【單元練】高中物理必修3第十二章【電能-能量守恒定律】基礎(chǔ)卷

一、選題1．如圖的UI象中，直線為一電源的路端電壓與電流關(guān)系圖象，直為某一電阻R的安性曲線。用該電源與電阻R組閉合電路，則（）A．電源電動(dòng)勢(shì)3V，內(nèi)阻ΩC．源的效率為66.7%

B．阻的阻值為2．源的總功率為C解析：A．圖與軸的交點(diǎn)表示電源電動(dòng)勢(shì)為3，圖的率的絕對(duì)值表示電源內(nèi)阻，為0.5Ω，選項(xiàng)錯(cuò)；B．象的率表示電阻R的阻值為Ω選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．源效率

P2出66.7%P總選項(xiàng)C正；．源的電動(dòng)勢(shì)為E，流為2，電源總功率為P=IE選項(xiàng)D錯(cuò)；故選。2．硅光電池是一種太陽能電池，具有碳環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。如圖所示，圖線a是電池在某光照強(qiáng)度下路端電壓和流的系圖像（電池內(nèi)阻不是常量），圖線b是某電阻的

圖像。在該光照強(qiáng)度下將它們組成閉合回路時(shí)，硅光電池的內(nèi)阻為（）A．Ω

B．C．Ω．Ω解析：由閉合電路歐姆定律得Ir當(dāng)I時(shí)

1212121112121211由題圖可知，電池的電動(dòng)勢(shì)為3.6V根據(jù)題中兩圖線交點(diǎn)處的狀態(tài)可知，電阻的電壓為U2.5V電流為IA則硅光電池的內(nèi)阻為r

EΩI故選A3．電動(dòng)勢(shì)為、內(nèi)阻為的電源與定值電阻R、及動(dòng)變阻器連成如圖所示的電路，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片由中點(diǎn)滑向端，下列說法確的是（）A．電流表的示數(shù)變小C．源的輸出功率一定增大

B．壓表的示數(shù)變大．的率變小A解析：【分析】由圖可知R與并后與R串聯(lián)，電壓表測(cè)路端電壓，電表測(cè)量流過R的電流?；騛端動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電阻減小，則由閉合電路的歐姆定律可知電路干路電流的變化及路端電壓的變化；再分析并聯(lián)電路可得出電流表示數(shù)的變化；當(dāng)外電阻等于內(nèi)阻時(shí)，電源的輸出功率最大；根據(jù)功率公式求解定值電阻消耗的功率。．滑動(dòng)變阻器滑片由中點(diǎn)滑向a端，接入電路的電阻減小，則由閉合電路的歐姆定律可知，干路電流增加，內(nèi)電壓增加，由U

可知路端電壓減小，即電壓表示數(shù)變小，因路端電壓減小，而干路電流增加，故R兩的電壓增加，則并聯(lián)部分電壓減小，由歐姆定律可知電流表示數(shù)變小，故正，錯(cuò)；C．據(jù)電源的輸出功率和外電阻的關(guān)系可知，外電阻等于內(nèi)阻時(shí)，電源的輸出功率最大，本題中外電阻和內(nèi)阻的關(guān)系不明確，則滑動(dòng)變阻器的滑片由中點(diǎn)滑向a端，電源輸出功率不一定增大，故錯(cuò)誤；．上述分析可知，當(dāng)滑動(dòng)變器的滑片由中點(diǎn)滑向a端時(shí)，干路電流增加，根據(jù)P

2

R1

可知，的率大，故D錯(cuò)。故選A【點(diǎn)睛】此題考查了閉合電路歐姆定律的相關(guān)知識(shí)，屬于電路中動(dòng)態(tài)變化分析的問題，首先要搞清

