染能源会严重污染环境化石燃料(煤、石油、天然气)四、能源与社会发展1．人类利用能源的三个时期：柴薪时期、煤炭时期、石油时期。2．利用不可再生能源带来的危害(1)改变大气的成分，加剧气候的变化，如温室效应。(2)形成“酸雨”，腐蚀建筑物，酸化土壤。(3)产生光化学烟雾，产生浮尘。综合演练一、单选题1．太阳能及风能是清洁能源，我国已经建成众多的太阳能及风力发电场。风力发电是利用风的动能推动风力发电机的叶片转动而产生电能的。某地区安装有20台超大型风力发电机，每片扇叶长达，该地区常年的平均风速，风向跟叶片转动的圆面垂直，空气的密度，风力发电机的叶片转动时可形成半径的圆面。已知风力发电机能将通过圆面的空气的动能的转化为电能。则每台风力发电机的发电功率为（）A． B．C． D．2．我国计划在2060年达到“碳中和”目标，到时生产、生活排放的碳总量与植被吸收的碳总量将达到平衡，为了实现这一目标。未来四十年我国应减少使用的能源是（）A．水能 B．石油能源 C．太阳能 D．风能3．“神舟”六号载人飞船上的电子仪器及各种动作的控制都是靠太阳能电池供电的。由于光照而产生电动势的现象称为光伏效应。“神舟”飞船上的太阳能电池就是依靠光伏效应设计的单晶硅太阳能电池。在正常照射下，太阳能电池的光电转换效率可达。单片单晶硅太阳能电池可产生的电动势，可获得的电流，则每秒照射到这种太阳能电池上的太阳光的能量是（）A． B． C． D．4．如图所示是我国某风能发电基地，全球可利用的风能为2×107MW（1MW＝106W），比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍，我国风能资源总储量约1.6×105MW。2012年7月4日装机容量达到2240万千瓦的三峡水电站，已成为全世界最大的水力发电站和清洁能源生产基地。下列说法正确的是（）A．风力发电是把风的内能转化为电能B．我国风能资源总储量约为7个三峡水电站的装机容量C．风力发电过程违反能量守恒定律D．水能和风能都是清洁能源且都是不可再生能源5．“绿色、环保、低碳”是当今世界的关键词，我国目前已成为世界节能和利用新能源、可再生能源第一大国。下列符合节能做法的是（）A．教室自然采光条件好时应及时关灯B．中午离开教室后让电风扇继续开着C．家庭空调长时间设置在18℃D．教室的电脑即便不使用时也保持开机状态6．下列过程中，哪个是电能转化为机械能（）A．太阳能电池充电 B．电灯照明 C．电风扇工作 D．风力发电7．关于能源和能量，下列说法中正确的是（

）A．自然界的能量是守恒的，所以地球上能源永不枯竭B．能源的利用过程中有能量耗散，这表明自然界的能量是不守恒的C．能量耗散说明能量在转化过程中没有方向性D．在利用能源的过程中，能量在数量上并未减少，但在可利用的品质上降低了8．动车组列车进站前的减速过程分为两个阶段进行：第一阶段采用“再生刹车”技术，速度从250km/h减至90km/h，这期间停止动力供给，列车依靠惯性继续前行，并带动发电机发电；第二阶段采用机械刹车，速度从90km/h开始不断减小直至停止；关于列车进站过程中的能量转化，下列说法中正确的是（

）A．第一阶段减小的动能全部转化为电能，即电能等于减小的动能B．第一阶段减小的动能有一部分转化为电能，即电能小于减小的动能C．第二阶段减小的动能主要转化为内能，且内能等于减小的动能D．第二阶段减小的动能主要转化为内能，且内能大于减小的动能9．下列有关能量的描述正确的是（

