【單元練】2021年高中物理必修3第十二章【電能-能量守恒定律】測試題(答案解析)

12121121212112一、選擇題1．現(xiàn)有標有40W的燈泡L和標有的燈泡L及只最大阻值為500Ω的滑動變阻器R將它們接在的路中，在如圖所示的幾種接法中，能讓，同正常發(fā)光的是（）A．

B．C．解析：A.燈泡的定電流

．

CI

AA11燈泡的定電流I

AA11在電路中，兩燈泡串聯(lián)，則兩燈泡電流相等，不能保證兩燈泡都正常發(fā)光；錯誤BC在B電中，兩燈泡正常光，則通過R的流等于兩燈泡額定電流之和，為

A

，兩燈泡的并聯(lián)電壓為110V，R上的電壓為，根據(jù)=UI，電阻上消耗的功率與兩個燈泡消耗的功率相等，所以整個電路的總功率(40100)在電中，兩燈泡正常發(fā)光時，通過R的流為

A

，與L并聯(lián)，電壓相等，根據(jù)P=UI所以功率之比等于電流之比，為3：則上耗的功率為，整個電路的總功率100)W200W故BC正確；在電中，，同正常發(fā)光時，燈泡1的定電流I燈泡的定電流I不能保證兩燈泡正常發(fā)光，故錯。

AA11AA11

31232303123230故選BC。2．在如圖所示的電路中，當滑動變阻的滑片向

b

端移動時（）A．電壓表和電流表的讀數(shù)都減小C．壓表的讀數(shù)增大，電流表的讀數(shù)減小解析：

B．壓表和電流表的讀數(shù)都增大．壓表的讀數(shù)減小，電流表讀數(shù)增大C當滑動變阻器的滑片向

b

端移動時，接電路的阻值增大，整個電路的總阻值增大，干路電流強度減小，內(nèi)電壓降低，路端電壓升高，電壓表示數(shù)增大分得的電壓也減小，因此R與R并電路分得的電壓升高，因此流過R的流增大，流過R的流減小，電流表的示數(shù)減小。故選。3．如圖為某智能手機電池上的信息，池支“9V快技術(shù)，電池充滿僅需約1.3小時，輕度使用狀態(tài)可使用一天，下列說法正確的是（）A．9.88Wh為該電池的電量B．為電池的電動勢C．度使用時的平均功率約為．據(jù)數(shù)據(jù)可以計算得到該電的容量為2600mAhD解析：A．9.88Wh為電池的充電電能，不是該電池的電量A錯；B．為電電壓，不是該電池的電動勢B錯；C．度使用時平均功率約為p

9.8824

WC錯；．電電流為，滿電為，此電池的容量q=It=2A×1.3h=2.6Ah=2600mAhD正確。故選。4．在如圖所示電路中，電源電動勢為，電源內(nèi)阻為1Ω，電路中電阻為1.5Ω，小型直流電動機M的阻為0.5。合開關(guān)后，電動機轉(zhuǎn)動穩(wěn)定后，理想電流表的示數(shù)為

0201222110111102012221101111112A則以下判斷中正確的是（）A．電動機的總功率為C．動機的發(fā)熱功率為2W

B．動機兩端的電壓為1V．源輸出的電功率為24W解析：．路中電流表示數(shù)為2A，閉合電路的歐姆定律得電動機兩端電壓U=?UU=?IR=12V?2×1V?2×1.5V=7V電動機的總功率是=UI錯；C．動機內(nèi)阻產(chǎn)生的熱功率=IR=2×0.5W=2WC正；．源輸出的電功率為=?22×1W=20WD錯誤。故選。5．恒流源是一種特殊的電源，其輸出電流能始終保持不變。如圖所示的電路中電源是恒流源，當滑動變阻器滑動觸頭P從右端向最左端移動時下列說法中正確的是（）A．上電壓變大C．上電壓變小

B．流源輸出功率保持不變．的功率增大解析：AC．源輸出電流不變，觸頭由最右端向最左端移動時，接入電路的電阻變大，則總阻變大，而源輸出電流不變，則并聯(lián)部分電壓增大，所以上電壓變大，是值電阻，故通過R的電流變大；而總電流不變，則通過R電減小，所以R的壓減小，則上電壓變大，故A正確C錯；B．流源輸出功率=UI，增大，不，則增大，故錯；．前面的分析可知通過R電減小R是定值電阻，故的電功率=I2減小，故錯誤。故選A

