A．0.24 J B．0.25 J C．0.26 J D．0.28 J
解析：根据W＝UIt可得每秒太阳能电池的能量为W＝0.06 J，设太阳能每秒照射的能量为Q，则Q×23%＝W，可解得Q＝0.26 J.
答案：C
2．如图1所示的门电路符号，下列说法中正确的是( )
图1
A．甲为“非”门、乙为“与”门、丙为“或”门
B．甲为“与”门、乙为“或”门、丙为“非”门
C．甲为“非”门、乙为“或”门、丙为“与”门
D．甲为“或”门、乙为“与”门、丙为“非”门
答案：C
图2
3．如图2所示，将一根粗细均匀的电阻丝弯成一个闭合的圆环接入电路中，电路与圆环的O点固定，P为与圆环接触良好的滑片．闭合开关S，在滑片P缓慢地由m点经n点移到q点的过程中，电容器C所带的电荷量将( )
A．由小变大 B．由大变小
C．先变小后变大 D．先变大后变小
解析：闭合圆环电阻等效为优弧和劣弧的并联电阻，滑片P在图示位置时并联电阻最大，从m点到题图所示位置过程中圆环总电阻变大，从图示位置到q位置过程中圆环总电阻变小，则滑片由m点经n点移到q点的过程中，电路中电阻先变大后变小，通过R的电流先变小后变大，电阻R两端的电势差先变小后变大，则电容器上电压先变小后变大，由C＝QU，电容器C带电荷量先变小后变大，C正确．
答案：C
图3
4．利用图3所示电路可以测出电压表的内阻．已知电源的内阻可以忽略不计，R为电阻箱．闭合开关，当R取不同阻值时，电压表对应有不同读数U.多次改变电阻箱的阻值，所得到的1U－R图象应该是( )
解析：设电源电动势为E，电压表内阻为RV，电压表的读数为U，则由闭合电路的欧姆定律，可得I＝ERV＋R，则U＝E－IR＝E－ERRV＋R，由此可得1U＝RERV＋1E，由此判断A正确．
答案：A
图4
5．有四盏灯，接入如图4所示的电路中，L1和L2都标有“220 V 100 W”，L3和L4都标有“220 V 40 W”，把电路接通后，最暗的灯将是( )
A．L1 B．L2
C．L3 D．L4
解析：本题考查的是灯泡的电功率问题，关键是巧妙选取公式来分析．根据灯泡的额定电压和额定功率，P＝U2R，R＝U2P可知，R1＝R2＜R3＝R4，由于I1＞I2，I3＜I4，所以根据P＝I2R，可知P1＞P2，P3＜P4.由于U2＝U3，所以根据P＝U2R可知，P2＞P3.综合以上分析有：P1＞P2＞P3，P4＞P3，所以灯L3实际功率最小，L3灯最暗，选C.
答案：C
二、 双项选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分)
6．高温超导限流器由超导部件和限流电阻并联组成，如图5所示．超导部件有一个超导临界电流IC，当通过限流器的电流I＞IC时，将造成超导体失超，从超导态(本题认为电阻为零)转变为正常态(本题认为是一个纯电阻)，以此来限制电力系统的故障电流．已知超导部件的正常电阻为R1＝3 Ω，超导临界电流IC＝1.2 A，限流电阻R2＝6 Ω，小灯泡L上标有“6 V，6 W”，电源电动势E＝8 V，内阻r＝2 Ω.原来电路正常工作，现L突然发生短路．则( )
图5
A．短路前通过R1的电流为23A
B．超导部件将由超导态转为正常态
C．短路后通过R1的电流为2 A
D．短路后通过R1的电流为43 A
解析：由P＝UI可知，灯泡正常发光时，通过它的电流为1 A小于超导临界电流IC＝1.2 A，所以短路前通过R1的电流为1 A，因为灯泡短路后， R1与R2并联再与电源内阻串联，故计算可知短路后通过R1的电流为43 A.
答案：BD
7．在如图6甲所示的电路中，电源电动势为3.0 V，内阻不计，L1、L2、L3为三只相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图6乙所示．当开关闭合后，下列判断正确的是( )
图6
A．灯泡L1的电阻为12 Ω
B．通过灯泡L1的电流为灯泡L2的电流的2倍
C．灯泡L1消耗的电功率为0.35 W
D．灯泡L2消耗的电功率为0.30 W
解析：L1两端的电压为3.0 V，由伏安特性曲线得它的阻值为R1＝3.00.25 Ω＝12 Ω.L2、L3两端的电压相等为1.5 V．由伏安曲线得它们的电阻R2＝R3＝1.50.20 Ω＝7.5 Ω.显然通过灯泡L1的电流应小于通过灯泡L2的电流的2倍．P1＝3.0×0.25 W＝0.75 W，P2＝1.5×0.20 W＝0.30 W，A、D正确，B错误．
答案：AD
图7
8．如图7所示的电路中，电池电动势为E，内阻为r，电路中的电阻R1、R2和R3的阻值都相同，在开关S处于闭合状态下，将开关S1由位置1切换到位置2，则( )
A．电压表的示数减小
B．电池内部消耗的功率变大
C．电阻R2两端的电压变大
D．电池的效率变大
解析：设电阻R1＝R2＝R3＝R，当开关S1接1时，电路中总电阻为3R2＋r；当开关S1接2时，电路中总电阻为2R3＋r，总电阻变小，由I干＝ER总，R总变小，I干变大，路端电压U＝E－I干r，电源的E、r不变，则路端电压减小，即伏特表读数减小，选项A正确．电源内部消耗的功率P内＝I2干r，I干变大，P内增大，选项B正确．当开关S1接1时，R2两端电压UR2＝R32RU＝23U，当开关S1接2时，R2两端电压UR2＝R2RU＝12U，R2两端电压变小，选项C选项错误．电池的效率η＝I2干R总I2干?R总＋r??100%＝R总R总＋r?100%＝11＋rR总?100%，则当开关S1由接1改为接2时，总电阻变小，电池的效率减小，选项D错误．
答案：AB
9.
