甘肃省武威第一中学物理第十二章 电能 能量守恒定律专题试卷

甘肃省武威第一中学物理第十二章 电能 能量守恒定律专题试卷
一、第十二章 电能 能量守恒定律实验题易错题培优（难）
1．某实验小组要测量干电池组(两节)的电动势和内阻，实验室有下列器材：
A 灵敏电流计G (量程为0~10mA ，内阻约为100Ω)
B 电压表V （量程为0~3V ，内阻约为10kΩ)
C ．电阻箱R 1(0~999.9Ω)
D ．滑动变阻器R 2(0~10Ω，额定电流为1A)
E.旧电池2节
F.开关、导线若干
(1)由于灵敏电流计的量程太小，需扩大灵敏电流计的量程．测量灵敏电流计内阻的电路如图甲所示，调节R 2和电阻箱，使得电压表示数为2.00V ，灵敏电流计示数为4.00mA ，此时电阻箱接入电路的电阻为398.3Ω，则灵敏电流计内阻为___________Ω(保留一位小数)．
(2)为将灵敏电流计的量程扩大为100mA ，该实验小组将电阻箱与灵敏电流计并联，则应将电阻箱R 1的阻值调为___________Ω(保留三位有效数字)．
(3)把扩大量程后的电流表接入如图乙所示的电路，根据测得的数据作出G U I － (U 为电压表的示数，G I 为灵敏电流计的示数)图象如图丙所示则该干电池组的电动势
E =___________V ，内阻r =___________Ω(保留三位有效数字)
【答案】101.7 11.3 2.910.01± 9.10.2±
【解析】
【分析】
（1）根据题意应用欧姆定律可以求出电流表内阻．
（2）把灵敏电流计改装成电流表需要并联分流电阻，应用并联电路特点与欧姆定律求出并联电阻阻值．
（3）由闭合电路欧姆定律确定出G U I -的关系式，结合图象求得E ，r ．
【详解】
（1）[1]灵敏电流计内阻：
13
2.00398.3101.74.0010g U R R I -=-=-=⨯Ω
（2
）[2]灵敏电流计满偏电流为10mA ，把它改装成100mA 的电流表，电流表量程扩大了10倍，并联电阻分流为90mA ，为电流计的
9倍，由并联电路特点可知，并联电阻阻值：
101.711.399
g R R ===并Ω （3）[3][4]电流表示数：10G I I =，由图示电路图可知，电源电动势：
10G E U Ir U I r =+=+
整理得：
()10G U E r I =-
由图示G U I -图象可知，电源电动势：E =2.91V ，图象斜率：
k =10r =32.91 2.00
911010
G U I -∆-==∆⨯ 电源内阻：r =9.1Ω。

【点睛】
本题关键是明确实验的原理，明确各个部分联接关系，由部分电路欧姆定律与全电路欧姆定律分析求解，对于图象类问题要写出表达式进行分析．
2．某同学利用一个电阻箱、一个电压表（视为理想电表）、一个定值电阻（05ΩR =）、一个开关和若干导线测定一电源（电动势小于3V ）的电动势及内阻，实验原理图如图（甲）所示。

