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选择题考点专项 45 两类电学元件和两类 U－I 图像
1.(两类电学元件)(多选)如图所示，电阻R ＝20 Ω，电动机的绕组R ＝10 Ω。当
1 2
开关打开时，电流表的示数是0.5 A，当开关合上后，电动机转动起来，电路两
端的电压不变，电流表的示数I和电路消耗的电功率P应是( )
A.I＝1.5 A B.I＜1.5 A
C.P＝15 W D.P＜15 W
2.(非纯电阻电路)微型螺旋桨型无人机电源电动势为 E，内阻是 r，总质量为
M，电源对电动机供电，使螺旋桨高速水平旋转，带动无人机竖直匀速上升。
若某次测试时，电源的输出功率等于该电源对纯电阻电路供电时的最大输出功
率，电动机输出的机械功率占其总功率的，空气阻力不计，重力加速度为g。
则无人机匀速竖直上升的速度大小是( )
A. B.
C. D.
3.(U－I图像)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 η 、
a
η 。由图可知η 、η 的值分别为( )
b a bA.、 B.、
C.、 D.、
4.(U－I图像)(多选)如图所示，直线A为某电源的U－I图像，曲线B为某小灯
泡L 的U－I图像的一部分，用该电源和小灯泡 L 串联起来组成闭合回路时小
1 1
灯泡L 恰能正常发光，则下列说法中正确的是( )
1
A.此电源的电动势为4 V，内电阻为 Ω
B.小灯泡L 的额定电压为3 V，额定功率为6 W
1
C.把小灯泡L 换成阻值恒为1 Ω的纯电阻，电源的输出功率将变大
1
D.把小灯泡L 换成阻值恒为1 Ω的纯电阻，电源的输出功率不变
1
5.(U－I图像)如图所示，直线A为电源的图线，直线B和C分别为电阻R 、R
1 2
的图线。现用该电源分别与 R 、R 组成闭合电路甲和乙。由图像一定能确定的
1 2
是( )
A.R <R
1 2
B.电源与R 组成回路时，电源输出功率较大
1
C.电源与R 组成回路时，电源内阻消耗的功率较小
1
D.两种情况下电源效率相同6.(U－I图像)(多选)如图所示，直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随
输出电流变化的特性图线，曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线，曲线Ⅲ与直
线Ⅰ、Ⅱ相交点的坐标分别为P(5.2，3.5)、Q(6，5)。如果把该小灯泡分别与电
源1、电源2单独连接，则下列说法正确的是( )
A.电源1与电源2的内阻之比是3∶2
B.电源1与电源2的电动势之比是1∶1
C.在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是1∶2
D.在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是7∶10
7.(U－I图像)如图为连接电动机的电路，闭合开关，当滑动变阻器的触头从一
端滑到另一端的整个过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙
所示，已知当电流小于 0.2 A时，电动机不会发生转动，若不考虑电表对电路
的影响，则( )
A.该电动机的内阻为2 Ω
B.该电路中电源的电动势为3.4 V
C.此电路中，电动机的最大输出功率为0.9 W
D.若电动机能转动，需要调节滑动变阻器阻值小于12 Ω解析答案45 两类电学元件和两类U－I图像
1．BD [当开关打开时，由欧姆定律得U＝I R ＝10 V，当开关合上后，电动机
1 1
转动起来，电路两端的电压10 V不变，通过R 的电流不变，电动机中电流一定
1
小于＝1 A，则电流表示数I＜1.5 A，故A错误，B正确；电路消耗的电功率为
P＝UI<15 W，故C错误，D正确。]
2．B [根据题意，电源对纯电阻供电，当外电阻等于电源内阻时，电源的输出
功率最大，最大功率为P ＝－r＝，根据题意可知，电源对电动机供电时，电
m
动机的输出功率为P＝P ＝，飞机匀速上升，则有P＝Mgv，联立解得v＝，故
m
B正确。]
3．D [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。η＝
＝＝，E为电源的总电压(即电动势)，在U－I图像中，纵轴截距表示电动势，
根据图像可知U ＝E、U ＝E，则η ＝，η ＝，所以A、B、C错误，D正确。]
a b a b
4．BC [根据闭合电路的欧姆定律有 U＝－Ir＋E，可知此电源的电动势为 4
V，内电阻为r＝＝ Ω，故A错误；由于该电源和小灯泡L 串联起来组成闭合
1
回路时小灯泡L 恰能正常发光，则小灯泡L 的额定电压为3 V，额定功率为P
1 1
＝UI＝6 W，故B正确；由于该电源和小灯泡L 串联起来组成闭合回路时小灯
1
泡L 恰能正常发光，则小灯泡 L 的内阻为R ＝＝1.5 Ω，由于外电阻等于内阻
1 1 L1
时电源的输出功率最大，若把小灯泡L 换成阻值恒为1 Ω的纯电阻，则更接近
1
电源内阻，则电源的输出功率将变大，故C正确，D错误。]
5．C [U－I图像中图线的斜率表示电阻大小，由图像可知，B图线的斜率大于
C图线，所以R >R ，故A错误；当外电阻与电源内阻相等或越接近时，电源的
1 2
输出功率越大，由于不知道电源内阻与两电阻的大小关系，所以无法判断哪种
情况下的电源输出功率较大，故B错误；由于R >R ，所以电源与R 组成回路
1 2 1
时电流较小，由公式P ＝I2r可知，电源与R 组成回路时，电源内阻消耗的功
热 1
率较小，故C正确；电源效率η＝＝＝＝＝，所以外电阻越大，电源效率越大
故D错误。]
6．AB [根据题图可知E ＝E ＝10 V，U－I图像的斜率的绝对值等于电源内阻，
1 2
则r ＝ Ω，r ＝ Ω，所以r ∶r ＝3∶2，E ∶E ＝1∶1，A、B正确；曲线Ⅲ与
1 2 1 2 1 2其他两条直线的交点坐标分别表示该小灯泡在这两种连接状态下的工作电流和
工作电压，根据坐标值可求出此时小灯泡消耗的功率分别为P ＝I U ＝5.2×3.5
1 1 1
W＝18.2 W，P ＝I U ＝5×6 W＝30 W，则P ∶P ＝91∶150，小灯泡的电阻分
2 2 2 1 2
别为R ＝＝ Ω，R ＝＝ Ω，则R ∶R ＝21∶26，C、D错误。]
1 2 1 2
7．D [当电流小于0.2 A时，电动机不会发生转动，为纯电阻，则该电动机的
内阻为r ＝ Ω＝4 Ω，A错误；根据E＝U ＋Ir，当U ＝3.4 V时I＝0.1 A；当
M 2 2
U ＝3.0 V时I＝0.3 A；代入方程解得该电路中电源的电动势为E＝3.6 V，r＝2
2
Ω，B错误；此电路中，电动机的最大输出功率为 P＝IU －I2r ＝3×0.3 W－
1 M
0.32×4 W＝0.54 W，C错误；当电动机两端电压超过 U ′＝0.8 V时电动机开始
1
转动，此时电路中的电流为 I′＝0.2 A，则由电路可知E＝U ′＋I′(R＋r)，解得R
1
＝12 Ω，即若电动机能转动，需要调节滑动变阻器阻值小于12 Ω，D正确。]
