14. (10分)如图11所示的电路中，电源的电动势E＝12 V，内阻未知，R₁＝8 Ω，R₂＝1.5 Ω，L为规格“3 V，3 W”的灯泡，开关S断开时，灯泡恰好正常发光．(不考虑温度对灯泡电阻的影响)试求：

图11

(1)灯泡的额定电流和灯丝电阻；

(2)电源的内阻；

(3)开关S闭合时，灯泡实际消耗的功率．

答案　(1)1 A　3 Ω　(2)1 Ω　(3)0.48 W

解析　(1)灯泡的额定电流I₀＝＝ A＝1 A

灯丝电阻R_L＝＝Ω＝3 Ω

(2)S断开时，灯L正常发光，即I₁＝I₀，根据闭合电路欧姆定律E＝I₀(R₁＋R_L＋r)

得r＝－(R₁＋R_L)＝[－(8＋3)]Ω＝1 Ω

(3)闭合S时，设外电路总电阻为R_外

R_外＝＋R₁＝9Ω

干路电流为I_总＝＝1.2 A

灯两端的电压U_L＝I_总·＝1.2 V

灯的实际功率P＝＝0.48 W

四、计算题

13．(10分)如图10甲所示的电路中，R₁、R₂均为定值电阻，且R₁＝100 Ω，R₂阻值未知，R₃为一滑动变阻器．当其滑片P从左端滑至右端时，测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图线如图乙所示，其中A、B两点是滑片P在变阻器的两个不同端点得到的．求：

图10

(1)电源的电动势和内阻．

(2)定值电阻R₂的阻值．

(3)滑动变阻器的最大阻值．

答案　(1)20 V　20 Ω　(2)5 Ω　(3)300 Ω

解析　(1)由题图乙中AB线延长，交U轴于20 V处，交I轴于1.0 A处可知电源的电动势为E＝20 V，内阻r＝＝20 Ω.

(2)当P滑到R₃的右端时，电路参数对应题图乙中的B点，即U₂＝4 V、I₂＝0.8 A，

得R₂＝＝5 Ω.

(3)当P滑到R₃的左端时，由题图乙知此时U_外＝16 V，I_总＝0.2 A，所以R_外＝＝80 Ω.

因为R_外＝＋R₂，所以滑动变阻器的最大阻值为R₃＝300 Ω.

12．(9分)用伏安法测量一个定值电阻的电阻值，现有的器材规格如下：

A．待测电阻R_x(大约100 Ω)

B．直流毫安表A₁(量程0～10 mA，内阻约100 Ω)

C．直流毫安表A₂(量程0～40 mA，内阻约40 Ω)

D．直流电压表V₁(量程0～3 V，内阻约5 kΩ)

E．直流电压表V₂(量程0～15 V，内阻约15 kΩ)

F．直流电源(输出电压4 V，内阻不计)

G．滑动变阻器R(阻值范围0～50 Ω，允许最大电流1 A)

H．开关一个、导线若干

(1)根据器材的规格和实验要求，为使实验结果更加准确，直流毫安表应选______________________，直流电压表应选______________________(填器材前的序号)．

(2)在方框内画出实验电路图，要求电压和电流的变化范围尽可能大一些．

(3)用铅笔按电路图将实物图9连线．

图9

答案　(1)C　D　(2)电路图见解析图

(3)实物图见解析图

解析　(1)由于直流电源的电动势为4 V，待测电阻R_x阻值约为100 Ω，故通过R_x的最大电流约为40 mA，所以直流毫安表应选C；直流电压表若选15 V量程的，则读数误差较大，故应选D.

(2)由于要求电压和电流的变化范围尽可能大一些，所以滑动变阻器采用分压式接法；

由于＝＝50>＝＝2.5，故电流表采用外接法．电路图如图所示：

(3)根据电路图，实物图连线如图所示：

三、填空题

11．(6分)某直流电动机M转动时的U—I图象如图8甲所示，该同学利用图乙的实验电路研究电动机的转动情况，电路中使用恒压电源，R₁＝15 Ω，R₂是滑动变阻器，电流表A是理想电流表，实验操作步骤如下：

图8

(1)闭合开关S₂前，调节滑动变阻器，使其滑动触头在________端．(选填“左”或“右”)

(2)先闭合开关S₁，开关S₂保持断开，此时电流表的示数为0.6 A，则恒压电源输出电压为________ V.