(1)根据实验原理图完成实物图（乙）中的连线______________。

(2)若某次测量时电阻箱的旋钮位置如图（丙）所示的，电压表的示数如图（丁）所示，则电阻箱的阻值为________Ω，电压表的示数为__________V 。

(3)改变电阻箱的电阻R ，读出电压表的示数U ，然后根据实验数据描点，绘出的图像是一条直线11U R
-。

若直线的斜率为k ，在坐标轴上的截距为b ，则电源的电动势
E =__________，内阻r =_________。

（用k 、b 和0R 表示）
【答案】 115.0 2.30 1b 0k R b
- 【解析】
【分析】
【详解】 （1）根据电路图连接实物图如图所示
（2）如图（丙）和（丁），电阻箱和电压表的读数分别为
11001105100.1115.0R =⨯+⨯+⨯+⨯=Ω， 2.30U =Ｖ
（3）根据电路图可知电路的电流满足关系
0+E U I R R r R
=
=+ 变形可得 0111R r U E R E
+=+ 再由11U R
-图像的斜率为k ，在坐标轴上的截距为b ，即 11k b U R
=+ 所以可得
0R r k E
+=，1b E = 即可求得
1E b =，0k r R b
=-
3．利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻．要求尽量减小实验误差，实验电路如图1所示．
(1)现有电流表(0-0．6A)、开关和导线若干，以及以下器材：
A．电压表(0~15V) B．电压表(0~3V)
C．滑动变阻器(0~50Ω) D．滑动变阻器(0~500Q)
实验中电压表应选用________；滑动变阻器应选用________．（选填相应器材前的字母）(2)某位同学记录的6组数据如下表所示，其中5组数据的对应点已经标在图2的坐标纸上，请标出余下的一组数据的对应点，并画出U-I图线________．
序号123456
电压U(V) 1.45 1.40 1.30 1.25 1.20 1.10电流I(A)0.0600.1200.2400.2600.3600.480
(3)根据(2)中所画图线可得出干电池的电动势E=________V，内电阻r=________Ω．
(4)实验中随着滑动变阻器滑片的移动，电压表的示数U及干电池的输出功率P都会发生变化，图3各示意图中正确反映P-U关系的是________．
【答案】(1)B C (2)如图
(3) 1.50 (1.49～1.51) 0.83 (0.81～0.85) (4)C
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1][2]．一节干电池电动势约为1.5V ，则电压表应选B ，为方便实验操作，滑动变阻器应选C ；
（2）[3]．根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后作出电源的U-I 图象如图所示：
（3）[4][5]．由得出的电源U-I 图象可知，图象与纵轴交点坐标值是1.50，则电源电动势E =1.50V ，电源内阻：
1.5 1.00.830.6
U r I ∆-==Ω≈Ω∆； （4）[6]．电压表测量路端电压，其示数随滑动变阻器的阻值增大而增大；而当内阻和外阻相等时，输出功率最大；此时输出电压为电动势的一半．外电路断开时，路端电压等于电源的电动势，此时输出功率为零；故符合条件的图象应为C ．
4．某学生实验小组做测定电源的电动势和内电阻的实验，请回答下列问题
（1）在测定电源电动势和内阻的实验方案中，该小组提出下列几种实验方案，其中不能达到实验目的是_____
（2）该实验小组选择上一问中的某一种方案，根据实验数据画出的U -I 图象，如下图所示，由此可知这节干电池的电动势E ＝___V 、内电阻r ＝___Ω．（保留两位有效数字）
【答案】A 1.40 0.67
【解析】
【详解】
(1)[1]测量电源电动势和内阻的实验需要测出两个未知物理量，所以实验中需要通过仪器测出两个物理量，根据选择仪器的不同有三种方案：伏安法、伏阻法、安阻法，其中伏安法测量电动势和内阻的实验中根据电流表的位置不同，有两种不同的连接方法；
A.与分析相符，符合题意；
B.与分析不符，不符合题意；
C.与分析不符，不符合题意；
D.与分析不符，不符合题意；
(2)[2][3]由闭合电路欧姆定律可知U E Ir =-；由图象可知电源的U I -图象与纵轴的交点坐标值是1.40，则电源电动势 1.40V E =，电源内阻
1.40 1.0Ω0.67Ω0.6
U r I ∆-===∆
5．在“测定电源电动势和内阻”的实验中，某同学在实验室找出了下列器材：
A ．电流表G （满偏电流10mA ，内阻r g =10Ω）
B ．电流表A （0~0.6A ，内阻不计）
C ．滑动变阻器R 0（0~100Ω，1A ）
D ．定值电阻R （阻值990Ω）
E.开关与导线若干
F.待测电源（E 、r 未知）
（1）由于未找到合适量程的电压表，该同学利用电表改装知识，将电流表G 与定值电阻R ________（填“并”或“串”）联改装成的电压表量程的最大值为________V 。

（2）根据现有的实验器材，设计电路图，要求用题中所给仪器符号标在电路图中，请画在
图甲所示的方框中__________。

（3）如图乙所示是该同学根据上述设计的实验电路利用测出的数据绘出的I 1-I 2图线（I 1为电流表G 的示数， I 2为电流表A 的示数），则由图线可以得到被测电池的电动势
E =________V ，内阻r =________Ω。

