下学期高一物理新教材暑假训练8电能能量守恒定律

暑假训练暑假训练08电能能量守恒定律1．(多选)如图所示，已知电源内阻为r，定值电阻R0的阻值也为r，滑动变阻器R的总电阻为2r。若滑动变阻器的滑片P由A向B滑动，则()A．电源的输出功率由小变大B．定值电阻R0消耗的功率由小变大C．电源内部的电势降落由大变小D．滑动变阻器消耗的功率变小2．如图所示，E＝10V，r＝1Ω，R1＝R3＝5Ω，R2＝4Ω，C＝100μF。当S断开时，电容器中带电粒子恰好处于静止状态。求：(1)S闭合后，带电粒子加速度的大小和方向；(2)S闭合后流过R3的总电荷量。一、单项选择题1．关于能源的开发和利用，下列观点错误的是()A．无节制地利用能源，是一种盲目的短期行为B．根据能量守恒定律，能源是取之不尽、用之不竭的C．能源的开发和利用，必须同时加强对环境的保护D．不断开发新能源，是缓解能源危机的主要途径2．以下说法中正确的是()A．在外电路和电源内部，正电荷都受静电力作用，所以能不断地定向移动形成电流B．静电力与非静电力都可以使电荷移动，所以本质上都是使电荷的电势能减少C．在电源内部，正电荷能从负极到达正极是因为电源内部只存在非静电力而不存在静电力D．静电力移动电荷做功，电势能减小；非静电力移动电荷做功，电势能增加3．把6个相同的电灯接成如图甲、乙所示两电路，通过调节供电电压与变阻器R1、R2的阻值，使两组电灯均能正常发光，并且两电路消耗的总电功率也相同，则R1、R2大小满足()A．R2＝9R1 B．R2＝6R1C．R2＝3R1 D．R1＝R24．如图所示，直线OAC为某一直流电源的总功率随电流I变化的图线，曲线OBC表示同一直流电源内部的热功率随电流I变化的图线。若A、B点的横坐标均为1A，那么AB线段表示的功率为()A．1W B．6W C．2W D．2.5W5．如图所示的电路中，电源的电动势E和内电阻r恒定不变，电灯L恰能正常发光，如果变阻器的滑片向b端滑动，则()A．电灯L更亮，电流表的示数减小B．定值电阻R2消耗的功率增大C．电灯L变暗，电源的总功率减小D．电灯L变暗，电流表的示数增大6．如图所示电路，闭合开关S，两个灯泡都不亮，电流表指针几乎不动，而电压表指针有明显偏转，该电路的故障可能是()A．电流表坏了或未接好B．从点a经过灯L1到点b的电路中有断路C．灯L2的灯丝断了或灯座未接通D．电流表和灯L1、L2都坏了二、多项选择题7．如图所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图线；直线B为电源b的路端电压与电流的关系图线；直线C为一个电阻R的两端电压与电流的关系图线。将这个电阻分别接到a、b两电源上，那么()A．R接到b电源上时电源的效率高B．R接到b电源上时电源的输出功率较大C．R接到a电源上时电源的输出功率较大，但电源效率较低D．R接到a电源上时电阻的发热功率较大，电源效率也较高8．在如图甲所示的电路中，电源电动势为3.0V，内阻不计，L1、L2、L3为3个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。当开关闭合后，下列判断正确的是()A．灯泡L1的电阻为12ΩB．通过灯泡L1的电流为灯泡L2电流的2倍C．灯泡L1消耗的电功率为0.75WD．灯泡L2消耗的电功率为0.30W三、非选择题9．用电流表和电压表测定由三节干电池串联组成的电池组(电动势约4.5V，内电阻约1Ω)的电动势和内电阻，除待测电池组、电键、导线外，还有下列器材供选用：A．电流表：量程0.6A，内电阻约1ΩB．电流表：量程3A，内电阻约0.2ΩC．电压表：量程3V，内电阻约30kΩD．电压表：量程6V，内电阻约60kΩE．滑动变阻器：0～1000Ω，额定电流0.5AF．