物理·江西省宜春市樟树中学2016-2017学年高二上学期周练物理试卷（6） Word版含解析

物理·江西省宜春市樟树中学2016-2017学年高二上学期周练物理试卷（6） Word版含解析

全*品*高*考*网， 用后离不了！2016-2017学年江西省宜春市樟树中学高二（上）周练物理试卷（6）‎ ‎　‎ 一．选择题（本题包括8小题，每小题6分，共48分.1-5题为单选题，6-8题为多选题）‎ ‎1．在研究微型电动机的性能时，应用如图所示的实验电路．当调节滑动变阻器R并控制电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为1.0A和2.0V．重新调节R并使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为2.0A和24.0V．则这台电动机正常运转时输出功率为（　　）‎ A．32 W B．40 W C．47 W D．48 W ‎2．如图所示，R1=R2=R3=R4=R，电键S闭合时，间距为d的平行板电容器C的正中间有一质量为m、电荷量为q的小球恰好处于静止状态；电键S断开时，则小球的运动情况为（　　）‎ A．不动 B．向上运动 C．向下运动 D．不能确定 ‎3．在如图（a）所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器．闭合电键S，将滑动变阻器的滑动触头P从最右端滑到最左端，两个电压表（内阻极大）的示数随电路中电流变化的完整过程图线如图（b）所示．则（　　）‎ A．图线甲是电压表V1示数随电流变化的图线 B．电源内电阻的阻值为10Ω C．电源的最大输出功率为1.5W D．滑动变阻器R2的最大功率为0.9W ‎4．图甲所示的电路中，电流表A1指针指满刻度，电流表A2的指针指满刻度的处；图乙中，A2指针指满刻度，A1指针指满刻度的处．已知A1的内阻为0.45Ω，则A2的电阻为（　　）‎ A．0.1Ω B．0.15Ω C．0.3Ω D．0.6Ω ‎5．如图所示，平行金属板中带电质点P原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，则（　　）‎ A．电压表读数减小 B．电流表读数减小 C．质点P将向上运动 D．R3上消耗的功率逐渐增大 ‎6．如图所示的电路中，电源内阻不可忽略，若调整可变电阻R的阻值，可使电压表V的示数减小△U（电压表为理想电表），在这个过程中（　　）‎ A．通过R1的电流减小，减少量一定等于 B．R2两端的电压增加，增加量一定等于△U C．路端电压减小，减少量一定等于△U D．通过R2的电流增加，但增加量一定小于 ‎7．在如图所示的U﹣I图象中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图象，直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线．用该电源直接与电阻R相连组成闭合电路，由图象可知下列说法正确的是（　　）‎ A．电源的电动势为3 V，内阻为0.5Ω B．电阻R的阻值为1Ω C．电源的输出功率为4 W D．电源的效率为50%‎ ‎8．在如图甲所示的电路中，电源电动势为3.0V，内阻不计，L1、L2为相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，R为定值电阻，阻值为7.5Ω．当开关S闭合后（　　）‎ A．L1的电阻为Ω B．L1消耗的电功率为7.5 W C．L2的电阻为7.5Ω D．L2消耗的电功率为0.3 W ‎　‎ 二、填空题（共16分）‎ ‎9．