A201A201電路的結(jié)構(gòu)，其次要“部分整體部”的順序分析。4．如圖所示電路，閉合電鍵S，動(dòng)變阻器的滑片向左滑動(dòng)，則下列說法正確的是（）A．電流表的示數(shù)增大B．流表的數(shù)增大C．壓表的數(shù)增大．果保持滑動(dòng)變阻器的滑片動(dòng)而將S斷三表A、A、的數(shù)都減小C1解析：A．滑動(dòng)變阻器的滑片向左滑動(dòng)，

R

增大，根據(jù)I可得電流表的示數(shù)減小，錯(cuò)；C．據(jù)UIr內(nèi)可知內(nèi)電壓減小，根據(jù)U外內(nèi)可得外電壓增大B正確；B．于支路R，據(jù)歐姆定律得電流增大，而總電流減小，所以電流表A的示數(shù)減小，1B錯(cuò)誤；．如保持滑動(dòng)變阻器的滑片不動(dòng)而將斷開，電路由并聯(lián)變成串聯(lián)，外電阻變大，電流減小，內(nèi)電壓減小，外電壓增大，即電壓表的示數(shù)變大錯(cuò)誤。故選。5．恒流源是一種特殊的電源，其輸出電流能始終保持不變。如圖所示的電路中電源是恒流源，當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭P從右端向最左端移動(dòng)時(shí)下列說法中正確的是（）A．上電壓變大C．上電壓變小解析：

B．流源輸出功率保持不變．的功率增大

22211011111222110111111AC．源輸出電流不變，觸頭由最右端向最左端移動(dòng)時(shí)，接入電路的電阻變大，則總阻變大，而源輸出電流不變，則并聯(lián)部分電壓增大，所以上電壓變大，是值電阻，故通過R的電流變大；而總電流不變，則通過R電減小，所以R的壓減小，則上電壓變大，故A正確C錯(cuò)；B．流源輸出功率=UI，增大，不，則增大，故錯(cuò)；．前面的分析可知通過R電減小R是定值電阻，故的電功率=I2減小，故錯(cuò)誤。故選A6．電源電動(dòng)勢(shì)為，內(nèi)電阻為，源向可電阻供，下列法中正確的是（）A．電動(dòng)勢(shì)和電勢(shì)差單位相同，物理意義相同B．

可知I增時(shí)路端電壓增大C．源電動(dòng)勢(shì)等于電源兩極間的電壓．源電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電路上的電壓之和解析：A．電壓就是電勢(shì)差，雖然名稱不同，但理意義相同、單位相同；電動(dòng)勢(shì)是表示電源將其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的物理量，與電壓的物理意義不同，故A錯(cuò)；B．據(jù)閉合電路歐姆定律，I

E

，電流增加說明外電阻減小了，由Ir

可知，路端電壓增減小，故B錯(cuò)；C．據(jù)閉合電路歐姆定律，路端電壓U

當(dāng)外電路斷路時(shí)，I，有電動(dòng)勢(shì)等于電源兩極間的電壓，故C錯(cuò)；．據(jù)閉合電路歐姆定律，電勢(shì)大小等于內(nèi)、外電壓之和，故D正。故選。7．圖甲為某電源的

圖線，圖乙為某小燈泡的

圖線，則下列說法正確的是（）A．電源的內(nèi)阻為0.5ΩB．燈泡的電阻隨著電壓的增大而減小C．電源和小燈泡組成閉合回路，小燈泡的功率約為

2

PRPR．小燈泡兩端的電壓為0.5V時(shí)，它的電阻約為解析：A．根據(jù)閉合電路歐姆定律變形Ir

ΩC可得圖像與縱軸的交點(diǎn)表示電動(dòng)勢(shì)，圖像斜率的大小表示內(nèi)阻，根據(jù)甲圖電動(dòng)勢(shì)為內(nèi)阻為r