(3)再闭合开关S₂，然后缓慢调节滑动变阻器使电动机恰好转动起来，此时电流表的示数为1.8 A，直流电动机M实际消耗的电功率为______W，滑动变阻器接入电路中的阻值为______Ω.(取两位有效数字)

答案　(1)左　(2)9　(3)3.8　4.8

解析　(1)闭合开关S₂前，调节滑动变阻器使其接入电路中的阻值最大，则滑动触头应在左端．

(2)恒压电源输出电压U＝I₁R₁＝0.6×15 V＝9 V

(3)通过直流电动机M电流I₂＝I－I₁＝1.8 A－0.6 A＝1.2 A，根据题图甲可知此时直流电动机M的电压为U_M＝3.2 V，U₂＝U－U_M＝9 V－3.2 V＝5.8 V，则直流电动机M实际消耗的电功率为P＝U_MI₂＝3.2×1.2 W≈3.8 W，滑动变阻器接入电路中的阻值为R₂＝＝ Ω≈4.8 Ω.

10.如图7所示，电源的电动势E＝2 V，内阻r＝2 Ω，两个定值电阻阻值均为8 Ω，平行板电容器的电容C＝3×10^－6F，则(　)

图7

A．开关断开时两极板间的电压 V

B．开关断开时电容器的带电荷量4×10^－6 C

C．开关接通时两极板间的电压 V

D．开关接通时电容器的带电量4×10^－6 C

答案　CD

解析　电容器两极板间的电压等于R₂两端电压，开关S断开时，电路中的总电流I＝＝A＝0.2 A，电容器的极板电压U＝IR₂＝0.2×8 V＝1.6 V，此时电容器的带电荷量Q＝CU＝3×10^－6×1.6 C＝4.8×10^－6C，故选项A、B错误；开关接通时两定值电阻并联，电容器两极板间的电压等于路端电压，电路中的总电流I′＝＝A＝A，电容器的极板电压U′＝I′R_外＝×4 V＝V，此时电容器的带电荷量Q′＝CU′＝3×10^－6×C＝4×10^－6C，故选项C、D正确．

9.如图6所示，已知电源电动势E＝16 V，内阻r＝1 Ω，定值电阻R＝2 Ω，通过小灯泡的电流为1 A，已知小灯泡的电阻为3 Ω，小型直流电动机的线圈电阻r′＝1 Ω，则(　)

图6

A．电动机两端的电压1 V

B．电动机两端的电压6 V

C．电动机的输入功率10 W

D．电动机的输出功率9 W

答案　CD

解析　电动机两端的电压U_M＝E－I(R＋R_L＋r)＝16 V－1×(2＋3＋1)V＝10 V，故选项A、B错误；电动机的输入功率P＝U_MI＝10×1 W＝10 W，P_出＝P－I²r＝10 W－1 W＝9 W，故选项C、D正确．

8.如图5为一电路板的示意图，a、b、c、d为接线柱，a、d与220 V的交流电源连接，ab间，bc间、cd间分别连接一个电阻．现发现电路中没有电流，为检查电路故障，用一交流电压表分别测得b、d两点间以及a、c两点间的电压均为220 V，由此可知(　)

图5

A．ab间电路通，cd间电路不通

B．ab间电路不通，bc间电路通

C．ab间电路通，bc间电路不通

D．bc间电路不通，cd间电路通

答案　CD

解析　由于用交流电压表测得b、d两点间电压为220 V，这说明ab间电路是通的，bc间电路不通或cd间电路不通；由于用交流电压表测得a、c两点间为220 V，这说明cd间电路是通的，ab间电路不通或bc间电路不通；综合分析可知bc间电路不通，ab间、cd间电路通，即选项C、D正确．

二、不定项选择题

7.如图4所示，在一幢居民楼里有各种不同的用电器，如电灯、电视机、洗衣机、微波炉、排油烟机等．停电时，用多用电表测得A、B间的电阻为R；供电后，设各家用电器全都同时使用时，测得A、B间电压为U，进线电流为I；经过一段时间t，从总电能表中测得这段时间内消耗的电能为W，则下列表达式用来计算该幢楼居民用电的总功率，其中正确的是(　)

图4

A．P＝I²R　 B．P＝

C．P＝IU　 D．P＝

答案　CD

解析　电路消耗的电功率的计算公式P＝UI，P＝是普遍适用的，而A、B两选项只适用于纯电阻电路，而电视机、洗衣机、微波炉和排油烟机都不是纯电阻电器，所以A、B错误，C、D正确．

6．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3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η_a、η_b.由图可知η_a、η_b的值分别为(　)

图3

A.、　　　　　　　　　　　　　　　　 B.、

C.、　 　　　　　　　　　　　　　　　　　 D.、

答案　D

解析　电源的效率η＝×100%＝×100%.a点对应的路端电压U为4个格，而电动势E为6个格．因此η_a＝；b点对应的路端电压为2个格，因此η_b＝.故D正确．

5．如图2所示为测量某电源电动势和内阻时得到的U－I图线．用此电源与三个阻值均为3 Ω的电阻连接成电路，测得路端电压为4.8 V．则该电路可能为(　)

图2

答案　B