在测量金属丝电阻率的实验中，可供选用的器材如下：‎ 待测金属丝：R x（阻值约4Ω，额定电流约0.5A）；‎ 电压表：V（量程3V，内阻约3kΩ）；‎ 电流表：A1（量程0.6A，内阻约0.2Ω）；A2（量程3A，内阻约0.05Ω）；‎ 电源：E1（电动势3V，内阻不计）；E2（电动势12V，内阻不计）；‎ 滑动变阻器：R（最大阻值约20Ω）；螺旋测微器；毫米刻度尺；开关S；导线．‎ ‎（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图1所示，读数为　　mm．‎ ‎（2）若滑动变阻器采用限流接法，为使测量尽量精确，电流表应选　　、电源应选　　（均填器材代号），在虚线框（图2）内完成电路原理图．‎ ‎10．某兴趣小组欲通过测定工业污水（含多种重金属离子）的电阻率来判断某工厂废水是否达到排放标准（一般工业废水电阻率的达标值为ρ≥200Ω•m）．图甲为该小组所用盛水容器，其左、右两侧面为金属薄板（电阻极小），其余四面由绝缘材料制成，左右两侧带有接线柱．容器内表面长a=40cm，宽b=20cm，高c=10cm．将水样注满容器后，进行以下操作：‎ ‎（1）用多用电表欧姆挡所测水样的电阻约为2000Ω．‎ ‎（2）为更精确地测量所取水样的电阻，该小组从实验室中找到如下实验器材：‎ A．电流表（量程3mA，电阻RA为5Ω）‎ B．电压表（量程6V，电阻RV约为10kΩ）‎ C．滑动变阻器（0～20Ω，额定电流1A）‎ D．电源（6V，内阻约为1Ω）‎ E．开关一只、导线若干 请完成图中的实物图连接．‎ ‎（3）正确连接电路后，闭合开关，测得一组U、I数据，再调节滑动变阻器，重复上述测量步骤，得出一系列数据如表所示，请根据表中数据作出UI关系图线．‎ U/V ‎1.1‎ ‎1.8‎ ‎3.0‎ ‎3.8‎ ‎4.8‎ I/mA ‎0.50‎ ‎0.82‎ ‎1.36‎ ‎1.73‎ ‎2.18‎ ‎（4）由以上测量数据可以求出待测水样的电阻率为　　Ω•m．据此可知，所测水样在电阻率这一指标上　　．（选填“达标”或“不达标”）‎ ‎　‎ 三、计算题（本题共3小题36分，解答时要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，若只有最后答案而无演算过程的不得分）‎ ‎11．如图所示的电路中，电池的电动势E=5V，内电阻r=10Ω，固定电阻R=90Ω，R0是可变电阻．在R0由0增加到400Ω的过程中，求：‎ ‎（1）可变电阻R0上消耗热功率最大的条件和最大热功率；‎ ‎（2）电池的内电阻r和固定电阻R上消耗的最小热功率之和．‎ ‎12．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）．‎ ‎13．如图甲所示为一个电灯两端的电压与通过它的电流变化关系曲线，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，参考这条曲线回答下列问题（不计电流表和电池的内阻）‎ ‎（1）若把三个这样的电灯串联后，接到电动势为12V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9Ω的定值电阻R0串联，接在电动势为8V、内阻为1Ω的电源上，求通过电流表的电流值和每个电泡的实际功率．‎ ‎　‎ ‎2016-2017学年江西省宜春市樟树中学高二（上）周练物理试卷（6）‎ 参考答案与试题解析 ‎　‎ 一．选择题（本题包括8小题，每小题6分，共48分.1-5题为单选题，6-8题为多选题）‎ ‎1．在研究微型电动机的性能时，应用如图所示的实验电路．当调节滑动变阻器R并控制电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为1.0A和2.0V．