2024年高中物理第十二章電能能量守恒定律測評卷新人教版必修第三冊

第十二章電能能量守恒定律留意事項1.本試卷滿分100分,考試用時75分鐘。2.無特別說明,本試卷中g取10m/s2。一、單項選擇題(本題共8小題,每小題3分,共24分。每小題只有一個選項符合題目要求)1.如表所示是某電飯鍋銘牌上的部分內容,依據表中信息可得該電飯鍋的額定電流為()電器名稱電飯鍋額定電壓220V額定功率1100W額定容量4.0LA.0.2AB.0.5AC.2.0AD.5.0A2.太陽能資源非常豐富,太陽能產業(yè)發(fā)展快速?，F(xiàn)有一太陽能電池板,測得它沒有接入電路時兩極間電壓為600mV,短路電流為20mA,若將該電池板與一阻值為20Ω的電阻連成一閉合電路,則它的內電阻和路端電壓分別是()A.20Ω,0.24VB.20Ω,0.60VC.30Ω,0.24VD.30Ω,0.60V3.如圖是探討電源內、外電壓的試驗裝置?！?”“-”表示電池的兩極,A、B是位于兩極內側的探針,電壓表V和V'分別接在電池的兩極和兩探針上,R是滑動變阻器,P是R的滑片,下述錯誤的是()A.電壓表V測的是外電壓B.跟A端相連的應是電壓表V'的“+”接線柱C.P向右滑動時,V的示數(shù)增大D.P向右滑動時,V'的示數(shù)增大4.在如圖所示的電路中,開關S閉合后,由于電阻元件發(fā)生短路或斷路故障,志向電壓表讀數(shù)減小(不為零),志向電流表的讀數(shù)增大,則可能出現(xiàn)了下列哪種故障()A.R1短路B.R2短路C.R3短路D.R1斷路5.如圖,電路中三個電阻R1、R2和R3的阻值分別為R、2R和4R。當開關S1斷開、S2閉合時,電源輸出功率為P0;當S1閉合、S2斷開時,電源輸出功率也為P0。則電源電動勢及S1、S2都斷開時電源的總功率分別為()A.3P0R,P02C.2P0R,P0D.P6.如圖所示的電路中,閉合開關S后,a、b、c三盞燈均能正常發(fā)光,電源電動勢E恒定且內阻r不行忽視?，F(xiàn)將變阻器R的滑片稍向上滑動一些,三盞燈亮度變更的狀況是()A.a燈變亮,b燈和c燈變暗B.a燈和b燈變暗,c燈變亮C.a燈和c燈變暗,b燈變亮D.a燈和c燈變亮,b燈變暗7.如圖甲為一款可充電小型電扇,其銘牌信息如圖乙所示。已知該電扇的電動機內阻為0.5Ω,下列說法正確的是()甲名稱:充電電扇型號:ODI-MF10A額定電壓:5V額定功率:5W凈重:380g電池容量:2000mA·h產品尺寸:131mm×130mm×145mm乙A.2000mA·h指的是電池充溢電時的電能B.充溢電后理論上電扇可以運行20hC.電扇的額定電流為10AD.電動機的效率為90%8.如圖,圖甲中M為一電動機,當滑動變阻器R的滑片從左端滑到右端的過程中,兩電壓表的讀數(shù)隨電流表讀數(shù)的變更狀況如圖乙所示。已知電流表讀數(shù)在0.2A以下時,電動機沒有發(fā)生轉動,不考慮電表對電路的影響,以下推斷正確的是()A.電路中電源電動勢為3.4VB.變阻器滑片向右滑動時,V2讀數(shù)漸漸減小C.此過程中,電動機的輸出功率最大值為0.54WD.變阻器的最大阻值為20Ω二、多項選擇題(本題共4小題,每小題4分,共16分。每小題有多個選項符合題目要求。全部選對得4分,選對但不全的得2分,有選錯的得0分)9.如圖所示電路中,電源電動勢為12V,內阻為2Ω,指示燈L的阻值為16Ω,電動機M線圈電阻為2Ω。當開關S閉合時,指示燈L的電功率為4W。電流表內阻不計。下列說法中正確的是()A.流過電動機M的電流為4AB.流過電流表的電流為4.5AC.電動機M輸出的機械功率為7.5WD.電源的總功率為24W10.測體溫用的額溫槍的相關參數(shù)如圖所示。下列說法正確的是()A.額溫槍工作時,電池組兩極間的電壓為3VB.額溫槍工作時,電路中每通過1C電荷,每節(jié)電池都把1.5J化學能轉化為電能C.額溫槍工作時,電源的輸出功率為150mWD.若換用兩節(jié)充溢電的800mA·h充電電池,則最多可測溫約57600次11.在如圖所示電路中,電源內阻不行忽視,電流表、電壓表均為志向電表,開關S閉合后,在滑動變阻器R2的滑片由b向a緩慢滑動的過程中,下列說法正確的是()A.電流表的示數(shù)減小B.電壓表的示數(shù)減小C.R2的電功率增大D.電容器C所帶電荷量增大12.如圖所示,電源電動勢E=6V,內阻r=2Ω,滑動變阻器R1總阻值為6Ω,定值電阻R2=10Ω,電流表A以及電壓表V1、V2是志向電表。在調整滑動變阻器R1的過程中,下面說法正確的是()A.電壓表V1讀數(shù)變更量的大小與電流表讀數(shù)變更量大小之比為12ΩB.電壓表V2讀數(shù)變更量與電流表讀數(shù)變更量之比為60ΩC.電阻R2消耗的最小功率為2.5WD.電源的最大輸出功率為2.5W三、非選擇題(本題共6小題,共60分)13.(6分)將一銅片和一鋅片分別插入一個蘋果內,就構成了簡潔的“水果電池”,其電動勢約為1.5V。可是這種電池并不能點亮額定電壓為1.5V、額定電流為0.3A的手電筒上的小燈泡,緣由是流過小燈泡的電流太小了,試驗測得不足3mA。為了測定該水果電池的電動勢和內阻,供應的試驗器材有:水果電池電流表A(量程0~3mA,內阻約為0.5Ω)電壓表V(量程0~1.5V,內阻約為3kΩ)滑動變阻器R1(阻值0~10Ω,額定電流為1A)滑動變阻器R2(阻值0~3kΩ,額定電流為1A)開關,導線若干圖a圖b(1)應選圖(填“a”或“b”)電路圖進行試驗。

