2019_2020学年新教材高中物理章末综合检测（四）电能能量守恒定律新人教版必修第三册.docx

章末综合检测（四） 电能 能量守恒定律A级学考达标1一台电动机额定电压为100 V，电阻为1 。正常工作时，通过的电流为5 A，则电动机因发热损失的功率为()A500 WB25 WC1 000 W D475 W解析：选B电动机的热功率PI2R521 W25 W，B正确，A、C、D错误。2下面是某电热水壶的铭牌，由此可知该电热水壶正常加热1 min产生的热量为()电热水壶型号SP356 A额定电压220 V额定功率1 800 W额定频率50 Hz额定容量1.5 LA.1.80103 J B1.10104 JC1.32104 J D1.08105 J解析：选D由铭牌可知，电热水壶的额定功率为1 800 W，所以正常加热1 min产生的热量为QPt1 80060 J1.08105 J。3一台额定电压为U的电动机，它的电阻为R，正常工作时通过的电流为I，则()A电动机t秒内产生的热量是QUItB电动机t秒内产生的热量是QI2RtC电动机的功率为PI2RD电动机的功率为P解析：选B电动机工作时是非纯电阻电路，输入的总电能为UIt，它转化为两部分：一是电动机内阻上产生的热能QI2Rt，二是电动机对外输出的机械能EUItI2Rt。4如图为甲、乙两灯泡的IU图像，根据图像，计算甲、乙两灯泡并联在电压为220 V的电路中时实际发光的功率约为()A15 W,30 W B30 W,40 WC40 W,60 W D60 W,100 W解析：选C从图像的横坐标(U)为220 V的刻度可找出对应的纵坐标(I)的值分别为I甲0.18 A，I乙0.27 A。则P甲UI甲40 W，P乙UI乙60 W，C正确。5如图所示，把两个相同的灯泡分别接在甲、乙电路中，甲电路两端的电压为8 V，乙电路两端的电压为16 V。调节变阻器R1和R2使两灯都正常发光，此时变阻器消耗的功率分别为P1和P2，两电路中消耗的总功率分别为P甲和P乙，则下列关系中正确的是()AP甲P乙CP1P2 DP1P2解析：选D由灯都正常发光可知，R1中电流是R2中电流二倍，R1两端电压是R2两端电压的二分之一，两变阻器消耗的功率相等，两电路中消耗的总功率相等，选项D正确，A、B、C错误。6如图所示的电路中，电源内阻忽略不计，电动势为E，电阻R1、R2阻值相等，保持R1的阻值不变，改变R2的阻值，则关于R2消耗的功率P的说法正确的是()AR2增大，P增大；R2减小，P减小BR2增大，P减小；R2减小，P增大C无论R2是增大还是减小，P均减小D无论R2是增大还是减小，P均增大解析：选C可把R1和电源看成一体，即认为R1是电源的内阻，则根据以上推论可知，当外电阻等于电源内阻时，电源的输出功率(外电路消耗功率)最大，即R1R2时，R2消耗的功率最大，所以当改变R2阻值时，无论是增大还是减小，P均减小。7.粗细均匀的金属环上A、B、C、D四点把其周长分成四等份，如图所示，当A、B两点接入电路中时，圆环消耗的电功率为P；当A、D两点接入电路中时，圆环消耗的电功率为(电源内阻不计)()A3P B.PCP D.P解析：选B设金属环的总电阻为4R，则当A、B两点接入电路中时，等效电阻为R，圆环消耗的电功率为P；当A、D两点接入电路中时，等效电阻为R1，圆环消耗的电功率P1P，选项B正确。8利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内阻，要求尽量减小实验误差。(1)除开关和导线若干外，现还提供以下器材：A电流表(量程为00.6 A，内阻RA为0.2 )B电压表(量程为015 V)C电压表(量程为03 V)D滑动变阻器(阻值范围为020 )E滑动变阻器(阻值范围为0200 )实验中电压表应选用_；滑动变阻器应选用_。(选填相应器材前的字母)(2)为了准确测定干电池的电动势和内阻，应选择图中的_实验电路(选填“甲”或“乙”)。