2025年高考物理 人教版必修第3冊(cè)第12章　素能測(cè)評(píng)卷含答案

2025年高考物理人教版必修第3冊(cè)第12章素能測(cè)評(píng)卷含答案第十二章素能測(cè)評(píng)卷(時(shí)間：75分鐘，滿分：100分)一、單項(xiàng)選擇題(本題共7小題，每小題4分，共28分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意)1．下列關(guān)于能量轉(zhuǎn)化的說(shuō)法中，不正確的是()A．能量在轉(zhuǎn)化過(guò)程中，有一部分能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，我們無(wú)法把這些內(nèi)能收集起來(lái)重新利用B．各種形式的能量在轉(zhuǎn)化時(shí)，總能量是不變的C．在能源的利用過(guò)程中，能量的總量并未減少，但在可利用的品質(zhì)上降低了，從便于利用的變成了不便于利用的D．各種能量在不轉(zhuǎn)化時(shí)是守恒的，但在轉(zhuǎn)化時(shí)是不守恒的答案：D解析：根據(jù)能量守恒定律可知，不論在能量的轉(zhuǎn)化還是在能量的轉(zhuǎn)移過(guò)程中，能量的總量都是不變的，由能量耗散可知，在能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程中，有一部分能量轉(zhuǎn)化為周圍環(huán)境的內(nèi)能，而我們無(wú)法把這部分內(nèi)能收集起來(lái)重新利用，這表明，在能源的利用過(guò)程中，能量的總量并未減少，但是在品質(zhì)上降低了，從便于利用的變成不便于利用的，而自然界的能量仍是守恒的，故A、B、C正確；各種能量不論在轉(zhuǎn)化時(shí)或不轉(zhuǎn)化時(shí)均是守恒的，故D錯(cuò)誤。故選D。2．P1和P2是材料相同、上下表面為正方形的長(zhǎng)方體導(dǎo)體，P1的上、下表面積大于P2的上、下表面積，將P1和P2按圖所示方式接入電路中，閉合開(kāi)關(guān)后()A．若P1和P2的體積相同，則P1的電功率大于P2的電功率B．若P1和P2的體積相同，則流過(guò)P1的電流大于流過(guò)P2的電流C．若P1和P2的厚度相同，則流過(guò)P1的電流小于流過(guò)P2的電流D．若P1和P2的厚度相同，則P1內(nèi)自由電荷定向移動(dòng)的速率比P2的小答案：D解析：由于兩電阻并聯(lián)在電路中，因此兩電阻兩端的電壓相等，設(shè)電阻的上下表面邊長(zhǎng)為a，厚度為d，根據(jù)電阻定律，有R＝ρeq\f(L,S)＝ρeq\f(a,ad)＝eq\f(ρ,d)，則可知電阻與厚度d有關(guān)，與表面邊長(zhǎng)無(wú)關(guān)。如果兩導(dǎo)體的體積相同，由V＝Sd，可知P1的厚度小于P2的厚度，因此P1的電阻大于P2的電阻；兩電阻兩端電壓相等，電流為I＝eq\f(U,R)，所以通過(guò)P1的電流小于通過(guò)P2的電流，故B錯(cuò)誤；由電功率的表達(dá)式，有P＝UI，可知P1的電功率小于P2的電功率，故A錯(cuò)誤；若厚度相同，則兩電阻阻值相同，由I＝eq\f(U,R)，可知流過(guò)P1的電流等于流過(guò)P2的電流，故C錯(cuò)誤；因?yàn)榱鬟^(guò)P1的電流等于流過(guò)P2的電流，根據(jù)電流的微觀表達(dá)式，有I＝nqSv，兩個(gè)導(dǎo)體材料相同，所以n、q相同，又因?yàn)镻1的橫截面積大，所以P1內(nèi)自由電荷定向移動(dòng)的速率比P2的小，故D正確。故選D。3．四個(gè)定值電阻連成如圖所示的電路。RA、RC的規(guī)格為“10V4W”，RB、RD的規(guī)格為“10V2W”。當(dāng)把它們接入到電壓為U的電源兩端時(shí)，其中功率最大的是()A．RA B．RBC．RC D．RD答案：D解析：根據(jù)R＝eq\f(U2,P)，可知RA＝RC<RB＝RD，因流過(guò)RA、RD的電流相等，根據(jù)P＝I2R，可知PD>PA，因RB、RC電阻兩端電壓相等，根據(jù)P＝eq\f(U2,R)，可知PC>PB，因RA、RC電阻相等，IA>IC，根據(jù)P＝I2R，可知PA>PC，即PD>PA>PC>PB，故選D。4．如圖是一個(gè)將電流表改裝成歐姆表的示意圖，此歐姆表已經(jīng)調(diào)零，用此歐姆表測(cè)一阻值為R的電阻時(shí)，指針偏轉(zhuǎn)至滿刻度的eq\f(4,5)處。