2024年高中物理第十二章电能能量守恒定律测评卷新人教版必修第三册

第十二章电能能量守恒定律留意事项1.本试卷满分100分,考试用时75分钟。2.无特别说明,本试卷中g取10m/s2。一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分。每小题只有一个选项符合题目要求)1.如表所示是某电饭锅铭牌上的部分内容,依据表中信息可得该电饭锅的额定电流为()电器名称电饭锅额定电压220V额定功率1100W额定容量4.0LA.0.2AB.0.5AC.2.0AD.5.0A2.太阳能资源非常丰富,太阳能产业发展快速。现有一太阳能电池板,测得它没有接入电路时两极间电压为600mV,短路电流为20mA,若将该电池板与一阻值为20Ω的电阻连成一闭合电路,则它的内电阻和路端电压分别是()A.20Ω,0.24VB.20Ω,0.60VC.30Ω,0.24VD.30Ω,0.60V3.如图是探讨电源内、外电压的试验装置。“+”“-”表示电池的两极,A、B是位于两极内侧的探针,电压表V和V'分别接在电池的两极和两探针上,R是滑动变阻器,P是R的滑片,下述错误的是()A.电压表V测的是外电压B.跟A端相连的应是电压表V'的“+”接线柱C.P向右滑动时,V的示数增大D.P向右滑动时,V'的示数增大4.在如图所示的电路中,开关S闭合后,由于电阻元件发生短路或断路故障,志向电压表读数减小(不为零),志向电流表的读数增大,则可能出现了下列哪种故障()A.R1短路B.R2短路C.R3短路D.R1断路5.如图,电路中三个电阻R1、R2和R3的阻值分别为R、2R和4R。当开关S1断开、S2闭合时,电源输出功率为P0;当S1闭合、S2断开时,电源输出功率也为P0。则电源电动势及S1、S2都断开时电源的总功率分别为()A.3P0R,P02C.2P0R,P0D.P6.如图所示的电路中,闭合开关S后,a、b、c三盏灯均能正常发光,电源电动势E恒定且内阻r不行忽视。现将变阻器R的滑片稍向上滑动一些,三盏灯亮度变更的状况是()A.a灯变亮,b灯和c灯变暗B.a灯和b灯变暗,c灯变亮C.a灯和c灯变暗,b灯变亮D.a灯和c灯变亮,b灯变暗7.如图甲为一款可充电小型电扇,其铭牌信息如图乙所示。已知该电扇的电动机内阻为0.5Ω,下列说法正确的是()甲名称:充电电扇型号:ODI-MF10A额定电压:5V额定功率:5W净重:380g电池容量:2000mA·h产品尺寸:131mm×130mm×145mm乙A.2000mA·h指的是电池充溢电时的电能B.充溢电后理论上电扇可以运行20hC.电扇的额定电流为10AD.电动机的效率为90%8.如图,图甲中M为一电动机,当滑动变阻器R的滑片从左端滑到右端的过程中,两电压表的读数随电流表读数的变更状况如图乙所示。已知电流表读数在0.2A以下时,电动机没有发生转动,不考虑电表对电路的影响,以下推断正确的是()A.电路中电源电动势为3.4VB.变阻器滑片向右滑动时,V2读数渐渐减小C.此过程中,电动机的输出功率最大值为0.54WD.变阻器的最大阻值为20Ω二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)9.如图所示电路中,电源电动势为12V,内阻为2Ω,指示灯L的阻值为16Ω,电动机M线圈电阻为2Ω。当开关S闭合时,指示灯L的电功率为4W。电流表内阻不计。下列说法中正确的是()A.流过电动机M的电流为4AB.流过电流表的电流为4.5AC.电动机M输出的机械功率为7.5WD.电源的总功率为24W10.测体温用的额温枪的相关参数如图所示。下列说法正确的是()A.额温枪工作时,电池组两极间的电压为3VB.额温枪工作时,电路中每通过1C电荷,每节电池都把1.5J化学能转化为电能C.额温枪工作时,电源的输出功率为150mWD.若换用两节充溢电的800mA·h充电电池,则最多可测温约57600次11.在如图所示电路中,电源内阻不行忽视,电流表、电压表均为志向电表,开关S闭合后,在滑动变阻器R2的滑片由b向a缓慢滑动的过程中,下列说法正确的是()A.电流表的示数减小B.电压表的示数减小C.R2的电功率增大D.电容器C所带电荷量增大12.如图所示,电源电动势E=6V,内阻r=2Ω,滑动变阻器R1总阻值为6Ω,定值电阻R2=10Ω,电流表A以及电压表V1、V2是志向电表。在调整滑动变阻器R1的过程中,下面说法正确的是()A.电压表V1读数变更量的大小与电流表读数变更量大小之比为12ΩB.电压表V2读数变更量与电流表读数变更量之比为60ΩC.电阻R2消耗的最小功率为2.5WD.电源的最大输出功率为2.5W三、非选择题(本题共6小题,共60分)13.(6分)将一铜片和一锌片分别插入一个苹果内,就构成了简洁的“水果电池”,其电动势约为1.5V。可是这种电池并不能点亮额定电压为1.5V、额定电流为0.3A的手电筒上的小灯泡,缘由是流过小灯泡的电流太小了,试验测得不足3mA。为了测定该水果电池的电动势和内阻,供应的试验器材有:水果电池电流表A(量程0~3mA,内阻约为0.5Ω)电压表V(量程0~1.5V,内阻约为3kΩ)滑动变阻器R1(阻值0~10Ω,额定电流为1A)滑动变阻器R2(阻值0~3kΩ,额定电流为1A)开关,导线若干图a图b(1)应选图(填“a”或“b”)电路图进行试验。

