【單元練】山東淄博市高中物理必修3第十二章【電能-能量守恒定律】經(jīng)典測試

一、選擇題1．如圖所示電路中，電源內(nèi)阻忽略不計(jì)，電阻不隨溫度變化。閉合電鍵，電壓表示數(shù)為U，電流表示數(shù)為I；在滑動(dòng)變阻器的滑片P由a端滑到b端的過程中（）A．U先變大后變小 B．I先變小后變大C．的功率先變小后變大 D．的功率先變大后變小B解析：BAB．滑動(dòng)變阻器的上下端電阻并聯(lián)，在滑動(dòng)變阻器的滑片P由a端滑到b端的過程中，并聯(lián)電阻的總阻值先增大后減小，電源內(nèi)阻忽略不計(jì)，則路端電壓U保持不變，A錯(cuò)誤；則通過R2支路的電流I先變小后變大，B正確；C．的功率為，則其功率保持不變，C錯(cuò)誤；D．的功率為，因?yàn)镮先變小后變大，則的功率先變小后變大，D錯(cuò)誤。故選B。2．如圖所示。R1、R2均為可變電阻，電源內(nèi)阻不可忽略，平行板電容器C的極板水平放置，閉合電鍵S，電路穩(wěn)定時(shí)，帶電油滴懸浮在極板間靜止不動(dòng)，則下列說法正確的是（）A．減小R2油滴向上加速運(yùn)動(dòng) B．減小R1油滴向上加速運(yùn)動(dòng)C．增大R1油滴向上加速運(yùn)動(dòng) D．?dāng)嚅_S，油滴保持靜止不動(dòng)C解析：CA．減小R2，不改變電容器兩極板間的電壓，油滴仍然處于靜止，故A錯(cuò)誤；B．減小R1，電容器兩極板間電壓會(huì)減小，即油滴所受的電場力會(huì)減小，則重力大于電場力，油滴向下加速運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；C．增大R1，電容器兩極板間電壓會(huì)增大，即油滴所受的電場力會(huì)增大，則電場力大于重力，油滴向上加速運(yùn)動(dòng)，故C正確；D．?dāng)嚅_S，電容器通過R1放電，電場力逐漸減小到零，由于重力大于電場力，油滴會(huì)向下加速，故D錯(cuò)誤。故選C。3．現(xiàn)有規(guī)格為“220V，36W”的排氣扇，如圖所示，排氣扇電動(dòng)機(jī)的線圈電阻為40Ω，當(dāng)正常工作時(shí)，排氣扇的（）A．通電電流計(jì)算式為B．輸出功率計(jì)算式為C．發(fā)熱功率計(jì)算式為D．電功率大于36WC解析：CA．電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)為非純電阻電路，不能直接根據(jù)計(jì)算通電電流。通電電流計(jì)算式故A錯(cuò)誤；B．不是純電阻電路，故，故輸出功率的計(jì)算式為故B錯(cuò)誤；C．發(fā)熱功率計(jì)算式為故C正確；D．正常工作時(shí)的電功率為額定功率，為，故D錯(cuò)誤。故選C。4．如圖所示，電源的電動(dòng)勢E一定，內(nèi)阻，定值電阻，滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值為，則：（）A．當(dāng)滑動(dòng)變阻器阻值為5Ω時(shí)，電源的輸出功率最大B．當(dāng)滑動(dòng)變阻器阻值為1.5Ω時(shí)，電源的輸出功率最大C．當(dāng)滑動(dòng)變阻器阻值為2.0Ω時(shí)，變阻器R2消耗的功率最大D．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值為2.5Ω時(shí)，電阻R1消耗的功率最大B解析：BAB．當(dāng)電源的輸出功率最大外電路電阻等于內(nèi)阻，則此時(shí)滑動(dòng)變阻器阻值為1.5Ω，故A錯(cuò)誤，B正確；C．將電阻R1等效為電源內(nèi)阻，則當(dāng)滑動(dòng)變阻器阻值為時(shí)，變阻器R2消耗的功率最大，故C錯(cuò)誤；D．當(dāng)電阻R1消耗的功率最大時(shí)，電路中的電流最大，總電阻最小，則此時(shí)滑動(dòng)變阻器的阻值為0，故D錯(cuò)誤。故選B。5．機(jī)器人的使用開拓了我們的視野，延伸了我們的肢體，增強(qiáng)了我們的力量，提高了我們的工作效率，將人們從繁重的生產(chǎn)勞動(dòng)中解救出來。