（均保留两位有效数字）
【答案】串 10 9.0 10
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]把电流表G 改装成电压表需要串联分压电阻。

[2]改装后电压表量程
10V g g U I r R =+=（）
（2）[3]应用伏安法测电源电动势与内阻，电压表测路端电压，电流表测电路电流，实验电路图如图所示。

（3）[4]由电路图可知，电流表G 与定值电阻串联充当电压表，则由闭合电路欧姆定律可得
121000-I E I r =
整理得
12-10001000
r E I I =+
由数学知识可知，图像与纵坐标的交点为9.0mA，故电源的电动势为
10009.0V9V
⨯=。

[5]图像的斜率的绝对值
-3
-2
8-410
1.010
10000.5-0.1
r
k===⨯
（）
解得电源内阻10Ω
r=
6．某同学利用如图所示的电路可以测量多个物理量．实验室提供的器材有：
两个相同的待测电源(内阻1Ω)
r≈，电阻箱
1
(
R最大阻值为999.9Ω)，电阻箱
2
(
R最大阻值为999.9Ω)，电压表V(内阻约为2kΩ)，电流表A(内阻约为2Ω)，灵敏电流计G，两个开关1S、2S．
主要实验步骤如下：
①按图连接好电路，调节电阻箱
1
R和
2
R至最大，闭合开关
1
S和
2
S，再反复调节
1
R和2
R，使电流计G的示数为0，读出电流表A、电压表V、电阻箱
1
R、电阻箱
2
R的示数分别为1I、1U、1R、2R；
②反复调节电阻箱
1
R和
2
(
R与①中的电阻值不同)，使电流计G的示数为0，读出电流表A、电压表V的示数分别为2I、2U．
回答下列问题：
（1）电流计G的示数为0时，电路中A和B两点的电势A
φ和
B
φ的关系为______；（2）电压表的内阻为______，电流表的内阻为______；
（3）电源的电动势E为______，内阻r为______。

【答案】φA=φB11
111
V
U R
R
I R U
=
-
1
2
1
A
U
R R
I
=-1221
21
U I U I
E
I I
-
=
-
12
21
U U
r
I I
-
=
-
【解析】
【详解】
（1）[1]．电流计G的示数为0时，由欧姆定律知，G的电压为零，说明A、B两点的电势相等，即φA=φB．
（2）[2][3]．由于电流计G的示数为0，所以电流表的示数等于电压表的电流与电阻R1的电流之和．则在步骤1中，通过电压表的电流
1
1
1
V
U
I I
R
=-
电压表的内阻为
111
111
V
V
U U R
R
I I R U
==
-
左右两个电源两极间的电压相等，则有：
U1=I1（R A+R2）
解得电流表的内阻
1
2
1
A
U
R R
I
=-
（3）[4][5]．根据闭合电路欧姆定律得：
E=U1+I1r
E=U2+I2r
解得
1221
21
U I U I
E
I I
-
=
-
12
21
U U
r
I I
-
=
-
7．如图（a）所示，是多用电表欧姆档内部的部分原理图，已知电源电动势E = 1.5 V，内阻r= 1 Ω，灵敏电流计满偏电流I g = 10 mA，内阻为r g= 90 Ω，表盘如图b所示，欧姆表表盘中值刻度为“15”
（1）多用电表的选择开关旋至“Ω”区域的某档位时，将多用电表的红、黑表笔短接，进行欧姆调零，调零后多用电表的总内阻为___________Ω，某电阻接入红、黑表笔间，表盘如图（b）所示，则该电阻的阻值为_______________Ω。

