【文档说明】04-第十二章　电能　能量守恒定律.docx，共(8)页，599.614 KB，由小赞的店铺上传

转载请保留链接：https://www.doc5u.com/view-1116b959297fa2fcfcfd265ba470e7c4.html

以下为本文档部分文字说明：

姓名班级考号密○封○装○订○线密○封○装○订○线密封线内不要答题第十二章电能能量守恒定律全卷满分100分考试用时90分钟一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分。每小题只有一个选项符合题目要求)1.下面是某同学对一些概念及公式的理解,其中正确的是()A.根据公式ρ=𝑆𝑅𝐿可知,

金属的电阻率与导体的电阻成正比B.根据公式W=UIt只能求纯电阻电路的电流做的功C.根据公式q=It可知,电流越大,单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多D.根据公式C=𝑄𝑈可知,电容与电容器所带电荷量成

正比,与两极板间的电压成反比2.小王老师的电动车使用“48V0.5kW”的电动机,由4个“12V20A·h”的电池串联起来供电,车上前大灯的灯泡规格是“48V20W”,尾灯和4个转向灯的灯泡规格都是“48V

10W”。小王老师晚上值班后,骑上该车并开启前大灯和尾灯,以最大速度匀速骑行20分钟回到家。在此过程中,电动车消耗的电能至少是()A.6.36×105JB.6.84×105JC.3.6×104JD.8.4×104J3.如图所示,图线a是某电源的U-I图线,图

线b是一定值电阻的U-I图线。若将该电源与该定值电阻连成闭合电路,已知该电源的内阻r=2.0Ω,则下列说法错误的是()A.该定值电阻的阻值为6ΩB.该电源的电动势为20VC.将2只这种电阻串联作为外电阻,电源输出功率最大D.将3只

这种电阻并联作为外电阻,电源输出功率最大4.如图所示电路,电源内阻不可忽略,电表均为理想电表。开关S闭合后,在滑动变阻器R0的滑片P向上缓慢滑动的过程中,下列说法正确的是()A.小灯泡L变亮B.电压表的示数增大C.电流表的示数减小D.电容器C所带电荷量减小5.在如图所示的电路

中,灯泡A和B原来都正常发光。现在突然发现灯泡A比原来变暗了些,B比原来变亮了些,则电路中出现的故障可能是()A.R3断路B.R1短路C.R2断路D.R1、R2同时短路6.如图所示,图甲中M为一电动机,当滑动变阻器R的滑片从左端滑到右端的过程

中,两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙所示。已知电流表读数在0.2A以下时,电动机没有发生转动,不考虑电表对电路的影响,以下判断正确的是()A.电路中电源电动势为3.4VB.变阻器滑片向右滑动时,V2读数逐渐减小C.此过程中,电动机的输出功率

最大值为0.54WD.变阻器的最大阻值为20Ω7.某学校高二物理兴趣小组的同学自制欧姆表,电路图如图甲所示,电流表G的满偏电流Ig=3mA,内阻Rg=30Ω,电源电动势E=1.5V,内阻r=1Ω。下列说法正确的是()密○封○装○订○线密○封○装

○订○线密封线内不要答题A.使用该欧姆表时,应将黑表笔插入A孔B.欧姆调零时,R0接入电路的阻值为500ΩC.将待测电阻Rx接入A、B间,此时G的示数如图乙所示,则Rx为1kΩD.该欧姆表能较准确测量电阻的范围为1kΩ~3kΩ8.如图所示,电源电动势E

=6V,内阻r=1Ω,定值电阻R=R1=1Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为3Ω。若闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从右向左滑动,已知两电表均为理想电表,则下列说法正确的是()A.电压表示数增大,电流表示数增

大B.定值电阻R上消耗的功率增大,最大值为2254WC.电源输出功率先变小后变大,电源效率一定增大D.滑动变阻器R2消耗的功率先变大后变小二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部

选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)9.如今,人们对手机的依赖程度越来越高,手机已成为现代人必不可少的随身物品,然而长时间使用手机会对眼睛造成一定的伤害,因此现在的智能手机都有一项可以调节亮度的功能,该功能既

可以自动调节,也可以手动调节。某同学为了模拟该功能,设计了如图所示的电路,R1为光敏电阻,光照增强,阻值变小,R2为滑动变阻器,闭合开关后,下列说法正确的是()A.仅光照变弱,小灯泡变亮B.仅光照变强,小灯泡变亮C.仅将滑片向a端