如圖所示，一款微型機(jī)器人的直流電動(dòng)機(jī)的額定電壓為U，額定電流為I，線圈電阻為R，將它接在電動(dòng)勢為E，內(nèi)阻為r的直流電源的兩極間，電動(dòng)機(jī)恰好能正常工作，下列說法中正確的是（）A．電動(dòng)機(jī)消耗的總功率為EIB．流過線圈電阻的電流為C．電源的輸出功率為UID．電動(dòng)機(jī)的輸出功率為UIC解析：CA．電動(dòng)機(jī)消耗的總功率為UI，A錯(cuò)誤；B．電動(dòng)機(jī)不是純電阻電路，歐姆定律不適用。流過線圈電阻的電流為I，B錯(cuò)誤；C．電源的輸出功率為UI，C正確；D．電動(dòng)機(jī)的輸出功率為，D錯(cuò)誤。故選C。6．如圖所示，電源內(nèi)阻不能忽略，安培表、伏特表都是理想電表，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的滑動(dòng)頭從a端滑到b端過程中（）A．V的示數(shù)先增大后減小，A示數(shù)增大B．V的示數(shù)先增大后減小，A示數(shù)減小C．V的示數(shù)先減小后增大，A示數(shù)增大D．V的示數(shù)先減小后增大，A示數(shù)減小A解析：A當(dāng)滑動(dòng)頭從a端滑到中點(diǎn)時(shí)，變阻器左右并聯(lián)的總電阻增大，分擔(dān)的電壓增大；變阻器右邊電阻減小，電流減小，則通過電流表的電流增大。外電路總電阻增大，干路電流減小，電源的內(nèi)電壓減小，路端電壓增大，則電壓表的示數(shù)增大；當(dāng)滑動(dòng)頭從中點(diǎn)滑到b端時(shí)，變阻器左右并聯(lián)的總電阻減小，分擔(dān)的電壓減小，外電路總電阻減小，干路電流增大，而通過變阻器左側(cè)的電流減小，則通過電流表的電流增大。電源的內(nèi)電壓增大，路端電壓減小。變阻器左端電阻增大，電流減小，則電壓表的示數(shù)減小。所以V的示數(shù)先增大后減小。A示數(shù)一直增大。故A正確，BCD錯(cuò)誤。故選A。7．如圖所示的閉合電路中，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P從b滑向a的過程中，V1、V2兩個(gè)電壓表示數(shù)的變化量分別為ΔU1、ΔU2，則它們的大小相比較應(yīng)是（）A．|ΔU1|＞|ΔU2| B．|ΔU1|＜|ΔU2| C．|ΔU1|＝|ΔU2| D．無法判斷A解析：A滑動(dòng)變阻器R與電阻R1串聯(lián)，再與R2串聯(lián)，電壓表V1測R與電阻R1串聯(lián)部分的電壓，V2測中間定值電阻R2兩端的電壓；當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片由b相a移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器的阻值減小，引起并聯(lián)電路部分的總電阻變小，總電流變大，則內(nèi)阻所占電壓變大，電壓表V1的示數(shù)變小，變化量為，根據(jù)串聯(lián)電路的電阻分壓特點(diǎn)可知，定值電阻R2兩端的電壓變大；則即故A正確，BCD錯(cuò)誤。故選A。8．如圖所示，圖中直線①表示某電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖線，圖中曲線②表示該電源的輸出功率與電流的關(guān)系圖線，則下列說法正確的是（）A．電源的電動(dòng)勢為30VB．電源的內(nèi)阻為C．電流為2.5A時(shí)，外電路的電阻為15ΩD．輸出功率為120W時(shí)，路端電壓是50VC解析：C【分析】先根據(jù)根據(jù)閉合電路歐姆定律推導(dǎo)出電源輸出電壓與電流的關(guān)系圖象的表達(dá)式，然后對(duì)照?qǐng)D象求解電動(dòng)勢和內(nèi)電阻；可以從圖象讀出不同電流對(duì)應(yīng)的電壓和輸出功率，根據(jù)歐姆定律求解電阻。A．根據(jù)閉合電路的歐姆定律，電壓的輸出電壓對(duì)照U-I圖象，當(dāng)I=0時(shí)，，故A錯(cuò)誤；B．U-I圖象斜率的絕對(duì)值表示內(nèi)電阻，故故B錯(cuò)誤；C．電流為2.5A時(shí)，對(duì)照U-I圖象，電壓為37.5V，故外電路電阻故C正確；D．輸出功率為120W時(shí)，對(duì)照P-I圖象，電流為6A，再對(duì)照U-I圖象，輸出電壓為20V，故D錯(cuò)誤；故選C。