（2）若将选择开关旋至“×1”，则需要将灵敏电流计__________（选填“串联”或“并联”）一阻值为___________Ω的电阻，再欧姆调零。

（3）多用电表长时间使用后，电源内阻变大，电动势变小，此因素会造成被测电阻的测量值比真实值___________（选填“偏大”“不变”或“偏小”）。

【答案】150 60（58 ~ 62）并联 10 偏大
【解析】
【分析】
【详解】 （1
）调零后多用电表的总内阻为
3
g 1.5Ω150Ω1010E R I -===⨯内 又因为欧姆表表盘中值刻度为“15”，所以该档位为“×10”欧姆档，则由表盘可知，该电阻的阻值为
610Ω60Ω⨯=
（2）因中值电阻等于欧姆表的内阻，若将选择开关旋至“×1”，则欧姆表的内阻为15Ω，此时调零时电路的总电流为
1.5A 0.1A 15
E I R =
==内 需要将灵敏电流计并联一阻值为 3g g
3
g 101090Ω10Ω0.11010I r R I I --⨯⨯===--⨯并 然后进行欧姆调零。

（3）多用电表长时间使用后，电源内阻变大，电动势变小，则测量同一个电阻时，电路中电流偏小，指针向右偏转的角度变小，电阻的读数偏大。

二、第十二章 电能 能量守恒定律选择题易错题培优（难）
8．如图所示的电路中，闭合开关后各元件处于正常工作状态，当某灯泡突然出现故障时，电流表读数变小，电压表读数变大．下列关于故障原因或故障后其他物理量的变化情况的说法中正确的是( )
A ．L 1灯丝突然短路
B ．L 2灯丝突然烧断
C ．电源的输出功率一定变小
D ．电容器C 上电荷量减少
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
安培表在干路上，读数变小，说明总电阻变大．
A ．L 1灯丝突然短路，总电阻减小，电流表读数变大，A 错误；
B ．L 2灯丝突然烧断，总电阻增大，电流表读数变小，电压表读数变大，B 正确；
C ．电源的输出功率P =UI ，电压增大而电流减小，输出功率不一定变小，C 错误；
D ．电流表读数变小，灯泡1的分压减小，并联支路的电压增大，电容器两端的电压增大，根据Q =CU 知电容器的带电量增大，D 错误． 【点睛】
本题考查了电路的动态分析，方法是：先从支路的变化，分析总电流和路端电压的变化，再到支路，分析各用电器的电压和电流的变化关系．
9．如图所示的电路中，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 、U 1、U 2和U 3表示，电表示数的变化量分别用ΔI 、ΔU 1、ΔU 2和ΔU 3表示．下列说法正确的是( )
A ．1
U I 不变，1U I ∆∆变大 B ．2
U I 变大，2U I
∆∆变大 C ．
2
U I 变大，2U I
∆∆不变 D ．
3U I 不变，3
U I
∆∆不变 【答案】C 【解析】 【详解】
A ．R 1是定值电阻，有
111U U R I I
∆=
=∆ 可知
1
U I 不变，1U I
∆∆不变，故A 错误． BC ．当滑动变阻器的滑动触头P 向下滑动时，R 2变大，R 2是可变电阻，有
2
2U R I
= 所以
2
U I
变大.根据闭合电路欧姆定律得： U 2=E -I (R 1+r ）
则知
2
1U R r I
∆=+∆ 其值不变；故B 错误，C 正确． D ．U 3为路端电压，
3
U I
为外电阻，其值增大，根据闭合电路欧姆定律知
3U r I
∆∆
其值不变，故D 错误． 【点睛】
本题要分定值电阻与可变电阻去分析．对于定值电阻，有U U R I I
∆==∆；对于可变电阻，可根据闭合电路欧姆定律分析
U
I
∆∆与电源内阻的关系，从而作出判断.
10．如图甲所示，电源的电动势E ＝6 V ，内阻为r ，闭合开关S ，滑动变阻器的滑片C 从A 端滑至B 端的过程中，电路中的一些物理量的变化规律如图乙所示：图I 描述电源的输出功率随端电压的变化规律，图II 描述端电压随电流的变化规律、图III 描述电源的效率随外电阻的变化规律，电表、导线对电路的影响不计。

