第十二單元電能能量守恒定律大單元思維強(qiáng)化導(dǎo)學(xué)案高二上學(xué)期物理人教版

第十二單元電能能量守恒定律【大單元思維知識(shí)整合】【知識(shí)圖譜】【思想圖譜】【大單元綜合試題訓(xùn)練】、B兩燈的額定電壓都是110V，A燈的額定功率，B燈的額定功率，若將兩燈同時(shí)接入電壓恒為220V的電路中，且使兩燈均能正常發(fā)光，同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了如圖甲、乙所示的兩種電路，則甲、乙兩電路消耗的電功率之比為()A.2:7 B.2:5 C.5:7 D.3:72.如圖所示，將一內(nèi)電阻為Ω的電解槽和一盞標(biāo)有“110V60W”字樣的燈泡串聯(lián)后接在電壓為220V的直流電源兩端，燈泡正常發(fā)光，則()A.電解槽消耗的電功率為20W B.電解槽的發(fā)熱功率為60WC.電解槽消耗的電功率為60W D.電路消耗的總功率為60W3.在研究微型電動(dòng)機(jī)的性能時(shí)，可采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路.調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R，使電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電流表和電壓表的示數(shù)分別為A和1.0V；重新調(diào)節(jié)R，使電動(dòng)機(jī)恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電流表和電壓表的示數(shù)分別為A和15.0V.則當(dāng)這臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)()A.電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為Ω B.電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為ΩC.電動(dòng)機(jī)的輸出功率為30.0W D.電動(dòng)機(jī)的輸出功率為26.0W4.壓敏電阻的阻值會(huì)隨所受壓力的增大而減小.某同學(xué)利用壓敏電阻設(shè)計(jì)了判斷電梯運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的裝置，如圖甲所示，將壓敏電阻平放在電梯內(nèi)，受壓面朝上，在上面放一物體m，電梯靜止時(shí)電壓表示數(shù)為，電源內(nèi)阻不能忽略.若在某個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，電壓表的示數(shù)變化如圖乙所示，則下列說(shuō)法不正確的是()A.時(shí)間內(nèi)電梯內(nèi)的物體處于失重狀態(tài)B.時(shí)間內(nèi)電梯內(nèi)的物體處于失重狀態(tài)C.時(shí)間內(nèi)電梯可能處于勻加速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)D.時(shí)間內(nèi)電梯可能處于勻減速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)5.如圖甲所示，電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r的電源與的定值電阻、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)S組成閉合回路.已知滑動(dòng)變阻器消耗的功率P與其接入電路的有效阻值的關(guān)系如圖乙所示.下列說(shuō)法中正確的是()A.圖乙中B.電源的電動(dòng)勢(shì)，內(nèi)阻C.滑動(dòng)變阻器消耗功率P最大時(shí)，定值電阻R消耗功率也最大D.調(diào)整滑動(dòng)變阻器的阻值，可以使電源的輸出電流達(dá)到A6.如圖，電路中的定值電阻大于電源的內(nèi)電阻r。現(xiàn)將開關(guān)S閉合，將滑動(dòng)變阻器R的滑片P向下滑動(dòng)，理想電壓表的示數(shù)變化量的絕對(duì)值分別為，理想電流表A的示數(shù)變化量的絕對(duì)值為，則下列說(shuō)法中不正確的是()A.電壓表的示數(shù)增大，電壓表的示數(shù)減小B.電流表A的示數(shù)增大，電壓表的示數(shù)增大C.D.7.如圖所示，閉合開關(guān)S，燈泡都正常發(fā)光。某時(shí)刻由于電路故障兩燈突然熄滅。若故障只有一處，則下列說(shuō)法正確的是()

A.如果將電壓表并聯(lián)在兩端有示數(shù)，說(shuō)明間完好B.如果將電壓表并聯(lián)在兩端示數(shù)為0，說(shuō)明間斷路C.如果將電流表并聯(lián)在兩端示數(shù)為0，說(shuō)明間完好D.如果將電壓表并聯(lián)在兩端有示數(shù)，并聯(lián)在兩端示數(shù)為0，說(shuō)明間斷路