【點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵是根據(jù)閉合電路歐姆定律列式求解U-I圖象表達(dá)式進(jìn)行分析，基礎(chǔ)問題。9．有四盞電燈，如圖所示連接在電路中和都標(biāo)有“220V100W”字樣和都標(biāo)有“220V、40W”字樣，把電路接通后，下列說正確的是（）A．比亮 B．和一樣亮C．比亮 D．和一樣亮A解析：AA．由和得，，A正確；B．由和得，，B錯(cuò)誤；C．由和得，，C錯(cuò)誤；D．由和得，，D錯(cuò)誤。故選A。10．小型直流電動(dòng)機(jī)與“6V12W”燈泡及電源連接成圖示電路，電源電動(dòng)勢為20V、內(nèi)阻為1.0Ω，電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為0.5Ω。閉合S后，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，燈泡正常發(fā)光，則電動(dòng)機(jī)（）A．兩端的電壓為1.0V B．電功率為2.0WC．熱功率為4.0W D．輸出的機(jī)械功率為22.0WD解析：DA．燈泡正常發(fā)光，則電路中的電流為由閉合電路歐姆定律可得解得說明電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為，故A錯(cuò)誤；B．電功率為故B錯(cuò)誤；C．熱功率為故C錯(cuò)誤；D．輸出的機(jī)械功率為故D正確。故選D。二、填空題11．如圖所示，電解槽A與電阻R并聯(lián)后接到電源上，電源的電動(dòng)勢E=120V，內(nèi)阻r＝1Ω，電阻R＝19Ω，電解槽電阻r′＝0.5Ω。S閉合時(shí)電阻R消耗的功率為475W，則此時(shí)通過電阻R的電流為______A，電解槽中電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為______W。1700解析：1700[1]根據(jù)P=I2R可得通過電阻R的電流為[2]路端電壓U=IRR=95V總電流則電解槽的電流I1=I-IR=20A電解槽中電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為12．如圖是一種可顯示汽車蓄電池輸出電壓的車用充電頭。小明觀察到停車熄火狀態(tài)下，單獨(dú)打開前車燈時(shí)，充電頭顯示電壓為12.5V；同時(shí)打開前后車燈后，電壓降為12.0V。小明由此判斷前后車燈是并聯(lián)關(guān)系，他的判斷依據(jù)是：__________。小明查閱行車手冊(cè)后得知，前車燈和后車燈的額定電壓相同，額定功率分別為120W和30W，由此推算出汽車蓄電池的電動(dòng)勢為_________V。前后車燈的開關(guān)狀態(tài)互不影響15解析：前后車燈的開關(guān)狀態(tài)互不影響15[1]若是串聯(lián)關(guān)系，兩燈必是同時(shí)開關(guān)的，所以判斷的依據(jù)是前后車燈的開關(guān)狀態(tài)互不影響。[2]設(shè)前燈電阻為R1，后燈電阻為R2，根據(jù)，可得設(shè)電源電動(dòng)勢為E，內(nèi)阻為r，單獨(dú)打開前車燈時(shí)，有同時(shí)打開前后車燈時(shí)，前后車燈并聯(lián)，則并聯(lián)總電阻為聯(lián)立方程，解得E=15V13．電路如圖所示，已知電源電動(dòng)勢為，內(nèi)阻的變化范圈是。則：(1)電源的最大輸出功率為____W；(2)消耗的最大功率為___W。2515解析：251.5[1]當(dāng)電源的內(nèi)外電阻相等時(shí)，電源輸出功率最大，則電源的最大輸出功率為[2]將看成電源內(nèi)阻，則當(dāng)?shù)扔陔娫葱聝?nèi)阻時(shí)，即此時(shí)，消耗的最大功率為14．將三個(gè)電阻、、串聯(lián)后接入24伏的恒壓電源，已知兩端電壓為4伏，歐，的功率為4瓦，那么可能等于______。8歐或12歐解析：8歐或12歐[1]設(shè)電路中的電流為I，則有：則電路中的總功率為：變形得：解得：Ω或Ω15．