滑动,小灯泡变暗D.仅将滑片向a端滑动,电池输出的路端电压变小10.如图所示,I为理想电流表A的示数,U为理想电压表V的示数,P为定值电阻R2消耗的功率,Q为电容器C所带的电荷量,W为通过电荷量q时电源做的功,在滑动变阻器R1的滑片向右缓慢滑动过程中,下列

图像能正确反映各物理量关系的是()11.如图甲所示的电路中,将滑动变阻器R2的滑片由a端向b端移动,用两个电表分别测量电压和电流,得到部分U-I图像如图乙所示,则下列说法正确的是()A.电源的电动势为6V

B.滑动变阻器的总阻值为20ΩC.当电压表示数为5.0V时,电源效率最高D.当电压表示数为5.0V时,R2消耗的功率最大姓名班级考号密○封○装○订○线密○封○装○订○线密封线内不要答题12.如图所示,电源电动势为

E,内阻为r,R是定值电阻,热敏电阻RT的阻值随温度的降低而增大,C是平行板电容器,电路中的电表均为理想电表。闭合开关S,平行板电容器内的带电液滴恰好静止。分别用I、U1、U2和U3表示电流表A、电压表V1、电压表V2和电压表V3的示数,用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示电流表A、电压表V1、

电压表V2和电压表V3的示数变化量的绝对值。当温度降低时,关于该电路工作状态的变化,下列说法正确的是()A.U2和U3均增大B.Δ𝑈2Δ𝐼<Δ𝑈3Δ𝐼C.电源的输出功率可能先增大后减小D.带电液滴一定向下运动三、非选择题(本题共6小题

,共60分)13.(6分)某研究小组收集了两个电学元件:电阻R0(约为2kΩ)和手机中的锂电池(电动势E标称值为3.7V,允许最大放电电流为100mA)。实验室备有如下器材:A.电压表V(量程0~3V,内阻RV约

为4.0kΩ)B.电流表A1(量程0~100mA,内阻RA1约为5Ω)C.电流表A2(量程0~2mA,内阻RA2约为50Ω)D.滑动变阻器R1(0~40Ω,允许通过的最大电流1A)E.电阻箱R2(0~999.9Ω)F.开关S一只、导线若干(1)为

了测定电阻R0的阻值,小明设计了一个电路,如图所示为其对应的实物图,图中的电流表A应选(选填“A1”或“A2”)。(2)为测量锂电池的电动势E和内阻r,小红设计了如图甲所示的电路图。根据测量数据作出1𝑈−1

𝑅2图像,如图乙所示。若该图线的斜率为k,纵轴截距为b,则该锂电池的电动势E=,内阻r=(用k和b表示)。14.(8分)某科技小组用杨梅制作了杨梅果汁电池(如图1),他们要测量这种电池的电动势E和内阻r

,并探究电极间距对E和r的影响。密○封○装○订○线密○封○装○订○线密封线内不要答题(1)同学们决定先用多用电表粗测果汁电池的电动势,如图2所示,测量时电极A应为(选填“铜片”或“锌片”),选择开关在“直流2.

5V挡”,则图3粗测得果汁电池的电动势为V。(2)测量E和r的实验方案为:调节滑动变阻器,改变电源两端的电压U和流过电源的电流I,利用测量数据作出U-I图像,得出E和r。实验中铜片与锌片的间距由6cm变成10cm,分别得到相应果汁

电池的U-I图像如图4中a、b所示。由此可知:在该实验中,随电极间距的增大,电源电动势(选填“增大”“减小”或“不变”),电源内阻(选填“增大”“减小”或“不变”)。曲线a对应的电源电动势E=V(保留2位有效数字),内阻r=Ω(结果取整数)。15.(8分)欧

姆表内部电路如图甲所示,G表满偏电流为0.8mA,R0为欧姆调零电阻,测量前已欧姆调零,以电阻箱代替待测电阻,测得电路中电流I与电阻箱的阻值Rx的关系图像如图乙所示,求:(1)欧姆表的内阻R内;(2)电源的电动势E;(3

)将一个未校准的电压表接到两表笔间,若G表示数为0.3mA,则电压表的内阻是多大。16.(8分)随着全球能源危机加剧,电动汽车逐渐成为更多家庭购车的选择,电动汽车比传统汽车更环保、更节能。小明同学和爸爸晚上开车回家,小明同学坐在汽车的副驾驶位上看到一个现象:当汽车的电动机启动时,汽