则下列说法不正确的是( )
A ．电源的内阻r 为2Ω
B ．滑动变阻器最大阻值6Ω
C ．I 图上b 点的坐标(3V ，4.5W)
D ．II 图上a 点的坐标(0.6A ，4.8V) 【答案】B 【解析】 【详解】
Ａ．由乙图可知短路电流为 I 短=3A ，由 E
I r
=
短得： 6
23
E r I =
=Ω=Ω短 选项Ａ正确，不符合题意；
B ．电源效率最高时，滑动变阻器的阻值最大，由丙图知电源的最大效率为 η=80%，由
UI R EI R r
η=
=+ 解得：
R =8Ω
即变阻器最大阻值为8Ω，选项B 错误，符合题意；
C ．当输出功率达到最大时：R=r =2Ω，此时路端电压为U =3V ，所以各点的坐标为： I 图b 点：U =3V
2
2
6W 4.5W 42
4E P r ===⨯
坐标为：（3V ，4.5W ）；选项C 正确，不符合题意； D ．II 图a 点：R =8Ω，
6
A 0.6A 82
E I R r =
==++ U =E-Ir =6-0.6×2=4.8V
a 点的坐标为（0.6A ，4.8V ）；选项D 正确，不符合题意； 故选B 。

11．如图所示的电路中，电表为理想电表，R 1、R 2为定值电阻，电源的正极接地，将滑动变阻器R 3的滑片P 向上移动，下列说法正确的是（ ）
A ．电流表的示数变大
B ．电压表的示数变大
C ．电容器带电量减小
D ．a 点的电势升高
【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
B ．当滑动变阻器的滑片向上移动时，电路中的总电阻增大，总电流减小，内电压减小，外电压增大，电压表的示数增大，选项B 正确；
CD ．R 1两端的电压减小，R 2两端的电压增大，电容器的带电量增大，a 点的电势降低，选项C 、D 错误；
A ．R 2两端的电压增大，流过R 2的电流增大，而总电流减小，因此流过R 3的电流减小，即电流表的示数减小，选项A 错误。

故选
B 。

12．2019年1月3日，嫦娥四号月球探测器平稳降落在月球背面南极——艾特肯盆地内的冯·卡门撞击坑内，震惊了全世界。

嫦娥四号展开的太阳能电池帆板在有光照时，可以将光能转化为电能，太阳能电池板作为电源，其路端电压与干路电流的关系如图所示，则下列说法正确的是 （ ）
A．该电池板的电动势为2.80V
B．随着外电路电阻增大，其内阻逐渐增大
C．外电路阻值为1kΩ时电源输出功率约为3.2W
D．外电路阻值为1kΩ时电源效率约为36%
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
A．电源的路端电压与干路电流的关系图像中，图线与纵轴的交点表示电动势，所以由图可知该电池板的电动势为2. 80V， A正确。

B．随着外电路电阻增大，干路电流不断减小，由闭合电路欧姆定律E U Ir
=+可知内阻
E U
r
I
-
=
如图所示，
外电路电阻12
R R
>，阻的伏安特性曲线与原路端电压与干路电流的图线分别交于P1、P2，则
1
1
1
E U
r
I
-
=
指的是E与P1的斜率，
2
2
2
E U
r
I
-
=
指的是E与P2连线的斜率，可知12
r r
<，B错误。

C．在原图中作出阻值为1kΩ的电阻的伏安特性曲线，如下图所示
与原图交于(1. 8V ，1.8mA)，此交点即表示电阻的实际状态，所以电源输出功率约为
3 1. 78V 1.78mA 3.210W -⨯≈⨯
故C 错误。

D ．此时电源的效率
1.78
64%2.8
IU IE =
=≈η 故D 错误。

故选A 。

13．如图所示，电路中定值电阻阻值R 大于电源内阻阻值r ，将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表V 1、V 2、V 3示数变化量的绝对值分别为ΔU 1、ΔU 2、ΔU 3，理想电流表A 示数变化量的绝对值为ΔI ，正确的是（ ）
A ．V 2的示数增大
B ．电源输出功率在减小
C ．ΔU 3与ΔI 的比值在减小
D ．ΔU 1大于ΔU 2 【答案】D 【解析】 【详解】
A ．理想电压表内阻无穷大，相当于断路。