8.下列關(guān)于能量轉(zhuǎn)化的說(shuō)法中正確的是()A.舉重運(yùn)動(dòng)員把重物舉起來(lái)，體內(nèi)的一部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能B.電流通過(guò)電阻絲使電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C.內(nèi)燃機(jī)的做功沖程是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能D.煤炭燃燒的過(guò)程中煤炭的質(zhì)量逐漸減少，所以能量不守恒9.如圖甲所示，已知電源電動(dòng)勢(shì)，閉合開關(guān)，將滑動(dòng)變阻器的滑片P從A端滑至B端，得到一些物理量的變化分別如圖乙、丙、丁所示，乙為輸出功率與路端電壓的關(guān)系圖像，丙為路端電壓與總電流的關(guān)系圖像，丁為電源效率與外電路電阻的關(guān)系圖像.不考慮電表、導(dǎo)線對(duì)電路的影響，下列圖中坐標(biāo)值正確的是()A. B. C. D.10.在圖甲所示的電路中，為規(guī)格相同的小燈泡，這種小燈泡的伏安特性曲線如圖乙所示，C是電容為100μF的電容器，R是阻值為8Ω的定值電阻，電源E的內(nèi)阻為1Ω.電路穩(wěn)定后，通過(guò)的電流為A，下列結(jié)論正確的是()A.的電功率為0.16W B.的電阻為6ΩC.電源的效率為60% D.電容器的帶電荷量為11.某同學(xué)想用下列實(shí)驗(yàn)器材來(lái)測(cè)定一電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r，同時(shí)測(cè)量一阻值約為幾十歐姆的電阻的阻值，實(shí)驗(yàn)器材如下：毫安表mA（量程為0~120mA）電壓表V（量程為0~6V）滑動(dòng)變阻器R（阻值范圍為0~300Ω）導(dǎo)線若干，開關(guān)S一個(gè)該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)步驟如下：①設(shè)計(jì)如圖甲所示的電路圖，正確連接電路；②滑動(dòng)變阻器滑片處于阻值最大位置，閉合開關(guān)S，通過(guò)減小滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值測(cè)出多組U和I的數(shù)據(jù)，最后得到如圖乙所示的圖像；③斷開開關(guān)S，將待測(cè)電阻改接在之間，間用導(dǎo)線相連，重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟②，得到另一條圖線，圖線與縱軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為（0，），與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為（，0）.（1）請(qǐng)根據(jù)圖甲的電路圖將圖丙中實(shí)物圖連接好.（2）根據(jù)圖乙的圖線，可得該電源的電動(dòng)勢(shì)________V，內(nèi)阻________Ω.（均保留一位小數(shù)）（3）待測(cè)電阻的阻值表達(dá)式為________.（用題中字母表示）（4）設(shè)實(shí)驗(yàn)中所用的電壓表和毫安表均為理想電表，接在之間與接在之間，滑動(dòng)變阻器的滑片從阻值最大處滑向中點(diǎn)位置的過(guò)程中，對(duì)比兩種情況，則電壓表示數(shù)變化范圍________（填“相同”或“不同”）.12.為測(cè)量一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)從實(shí)驗(yàn)室借來(lái)如下器材：電流表A：量程為0~0.6A，內(nèi)阻約為Ω；毫安表G：量程為0~2mA，內(nèi)阻等于80Ω；電阻：阻值為Ω；電阻：阻值為920Ω；電阻：阻值為1980Ω：滑動(dòng)變阻器：最大阻值約為10Ω，額定電流為2.0A；滑動(dòng)變阻器：最大阻值約為100Ω，額定電流為1.5A；開關(guān)S和導(dǎo)線若干.根據(jù)實(shí)驗(yàn)器材，實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)連接的實(shí)物電路如圖1所示.（1）根據(jù)實(shí)物電路可知，該實(shí)驗(yàn)小組實(shí)驗(yàn)時(shí)滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇________，保護(hù)電阻應(yīng)選擇________，定值電阻R應(yīng)選擇________.（2）移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，測(cè)量多組電流表A的示數(shù)和毫安表G的示數(shù)，繪制出如圖2的圖線，則該實(shí)驗(yàn)小組測(cè)得的電源電動(dòng)勢(shì)為________V，內(nèi)阻為________Ω.13.如圖，電源的電動(dòng)勢(shì)不變，內(nèi)阻r為，定值電阻為，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為，求：（1）當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值為多大時(shí)，電阻消耗的功率最大？（2）當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值為多大時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的功率最大？（3）當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值為多大時(shí)，電源的輸出功率最大？14.如圖，一帶正電、電荷量的小球，用絕緣細(xì)線懸于豎直放置的足夠大的平行金屬板中的O點(diǎn)。S閉合后，小球靜止時(shí)，細(xì)線與豎直方向的夾角。已知兩板相距，電源電動(dòng)勢(shì)，內(nèi)阻，電阻取。求：

（1）流過(guò)電源的電流；（2）兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度的大??；（3）小球的質(zhì)量。15.如圖甲所示的電路中，使滑動(dòng)變阻器的滑片從最右端滑動(dòng)到最左端，測(cè)得電壓表示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的圖像如圖乙所示，不計(jì)電表內(nèi)阻的影響。求：