重新调节R并使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为2.0A和24.0V．则这台电动机正常运转时输出功率为（　　）‎ A．32 W B．40 W C．47 W D．48 W ‎【考点】电功、电功率；闭合电路的欧姆定律．‎ ‎【分析】电动机停止转动时，其电路是纯电阻电路，欧姆定律成立，由电流表和电压表的示数，根据欧姆定律求出电动机的电阻．电动机正常运转时输出功率等于输入的电功率与内部发热功率之差．‎ ‎【解答】解：依题，电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为1.0A和2.0V，则电动机的电阻R==2Ω 这台电动机正常运转时输出功率为P出=U2I2﹣=24×2﹣22×2（W）=40W 故选：B ‎　‎ ‎2．如图所示，R1=R2=R3=R4=R，电键S闭合时，间距为d的平行板电容器C的正中间有一质量为m、电荷量为q的小球恰好处于静止状态；电键S断开时，则小球的运动情况为（　　）‎ A．不动 B．向上运动 C．向下运动 D．不能确定 ‎【考点】闭合电路的欧姆定律；匀强电场中电势差和电场强度的关系；电容．‎ ‎【分析】由小球的运动状态可得出电容器两端的电势差；根据电路结构分析开关通断前后电容器两端的电势差的变化，即可得出小球的运动情况．‎ ‎【解答】解：开关闭合时，电路中R1与R2并联后与R3串联，电容器两端的电压等于R3两端的电压；而小球保持静止，则有Eq=mg；‎ 当开关断开时，R1与R3串联，外部总电阻增大，则总电流减小，故R3两端的电压减小，故小球受到的电场力减小，故小球将向下运动；‎ 故选：C．‎ ‎　‎ ‎3．在如图（a）所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器．闭合电键S，将滑动变阻器的滑动触头P从最右端滑到最左端，两个电压表（内阻极大）的示数随电路中电流变化的完整过程图线如图（b）所示．则（　　）‎ A．图线甲是电压表V1示数随电流变化的图线 B．电源内电阻的阻值为10Ω C．电源的最大输出功率为1.5W D．滑动变阻器R2的最大功率为0.9W ‎【考点】电功、电功率．‎ ‎【分析】由图可知两电阻串联，V1测R1两端的电压，V2测R2两端的电压；当滑片向左端滑动时，滑动变阻器接入电阻减小，则可知总电阻变化，由闭合电路欧姆定律可知电路中电流的变化，则可知内电压的变化及路端电压的变化，同时也可得出R1两端的电压变化，判断两图象所对应的电压表的示数变化；‎ 由图可知当R2全部接入及只有R1接入时两电表的示数，则由闭合电路的欧姆定律可得出电源的内阻；‎ 由功率公式可求得电源的最大输出功率及滑动变阻器的最大功率．‎ ‎【解答】解：A、当滑片左移时，滑动变阻器接入电阻减小，则电路中总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流增大；而R1两端的电压增大，故乙表示是V1示数的变化；甲表示V2示数的变化；故A错误；‎ B、由图可知，当只有R1接入电路时，电路中电流为0.6A，电压为3V，则由E=U+Ir可得：E=3+0.6r；‎ 当滑动变阻器全部接入时，两电压表示数之比为，故=；由闭合电路欧姆定律可得E=5+0.2r 解得r=5Ω，E=6V，故B错误；‎ C、因当内阻等于外阻时，电源的输出功率最大，故当外阻等于5Ω时，电源的输出功率最大，故此时电流I==0.6A，故电源的最大输出功率P=UI=1.8W；故C错误；‎ D、由C的分析可知，R1的阻值为5Ω，R2电阻为20Ω；当R1等效为内阻，则当滑动变阻器的阻值等于R+r时，滑动变阻器消耗的功率最大，故当滑动变阻器阻值为10Ω时，滑动变阻器消耗的功率最大，由闭合电路欧姆定律可得，电路中的电流I′=A=0.3A，则滑动变阻器消耗的总功率P′=I'2R′=0.9W；故D正确；‎ 故选：D．