滑动变阻器：0～20Ω，额定电流2A(1)为了使测量结果尽量准确，电流表应选用________，电压表应选用________，滑动变阻器应选用________(均填仪器的字母代号)。(2)如图为正确选择仪器后，连好的部分电路。为了使测量误差尽可能小，还需在电路中用导线将________和________相连、________和________相连、________和__________相连(均填仪器上接线柱的字母代号)。(3)实验时发现电流表坏了，于是不再使用电流表，剩余仪器中仅用电阻箱替换掉滑动变阻器，重新连接电路，仍能完成实验。实验中读出几组电阻箱的阻值R和对应电压表的示数U。用图像法处理采集到的数据，为在直角坐标系中得到的函数图像是一条直线，则可以________为纵坐标，以________为横坐标。10．某同学用伏安法测量待测电阻的阻值。现有器材为：待测电阻R(阻值约为5Ω)，电源(电动势3V)，滑动变阻器(阻值范围0～10Ω)，电流表(量程0.6A，3A)，电压表(量程3V，15V)，开关，导线若干。实验要求在测量电路中将电流表外接，滑动变阻器起限流作用。回答下列问题：(1)按照实验要求在图(a)中画出实物连线图。图(a)(2)若已按实验要求接线，闭合开关后移动滑动变阻器的滑片，电压表的示数始终约为3V，电流表的示数始终接近0。写出产生这种现象的一个原因：________________________________________________________________。(3)在连线正确后，闭合开关。电压表和电流表的示数分别如图(b)和图(c)所示。由图可知，电压表读数为________V，电流表读数为________A。由此可得待测电阻的阻值为________Ω(结果保留3位有效数字)。11．小型直流电动机(其线圈内阻为r＝1Ω)与规格为“4V4W”的小灯泡并联，再与阻值为R＝5Ω的电阻串联，然后接至U＝12V的电源上，如图所示，小灯泡恰好正常发光，电动机正常工作，求：(1)通过电动机的电流；(2)电动机的输出功率。12．如图所示的电路中，所用电源的电动势E＝4V，内电阻r＝1Ω，电阻R1可调。现将R1调到3Ω后固定。已知R2＝6Ω，R3＝3Ω，求：(1)开关S断开和接通时，通过R1的电流分别为多大？(2)为了使A、B之间电路的电功率在开关S接通时能达到最大值，应将R1的阻值调到多大？这时A、B间消耗的最大电功率是多少？

答案与解析答案与解析1．【答案】ABD【解析】由题图可知，当滑动变阻器的滑片P由A向B滑动时，滑动变阻器的有效电阻在减小，外电路电阻由3r逐渐减小为r，由电源的输出功率与外电阻的关系可知，电源的输出功率由小变到最大，故选项A正确；定值电阻R0消耗的功率为PR0＝I2R0，而电流在不断增大，则R0消耗的功率也由小变大，电源内部的电压降Ir也由小变大，所以B正确，C错误；对于滑动变阻器消耗的功率的变化情况，可把R0＋r＝2r看作新电源的内阻，可知当R＝2r时滑动变阻器消耗的功率最大，当R变小时，其消耗的功率变小，选项D正确。2．【解析】开始带电粒子恰好处于静止状态，必有qE＝mg且qE竖直向上。S闭合后，qE＝mg的平衡关系被打破。S断开，带电粒子恰好处于静止状态，设电容器两极板间距离为d，有UC＝eq\f(R2,R1＋R2＋r)E＝4V，eq\f(qUC,d)＝mg。S闭合后，UC′＝eq\f(R2,R2＋r)E＝8V设带电粒子加速度为a，则eq\f(qUC′,d)－mg＝ma解得a＝g，方向竖直向上。(2)S闭合后，流过R3的总电荷量等于电容器上电荷的增加量，所以ΔQ＝C(UC′－UC)＝4×10－4C。一、单项选择题1．