电能 能量守恒定律B卷基础夯实 2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

第十二章电能能量守恒定律B卷基础夯实——2023-2024学年高二物理人教版（2019）必修第三册单元达标测试卷

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．材料相同、粗细均匀的两导体棒，它们的横截面积相同。将导体棒串联后接入电路中，导体棒两端的电压之比为，则它们的长度之比为()A. B. C. D.2．如图所示，A、B两灯电阻相同，当滑动变阻器的滑动端P向下滑动时()A.A灯将变暗 B.电阻R中的电流减小C.B灯将变亮 D.电源的供电功率减小3．如图所示，当可变电阻时，理想电压表的示数，已知电源的电动势，则()A.此时理想电流表的示数是2A B.此时理想电流表的示数是3AC.电源的内阻是0.5Ω D.电源的内阻是2Ω4．如图甲所示，条形码扫描笔的原理是扫描笔头在条形码上匀速移动时，遇到黑色线条，发光二极管发出的光线将被吸收，光敏三极管接收不到反射光，呈高阻抗；遇到白色间隔，光线被反射到光敏三极管，三极管呈低阻抗.光敏三极管将条形码变成一个个电脉冲信号，信号经信号处理系统处理，即完成对条形码信息的识别，等效电路图如图乙所示，其中R为光敏三极管的等效电阻，为定值电阻，下列判断正确的是()A.当扫描笔头在白色间隔上移动时，信号处理系统获得高电压B.当扫描笔头在黑色线条上移动时，信号处理系统获得高电压C.扫描速度对信号处理系统接收到的电压信号无影响D.扫描笔头外壳出现破损时仍然能正常工作5．在如图所示的电路中，为定值电阻，为可变电阻，电源的电动势为E，内阻为r。设电流表A的示数为I，电压表V的示数为U，当的滑动触点向a端移动时，则()A.I变大，U变小 B.I变大，U变大 C.I变小，U变大 D.I变小，U变小6．如图所示，单刀双掷开关S先打到a端让电容器充满电。时开关S打到b端，时回路中的电流在顺时针方向第一次有最大值，则()A.此时电容器中电场能最大B.回路的周期为C.时线圈中磁场能最大D.由于能量损耗，回路中振荡频率不断减小7．LC振荡电路在某一时刻的电场和磁场方向如图所示。下列说法中正确的是()A.电容器上的自由电荷在增加 B.电路中电流沿顺时针方向C.电路中磁场能正在向电场能转化 D.电路中电流沿逆时针方向8．某实验小组的同学利用伏安法测量电源的电动势和内阻的实验时，记录了多组实验数据，并利用实验数据描绘了如图所示的图像（U为路端电压，I为电路中的干路电流）.下列说法正确的是()A.电源的电动势为B.电源的内阻为C.导线直接接在电源正负极，电流为D.图线斜率的绝对值表示电源的内阻，即为二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9．在如图所示的图象中，直线a为电源的路端电压与电流的关系，直线b为某电阻R的电压与电流的关系。现将两个这样的电阻R并联后连接在该电源两端，则()A.该电源的内阻为2Ω B.通过每个电阻R的电流为1.5AC.每个电阻R消耗的电功率为9W D.此时电源的输出功率最大10．风力发电是一种绿色清洁能源，其模型如下，叶片长度为l的风轮机（如图甲）在风的驱动下，带动内部匝数为N的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴匀速转动，从图乙位置开始计时，可得通过矩形线圈的磁通量Φ随时间t变化规律如图丙所示，周期为T，磁通量最大值为。空气密度为ρ，风速为v，风轮机叶片旋转所扫过的面积为风力发电机可接受风能的面积，发电机将风的动能转化为电能的效率为η，下列说法正确的是()A.发电机线圈在时刻输出的瞬时电压为0B.发电机产生的电动势瞬时值表达式C.发电机的发电功率D.若风速加倍，则发电机的发电功率将变为4倍11．如图表示LC振荡电路某时刻的情况，以下说法正确的是()A.电容器正在充电B.电感线圈中的磁场能正在增加C.减小自感线圈的自感系数，减小电容器的电容，即提高LC振荡电路的频率，并将LC电路做成开放电路，可以向外发射电磁波D.