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文档简介
第十二单元电能能量守恒定律【大单元思维知识整合】【知识图谱】【思想图谱】【大单元综合试题训练】、B两灯的额定电压都是110V,A灯的额定功率,B灯的额定功率,若将两灯同时接入电压恒为220V的电路中,且使两灯均能正常发光,同学们设计了如图甲、乙所示的两种电路,则甲、乙两电路消耗的电功率之比为()A.2:7 B.2:5 C.5:7 D.3:72.如图所示,将一内电阻为Ω的电解槽和一盏标有“110V60W”字样的灯泡串联后接在电压为220V的直流电源两端,灯泡正常发光,则()A.电解槽消耗的电功率为20W B.电解槽的发热功率为60WC.电解槽消耗的电功率为60W D.电路消耗的总功率为60W3.在研究微型电动机的性能时,可采用如图所示的实验电路.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A和1.0V;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A和15.0V.则当这台电动机正常运转时()A.电动机的内阻为Ω B.电动机的内阻为ΩC.电动机的输出功率为30.0W D.电动机的输出功率为26.0W4.压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小.某同学利用压敏电阻设计了判断电梯运动状态的装置,如图甲所示,将压敏电阻平放在电梯内,受压面朝上,在上面放一物体m,电梯静止时电压表示数为,电源内阻不能忽略.若在某个运动过程中,电压表的示数变化如图乙所示,则下列说法不正确的是()A.时间内电梯内的物体处于失重状态B.时间内电梯内的物体处于失重状态C.时间内电梯可能处于匀加速直线运动状态D.时间内电梯可能处于匀减速直线运动状态5.如图甲所示,电动势为E、内阻为r的电源与的定值电阻、滑动变阻器、开关S组成闭合回路.已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的有效阻值的关系如图乙所示.下列说法中正确的是()A.图乙中B.电源的电动势,内阻C.滑动变阻器消耗功率P最大时,定值电阻R消耗功率也最大D.调整滑动变阻器的阻值,可以使电源的输出电流达到A6.如图,电路中的定值电阻大于电源的内电阻r。现将开关S闭合,将滑动变阻器R的滑片P向下滑动,理想电压表的示数变化量的绝对值分别为,理想电流表A的示数变化量的绝对值为,则下列说法中不正确的是()A.电压表的示数增大,电压表的示数减小B.电流表A的示数增大,电压表的示数增大C.D.7.如图所示,闭合开关S,灯泡都正常发光。某时刻由于电路故障两灯突然熄灭。若故障只有一处,则下列说法正确的是()
A.如果将电压表并联在两端有示数,说明间完好B.如果将电压表并联在两端示数为0,说明间断路C.如果将电流表并联在两端示数为0,说明间完好D.如果将电压表并联在两端有示数,并联在两端示数为0,说明间断路
8.下列关于能量转化的说法中正确的是()A.举重运动员把重物举起来,体内的一部分化学能转化为重力势能B.电流通过电阻丝使电能转化为内能C.内燃机的做功冲程是内能转化为动能D.煤炭燃烧的过程中煤炭的质量逐渐减少,所以能量不守恒9.如图甲所示,已知电源电动势,闭合开关,将滑动变阻器的滑片P从A端滑至B端,得到一些物理量的变化分别如图乙、丙、丁所示,乙为输出功率与路端电压的关系图像,丙为路端电压与总电流的关系图像,丁为电源效率与外电路电阻的关系图像.不考虑电表、导线对电路的影响,下列图中坐标值正确的是()A. B. C. D.10.在图甲所示的电路中,为规格相同的小灯泡,这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示,C是电容为100μF的电容器,R是阻值为8Ω的定值电阻,电源E的内阻为1Ω.电路稳定后,通过的电流为A,下列结论正确的是()A.的电功率为0.16W B.的电阻为6ΩC.电源的效率为60% D.电容器的带电荷量为11.