‎ ‎　‎ ‎4．图甲所示的电路中，电流表A1指针指满刻度，电流表A2的指针指满刻度的处；图乙中，A2指针指满刻度，A1指针指满刻度的处．已知A1的内阻为0.45Ω，则A2的电阻为（　　）‎ A．0.1Ω B．0.15Ω C．0.3Ω D．0.6Ω ‎【考点】把电流表改装成电压表．‎ ‎【分析】根据串联电路电流相等的特点和并联电路电压相等的特点，利用欧姆定律分别列出两电流表满偏时指针的关系，再把A2的内阻代入求解方程即可求出A1的内阻．‎ ‎【解答】解：设电流表A1、A2满偏电流分别为I1、I2；‎ 由题意知，当电流表串联时：I1=I2…①‎ 当电流表并联时：电源的电压为：U=I2R2=I1R1…②‎ 由于R1=0.45Ω…③‎ 将①③式代入②解得：R2=0.1Ω．‎ 故选：A．‎ ‎　‎ ‎5．如图所示，平行金属板中带电质点P原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，则（　　）‎ A．电压表读数减小 B．电流表读数减小 C．质点P将向上运动 D．R3上消耗的功率逐渐增大 ‎【考点】闭合电路的欧姆定律．‎ ‎【分析】由图可知电路结构，由滑片的移动可知电路中电阻的变化，再由闭合电路欧姆定律可知各电表示数的变化及电容器两端的电压变化；再分析质点的受力情况可知质点的运动情况．‎ ‎【解答】解：由图可知，R2与滑动变阻器R4串联后与R3并联后，再由R1串联接在电源两端；电容器与R3并联；‎ 当滑片向b移动时，滑动变阻器接入电阻减小，则电路中总电阻减小；由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流增大；路端电压减小，同时R1两端的电压也增大；故并联部分的电压减小；由欧姆定律可知流过R3的电流减小，则流过并联部分的电流增大，故电流表示数增大；故B错误；‎ 因并联部分电压减小，而R2中电压增大，故电压表示数减小，故A正确；‎ 因电容器两端电压减小，故电荷受到的向上电场力减小，则重力大于电场力，合力向下，电荷向下运动，故C错误；‎ 因R3两端的电压减小，由P=可知，R3上消耗的功率减小； 故D错误；‎ 故选A．‎ ‎　‎ ‎6．如图所示的电路中，电源内阻不可忽略，若调整可变电阻R的阻值，可使电压表V的示数减小△U（电压表为理想电表），在这个过程中（　　）‎ A．通过R1的电流减小，减少量一定等于 B．R2两端的电压增加，增加量一定等于△U C．路端电压减小，减少量一定等于△U D．通过R2的电流增加，但增加量一定小于 ‎【考点】闭合电路的欧姆定律．‎ ‎【分析】由图可知，R1与R并联后与R2串联，电压表测并联部分的电压；由欧姆定律可知，通过R1的电流的变化量；由闭合电路欧姆定律可得出电路中电流的变化量，则可得出路端电压的变化量及R2两端电压的关系．‎ ‎【解答】解：A、因电压表示数减小，而R1为定值电阻，故电流的减小量一定等于，故A正确；‎ B、R1两端的电压减小，则说明R2及内阻两端的电压均增大，故R2两端的电压增加量一定小于△U，故B错误；‎ C、因内电压增大，故路端电压减小，由B的分析可知，路端电压的减小量一定小于△U，故C错误；‎ D、由B的分析可知，R2两端的电压增加量一定小于△U，故电流的增加量一定小于，故D正确；‎ 故选AD．‎ ‎　‎ ‎7．在如图所示的U﹣I图象中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图象，直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线．