6．如圖所示，三個燈泡上分別標“、”“110V、25W“110V5W等字樣，當三個燈泡按照右圖以幾種不同的方式連接在電路中，只要調(diào)節(jié)可變電阻，并在間加220V的交流電，都可以使三個燈泡正常發(fā)光。當三個燈泡都正常發(fā)光時，電路中消耗的總功率最小值是（）A．60WC．130W

B．．D解析：由題意可知，三個燈泡均正常發(fā)光，故三個燈泡的功率之和為40W25W70W由P知三個燈泡的額定電流分別為

5；A；A22

。當R與燈泡并時，因為流過40W燈泡的電流大于另兩個燈泡電流之和；故不可能使三燈均正常發(fā)光；當R與為泡并時，由電路圖可知：流過R和燈泡的總電流等于流過另外兩個燈泡電流之和。所以流過R的電流為IR

5AA1111故R消的功率PIRRR

W總功率為P70WR當R與5W燈并聯(lián)時，由電路圖可知：流過R和燈泡的總電流等于流過另外兩個燈泡電流之和。所以流過R的流為IR

6AA11故R消的功率為P'I'RRR

60W總功率為PP

60WW綜上所述，電路中消耗的總功率最小值為，D正錯誤。故選。

RR24313132333RR243131323337．如圖所示，平行金屬板中帶電質(zhì)點P原于靜止狀態(tài)，電流表和電壓表為理想電表，當滑動變阻器的滑片向a端移動時，則（）4A．電壓表讀數(shù)減小C．點將向上運動

B．流表讀數(shù)增大．上耗的功率逐漸減小C3解析：A由圖可知R與滑動變阻器R串聯(lián)后與R并聯(lián)后，再由R串接在電源兩端；電容器與R并聯(lián)；當滑片向a移動時，滑動變阻器接入電路的電阻增大，則電路中總電阻增大，由閉合電路歐姆定律可知，干路中電流減小，電源的內(nèi)電壓減小，路端電壓增大，同時，R兩端的電壓也減小，故并聯(lián)部分的電壓增；由歐姆定律可知流過的電流增大，則流過并聯(lián)部分的電流減小，故電流表示數(shù)減?。灰虿⒙?lián)部分電壓增大，而中壓小，故電壓表示數(shù)增大，故錯；C．R兩端電壓增大，則電容器兩端電壓增大，故電荷受到的向上電場力增大，則重力小于電場力，電荷向上運動，故C正確；．上流增大，根據(jù)故選。

P2R

，則R消耗的功率逐漸增大，故錯。8．如圖所示的U圖中，直線I

為某電源的路端電壓與電流的關(guān)系，直為某一電阻R的伏安特性曲線，用該電源直接與電阻R接成閉合電路，由圖像可知（）A．的值為

B．源內(nèi)阻為0.5C．阻功為

.5W

．源內(nèi)阻消耗功率為

2WC解析：A．由圖象可，外電阻R

U1.5Ω1.5I故錯誤；

12121212121212121212121121212121212121212121212B．據(jù)

Ir

，由圖象可知，電源電動勢3.0V短路電流I2.0A短電源內(nèi)阻r

E3.0ΩΩI短故錯；C．兩圖象的交點坐標，可得電源的路端電壓1.5V，路電流為.0AP1.5W

，電阻功故正；．兩圖象的交點坐標，流過阻的電流1.0A，源內(nèi)部消耗的功率為I2r2故錯誤。故選。9．如圖所示電路中，電源電動勢為，電為r，滑動變阻器的觸頭向上端移動時，兩電壓表示數(shù)、和電流表A、的數(shù)化情況是（）A．V變，變大A變，變大B．變小，變小，變小，變小C．變，變大，變，變大．變大，變，變大，變小解析：當滑動變阻器的觸頭向上端移動時，變阻器接入電路的電阻增大，變阻器與定值電阻并聯(lián)的電阻增大，外電路總電阻增大，根據(jù)閉合電路歐姆定律分析可知總電流變小，電源的內(nèi)電壓變小，路端電壓變大，即變。由歐姆定律分析可知電壓表示變小，變阻器與定值電阻并聯(lián)電壓變大，所以A示數(shù)變大，因總電流變小，所以A示變小故選。10．圖所示，電源電動勢E12V內(nèi)阻r＝?限流電阻R＝，為流電動機，其線圈電阻R＝?當電動機正常工作時，理想電流表示數(shù)為1A，此時電動機的輸出功率是（）