（1）定值電阻的阻值和滑動(dòng)變阻器的最大阻值；

（2）電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r；

（3）由源輸出功率的最大值與最小值。

答案以及解析1.答案：C解析：甲電路中，由于A、B兩燈的額定電壓都是110V，額定功率分別為，由此可知燈與電阻并聯(lián)，則并聯(lián)部分的電阻減小，當(dāng)A燈與并聯(lián)部分的總電阻相同時(shí)，A、B能同時(shí)正常發(fā)光，并聯(lián)電路消耗的功率與A燈的功率相同，所以甲電路消耗的總功率為200W；乙電路中，把A、B兩燈并聯(lián)之后與電阻串聯(lián)，當(dāng)串聯(lián)電阻的阻值與A、B兩燈并聯(lián)的總電阻相等時(shí)，A、B就可以正常發(fā)光，此時(shí)串聯(lián)電阻消耗的功率為A、B兩燈功率之和，所以乙電路消耗的總功率為280W，由此可知，甲、乙兩電路消耗的電功率之比為5:7，C正確.2.答案：C解析：燈泡正常發(fā)光，說(shuō)明電解槽和燈泡兩端電壓均為110V，電路電流，則電解槽消耗的電功率，A錯(cuò)誤，C正確；電解槽的發(fā)熱功率，B錯(cuò)誤；整個(gè)電路消耗的總功率，D錯(cuò)誤.3.答案：D解析：電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電流表和電壓表的示數(shù)分別為1.0A和1.0V，電動(dòng)機(jī)在沒(méi)有將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能時(shí)屬于純電阻元件，故電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為，A、B錯(cuò)誤；當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電流表和電壓表的示數(shù)分別為2.0A和15.0V，則電動(dòng)機(jī)的總功率為，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率為，故電動(dòng)機(jī)的輸出功率為，C錯(cuò)誤，D正確.4.答案：D解析：壓力增大，壓敏電阻的阻值減小，總電流增大，則路端電壓減小，故電壓表示數(shù)減小時(shí)，壓力增大，電壓表示數(shù)增大時(shí)，壓力減?。浑娞蒽o止時(shí)電壓表示數(shù)為時(shí)間內(nèi)，電壓表示數(shù)增大，壓力減小，壓力小于重力，則電梯內(nèi)的物體處于失重狀態(tài)，A正確；時(shí)間內(nèi)，電壓表的示數(shù)大于，壓力小于重力，電梯內(nèi)的物體處于失重狀態(tài)，B正確；時(shí)間內(nèi)，電壓表的示數(shù)始終大于，表明壓力始終小于重力，電梯可能向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)或向上做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，C正確；時(shí)間內(nèi)，電壓表的示數(shù)減小，表明壓力增大，對(duì)物體的支持力增大，物體的合力是變力，加速度也是變化的，電梯不可能處于勻減速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，D錯(cuò)誤.5.答案：B解析：由圖乙知，當(dāng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的功率最大，，則，最大功率，解得，B正確；滑動(dòng)變阻器的阻值為5Ω時(shí)與阻值為時(shí)消耗的功率相等，有，解得，A錯(cuò)誤；當(dāng)回路中電流最大，即時(shí)，定值電阻R消耗的功率最大，C錯(cuò)誤；當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值為零時(shí)，電路中電流最大，最大值為，則調(diào)整滑動(dòng)變阻器的阻值，不可能使電源的輸出電流達(dá)到1.25A，D錯(cuò)誤.6.答案：B解析：理想電壓表測(cè)量電阻兩端電壓，將滑動(dòng)變阻器的滑片向下滑動(dòng)，電路電流增大，電阻兩端電壓增大，理想電壓表的示數(shù)增大，理想電壓表測(cè)量路端電壓，據(jù)閉合電路歐姆定律可得，電流I增大，則路端電壓減小，電壓表的示數(shù)減小，，理想電壓表測(cè)量定值電阻兩端的電壓，據(jù)歐姆定律可得，，由于，則，故A、D項(xiàng)正確；電路中的電流I增大，故電流表A的示數(shù)變大，由可知，電壓表示數(shù)減小，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；電壓表測(cè)量滑動(dòng)變阻器兩端電壓，將定值電阻看作內(nèi)阻，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，，故C項(xiàng)正確。7.