第12章电能 能量守恒定律 单元测试（含答案解析）2022-2023学年高二物理人教版2019必修第三册

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1、第十二章电能 能量守恒定律一、选择题（共13小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1-8题只有一项符合题目要求，第9-12题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。）1电源电动势的大小反映的是（）A1C电荷量通过电源时，有多少焦耳的电能转化为其他形式的能B1C电荷量通过电源时，有多少焦耳的其他形式能转化为电能C电源单位时间内传送电荷量的多少 D电流做功的快慢2下表是某热水器铭牌上的部分内容，根据表中信息可知该热水器的额定电流为（）电器名称热水器额定电压额定功率容量ABCD3一台电动机线圈的电阻为，当电动机正常工作时，通过线圈的电流为，则这台电

2、动机正常工作产生的焦耳热为（）ABCD4电烙铁、电风扇和电视机三个用电器的铭牌上均标有“220V 60 W ”。现让它们在额定的电压下工作相同的时间，产生的热量（）A电烙铁最多B电风扇最多C电视机最多D一样多5如图，已知，则接入电路后这三只电阻的实际功率之比为（）ABCD6在如图所示图像中，为某电源的路端电压与电流的关系图线，为某电阻两端电压与电流的关系图线。用该电源直接与电阻相连组成闭合电路，由图像可知下列说法错误的是（）A电源的电动势为，内阻为B电阻R的阻值为C电源的输出功率为D电源的效率为7如图所示的电路中，电源的内阻不为零，为小灯泡，为定值电阻，为滑动变阻器。若将滑动触头向端滑动，则（

3、）A灯变暗，消耗的功率变小B灯变亮，消耗的功率变大C灯亮度不变，消耗的功率变小D灯变暗，消耗的功率变大8如图所示的电路中，电源的电动势为E、内阻为r，电表均为理想电表。闭合开关S，滑动变阻器的滑动触头由图示的位置向右滑动一小段距离，在这个过程中，下列判断正确的是（）A电源的输出功率增加B电阻两端电压减小C电容器所带电荷量减少D电压表与电流表示数变化量的比值增加9下列说法正确的是（）A焦耳定律适用于一切电路的焦耳热的求解B公式、都适用于任何电路，因此一定等于C非纯电阻电路中的电功不可能等于焦耳热D适用于任何电路10随着技术的进步，不少国产手机也已极具竞争力，如图所示，为一款手机电池的背面印有的一

4、些符号，下列说法正确的是（）A该电池的额定功率为500mAhB该电池在正常工作时的额定电压为3.6VC若电池以0.9W的功率工作，可用4小时D若电池以10mA的电流工作，可用50小时11额定电压均为220V的白炽灯L1和L2的UI特性曲线如图甲所示，现将和L2完全相同的L3与L1和L2一起按如图乙所示电路接入220V电路中，则下列说法正确的是（）AL2的额定功率约为99WBL2的实际功率约为17WCL2的实际功率比L3的实际功率小17WDL2的实际功率比L3的实际功率小82W12某学生在研究串联电路电压特点时，接成如图所示电路，接通K后，他将高内阻的电压表并联在A、C两点间时，电压表读数为U；

5、当并联在A、B两点间时，电压表读数也为U；当并联在B、C两点间时，电压表读数为零，则出现此种情况的原因可能是（R1、R2阻值相差不大）（）AAB段断路BBC段断路CAB段短路DBC段短路二、实验题（满分14分）13某个演示用多用电表只有两个挡位，其内部电路如图中所示，其中R为定值电阻，表盘如图乙所示。（1）这个多用电表内部电流表G的左侧为_（填“正”或“负”）接线柱，用电表a表笔应为_（填“红”或“黑”）色；（2）挡位d为_（填“电流”或“欧姆”）挡；（3）若挡位置于欧姆挡，其倍率为“1”挡，测某电阻的阻值时，多用电表指针如图乙中所示，则其示数为_，若挡位置于电流挡，测某电路的电流时（表头G量

