课时达标检测(四十四) 电路中的能量问题 (重点突破课)
一、单项选择题
1.在研究微型电动机的性能时，应用如图所示的实验电路。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0.50 A和2.0 V。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2.0 A和24.0 V。则这台电动机正常运转时输出功率为( )
A．32 W C．47 W
B．44 W D．48 W
U12.0
解析：选A 电动机停止转动时，可将电路看成纯电阻电路，则电动机电阻R＝＝
I10.5
Ω＝4 Ω；当电动机正常运转时，电动机的输入功率P＝I2U2＝2.0×24 W＝48 W，电动机电阻消耗功率PR＝I2R＝4×4 W＝16 W，电动机的输出功率P出＝P－PR＝32 W，A正确。
2．如图所示，电源电动势E＝12 V，内阻r＝3 Ω，R0＝1 Ω，直流电动机内阻R0′＝1 Ω。当调节滑动变阻器R1时可使图甲中电路的输出功率最大；调节R2时可使图乙中电路的输出功率最大，且此时电动机刚好正常工作(额定输出功率为P0＝2 W)，则R1和R2连入电路中的阻值分别为( )
2
A．2 Ω、2 Ω C．1.5 Ω、1.5 Ω
B．2 Ω、1.5 Ω D．1.5 Ω、2 Ω
解析：选B 因为题图甲电路是纯电阻电路，当外电阻与电源内阻相等时，电源的输出功率最大，所以R1接入电路中的阻值为2 Ω；而题图乙电路是含电动机的电路，欧姆定律不适用，电路的输出功率P＝IU＝I(E－Ir)，所以当I＝＝2 A时，输出功率P有最大值，
2r此时电动机的输出功率为2 W，发热功率为4 W，所以电动机的输入功率为6 W，电动机两端的电压为3 V，电阻R2两端的电压为3 V，所以R2接入电路中的阻值为1.5 Ω，B正确。
3．(2017·湖北七市联考)有一个电动势为3 V、内阻为1 Ω的电源。下列电阻与其连接后，使电阻的功率大于2 W，且使该电源的效率大于50% 的是( )
A．0.5 Ω C．1.5 Ω
B．1 Ω D．2 Ω
E
解析：选C 由闭合电路欧姆定律得I＝＝IR>2 W。即?故C正确。
2
ER＋r，电源效率η＝
I2
I2R×100%>50%，PR＋r?E?2R>2 W，得1 Ω
?2?R＋r?
4.如图所示，电源电动势为12 V，电源内阻为1.0 Ω，电路中的电阻R0为1.5 Ω，小型直流电动机M的内阻为0.5 Ω，闭合开关S后，电动机转动，电流表的示数为2.0 A。则以下判断中正确的是( )
A．电动机的输出功率为14 W B．电动机两端的电压为7.0 V C．电动机产生的热功率为4.0 W D．电源输出的功率为24 W
解析：选B 电动机两端的电压UM＝E－I(r＋R0)＝7.0 V，B正确；电动机输出的功率P出
＝UMI－IrM＝12 W，A错误；电动机产生的热功率P热＝IrM＝2.0 W，C错误；电源输出的
2
22
功率P＝EI－Ir＝20 W，D错误。
5．电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比。在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图所示，图中U为路端电压，I为干路电流，a、b为图线上的两点，相应状态下电源的效率分别为ηa、ηb。由图可知ηa、ηb的值分别为( )
31
A.、 4411C.、 22
12B.、 3321D.、 33
解析：选D 电源的效率η＝×100%＝×100%。a点对应的路端电压U为4个格，21
而电动势E为6个格。因此ηa＝；b点对应的路端电压为2个格，因此ηb＝。故D正确。
33
二、多项选择题
1
6.如图所示，已知R1＝R4＝r＝0.5 Ω，R2＝6 Ω，R3的最大阻值为
26 Ω。在滑动变阻器R3的滑片K由最下端向最上端滑动过程中，下列说法正确的是( )
UIEIUE
A．定值电阻R4的功率、电源的总功率均减小 B．电源的输出功率增大
C．滑动变阻器R3的功率先增大后减小 D．MN并联部分的功率先增大后减小 解析：选ACD 由于外电阻R＝R1＋R4＋
R2R3
，当滑动变阻器R3的滑片K由最下端向最R2＋R3
上端滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻从零开始增加，外电阻R从1 Ω增大到4 Ω，总电流减小，电源的总功率P＝IE减小，P4＝IR4减小，A项正确；电源的输出功率P出＝IR2
2
E?E?2R＝＝??R－r?R＋r?
R22
，R＝r＝1 Ω时电源的输出功率最大，所以滑片移动过程中电
＋4r源的输出功率减小，B项错误；将R1、R4与内阻r等效为电源的内阻r′＝R1＋R4＋r＝2 Ω，
R2R3MN并联部分即等效外电阻R′＝，当滑动变阻器R3的滑片K由最下端向最上端滑动时，
R2＋R3
等效外电阻R′从0增大到3 Ω，可见，MN并联部分的功率先增大后减小，D项正确；将
R1、R2、R4与内阻r等效为电源的内阻r″，等效内阻r″＝
R2R1＋R4＋r＝1.5 Ω，滑
R1＋R2＋R4＋r动变阻器R3即等效外电阻，当滑动变阻器R3的滑片K由最下端向最上端滑动时，R3从0增大到6 Ω，滑动变阻器R3的功率先增大后减小，C项正确。
7.(2016·江苏淮海中学月考)在如图所示电路中，电源的电动势E＝3 V，内电阻r＝0.5 Ω，电阻R1＝2 Ω，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，则下列叙述中正确的是( )
A．I变小，U1变小 C．电阻R1的电功率减小
B．U2变小，U3变大 D．电源的输出功率减小
解析：选ACD 当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，R2变大，外电路总电阻变大，由欧姆定律，I变小，U1＝IR1变小，故A正确；I变小，则U3＝E－Ir，U3变大，则U3＝U1
U12
＋U2，U1变小，则U2变大，故B错误；根据P＝可知，U1变小，功率变小，故C正确；内
R1
电阻r＝0.5 Ω，电阻R1＝2 Ω，则外电路总电阻大于电源的内阻，则当变阻器R的滑片P向下移动时，外电路总电阻增大，电源的输出功率减小，故D正确。
8.如图所示，曲线C1、C2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8 V B．电源的内电阻为1 Ω C．电源输出功率最大值为8 W
D．电源被短路时，电源消耗的最大功率可达16 W
解析：选BD 由图线的交点知PR＝IR，Pr＝Ir，得R＝r＝1 Ω，E＝I(R＋r)＝4 V，
22
E2E2
电源被短路时，电源消耗的功率最大，Pr′＝＝16 W，电源输出的最大功率为Pm＝＝4 W。
r4r