答案：D解析：電路故障分為斷路和短路，故障只有一處，假設(shè)發(fā)生了短路，如果是某盞燈短路，該燈熄滅，而另一盞燈應(yīng)該變亮，如果是電阻R短路，則兩盞燈均變亮，故假設(shè)不成立。電路故障應(yīng)為斷路。電壓表并聯(lián)在兩端有示數(shù)，說(shuō)明電源、、電壓表、間可以形成回路，且電壓表示數(shù)接近電源電動(dòng)勢(shì)，故間發(fā)生了斷路，故A錯(cuò)誤；電壓表并聯(lián)在兩端示數(shù)為0，說(shuō)明部分以外的電路發(fā)生了斷路，即間電路完好，故B錯(cuò)誤；電流表并聯(lián)在兩端示數(shù)為0，說(shuō)明部分以外的電路發(fā)生了斷路，即間電路完好，無(wú)法確定間情況，故C錯(cuò)誤；電壓表并聯(lián)在兩端有示數(shù)，說(shuō)明段發(fā)生了斷路，并聯(lián)在兩端示數(shù)為0，說(shuō)明部分以外的電路發(fā)生了斷路，故綜合以上兩點(diǎn)，應(yīng)是間斷路，故D正確。故選D。8.答案：ABC解析：舉重運(yùn)動(dòng)員舉起重物，使重物的重力勢(shì)能變大，消耗了自身的化學(xué)能，A正確；電流通過(guò)電阻絲，電流做功把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，B正確；內(nèi)燃機(jī)中的燃料燃燒產(chǎn)生內(nèi)能，對(duì)外做功，把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，C正確；煤炭燃燒的過(guò)程是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，總能量也是守恒的，D錯(cuò)誤。9.答案：BD解析：由題圖丙可知，短路電流為，有，解得，電源效率最高時(shí)，滑動(dòng)變阻器的阻值最大，由題圖丁知，電源的最大效率為，有，解得，滑動(dòng)變阻器的滑片P在B端時(shí)，對(duì)應(yīng)三點(diǎn)，當(dāng)輸出功率達(dá)到最大時(shí)，有，此時(shí)路端電壓為，則a點(diǎn)坐標(biāo)為點(diǎn)、c點(diǎn)對(duì)應(yīng)電路中的時(shí)刻，，，所以b點(diǎn)坐標(biāo)為點(diǎn)坐標(biāo)為點(diǎn)坐標(biāo)為，B、D正確，A、C錯(cuò)誤.10.答案：AB解析：通過(guò)的電流為0.2A，由題圖乙可知對(duì)應(yīng)的電壓為0.8V，根據(jù)得的電功率為0.16W，故A正確.通過(guò)定值電阻R的電流為0.2A，根據(jù)串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)可知燈泡兩端的電壓等于燈泡和定值電阻R兩端電壓之和，即，通過(guò)題圖乙可看出通過(guò)的電流為0.4A，由歐姆定律可得的電阻為6Ω，故B正確.電源內(nèi)阻分得的電壓為，電源電動(dòng)勢(shì)，所以電源效率，故C錯(cuò)誤.電容器兩端電壓等于定值電阻兩端電壓，，由可得，電容器帶電荷量為，故D錯(cuò)誤.11.答案：(1)見解析；(3)(4)不同解析：(1)根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖，如圖所示.(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律得，所以縱截距，斜率絕對(duì)值.(3)將改接在之間，根據(jù)閉合電路歐姆定律得，整理得，斜率絕對(duì)值，所以待測(cè)電阻的阻值.(4)如果電表均為理想電表，兩次電流表均測(cè)回路總電流，，所以電流表變化相同；接在之間，接在之間，，因?yàn)殡娏髯兓嗤?，則電壓變化不同.12.答案：(1)(2)1.48(1.47~1.49)；0.42(0.40~0.44)解析：(1)干電池內(nèi)阻較小，應(yīng)選用量程較小的滑動(dòng)變阻器，方便實(shí)驗(yàn)操作，故選；干電池電壓大約1.5V，不能讓電路電流超電流表量程，由得電路總電阻，所以保護(hù)電阻應(yīng)選；定值電阻要和毫安表G組合成一個(gè)電壓表，且此電壓表可測(cè)量的最大值接近干電池電壓1.5V，則由改裝電壓表的原理可知，可得，故定值電阻應(yīng)選.(2)由圖像可知，把整體看成電源內(nèi)阻，圖像與縱軸的交點(diǎn)坐標(biāo)值為，則電源電動(dòng)勢(shì)，且，解得.

13、（1）答案：見解析解析：解：消耗的功率當(dāng)I最大，即時(shí)，消耗的功率最大。（2）答案：見解析解析：對(duì)于電源，當(dāng)外電路的電阻等于內(nèi)阻時(shí)，電源的輸出功率最大；將電阻與電源等效成電源，故當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值為時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的功率最大。（3）答案：見解析解析：當(dāng)內(nèi)、外電阻相等，即，即時(shí)，電源輸出功率最大。14.答案：（1）1A（2）50V/m