用该电源直接与电阻R相连组成闭合电路，由图象可知下列说法正确的是（　　）‎ A．电源的电动势为3 V，内阻为0.5Ω B．电阻R的阻值为1Ω C．电源的输出功率为4 W D．电源的效率为50%‎ ‎【考点】电功、电功率；欧姆定律．‎ ‎【分析】根据图线Ⅰ纵轴截距读出电源的电动势，斜率大小读出电源的内阻．图线Ⅱ的斜率大小等于电阻R的大小．两图线的交点表示电阻R接在该电源的电压和电流，求出电源的输出功率和电源的效率．‎ ‎【解答】解：‎ A、由图线图线Ⅰ纵轴截距读出电源的电动势E=3V，其斜率大小等于电源的内阻r==Ω=0.5Ω．故A正确．‎ B、电阻R的阻值为R==Ω=1Ω．故B正确．‎ C、两图线的交点表示该电源直接与电阻R相连组成闭合电路时电路中电流和路端电压，则有U=2V，I=2A，电源的输出功率为P=UI=2×2W=4W．故C正确．‎ D、电源的效率为η==≈66.7%．故D错误．‎ 故选：ABC ‎　‎ ‎8．在如图甲所示的电路中，电源电动势为3.0V，内阻不计，L1、L2为相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，R为定值电阻，阻值为7.5Ω．当开关S闭合后（　　）‎ A．L1的电阻为Ω B．L1消耗的电功率为7.5 W C．L2的电阻为7.5Ω D．L2消耗的电功率为0.3 W ‎【考点】闭合电路的欧姆定律；电功、电功率．‎ ‎【分析】电源内阻不计，路端电压等于电动势不变．灯泡是非线性元件，根据L1、L2的电压，由伏安特性曲线可读出电流，由R=算出它们的电阻．‎ ‎【解答】解：A、电源电动势为3.0V，内阻不计，路端电压为3V．L1两端的电压为3V，由图可知，此时的电流为0.25A，所以电阻值：，故A错误．‎ ‎ B、由伏安特性曲线可以读出L1两端的电压为3V，由图可知，此时的电流为0.25A，L1消耗的电功率为：P=UI=3.0×0.25=0.75W，故B错误．‎ ‎ C、在乙图上做出电阻R的伏安特性曲线如图，‎ 由于R与L2串联，所以二者的电流值是相等的，由图可以读出，此时二者的电压都是1.5V时，二者电压的和等于3.0V，此时的电流值是0.2A．所以R2=，故C正确 ‎ D、L2消耗的电功率为：P′=U′•I′=1.5×0.2=0.3W，故D正确．‎ 故选：CD ‎　‎ 二、填空题（共16分）‎ ‎9．在测量金属丝电阻率的实验中，可供选用的器材如下：‎ 待测金属丝：R x（阻值约4Ω，额定电流约0.5A）；‎ 电压表：V（量程3V，内阻约3kΩ）；‎ 电流表：A1（量程0.6A，内阻约0.2Ω）；A2（量程3A，内阻约0.05Ω）；‎ 电源：E1（电动势3V，内阻不计）；E2（电动势12V，内阻不计）；‎ 滑动变阻器：R（最大阻值约20Ω）；螺旋测微器；毫米刻度尺；开关S；导线．‎ ‎（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图1所示，读数为　2.718　mm．‎ ‎（2）若滑动变阻器采用限流接法，为使测量尽量精确，电流表应选　A1　、电源应选　E1　（均填器材代号），在虚线框（图2）内完成电路原理图．‎ ‎【考点】测定金属的电阻率．‎ ‎【分析】（1）螺旋测微器精确度为0.01mm，需要估读，读数时注意半毫米刻度线是否露出．‎ ‎（2）根据电压表的量程选择电源，根据电路最大电流选择电流表，根据题意确定滑动变阻器与电流表的接法，然后作出实验电路图．‎ ‎【解答】解：（1）从图中读出金属丝的直径为d=2.5mm+21.8×0.01mm=2.718mm；‎ ‎（2）电压表量程是3V，电源应选E1（电动势3V，内阻不计），电路最大电流约为I=A，电流表应选A1，量程0.6A，内阻约0.2Ω．