1212A1212AA．解析：電動機兩端電壓為電動機的輸出功率為

B．8W．2W．AUEP

6WA正，錯誤。故選A二、填題11．圖所示是一均勻?qū)嵭那蛐螌w，球心為A，點為，為底面直徑．若按甲圖的方式將其接在兩個電極之間，接在電壓為U的恒定電路中，電功率為P，按乙圖的方式接在兩個電極之間，接在電壓為的恒定電路中，其電功率為，極的電阻不計，則P：P=______.4:1解析：[1]由圖可知，當連接方式發(fā)生變化時，要看清兩種連接的異同點，可以拆分后找到規(guī)律，此題中的半球形導體可以等分成兩塊四分之一的球形材料，將甲圖作分割，如圖所示，設(shè)甲圖連接方式，電阻為R，難看出乙圖中連接的電阻是甲圖連接的4倍，由

U2則12．圖所示a觸點離電阻R左

PP:111，觸點離電阻右端，已知RΩ，示33為

，電源由4節(jié)同的電池串聯(lián)而成，每個電池的內(nèi)阻為.5，圖中電壓表、電流表的示數(shù)分別_______V、_______A和個電池的輸功率_（各電表視為理想電表處理）

1111115解析：1.5[1][2]觸點離電阻R左

1，b觸離電阻R右時，最左端段與中間一段先并聯(lián)3再與最右端一段串聯(lián)，A示為通過最左端一段的電流，所以最左端一段電壓為：RI通過最右端一段的電流為：II1A2即電流表的數(shù)是1A

，最右端一段的電壓為：2

2

4V圖中電壓表的數(shù)為：U1[3]電的輸出率為：PUI2每個電池的輸出功率為：PP13．圖所示，直線為源的圖，直線為阻R的UI圖，用該電源和電阻組成閉合電路，由圖像可知電源的電動勢_____V；電源內(nèi)阻______；電源的輸出功率是_____W；路的總功率分別_____W。0546解析：46[1]由線，圖線與縱軸交點坐標為電源電動勢，即=3V[2]圖斜的絕對值為電源內(nèi)阻，即r

30.5[3]圖與線的交點坐標即為電路電流和路端電壓，即=2V，=2A，電源的輸出功率為

4W[4]電的總功為PEI6W總14．原中的電子繞原子核的運動可以等效為環(huán)形電流。設(shè)氫原子的電子以某一速率在一圓周軌道上繞核運動，已知運動周期為T，電子的電荷量為e，效電流_。(2)手筒中的干電池給某小燈泡供電時，電為一節(jié)干電池中有____耳化學能轉(zhuǎn)化為電能5

，在某次接通開關(guān)的10s時間內(nèi)，解析：

T

5(1)[1]據(jù)電流強度定義I

t由于每隔時間，就有一個電子通過個截面，因此等效電流強度I

e(2)[2]節(jié)干電池的電動勢為1.5V，據(jù)能量守恒，化學能轉(zhuǎn)化成電能，最終通過電源對小燈泡做功，由于10s時間內(nèi)，電源對小燈泡做功因此有焦化學能轉(zhuǎn)化電能15．感器在自動控制、信處理技術(shù)中承擔著信息采集與轉(zhuǎn)換的任務(wù)。如光敏電阻將光信號轉(zhuǎn)換為電信號、熱敏電阻將熱信號轉(zhuǎn)換為電信號。如圖所示是大型電子地磅的電路圖，它是利用彈簧長度的變化使接入電路的滑動變阻器的阻值變化，信轉(zhuǎn)換為電信號的。如圖所示地磅刻度________。（填“均勻或不均勻”）力不均勻解析：不勻。[1]地上稱量同重物時，彈簧的形變不同，則滑動變阻器接入電路的有效電阻不同，則電路中電流就不同。該裝置是將力信號轉(zhuǎn)化為電信號。[2]設(shè)磅上沒重物時，滑動變阻器的滑動觸頭在B端，滑動變阻器的總長度為，重物重力為G時簧形變?yōu)?，度系?shù)為k，則有

