新教材适用高中物理第12章电能能量守恒定律测评新人教版必修第三册

第十二章测评(时间:60分钟满分:100分)一、单项选择题(本题共5小题,每小题5分,共25分。每小题只有一个选项符合题目要求)1.关于电动势,下列说法正确的是()A.电源电动势肯定等于电源两极间的电压B.电动势越大的电源,将其他形式的能转化为电能的本事越大C.体积越大的电源,电动势肯定越大D.电源电动势与外电路的组成有关答案:B解析:依据闭合电路欧姆定律知,电动势的数值等于内外电压之和,故A错误。电源是把其他形式的能转化为电势能的装置,电动势表征了这种转化本事的大小,故B正确。干电池的电动势与正负极的材料有关,与电源的体积无关,故C错误。电动势由电源本身特性确定,与外电路的组成无关,故D错误。2.一个用满偏电流为3mA的电流表改装成的欧姆表,调零后用它测500Ω的标准电阻时,指针恰好指在刻度盘的正中间,如用它测量一个未知电阻时,指针指在1mA处,则被测电阻的阻值为()A.1000Ω B.5000Ω C.150Ω D.2000Ω答案:A解析:因为电表测500Ω的标准电阻时指针恰好指在刻度盘的正中间,由Ig=ER内,Ig2=ER内+R中知,R内3.(2024·江苏卷)如图所示的电路中,电阻R=2Ω。断开S后,电压表的读数为3V;闭合S后,电压表的读数为2V,则电源的内阻r为()A.1Ω B.2Ω C.3Ω D.4Ω答案:A解析:开关S断开时有E=3V,开关S闭合时有2V=ER+rR,其中R=2Ω,解得r=1Ω4.如图所示,直线A为某电源的U-I图线,曲线B为某小灯泡的U-I图线,用该电源和小灯泡组成闭合电路时,电源的输出功率和电源的总功率分别是()A.4W,8W B.2W,4WC.2W,3W D.4W,6W答案:D解析:用该电源和小灯泡组成闭合电路时,电源的输出功率是UI=2×2W=4W,电源的总功率是EI=3×2W=6W。选项D正确。5.如图所示,始终流电动机与阻值R=9Ω的电阻串联在电源上,电源的电动势E=30V,内阻r=1Ω,闭合开关,用志向电压表测出电动机两端电压U=10V,已知电动机线圈的电阻RM=1Ω,则下列说法正确的是()A.通过电动机的电流为10AB.电动机的输入功率为20WC.电源的输出功率为4WD.电动机的输出功率为14W答案:B解析:依据欧姆定律得回路中电流I=E-UR+r=30-109+1A=2A,故A错误;电动机的输入功率为P入=UI=10×2W=20W,故B正确;电源的输出功率P出=EI-I2r=30×2W-22×1W=56W,故C错误;电动机的输出功率P出'=UI-I2RM=(10×2-22二、多项选择题(本题共3小题,每小题5分,共15分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得5分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)6.如图所示的电路中,电源的电动势E和内阻r恒定不变,电灯L恰能正常发光,假如滑动变阻器的滑片向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消耗的功率减小C.电灯L变暗,电源的总功率减小D.电灯L变暗,电流表的示数增大答案:AB解析:滑片向b端滑动,R1变大,电路中总电阻变大,依据I=ER总+r知I减小,电流表示数减小,依据E=U外+Ir,U外变大,灯泡两端电压变大,故电灯L更亮。再依据P2=I22R2,I减小,IL变大,故I2变小,R2功率变小,故C、D7.如图所示的电路中,电源电动势为12V,内阻为2Ω,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10VB.电源的总功率为10WC.a、b间电压的大小为5VD.a、b间用导线连接后,电路的总电流为1A答案:AC解析:开关S闭合后,外电路的总电阻为R=10Ω,路端电压U=ER+rR=1212×10V=10V,A项正确;电源的总功率P=E2R+r=12W,B项错误;由于两条支路的电流均为I'=1020A=0.5A,因此a、b两点间的电压为Uab=0.5×(15-5)V=5V,C项正确;a、b两点用导线连接后,外电阻R'=2×5×155+15Ω=7.5Ω,因此电路中的总电流I=E8.如图所示的电路中,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P向左移动,下列推断正确的是()A.电流表示数变小,电压表示数变大B.小灯泡L变亮C.电容器所带的电荷量削减D.电源的总功率变小答案:AD解析:闭合开关S,滑动变阻器的滑片P向左移动,则滑动变阻器接入电路的电阻增大,外电路的总电阻增大,由闭合电路欧姆定律I=ER外+r可知电路中的总电流减小,路端电压(U=E-Ir)增大,则电流表示数变小,电压表示数变大,小灯泡L变暗,选项A正确,B错误;电容器两端的电压UC=E-I(RL+r),因为I减小,所以UC增大,电容器所带的电荷量(Q=CUC)增加,选项C三、非选择题(本题共5小题,共60分)9.(9分)某同学利用下列器材测定某种蓄电池的电动势和内阻。该蓄电池的电动势约为3V。A.量程是0~0.6A,内阻约为0.5Ω的电流表;B.量程是0~3V,内阻是6kΩ的电压表;C.量程是0~15V,内阻是30kΩ的电压表;D.阻值为0~1kΩ,额定电流为0.5A的滑动变阻器;E.阻值为0~10Ω,额定电流为2A的滑动变阻器;F.定值电阻4Ω,额定功率4W;G.开关S一个,导线若干。(1)为了减小试验误差,电压表应选择(填器材代号),图中的导线应连接到(选填“①”或“②”)处,变更滑动变阻器阻值的时候,为了使电压表和电流表的读数变更比较明显,滑动变阻器应选择(填器材代号)。