6、程为100mA），多用电表指针如图乙中所示，则其示数为_mA，由表盘刻度可知，该多用电表内部所使用的电池电动势为_V，作为欧姆表使用时其内部总电阻为_。14测定电源的电动势和内电阻的实验电路和UI图象如图所示；请回答下列问题：（1）如图甲所示，在闭合开关之前为防止电表过载而移动滑动变阻器的滑动头P，应放在滑动变阻器_处（填“a”或“b”）（2）现备有以下器材：A干电池1个 B滑动变阻器（050 ）C电压表（03 V） D电压表（015 V）E电流表（00.6 A） F电流表（03 A）其中电流表应选_，电压表应选_。（填字母代号）（3）根据原理图在实物图上把线连好；( )（4）如图乙是根据实验

7、数据画出的UI图象。由此可知这个干电池的电动势E=_V，内电阻r=_。（计算结果均保留三位有效数字）三、计算题（满分38分，其中15题8分，16题8分，17题10分，18题12分，每小题需写出必要的解题步骤，只有答案不得分）15如图所示，M为一线圈电阻的电动机，电阻，电源电动势E=40V。当S断开时，电流表的示数，当开关S闭合时，电流表的示数为。求：（1）电源内阻；（2）开关S闭合时，通过电动机的电流及电动机输出的机械功率。16在如图所示的电路中，电阻，当开关断开时，电流表示数为，当闭合时，电流表示数为，求：（1）开关断开和闭合时的路端电压及；（2）电源的电动势和内阻；（3）开关断开和闭合时内

8、阻上的热功率及。17在如图甲所示的电路中，、均为定值电阻，且，阻值未知，是一滑动变阻器，当其滑片从左端滑至右端时，测得电源的路端电压随电流的变化图线如图乙所示，其中、两点是滑片在变阻器的左右两个不同端点得到的值求：（1）定值电阻的阻值（2）电源的电动势和内阻（3）当滑动变阻器取何值时电源的输出功率最大？最大输出功率是多少？18如图甲为一款电饭煲，其额定电压为220V，它采用了先进技术，智能化地控制不同时间段的烹饪温度。图乙为其电路原理图，R1和R2为电阻不变的电热丝，S1是自动控制开关。将电饭煲接入U=220V电路中，在电饭煲工作的30min内，它消耗的电功率随时间变化的图像如图丙所示。求：（

9、1） 030min，电饭煲产生的总热量；（2） S和S1均闭合，电路中的总电流；（3） 根据电路的设计，在不同电压下，电饭煲从开始工作到S1第一次自动断开产生的热量相同。当实际电压U/=200V时，使用该电饭煲，从开始工作到S1第一次自动断开需要多长时间？一、选择题（共13小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1-8题只有一项符合题目要求，第9-12题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。）1电源电动势的大小反映的是（）A1C电荷量通过电源时，有多少焦耳的电能转化为其他形式的能B1C电荷量通过电源时，有多少焦耳的其他形式能转化为电能C电源单

10、位时间内传送电荷量的多少 D电流做功的快慢【答案】B【详解】电源电动势的物理意义表示电源把其他形式的能转化为电能的本领。电动势越大，电路中每通过1C的电荷量时，电源将其他形式的能转化为电能的数值就越多，故电动势的大小反映的是1C电荷量通过电源时，有多少焦耳的其他形式能转化为电能，故ACD错误，B正确。故选B。2下表是某热水器铭牌上的部分内容，根据表中信息可知该热水器的额定电流为（）电器名称热水器额定电压额定功率容量ABCD【答案】A【详解】热水器的额定电流为故选A。3一台电动机线圈的电阻为，当电动机正常工作时，通过线圈的电流为，则这台电动机正常工作产生的焦耳热为（）ABCD【答案】D【详解】由

11、焦耳定律可知带入数据可得产生的焦耳热为故选D。4电烙铁、电风扇和电视机三个用电器的铭牌上均标有“220V 60 W ”。现让它们在额定的电压下工作相同的时间，产生的热量（）A电烙铁最多B电风扇最多C电视机最多D一样多【答案】A【详解】电烙铁工作时，电能转化为内能，电风扇工作时，主要是电能转化为机械能，电视机利用了电场、磁场、电路等原理接收、播放电视声音和图像，不是利用电流的热效应，故可得，它们在额定的电压下工作相同的时间，产生的热量电烙铁最多，BCD错误，A正确。故选A。5如图，已知，则接入电路后这三只电阻的实际功率之比为（）ABCD【答案】B【详解】设干路电流为I，由串并联电路特点，可得即根

