【單元練】山東淄博市高中物理必修3第十二章【電能-能量守恒定律】經(jīng)典測試

一、選擇題1．如圖所示電路中，電源內(nèi)阻忽略不計，電阻不隨溫度變化。閉合電鍵，電壓表示數(shù)為U，電流表示數(shù)為I；在滑動變阻器的滑片P由a端滑到b端的過程中（）A．U先變大后變小 B．I先變小后變大C．的功率先變小后變大 D．的功率先變大后變小B解析：BAB．滑動變阻器的上下端電阻并聯(lián)，在滑動變阻器的滑片P由a端滑到b端的過程中，并聯(lián)電阻的總阻值先增大后減小，電源內(nèi)阻忽略不計，則路端電壓U保持不變，A錯誤；則通過R2支路的電流I先變小后變大，B正確；C．的功率為，則其功率保持不變，C錯誤；D．的功率為，因為I先變小后變大，則的功率先變小后變大，D錯誤。故選B。2．如圖所示。R1、R2均為可變電阻，電源內(nèi)阻不可忽略，平行板電容器C的極板水平放置，閉合電鍵S，電路穩(wěn)定時，帶電油滴懸浮在極板間靜止不動，則下列說法正確的是（）A．減小R2油滴向上加速運動 B．減小R1油滴向上加速運動C．增大R1油滴向上加速運動 D．斷開S，油滴保持靜止不動C解析：CA．減小R2，不改變電容器兩極板間的電壓，油滴仍然處于靜止，故A錯誤；B．減小R1，電容器兩極板間電壓會減小，即油滴所受的電場力會減小，則重力大于電場力，油滴向下加速運動，故B錯誤；C．增大R1，電容器兩極板間電壓會增大，即油滴所受的電場力會增大，則電場力大于重力，油滴向上加速運動，故C正確；D．斷開S，電容器通過R1放電，電場力逐漸減小到零，由于重力大于電場力，油滴會向下加速，故D錯誤。故選C。3．現(xiàn)有規(guī)格為“220V，36W”的排氣扇，如圖所示，排氣扇電動機的線圈電阻為40Ω，當正常工作時，排氣扇的（）A．通電電流計算式為B．輸出功率計算式為C．發(fā)熱功率計算式為D．電功率大于36WC解析：CA．電動機正常工作時為非純電阻電路，不能直接根據(jù)計算通電電流。通電電流計算式故A錯誤；B．不是純電阻電路，故，故輸出功率的計算式為故B錯誤；C．發(fā)熱功率計算式為故C正確；D．正常工作時的電功率為額定功率，為，故D錯誤。故選C。4．如圖所示，電源的電動勢E一定，內(nèi)阻，定值電阻，滑動變阻器R2的最大阻值為，則：（）A．當滑動變阻器阻值為5Ω時，電源的輸出功率最大B．當滑動變阻器阻值為1.5Ω時，電源的輸出功率最大C．當滑動變阻器阻值為2.0Ω時，變阻器R2消耗的功率最大D．當滑動變阻器的阻值為2.5Ω時，電阻R1消耗的功率最大B解析：BAB．當電源的輸出功率最大外電路電阻等于內(nèi)阻，則此時滑動變阻器阻值為1.5Ω，故A錯誤，B正確；C．將電阻R1等效為電源內(nèi)阻，則當滑動變阻器阻值為時，變阻器R2消耗的功率最大，故C錯誤；D．當電阻R1消耗的功率最大時，電路中的電流最大，總電阻最小，則此時滑動變阻器的阻值為0，故D錯誤。故選B。5．機器人的使用開拓了我們的視野，延伸了我們的肢體，增強了我們的力量，提高了我們的工作效率，將人們從繁重的生產(chǎn)勞動中解救出來。如圖所示，一款微型機器人的直流電動機的額定電壓為U，額定電流為I，線圈電阻為R，將它接在電動勢為E，內(nèi)阻為r的直流電源的兩極間，電動機恰好能正常工作，下列說法中正確的是（）A．電動機消耗的總功率為EIB．流過線圈電阻的電流為C．電源的輸出功率為UID．電動機的輸出功率為UIC解析：CA．電動機消耗的總功率為UI，A錯誤；B．電動機不是純電阻電路，歐姆定律不適用。流過線圈電阻的電流為I，B錯誤；C．電源的輸出功率為UI，C正確；D．電動機的輸出功率為，D錯誤。故選C。6．如圖所示，電源內(nèi)阻不能忽略，安培表、伏特表都是理想電表，當滑動變阻器R的滑動頭從a端滑到b端過程中（）A．V的示數(shù)先增大后減小，A示數(shù)增大B．V的示數(shù)先增大后減小，A示數(shù)減小C．V的示數(shù)先減小后增大，A示數(shù)增大D．V的示數(shù)先減小后增大，A示數(shù)減小A解析：A當滑動頭從a端滑到中點時，變阻器左右并聯(lián)的總電阻增大，分擔的電壓增大；變阻器右邊電阻減小，電流減小，則通過電流表的電流增大。