(2)試驗中滑動變阻器應選用(填器材代號)。

(3)依據試驗記錄的數(shù)據,經描點、連線得到水果電池的路端電壓隨電流變更的U-I圖像如圖所示,由圖可知,水果電池的電動勢E=V,內阻r=Ω。內阻的測量結果(填“偏大”“偏小”或“無偏差”)。

14.(8分)如圖甲所示,用銅片、鋁片和可樂可以做成可樂電池,電動勢在0.4V~0.6V范圍內,內阻幾千歐,某試驗愛好小組制作了一個可樂電池并測量其電動勢和內阻。圖甲圖乙(1)如圖乙所示,干脆用多用電表“直流2.5V”擋測量出可樂電池的電動勢為V。

(2)現(xiàn)有試驗器材:A.電壓表(0~3V,RV約為3000Ω)B.電流表(0~300μA,RA為300Ω)C.電阻箱(0~9999Ω)D.滑動變阻器(0~20Ω)E.開關,導線若干①為了更精確測量可樂電池的電動勢和內阻,選擇合適的器材并按電路圖完成電路連接。

②通過數(shù)據處理畫出相應的可樂電池R-1I圖像如圖丙實線所示,可知該可樂電池的內阻約為Ω(保留2位有效數(shù)字)。圖丙③將該可樂電池靜置5h后再次測量獲得的R-1I圖像如圖丙虛線所示,可知該可樂電池的電動勢(選填“增大”“減小”或“不變”)。15.(11分)某愛好小組設計了一個可以指示電動機斷路故障的電路,如圖所示,電源的電動勢E=48V,故障指示燈的阻值為44Ω(視為定值電阻),電動機的內阻R0=0.5Ω,開關S始終閉合,當電動機斷路時,指示燈將處于高亮度狀態(tài),其電功率P1=44W;當電動機正常工作時,指示燈將處于低亮度狀態(tài),其電功率P2=11W。(1)求電源的內阻r;(2)當電動機正常工作時,求電動機兩端電壓U及電動機輸出的機械功率P出。16.(9分)如圖所示的電路中,R1、R2均為定值電阻,且R1=100Ω,R2阻值未知,R3為滑動變阻器,電流表和電壓表可視為志向電表,當滑片P分別位于變阻器的兩端時,電壓表和電流表的示數(shù)分別為16V、0.2A和4V、0.8A。計算:(1)定值電阻R2的阻值;(2)滑動變阻器的最大阻值;(3)電源的電動勢和內阻。17.(12分)如圖所示電路,已知R3=4Ω,閉合開關,電流表讀數(shù)為0.75A,電壓表讀數(shù)為2V,經過一段時間,一個電阻被燒壞(斷路),使電流表讀數(shù)變?yōu)?.8A,電壓表讀數(shù)變?yōu)?.2V,電表均為志向電表,問:(1)哪個電阻發(fā)生斷路故障?(2)R1的阻值是多少?(3)能否求出電源電動勢E和內阻r?假如能,求出結果;假如不能,說明理由。18.(14分)如圖甲所示的電路中,R1、R2均為定值電阻,R3為一滑動變阻器。當R3的滑片P從上端滑至下端時,測得電源的路端電壓隨干路電流的變更如圖乙中的實線所示,其中A(1A,10V)、B(0.5A,12.5V)兩點對應滑片P在滑動變阻器的兩個端點,C點37A(1)電源的電動勢E、內阻r和定值電阻R2的阻值;(2)定值電阻R1的阻值和滑動變阻器R3的最大阻值。