【解析】能源是有限的，必须合理利用能源，A正确；尽管能量守恒，但使用过程中会有能量耗散及品质降低，B错误；能源利用推动人类进步的同时会破坏人类生存的环境，必须加强保护，C正确；开发新能源、清洁能源可以缓解常规能源的不足，D正确。【答案】B【答案】D3．【解析】设每个灯泡正常发光时其电流为I，则题图甲中总电流为3I，题图乙中总电流为I；要使两电路消耗的总电功率也相同，需使PR1＝PR2，即(3I)2R1＝I2R2，故R2＝9R1，所以选项A正确，B、C、D错误。【答案】A4．【解析】由题图知，在C点，电源的总功率等于电源内部的热功率，所以电源的电动势为E＝3V，短路电流为I＝3A，所以电源的内阻为r＝eq\f(E,I)＝1Ω。图像上AB段所表示的功率为PAB＝P总－I2r＝(1×3－12×1)W＝2W，故C正确，A、B、D错误。【答案】C5．【解析】滑片向b端滑动，R1变大，电路中总电阻变大，路端电压变大，根据I＝eq\f(E,R总＋r)知I减小，电流表示数减小，根据E＝U外＋Ir，U外变大，灯泡两端电压变大，故电灯L更亮。再根据P2＝Ieq\o\al(2,2)R2，I总减小，IL变大，故I2变小，R2功率变小，故B、C、D错误，A正确。【答案】A6．【解析】由于闭合开关，两灯不亮，电流表没有示数，可以断定电路中某处断路，由于电压表有示数，则经开关、电流表、电压表、L2线路没有断路，故应是点a经L1到点b间有断路，故B正确。【答案】B二、多项选择题7．【解析】由题图知Ea>Eb，内阻ra>rb，当电阻R接到电源两极时，电源的效率为η＝eq\f(I2R,I2（R＋r）)＝eq\f(R,R＋r)，所以R接到电源b上时，电源的效率高，A正确，D错误；由题图知，R接到电源a上时，电源的输出电压和电流均比接到b上时大，故R接到电源a上时，电源的输出功率较大，B错误，C正确。【答案】AC8．【解析】当开关闭合后，灯泡L1两端的电压U1＝3V，由题图乙读出其电流I1＝0.25A，则灯泡L1的电阻R1＝eq\f(U1,I1)＝12Ω，功率P1＝U1I1＝0.75W，故A、C正确；灯泡L2、L3串联，电压U2＝U3＝1.5V，由题图乙读出其电流I2＝I3＝0.20A，灯泡L2、L3的功率P＝1.5V×0.20A＝0.30W，故B错误，D正确。【答案】ACD三、非选择题9．【答案】(1)ADF(2)adcgfh(3)eq\f(1,U)eq\f(1,R)(或Ueq\f(U,R)或eq\f(R,U)R)(横纵坐标互换亦可)【解析】(1)为了使测量更准确，电流表选量程为0.6A的电流表A，电池组的电动势约4.5V，故电压表选D，为了便于调节，滑动变阻器应选F。(2)为了使测量误差尽可能小，测量电源电动势和内电阻的原理图如图甲所示，因此将a、d相连，c、g相连，f、h相连。(3)用电阻箱和电压表测量电源电动势和内电阻的实验原理图如图乙所示，根据闭合电路的欧姆定律得E＝U＋eq\f(U,R)r所以eq\f(1,U)＝eq\f(1,E)＋eq\f(r,E)·eq\f(1,R)(或U＝E－eq\f(U,R)r或eq\f(R,U)＝eq\f(r,E)＋eq\f(1,E)R)，因此可作出eq\f(1,U)－eq\f(1,R)(或U－eq\f(U,R)或eq\f(R,U)－R)图像处理数据。10．【答案】(1)实物连线图见解析(2)待测电阻R断路【解析】(1)实物连线图如图所示。(2)待测电阻R断路。(3)电压表读数为2.20V，电流表读数为0.48A，待测电阻的阻值为R＝eq\f(U,I)＝eq\f,0.48)Ω＝4.58Ω。11．【解析】(1)流经灯泡的电流IL＝eq\f(P,UL)＝1A流经电阻R的电流IR＝eq\f(U－UL,R)＝1.6A流经电动机的电流I＝IR－IL＝0.6A。(2)电动机消耗的总功率P＝ULI＝2.4W电动机的热功率P热＝I2