(2)用(1)问中的试验电路进行测量,读出电压表和电流表的读数,画出对应的U-I图线如图所示,由图线可得该蓄电池的电动势E=V,内阻r=Ω。(结果保留两位有效数字)

答案:(1)B①E(2)3.21.3解析:(1)蓄电池的电动势约为3V,电压表C的量程太大,选电压表B。导线接①处,与电池串联的定值电阻阻值已知,有利于精确测出电池的内阻。电流表量程为0~0.6A,由R=EI得回路中的总电阻不能小于5Ω,滑动变阻器D总阻值太大,操作不便利,滑动变阻器选E。(2)由图线在纵轴上的截距可得蓄电池的电动势E=3.2V,图线斜率的肯定值|k|=5.3Ω,减去与电池串联的定值电阻的阻值4Ω,可得电池的内阻r=1.3Ω10.(9分)在测定一节干电池的电动势和内阻试验中,备有下列器材:A.待测的干电池(电动势约为1.5V,内阻小于1Ω)B.电流表A1(量程0~3mA,内阻Rg1=10Ω)C.电流表A2(量程0~0.6A,内阻Rg2=0.1Ω)D.滑动变阻器R1(0~20Ω,10A)E.滑动变阻器R2(0~200Ω,1A)F.定值电阻R0(990Ω)G.开关和导线若干(1)某同学发觉上述器材中虽然没有电压表,但给出了两个电流表,于是他设计了如图甲所示的(a)、(b)两个参考试验电路,其中合理的是图所示的电路;在该电路中,为了操作便利且能精确地进行测量,滑动变阻器应选(填写器材前的字母代号)。

甲乙(2)图乙为该同学依据(1)中选出的合理的试验电路,利用测出的数据绘出的I1-I2图线,I1为电流表A1的示数,I2为电流表A2的示数,且I2的数值远大于I1的数值,则由图线可得被测干电池的电动势E=V,内阻r=Ω。

答案:(1)(b)D(2)1.490.85(0.84~0.86均可)解析:(1)因为题中没有给出电压表,所以须要用一个定值电阻和电流表串联,改装成电压表,依据欧姆定律,若将电流表A1与定值电阻串联,有U=I1R0=0.003×(990+10)V=3V,与电源电动势接近,故应将电流表A1与定值电阻串联运用,故合理的是(b)图;电源电动势约为1.5V,内阻小于1Ω,为便利试验操作且能精确地进行测量,滑动变阻器应选D。(2)由电路图可知,在闭合电路中,由于I2≫I1,则干路中电流近似等于I2,电源电动势E=I1(R0+Rg1)+I2r,则I1=ER0+Rg1-rR0+Rg1I2,由图像可知,图像的截距b=1.49×10-3A,则电源电动势为E=1.4911.(13分)如图所示,电源电动势E=12V,内阻r=3Ω,R0=1Ω,直流电动机内阻R=1Ω,当调整滑动变阻器R1时可使甲电路输出功率最大,调整R2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P0=2W),求R1和R2的值。答案:2Ω1.5Ω解析:题图甲中,当电路的外电阻等于电源内阻时,电路的输出功率最大,则R1=r-R0=(3-1)Ω=2Ω此时电流I1=E2r=12所以甲电路最大的输出功率为P=I12(R0+R1)=22×3W对于乙图,输出的最大功率也为12W,电流I2=2A所以对于乙电路有I22R2+2W+I解得R2=1.5Ω。12.(14分)如图所示的电路中,已知R1=4Ω,电流表的读数I=0.75A,电压表读数U=2.0V,经一段时间后一电阻断路,使电流表的读数变为I'=0.80A,而电压表的读数变为U'=3.2V。(1)发生断路的电阻是哪一个?(2)电源电动势和内阻各是多少?答案:(1)R2(2)4V1Ω解析:(1)因某电阻断路,电流表、电压表示数均增大,若R1、R3断路,电压表或电流表无读数,可断定发生断路的电阻是R2。(2)R2断路后,电压表的示数等于路端电压,则R3=U'I'依据闭合电路欧姆定律得U'=E-I'r,即有3.2V=E-0.8A·r①R2未断路时,路端电压U″=R3I=4×0.75V=3V通过R1的电流I1=U″-UR1=总电流I0=I1+I=0.25A+0.75A=1.0A则有U″=E-I0r即3V=E-1.0A·r②联立①②解得E=4V,r=1Ω。13.(15分)如图甲所示的电路中,R1、R2均为定值电阻,且R1=100Ω,R2阻值未知,R3为一滑动变阻器。当其滑片P从左端滑至右端时,测得电源的路端电压随电源中流过的电流变更图线如图乙所示,其中A、B两点是滑片P在变阻器的两个不同端点得到的。求:(1)电源的电动势和内阻;(2)定值电阻R2的阻值;(3)滑动变