2025年高二物理人教版寒假衔接讲练 提升练-04 电能 能量守恒定律（学生版）

04电能能量守恒定律内容早知道☛第一层巩固提升练（5大题型）题型1电功和电功率、焦耳定律题型2闭合电路欧姆定律题型3动态电路分析题型4含容电路分析题型5故障电路分析☛第二层能力提升练☛第三层拓展突破练电功和电功率、焦耳定律⭐积累与运用⭐积累与运用电功和电热、电功率和热功率的区别项目意义公式联系电功电流在一段电路中所做的功W=UIt对纯电阻电路，电功等于电热，即W=Q=UIt=I²Rt;对非纯电阻电路，电功大于电热，即W>Q电热电流通过导体产生的热量Q=1²Rt电功率单位时间内电流所做的功P电=UI对纯电阻电路，电功率等于热功率,即P电=P热=UI=I²R;对非纯电阻电路，电功率大于热功率，即P电>P热热功率单位时间内导体产生的热量P热=I²R1．如图所示，由同种材料制成的、长度相同的两段导体A、B，已知横截面积，给A、B中通以大小相等的稳恒电流时，电荷定向移动速率分别为、，两端电压分别为、，电功率分别为、，相同时间内产生的热量分别为、，不考虑温度对电阻的影响，下列说法正确的是（）A． B． C． D．2．如图所示是某笔记本电脑电池上的部分标注，该型号的电池据说是最强的笔记本电脑电池之一。关于此电池的下列说法中，正确的是（

）A．该电池充满电后储存的能量约B．该电池充满电后可供电脑使用10小时，则平均电流强度约0.1AC．若某电容器充满电后，电压为10.8V，电量为8700mAh，则电容器储存的能量和该电池充满电后相同D．该电池充满电后，提供的总能量可以使一名质量的学生提升的高度超过“中国尊”（北京最高建筑，高度为）的高度3．央视《是真的吗》节目中，主持人做了“电池包口香糖的锡纸取火工具”的实验：取包口香榶的锡纸，中间剪掉一些（如图2），将锡纸条带锡的一端接在电池的正极，另一端接在电池的负极，很快发现锡纸条开始冒烟、着火（如图1）。已知锡纸条上、、段长度相等，下列说法正确的是（）A．材料和长度相同时，横截面积越大，电阻越大B．该实验利用了电流的热效应C．图2中，段的电阻最大D．该实验取火的原理和“钻木取火”的原理相同（多选）4．如图所示，a、b两点间的电压为9V，三个电阻的阻值分别为R1=R2=6Ω、R3=3Ω。下列说法正确的是（）A．R1、R2、R3两端的电压之比为1：1：1B．R1、R2、R3消耗的电功率之比为1：1：2C．在相等的时间内，通过R1、R2、R3的电荷量之比为2：2：1D．在相等的时间内，R1、R2、R3产生的焦耳热之比为1：2：2（多选）5．一只电炉的电阻丝和一台电动机线圈电阻相同，都为R。串联接在电路中（电动机正常运转），则以下说法正确的是（）A．电炉和电动机两端电压相等B．电动机的电功率大于电炉的电功率C．在相同的时间内电炉和电动机产生的电热相等D．电炉两端电压与通过的电流的比值小于电动机两端电压与通过的电流的比值闭合电路欧姆定律⭐积累与运用⭐积累与运用闭合电路欧姆定律(1)公式:I=(2)常用表达式：6．如图所示的电路中，电源电动势、电阻，开关断开时电压表示数为3.15V，若开关闭合电压表示数为（）A．3．15V B．3.6V C．2.8V D．3.0V7．如图所示的图像中，直线a、b分别为两个电源的路端电压与电流的关系，曲线c为小灯泡的两端电压与电流的关系，三条线交于Q点。若将小灯泡先后分别与这两电源直接相连组成闭合回路，则（）A．电源电动势 B．电源内阻C．电源的输出功率 D．电源的总功率8．如图所示的U-I图像中，直线I为某电源的路端电压与电流的关系，直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线，用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图像可知（）A．电源的输出电压为2VB．电源电动势为3V，内阻为0.5ΩC．电源的输出功率为3.0WD．电源的效率为60%9．华为在2023年10月发布了一款据称可实现“一秒一公里”的全液冷超级充电桩，其最大输出电流为600A，充电电压范围为200V至1000V，并且该充电桩能根据很多电动汽车车型的充电需求智能分配所需充电功率。某天，小振开着自己的某款电动汽车来这种充电站体验，其车总质量为1．6t，所用电池组规格为“360V，”（内阻不能忽略），车上显示屏显示此次充电电量由充到用时10分钟，本次充电共消费60元（充电桩计费规则为每度电2元）。经他几天实测，显示屏电量由下降到共行驶了120公里，已知他的车行驶时的阻力为车重的0.02倍，则（）A．充电桩上标识的“600kW”表示给各车充电时的平均功率B．小振本次充电的平均功率约为300kWC．小振本次充电的充电效率约为D．小振汽车电机将电能转化为机械能的效率约为（多选）10．将一电动势和内阻恒定的电源与一电阻箱连接成闭合回路，测得电阻箱所消耗的功率P随电阻箱读数R变化的曲线如图所示，则（）A．电源最大输出功率为4.5WB．电源电动势为9VC．电阻箱阻值为1Ω时，电阻箱消耗的功率最大D．电源的内阻为1Ω动态电路分析⭐积累与运用⭐积累与运用在直流电路中，当调节滑动变阻器的滑片或者开关闭合或断开改变电路结构时，电路中各个部分的电流、电压和功率等都会随之发生变化，这种变化构成了电路的动态问题11．在校园安全大检查中，检查小组的同学研究了学校宿舍楼的火警报警装置的电路，如图所示，为热敏电阻，温度升高时，急剧减小，当电铃两端电压达到一定值时，电铃会响，下列分析正确的是（）A．报警装置的电池老化（内阻变大，电动势不变），不会影响报警装置的安全性能B．若研究时发现当有火时报警装置不响，应把的滑片P向下移C．若研究时发现报警装置过于灵敏，应把的滑片P向上移D．增大电源的电动势，会使报警装置的临界温度降低12．如图所示，电路中c点接地。若不考虑电流表和电压表对电路的影响，将滑动变阻器的滑片向a端移动，则（）A．电流表读数变小 B．电路的总电阻变小C．电压表读数减小 D．电源的效率变小（多选）13．在如图所示的电路中，电源电动势E和内阻r为定值，为定值电阻，为滑动变阻器，闭合电键S，理想电流表A的示数为I，理想电压表和的示数分别为和，当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，各电表示数变化量分别为和，下列说法正确的是（