3

Ω0.2故錯(cuò)；B．據(jù)乙圖可知電流越大，小燈泡功率越大，根據(jù)歐姆定律變形得R

UI可知乙圖線上某點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率為電阻，所以小燈泡的電阻隨著功率的增大而增大，故錯(cuò)C．電源和小燈泡組成閉合回路，將在乙中作該電源對(duì)應(yīng)的-I圖象，如圖所示兩

曲線的交點(diǎn)即小燈泡的電壓、電流，根據(jù)圖像讀數(shù)0.4V，I所以，小燈泡的功率為UI故正；．小燈泡兩端的電壓為0.5V

時(shí)，由圖乙可知IU1RI

,它電阻為故錯(cuò)。故選。8．如圖所示，平行金屬板中帶電質(zhì)點(diǎn)原于靜止?fàn)顟B(tài)，電流表和電壓表為理想電表，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向a端移動(dòng)時(shí)，則（）

R24313132333R24313132333A．電壓表讀數(shù)減小

B．流表讀數(shù)增大C．點(diǎn)

P

將向上運(yùn)動(dòng)

．上耗的功率逐漸減小C解析：A由圖可知R與滑動(dòng)變阻器R串聯(lián)后與R并聯(lián)后，再由R串接在電源兩端；電容器與R并聯(lián)；當(dāng)滑片向a移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻增大，則電路中總電阻增大，由閉合電路歐姆定律可知，干路中電流減小，電源的內(nèi)電壓減小，路端電壓增大，同時(shí)，R兩端的電壓也減小，故并聯(lián)部分的電壓增；由歐姆定律可知流過的電流增大，則流過并聯(lián)部分的電流減小，故電流表示數(shù)減??；因并聯(lián)部分電壓增大，而中壓小，故電壓表示數(shù)增大，故錯(cuò)；C．R兩端電壓增大，則電容器兩端電壓增大，故電荷受到的向上電場(chǎng)力增大，則重力小于電場(chǎng)力，電荷向上運(yùn)動(dòng)，故C正確；．上流增大，根據(jù)

P

3

2

R3

，則R消耗的功率逐漸增大，故錯(cuò)。故選。9．如圖所示的

圖像中，直線I

為某電源的路端電壓與電流的關(guān)系，直為某一電阻R的伏安特性曲線，用該電源直接與電阻R接成閉合電路，由圖像可知（）A．的值為2.5

B．源內(nèi)阻為0.5C．阻功為

．源內(nèi)阻消耗功率為2WC解析：A．由圖象可，外電阻

1.5ΩI1.0故錯(cuò)誤；B．據(jù)

Ir

，由圖象可知，電源電動(dòng)勢(shì)E短路電流

121212121212231112112121212121223111212I2.0A短電源內(nèi)阻r

3.0ΩΩI2.0短故錯(cuò)；C．兩圖象的交點(diǎn)坐標(biāo)，可得電源的路端電壓1.5V，路電流為.0A，阻R功UI故正；．兩圖象的交點(diǎn)坐標(biāo)，流過阻的電流1.0A

，電源內(nèi)部消耗的功率為P

r

1.5W故錯(cuò)誤。故選。10．如圖所示電路中，閉開關(guān)S，滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向滑動(dòng)時(shí)，三個(gè)理想電表的示數(shù)都發(fā)生了變化，電流表、壓表V、壓表V的數(shù)分別用、、表示，下列判斷正確的是（）A．I減，增、U減B．增，增、U減小C．減、U減、增．增大U減小、U增大C解析：下，增，則總電阻增加，則總電流減小，總電流減小，則內(nèi)壓減小，外壓增大，電阻R兩端的電壓和電流變大，電流表讀數(shù)I減，過的電流減小，由U=IR可知R兩端的電壓減小，電壓表V讀數(shù)減小；由串聯(lián)電路的特點(diǎn)可知=U+U

1由以上的分析可知，變大，U減，增。故選。二、填題11．瑞轎車品牌作為蕪湖的驕傲，旗下研發(fā)的新能源汽車的組合電芯容量大，充電時(shí)間短。已知其中某一型號(hào)的電芯電容量為