1321231211113213213LLU121321231211113213213LLU12Gkx

，

I

ELL

因為重物與形變成正比，但是電流跟形變不成線性關(guān)系，所以地磅的刻度不是均勻的。16．如圖所示的電路中，源內(nèi)電阻為r，R、R分為兩個定值電阻．閉合電鍵S，變阻器R的滑動觸頭P向下滑動時，伏表V的數(shù)逐漸（填增大、減小、不變）若移動P的過程中，電流表示數(shù)變化量的大小為Δ，伏特表V示數(shù)變化量的大小Δ＝．

2減小ΔI(R3+R1+r)解析：小I++)當滑動變阻器的滑動觸頭P向滑動時R變，外電路總電阻變大，由歐姆定律變小，U=IR變，故逐減??；因、為值電阻，故由歐姆定律＝I+R+r可知，電壓表示的變化量絕對值與電流表示的變化量比值等于R+R+r，213．如圖所示，把標“，”和，”的、兩小燈泡，串聯(lián)后接入1電路中，則電路兩端的電壓不超____________________W。（溫度對電阻的影響不計）18解析：由P=UI可，兩燈泡的額定電流

V

，電路消耗的總功率不能超過I1

P24A，I2UU612

A由

I

U

可得，兩燈泡的電阻U66R，RΩΩII電路中的最大電流I=I因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以電源的最大電壓(R))V12

U入0U入0則電路兩端的電壓不超9V由P=I可，電路消耗的最大功率I2(R)212則電路消耗的總功率不能超過。

2

18．圖所示是測直流電動機效”的實驗裝置，通過電壓傳感器和流感器

測得電壓為

、電流為I

，則此時電動機的輸入功率；實驗中，電動機的轉(zhuǎn)動使質(zhì)量為m的體在t時內(nèi)勻速上升了h高，則電機的效率

__________（重力加速度為）解析：

UI

[1]由知電壓感器B和流傳感器

測得電壓為

、電流為I

即為電動機的電壓和電流，因此電動機輸入功率PUI[2]電機消耗電能QPtUIt產(chǎn)生的機械能等于重力勢能的增加量mgh，以電動機的效率為

19．圖所示電路中，R是某種金屬氧化物制成的導體棒，實驗證明通過它的電流I和0它兩端電壓U遵I

的規(guī)律，（式中/V

），R是普通可變電阻，遵循歐姆定律，電源電壓恒為6V此電路中的電流、電壓仍遵循串聯(lián)電路的有關(guān)規(guī)律當電阻的值____，電流表的示數(shù)為；R、電率相等時，電源的輸出功率P=____W。324解析：[1][2]聯(lián)電路電流相等，通過R的流為，0

出IkU

00可得U0

3

I代入數(shù)據(jù)解得0因為串聯(lián)電路路端電壓等于各部分電壓之和，由此可得R

0代入數(shù)據(jù)解得4VR根據(jù)

I代入數(shù)據(jù)解得R25根據(jù)PUI和串聯(lián)電路電流相等可得，當3VR0時，、電率相等。因此電流為I

代入數(shù)據(jù)得I

因此

I

R代入數(shù)據(jù)得R5.56同理可得5.560因此外電阻外因此電源輸出功率PI出外代入數(shù)據(jù)得P3.24W出20．一電動勢E約為，阻r在20~50Ω范內(nèi)的電源，其允許的最大電流為

0000100mA為測定這個電池的電動勢和內(nèi)阻，某同學利用如圖甲所示的電路進行實驗，圖中電壓表的內(nèi)電阻很大，對電路的影響可以不計為電阻箱，阻值范圍為0~999；為護電阻。（）驗室備的定值電阻R有以下幾種規(guī)格，本實驗應(yīng)選用_________。A．，．Ω，C．50Ω，1.0W．，（）同學按圖甲所示的電路圖，連接實驗電路，接好電路后，閉合開關(guān)S，整電阻箱的阻值R，出電壓表的示數(shù)，改電阻箱阻值，取得多組數(shù)據(jù)，以為坐標，以

U

縱坐標，代入數(shù)據(jù)可畫出如圖乙所示圖像，對應(yīng)的函數(shù)方程式為_________________用所給物理量的字母表示）。（）像中若b表圖線與縱軸的截距，用k表示斜率。則E=____________，r=____________。解析：