現(xiàn)用該表測(cè)一未知電阻，指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的eq\f(1,5)處，則該電阻的阻值為()A．4R B．5RC．10R D．16R答案：D解析：由閉合電路的歐姆定律得：調(diào)零時(shí)有E＝IgR內(nèi)，指針偏轉(zhuǎn)至滿刻度的eq\f(4,5)時(shí)有E＝eq\f(4IgR＋R內(nèi),5)，指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的eq\f(1,5)時(shí)有E＝eq\f(IgRx＋R內(nèi),5)，聯(lián)立三式可解得Rx＝16R，故選D。5．在如圖所示的電路中，E為電源，其內(nèi)阻為r，L為小燈泡(其燈絲電阻可視為不變)，R1、R2為定值電阻(R1>r)，R3為光敏電阻，其阻值隨照射光強(qiáng)度的增大而減小，V為理想電壓表。若將照射R3的光的強(qiáng)度減弱，則()A．電壓表的示數(shù)變大 B．小燈泡變亮C．通過(guò)R2的電流變小 D．電源輸出功率變小答案：D解析：將照射R3的光的強(qiáng)度減弱，則R3阻值增大，根據(jù)串反并同可知，與它串聯(lián)的電壓表示數(shù)減小，與它并聯(lián)的R2的電流變大，與它串聯(lián)的小燈泡變暗，故A、B、C錯(cuò)誤；因?yàn)镽1>r，R3阻值增大，電路中總電阻增大，根據(jù)電源輸出功率特點(diǎn)可知，電源輸出功率減小，故D正確。故選D。6．如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r，定值電阻R1在干路上，定值電阻R3與可變電阻R4串聯(lián)后再并聯(lián)在定值電阻R2的兩端。當(dāng)可變電阻R4的滑片P向下滑動(dòng)時(shí)，定值電阻R1、R2、R3中電流變化量的大小分別是ΔI1、ΔI2、ΔI3。下列說(shuō)法中不正確的是()A．定值電阻R1兩端的電壓增大B．定值電阻R2消耗的電功率減小C．ΔI1＝ΔI2＋ΔI3D．ΔI3＝ΔI1＋ΔI2答案：C解析：當(dāng)可變電阻R4的滑片P向下滑動(dòng)時(shí)，R4的阻值減小，電路的總電阻減小，總電流變大，定值電阻R1兩端的電壓增大，內(nèi)阻上的電壓也增大，則并聯(lián)支路的電壓減小，即定值電阻R2消耗的電功率減小，選項(xiàng)A、B正確；因I1＝I2＋I(xiàn)3，因I1變大，I2減小，I3變大，則ΔI3＝ΔI1＋ΔI2，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。故選C。7．如圖所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r，電表均為理想電表。閉合開(kāi)關(guān)S，滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭由圖示的位置向右滑動(dòng)一小段距離，在這個(gè)過(guò)程中，下列判斷正確的是()A．電源的輸出功率增加B．電阻R2兩端電壓減小C．電容器所帶電荷量減少D．電壓表與電流表示數(shù)變化量的比值增加答案：C解析：當(dāng)滑動(dòng)變阻器的觸頭從左向右滑動(dòng)的過(guò)程，變阻器接入電路的電阻減小，因?yàn)椴恢繰1＋R2與內(nèi)阻r的關(guān)系，所以不能確定電源的輸出功率如何變化，A錯(cuò)誤；當(dāng)滑動(dòng)變阻器的觸頭由圖示的位置向右滑動(dòng)小段距離，變阻器接入電路的電阻減小，根據(jù)閉合電路的歐姆定律分析得知，電路中總電流I增大，根據(jù)歐姆定律可以知道電阻R2兩端電壓增大，B錯(cuò)誤；電路中總電流I增大，內(nèi)電阻與R2所占電壓增大，則R1的電壓減小，電容器與R1并聯(lián)，故電容器的電壓減小，根據(jù)Q＝CU可以知道，電容器所帶電荷量減少，C正確；電壓表測(cè)量路端電壓，根據(jù)閉合電路的歐姆定律U＝E－Ir得eq\f(ΔU,ΔI)＝－r電壓表與電流表示數(shù)變化量的比值不變，D錯(cuò)誤。故選C。二、多項(xiàng)選擇題(本題共3小題，每小題6分，共18分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中有多個(gè)選項(xiàng)符合題意，全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，錯(cuò)選或不答的得0分)8．