‎ ‎=20， =750，，电流表应采用外接法，实验电路图如图所示．‎ 故答案为：（1）2.718；（2）A1；E1‎ ‎　‎ ‎10．某兴趣小组欲通过测定工业污水（含多种重金属离子）的电阻率来判断某工厂废水是否达到排放标准（一般工业废水电阻率的达标值为ρ≥200Ω•m）．图甲为该小组所用盛水容器，其左、右两侧面为金属薄板（电阻极小），其余四面由绝缘材料制成，左右两侧带有接线柱．容器内表面长a=40cm，宽b=20cm，高c=10cm．将水样注满容器后，进行以下操作：‎ ‎（1）用多用电表欧姆挡所测水样的电阻约为2000Ω．‎ ‎（2）为更精确地测量所取水样的电阻，该小组从实验室中找到如下实验器材：‎ A．电流表（量程3mA，电阻RA为5Ω）‎ B．电压表（量程6V，电阻RV约为10kΩ）‎ C．滑动变阻器（0～20Ω，额定电流1A）‎ D．电源（6V，内阻约为1Ω）‎ E．开关一只、导线若干 请完成图中的实物图连接．‎ ‎（3）正确连接电路后，闭合开关，测得一组U、I数据，再调节滑动变阻器，重复上述测量步骤，得出一系列数据如表所示，请根据表中数据作出UI关系图线．‎ U/V ‎1.1‎ ‎1.8‎ ‎3.0‎ ‎3.8‎ ‎4.8‎ I/mA ‎0.50‎ ‎0.82‎ ‎1.36‎ ‎1.73‎ ‎2.18‎ ‎（4）由以上测量数据可以求出待测水样的电阻率为　108.85　Ω•m．据此可知，所测水样在电阻率这一指标上　不达标　．（选填“达标”或“不达标”）‎ ‎【考点】测定金属的电阻率．‎ ‎【分析】（2）要精确测量电阻值，需要电路中电压有较大的变化范围，而滑动变阻器阻值又远小于待测电阻，滑动变阻器要采用分压接法；根据两电表内阻与水样的电阻倍数关系，确定出采用电流表内接法，即可完成电路连接；‎ ‎（3）建立坐标系，采用描点法连线作图．‎ ‎（4）由图线斜率和电流表的内阻，求解水样的电阻，由电阻定律求解电阻率，与达标值为ρ≥200Ω•m比较，分析是否达标．‎ ‎【解答】解：（2）因为要精确测量电阻值，需要电路中电压有较大的变化范围，而滑动变阻器阻值又远小于待测电阻，滑动变阻器要采用分压接法，‎ 又由于待测电阻阻值远大于电流表内阻，电流表应采用内接法，电路图如图所示：‎ ‎（3）根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后根据坐标系内描出的点作出图象如图所示：‎ ‎（4）由图示图象可知，R总=RA+R==≈2182Ω，R=R总﹣R A=2177Ω，‎ 由电阻定律可得：R=ρ=ρ，解得：电阻率：ρ===108.85Ω•m＜200Ω•m．故不达标．‎ 故答案为：（2）电路图如图所示；（3）图象如图所示；（4）108.85；不达标．‎ ‎　‎ 三、计算题（本题共3小题36分，解答时要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，若只有最后答案而无演算过程的不得分）‎ ‎11．如图所示的电路中，电池的电动势E=5V，内电阻r=10Ω，固定电阻R=90Ω，R0是可变电阻．在R0由0增加到400Ω的过程中，求：‎ ‎（1）可变电阻R0上消耗热功率最大的条件和最大热功率；‎ ‎（2）电池的内电阻r和固定电阻R上消耗的最小热功率之和．‎ ‎【考点】电功、电功率．‎ ‎【分析】（1）当电源的内电阻和外电阻相等的时候，电源的输出功率最大．可将R0是看成电源的内阻，当等效电源的内阻等于R时，R的功率最大，再由功率公式求解最大功率．‎ ‎（2）r和R0为定值电阻，R为可变电阻，根据P=I2R0可以分析电阻r和R0的功率之和，当R最大时，电路中电流最小，所求功率最小．