12、据电功率的表达式，可得代入数据解得故选B。6在如图所示图像中，为某电源的路端电压与电流的关系图线，为某电阻两端电压与电流的关系图线。用该电源直接与电阻相连组成闭合电路，由图像可知下列说法错误的是（）A电源的电动势为，内阻为B电阻R的阻值为C电源的输出功率为D电源的效率为【答案】C【详解】A根据闭合电路欧姆定律得UEIr当I0时UE读出电源的电动势E3V内阻等于图线的斜率绝对值的大小，则r0.5故A正确，不符合题意；B电阻R1故B正确，不符合题意；C两图线的交点表示该电源直接与电阻R相连组成闭合电路时的工作状态，由图读出电压U2V电流I2A则电源的输出功率为P出UI4W故C错误，符合题意；D电源

13、的效率66.7%故D正确，不符合题意。故选C。7如图所示的电路中，电源的内阻不为零，为小灯泡，为定值电阻，为滑动变阻器。若将滑动触头向端滑动，则（）A灯变暗，消耗的功率变小B灯变亮，消耗的功率变大C灯亮度不变，消耗的功率变小D灯变暗，消耗的功率变大【答案】D【详解】根据题意可知，当滑动触头向端滑动时，滑动变阻器的阻值变小，电路的总电阻变小，根据闭合电路欧姆定律可知总电流变大，则路端电压减小，由部分电路欧姆定律可知灯的电流减小，则灯变暗，则电阻上的电流变大，消耗的功率变大。故选D。8如图所示的电路中，电源的电动势为E、内阻为r，电表均为理想电表。闭合开关S，滑动变阻器的滑动触头由图示的位置向右滑

14、动一小段距离，在这个过程中，下列判断正确的是（）A电源的输出功率增加B电阻两端电压减小C电容器所带电荷量减少D电压表与电流表示数变化量的比值增加【答案】C【详解】A当滑动变阻器的触头从左端向右滑动过程，变阻器接入电路的电阻减小，因为不知道与内阻r的关系，所以不能确定电源的输出功率变化，A错误；B当滑动变阻器的触头由图示的位置向右滑动小段距离，变阻器接入电路的电阻减小，根据闭合电路欧姆定律分析得知，电路中总电流I增大，根据欧姆定律可以知道电阻两端电压增大，B错误；C电路中总电流I增大，内电阻与所占电压增大，则R1的电压减小，电容器与R1并联，故电容器的电压减小，根据可以知道，电容器所带电荷量减小

15、，C正确；D电压表测量路端电压，根据闭合电路欧姆定律得电压表与电流表示数变化量的比值不变。D错误。故选C。9下列说法正确的是（）A焦耳定律适用于一切电路的焦耳热的求解B公式、都适用于任何电路，因此一定等于C非纯电阻电路中的电功不可能等于焦耳热D适用于任何电路【答案】AC【详解】A焦耳定律适用于任何电路中的焦耳热的计算，故A正确；BC公式用来计算电路的总功，适用于任何电路，公式用来计算电路的焦耳热，适用于任何电路，在纯电阻电路中，但在非纯电阻电路中，故B错误，C正确；D在纯电阻电路中，根据和，可以得到，故该式只能适用于纯电阻电路，故D错误。故选AC。10随着技术的进步，不少国产手机也已极具竞争力

16、，如图所示，为一款手机电池的背面印有的一些符号，下列说法正确的是（）A该电池的额定功率为500mAhB该电池在正常工作时的额定电压为3.6VC若电池以0.9W的功率工作，可用4小时D若电池以10mA的电流工作，可用50小时【答案】BD【详解】A由图可知，该电池存储的总电量为500mAh，为电池的容量，A错误；B由图可知，该电池在正常工作时的额定电压为3.6V，B正确；C由图中的数据不能判断该电池在正常工作时的额定电流，故无法确定工作时间，C错误；D由可知，以10mA的电流为用电器供电则供电时间为50h，D正确。故选BD。11额定电压均为220V的白炽灯L1和L2的UI特性曲线如图甲所示，现将和