发射电磁波时利用电磁波传播有用的信号叫调谐，接收电磁波时通过调制接收需要的电磁波12．在如图所示的图像中，直线A为某一电源的路端电压与电源输出电流的关系图像，直线B为某一电阻R的伏安特性曲线。用该电源直接与电阻R相连组成闭合电路。由图像可知()A.电阻R的阻值为1Ω B.电源的内阻为2ΩC.电源的输出功率为2W D.电源的效率为33.3%三、非选择题：本题共6小题，共60分。13．如图为一正在测量中的多用电表表盘.（1）如果是用×10Ω档测量电阻，则读数为___________Ω.（2）如果是用直流10mA档测量电流，则读数为___________mA.（3）如果是用直流5V档测量电压，则读数为_____________V.14．某导体的伏安特性曲线如图中的AB段（曲线）所示，由图可知，当导体两端电压为3V时，通过它的电流是___________A，此时导体的电阻为___________Ω。15．有一个电热器，工作时的电阻为50Ω，接在电压u为的交流电源上，其中为为。该电热器消耗的功率是多大？16．如图甲所示，水平面上的两光滑金属导轨平行固定放置，间距，电阻不计，左端通过导线与阻值的电阻连接，右端通过导线与阻值的小灯泡L连接。在CDFE矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，CE长，有一阻值的金属棒PQ放置在靠近磁场边界CD处。CDFE区域内磁场的磁感应强度B随时间变化如图乙所示。在至时间内，金属棒PQ保持静止，在时使金属棒PQ以某一速度进入磁场区域并保持匀速运动。已知从时刻开始到金属棒运动到磁场边界EF处的整个过程中，小灯泡的亮度没有发生变化，求：（1）通过小灯泡的电流；（2）金属棒PQ在磁场区域中运动的速度大小。17．如图，电源的电动势E为12V，不变内阻r为4Ω，定值电阻为2Ω，滑动变阻器的最大阻值为7Ω，求：(1)电阻消耗的功率最大值？(2)滑动变阻器消耗的功率最大值？(3)电源的输出功率最大值？18．如图，两个定值电阻的阻值分别为和，直流电源的内阻不计，平行板电容器两极板水平放置，板间距离为d，板长为，极板间存在方向水平向里的匀强磁场.质量为m、带电荷量为的小球以初速度v沿水平方向从电容器下板左侧边缘A点进入电容器，做匀速圆周运动，恰从电容器上板右侧边缘离开电容器.此过程中，小球未与极板发生碰撞，重力加速度大小为g，忽略空气阻力.（1）求直流电源的电动势；（2）求两极板间磁场的磁感应强度B；（3）在图中虚线的右侧设计一匀强电场，使小球离开电容器后沿直线运动，求电场强度的最小值.

参考答案1．答案：A解析：将导体棒串联后接入电路中，电流相同，导体棒两端的电压之比为1:4，根据欧姆定律可知，他们的电阻之比，根据电阻定律，则，故选A。2．答案：A解析：当滑动变阻器的滑动端P向下滑动时，变阻器接入电路的电阻减小，变阻器与B灯并联电阻减小，则外电路总电阻减小，由闭合电路欧姆定律得知干路电流I增大，故通过电源的电流增大；由知电源的供电功率将增大；电源的E、r不变，所以路端电压则U减小，而A灯的电压等于路端电压，所以灯A变暗；通过R的电流U减小，通过A灯的电流减小，而I增大，则知增大，变阻器与B灯并联电压U减小，增大，所以减小，故电灯B将变暗。故选A。3．答案：A解析：AB.电压表测量的是路端电压，电流表测电路中的电流，由部分电路欧姆定律有得故A正确，B错误；CD.由闭合电路欧姆定律有将、、代入可得故CD错误。故选A。4．答案：A解析：A、当扫描笔头在白色间隔上移动时，光敏三极管呈低阻抗，电路中电流大，的电压大，则信号处理系统获得高电压，故A正确;B、当扫描笔头在黑色线条上移动时，光敏三极管接收不到反射光，呈高阻抗，由闭合电路欧姆定律可知电路中电流小，的电压低，则信号处理系统获得低电压，故B错误;C、如果扫描速度发生变化，在信号处理系统中高低电压的时间间隔就会发生变化，从而无法正确判断黑、白条纹宽度，可能出现错误识别信息，故C错误D、扫描笔头外壳出现破损时，外面的光就会进入光敏三极管，从而出现错误信息，导致不能正常工作，故D错误。故选:A。5．