如圖所示的電路中，閉合開(kāi)關(guān)S，燈L1、L2正常發(fā)光。由于電路出現(xiàn)故障，突然發(fā)現(xiàn)L1變亮，L2變暗，分析電路特點(diǎn)，若只有某個(gè)元件發(fā)生的故障，下列情況可能的是()A．R1短路 B．R2短路C．R1斷路 D．R2斷路答案：BC解析：將電路進(jìn)行簡(jiǎn)化，可知R1與燈L1并聯(lián)，R2、R3串聯(lián)后與L2并聯(lián)，如圖所示若R1短路，則總電阻減小，總電流增大，路端電壓減小。而L2部分因電阻不變，其兩端的電壓增大，故L1兩端的電壓減小，即L1變暗，L2變亮，與題干矛盾，A錯(cuò)誤；若R2短路，則總電阻減小，總電流增大，路端電壓減小。而L1部分因電阻不變，其兩端的電壓增大，故L2兩端的電壓減小，即L1變亮，L2變暗，符合題意，B正確；若R1斷路，則總電阻增大，總電流減小，路端電壓增大。而L2部分因電阻不變，其兩端的電壓減小，故L1兩端的電壓增大，即L1變亮，L2變暗，符合題意，C正確；若R2斷路，則總電阻增大，總電流減小，路端電壓增大。而L1部分因電阻不變，其兩端的電壓減小，故L2兩端的電壓增大，即L1變暗，L2變亮，與題干矛盾，D錯(cuò)誤。故選BC。9.兩輪電動(dòng)平衡車是現(xiàn)代人用來(lái)休閑娛樂(lè)的一種新型綠色環(huán)保的代步工具，某品牌平衡車其部分參數(shù)如表所示，其中標(biāo)準(zhǔn)里程是滿電時(shí)在平坦路面以舒適速度行駛測(cè)試所得，則該電動(dòng)平衡車()最大速度20km/h充電器輸出電壓63V舒適速度15km/h充電器輸出電流1100mA標(biāo)準(zhǔn)里程22km電池組總?cè)萘?300mA·hA.充電器的輸出功率約為70WB．充滿電后在平坦路面以舒適速度能行駛1hC．以舒適速度行駛時(shí)百公里消耗電能約為1.2kW·hD．該電池電量從零到充滿電所需的時(shí)間約為4h答案：ACD解析：1100mA＝1.1A，充電器的輸出功率P＝UI＝63×1.1W≈70W，故A正確；滿電時(shí)在平坦路面以舒適速度行駛的標(biāo)準(zhǔn)里程為22km，舒適速度為15km/h，則滿電后以舒適速度能行駛t＝eq\f(22,15)h≈1.5h，故B錯(cuò)誤；由表格內(nèi)的數(shù)據(jù)可知，電池的容量是4300mA·h，充電的電壓為63V，則充電消耗的電能E0＝qU＝4.3A·h×63V＝270.9W·h，滿電時(shí)在平坦路面以舒適速度行駛的標(biāo)準(zhǔn)里程為22km，所以以舒適速度行駛時(shí)百公里耗電能約eq\f(100,22)×270.9W·h≈1.2kW·h，故C正確；由表格內(nèi)的數(shù)據(jù)可知，電池的容量是4.3A·h，即q＝4.3A×3600s＝15480C，充電器輸出電流為I充＝1100mA＝1.1A，所以充電的時(shí)間為t＝eq\f(q,I充)＝eq\f(15480,1.1)＝14072s≈3.91h，故D正確。故選ACD。10．額定電壓均為220V的白熾燈L1和L2的U－I特性曲線如圖甲所示，現(xiàn)將和L2完全相同的L3與L1和L2一起按如圖乙所示電路接入220V電路中，則下列說(shuō)法正確的是()A．L2的額定功率約為99WB．L2的實(shí)際功率約為17WC．L2的實(shí)際功率比L3的實(shí)際功率小17WD．L2的實(shí)際功率比L3的實(shí)際功率小82W答案：ABD解析：由L2的伏安特性曲線可得，在額定電壓220V時(shí)的電流為0.45A，則L2的額定功率為P額＝U額I額＝99W，故A正確；圖示電路為L(zhǎng)1和L2串聯(lián)再與L3并聯(lián)，所以L1和L2串聯(lián)后兩端的總電壓為220V，那么流過(guò)L1和L2的電流及兩燈兩端的電壓滿足I1＝I2，U1＋U2＝220V；由L1和L2的U－I圖線可知I1＝I2＝0.25A，U1＝152V，U2＝68V，故燈L2的實(shí)際功率P2＝I2U2＝17W，故B正確；由于L3兩端的電壓為220V，故P3＝P額＝99W，則P3－P2＝82W，故C錯(cuò)誤，D正確。故選ABD。三、非選擇題(本題共5小題，共54分)11．(7分)某個(gè)演示用多用電表只有兩個(gè)擋位，其內(nèi)部電路如圖甲所示，其中R為定值電阻，表盤如圖乙所示。