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通用版带答案高中物理必修三第十二章电能能量守恒定律微公式版知识点汇总1单选题1、在如图所示的电路中，干电池、开关和额定电压为1.5V的灯泡组成串联电路。当闭合开关时，发现灯泡不发光。在闭合开关的情况下，某同学用多用电表直流电压挡进行检测。检测结果如下表所示，已知电路仅有一处故障，由此做出的判断中正确的是（）测试点A、BC、FD、FC、D多用表示数1.5V1.5V01.5VAA、C间导线断路BD、E间导线断路C灯泡断路D开关断路答案：DAA、C间导线断路，C、F间，C、D间电压应该为0，故A错误；BD、E间导线断路，D、F间电压应为1.5V，C、D间电压应该为0，故B错误；C灯泡断路，D、F间电压应为1.5V，C、D间电压应该为0，故C错误；D开关断路，测试点间的电压，与数据表中电压相对应，故D正确。故选D。2、一个竞速四驱车模型的电动机，额定电压为3V，电流为2mA，线圈阻值R=5，当它正常工作时（）A电动机的输出功率为610-3WB电动机的发热功率为610-3WC电动机的输入功率为5.9810-3WD电动机输出的机械功率为5.9810-3W答案：D电动机输入功率P入=UI=610-3W线圈发热功率为P热=I2R=210-5W输出功率P出=UI-I2R=5.9810-3W即输出的机械功率为5.9810-3W。故选D。3、下列说法正确的是（）A恒定电流是指大小、方向都不随时间变化的电流B白炽灯在正常发光时，“220V15W”的灯泡电阻比“220V60W”的灯泡电阻小C导体的电阻与构成它的材料无关D电动机正常工作时的电功率等于其发热的功率答案：AA恒定电流是指大小、方向都不随时间变化的电流，故A正确；B根据R=U2P可知白炽灯在正常发光时，“220V15W”的灯泡电阻比“220V60W”的灯泡电阻大，故B错误；C导体的电阻与电阻率有关，而电阻率与构成它的材料有关，故C错误；D电动机正常工作时的电功率等于其发热的功率和输出的机械功率之和，故D错误。故选A。4、在如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r。在滑动变阻器的滑片P从图示位置向下滑动的过程中（）A路端电压变大B通过滑动变阻器R1的电流变大C通过R2的电流变大D电源的输出功率变大答案：BA在滑动变阻器R1的滑片P向下滑动的过程中，R1接入电路的电阻变小，外电路总电阻变小，由闭合电路欧姆定律知，电路中的总电流变大，由于路端电压U=E-Ir且I变大，E、r不变，所以U变小，故A错误；BC路端电压U变小，则通过电阻R2的电流变小，而总电流I变大，所以通过滑动变阻器R1的电流变大，故B正确，C错误；D当外电路电阻等于电源内阻时，电源输出功率最大，因为不知道内、外电阻的关系，所以电源的输出功率变化情况无法确定，故D错误。故选B。5、如图所示，在同一坐标系中分别画出某定值电阻和某电源的U-I图像，两图线与横轴夹角分别为、，且=。若将该定值电阻与该电源串联形成闭合回路，则（）A该定值电阻与该电源内阻大小无法比较Ba表示电源，b表示定值电阻C此时电源效率达到最大D此时电源输出功率达到最大答案：DAB根据欧姆定律U=IR可知直线a是定值电阻的U-I图线；因为电源具有内阻，所以电源电压满足U=E-Ir可知直线b是电源的U-I图线，直线a的斜率代表定值电阻的阻值，直线b的斜率的绝对值代表电源内阻，因为=且两图线在同一坐标系中，则直线a的斜率和直线b斜率的绝对值相等，所以该定值电阻与该电源内阻大小相等，故AB错误；CD当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，但效率并不是最高，电源的效率为=P出P总100%=I2RI2R+r100%=RR+r可知外电阻越大，电源的效率越高，根据选项AB的分析可知，此时外电阻与内电阻相等，所以电源效率并没有达到最大，而电源的输出功率达到最大，故C错误，D正确。故选D。6、某电阻的阻值为5，通过的电流为2A，则它在10s内产生的热量为（）A100JB200JC10JD20J答案：B根据Q=I2Rt，代入数据解得Q=22510J=200J故选B。7、如图所示，电源的电动势为E=6V，内阻r=1，保护电阻R0=4，ab是一段粗细均匀且电阻率较大的电阻丝，总阻值为10，长度l=1m，横截面积为0.2cm2。下列说法正确的是（）A当电阻丝接入电路的阻值为1时，电阻丝的功率最大B当电阻丝接入电路的阻值为4时，保护电阻的功率最大C电源效率的最小值为80%D电阻丝的电阻率为110-4m答案：CA根据推论，当外电阻与电源内阻相等时，电路的输出功率最大。将保护电阻等效为内阻，当电阻丝接入电路的阻值为5时，电阻丝的功率最大，选项A错误；B电路中电流越大，保护电阻的功率越大，当电阻丝接入电路的阻值为0时，保护电阻的功率最大，选项B错误；C外电阻越小，电源效率越小，当电阻丝接入电路的阻值为0时，电源效率的最小值为80%，选项C正确；D根据电阻定律R=lS代入数据可得电阻丝的电阻率为=2104m选项D错误；故选C。