17、L2完全相同的L3与L1和L2一起按如图乙所示电路接入220V电路中，则下列说法正确的是（）AL2的额定功率约为99WBL2的实际功率约为17WCL2的实际功率比L3的实际功率小17WDL2的实际功率比L3的实际功率小82W【答案】ABD【详解】A由L2的伏安特性曲线可得，在额定电压220V时的电流为0.45A，则L2的额定功率为P额U额I额99W故A正确；B图示电路为L1和L2串联再与L3并联，所以L1和L2串联后两端的总电压为220V，那么流过L1和L2的电流及两灯的电压满足I1I2；U1U2220V由L1和L2的UI图线可知I1I20.25A；U1152V；U268V故灯L2的实际功率P

18、2I2U217W故B正确；CD由于L3两端的电压为220V，故P3P额99W则P3P282W故C错误，D正确。故选ABD。12某学生在研究串联电路电压特点时，接成如图所示电路，接通K后，他将高内阻的电压表并联在A、C两点间时，电压表读数为U；当并联在A、B两点间时，电压表读数也为U；当并联在B、C两点间时，电压表读数为零，则出现此种情况的原因可能是（R1、R2阻值相差不大）（）AAB段断路BBC段断路CAB段短路DBC段短路【答案】AD【详解】电压表有示数说明并联部分无短路，串联部分无断路，电压表无示数说明并联部分可能短路或者串联部分断路，根据题意电压表并联在A，C两点间，电压表读数为U，当并

19、联在A，B两点间时，电压表读数也为U，当并联在 B，C两点间时，电压表的读数为零，则可以判断电路的故障可能是AB段断路，也可能BC段短路，故AD正确，BC错误。故选AD。二、实验题（满分14分）13某个演示用多用电表只有两个挡位，其内部电路如图中所示，其中R为定值电阻，表盘如图乙所示。（1）这个多用电表内部电流表G的左侧为_（填“正”或“负”）接线柱，用电表a表笔应为_（填“红”或“黑”）色；（2）挡位d为_（填“电流”或“欧姆”）挡；（3）若挡位置于欧姆挡，其倍率为“1”挡，测某电阻的阻值时，多用电表指针如图乙中所示，则其示数为_，若挡位置于电流挡，测某电路的电流时（表头G量程为100mA）

20、，多用电表指针如图乙中所示，则其示数为_mA，由表盘刻度可知，该多用电表内部所使用的电池电动势为_V，作为欧姆表使用时其内部总电阻为_。【答案】 正 红 欧姆 15.0 68 1.5 15.0【详解】(1)12 电表内部电流表G的右侧为内部电源负极，根据红进黑出可知，电表a表笔应为红表笔，是正接线柱；(2)3 挡位d为欧姆挡，因为内部有电源；(3)45指针如图乙中所示，则其示数为15.0，若挡位置于电流挡，测某电路的电流时（表头G量程为100mA），多用电表指针如图乙中所示，则其示数为68 mA；67 作为欧姆表使用时其内部总电阻为15，因为中值电阻为15，该多用电表内部所使用的电池电动势为1

21、4测定电源的电动势和内电阻的实验电路和UI图象如图所示；请回答下列问题：（1）如图甲所示，在闭合开关之前为防止电表过载而移动滑动变阻器的滑动头P，应放在滑动变阻器_处（填“a”或“b”）（2）现备有以下器材：A干电池1个 B滑动变阻器（050 ）C电压表（03 V） D电压表（015 V）E电流表（00.6 A） F电流表（03 A）其中电流表应选_，电压表应选_。（填字母代号）（3）根据原理图在实物图上把线连好；( )（4）如图乙是根据实验数据画出的UI图象。由此可知这个干电池的电动势E=_V，内电阻r=_。（计算结果均保留三位有效数字）【答案】 a E C 1.49 0.725【详解】（1