(3)根据实验记录，画出干电池的UI图像如图所示，则可得干电池的电动势E_，内阻r_。解析：(1)一节干电池的电动势约为1.5 V，则电压表应选C；为方便实验操作，滑动变阻器应选最大阻值较小的D。(2)用题图甲测干电池的电动势和内阻时，由于电压表分流，E测E，r测r，电动势和内阻的测量值皆偏小；用题图乙测量时，由于电流表分压，E测E，r测rRA。一般情况下选用图甲测量，但本题中已知RA0.2 ，又rr测RA，用图乙可以更加准确地测干电池的电动势和内阻。(3)由UI图像可知E1.5 V，r测0.5 ，rr测RA0.3 。答案：(1)CD(2)乙(3)1.5 V0.3 9.在研究微型电动机的性能时，可采用如图所示的实验电路。当调节滑动变阻器R，使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.5 A和1.0 V；当重新调节R，使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0 A和15.0 V。则：(1)电动机的内阻为多大？(2)电动机正常工作时，电动机的输出功率多大？解析：(1)电动机停止工作，电动机相当于纯电阻，因此其内阻r 2.0 。(2)电动机恢复正常运转时，电动机的内阻发热功率P热I22r2.022 W8 W，电动机的总功率P总U2I215.0 V2.0 A30 W，所以电动机的输出功率P输出P总P热30 W8 W22 W。答案：(1)2.0 (2)22 WB级选考提能10多选如图所示，E为电源电动势，r为电源内阻，R1为定值电阻(R1r)，R2为可变电阻，以下说法中正确的是()A当R2R1r时，R2上获得最大功率B当R1R2r时，R1上获得最大功率C当R20时，电源的效率最大D当R20时，电源的输出功率最大解析：选AD据题意，电源的输出功率为：PI2RRR，当Rr时，外电阻有最大功率，最大功率为：Pm，即当R2R1r时，R1r可以看成电源的内阻，则R2上获得最大功率，A选项正确；要使定值电阻R1上获得最大功率，需要使R1上的电流最大，故只有R2为0才可以实现，故B错，D正确；R2越大，电源的效率越大，C错。11多选如图所示的电路中，电源电动势为12 V，内阻为2 ，四个电阻的阻值已在图中标出。闭合开关S，下列说法正确的有()A路端电压为10 VB电源的总功率为10 WCa、b间电压的大小为5 VDa、b间用导线连接后，电路的总电流为1 A解析：选AC外电路总电阻为10 ，根据闭合电路的欧姆定律I1 A，所以路端电压为10 V，A项正确；电源的总功率为P总EI12 W，B项错误；a右侧电阻两端电压为150.5 V7.5 V，b右侧电阻两端电压为50.5 V2.5 V，所以Uab(7.5 V2.5 V)5 V，C项正确；a、b间用导线连接后，电路总电阻为2 2 9.5 ，电路的总电流不是1 A，D项错误。12如图所示，电源电动势E12 V，内阻r3 ，R01 ，直流电动机内阻R01 ，当调节滑动变阻器R1为某值时可使甲电路输出功率最大，调节R2为某值时可使乙电路输出功率最大，且此时电动机刚好正常工作(额定输出功率为P02 W)，则R1和R2的值分别为()A2 ，2 B2 ，1.5 C1.5 ，1.5 D1.5 ，2 解析：选B因为题中甲电路是纯电阻电路，当外电阻与电源内阻相等时，电源的输出功率最大，所以R12 ；而乙电路是含电动机电路，欧姆定律不适用，电路的输出功率PIUI(EIr)，当I2 A时，输出功率P有最大值，此时电动机的输出功率为P02 W，发热功率为P热I2R04 W，所以电动机的输入功率为P入P0P热6 W，电动机两端的电压为UM3 V，电阻R2两端的电压为UR2EUMIr3 V，所以R21.5 ，选项B正确。13.