8、如图所示，三个电阻R1、R2、R3的阻值相同，允许消耗的最大功率分别为10W、10W、2W，则此电路中允许消耗的最大功率为（）A22WB12WC15WD16W答案：B由题意知R1=R2=R3=R，P1=10W，P2=10W，P3=2W。由图知，R2与R3并联，则两端电压相等，根据P=U2R可知R2与R3所消耗的功率一样，因R2与R3本身允许的最大功率分别是10W和2W，则R2、R3在电路中允许最大功率只能都是2W，否者会超过R3的允许功率。又把R2与R3看成一个并联电阻R，则电路就是R1与R串联，故电流相等，根据P=I2R可知R1与R所消耗功率之比为R1R。由题知，三个电阻R1，R2，R3的阻值相同，R2与R3的并联值R=R2，所以R1R=2，所以R1上消耗的功率是并联电阻R上的两倍。若R2、R3的功率都为2W，则R的功率即为2W+2W=4W则R1的功率为24W=8W10W所以总功率最大为2W+2W+8W=12W故选B。9、如图所示，电源电动势E=6V，内电阻r=1，电阻R=5，当开关S闭合后，电路中的电流为（）A0.5AB1AC1.2AD6A答案：B由闭合电路欧姆定律可得I=ER+r=65+1A=1A故选B。10、某研究性学习小组用如图所示的电路，测定一节干电池的电动势和内阻，则引起该实验误差的主要原因是（）A由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电源实际输出的电流大B由于电流表的分压作用造成电压表读数总是比电源实际输出的电压大C由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电源实际输出的电流小D由于电流表的分压作用造成电压表读数总是比电源实际输出的电压小答案：C由电路图可以看出，由于电压表分流，造成电流表读数小于电源实际输出电流，导致电源电动势和内阻测量值偏小，故ABD错误，C正确。故选C。11、我国新一代高速列车牵引功率达9000kW，持续运行速度为350km/h，则新一代高速列车沿全长约1300km的京沪线从北京到上海，在动力上耗电约为（）A3.3104kWhB3.1106kWhC1.8104kWhD3.3105kWh答案：A由题可知，列车从北京到上海的时间为t=sv=1300350h=267h在动力上消耗电能为W=Pt=9000kW267h3.3104kWh故选A。12、如图所示的电路中，电源内阻不可忽略，电压表和电流表均为理想电表。闭合电路，当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动过程中，下列说法中正确的是（）A电流表的示数变大B电压表的示数不变C滑动变阻器接入电路的阻值变大D定值电阻消耗的电功率变小答案：A当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变小，则总电阻变小，总电流变大，电源内阻上的电压变大，路端电压减小，即电流表示数变大，电压表示数减小；根据P=I2R可知，定值电阻消耗的电功率变大。故选项A正确，BCD错误。故选A。13、有关电动势的说法中不正确的是（）A电源的电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功B当外电路断开时，电源的电压与电源电动势相等C电源提供的电能越多，电源的电动势越大D当电路中通过1C电荷量时，电源便将EJ其他形式的能转化为电能答案：CA根据电动势的定义式E=Wq可知，电源的电动势等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功，A正确，不符合题意；B根据U=E-Ir当外电路断开时I=0解得U=E电源的电压与电源电动势相等，B正确，不符合题意；C根据E=Wq，电动势与非静电力做的功和移送的电荷量无关，与电源提供的电能多少无关，电动势由电源本身的结构决定，C错误，符合题意；D根据电动势的定义式EWq可知，当电路中通过1C电荷量时，非静电力做功EJ，电源便将EJ其他形式的能转化为电能，D正确，不符合题意。故选C。14、在如图所示的电路中R1=4，R2=6，电源电动势E=3V。当S闭合时，理想电压表的示数为U=1V。则流过电源的电流为和电源的内阻分别为（）A0.25A，2B0.5A，2C0.25A，4D0.5A，4答案：A流过电源的电流与流过R1的电流相同，根据欧姆定律I=UR1=14A=0.25A根据闭合电路欧姆定律I=ER1+R2+r代入数据可得电源内电阻r=2故选A。15、一根横截面积为S的铜导线，通过的电流为I。已经知道铜的密度为，铜的摩尔质量为M，电子电荷量为e，阿伏加德罗常数为NA，设每个铜原子只提供一个自由电子，则铜导线中自由电子定向移动速率为（）AMINASeBMNASeCMAMSeDMASeM答案：A设自由电子定向移动的速率为v，导线中自由电子从一端定向移到另一端所用时间为t，对铜导体研究：每个铜原子可提供一个自由电子，则铜原子数目与自由电子的总数相等，为n=SvtMNA，t时间内通过导体截面的电荷量为q=ne，则电流强度为I=qt=SveNAM解得v=MISNAe故选A。