111rUEE

b(1)[1]滑動變阻器短路時，電路中通過的最大電流為100mA則由閉合電路歐姆定律可知，定值電阻的最大阻值為R0

I

100min應(yīng)選用規(guī)。(2)[2]閉合歐姆定律得EU（）Rr變形得rUE(3)[3]得圖像中斜率k

r截距b

1

即rb三、解題21．如圖所示的電路中，源電動勢=20V，內(nèi)阻r=2；接入固定電阻R時，電路中標有4V2W的燈泡和阻

r

的小型直流電動機都恰能正常工作。求：(1)電中的電流強度；(2)電的輸出功率；(3)電機的額定工作電壓。解析：(1)0.5A(3)13V(1)由，流大小為

”的泡L

正常發(fā)光，則通過燈泡的電流等于額定電流，則電路中的電PILUL(2)電源的輸出功率P

r9.5W(3)直電動機D

能正常工作，其兩端的電壓等于額定電壓，則有(r)ML22．明準備參加玩具賽車賽，她想通過實驗挑選一只能量轉(zhuǎn)換效率較高的電動機，實驗時她先用手捏住電動機的轉(zhuǎn)軸，使其不轉(zhuǎn)動，然后放手，讓電動機正常轉(zhuǎn)動，分別將2次實驗的有關(guān)數(shù)據(jù)記錄在表格中。請問：（）只電動線圈的電阻為多?（）電動機常工作時，轉(zhuǎn)化為機械能的功率是多（）玩具電機正常工作時電能轉(zhuǎn)化為機械能的效率是多?電動機的電壓/V0.22.0

電動機工作狀態(tài)不轉(zhuǎn)動正常轉(zhuǎn)動

通過電動機的電/0.41.0解析：1）0.5；21.5W；（）（）動機不動時，是純電阻電路，根據(jù)歐姆定律得

1111102211111022UrrIr解得r（）動機正工作時2r機解得P機（）能轉(zhuǎn)化機械能的效率

P機P總

解得

23．圖所示電路中，電源提供恒定電壓E=12V定值電阻RΩ，動變阻器R可在0~20范內(nèi)調(diào)節(jié)，平行板電容器板長，間距，一帶正電的粒子m=1×10kg不計重力），=8×10C。速度

v=2×10m/s從兩板正中間射入，當電鍵斷開時，粒子擊中距電容器極板右邊緣=20cm的熒光屏正中心。當電鍵閉合后，求(1)要該粒子打到熒光屏上，則R調(diào)范圍；(2)粒打到熒光屏上距點大距離（黃光屏足夠大）。解析：Ω<R≤20Ω(2)10cm(1)若子剛好從下極板邊緣飛出，此時的小值是R，豎直方向有1d2

，

qU

，水平方向有L=vt根據(jù)歐姆定律得U，=(+R)代入數(shù)據(jù)得=5

11maxmaxab11maxmaxab所以R的取值范圍是Ω<R≤20Ω(2)粒最大距離是y（圖所示）由類平拋運動規(guī)律可知d2

bL2

L2得y=0.1m=10cm24．圖所示的電路中，

R＝，R3，33

，滑動變阻器最大阻值為

9

，電源電壓U，內(nèi)阻不計。(1)滑位于位置時，流過電源的電流為多；(2)求路中電源的最小電流；(3)求過電源的電流最小時兩的電壓1解析：

IA

；；(1)滑在處，和串聯(lián)再與并1并1

1ab1電流I

UR3并

R12R12得IA(2)當支路電阻相等時，總阻值最

I

UR3并1

大，電流最小I

min

UR3并其中并2

12ab得I

min

A0.86A(3)平分干路電U1

I

min

R1得U1

V1.7V25．圖所示的電路中，電的電動勢=12V，內(nèi)阻未知，=8，=1.5，為格，”的泡，開關(guān)S斷開時，燈泡恰好正常發(fā)光。不考慮溫度對燈泡電阻的影)求：(1)燈的額定電流和燈絲電阻；(2)電的內(nèi)阻；(3)開S閉合時，電源的輸出功率。解析：，Ω；(2)1Ω(3)12.96W(1)燈的額定電流PI0A1AU3燈絲電阻RL

U3ΩΩI1(2)斷S時，燈正發(fā)光，由閉合電路歐姆定律

12311231EI()1L解得r(3)閉S時，設(shè)外電路總電阻為RRRRL2ΩRL2由閉合電路歐姆定律I

ER

1.2A電源的輸出功率為

r12.96W26．圖所示，恒壓源輸出壓不變?yōu)椋剑瑸殡娊獠?，為電動機，為爐（純