答案全解全析第十二章電能能量守恒定律1.D依據P=IU可得該電飯鍋的額定電流為I=PU=1100220A=5.0A,選項2.C由題意知電源電動勢E=600mV,電源的內電阻r=EI短=60020Ω=30Ω,路端電壓U=RER+3.D電壓表V測的是外電壓,選項A說法正確;在電源內部,電流由負極流向正極,所以V'的正接線柱應與A端相連,選項B說法正確;P向右滑動時,外電阻變大,則電路中的電流減小,則內電壓變小,即V'的示數(shù)減小,外電壓變大,即V的示數(shù)增大,選項C說法正確,D說法錯誤。4.D若電路正常,則電流表測量流過R2的支路電流,電壓表測量R3兩端的電壓;若R1短路,則R2被短路,電流表示數(shù)為0,通過R3的電流增大,電壓表示數(shù)增大,選項A錯誤;若R2短路,干路電流增大,兩表示數(shù)均增大,選項B錯誤;若R3短路,則電壓表示數(shù)為零,選項C錯誤;若R1斷路,則R2與R3串聯(lián),總電阻增大,總電流減小,則流過R3的電流減小,故電壓表示數(shù)減小,R2兩端電壓增大,故電流表示數(shù)增大,選項D正確。5.B當S1斷開、S2閉合時,由閉合電路歐姆定律有I1=ER+r,P0=I12R;當S1閉合、S2斷開時,由閉合電路歐姆定律有I2=E4R+r,P0=I22×4R。聯(lián)立解得r=2R,E=3P0R。當S1、6.D依據閉合電路歐姆定律,可得I=ER外+r,變阻器R的滑片稍向上滑動一些,變阻器接入電路的阻值變小,外電路總電阻變小,干路電流增大,所以a燈變亮,并聯(lián)部分電路電壓為U并=E-I(r+Ra),可得b燈兩端電壓變小,所以b燈變暗,通過b燈的電流減小。通過c燈的電流為Ic=I-Ib,可得c燈變亮,7.D2000mA·h指的是電池充溢電時的電荷量,選項A錯誤;依據P=UI,可得電扇的額定電流為I=PU=1A,由I=qt,可得t=2h,選項B、C錯誤;依題意,有P機=P-P損=P-I2r,電動機的效率η=P機P,聯(lián)立可得8.C由圖乙可知電源電動勢E=3.6V,選項A錯誤;變阻器滑片向右移動時,R接入電路的阻值變大,總電流減小,內電壓減小,路端電壓即V2讀數(shù)增大,選項B錯誤;由圖乙可知,電動機線圈的電阻rM=0.8-0.40.2-0.1Ω=4Ω,當I=0.3A時,電動機兩端電壓等于路端電壓,U1=U2=3.0V,此時電動機的輸出功率最大,P1=U1I-I2rM=3.0×0.3W-(0.3)2×4W=0.54W,選項C正確;由圖乙知當I=0.1A時,變阻器連入電路的阻值最大,電動機線圈內阻rM=4Ω,電源內阻r=ΔU9.CD指示燈L兩端的電壓為UL=PRL=4×16V=8V,流過指示燈L的電流為IL=ULRL=816A=0.5A,依據閉合電路歐姆定律可得E=UL+Ir,解得流過電流表的電流為I=E-ULr=12-82A=2A,流過電動機M的電流為IM=I-IL=2A-0.5A=1.5A,選項A、B錯誤;電動機M輸出的機械功率為P機=UMIM-IM10.BD額溫槍工作時,電池組兩極間的電壓為路端電壓,小于電源的電動勢,故電池組兩極間電壓小于3V,選項A錯誤;每節(jié)電池的電動勢為1.5V,依據電動勢的定義可以知道電路中每通過1C電荷,每節(jié)電池供應的電能為W=qE=1×1.5J=1.5J,則有1.5J的化學能轉化為電能,選項B正確;額溫槍工作時整個電路消耗的總功率為P=2EI=2×1.5V×50mA=150mW,電源的輸出功率小于整個電路消耗的總功率,選項C錯誤;若換用兩節(jié)充溢電的800mA·h的充電電池,最多可測溫的次數(shù)為n=800mA·h50mA·s=57600(11.AD滑動變阻器的滑片由b向a緩慢滑動的過程中,電路總電阻增大,依據閉合電路歐姆定律可知總電流減小,電流表的示數(shù)減小,選項A正確;電壓表測量的是滑動變阻器兩端的電壓,由U=E-I(R1+r)可知,電壓表示數(shù)增大,選項B錯誤;當R2=R1+r時,R2的電功率最大,故該過程中R2的電功率不肯定始終增大,選項C錯誤;電容器兩端電壓等于R2兩端的電壓,R2兩端電壓增大,依據Q=CU可知,電容器所帶的電荷量增加,選項D正確。12.AD依據閉合電路歐姆定律得U1=E-I(R2+r),因E不變,所以有|ΔU1|=|ΔI(R2+r)|,解得ΔU1ΔI=R2+r=(10+2)Ω=12Ω,選項A正確;因為U2=IR2,故ΔU2ΔI=R2=10Ω,選項B錯誤;依據P=I2R可知,R肯定,當I最小時,P最小,當滑動變阻器接入電路的阻值最大時,I最小,電阻R2消耗的功率最小,為P2=ER1+R2+r2R2=66+10+22×10W=109W,選項C錯誤;當內外電阻相等時,電源的輸出功率最大,因為定值電阻R2阻值大于電源內阻r,所以外電路的總電阻大于電源內阻,故當外電路總電阻最小13.答案(1)a(1分)(2)R2(1分)(3)1.35(1分)450(1分)偏大(2分)解析(1)由題意可知水果電池內阻較大,為減小試驗誤差,相對于電源來說,電流表應采納內接法,因此應選擇圖a所示電路圖。(2)電源的內阻約為r=1.5V0.003A=500Ω,若選用阻值0~10Ω的滑動變阻器,移動滑片,電流變更不明顯,因此滑動變阻器應選R2。(3)由圖示U-I圖像可知,圖線縱軸截距為1.35V,則電源電動勢E=1.35V,內阻r=1.35014.答案(1)0.43(0.42~0.44均可)(2分)(2)①A(2分)②1.9×103(1.8×103~2.0×103均可)(2分)③不變(2分)解析(1)選擇“直流2.5V”擋時,分度值為0.05V,則可樂電池的電動勢為0.43V。(2)①由于電流表內阻已知,所以將其與電阻箱串聯(lián)后運用,可以獲得通過電源的精確電流值,通過建立電動勢與電路總電阻的關系進行求解,使系統(tǒng)誤差最小,選項A正確。②依據所選電路圖以及閉合電路歐姆定律可知E=I(R+RA+r),整理得R=EI-(RA+r),所以R-1I圖像的斜率表示可樂電池的電動勢,縱軸截距的肯定值表示可樂電池與電流表的內阻之和,由題圖可知RA+r=2.2×103Ω,解得r=1.9×103Ω。③依據前面分析可知,由于R-1I15.答案(1)4Ω(2)22V114W解析(1)設指示燈電阻為R1,當電動機斷路時,電路中通過的電流為I=ER1+r指示燈消耗的功率P1=I2R1(1分)解得r=4Ω(1分)(2)當電動機正常工作時,有U=P2R1設此時干路電流為I',由閉合電路的歐姆定律有E=I'r+U(1分)得I'=6.5A(1分)設流過指示燈的電流為I1,流過電動機的電流為I2,有I1=UR1=0.5A(1又I1+I2=I'(1分)故I2=6A(1分)電動機的輸出功率P出=UI2-I22R0(1解得P出=114W(1分)16.答案(1)5Ω(2)300Ω(3)20V20Ω解析(1)滑動變阻器滑片P滑到最右端時,電壓表示數(shù)等于R2兩端電壓,由歐姆定律得R2=U2I2=4(2)依據歐姆定律,當滑片P滑到最左端時,有R13+R2=U1I1=16解得R13=75Ω(1分)由1R13=1R1+解得R3=3