理想电流表内阻为零，相当短路。

所以定值电阻R 与变阻器串联，电压表V 1、V 2、V 3分别测量R 、路端电压和变阻器两端的电压。

当滑动变阻器滑片向下滑动时，接入电路的电阻减小，电路中电流增大，内电压增大，路端电压减小，则V 2的示数减小，选项A 错误；
B ．当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，所以当滑动变阻器滑片向下滑动时，外电阻越来越接近内阻，电源的输出功率在增大，选项B 错误；
C ．根据闭合电路欧姆定律得：
()3U E I R r =-+
则得：
3
U k R r I
∆==+∆ 保持不变，选项C 错误； D ．根据闭合电路欧姆定律得：
2U E Ir =-
则得：
2
U k r I
∆==∆ 而V 1测量电阻R 的电压，有：
1
U R I
∆=∆ 又定值电阻阻值R 大于电源内阻阻值r ，则得
12U U ∆>∆
选项故D 正确。

故选D 。

14．在纯电阻电路中，当用一个固定的电源(设E 、r 是定值)向变化的外电阻供电时，关于电源的输出功率P 随外电阻R 变化的规律如图所示．下列判断中正确的是（ ）
A ．当R ＝r 时，电源有最大的输出功率
B ．电源内阻消耗的功率随外电阻R 的增大而增大
C ．电源的功率P 总随外电阻R 的增大而增大
D ．电源的效率η随外电阻R 的增大而增大 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】
A 、根据电路的输出功率
，结果
图象可知当R ＝r 时，电源有最
大的输出功率为，A 正确．B 、电源内阻的功率，外电阻R 的
增大内阻的功率不断变小，B 错误．C 、电源的总功率，则随着外电阻R 的
增大而减小，C 错误．D 、电源的效率，得随
着R 增大时，电源的效率增大，D 正确． 【点睛】
根据图象可知，电源的输出功率随着外电阻的增大先增大后减小，当R =r 时，功率最大．
15．如图所示的电路中，电源内阻一定，电压表和电流表均为理想电表．现使滑动变阻器R 滑片向左滑动一小段距离，测得电压表V 1的示数变化大小为ΔU 1，电压表V 2的示数变化大小为ΔU 2，电流表A 的示数变化大小为ΔI ，对于此过程下列说法正确的是
( )
A ．通过电阻R 1的电流变化量大小等于
1
1
U R ∆ B ．R 0两端的电压的变化量大小等于ΔU 2－ΔU 1 C ．路端电压的增加量等于ΔU 2
D ．
1
U I
∆∆为一定值 【答案】ABD 【解析】 【分析】 【详解】
A 、电压表V 1测量路端电压，即R 1两端的电压，根据欧姆定律可知，R 1的电流变化量大小等于
1
1
U R ∆；故A 正确．B 、C 、D 、使滑动变阻器R 滑片向左滑动一小段距离，电阻变大，总电阻变大，总电流变小，内阻所占电压减小，路端电压增大，所以路端电压增大△U 1，并联部分的电压增大△U 1，通过R 1的电流增大，所以通过滑动变阻器的电流减小，R 0上的电压减小，R 上的电压增大△U 2，所以R 0两端的电压的变化量大小等于△U 2-△U 1，电压表V 1测量路端电压，根据欧姆定律可知1U r I ∆=∆为定值，所以1
U I
∆∆为定值，故B ，D 正确，C 错误．故选ABD ． 【点睛】
闭合电路欧姆定律的动态分析类题目，一般可按外电路—内电路—外电路的分析思路进行分析，在分析时应注意结合闭合电路欧姆定律及串并联电路的性质．
16．如图，电路中定值电阻阻值R 大于电源内阻r ，开关K 闭合，将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表V 1、V 2、V 3的示数变化量的绝对值分别为ΔU 1、ΔU 2、ΔU 3，理想电流表示数变化量的绝对值为ΔI ，正确的是
A ．V 2的示数增大
B ．电源输出功率在增大
C ．ΔU 3＞ΔU 1＞ΔU 2
D ．ΔU 3与ΔI 的比值在减小 【答案】BC 【解析】 【详解】
理想电压表内阻无穷大，相当于断路．理想电流表内阻为零，相当短路，所以R 与变阻器串联，电压表123V V V 、、分别测量R 、路端电压和变阻器两端的电压．当滑动变阻器滑片向下滑动时，接入电路的电阻减小，电路中电流增大． A.根据闭合电路欧姆定律得：2V 的示数
2U E Ir =-
I 增大，2U 减小，故A 错误；
B. 电路中定值电阻阻值R 大于电源内阻r ，外电阻减小，电源输出功率在增大，故B 正确；
D. 由闭合欧姆定律得：
()3U E I r R =-+
解得
3
U R r I
∆=+∆ 所以
3
U I
∆∆不变，故D 错误； C.由闭合欧姆定律得：
()3 U I R r ∆=∆+
2U Ir ∆=∆
1U IR ∆=∆
又定值电阻阻值R 大于电源内阻阻值r ，则312U U U ∆>∆>∆，故C 正确．
17．在如图所示的电路中，电源电动势E 和内电阻r 为定值，R 1为滑动变阻器，R 2和R 3为定值电阻．当R 1的滑动触头P 从左向右移动时，伏特表V 1和V 2的示数的增量分别为ΔU 1和ΔU 2，对ΔU 1和ΔU 2有
A ．12U U ∆>∆
B ．12U U ∆=∆
C ．120,0U U ∆>∆<
D ．210,0U U ∆>∆<
【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】
根据闭合电路欧姆定律可知：
()13U I r R ∆=∆+
23U IR ∆=∆
结合公式可知1U ∆>2U ∆，故A 对；B 错
当R 1的滑动触头P 从左向右移动时，回路中电阻减小，电流增大，所以电压表V 2增大，由于路端电压减小，所以电压表V 1变小，则知ΔU 2>0，ΔU 1 <0，故C 错；D 对 故选AD
18．设想宇航员完成了对火星表面的科学考察任务，乘坐返回舱返回围绕火星做圆周运动的轨道舱，如图所示。