在如圖所示電路中，電源電壓恒為6V，內(nèi)阻不計(jì)，保護(hù)電阻Ω，滑動(dòng)變阻器總電阻Ω，閉合開關(guān)S在滑片P從a滑到b的過程中，電流表的最大示數(shù)為_________A，滑動(dòng)變阻器消耗的最大功率為________W．5225解析：52.25[1]當(dāng)滑片P在滑動(dòng)變阻器b端或者a端時(shí)，外電路電阻小，R的有效電阻為零，由閉合電路歐姆定律可得，電路最大電流，即電流表最大示數(shù)：A[2]把保護(hù)電阻看做電源的內(nèi)阻，電源與保護(hù)電阻等效于電源，滑動(dòng)變阻器是外電路，當(dāng)內(nèi)外電路電阻相等時(shí)，外電路功率最大，即當(dāng)Ω時(shí)，外電路功率最大，故此時(shí)滑動(dòng)變阻器消耗的最大功率為：W16．如下圖所示電路中，電源電動(dòng)勢E=9V，內(nèi)阻r=1，R2＝2，燈A標(biāo)有“12V，12W”，燈B標(biāo)有“4V，4W”字樣，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1的大小，使燈B正常發(fā)光，則燈A的功率為__________W，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為__________。1解析：1[1]B燈電流為A燈的電壓為A燈的電阻為A燈的功率為[2]A燈的電流為R1的電流為把R1看作電源內(nèi)阻解得17．燈A與燈B上分別標(biāo)有“220V，15W”、“220V，60W”，把這兩燈串聯(lián)起來接入電路中，要使兩燈都不超過額定功率，則兩端電壓最多加到_____V，此時(shí)A燈的實(shí)際功率_____W。15解析：15[1]燈A規(guī)格為“220V，15W”，故燈B規(guī)格為“220V，60W”，故使兩燈串聯(lián)，最大電流為則兩端電壓U最多可加到[2]此時(shí)燈A的實(shí)際功率為18．如圖所示，有四盞燈接入電路中，和都標(biāo)有“220V100W”，和都標(biāo)有“220V40W”。把電路接通后，最亮的燈將是__________，最暗的燈將是__________。解析：[1][2]設(shè)L1、L2、L3、L4實(shí)際消耗的功率分別為P1、P2、P3、P4。由公式可知，L1和L2的電阻小于L3和L4的電阻。通過L1的電流大于L2的電流，由公式P=I2R得到，P1>P2。L2和L3的電壓相等，由公式可知，P2>P3。通過L3的電流小于L4的電流，由公式P=I2R得到，P4>P3。而L1和L4串聯(lián)，由公式P=I2R得到，P4>P1。所以P4>P1>P2>P3，所以L4最亮，L3最暗。19．某品牌電動(dòng)自行車的主要技術(shù)數(shù)據(jù)如右表所示。當(dāng)該電動(dòng)自行車在額定狀態(tài)下以v=20km/h的速度行駛時(shí)，電動(dòng)機(jī)的輸入功率為________W；若不計(jì)電動(dòng)自行車自身機(jī)械損耗，則此時(shí)自行車受到的牽引力約為_________N。自重40（kg）額定電壓48（V）載重75（kg）額定電流12A最大運(yùn)行速度20（km/h）額定輸出功率350（W）576W63N解析：576W63N[1]電動(dòng)自行車在額定狀態(tài)下以v=20km/h的速度行駛時(shí)，電動(dòng)機(jī)的輸入功率為[2]電動(dòng)機(jī)的輸出功率為350W，根據(jù)P出=Fv得20．如圖，電阻Rl、R2和R3的阻值分別為1Ω、2Ω和4Ω。當(dāng)電鍵S1斷開、S2閉合時(shí)，電源輸出功率為1W；當(dāng)S1閉合、S2斷開時(shí)，電源輸出功率也為1W。則電源電動(dòng)勢為_____V，內(nèi)阻為_____Ω。2解析：2[1][2]電鍵S1斷開、S2閉合時(shí)，和被短路，則當(dāng)S1閉合、S2斷開時(shí)，和被短路，則代入數(shù)據(jù)解得三、解答題21．