(1)這個(gè)多用電表內(nèi)部電流表G的左側(cè)為_(kāi)_______(填“正”或“負(fù)”)接線柱，多用電表a表筆應(yīng)為_(kāi)_______(填“紅”或“黑”)色；(2)擋位d為_(kāi)_______(填“電流”或“歐姆”)擋；(3)若擋位置于歐姆擋，其倍率為“×1”擋，測(cè)某電阻的阻值時(shí)，多用電表指針如圖乙中①所示，則其示數(shù)為_(kāi)_______Ω，若擋位置于電流擋，測(cè)某電路的電流時(shí)(表頭G量程為100mA)，多用電表指針如圖乙中②所示，則其示數(shù)為_(kāi)_______mA，由表盤刻度可知，該多用電表內(nèi)部所使用的電池電動(dòng)勢(shì)為_(kāi)_______V，作為歐姆表使用時(shí)其內(nèi)部總電阻為_(kāi)_______Ω。答案：(1)正紅(2)歐姆(3)15.0681.515解析：(1)電表內(nèi)部電流表G的右側(cè)為內(nèi)部電源負(fù)極，根據(jù)紅進(jìn)黑出可知，a表筆應(yīng)為紅表筆，是正接線柱。(2)擋位d為歐姆擋，因?yàn)閮?nèi)部有電源。(3)指針如圖乙中①所示，則其示數(shù)為15.0Ω，若擋位置于電流擋，測(cè)某電路的電流時(shí)(表頭G量程為100mA)，多用電表指針如圖乙中②所示，則其示數(shù)為68mA；因?yàn)橹兄惦娮铻?5Ω，所以作為歐姆表使用時(shí)其內(nèi)部總電阻為15Ω，該多用電表內(nèi)部所使用的電池電動(dòng)勢(shì)為E＝IgR內(nèi)＝100mA×15Ω＝1.5V。12．(12分)測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)電路和U－I圖像如圖所示；請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)如圖甲所示，在閉合開(kāi)關(guān)之前為防止電表過(guò)載，滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭P應(yīng)放在滑動(dòng)變阻器________處(填“a”或“b”)。(2)現(xiàn)備有以下器材：A．干電池1個(gè)B．滑動(dòng)變阻器(0～50Ω)C．電壓表(0～3V)D．電壓表(0～15V)E．電流表(0～0.6A)F．電流表(0～3A)其中電流表應(yīng)選________，電壓表應(yīng)選________。(填字母代號(hào))(3)根據(jù)原理圖在實(shí)物圖上把線連好。(4)如圖乙是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫(huà)出的U－I圖像。由此可知這個(gè)干電池的電動(dòng)勢(shì)E＝________V，內(nèi)電阻r＝________Ω。(計(jì)算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)答案：(1)a(2)EC(3)見(jiàn)解析圖(4)1.490.725解析：(1)滑動(dòng)變阻器采用限流接法，在閉合開(kāi)關(guān)之前為防止電表過(guò)載，滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)頭P應(yīng)放在滑動(dòng)變阻器a處。(2)由圖乙可知：電路中的最大電流為0.4A，因此電流表選擇量程為0.6A比較合適，故電流表選擇E；電源電動(dòng)勢(shì)約為1.5V，因此電壓表選擇量程為3V比較合適，故電壓表選擇C。(3)根據(jù)電路圖連接的實(shí)物圖如下圖所示(4)由圖乙可知，電源的U－I圖像與縱軸的交點(diǎn)坐標(biāo)值是1.49，則電源電動(dòng)勢(shì)為1.49V，圖像的斜率的絕對(duì)值表示電源內(nèi)阻，所以電源內(nèi)阻為r＝eq\f(1.49－1.20,0.4)Ω＝0.725Ω。13．(10分)某同學(xué)想測(cè)如圖(a)所示一塊薄方塊電阻R0的阻值，同時(shí)測(cè)干電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r，他設(shè)計(jì)了如圖(b)所示電路。已知方塊電阻的上、下表面都是邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形，連入電路時(shí)電流方向如圖(a)所示。