）A．I变大，变大 B．电源的效率增加C．电源的总功率增加 D．不变，不变（多选）14．如图电源电动势为E、内阻为r，滑动变阻器的滑片P从左向右滑动时，下列说法正确的是（）A．电容器上的电荷量变小B．电阻消耗的功率一定变大C．灯L变亮D．电源的效率降低（多选）15．在如图所示的电路中，电池的输出电压不变，、、是三个定值电阻，当滑动变阻器的滑片向下滑动时，（

）

A．电压表示数变小 B．电流表示数变小C．电压表示数变大 D．电流表示数变大含容电路分析⭐积累与运用⭐积累与运用电容器是一个储存电能的元件，在直流电路中，当电容器充电、放电时，电路中有电路接通瞬间，电充电、放电电流.一旦电路达到稳定状态，电容器在电路中就相当于一个电阻无穷大容器中有充电电流，的元件，电容器所在支路可视为断路，简化电路时可去掉.分析和计算含有电容器的视为通路.16．如图所示，电源的电动势、内阻，电阻，电容器的电容。闭合开关K，电路达到稳定后，则（）

A．当开关S断开时，稳定后电容器的电压8VB．当开关S闭合时，稳定后流过中的电流约为0.824AC．开关S从断开到闭合直至电路稳定的过程中通过电阻R的电荷量约为1.06×10-4CD．开关S从断开到闭合直至电路稳定的过程中通过电阻R的电荷量约为2.59×10-5C17．如图所示，电源的电动势，内阻，,，平行板电容器的电容，则（）

A．开关断开时两极板间的电压为B．开关断开时电容器所带电荷量为C．开关接通时两极板间的电压为D．开关接通时电容器所带电荷量为18．水平放置的平行板电容器C与两个可变电阻器、以及电源（内阻不可忽略）连成如图所示的电路。闭合开关S，电路达到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动。则下列说法正确的是（）A．开关保持闭合，只将上极板向上移动，带电液滴向下运动B．开关保持闭合，将可调电阻的阻值增大，则带电液滴向上运动C．将开关断开后，只将上极板向下移动，带电液滴仍保持静止D．将开关断开后，将上极板向右移动一点，带电液滴向上运动（多选）19．如图所示的电路中，电源电动势为，内阻为，、为定值电阻，为滑动变阻器，，变阻器的总阻值为，为下极板接地的平行板电容器，电表均为理想电表，为灵敏电流计。初始状态和均闭合，滑片位于最右端，此时两极板之间的带电油滴恰好处于平衡状态，则下列说法正确的是（）A．将滑动变阻器的滑动头向左移动，油滴在运动过程中的电势能和动能都增大B．将滑动变阻器的滑动头向左移动，电压表的示数增大，变阻器上的功率先增大后减小C．将两极板的正对面积减小，电流计中有向下的电流D．断开开关，将电容器上极板向上平移一小段距离，带电油滴的电势能不变20．如图所示电路，电源电动势E=6V，内阻忽略不计，电容C=10μF，R1=R2=10kΩ，R3=20kΩ。当开关S接“1”时，电源给电容器充电，稳定后S接“2”。求：（1）S接通“1”的瞬间，流过R1的电流强度I；（2）S接通“2”后，通过R2的电量Q。