外電路總電阻增大，干路電流減小，電源的內(nèi)電壓減小，路端電壓增大，則電壓表的示數(shù)增大；當滑動頭從中點滑到b端時，變阻器左右并聯(lián)的總電阻減小，分擔的電壓減小，外電路總電阻減小，干路電流增大，而通過變阻器左側(cè)的電流減小，則通過電流表的電流增大。電源的內(nèi)電壓增大，路端電壓減小。變阻器左端電阻增大，電流減小，則電壓表的示數(shù)減小。所以V的示數(shù)先增大后減小。A示數(shù)一直增大。故A正確，BCD錯誤。故選A。7．如圖所示的閉合電路中，當滑動變阻器的滑片P從b滑向a的過程中，V1、V2兩個電壓表示數(shù)的變化量分別為ΔU1、ΔU2，則它們的大小相比較應是（）A．|ΔU1|＞|ΔU2| B．|ΔU1|＜|ΔU2| C．|ΔU1|＝|ΔU2| D．無法判斷A解析：A滑動變阻器R與電阻R1串聯(lián)，再與R2串聯(lián)，電壓表V1測R與電阻R1串聯(lián)部分的電壓，V2測中間定值電阻R2兩端的電壓；當滑動變阻器滑片由b相a移動時，滑動變阻器的阻值減小，引起并聯(lián)電路部分的總電阻變小，總電流變大，則內(nèi)阻所占電壓變大，電壓表V1的示數(shù)變小，變化量為，根據(jù)串聯(lián)電路的電阻分壓特點可知，定值電阻R2兩端的電壓變大；則即故A正確，BCD錯誤。故選A。8．如圖所示，圖中直線①表示某電源的路端電壓與電流的關系圖線，圖中曲線②表示該電源的輸出功率與電流的關系圖線，則下列說法正確的是（）A．電源的電動勢為30VB．電源的內(nèi)阻為C．電流為2.5A時，外電路的電阻為15ΩD．輸出功率為120W時，路端電壓是50VC解析：C【分析】先根據(jù)根據(jù)閉合電路歐姆定律推導出電源輸出電壓與電流的關系圖象的表達式，然后對照圖象求解電動勢和內(nèi)電阻；可以從圖象讀出不同電流對應的電壓和輸出功率，根據(jù)歐姆定律求解電阻。A．根據(jù)閉合電路的歐姆定律，電壓的輸出電壓對照U-I圖象，當I=0時，，故A錯誤；B．U-I圖象斜率的絕對值表示內(nèi)電阻，故故B錯誤；C．電流為2.5A時，對照U-I圖象，電壓為37.5V，故外電路電阻故C正確；D．輸出功率為120W時，對照P-I圖象，電流為6A，再對照U-I圖象，輸出電壓為20V，故D錯誤；故選C?！军c睛】本題關鍵是根據(jù)閉合電路歐姆定律列式求解U-I圖象表達式進行分析，基礎問題。9．有四盞電燈，如圖所示連接在電路中和都標有“220V100W”字樣和都標有“220V、40W”字樣，把電路接通后，下列說正確的是（）A．比亮 B．和一樣亮C．比亮 D．和一樣亮A解析：AA．由和得，，A正確；B．由和得，，B錯誤；C．由和得，，C錯誤；D．由和得，，D錯誤。故選A。10．小型直流電動機與“6V12W”燈泡及電源連接成圖示電路，電源電動勢為20V、內(nèi)阻為1.0Ω，電動機的內(nèi)阻為0.5Ω。閉合S后，電動機轉(zhuǎn)動，燈泡正常發(fā)光，則電動機（）A．兩端的電壓為1.0V B．電功率為2.0WC．熱功率為4.0W D．輸出的機械功率為22.0WD解析：DA．燈泡正常發(fā)光，則電路中的電流為由閉合電路歐姆定律可得解得說明電動機兩端的電壓為，故A錯誤；B．電功率為故B錯誤；C．熱功率為故C錯誤；D．輸出的機械功率為故D正確。故選D。二、填空題11．如圖所示，電解槽A與電阻R并聯(lián)后接到電源上，電源的電動勢E=120V，內(nèi)阻r＝1Ω，電阻R＝19Ω，電解槽電阻r′＝0.5Ω。S閉合時電阻R消耗的功率為475W，則此時通過電阻R的電流為______A，電解槽中電能轉(zhuǎn)化為化學能的功率為______W。1700解析：1700[1]根據(jù)P=I2R可得通過電阻R的電流為[2]路端電壓U=IRR=95V總電流則電解槽的電流I1=I-IR=20A電解槽中電能轉(zhuǎn)化為化學能的功率為12．如圖是一種可顯示汽車蓄電池輸出電壓的車用充電頭。