主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：①斷開(kāi)開(kāi)關(guān)K，閉合開(kāi)關(guān)S，改變電阻箱R的阻值，記錄多組不同R對(duì)應(yīng)的電壓表示數(shù)U；②將開(kāi)關(guān)S、K都閉合，改變電阻箱R的阻值，再記錄多組不同R對(duì)應(yīng)的電壓表示數(shù)U。(1)畫(huà)出步驟①②所記錄數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的eq\f(1,U)隨eq\f(1,R)變化關(guān)系的圖像分別對(duì)應(yīng)圖(c)中的兩條圖線甲和乙，橫截距為－a1、－a2，縱截距為b1、b2，圖線________(填“甲”或“乙”)是步驟①對(duì)應(yīng)的圖像。(2)根據(jù)圖(c)的數(shù)據(jù)可求得電源的電動(dòng)勢(shì)E＝________，電源內(nèi)阻r＝________，方塊電阻的阻值R0＝________。(用a1、a2、b1、b2等字母表示)(3)若考慮電壓表內(nèi)阻的影響，則方塊電阻的上述測(cè)量值________(填“大于”“小于”或“等于”)真實(shí)值。答案：(1)乙(2)eq\f(1,b1)eq\f(1,a1)eq\f(b1,a1b2－b1)(3)等于解析：(1)對(duì)于同一個(gè)R值，開(kāi)關(guān)S、K都閉合時(shí)，R和R0并聯(lián)，路端電壓更小，即eq\f(1,U)更大，所以步驟②對(duì)應(yīng)圖線甲，步驟①對(duì)應(yīng)圖線乙。(2)K斷開(kāi)時(shí)，由閉合電路的歐姆定律得E＝U＋eq\f(U,R)r，整理得eq\f(1,U)＝eq\f(1,E)＋eq\f(r,E)·eq\f(1,R)，根據(jù)圖(c)乙線有eq\f(1,E)＝b1，eq\f(r,E)＝eq\f(b1,a1)，解得E＝eq\f(1,b1)，r＝eq\f(1,a1)，S、K都閉合時(shí)由閉合電路的歐姆定律得E＝U＋Ureq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,R0)＋\f(1,R)))整理得eq\f(1,U)＝eq\f(1,E)＋eq\f(r,E)·eq\f(1,R0)＋eq\f(r,E)·eq\f(1,R)根據(jù)圖(c)甲線有eq\f(1,E)＋eq\f(r,E)·eq\f(1,R0)＝b2，eq\f(r,E)＝eq\f(b2,a2)＝eq\f(b1,a1)，解得R0＝eq\f(b1,b2－b1a1)。(3)若考慮電壓表內(nèi)阻RV，可將RV與原電源并聯(lián)形成等效電源，設(shè)等效電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻分別為E′、r′，則由圖(c)乙線有eq\f(1,E′)＝b1，eq\f(r′,E′)＝eq\f(b1,a1)，根據(jù)圖(c)甲線有eq\f(1,E′)＋eq\f(r′,E′)·eq\f(1,R0′)＝b2，eq\f(r′,E′)＝eq\f(b2,a2)＝eq\f(b1,a1)R0′＝eq\f(b1,b2－b1a1)，可見(jiàn)R0不變。14．(12分)如圖所示，M為一線圈電阻RM＝0.4Ω的電動(dòng)機(jī)，電阻R＝24Ω，電源電動(dòng)勢(shì)E＝40V。當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)，電流表的示數(shù)I1＝1.6A，當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，電流表的示數(shù)為I2＝4.0A。求：(1)電源內(nèi)阻r；(2)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流及電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率。答案：(1)1Ω(2)2.5A87.5W解析：(1)當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)，電流表的示數(shù)I1＝1.6A，由閉合電路的歐姆定律得(R＋r)×I1＝E，代入數(shù)據(jù)解得r＝1Ω。