为了安全，返回舱与轨道舱对接时，必须具有相同的速度。

已知返回舱返回过程中需克服火星的引力做功1R W mgR r ⎛⎫
=-
⎪⎝⎭
，返同舱与人的总质量为m ，火星表面的重力加速度为g ，火星的半径为R ，轨道舱到火星中心的距离为r ，轨道舱的质量为M ，不计火星表面大气对返回舱的阻力和火星自转的影响，则下列说法正确的是
A ．该宇航员乘坐的返回舱要返回轨道舱至少需要获得能量W
B ．若设无穷远处万有引力势能为零，则地面处返回舱的引力势能为mgR
C ．轨道舱的动能为2
2MgR r
D ．若设无穷远处万有引力势能为零，轨道舱的机械能为2
2MgR r
-
【答案】CD 【解析】 【分析】 【详解】
AC ．返回舱与人在火星表面附近有
2
GMm
mg R
= 设轨道舱的质量为0m ，速度大小为v ，则
2
002
GMm v m r r
= 计算得出宇航员乘坐返回舱与轨道舱对接时，具有的动能为
2
2122k MgR E mv r
==
因为返回舱返回过程克服引力做功
1R W mgR r ⎛⎫=- ⎪⎝
⎭
所以返回舱返回时至少需要能量k E E W =+，故A 错误，C 正确； B ．若设无穷远处万有引力势能为零，则地面处返回舱的引力势能为1R mgR r ⎛
⎫
-- ⎪⎝⎭
，故B 错误；
D ．轨道舱的机械能等于动能加重力势能，所以若设无穷远处万有引力势能为零，轨道舱的机械能为
22
1
22
MgR R MgR
E mgR
r r r
⎛⎫
=--=
⎪
⎝⎭
故D正确。

故选CD。

【点睛】
根据火星表面的重力等于万有引力列出等式。

研究轨道舱绕卫星做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式求解宇航员乘坐返回舱与轨道舱对接时速度。