小明觀察到停車熄火狀態(tài)下，單獨打開前車燈時，充電頭顯示電壓為12.5V；同時打開前后車燈后，電壓降為12.0V。小明由此判斷前后車燈是并聯(lián)關系，他的判斷依據(jù)是：__________。小明查閱行車手冊后得知，前車燈和后車燈的額定電壓相同，額定功率分別為120W和30W，由此推算出汽車蓄電池的電動勢為_________V。前后車燈的開關狀態(tài)互不影響15解析：前后車燈的開關狀態(tài)互不影響15[1]若是串聯(lián)關系，兩燈必是同時開關的，所以判斷的依據(jù)是前后車燈的開關狀態(tài)互不影響。[2]設前燈電阻為R1，后燈電阻為R2，根據(jù)，可得設電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，單獨打開前車燈時，有同時打開前后車燈時，前后車燈并聯(lián)，則并聯(lián)總電阻為聯(lián)立方程，解得E=15V13．電路如圖所示，已知電源電動勢為，內(nèi)阻的變化范圈是。則：(1)電源的最大輸出功率為____W；(2)消耗的最大功率為___W。2515解析：251.5[1]當電源的內(nèi)外電阻相等時，電源輸出功率最大，則電源的最大輸出功率為[2]將看成電源內(nèi)阻，則當?shù)扔陔娫葱聝?nèi)阻時，即此時，消耗的最大功率為14．將三個電阻、、串聯(lián)后接入24伏的恒壓電源，已知兩端電壓為4伏，歐，的功率為4瓦，那么可能等于______。8歐或12歐解析：8歐或12歐[1]設電路中的電流為I，則有：則電路中的總功率為：變形得：解得：Ω或Ω15．在如圖所示電路中，電源電壓恒為6V，內(nèi)阻不計，保護電阻Ω，滑動變阻器總電阻Ω，閉合開關S在滑片P從a滑到b的過程中，電流表的最大示數(shù)為_________A，滑動變阻器消耗的最大功率為________W．5225解析：52.25[1]當滑片P在滑動變阻器b端或者a端時，外電路電阻小，R的有效電阻為零，由閉合電路歐姆定律可得，電路最大電流，即電流表最大示數(shù)：A[2]把保護電阻看做電源的內(nèi)阻，電源與保護電阻等效于電源，滑動變阻器是外電路，當內(nèi)外電路電阻相等時，外電路功率最大，即當Ω時，外電路功率最大，故此時滑動變阻器消耗的最大功率為：W16．如下圖所示電路中，電源電動勢E=9V，內(nèi)阻r=1，R2＝2，燈A標有“12V，12W”，燈B標有“4V，4W”字樣，調(diào)節(jié)滑動變阻器R1的大小，使燈B正常發(fā)光，則燈A的功率為__________W，滑動變阻器接入電路的阻值為__________。1解析：1[1]B燈電流為A燈的電壓為A燈的電阻為A燈的功率為[2]A燈的電流為R1的電流為把R1看作電源內(nèi)阻解得17．燈A與燈B上分別標有“220V，15W”、“220V，60W”，把這兩燈串聯(lián)起來接入電路中，要使兩燈都不超過額定功率，則兩端電壓最多加到_____V，此時A燈的實際功率_____W。15解析：15[1]燈A規(guī)格為“220V，15W”，故燈B規(guī)格為“220V，60W”，故使兩燈串聯(lián)，最大電流為則兩端電壓U最多可加到[2]此時燈A的實際功率為18．如圖所示，有四盞燈接入電路中，和都標有“220V100W”，和都標有“220V40W”。把電路接通后，最亮的燈將是__________，最暗的燈將是__________。解析：[1][2]設L1、L2、L3、L4實際消耗的功率分別為P1、P2、P3、P4。由公式可知，L1和L2的電阻小于L3和L4的電阻。通過L1的電流大于L2的電流，由公式P=I2R得到，P1>P2。L2和L3的電壓相等，由公式可知，P2>P3。通過L3的電流小于L4的電流，由公式P=I2R得到，P4>P3。而L1和L4串聯(lián)，由公式P=I2R得到，P4>P1。所以P4>P1>P2>P3，所以L4最亮，L3最暗。19．某品牌電動自行車的主要技術數(shù)據(jù)如右表所示。當該電動自行車在額定狀態(tài)下以v=20km/h的速度行駛時，電動機的輸入功率為________W；若不計電動自行車自身機械損耗，則此時自行車受到的牽引力約為_________N。