(2)當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)I2＝4.0A，則U內(nèi)＝I2·r＝4V，U外＝E－U內(nèi)＝40V－4V＝36V，則通過(guò)電阻R的電流IR＝eq\f(36,24)A＝1.5A，流過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流I＝I2－IR＝4.0A－1.5A＝2.5A，則電動(dòng)機(jī)的功率P＝U外I＝36×2.5W＝90W，電動(dòng)機(jī)的熱功率為P熱＝I2RM＝2.52×0.4W＝2.5W，則電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率P機(jī)械＝P－P熱＝90W－2.5W＝87.5W。15．(13分)如圖甲為一款電飯煲，其額定電壓為220V，它采用了先進(jìn)技術(shù)，智能化地控制不同時(shí)間段的烹飪溫度。圖乙為其電路原理圖，R1和R2為電阻不變的電熱絲，S1是自動(dòng)控制開(kāi)關(guān)。將電飯煲接入U(xiǎn)＝220V電路中，在電飯煲工作的30min內(nèi)，它消耗的電功率隨時(shí)間變化的圖像如圖丙所示。求：(1)0～30min，電飯煲產(chǎn)生的總熱量；(2)S和S1均閉合，電路中的總電流；(3)根據(jù)電路的設(shè)計(jì)，在不同電壓下，電飯煲從開(kāi)始工作到S1第一次自動(dòng)斷開(kāi)產(chǎn)生的熱量相同。當(dāng)實(shí)際電壓U′＝200V時(shí)，使用該電飯煲，從開(kāi)始工作到S1第一次自動(dòng)斷開(kāi)需要多長(zhǎng)時(shí)間？答案：(1)9.9×105J(2)3A(3)12.1min解析：(1)由圖乙、丙可知，工作30min：P1＝440W的時(shí)間t1＝15min＝900s，P＝660W的時(shí)間t2＝15min＝900s，0～30min內(nèi)電飯煲產(chǎn)生的總熱量：Q總＝P1t1＋Pt2＝440W×900s＋660W×900s＝9.9×105J。(2)當(dāng)S和S1均閉合時(shí)，電阻R1與R2并聯(lián)，電路中的總電流I總＝eq\f(P,U)＝eq\f(660W,220V)＝3A。(3)由圖丙可知，電飯煲從開(kāi)始工作到S1第一次自動(dòng)斷開(kāi)時(shí)的時(shí)間：t＝10min＝600s正常工作時(shí)，此過(guò)程中產(chǎn)生的熱量：Q＝W＝Pt＝660W×600s＝3.96×105J電路中的總電阻：R＝eq\f(U2,P)＝eq\f(220V2,660W)＝eq\f(220,3)Ω因在不同電壓下，電飯煲從開(kāi)始工作到S1第一次自動(dòng)斷開(kāi)產(chǎn)生的熱量相同，所以由Q′＝eq\f(U′2,R)t′＝Q可得在U′＝200V時(shí)電飯煲工作的時(shí)間t′＝eq\f(QR,U2)＝eq\f(3.96×105J×\f(220,3)Ω,200V2)＝726s＝12.1min。第十三章第1節(jié)課后知能作業(yè)基礎(chǔ)鞏固練1.法國(guó)科學(xué)家巴斯德曾言：“機(jī)遇只偏愛(ài)有準(zhǔn)備的頭腦”，翻開(kāi)科學(xué)史的書(shū)頁(yè)，曾有一位科學(xué)家深信電磁間有聯(lián)系，并堅(jiān)持研究，最終于1820年發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)，請(qǐng)問(wèn)這位科學(xué)家是()A．安培法國(guó) B．奧斯特丹麥C．歐姆德國(guó) D．麥克斯韋英國(guó)答案：B解析：發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)的科學(xué)家是丹麥物理學(xué)家?jiàn)W斯特。故選B。2．關(guān)于磁感線與電場(chǎng)線的描述，正確的是()A．電場(chǎng)線一定是直線B．磁感線一定是閉合的C．磁感線是電荷的運(yùn)動(dòng)軌跡D．電場(chǎng)線是實(shí)際上存在的答案：B解析：電場(chǎng)線可以是直線，也可以是曲線，故A錯(cuò)誤；磁感線沒(méi)有起點(diǎn)也沒(méi)有終點(diǎn)，是閉合的曲線，故B正確；磁感線是為了描述磁場(chǎng)假想的曲線，不是運(yùn)動(dòng)軌跡，故C錯(cuò)誤；電場(chǎng)線是為了形象地描述電場(chǎng)而假想的線，實(shí)際不存在，故D錯(cuò)誤。故選B。3．如圖所示，兩根非常靠近且互相垂直并互相絕緣的長(zhǎng)直導(dǎo)線，當(dāng)通以如圖所示方向的電流時(shí)，電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)在導(dǎo)線所在平面內(nèi)的哪個(gè)區(qū)域內(nèi)方向是一致且向外的()A．