车的车灯会瞬时变暗。汽车的电源、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图所示。已知汽车电源电动势为10.5V,内阻为0.05Ω,电动机线圈电阻为0.01Ω。车灯接通,电动机未启动时,电流表示数为10A;电动机启动的瞬间,电流表示数达到

50A。电流表为理想电表,车灯的电阻认为不变。求:(1)车灯电阻R;(2)电动机启动前后,车灯的功率各为多大;(3)电动机启动后,电动机的输出功率。姓名班级考号密○封○装○订○线密○封○装○订○线密封线内不

要答题17.(14分)如图所示,电路中电源的电动势为E,内阻不计,其他各电阻阻值R1=R3=3R,R2=R。水平放置的平行金属板A、B间的距离为d,板长为L。在A板的左端且非常靠近极板A的位置,有一质量为m、带电荷量为-q的小液滴,以初速度v

0水平向右射入两板间(重力加速度用g表示)。则:(1)若使液滴能沿v0方向射出电场,电动势E应为多大?(2)若使液滴恰能打在B板的中点,电动势E应为多大?18.(16分)如图所示是某同学在科技制作活动中自制的电子秤原理图,利用电信号来显示物

体的质量,托盘与电阻可忽略的弹簧相连,托盘与弹簧的质量均不计。滑动变阻器的滑动端与弹簧上端连接,当托盘中没有放物体时,滑片刚好和变阻器的上端相平,电压表的示数为零。已知滑动变阻器的总长度L=20cm,最大阻值R=20Ω,限流电阻阻值为R0=9Ω,电源电动

势E=9V,内阻为r=1Ω,重力加速度g取10m/s2,弹簧的劲度系数k=10N/m(弹簧始终在弹性限度内),不计一切阻力。求:(1)电压表的最大示数Um;(2)物体质量为多少时滑动变阻器上消耗的功率最大,并求出最大值Pm;(3)电压表示数U与所称物体质量m的关系式。密○封○装○订○线

密○封○装○订○线密封线内不要答题答案与解析第十二章电能能量守恒定律1.C2.A3.C4.B5.C6.C7.C8.D9.BC10.AB11.BC12.AC1.C电阻率只与导体材料和温度有关,与电阻大小无关,A错误;公式W=UIt适用于纯电阻电路和非纯电阻电路中电流做功的计算,B错

误;由公式q=It可知,电流越大,单位时间内通过导体横截面的电荷量越多,C正确;C=𝑄𝑈是电容的定义式,电容的大小与电容器所带的电荷量、两极板间的电压无关,D错误。2.A以最大速度匀速骑行时,电动机、前大

灯和尾灯均以额定功率工作,所以骑行回家的过程中,电动车消耗的电能至少是E=Pt=(500+20+10)×1200J=6.36×105J,A正确。3.C定值电阻的U-I图线的斜率表示电阻的阻值,则R=k=152.5Ω=6Ω,A说

法正确;将电源与定值电阻连成闭合电路,两图线的交点表示工作点,即路端电压U=15V,电路中的电流I=2.5A,根据闭合电路欧姆定律得电源电动势E=U+Ir=15V+2.5×2V=20V,B说法正确;定值电

阻的阻值R=6Ω,电源的内阻r=2.0Ω,当内、外电路的电阻相等时电源的输出功率最大,则将3只这种电阻并联作为外电阻,电源输出功率最大,故C说法错误,D说法正确。4.B滑片P向上滑动,R0接入电路的电阻增大,电路总电阻增大,根据闭合电路欧姆定律I=𝐸𝑅

外+r可知干路电流减小,则通过小灯泡的电流减小,所以小灯泡变暗,A错误;电压表测量路端电压,根据闭合电路欧姆定律E=U+Ir,由于干路电流减小,可知路端电压增大,B正确;电流表测R所在支路的电流,由于干路电流减小,小灯泡分压减小,路端电压增大,所以R与R0并联部分两端电压增大,

根据I=𝑈𝑅可知电流表的示数增大,C错误;电容器两端电压增大,根据C=𝑄𝑈可知电容器所带电荷量增大,D错误。5.C灯泡A比原来变暗了些,B比原来变亮了些,说明灯泡A的电流和电压变小,灯泡B的电压和电流变大。采用代入排除法,将选项逐个代入分析:R3