根据能量守恒求解返回轨道舱至少需要获得的能量，克服引力做功，则引力做负功，所以引力势能减小。

向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或所求解的物理量选取应用。

19．用标有“6 V,3 W”的灯泡L1、“6 V,6 W”的灯泡L2与理想电压表和理想电流表连接成如图所示的实验电路，其中电源电动势E＝9 V．右图是通过两个灯泡的电流随两端电压变化的曲线．当其中一个灯泡正常发光时( )．
A．电流表的示数为1 A
B．电压表的示数约为6 V
C．电路输出功率为4 W
D．电源内阻为2 Ω
【答案】CD
【解析】
【详解】
由题可知，若1L正常发光，1
3
A0.5A
6
P
I
U
===，若
2
L正常发光，
2
2
2
6
A1A
6
P
I
U
===，两个小灯泡串联，只有一个灯泡正常发光，则为
1
L正常发光．A项，电流表示数为0.5A，故A项错误．
B项，电压表测量灯泡2L的电压，由图乙可知，曲线A对应灯泡2L，当电流为0.5A时，此时电压为2 V所以电压表示数为2 V ，故B项错误．
C项，电路输出功率为12
=60.520.54W
P U I U I
+=⨯+⨯=
输
，故C项正确．
D项，电源内阻为12
962
2
0.5
E U U
r
I
----
==Ω=Ω，故D项正确．
综上所述，本题正确答案为CD．
20．如图所示，电路中灯泡A、B均正常发光．忽然灯泡B比原来变暗了些，而灯泡A比原来变亮了些．电路中出现的故障可能是( )
A．R2发生断路
B．R3发生断路
C．R1、R2同时发生断路
D．R1、R3同时发生断路
【答案】AC
【解析】
若R2断路，外电路总电阻增大，路端电压增大，总电流减小，通过R1的电流增大，所以通过B灯和R3的总电流减小，灯B亮度变暗，灯泡A两端电压增大，A亮度变亮，故A正确；同理若R3发生断路，则B灯变亮，A灯变暗，故B错误；若R1、R2同时发生断路，外电路总电阻变大，干路电流变小，内电压变小，外电压变大．导致A灯电压变大，A灯变亮，由于干路电流变小，则B灯分流变小，B灯变暗，故C正确；同理R1、R3同时发生断路时，A灯变暗，B灯变亮．故D错误；综上分析，AC正确．
21．如图，电源内阻为r，两个定值电阻R1、R2阻值均为R，闭合电键，将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表V3示数变化量的绝对值为ΔU3，理想电流表A1、A2示数变化量的绝对值分别为ΔI1、ΔI2，则
A．A2示数增大
B．V2示数与A1示数的比值不变
C．ΔU3与ΔI1的比值小于2R
D．ΔI1小于ΔI2
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】
闭合电键后，电路如图所示．V1、V2、V3分别测量R1、路端电压和R′的电压．当滑动变阻
器滑片向下滑动时，接入电路的电阻减小，电路中电流增大，则A1的示数增大，电源的内电压Ir增大，则V2示数减小，R1的电压增大，V3的示数减小，则通过R2的电流减小，所以通过R′的电流增大，即A2示数增大，A选项正确．V2示数与A1示数之比等于外电路电阻，其值减小，故B选项正确．根据闭合电路欧姆定律得U3
=E﹣I1（R1+r），则得
3
1
U
I
∆
∆
=R1+r= R+r，不一定小于2R，故C选项错误．A1的示数增大量等于A2示数增大和R2的电流减小量之和，所以ΔI1小于ΔI2，故D选项正确．
22．某温度检测、光电控制加热装置原理如图所示．图中R T为热敏电阻(随温度升高，阻值减小)，用来探测加热电阻丝R的温度，R G为光敏电阻(随光照强度增大，阻值减小)，接收小灯泡L的光照，除R T、R G外，其他电阻均为定值电阻（虚线框内两元件距离很近）．当R处温度升高时（）
A．L变亮B．R3的电流减小
C．E2的路端电压增大D．R的功率减小
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】
当R处温度升高时，R T阻值变小，小灯泡L的电流变大，所以光照强度增大，R G阻值变小，通过R2的电流变大，E2的路端电压变小，R两端电压变小，通过的电流也变小，功率变小，通过R3的电流变大，故AD正确．。