多选电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内水烧干前的加热状态，另一种是锅内水烧干后的保温状态，如图所示是电饭锅电路原理示意图，K是感温材料制造的开关。下列说法中正确的是()A其中R2是供加热用的电阻丝B当开关K接通时电饭锅为加热状态，断开时为保温状态C要使R2在保温状态时的功率为加热状态时的一半，R1R2应为21D要使R2在保温状态时的功率为加热状态时的一半，R1R2应为(1)1解析：选ABD根据题图，由P得：当K接通时，电阻变小，功率变大，处于加热状态；当K断开时，电阻变大，功率变小，处于保温状态，由上可知，R2是供加热用的电阻丝，故A、B正确；要使R2在保温状态时的功率为加热状态的一半，由PI2R可得：电阻R2在保温与加热状态下的电流之比为1，所以(R1R2)R21，则R1R2(1)1，故C错误，D正确。14.如图所示是一实验电路图。在滑动触头由a端滑向b端的过程中，下列表述正确的是()A路端电压变小B电流表的示数变大C电源内阻消耗的功率变小D电路的总电阻变大解析：选A当滑片向b端滑动时，其接入电路中的电阻减小，使得外电路总电阻减小，故D错误。根据I，可知总电流在增加，根据闭合电路中的欧姆定律有EIrU外，可知路端电压U外在减小，故A正确。流过电流表的示数为I，可知电流在减小，故B错误。根据PI2r，可知内阻消耗的功率在增大，故C错误。15利用两个电流表A1和A2测量干电池电动势E和内阻r的电路原理图如图1所示；图中S为开关，R为滑动变阻器，固定电阻R1和电流表A1内阻之和为10 000 (比r和滑动变阻器的总电阻大得多)，A2为理想电流表。(1)在闭合开关S前，将滑动变阻器的滑动端c移动至_(填“a端”“中央”或“b端”)。(2)闭合开关S，移动滑动变阻器的滑动端c至某一位置，读出电流表A1和A2的示数I1和I2。多次改变滑动端c的位置，得到的数据如下表所示。I1(mA)0.1200.1250.1300.1350.1400.145I2(mA)48040032023214068在图2所示的坐标纸上以I1为纵坐标、I2为横坐标画出所对应的I1I2曲线。(3)利用所得曲线求得电源的电动势E_ V，内阻r_ (保留两位有效数字)。(4)该电路中电源输出的短路电流I _A。解析：(1)为保证安全，开始时滑动变阻器应接到最大值，故应接b端；(2)将各点依次描出，连线如图所示；(3)由图示可知，电源电动势EI1(R1RA1)14910610 000 V1.49 V，电源内阻r 0.60 ；(4)短路电流I A2.4 A。答案：(1)b端(2)图像见解析(3)1.490.60(4)2.416如图所示为电动机提升重物的装置，电动机线圈的电阻为r1 ，电动机两端的电压为5 V，电路中的电流为1 A，物体A重为20 N，不计摩擦力，求：(1)电动机线圈上消耗的热功率是多少？(2)电动机的输入功率和输出功率各是多少？(3)10 s内，可以把重物A匀速提升多高？(4)这台电动机的机械效率是多少？解析：电动机的输入功率是电动机消耗的总功率，输出功率是机械功率。(1)根据焦耳定律，电动机线圈上消耗的热功率为PQI2r121 W1 W。(2)电动机的输入功率等于输入电流与电动机的两端电压的乘积，故有P入IU15 W5 W。输出功率等于输入功率减去发热消耗的功率，所以有P出P入PQ5 W1 W4 W。(3)电动机的输出功率用来提升重物，转化为机械功率，在10 s内，有P出tmgh，解得h m2 m。(4)电动机的机械效率100%80%。答案：(1)1 W(2)5 W4 W(3)2 m(4)80%17太阳能是人类使用的最基本的能源，它无污染、无费用，这种能源的使用期和太阳本身寿命一样长，当太阳光照射地面时，1 m2地面上在1 s内平均得到的太阳辐射能约为1.0103 J。太阳能热水器就是直接利用太阳能的装置，目前已经出现在我们的生活中。晓雨在网上下载了某型号太阳能热水器的宣传广告：容积(V)100 L集热管的采光面积(S) 1.5 m2效率