断路→R外增大→R总变大→I总减小→U外变大,根据串联分压易知灯泡A、B两端电压变大,两灯均变亮,故A错误;R1短路→R外减小→R总减小→I总增大→U外变小→I3减小,知通过灯泡A和B的电流变大,两灯均变亮,B错误;R2断路→R外增大→R总变大→I总减小→U外变大→I3增大→IA减

小→UA+U1变小→UB变大,C正确;R1、R2同时短路,B灯被短路,不发光,故D错误。6.C由题图甲知,电压表V2测量路端电压,所以题图乙中上面的图线表示V2的示数与电流的关系,此图线的斜率绝对值表示电源的内阻,则r=3

.4-3.00.3-0.1Ω=2Ω,当电流I=0.1A时U=3.4V,则电源的电动势为E=U+Ir=3.6V,A错误。变阻器滑片向右移动时,R接入电路的阻值变大,电路中总电阻变大,总电流减小,内电压减小,路端电压即V2读数增大,B错误。由于电

流表读数在0.2A以下时,电动机没有发生转动,此时为纯电阻用电器,由题图乙可知,电动机线圈的电阻rM=0.8-0.40.2-0.1Ω=4Ω;当I=0.3A时,电动机两端电压等于路端电压,U1=U2=3.0V,此时电动机的输出功率最大,P1=U1I-I2rM=3.0×0.3W-(0.3)2

×4W=0.54W,C正确。由题图乙知,当I=0.1A时,电路中的电流最小,滑动变阻器连入电路的阻值最大,由闭合电路欧姆定律有I=𝐸𝑅+𝑟+𝑟M,得R=𝐸𝐼-r-rM=30Ω,D错误。7.C使用欧姆表时,应让电流从红表笔流入该表,从黑表笔流出该表,故黑表笔

插入B孔,A错误。欧姆调零时,将红、黑表笔短接,电流表指针满偏,根据闭合电路欧姆定律可得Ig=𝐸𝑟+𝑅g+𝑅0,解得R0=469Ω,故B错误。将待测电阻Rx接入A、B间,G的示数即电路中的电流,为13Ig,根据闭合电路欧姆定律可得13Ig

=𝐸𝑟+𝑅g+𝑅0+𝑅𝑥,解得Rx=1kΩ,故C正确。欧姆表读数在中值电阻附近误差最小;欧姆表的中值电阻R中等于欧姆表的内阻R总,根据闭合电路欧姆定律,满偏时Ig=𝐸𝑅总,半偏时12Ig=𝐸𝑅总+𝑅中,联立解得R中=R总=𝐸𝐼g=500Ω,

故D错误。8.D若闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从右向左滑动,滑动变阻器接入电路的阻值增大,电路总电阻增大,干路电流减小,内电压减小,路端电压增大,电压表测路端电压,电压表示数增大,因总电流减小,且通过R的电流增大,所以电流表示数减小,A错误;当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,路端电压最

大,定值电阻R上消耗的功率最大,此时外电阻R外=𝑅(𝑅1+𝑅2)𝑅+𝑅1+𝑅2=0.8Ω,路端电压U=E𝑅外𝑟+𝑅外=83V,所以定值电阻R消耗的功率PR=𝑈2𝑅=649W,B错误;电源的内阻和外电路电阻相等时,电源的输出功率最大,当滑片P从右向左滑动时,外

电路的电阻从0.5Ω增大到0.8Ω,而电源的内阻为r=1Ω,所以电源的输出功率一直变大,电源的效率η=𝐼𝑈𝐼𝐸=𝑈𝐸=姓名班级考号密○封○装○订○线密○封○装○订○线密封线内不要答题𝑅外𝑅外+r=11+𝑟𝑅外,故电源的效率一定增大,C错误;设R2中的电流为I1,R中的电流为I

2,则I1(R1+R2)=I2R,E=(I1+I2)r+I1(R1+R2),P2=𝐼12R2,联立得P2=(𝐸𝑅𝑟+𝑅·1𝑟𝑅𝑟+𝑅+𝑅1+𝑅2)2R2,由此可知,可将电源与R看成内阻为r'=𝑟𝑅𝑟+𝑅,电动势E'=

𝐸𝑅𝑟+𝑅的新电源,滑片P从右向左滑动,当R2=r'+R1=1.5Ω时,滑动变阻器消耗的功率达到最大值,则滑动变阻器消耗的功率先变大后变小,D正确。9.BC仅光照变弱,R1的阻值变大,回路总电阻变大,电路电流变小,灯泡变暗,A错误;同理可知,当光照变