‎ ‎【解答】解：（1）根据电源的内电阻和外电阻相等的时候，电源的输出功率最大可知，当把R0和电源看做一个整体时，即把电源的内阻看做R0+r，‎ 当R0=R+r时，即R0=100Ω时，电源的输出功率最大，即R上获得最大功率，‎ 此时电路中电流为 I=‎ R上消耗的最大热功率为P=I2R=0.0252×100W=0.0625W ‎（2）当R0=400Ω的时候，电路中电流最小，则电池的内电阻r和电阻R0上消耗的热功率之和最小，‎ 此时电路中电流为Imin=‎ 则内电阻r和电阻R0上消耗的热功率之和最小值为Pmin==0.01W 答：‎ ‎（1）可变电阻上消耗热功率最大的条件是R0为100Ω，最大热功率是0.0625W；‎ ‎（2）电池的内电阻r和电阻R0上消耗的热功率之和的最小值是0.01W．‎ ‎　‎ ‎12．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）．‎ ‎【考点】电功、电功率．‎ ‎【分析】（1）根据欧姆定律求出通过R的电流，电动机与R串联，电流相等；‎ ‎（2）电动机的输入功率为P电=UMIM；‎ ‎（3）电动机内电阻的发热功率为 P热=IM2r，输出的机械功率为P出=P电﹣P热．由公式P出=Fv=mgv求解物体的质量．‎ ‎【解答】解：（1）由电路中的电压关系可得电阻R的分压为：‎ UR=U﹣UV=V=50 V 流过电阻R的电流为：IR= A=5 A 即通过电动机的电流为：IM=IR=5 A ‎（2）电动机的分压为：UM=UV=110 V 输入电动机的功率为：P电=IMUM=5×110=550 W ‎（3）电动机的发热功率为：P热=r═=20 W 电动机输出的机械功率P出=P电﹣P热=550﹣20=530 W 又因P出=mgv 所以有：m===53 kg 答：（1）通过电动机的电流5A ‎（2）输入电动机的电功率550W ‎（3）若电动机以v=1m/s匀速竖直向上提升重物，该重物的质量53kg ‎　‎ ‎13．如图甲所示为一个电灯两端的电压与通过它的电流变化关系曲线，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，参考这条曲线回答下列问题（不计电流表和电池的内阻）‎ ‎（1）若把三个这样的电灯串联后，接到电动势为12V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9Ω的定值电阻R0串联，接在电动势为8V、内阻为1Ω的电源上，求通过电流表的电流值和每个电泡的实际功率．‎ ‎【考点】电功、电功率；路端电压与负载的关系．‎ ‎【分析】（1）三个电灯串联后，每只电灯的电压为4V，再由甲图读出电灯的工作电流，由公式R=求出电阻．‎ ‎（2）根据闭合电路欧姆定律，得到电灯的实际电压与电流的关系式，在甲图上作出图象，此图象与电灯的伏安特性曲线的交点，表示电灯实际工作状态，读出交点的电压和电流，根据P=UI求出功率．‎ ‎【解答】解：（1）把三个这样的电灯串联后，每只灯泡的实际电压为U==4V，再在图甲上可以查到每只电灯加上4V实际电压时的工作电流为I=0.40A，则此时每只电灯的实际电阻为：R==10Ω．‎ ‎（2）在题乙图中的混联电路中，设每只电灯加上的实际电压和实际电流分别为U和I．‎ 在这个闭合电路中，有：E=U+2I（R0+r）‎ 带入数据并整理得：U=8﹣20I，‎ 这是一个直线方程，把该直线在题甲图上画出，如图所示．‎ 这两条曲线的交点为U=2V、I=0.3A，同时满足了电路结构和元件的要求，通过电流表的电流值为0.3A，‎ 灯泡电阻：R=≈6.7Ω，则每个灯泡的实际功率P=UI=2×0.3=0.6W 答：（1）流过灯泡的电流为0.40A，每个灯泡的电阻为10Ω．‎ ‎（2）通过电流表的电流值为0.3A，每个电泡的实际功率为0.6W．‎ ‎　‎ ‎2016年11月7日