答案：A解析：当的滑动触点向a端移动时，滑动变阻器的阻值变小，由串反并同规律得，与滑动变阻器串联的电流表的读数变大，与滑动变阻器并联的电压表的读数变小。故选A。6．答案：C解析：A.此时放电电流达到最大值，电容器极板上电荷量为零，电场能最小，故A错误；B.当S达到b端后，电容器先依次经历一个放电和充电过程，此阶段LC回路中电流沿逆时针方向，待第一次充电结束时，共经历半个周期，此后电容器再次放电，回路中电流方向第一次沿顺时针，再经历四分之一个周期，放电电流达到最大，所以有解得回路的周期为故B错误；C.根据振荡回路的周期性可知，时线圈放电电流达到最大，此时线圈中磁场能最大，故C正确；D.由于能量损耗，振荡电流的振幅会逐渐减小，但回路中振荡频率由L和C决定，所以振荡频率不变，故D错误。故选C。7．答案：D解析：BD.由线管中电流产生的磁场方向向上，根据右手螺旋定则知，电路中电流沿逆时针方向，故D正确，B错误；AC.根据平行板电容器内场强的方向可知，上极板带正电，下极板带负电，而电流沿逆时针方向，电容器正在放电，电容器上的自由电荷在减少，电场能正在向磁场能转化，故AC错误。故选D。8．答案：D解析：在图像中，在U轴的截距表示电路中电流为零时的路端电压，即为电源电动势，则电源的电动势为，A错误；图线的斜率的绝对值为该电源的内阻，即为，B错误，D正确；短路电流是路端电压为零时电路中的电流，则短路电流为，C错误.9．答案：AD解析：A.由图线a纵轴截距读出电源的电动势；其斜率大小等于电源的内阻，则有；当时由图象b知路端电压，由；可知；故A正确；BC.电路中的总电阻为；总电流为；根据串并联电流关系可得通过每个电阻R的电流为；每个电阻R消耗的电功率为；故BC错误；D.根据输出功率随外电阻变化的关系知，当外阻等于电源内阻时，电源的输出最大，即；故D正确。故选AD。10．答案：AC解析：A.发电机线圈在时刻，磁通量为最大，磁通量变化率为0，则输出的瞬时电压为0，故A正确；B.发电机线圈电动势的最大值为初时刻磁通量为0，则发电机产生的电动势瞬时值表达式故B错误；CD.单位时间吹过风的质量为根据能量守恒，发电机的发电功率为若风速加倍，则发电机的发电功率将变为8倍，故C正确，D错误。故选AC。11．答案：BC解析：AB.图示时刻，电容器上极板带正电，通过图示磁场方向由安培定则可知电流方向由电容器正极流出，电容器放电，电流在增大，电容器上的电荷量减小，电场能转化为磁场能。故A错误；B正确；C.根据易知减小自感线圈的自感系数，减小电容器的电容，即提高LC振荡电路的频率，并将LC电路做成开放电路，可以向外发射电磁波。故C正确；D.发射电磁波时利用电磁波传播有用的信号叫调制，接收电磁波时通过调谐接收需要的电磁波。故D错误。故选BC。12．答案：ABD解析：A.直线B的斜率等于电阻R的阻值，则，故A正确；B.根据闭合电路欧姆定律得当时，，由直线A读出电源的电动势内阻等于直线A的斜率的倒数，则，故B正确；C.电源的输出功率为，故C错误；D.电源的效率为，故D正确。故选ABD。13．答案：（1）60（2）7.20（3）3.60解析：（1）用×10Ω档测量电阻，指示值6.02，倍率为×10，读数为60Ω.（2）用直流10mA档测量电流，准确值7.2mA,估计值0.00mA,读数为7.20mA.（3）用直流5V档测量电压，准确值3.6V，估计值0.00，读数为3.60V.14．答案：0.1；30解析：由图可知，当导体两端电压为3V时，通过它的电流是当导体两端电压为3V时，导体的电阻为15．答案：967.21W解析：该电热器消耗的功率，其中U为电压的有效值，所以。16．答案：（1）0.1A（2）1m/s解析：（1）在至时间内，金属棒PQ保持静止，磁场变化导致电路中产生感应电动势，电路中金属棒与R并联，再与串联，电路的总电阻，此时感应电动势，通过小灯泡的电流为。（2）当棒在磁场区域中运动时，由导体棒切割磁感线产生电动势，电路为R与并联，再与导体棒串联，此时电路的总电阻，由于灯泡中电流不变，所以流经灯泡的电流，则流经导体棒的电流为，电动势，解得棒PQ在磁场区域中运动的速度大小。17．答案：(1)8W(2)6W(3)9W解析：(1)当时，