强时灯泡变亮,B正确;仅将滑片向a端滑动,R2接入电路的阻值变大,回路总电阻变大,电流变小,灯泡变暗,根据U=E-Ir可知,路端电压变大,故C正确,D错误。10.AB滑动变阻器的滑片向右缓慢滑动过程中,

接入电路的电阻减小,电路中的总电阻减小,电路中的电流增大,R2消耗的功率P=I2R2∝I2,A正确;电容器C两端的电压等于滑动变阻器两端的电压,有UC=E-I(R2+r),电荷量Q=CUC=-C(R2+r)·I+CE,

则Q-I图像是向下倾斜的直线,B正确;电压表示数U=E-Ir,U-I图像应是向下倾斜的直线,C错误;通过电荷量q时电源做的功W=qE,E是电源的电动势,为定值,则W-q图像是过原点的直线,D错误。11.BC当滑片

位于中央时,并联电阻最大,并联电阻两端的电压最大,故Pa部分的电阻为𝑅22=𝑈𝐼=5.00.50Ω=10Ω,解得R2=20Ω,B正确;当滑片位于中央时,电压表的示数最大,外电阻也最大,电源的效率η=𝑃出𝑃总=𝑅外𝑅外+r=11+𝑟𝑅外最高,即当电压表示数为5.0V时

,电源的效率最高,C正确;当电压表的示数为4V时,电流表的示数为0.25A,此时Pa部分的电阻RPa=40.25Ω=16Ω,Pb部分的电阻RPb=R2-RPa=4Ω,通过Pb部分支路的电流为44A=1.

00A,干路电流为0.25A+1.00A=1.25A,根据闭合电路欧姆定律得E=4V+1.25A×(R1+r),同理E=5V+1A×(R1+r),联立解得R1+r=4Ω,E=9V,A错误;将R1等效为电源内阻的一部分,R2消耗的功率为等效电源的输

出功率,当R2两部分的并联电阻等于R1+r=4Ω时,R2消耗的功率最大,此时电压表的示数是4.5V,D错误。12.AC当温度降低时,热敏电阻RT的阻值增大,回路中电流变小,则R两端电压减小,路端电压增大,故RT两端的电压增大,U2和U3均增大,A正确;根据闭合电路

欧姆定律可得U2=E-I·(R+r),U3=E-I·r,得Δ𝑈2Δ𝐼=R+r,Δ𝑈3Δ𝐼=r,故Δ𝑈2Δ𝐼>Δ𝑈3Δ𝐼,B错误;温度降低的过程中,热敏电阻RT的阻值增大,R+RT等于电源内阻时,电源的输出功率最大,根据题意不能确定

R+RT与电源内阻的大小关系,故电源的输出功率可能先增大后减小,C正确;初始带电液滴受到向上的电场力与重力平衡,当温度降低时,U2增大,根据E电=𝑈𝑑,F=E电q,可知电场力增大,大于重力,故带电液滴一定向上运动,D错误。13.答案(1)A2(2分

)(2)1𝑏(2分)𝑘𝑏(2分)解析(1)由于R0阻值约为2kΩ,电压表量程是0~3V,由I=𝑈𝑅估得电路中的最大电流约为I=1.5mA,因此电流表应选A2。(2)根据闭合电路欧姆定律可得U=E-Ir=E-𝑈𝑅2r,整理得1𝑈=1𝐸+𝑟𝐸·1𝑅2,结合题图乙所示图像,有

1𝐸=b,𝑟𝐸=k,所以E=1𝑏,r=𝑘𝑏。导师点睛测电源电动势和内阻,无论是哪种方法,其根本依据都是闭合电路欧姆定律。用图像法处理数据时,必须找出横、纵坐标之间的物理关系,利用图线的斜率、截距求解。14.答案(1)锌片(1分)0.95

(1分)(2)不变(1分)增大(1分)0.97(2分)474(2分)解析(1)根据多用电表的知识可得黑表笔应接待测电池的负极,所以电极A应为锌片。选择开关在“直流2.5V挡”时,对应分度值为0.05V,测得果汁电池的电动势为0.95V。(2)根据闭合电路欧姆定律可得U=E-Ir,图像纵轴截距表