故障电路分析⭐积累与运用⭐积累与运用进行电路故障分析时，要以电路动态分析为基础，若电路较复杂，首先需画出等效电路图，将题目设置的可能故障代入等效电路，根据各物理量间存在的相互依赖、相互制约的关系，判断其他物理量发生的变化与题目是否吻合.电路出现的故障一般是短路和断路.常见的情况有导线断芯、灯泡断丝、灯泡短路、电阻内部短路、接触不良等.断路状态的特点短路状态的特点电源电压不为零而电流为零；若外电路某两点之间的电压不为零，则这两点间有断点，但这两点与电源连接部分无断点有电流通过电路而电压为零21．如图所示，电源电动势为，电路中有AB、CD、EF、GH四根连接电路的导线，其中一根导线内部的铜丝是断的，电路其余部分完好。为了查出故障导线，某同学选用多用电表直流挡，闭合开关后，将多用电表红表笔接在A接线柱上，黑表笔依次接在B、D、F所示的接线柱上，多用电表的示数分别为、、。可判断出故障导线是（）A．AB B．CD C．EF D．GH22．如图所示，某时刻两电表的示数都增大，则可能出现了下列哪种故障（）A．断路 B．短路 C．短路 D．短路23．如图所示，将滑动变阻器滑片P滑到最左端，闭合S后移动滑片P灯泡L不亮，但电压表有示数，电流表示数很小。若电路只有一处出现断路故障，当用多用电表的电压挡检测故障位置时（）A．若多用电表接在滑动变阻器两端有示数，则可能是灯泡L断路B．若多用电表接在滑动变阻器两端有示数，则可能是滑动变阻器R断路C．若多用电表接在灯泡L两端有示数，则可能是滑动变阻器R断路D．若多用电表与电容器的两极板相连有示数，则可能是灯泡L断路24．如图所示，电池、开关和灯泡组成串联电路。当闭合开关时，发现灯泡不发光。某同学为了判断究竟是什么原因造成了这种现象，在闭合开关且不拆开导线的情况下，用多用电表2.5V直流电压挡进行检测。他将红表笔与接线柱A接触并保持不动，用黑表笔分别接触接线柱B、C、D、E、F。他发现，当黑表笔接触B、C、D时，示数为1.50V；当黑表笔接触E、F时，示数为0.若该电路中只存在一个问题，则灯泡不发光的原因可能是（）A．电池没电了 B．灯泡灯丝断了C．导线DE断了 D．开关接触不良25．如图所示的电路，开关闭合后小灯泡甲和乙均正常发光，电流表的示数不为零；突然两灯均熄灭且电流表的示数也变为零。将电压表与甲、乙两灯泡并联，电压表有示数，电压表与甲灯并联，电压表无示数。则下列说法正确的是（）A．甲灯短路 B．电流表烧断C．甲灯烧断 D．乙灯烧断（多选）26．如图为小明设计的一个自动控制电路，电源的电动势为E，内阻为r，R为光敏电阻，C为电容器，为定值电阻，L为灯泡，电流表和电压表均为理想电表。已知光敏电阻的阻值随着光照强度的增加而减小，电容器未被击穿。闭合开关，减小光敏电阻的光照强度，下列说法正确的是（