22、）1滑动变阻器采用限流接法，在闭合开关之前为防止电表过载，划定变阻器滑动头P应放在滑动变阻器a处；（2）23由图乙可知：电路中的最大电流为0.4A，因此电流表选择量程为0.6A比较合适，故电流表则E，电源电动势约为1.5V，因此电压表选择量程为3V比较合适，故电压表选择C；（3）4根据电路图连接的实物图如下图所示（4）56由图乙可知，电源的UI图象与纵轴的交点坐标值是1.49，则电源电动势为1.49V，图象的斜率表示电源内阻，所以电源内阻为三、计算题（满分38分，其中15题8分，16题8分，17题10分，18题12分，每小题需写出必要的解题步骤，只有答案不得分）15如图所示，M为一线圈电阻的电

23、动机，电阻，电源电动势E=40V。当S断开时，电流表的示数，当开关S闭合时，电流表的示数为。求：（1）电源内阻；（2）开关S闭合时，通过电动机的电流及电动机输出的机械功率。【答案】（1）；（2）2.5A，87.5W【详解】（1）当S断开时，电流表的示数，由闭合电路欧姆定律得代入数据解得（2）当开关S闭合时则；则通过电阻的电流流过电动机的电流则电动机的功率电动机的热功率为则电动机输出的机械功率16在如图所示的电路中，电阻，当开关断开时，电流表示数为，当闭合时，电流表示数为，求：（1）开关断开和闭合时的路端电压及；（2）电源的电动势和内阻；（3）开关断开和闭合时内阻上的热功率及。【答案】（1），；

24、（2），；（3），。【详解】（1）断开时，根据欧姆定律可得，闭合时，有（2）断开时：外电路总电阻为，闭合时：外电路总电阻为由闭合电路欧姆定律可得；代入数据解得；（3）断开时，有内阻上的热功率为，闭合时，有内阻上的热功率17在如图甲所示的电路中，、均为定值电阻，且，阻值未知，是一滑动变阻器，当其滑片从左端滑至右端时，测得电源的路端电压随电流的变化图线如图乙所示，其中、两点是滑片在变阻器的左右两个不同端点得到的值求：（1）定值电阻的阻值（2）电源的电动势和内阻（3）当滑动变阻器取何值时电源的输出功率最大？最大输出功率是多少？【答案】（1）5（2）20V 20（3）17.65W【详解】(1）当P滑到

25、的右端时，电路参数对应乙图中的B点，只有电阻接入电路，由图乙所示图象可知：V，A则定值电阻的阻值为：（2）将乙图中AB线延长，交U轴于20V处，所以电源的电动势为V图象斜率表示内阻为：（3）当的滑片从最左端滑到最右端时，外电路总电阻从小于电源内阻r变至大于r，当外阻和内阻相等时，电源输出功率最大，则有： 代入：解得： 其值为；W18如图甲为一款电饭煲，其额定电压为220V，它采用了先进技术，智能化地控制不同时间段的烹饪温度。图乙为其电路原理图，R1和R2为电阻不变的电热丝，S1是自动控制开关。将电饭煲接入U=220V电路中，在电饭煲工作的30min内，它消耗的电功率随时间变化的图像如图丙所示。

26、求：（1） 030min，电饭煲产生的总热量；（2） S和S1均闭合，电路中的总电流；（3） 根据电路的设计，在不同电压下，电饭煲从开始工作到S1第一次自动断开产生的热量相同。当实际电压U/=200V时，使用该电饭煲，从开始工作到S1第一次自动断开需要多长时间？【答案】（1）9.9105J；（2）3A；（3）12.1min【详解】（1）由图乙、丙可知，工作30min：P1=440W的时间t1=15min=900s，P=660W的时间t2=15min=900s，030min内电饭煲产生的总热量：Q总=P1t1Pt2=440W900s660W900s=9.9105J（2）当S和S1均闭合时，电阻R1与R2并联，电路中的总电流 （3）由图丙可知，电饭煲从开始工作到S1第一次自动断开时的时间：t=10min=600s正常工作时，此过程中产生的热量：Q=W=Pt=660W600s=3.96105J电路中的总电阻：因在不同电压下，电饭煲从开始工作到S1第一次自动断开产生的热量相同，所以由可得在U=200V时电饭煲工作的时间