）A．“又要马儿跑得快，又要马儿不吃草”违背了能量守恒定律B．工作中的电风扇，消耗的电能大于输出的机械能，该过程能量不守恒C．滑块在粗糙的水平面上减速滑行，最终停了下来，动能消失，能量不守恒D．同时做自由落体运动的物体，质量越大，势能减少越快，机械能减少也越快10．下列不属于二次能源的是（

）A．蒸汽 B．煤气 C．石油制品 D．煤炭11．生态文明要求人们注重环保和节能．下列获得电能的方法不符合低碳要求的是（

）A．火力发电 B．风力发电 C．太阳能发电 D．水力发电12．电磁炉加热方式，能大幅减少热量传递过程的中间环节，大大提升发热效率，节约能源，比传统炉具（电炉、煤气炉）节省能源一半以上．下列关于气炉、电炉、电磁炉的说法，正确的是（

）A．煤气炉把燃气的化学能转化为热能，电炉、电磁炉都是把电能转化为热能B．电炉对能源的利用效率比煤气炉低，所以大部分家庭都用煤气炉C．电磁炉产生电磁辐射，是不安全的，不应推广D．电炉、气炉能使用各种材料制作的器皿，而电磁炉只能使用金属器皿13．关于家用电器工作时发生能量转化的描述，下列说法正确的是()A．电饭煲将内能转化为电能B．电熨斗将机械能转化为电能C．手摇发电机将机械能转化为电能D．电吹风将机械能转化为电能14．海洋能是一种蕴藏量极大的可再生能源，具有广阔的应用前景。下列能源不属于海洋能的是（）A．潮汐能 B．波浪能C．太阳能 D．海流能15．毛泽东的诗词中曾写到“一代天骄成吉思汗，只识弯弓射大雕”．不计阻力，成吉思汗在弯弓射雕过程中，涉及机械能的转化不正确的是（

）A．箭被射出过程中，弹性势能转化为箭的动能B．箭上升过程中，动能向重力势能转化C．下落过程中，重力势能又向动能转化D．箭落到地面上，机械能仍是守恒的16．能源的种类有很多，下列能源属于可再生能源的是(

)A．煤 B．石油 C．潮汐能 D．天然气17．日常生产、生活处处离不开电能，下列哪些发电方式会造成较大环境污染（）A．太阳能发电 B．煤炭发电C．风力发电 D．水力发电18．很多居民都在楼顶安装了太阳能热水器，太阳能热水器是将太阳能转化为(

)A．电能 B．化学能 C．机械能 D．内能19．电机把一次能源转换成机械能的过程正确的是新能源的是（

）A．一次能源→发电机→机械能B．一次能源→电动机→机械能C．一次能源→电动机→电能→发电机→机械能D．一次能源→发电机→电能→电动机→机械能20．电动机是将电能转换为机械能的设备．下列没有使用电动机的电器是（）A．电热水壶 B．电风扇 C．洗衣机 D．抽油烟机21．关于能量转化有下列说法：①太阳能热水器把太阳能转化为水的内能②电热水器把电能转化为水的内能③燃气热水器把电能转化为水的内能④空调把空气的内能转化为电能其中正确的是（）A．①② B．①③ C．②③ D．①④22．生产、生活中使用的许多东西都可看作能量转换器，它们把能量从一种形式转化为另一种形式，下列电器在工作过程中把电能转化为机械能的是（

）A．电饭锅 B．洗衣机 C．微波炉 D．电烤箱23．关于能量和能源，下列说法中正确的是

(

)A．能量在转化和转移过程中，其总量有可能增加B．能量在转化和转移过程中，其总量会不断减少C．能量在转化和转移过程中总量保持不变，故节约能源没有必要D．能量的转化和转移具有方向性．且现有可利用的能源有限，故必须节约能源24．“绿色、环保、低碳”是当今世界的关键词，“低碳”要求我们节约及高效利用能源．关于能源与能量，下列说法正确的是A．能量被使用后就消失了，所以要节约能源B．自然界中石油、煤炭等能