(2)试验中滑动变阻器应选用(填器材代号)。

(3)依据试验记录的数据,经描点、连线得到水果电池的路端电压随电流变更的U-I图像如图所示,由图可知,水果电池的电动势E=V,内阻r=Ω。内阻的测量结果(填“偏大”“偏小”或“无偏差”)。

14.(8分)如图甲所示,用铜片、铝片和可乐可以做成可乐电池,电动势在0.4V~0.6V范围内,内阻几千欧,某试验爱好小组制作了一个可乐电池并测量其电动势和内阻。图甲图乙(1)如图乙所示,干脆用多用电表“直流2.5V”挡测量出可乐电池的电动势为V。

(2)现有试验器材:A.电压表(0~3V,RV约为3000Ω)B.电流表(0~300μA,RA为300Ω)C.电阻箱(0~9999Ω)D.滑动变阻器(0~20Ω)E.开关,导线若干①为了更精确测量可乐电池的电动势和内阻,选择合适的器材并按电路图完成电路连接。

②通过数据处理画出相应的可乐电池R-1I图像如图丙实线所示,可知该可乐电池的内阻约为Ω(保留2位有效数字)。图丙③将该可乐电池静置5h后再次测量获得的R-1I图像如图丙虚线所示,可知该可乐电池的电动势(选填“增大”“减小”或“不变”)。15.(11分)某爱好小组设计了一个可以指示电动机断路故障的电路,如图所示,电源的电动势E=48V,故障指示灯的阻值为44Ω(视为定值电阻),电动机的内阻R0=0.5Ω,开关S始终闭合,当电动机断路时,指示灯将处于高亮度状态,其电功率P1=44W;当电动机正常工作时,指示灯将处于低亮度状态,其电功率P2=11W。(1)求电源的内阻r;(2)当电动机正常工作时,求电动机两端电压U及电动机输出的机械功率P出。16.(9分)如图所示的电路中,R1、R2均为定值电阻,且R1=100Ω,R2阻值未知,R3为滑动变阻器,电流表和电压表可视为志向电表,当滑片P分别位于变阻器的两端时,电压表和电流表的示数分别为16V、0.2A和4V、0.8A。计算:(1)定值电阻R2的阻值;(2)滑动变阻器的最大阻值;(3)电源的电动势和内阻。17.(12分)如图所示电路,已知R3=4Ω,闭合开关,电流表读数为0.75A,电压表读数为2V,经过一段时间,一个电阻被烧坏(断路),使电流表读数变为0.8A,电压表读数变为3.2V,电表均为志向电表,问:(1)哪个电阻发生断路故障?(2)R1的阻值是多少?(3)能否求出电源电动势E和内阻r?假如能,求出结果;假如不能,说明理由。18.(14分)如图甲所示的电路中,R1、R2均为定值电阻,R3为一滑动变阻器。当R3的滑片P从上端滑至下端时,测得电源的路端电压随干路电流的变更如图乙中的实线所示,其中A(1A,10V)、B(0.5A,12.5V)两点对应滑片P在滑动变阻器的两个端点,C点37A(1)电源的电动势E、内阻r和定值电阻R2的阻值;(2)定值电阻R1的阻值和滑动变阻器R3的最大阻值。