00A

，則該電芯充滿電時(shí)所帶電荷量為___________C若正常工作時(shí)電壓為

380V

，則一次完全放電釋放的電能為___________J。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）解析：

2.7

[1]根qIt200

C

AA電芯充滿電時(shí)所帶電荷量為.2C。[2]完放電釋的電能為UIt7.22.7J12．年10月20日，世界上第一個(gè)公里級(jí)別的商用超導(dǎo)電纜在上海市徐匯區(qū)正式啟用。已知該電纜總長(zhǎng)公，送的電流和電壓分別為2000A和35kV。是該電纜輸電的功率為_____W在超導(dǎo)狀態(tài)下，整根電纜的總電阻不超過10Ω可知用這根電纜輸電時(shí)，其損耗功率的上限_____W。7×1074×10-6解析：7

-6[1]該纜輸電功率為3532000W7[2]損功率的限為2R20002WW13．一個(gè)電池的外電路分接4歐和歐阻時(shí)，電池的輸出功率相等，則在這兩種情況下，通過電池的電流強(qiáng)度之比_，電池的內(nèi)電阻_歐3:26解析：6[1]由知，兩情況下電池的輸出功率相等，根據(jù)：P

2有：I

I

則有：I1I2

3221[2]根閉合電歐姆定律有：I

則有：13R9121R2解得：

r

Ω14．圖所示a觸點(diǎn)離電阻R左

1，觸點(diǎn)離電阻右端，已知RΩ，示33為

，電源由4節(jié)同的電池串聯(lián)而成，每個(gè)電池的內(nèi)阻為.5，圖中電壓表、電流表的示數(shù)分別_______V、_______A和個(gè)電池的輸功率_（各電表視為理想電表處理）

110110115解析：1.5[1][2]觸點(diǎn)離電阻R左

1，b觸離電阻R右時(shí)，最左端段與中間一段先并聯(lián)3再與最右端一段串聯(lián)，A示為通過最左端一段的電流，所以最左端一段電壓為：RI通過最右端一段的電流為：II1A2即電流表的數(shù)是1A

，最右端一段的電壓為：2

2

4V圖中電壓表的數(shù)為：U1[3]電的輸出率為：PUI2每個(gè)電池的輸出功率為：PP15．初速度豎上拋一，若不計(jì)空氣阻力，在上升過程中，從拋出到小球動(dòng)能減少一半所經(jīng)歷的時(shí)間是_________，升的高度_________．解析：

(22)

2

v4g[1]設(shè)能減少半時(shí)對(duì)應(yīng)的速度為，mv2mv解得v因此根據(jù)公式可得

2

0

200123122I11200123122I11解得t(22)0g[2]根公式2v

2

解得g16．圖所示，電路中電阻R=ΩR20R=，2，=12V，電源內(nèi)阻=0S閉，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值由2Ω變22Ω的過程中，通過的量是，A的讀數(shù)變化況________。28×10‐5C一直減小解析：‐5一減小[1]．電池的極的電勢(shì)為0，電容的下極板的電勢(shì)不變，則上極板的電勢(shì)變化范圍為電容器兩極板的電壓的變化范圍：即U

E22E6.4V22R1則通過A的量為QCeq\o\ac(△,U)eq\o\ac(△,)=6.4×2×10-5CE[2]．的數(shù)為通過R的電流，其值，則R增大，電流變小。1．如圖所示，直線為電源的圖線，直線為電阻R的UI圖線，用該電源和電阻組成閉合電路，由圖像可知電源的電動(dòng)勢(shì)_____V；電源內(nèi)阻______；電源的輸出功率是_____W；路的總功率分別_____W。0546解析：46[1]由線，圖線與縱軸交點(diǎn)坐標(biāo)為電源電動(dòng)勢(shì)，即=3V[2]圖斜的絕對(duì)值為電源內(nèi)阻，即r