图8
如图8所示，直线OAC为某一直流电源的总功率P总随电流I变化的图线．抛物线OBC为同一直流电源内部热功率Pr随电流I变化的图线．若A、B的横坐标为1 A，那么由图象可知( )
A．电源的电动势为3 V
B．电源的内阻为3 Ω
C．当I＝1 A时，电源的输出功率为2 W
D．当I＝1 A时，电源两端电压为1 V
解析：当总功率等于内电路热功率时，外电路短路，此时I2r＝P得r＝1 Ω，电动势E＝Ir＝3 V，当电流I＝1 A时，根据E＝U＋Ir得此时U＝2 V，输出功率P出＝IU＝2 W.
答案：AC
10．如图9所示电路中，电源电动势为E，电源内阻为r，串联的固定电阻为R2，滑动变阻器的总电阻是R1，电阻大小关系为R1＝R2＝r，则在滑动触头从a端移到b端的过程中，下列描述正确的是( )
图9
A．电路的总电流先减小后增大
B．电路的路端电压先增大后减小
C．电源的输出功率先增大后减小
D．滑动变阻器R1上消耗的功率先减小后增大
解析：当滑动触头从a滑到b的过程中，R1接入电路的电阻(实际上是RaP与RbP的并联电阻)先增大后减小，所以电路中的电流I先减小后增大，路端电压先增大后减小，A、B项均正确；因为R外总大于r，由电源的输出功率P随R外变化的图象知，电源的输出功率先减小后增大，C项错误；将R2＋r视为电源内阻，则外电阻先增大后减小，且总小于电源内阻，故R1消耗的功率先增大后减小，D错误．
答案：AB
11．在如图10所示的电路中，电容器C的上极板带正电，为了使该极板仍带正电且电荷量增大，下列办法中可采用的是( )
图10
A．增大R1，其他电阻不变
B．增大R2，其他电阻不变
C．增大R3，其他电阻不变
D．增大R4，其他电阻不变
解析：要使电容器极板带电荷量增大，就必须使电容器的极板电势差增大(Q＝CU)，而要使电势差增大，可以保持负极板电势不变，升高原正极板的电势(题目要求，该极板仍带正电)；或者保持原正极板电势不变，降低原负极板的电势．能满足上述要求的办法有两种，增大R1的阻值，其他电阻不变；增大R4的阻值，其他电阻不变．
答案：AD
三、非选择题(本题共3小题，共44分)
12．(14分)实验室中有下列器材：量程3 V的电压表○V，量程0.6 A的电流表○A ，电阻箱R，开关S，导线若干．欲测量某一电源的电动势E和内阻r(E约为4.5 V，r约为1.5 Ω)．
(1)请选择合适的器材，设计一个实验方案(只要求在下面的虚线框内画出电路原理图)．(2)用图象法处理实验得到的数据时，要使图线是直线应如何建立坐标系？如何由图象求得待测电源的电动势E和内阻？(3)按你设计的实验电路原理图，从下面的实物图中(图11)挑选实物并进行连线．
图11
解析：(1)实验电路原理图如图所示．
(2)由原理式：E＝I(R＋r)，变形得1I＝1ER＋rE，以1/I为纵轴，以R为横轴，得到的图线是直线，可由斜率k＝1/E求出电动势E，由截距b＝r/E求出内阻r.
(3)实物图连线如图所示．
答案：见解析
13．(14分)如图12所示的电路，外电阻均为R，电源内阻为R4.当S断开时，在电容器极板间放一个质量为m，带电荷量为q的电荷恰能静止．当S闭合时，电容器极板间放一个质量仍为m，带电荷量为q′的电荷，恰能静止，则q∶q′为多少．
图12
解析：S断开时，R外＝R，电容器两极板间电压为路端电压U＝IR＝Er＋RR＝45E，电荷静止，则
mg＝qUd＝4qE5d.
当S闭合时，R外′＝3R?R3R＋R＝34R，电容器两极板间电压：U′＝13U外＝13?ER外′r＋R外′＝13?ER4＋34R?34R＝14E.
电荷静止，则mg＝q′U′d＝q′E4d，所以q∶q′＝5∶16.
答案：5∶16
14．(16分)某同学使用了如下器材：电源E(电动势12 V)；电压表V(量程为15 V，内阻约15 kΩ)；电流表A(量程100 mA，内阻约10 Ω)；滑动变阻器(最大电阻为50 Ω)；单刀单掷开关；导线若干．测出了一个小灯泡的伏安特性曲线如图13所示，已知小灯泡的额定电压为12 V.
(1)请在图13乙的虚线方框中画出此实验的电路图．
甲 乙
图13
(2)根据设计的电路图在图14的实物图上连线．
图14
(3)由小灯泡的伏安特性曲线可知小灯泡的额定功率为P额＝________W，小灯泡电阻的变化特性为________．
解析：(1)从IU图线可以看出，电压从0开始调节，故滑动变阻器必须采用分压式接法；因为电压表内阻RV、电流表内阻RA、小灯泡电阻RL满足RVRL>RLRA，故采用电流表外接法．实验电路图如图所示．
(3)当小灯泡两端电压为12 V时，从图象上可以读出电流为96 mA，所以小灯泡的额定功率
P＝UI＝12×0.096 W＝1.15 W.
答案：(1)实验电路如下图甲所示
(2)实物连线如下图乙所示
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