答案全解全析第十二章电能能量守恒定律1.D依据P=IU可得该电饭锅的额定电流为I=PU=1100220A=5.0A,选项2.C由题意知电源电动势E=600mV,电源的内电阻r=EI短=60020Ω=30Ω,路端电压U=RER+3.D电压表V测的是外电压,选项A说法正确;在电源内部,电流由负极流向正极,所以V'的正接线柱应与A端相连,选项B说法正确;P向右滑动时,外电阻变大,则电路中的电流减小,则内电压变小,即V'的示数减小,外电压变大,即V的示数增大,选项C说法正确,D说法错误。4.D若电路正常,则电流表测量流过R2的支路电流,电压表测量R3两端的电压;若R1短路,则R2被短路,电流表示数为0,通过R3的电流增大,电压表示数增大,选项A错误;若R2短路,干路电流增大,两表示数均增大,选项B错误;若R3短路,则电压表示数为零,选项C错误;若R1断路,则R2与R3串联,总电阻增大,总电流减小,则流过R3的电流减小,故电压表示数减小,R2两端电压增大,故电流表示数增大,选项D正确。5.B当S1断开、S2闭合时,由闭合电路欧姆定律有I1=ER+r,P0=I12R;当S1闭合、S2断开时,由闭合电路欧姆定律有I2=E4R+r,P0=I22×4R。联立解得r=2R,E=3P0R。当S1、6.D依据闭合电路欧姆定律,可得I=ER外+r,变阻器R的滑片稍向上滑动一些,变阻器接入电路的阻值变小,外电路总电阻变小,干路电流增大,所以a灯变亮,并联部分电路电压为U并=E-I(r+Ra),可得b灯两端电压变小,所以b灯变暗,通过b灯的电流减小。通过c灯的电流为Ic=I-Ib,可得c灯变亮,7.D2000mA·h指的是电池充溢电时的电荷量,选项A错误;依据P=UI,可得电扇的额定电流为I=PU=1A,由I=qt,可得t=2h,选项B、C错误;依题意,有P机=P-P损=P-I2r,电动机的效率η=P机P,联立可得8.C由图乙可知电源电动势E=3.6V,选项A错误;变阻器滑片向右移动时,R接入电路的阻值变大,总电流减小,内电压减小,路端电压即V2读数增大,选项B错误;由图乙可知,电动机线圈的电阻rM=0.8-0.40.2-0.1Ω=4Ω,当I=0.3A时,电动机两端电压等于路端电压,U1=U2=3.0V,此时电动机的输出功率最大,P1=U1I-I2rM=3.0×0.3W-(0.3)2×4W=0.54W,选项C正确;由图乙知当I=0.1A时,变阻器连入电路的阻值最大,电动机线圈内阻rM=4Ω,电源内阻r=ΔU9.CD指示灯L两端的电压为UL=PRL=4×16V=8V,流过指示灯L的电流为IL=ULRL=816A=0.5A,依据闭合电路欧姆定律可得E=UL+Ir,解得流过电流表的电流为I=E-ULr=12-82A=2A,流过电动机M的电流为IM=I-IL=2A-0.5A=1.5A,选项A、B错误;电动机M输出的机械功率为P机=UMIM-IM10.BD额温枪工作时,电池组两极间的电压为路端电压,小于电源的电动势,故电池组两极间电压小于3V,选项A错误;每节电池的电动势为1.5V,依据电动势的定义可以知道电路中每通过1C电荷,每节电池供应的电能为W=qE=1×1.5J=1.5J,则有1.5J的化学能转化为电能,选项B正确;额温枪工作时整个电路消耗的总功率为P=2EI=2×1.5V×50mA=150mW,电源的输出功率小于整个电路消耗的总功率,选项C错误;若换用两节充溢电的800mA·h的充电电池,最多可测温的次数为n=800mA·h50mA·s=57600(11.AD滑动变阻器的滑片由b向a缓慢滑动的过程中,电路总电阻增大,依据闭合电路欧姆定律可知总电流减小,电流表的示数减小,选项A正确;电压表测量的是滑动变阻器两端的电压,由U=E-I(R1+r)可知,电压表示数增大,选项B错误;当R2=R1+r时,R2的电功率最大,故该过程中R2的电功率不肯定始终增大,选项C错误;电容器两端电压等于R2两端的电压,R2两端电压增大,依据Q=CU可知,电容器所带的电荷量增加,选项D正确。