區(qū)域Ⅰ B．區(qū)域ⅡC．區(qū)域Ⅲ D．區(qū)域Ⅳ答案：C解析：根據(jù)安培定則，可知兩根通電直導(dǎo)線在各個(gè)區(qū)域產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向如右圖所示，可知電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)在導(dǎo)線所在平面內(nèi)的區(qū)域Ⅲ內(nèi)方向是一致且向外的。故選C。4．奧斯特實(shí)驗(yàn)是科學(xué)歷史上的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，它的價(jià)值在于直接證實(shí)了()A．任何導(dǎo)線周圍均存在磁場(chǎng)B．電流周圍有磁場(chǎng)C．地磁場(chǎng)的存在D．地磁場(chǎng)的方向答案：B解析：奧斯特實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)通電直導(dǎo)線下方的小磁針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，其價(jià)值在于直接證實(shí)了電流周圍會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)。故選B。5．在探究通電線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)中，有一位同學(xué)畫(huà)出了一組如圖所示的小磁針狀態(tài)，同組的同學(xué)發(fā)現(xiàn)其中小磁針的N極指向有多處錯(cuò)誤，請(qǐng)幫忙找出小磁針的N極指向正確的是()A．a(chǎn) B．bC．c D．d答案：D解析：根據(jù)安培定則可知，通電線圈的左端相當(dāng)于條形磁體的N極，通電線圈的右端相當(dāng)于條形磁體的S極，則磁感線從通電線圈的左端出發(fā)從外部指向通電線圈的右端，從內(nèi)部回到通電線圈的左端，構(gòu)成閉合的曲線；小磁針的N極與所在處的磁場(chǎng)方向相同，則a處小磁針的N極向左；b處小磁針的N極向右；c處小磁針的N極向左；d處小磁針的N極向左。故選D。6．圓環(huán)甲、乙在同一平面內(nèi)，分別通以如圖所示的恒定電流，圓環(huán)甲固定，圓環(huán)乙可以自由運(yùn)動(dòng)，則下列說(shuō)法正確的是()A．圓環(huán)乙有收縮的趨勢(shì)B．圓環(huán)乙將在紙面內(nèi)向左平動(dòng)C．圓環(huán)乙將在紙面內(nèi)繞過(guò)圓心并垂直紙面的軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)D．圓環(huán)乙繞過(guò)圓心的軸ab轉(zhuǎn)動(dòng)，左側(cè)向紙內(nèi)轉(zhuǎn)，右側(cè)向紙外轉(zhuǎn)答案：B解析：兩環(huán)靠近處電流方向相同，兩環(huán)之間電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向相反，會(huì)相互吸引，同理ab右側(cè)受到排斥力，但該排斥力小于左側(cè)受到的吸引力，故圓環(huán)乙將在紙面內(nèi)向左平動(dòng)，且圓環(huán)乙有擴(kuò)張的趨勢(shì)，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤。故選B。能力提升練7.如圖，a、b是兩根垂直紙面放置的通電直導(dǎo)線，已知P點(diǎn)到a、b的距離相等，直導(dǎo)線a、b中電流大小相等且P點(diǎn)的磁場(chǎng)方向水平向左，則兩導(dǎo)線中的電流方向應(yīng)滿足()A．均垂直紙面向外B．均垂直紙面向里C．a(chǎn)中垂直紙面向里，b中垂直紙面向外D．a(chǎn)中垂直紙面向外，b中垂直紙面向里答案：C解析：兩導(dǎo)線中的電流方向均垂直紙面向外時(shí)，由安培定則可知P點(diǎn)處磁場(chǎng)方向如圖所示，即P點(diǎn)的磁場(chǎng)方向豎直向上，故A錯(cuò)誤；兩導(dǎo)線中的電流方向均垂直紙面向里時(shí)，由安培定則可知P點(diǎn)處磁場(chǎng)方向如圖所示，即P點(diǎn)的磁場(chǎng)方向豎直向下，故B錯(cuò)誤；同理，a中電流垂直紙面向里，b中電流垂直紙面向外時(shí)，P點(diǎn)的磁場(chǎng)方向水平向左，故C正確；a中電流垂直紙面向外，b中電流垂直紙面向里時(shí)，P點(diǎn)的磁場(chǎng)方向水平向右，故D錯(cuò)誤。