0.5

燈11燈11[3]圖與線的交點(diǎn)坐標(biāo)即為電路電流和路端電壓，即=2V，=2A，電源的輸出功率為4W[4]電的總功為PEI6W總18．中電源電動(dòng)勢(shì)E=12V，內(nèi)電阻=0.5Ω。將一盞額定壓為，定功率為16W的燈泡與一只線圈電阻為0.5的直流電動(dòng)機(jī)并聯(lián)后和電源相連，燈泡剛好正常發(fā)光，通電。：(1)電輸出的能量是多少______(2)電機(jī)的效率為多少？(3)非電阻電路電功和電熱的關(guān)系______（寫出表達(dá)）J625UIt>I2Rt解析：62.5%UIt>I2Rt(1)燈光正常，其電壓8V，內(nèi)阻分擔(dān)電壓為12V＝4V內(nèi)總電流I干

U內(nèi)r0.5電源輸出能量UIt出干(2)燈電流16IA2AU燈電動(dòng)機(jī)電流I干電動(dòng)機(jī)的輸入功率＝I電動(dòng)機(jī)熱功率＝2R電動(dòng)機(jī)輸出機(jī)械功率＝-P＝30W電動(dòng)機(jī)效率

P機(jī)P電

112112(3)非純電阻電路電功和電熱的關(guān)系UItI19．電阻兩端電壓為，30s內(nèi)通過電阻橫截面的電荷量為48C，路中的電流為_________，此電阻值________；內(nèi)有___________個(gè)電子通過它的橫截面，產(chǎn)生的電熱為_________。6A10Ω3×1020768J解析：Ω3×1020768J[1]由意可得q則由電流的定義式可得，電路中的電流為

，

tI

t

[2]某阻兩端壓為16V根據(jù)部分電路歐姆定律可得，此電阻為UI[3]已電子的荷量為

C則內(nèi)通過截面的電子數(shù)量為

[4]根電熱的達(dá)式可得I2Rt768J20．段陡峭的河床，上、游水面高度差為，上游河水水速為2.0m/s，面寬為4.0m，均水深1.0m，將該段河水的機(jī)械能全部轉(zhuǎn)化為電能，發(fā)電功率可達(dá)______kW。發(fā)電時(shí)若發(fā)電機(jī)輸出功率僅上述功率的一半，一晝夜發(fā)電機(jī)輸出電能約為______kW?h。取兩位有效數(shù)字821×103解析：2.1×10[1]取間t=1s，水流過的距離水的質(zhì)量為m

3

3

則發(fā)電功率為P

1gH)32)Wt[2]發(fā)機(jī)輸出率為

D2．．．D2．．．P出所以一晝夜發(fā)電機(jī)輸出電能為

1P172.8kW2EPt2073.6kW2.1kW三、解題21．圖所示，已知電源電勢(shì)E=18V，阻r=1，當(dāng)接入固電阻R=2時(shí)，電路中標(biāo)有4V，”燈泡L和阻R=1的型直流電動(dòng)機(jī)D都能正常工作。試求：(1)電中的電流大??；(2)電機(jī)的額定電壓；(3)電機(jī)的輸出功率。解析：；(2)8V；(1)由，，”的泡正發(fā)光，則通過燈泡的電流等于額定電流，則電路中的電流大小為P8I2AU(2)直電動(dòng)機(jī)D能常工作，其兩端的電壓等于額定電壓，則有：

M

18L(3)電機(jī)的輸出功率為PI2R出MD22．圖所示，定值電阻R、R阻分別為2和3，容器的容為1F，源電動(dòng)勢(shì)和電阻r分別為3V和1Ω，壓表為理想電表。開始時(shí)，開關(guān)S處斷開狀態(tài)。(1)求壓表的示數(shù)；(2)求C所帶電荷量；(3)現(xiàn)開關(guān)S閉合，現(xiàn)電容器C所帶電荷量減少了。定值電阻