某同学想用下列实验器材来测定一电源的电动势E和内阻r,同时测量一阻值约为几十欧姆的电阻的阻值,实验器材如下:毫安表mA(量程为0~120mA)电压表V(量程为0~6V)滑动变阻器R(阻值范围为0~300Ω)导线若干,开关S一个该同学的实验步骤如下:①设计如图甲所示的电路图,正确连接电路;②滑动变阻器滑片处于阻值最大位置,闭合开关S,通过减小滑动变阻器接入电路的阻值测出多组U和I的数据,最后得到如图乙所示的图像;③断开开关S,将待测电阻改接在之间,间用导线相连,重复实验步骤②,得到另一条图线,图线与纵轴的交点坐标为(0,),与横轴的交点坐标为(,0).(1)请根据图甲的电路图将图丙中实物图连接好.(2)根据图乙的图线,可得该电源的电动势________V,内阻________Ω.(均保留一位小数)(3)待测电阻的阻值表达式为________.(用题中字母表示)(4)设实验中所用的电压表和毫安表均为理想电表,接在之间与接在之间,滑动变阻器的滑片从阻值最大处滑向中点位置的过程中,对比两种情况,则电压表示数变化范围________(填“相同”或“不同”).12.为测量一节干电池的电动势和内阻,实验小组的同学从实验室借来如下器材:电流表A:量程为0~0.6A,内阻约为Ω;毫安表G:量程为0~2mA,内阻等于80Ω;电阻:阻值为Ω;电阻:阻值为920Ω;电阻:阻值为1980Ω:滑动变阻器:最大阻值约为10Ω,额定电流为2.0A;滑动变阻器:最大阻值约为100Ω,额定电流为1.5A;开关S和导线若干.根据实验器材,实验小组设计连接的实物电路如图1所示.(1)根据实物电路可知,该实验小组实验时滑动变阻器应选择________,保护电阻应选择________,定值电阻R应选择________.(2)移动滑动变阻器的滑片,测量多组电流表A的示数和毫安表G的示数,绘制出如图2的图线,则该实验小组测得的电源电动势为________V,内阻为________Ω.13.如图,电源的电动势不变,内阻r为,定值电阻为,滑动变阻器的最大阻值为,求:(1)当滑动变阻器的阻值为多大时,电阻消耗的功率最大?(2)当滑动变阻器的阻值为多大时,滑动变阻器消耗的功率最大?(3)当滑动变阻器的阻值为多大时,电源的输出功率最大?14.如图,一带正电、电荷量的小球,用绝缘细线悬于竖直放置的足够大的平行金属板中的O点。S闭合后,小球静止时,细线与竖直方向的夹角。已知两板相距,电源电动势,内阻,电阻取。求:
(1)流过电源的电流;(2)两板间的电场强度的大小;(3)小球的质量。15.如图甲所示的电路中,使滑动变阻器的滑片从最右端滑动到最左端,测得电压表示数随电流表示数变化的图像如图乙所示,不计电表内阻的影响。求:
(1)定值电阻的阻值和滑动变阻器的最大阻值;
(2)电源的电动势E和内阻r;
(3)由源输出功率的最大值与最小值。
答案以及解析1.答案:C解析:甲电路中,由于A、B两灯的额定电压都是110V,额定功率分别为,由此可知灯与电阻并联,则并联部分的电阻减小,当A灯与并联部分的总电阻相同时,A、B能同时正常发光,并联电路消耗的功率与A灯的功率相同,所以甲电路消耗的总功率为200W;乙电路中,把A、B两灯并联之后与电阻串联,当串联电阻的阻值与A、B两灯并联的总电阻相等时,A、B就可以正常发光,此时串联电阻消耗的功率为A、B两灯功率之和,所以乙电路消耗的总功率为280W,由此可知,甲、乙两电路消耗的电功率之比为5:7,C正确.2.答案:C解析:灯泡正常发光,说明电解槽和灯泡两端电压均为110V,电路电流,则电解槽消耗的电功率,A错误,C正确;电解槽的发热功率,B错误;整个电路消耗的总功率,D错误.3.答案:D解析:电动机停止转动时,电流表和电压表的示数分别为1.0A和1.0V,电动机在没有将电能转化为机械能时属于纯电阻元件,故电动机的内阻为,A、B错误;当电动机正常运转时,电流表和电压表的示数分别为2.0A和15.0V,则电动机的总功率为,此时电动机的发热功率为,故电动机的输出功率为,C错误,D正确.4.答案:D解析:压力增大,压敏电阻的阻值减小,总电流增大,则路端电压减小,故电压表示数减小时,压力增大,电压表示数增大时,压力减小;电梯静止时电压表示数为时间内,电压表示数增大,压力减小,压力小于重力,则电梯内的物体处于失重状态,A正确;时间内,电压表的示数大于,压力小于重力,电梯内的物体处于失重状态,B正确;时间内,电压表的示数始终大于,表明压力始终小于重力,电梯可能向下做匀加速直线运动或向上做匀减速直线运动,C正确;时间内,电压表的示数减小,表明压力增大,对物体的支持力增大,物体的合力是变力,加速度也是变化的,电梯不可能处于匀减速直线运动状态,D错误.5.