示电源电动势,图线斜率的绝对值表示电源内阻大小,所以可得随电极间距的增大电源电动势不变,电源内阻增大。曲线a对应的电源电动势为E=0.97V,内阻为r=0.97-0.60(0.78-0)×10-3Ω=474

Ω。15.答案(1)15kΩ(2)12V(3)25kΩ解析(1)(2)由题图乙可知,当Rx=0时,I=Ig=0.8mA,当I=0.4mA时,电阻箱的阻值为Rx=15kΩ,根据闭合电路欧姆定律可得Ig=𝐸𝑅内(1分)I

=𝐸𝑅内+𝑅𝑥(1分)代入数据解得E=12V,R内=15kΩ(2分)(3)将电压表接到两表笔间,若G表示数为0.3mA,则电压表两端电压为U=E-IR内=12V-0.3×10-3×15×103V=7.5V(

2分)则电压表的内阻为RV=𝑈𝐼=7.50.3×10-3Ω=25kΩ(2分)密○封○装○订○线密○封○装○订○线密封线内不要答题16.答案(1)1Ω(2)100W64W(3)318.36W解析(1)车灯接通,电动机未启动时,由闭合电路欧姆定律可得E=I1R+

I1r(1分)得车灯电阻R=𝐸-𝐼1r𝐼1=1Ω(1分)(2)车灯接通,电动机未启动时,车灯的功率P1=𝐼12R=100W(1分)电动机启动后,路端电压U=E-I2r=10.5V-50×0.05V=8V(1分)车灯的功

率P2=𝑈2𝑅=64W(1分)(3)电动机启动后,电动机的输入功率P入=U(𝐼2-𝑈𝑅)=336W(1分)电动机的热功率PRM=(𝐼2-𝑈𝑅)2RM=17.64W(1分)则电动机的输出功率为P出=P入-PRM=318.36W(1分)17.答案(1)4𝑚𝑔𝑑𝑞(2

)4𝑚𝑑𝑞(8𝑑𝑣02𝐿2+g)解析(1)由闭合电路欧姆定律可得通过电阻R2的电流为I=𝐸𝑅1+𝑅2=𝐸4𝑅(2分)两极板间的电压等于R2两端的电压,故UBA=IR2=𝐸4(2分)液滴沿v0方向射出电

场,在两板间做匀速直线运动,由平衡条件得mg=𝑞𝑈𝐵𝐴𝑑=q𝐸4𝑑(2分)解得E=4𝑚𝑔𝑑𝑞(1分)(2)液滴恰好打在B板的中点,在两板间做类平抛运动,则水平方向有𝐿2=v0t

(2分)竖直方向有y=d=12at2(1分)且𝑞𝑈𝐵𝐴'𝑑-mg=ma(1分)其中UBA'=14E(1分)联立解得E=4𝑚𝑑𝑞(8𝑑𝑣02𝐿2+g)(2分)18.答案(1)6V(2)0.1kg2.025W(3)U=90𝑚1+10𝑚(m≤0.2kg)

解析(1)分析电路知,限流电阻与滑动变阻器串联,电压表测变阻器两端的电压,当滑片在R最下方时,接入电路的电阻最大,电压表示数最大,此时电路总电阻为R总=R+R0+r=30Ω(1分)由闭合电路欧姆定律可得I1=𝐸𝑅总=0.3A(1分)电压表的最大示数Um=

I1R=6V(1分)(2)将定值电阻等效为电源内阻的一部分,当等效电源内阻与滑动变阻器接入电路的有效电阻Rx相等时,等效电源的输出功率最大,即滑动变阻器消耗的功率最大,此时Rx=R0+r=10Ω(2分)滑动变阻器消耗的最大功率为Pm=𝐸24(𝑅0+r)=2.025

W(2分)根据胡克定律可得m1g=kΔx1(1分)且有Rx=Δ𝑥1𝐿R(1分)解得物体质量为m1=0.1kg(1分)(3)由受力分析知mg=kΔx(1分)当弹簧形变量为Δx时有Rx=Δ𝑥𝐿R(1分)可得Rx=𝑚𝑔𝑘𝐿R(1分)由闭合电路欧姆定律可得I=𝐸𝑅

𝑥+𝑅0+r(1分)又有U=IRx=𝐸𝑅𝑥𝑅𝑥+𝑅0+r(1分)联立解得U=90𝑚1+10𝑚(m≤0.2kg)(1分)