R

3

的阻值。

V211111113總331232222231V211111113總331232222231解析：(1)1.5V；C；。(1)根閉合電路的歐姆定律可得電流強(qiáng)度為I

E3A=0.5AR1則電壓表的示數(shù)為U=IR=0.5×3V=1.5V(2)兩電壓為U=IR=0.5×2V=1V則電容C所帶的電荷量為=100×10-6×1C=1.0×10(3)將關(guān)S閉，發(fā)現(xiàn)電容器C所帶電荷量減少了-5C，此時(shí)電容器所帶電荷量為Q′=1.0×10-5

C=6×10C則R兩電壓為Q6U

V=0.6V通過R的電流強(qiáng)度為U0.6I1A=0.3AR2電路總電流為I總

E30.61A=0.6AR32則通過R的電流強(qiáng)度I=II=0.6A-0.3A=0.3A根據(jù)歐姆定律可得'12ΩI0.3323．圖所示，電源的電動(dòng)＝，阻r＝，定值電阻R＝，＝Ω電容器的電容=6.0μF開關(guān)S閉。求：（）路的路電壓和阻R消的電功率P；（）容器所的電荷量Q（）開開關(guān)S后，通過電阻R的荷量。解析：1）U8V；

5.3W

；（2）

4.8

；（）

Q（）干路中電流為I，電路中電阻與R并后接入電路R與電容器串聯(lián)則不接入電路，因此并聯(lián)電阻為

232232RR24R23R24由全電路的歐姆定律有I

P2

R2代入數(shù)據(jù)解得U8V

，

（）電容器定義式有CU代入數(shù)據(jù)解得4.8

C（）開開關(guān)S后，電容器通過R和R放電，則Q32代入數(shù)據(jù)解得2

C24．動(dòng)自行車已成為城市行的重要交通工具之一。某品牌電動(dòng)自行車銘牌標(biāo)識(shí)如下表所示，一位質(zhì)量為60kg的市民僅靠電機(jī)驅(qū)動(dòng)騎著該電動(dòng)自行車額定功率沿平直公路從靜止啟動(dòng)，電動(dòng)車能夠達(dá)到的最大速度為。知電動(dòng)自行車所受的阻力是人和車總重力的0.05倍重力加速度g取10m/s2求：(1)5分內(nèi)機(jī)所消耗的電能；(2)電的輸出功率；(3)電線圈內(nèi)阻大小。規(guī)格車型：〞動(dòng)自行車整車質(zhì)量：

后輪驅(qū)動(dòng)直流永磁電機(jī)額定功率：額定工作電壓：解析：5J；(2)350W(3)0.1Ω(1)5分內(nèi)電機(jī)所消耗的電能EPt解得E1.08

J(2)由速運(yùn)動(dòng)可知，牽引力

22Fff0.05(M)g電機(jī)輸出功率P輸出

Fv解得P輸出

W(3)電的熱功率P－P熱輸出由得I=

PU又I2r熱得r25．圖所示電路，電源電勢(shì)E3V，阻r，個(gè)定值電阻阻值R2Ω1

，電容器的電容

μF

。板間距

0.4m

，開關(guān)全部閉合時(shí)，質(zhì)量m

的帶電油滴恰能在極板間靜止。取重力加速度

g

，求：(1)極的帶電荷量Q大；(2)帶油滴的帶電量；(3)斷開關(guān)S（為容器充放電過程極快完成），油滴加速度的大小和方向。解析：4

C；

1C

；5m/s2

，豎直向上(1)回電流E3VI1ARΩ電容器兩板間電壓

r3p00r3p00電容器帶電QCU

C(2)開時(shí)對(duì)小球受力分析，小球受重力和電力，據(jù)平衡條件可得mg又因?yàn)閁d帶電油滴的帶電量1C(3)設(shè)滴帶電q，極板間距d，