答案:B解析:由图乙知,当时,滑动变阻器消耗的功率最大,,则,最大功率,解得,B正确;滑动变阻器的阻值为5Ω时与阻值为时消耗的功率相等,有,解得,A错误;当回路中电流最大,即时,定值电阻R消耗的功率最大,C错误;当滑动变阻器的阻值为零时,电路中电流最大,最大值为,则调整滑动变阻器的阻值,不可能使电源的输出电流达到1.25A,D错误.6.答案:B解析:理想电压表测量电阻两端电压,将滑动变阻器的滑片向下滑动,电路电流增大,电阻两端电压增大,理想电压表的示数增大,理想电压表测量路端电压,据闭合电路欧姆定律可得,电流I增大,则路端电压减小,电压表的示数减小,,理想电压表测量定值电阻两端的电压,据欧姆定律可得,,由于,则,故A、D项正确;电路中的电流I增大,故电流表A的示数变大,由可知,电压表示数减小,故B项错误;电压表测量滑动变阻器两端电压,将定值电阻看作内阻,根据闭合电路欧姆定律可知,,故C项正确。7.答案:D解析:电路故障分为断路和短路,故障只有一处,假设发生了短路,如果是某盏灯短路,该灯熄灭,而另一盏灯应该变亮,如果是电阻R短路,则两盏灯均变亮,故假设不成立。电路故障应为断路。电压表并联在两端有示数,说明电源、、电压表、间可以形成回路,且电压表示数接近电源电动势,故间发生了断路,故A错误;电压表并联在两端示数为0,说明部分以外的电路发生了断路,即间电路完好,故B错误;电流表并联在两端示数为0,说明部分以外的电路发生了断路,即间电路完好,无法确定间情况,故C错误;电压表并联在两端有示数,说明段发生了断路,并联在两端示数为0,说明部分以外的电路发生了断路,故综合以上两点,应是间断路,故D正确。故选D。8.答案:ABC解析:举重运动员举起重物,使重物的重力势能变大,消耗了自身的化学能,A正确;电流通过电阻丝,电流做功把电能转化为内能,B正确;内燃机中的燃料燃烧产生内能,对外做功,把内能转化为机械能,C正确;煤炭燃烧的过程是化学能转化为内能,总能量也是守恒的,D错误。9.答案:BD解析:由题图丙可知,短路电流为,有,解得,电源效率最高时,滑动变阻器的阻值最大,由题图丁知,电源的最大效率为,有,解得,滑动变阻器的滑片P在B端时,对应三点,当输出功率达到最大时,有,此时路端电压为,则a点坐标为点、c点对应电路中的时刻,,,所以b点坐标为点坐标为点坐标为,B、D正确,A、C错误.10.答案:AB解析:通过的电流为0.2A,由题图乙可知对应的电压为0.8V,根据得的电功率为0.16W,故A正确.通过定值电阻R的电流为0.2A,根据串、并联电路的特点可知灯泡两端的电压等于灯泡和定值电阻R两端电压之和,即,通过题图乙可看出通过的电流为0.4A,由欧姆定律可得的电阻为6Ω,故B正确.电源内阻分得的电压为,电源电动势,所以电源效率,故C错误.电容器两端电压等于定值电阻两端电压,,由可得,电容器带电荷量为,故D错误.11.答案:(1)见解析;(3)(4)不同解析:(1)根据电路图连接实物图,如图所示.(2)根据闭合电路欧姆定律得,所以纵截距,斜率绝对值.(3)将改接在之间,根据闭合电路欧姆定律得,整理得,斜率绝对值,所以待测电阻的阻值.(4)如果电表均为理想电表,两次电流表均测回路总电流,,所以电流表变化相同;接在之间,接在之间,,因为电流变化相同,则电压变化不同.12.答案:(1)(2)1.48(1.47~1.49);0.42(0.40~0.44)解析:(1)干电池内阻较小,应选用量程较小的滑动变阻器,方便实验操作,故选;干电池电压大约1.5V,不能让电路电流超电流表量程,由得电路总电阻,所以保护电阻应选;定值电阻要和毫安表G组合成一个电压表,且此电压表可测量的最大值接近干电池电压1.5V,则由改装电压表的原理可知,可得,故定值电阻应选.(2)由图像可知,把整体看成电源内阻,图像与纵轴的交点坐标值为,则电源电动势,且,解得.
13、(1)答案:见解析解析:解:消耗的功率当I最大,即时,消耗的功率最大。(2)答案:见解析解析:对于电源,当外电路的电阻等于内阻时,电源的输出功率最大;将电阻与电源等效成电源,故当滑动变阻器的阻值为时,滑动变阻器消耗的功率最大。(3)答案:见解析解析:当内、外电阻相等,即,即时,电源输出功率最大。14.答案:(1)1A(2)50V/m
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