自重40（kg）額定電壓48（V）載重75（kg）額定電流12A最大運行速度20（km/h）額定輸出功率350（W）576W63N解析：576W63N[1]電動自行車在額定狀態(tài)下以v=20km/h的速度行駛時，電動機的輸入功率為[2]電動機的輸出功率為350W，根據(jù)P出=Fv得20．如圖，電阻Rl、R2和R3的阻值分別為1Ω、2Ω和4Ω。當電鍵S1斷開、S2閉合時，電源輸出功率為1W；當S1閉合、S2斷開時，電源輸出功率也為1W。則電源電動勢為_____V，內(nèi)阻為_____Ω。2解析：2[1][2]電鍵S1斷開、S2閉合時，和被短路，則當S1閉合、S2斷開時，和被短路，則代入數(shù)據(jù)解得三、解答題21．一玩具電動機接在的理想電源兩端，當電動機不轉(zhuǎn)時，流經(jīng)電動機的電流為，當電動機正常工作時，流經(jīng)電動機的電流為，求：(1)電動機線圈的電阻；(2)電動機正常工作時的輸出功率；(3)電動機正常工作時的效率。解析：(1)；(2)；(3)(1)當電動機不轉(zhuǎn)時，電動機為純電阻，由歐姆定律有(2)電動機正常工作時的輸出功率為(3)電動機正常工作時的效率為22．如圖所示，電源的電動勢E＝9.0V，內(nèi)阻r＝1.0Ω，定值電阻R1＝R2＝12Ω，R3＝24Ω，電容器的電容C=6.0μF，開關S閉合。求：（1）電路的路端電壓U和電阻R2消耗的電功率P2；（2）電容器所帶的電荷量Q；（3）斷開開關S后，通過電阻R2的電荷量Q2。解析：（1）；；（2）；（3）（1）設干路中的電流為I，電路中電阻R2與R3并聯(lián)后接入電路，R1與電容器串聯(lián)則不接入電路，因此并聯(lián)電阻為由全電路的歐姆定律有代入數(shù)據(jù)解得，（2）由電容器的定義式有代入數(shù)據(jù)解得（3）斷開開關S后，電容器通過R2和R3放電，則代入數(shù)據(jù)解得23．如圖所示的電路中，電源電動勢E=6V，內(nèi)阻r=1Ω，電阻R1=6Ω、R2=3Ω、R3=3Ω，電容器的電容C=2×10－5F。(1)若將開關S閉合，電路穩(wěn)定時通過R1的電流；(2)若將開關S閉合，電路穩(wěn)定時電源的輸出功率；(3)斷開開關S后，通過R1的電荷量。解析：(1)；(1)5W；(3)(1)開關S閉合電路穩(wěn)定時，外電路中總電阻為根據(jù)閉合電路歐姆定律得已知R1=6Ω、R3=3Ω，則通過電阻R1的電流為(2)開關S閉合電路穩(wěn)定時，電源的總功率內(nèi)阻消耗的功率電源的輸出功率(3)開關S閉合后，電容器兩端的電壓為電量斷開開關S后，電容器通過R1與R3放電，設通過R1與R3的放電電流分別為I1和I3，則由電量公式q=It可知，通過R1與R3的電量之比為又聯(lián)立得通過R1的電量為24．如圖所示的電路中，，，，滑動變阻器最大阻值為，電源電壓，內(nèi)阻不計。(1)滑片位于位置時，流過電源的電流為多大；(2)求電路中電源的最小電流；(3)求流過電源的電流最小時兩端的電壓。解析：(1)；(2)0.86A；(3)1.7V(1)滑片在處時，和串聯(lián)再與并聯(lián)電流得(2)當兩支路電阻相等時，總阻值最大，電流最小其中得(3)平分干路電流得25．如圖所示，恒壓源輸出電壓不變?yōu)閁＝18V，A為電解槽，M為電動機，N為電爐（純電阻），電解槽內(nèi)阻＝3Ω，只閉合S1，其余開關斷開時，A示數(shù)為3A；只閉合S2，其余開關斷開時，A示數(shù)為5A，且電動機輸出功率為40W；只閉合S3，其余開關斷開時，A示數(shù)為1A。求：(1)電爐的電阻及發(fā)熱功率；(2)電動機的內(nèi)阻；(3)電解槽正常工作時，1s內(nèi)電能轉(zhuǎn)化為的化學能。解析：(1)，54W；(2)；(3)15J(1)電爐的電阻為發(fā)熱功率(2)對電動機由能量關系可知解得(3)根據(jù)能量關系可得其中t=1s，則電能轉(zhuǎn)化為的化學能26．如圖