）A．灯泡变亮 B．电容器储存电量变大C．不变 D．电源的输出功率变大1．近年来，风力发电作为一种清洁能源得到了国内外的广泛关注和应用。如图每台风力发电机的叶片转动时可形成面积为S的圆面，当风向与叶片转动的圆面垂直时，发电机将圆面内气流动能转化为电能的效率为，若此时风速为v，空气密度为，则发电机的发电功率为（）A． B．C． D．2．用不同材料做成两形状、大小相同的导体棒甲、乙，接在如图所示的电路中，理想电压表V1的示数大于V2的示数。则导体棒甲（）A．电阻率小 B．电功率小C．在相同时间内产生的热量多 D．在相同时间内通过的电荷量大3．闭合电路内、外电阻的功率随外电路电阻变化的两条曲线如图所示，曲线A表示内电阻的功率随外电阻变化的关系图线，曲线B表示外电阻的功率随外电阻变化的关系图线。下列说法正确的是（）A．电源的电动势为3VB．电源的内阻为2.5ΩC．内电阻的最大功率为7.2WD．外电阻取2.5Ω时外电阻的功率是外电阻取10Ω时外电阻的功率的4．在如图所示的图像中，直线Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系图线，曲线Ⅱ为某一小灯泡L的曲线，曲线Ⅱ与直线Ⅰ的交点坐标为（1.5，0.75），曲线Ⅱ在该点的切线与横轴的交点坐标为（1.0，0），用该电源直接与小灯泡L连接成闭合电路，由图像可知（）A．电源电动势为2.0VB．电源内阻为C．小灯泡L接入电源时的电阻为D．小灯泡L实际消耗的电功率为1.125W5．下图是根据飞机升降时机翼受力的原理设计的装置，用于监测河水流速的变化。机翼状的探头始终浸没在水中，通过连杆带动滑动变阻器的滑片P上下移动，电源电动势为4．8V，内阻不计，理想电流表量程为0~0．6A，理想电压表量程为0~3V，定值电阻R1阻值为6Ω，滑动变阻器R2的规格为“20Ω1A”。闭合开关S，随着水流速度的改变，下列说法正确的是（

）A．当水流速度增大时，电流表的示数变小B．当水流速度增大时，电压表与电流表的示数之比变大C．滑动变阻器允许接入电路的取值范围为2Ω~15ΩD．电阻R1的电功率的变化范围为0.54W~2.16W6．如图所示电路，当滑动变阻器R3的滑片向右移动一小段距离后，电压表V1和电压表V2的示数的变化量分别为ΔU1和ΔU2（均取绝对值）。下列说法中正确的是（）A．电压表V1的示数变大，电压表V2的示数变小，且有ΔU1>ΔU2B．电压表V1的示数变小，电压表V2的示数增大，且有ΔU1>ΔU2C．电容器的左极板带正电，且两极板间电场强度减小D．电源的输出功率比R3的滑片移动前大7．如图所示，电源电动势为6V，电路中有AB、CD、EF、GH四根连接电路的导线，其中一根导线内部的铜丝是断的，电路其余部分完好。为了查出故障导线，某同学选用电压表的直流10V挡，闭合开关后，将电压表的正极接在A接线柱上，黑表笔依次接在B、D、F所示的接线柱上，多用电表的示数分别为6V、6V、6V。可判断出故障的导线是（

）A．AB B．CD C．EF D．GH8．将电池、开关和灯泡组成串联电路，如图所示。闭合开关时，发现灯泡不发光。为了寻找故障原因，某同学在闭合开关且不拆开导线的情况下，用多用电表2．5V直流电压挡进行检测。他将红表笔与接线柱A接触并保持不动，用黑表笔分别接触接线柱B、C、D、E、F。他发现，当黑表笔接触B、C、D时，示数为1.50V；黑表笔接触E、F时，示数为0。若该电路中只存在一处故障，则灯泡不发光的原因可能是（）A．灯泡短路 B．开关接触不良C．DE间导线断路 D．AF间导线断路9．如图所示，电路两端加恒定电压U，电路稳定后，灯泡L正常发光，然后向右移动滑动变阻器R的滑片，在此过程中（

）A．灯泡L逐渐变暗 B．定值电阻两端电压逐渐减小C．电容器C所带的电荷量逐渐增大 D．定值电阻中有水平向右的电流（多选）10．如图所示，电源电动势E=12V，内阻r=1Ω，，。开关闭合后，电动机恰好正常工作。已知电动机的额定电压为6V，电动机线圈的电阻为0.5Ω，下列说法正确的是（）A．电阻两端的电压为3VB．通过电动机的电流为12AC．电源的效率为75%D．电动机的输入功率为12W（多选）11．交警使用的某型号酒精测试仪工作原理如图所示，传感器电阻R的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小，电源的电动势为E，内阻为r，定值电阻，电路中的电表均为理想电表。当饮酒驾驶后对着测试仪吹气时，下列说法正确的是（）A．电压表的示数变大，电流表的示数变小B．饮酒量越多，电源的效率越小C．饮酒量越多，电源的输出功率一定越大D．电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比保持不变（多选）12．如图，电源电动势，内阻，电阻，，，电容器电容，开关S原来断开，现在合上开关S直到电路稳定，则（

）A．S闭合电路稳定时，电容器b极板带正电B．S断开电路稳定时，电容器