故選C。8.(多選)如圖所示，某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室模擬奧斯特的電流磁效應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)小磁針在水平方向上不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，可能的原因是()A．通電直導(dǎo)線中電流方向自西向東，小磁針?lè)旁谕娭睂?dǎo)線附近等高的水平位置B．通電直導(dǎo)線中電流方向自東向西，小磁針?lè)旁谕娭睂?dǎo)線附近正上方C．通電直導(dǎo)線中電流方向自南向北，小磁針?lè)旁谕娭睂?dǎo)線附近正下方D．通電直導(dǎo)線中電流方向自北向南，小磁針?lè)旁谕娭睂?dǎo)線附近正上方答案：AB解析：通電直導(dǎo)線中電流方向自西向東，根據(jù)安培定則，放在通電直導(dǎo)線附近等高的水平位置的小磁針?biāo)谖恢?，通電直?dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)豎直向上或豎直向下，所以小磁針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故A正確；通電直導(dǎo)線中電流方向自東向西，根據(jù)安培定則，放在通電直導(dǎo)線附近正上方的小磁針?biāo)谖恢?，通電直?dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)水平向北，小磁針N極受力方向向北，所以小磁針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故B正確；通電直導(dǎo)線中電流方向自南向北，根據(jù)安培定則，放在通電直導(dǎo)線附近正下方的小磁針?biāo)谖恢?，通電直?dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)水平向西，小磁針N極受力方向向西，所以小磁針N極向西偏轉(zhuǎn)，故C錯(cuò)誤；通電直導(dǎo)線中電流方向自北向南，根據(jù)安培定則，放在通電直導(dǎo)線附近正上方的小磁針?biāo)谖恢?，通電直?dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)水平向西，小磁針N極受力方向向西，所以小磁針N極向西偏轉(zhuǎn)，故D錯(cuò)誤。故選AB。9．(多選)如圖甲所示，市面上有一種有趣的磁懸浮玩具，接通電源后，磁性玩偶會(huì)穩(wěn)定地漂浮起來(lái)。其內(nèi)部構(gòu)造如圖乙所示，其中滑動(dòng)變阻器的阻值可改變，則下列說(shuō)法正確的是()A．b端應(yīng)接電源正極B．軟鐵內(nèi)的磁感線方向朝向上方C．a(chǎn)端應(yīng)接電源正極D．滑動(dòng)變阻器的滑片P向上滑動(dòng)，玩偶的高度會(huì)下降答案：AB解析：根據(jù)題意可知，通電線圈的上方為N極，由安培定則可知，電流由線圈下端流入，上端流出，則b端應(yīng)接電源正極，故A正確，C錯(cuò)誤；軟鐵內(nèi)部磁場(chǎng)由S→N，則軟鐵內(nèi)的磁感線方向朝向上方，故B正確；若滑動(dòng)變阻器的滑片向上滑動(dòng)，可變電阻的電阻值調(diào)小，則線圈中的電流增大，玩偶的高度會(huì)上升，故D錯(cuò)誤。故選AB。10．如圖所示，完全相同的甲、乙兩個(gè)通電圓環(huán)同軸平行放置，甲的圓心為O1，乙的圓心為O2，在兩環(huán)圓心的連線上有a、b、c三點(diǎn)，其中aO1＝O1b＝bO2＝O2c，此時(shí)b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1，c點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2?，F(xiàn)將甲撤去，則a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為()A．B2－eq\f(B1,2) B．B1－eq\f(B2,2) C．B1－B2