一玩具電動(dòng)機(jī)接在的理想電源兩端，當(dāng)電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)，流經(jīng)電動(dòng)機(jī)的電流為，當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，流經(jīng)電動(dòng)機(jī)的電流為，求：(1)電動(dòng)機(jī)線圈的電阻；(2)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率；(3)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的效率。解析：(1)；(2)；(3)(1)當(dāng)電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)，電動(dòng)機(jī)為純電阻，由歐姆定律有(2)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率為(3)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的效率為22．如圖所示，電源的電動(dòng)勢E＝9.0V，內(nèi)阻r＝1.0Ω，定值電阻R1＝R2＝12Ω，R3＝24Ω，電容器的電容C=6.0μF，開關(guān)S閉合。求：（1）電路的路端電壓U和電阻R2消耗的電功率P2；（2）電容器所帶的電荷量Q；（3）斷開開關(guān)S后，通過電阻R2的電荷量Q2。解析：（1）；；（2）；（3）（1）設(shè)干路中的電流為I，電路中電阻R2與R3并聯(lián)后接入電路，R1與電容器串聯(lián)則不接入電路，因此并聯(lián)電阻為由全電路的歐姆定律有代入數(shù)據(jù)解得，（2）由電容器的定義式有代入數(shù)據(jù)解得（3）斷開開關(guān)S后，電容器通過R2和R3放電，則代入數(shù)據(jù)解得23．如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢E=6V，內(nèi)阻r=1Ω，電阻R1=6Ω、R2=3Ω、R3=3Ω，電容器的電容C=2×10－5F。(1)若將開關(guān)S閉合，電路穩(wěn)定時(shí)通過R1的電流；(2)若將開關(guān)S閉合，電路穩(wěn)定時(shí)電源的輸出功率；(3)斷開開關(guān)S后，通過R1的電荷量。解析：(1)；(1)5W；(3)(1)開關(guān)S閉合電路穩(wěn)定時(shí)，外電路中總電阻為根據(jù)閉合電路歐姆定律得已知R1=6Ω、R3=3Ω，則通過電阻R1的電流為(2)開關(guān)S閉合電路穩(wěn)定時(shí)，電源的總功率內(nèi)阻消耗的功率電源的輸出功率(3)開關(guān)S閉合后，電容器兩端的電壓為電量斷開開關(guān)S后，電容器通過R1與R3放電，設(shè)通過R1與R3的放電電流分別為I1和I3，則由電量公式q=It可知，通過R1與R3的電量之比為又聯(lián)立得通過R1的電量為24．如圖所示的電路中，，，，滑動(dòng)變阻器最大阻值為，電源電壓，內(nèi)阻不計(jì)。(1)滑片位于位置時(shí)，流過電源的電流為多大；(2)求電路中電源的最小電流；(3)求流過電源的電流最小時(shí)兩端的電壓。解析：(1)；(2)0.86A；(3)1.7V(1)滑片在處時(shí)，和串聯(lián)再與并聯(lián)電流得(2)當(dāng)兩支路電阻相等時(shí)，總阻值最大，電流最小其中得(3)平分干路電流得25．如圖所示，恒壓源輸出電壓不變?yōu)閁＝18V，A為電解槽，M為電動(dòng)機(jī)，N為電爐（純電阻），電解槽內(nèi)阻＝3Ω，只閉合S1，其余開關(guān)斷開時(shí)，A示數(shù)為3A；只閉合S2，其余開關(guān)斷開時(shí)，A示數(shù)為5A，且電動(dòng)機(jī)輸出功率為40W；只閉合S3，其余開關(guān)斷開時(shí)，A示數(shù)為1A。求：(1)電爐的電阻及發(fā)熱功率；(2)電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻；(3)電解槽正常工作時(shí)，1s內(nèi)電能轉(zhuǎn)化為的化學(xué)能。解析：(1)，54W；(2)；(3)15J(1)電爐的電阻為發(fā)熱功率(2)對(duì)電動(dòng)機(jī)由能量關(guān)系可知解得(3)根據(jù)能量關(guān)系可得其中t=1s，則電能轉(zhuǎn)化為的化學(xué)能26．如圖