12.AD依据闭合电路欧姆定律得U1=E-I(R2+r),因E不变,所以有|ΔU1|=|ΔI(R2+r)|,解得ΔU1ΔI=R2+r=(10+2)Ω=12Ω,选项A正确;因为U2=IR2,故ΔU2ΔI=R2=10Ω,选项B错误;依据P=I2R可知,R肯定,当I最小时,P最小,当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,I最小,电阻R2消耗的功率最小,为P2=ER1+R2+r2R2=66+10+22×10W=109W,选项C错误;当内外电阻相等时,电源的输出功率最大,因为定值电阻R2阻值大于电源内阻r,所以外电路的总电阻大于电源内阻,故当外电路总电阻最小13.答案(1)a(1分)(2)R2(1分)(3)1.35(1分)450(1分)偏大(2分)解析(1)由题意可知水果电池内阻较大,为减小试验误差,相对于电源来说,电流表应采纳内接法,因此应选择图a所示电路图。(2)电源的内阻约为r=1.5V0.003A=500Ω,若选用阻值0~10Ω的滑动变阻器,移动滑片,电流变更不明显,因此滑动变阻器应选R2。(3)由图示U-I图像可知,图线纵轴截距为1.35V,则电源电动势E=1.35V,内阻r=1.35014.答案(1)0.43(0.42~0.44均可)(2分)(2)①A(2分)②1.9×103(1.8×103~2.0×103均可)(2分)③不变(2分)解析(1)选择“直流2.5V”挡时,分度值为0.05V,则可乐电池的电动势为0.43V。(2)①由于电流表内阻已知,所以将其与电阻箱串联后运用,可以获得通过电源的精确电流值,通过建立电动势与电路总电阻的关系进行求解,使系统误差最小,选项A正确。②依据所选电路图以及闭合电路欧姆定律可知E=I(R+RA+r),整理得R=EI-(RA+r),所以R-1I图像的斜率表示可乐电池的电动势,纵轴截距的肯定值表示可乐电池与电流表的内阻之和,由题图可知RA+r=2.2×103Ω,解得r=1.9×103Ω。③依据前面分析可知,由于R-1I15.答案(1)4Ω(2)22V114W解析(1)设指示灯电阻为R1,当电动机断路时,电路中通过的电流为I=ER1+r指示灯消耗的功率P1=I2R1(1分)解得r=4Ω(1分)(2)当电动机正常工作时,有U=P2R1设此时干路电流为I',由闭合电路的欧姆定律有E=I'r+U(1分)得I'=6.5A(1分)设流过指示灯的电流为I1,流过电动机的电流为I2,有I1=UR1=0.5A(1又I1+I2=I'(1分)故I2=6A(1分)电动机的输出功率P出=UI2-I22R0(1解得P出=114W(1分)16.答案(1)5Ω(2)300Ω(3)20V20Ω解析(1)滑动变阻器滑片P滑到最右端时,电压表示数等于R2两端电压,由欧姆定律得R2=U2I2=4(2)依据欧姆定律,当滑片P滑到最左端时,有R13+R2=U1I1=16解得R13=75Ω(1分)由1R13=1R1+解得R3=3