多选题16、用如图甲所示的电路来测量电池的电动势和内阻，根据测得的数据作出了U-I图线如图乙所示，由图乙可知（）A电池电动势的测量值是1.40VB外电路发生短路时的电流为0.40AC电池内阻的测量值是1D电压表的示数为1.20V时，电流表的示数I=0.20A答案：ACDAB由闭合电路欧姆定律E=U+Ir得U=E-Ir故截距为电动势，电源U-I图象与纵轴交点坐标值为1.40V，则电源的电动势测量值为1.40V。0.40A是路端电压为1.00V时的电流，不是短路电流，故A正确，B错误；C电源内阻等于图象斜率的绝对值，为r=UI=1.40-1.000.4=1故C正确；D当电压表示数为1.20V时，I=E-Ur=1.40-1.201A=0.20A故D正确。故选ACD。17、关于能源的利用和节能，下列说法正确的是（）A根据能量守恒定律，能源的利用率应该是100%B节约能源只要提高节能意识就行，与科学进步无关C能量的总量不变，在自然界存在的形式不同D在能源的利用中，总会有一部分能源未被利用而损失掉答案：CDAD能源的使用在任何情况下都不可能达到理想状态，做到没有任何损失。虽然遵从能量守恒定律，但它指的是损失部分和被利用部分总和与原来能源总量相等，故A错误，D正确；B根据能量转化的方向性可知，能量经转化后，可利用的能，只可能减少，不可能增加，因此节能的意义重大；同时，只有节能意识是不够的，必须利用科技进步提高能源的利用率，不断开发新能源，以满足人类社会可持续发展的需要，故B错误。C能量的总量不变，在自然界存在的形式不同，故C正确；故选CD。18、如图，当开关S闭合，滑动变阻器的滑片P位于某位置时，水平放置的平行板电容器C间有一带电液滴恰好处于静止状态，灯泡L电阻恒定。下列说法正确的是（）A将滑动变阻器的滑片P向a端移动，电源的效率将增大B将滑动变阻器的滑片P向a端移动，电路的路端电压将减小C将电容器C的上极板向上移动，液滴将向下做加速运动D将电容器C的上极板向上移动，电容器C将充电答案：ACAB将滑动变阻器的滑片P由该位置向a端移动时，滑动变阻器接入电路的阻值增大，电源的效率=UIEI100%=UE100%外电路总电阻增大，路端电压将增大，则电源效率将增大，故A正确，B错误；C液滴受力平衡，上极板向上移动时d增大UC=E-Ir+RLUC不变，板间场强E=UCdE减小，故液滴所受电场力减小，因此液滴将向下做加速运动，故C正确；D上极板向上移动时，电容器C的电容减小，电压不变，电荷量减小，电容器C将放电，故D错误。故选AC。19、如图所示，直线、分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的图线，曲线是一个小灯泡的UI图线。曲线与直线、相交点的坐标分别为P（5，3.75）、Q（6，5）。如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接，则下列说法正确的是（）A电源1与电源2的内阻之比是3:2B电源1与电源2的电动势之比是1:1C在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是5:6D在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是9:10答案：ABA在电源的UI图像中，图像斜率的绝对值表示电源的内电阻，由图线、可知，电源1、电源2的内阻分别为r154r256即电源1与电源2的内阻之比是32，A正确；B电源的UI图像纵轴截距表示电源电动势，E1E210V，则电源1与电源2的电动势之比是11，B正确；CD小灯泡的UI图线与电源的UI图线的交点即为小灯泡与该电源连接时的工作状态，则连接电源I时，U13.75V，I15A，故小灯泡消耗的功率为P1U1I118.75W小灯泡的电阻R1U1I10.75连接电源II时，U25V，I26A，故灯泡消耗的功率P2U2I230W灯泡的电阻R2U2I256则R1R2910P1P258CD错误。故选AB。20、铅蓄电池的电动势为2V，这表示（）A电路中每通过1C的电荷，电源把2J的化学能转化为电势能B蓄电池在1s内将2J的化学能转化成电势能C没有接入电路时蓄电池两极间的电压为2VD蓄电池将化学能转化为电势能的本领比一节干电池（电动势为1.5V）的大答案：ACDAB蓄电池的电动势为2V，表示电路通过1C电荷量，电源把2J的化学能转化为电能，B错误，A正确；C电池没有接入电路时，其两极间的电压是2V，C正确；D电动势反映把其他形式的能转化为电能的本领，则铅蓄电池把化学能转化为电能的本领比一节干电池(电动势为1.5V)大，D正确。故选ACD。21、某电路如图所示，电源电动势为E、内阻为r，定值电阻R1、R2，电位器(滑动变阻器)为R，L1是小灯泡，电压表和电流表均为理想电表当电位器的触片滑向b端时，下列说法正确的是()A小灯泡L1将变亮B电压表示数与电流表A1示数的比值将变大C电流表A1的示数将变大D电源的总功率将变大答案：ACDAC电位器的触片滑向b端时,电位器电阻减小,外电路总电阻R减小,由闭合电路欧姆定律知：总电流增加,电流表A1的示数将变大,电压表V的示数将减小，流过R1和R2的电流减小，流过L1的电流将增大，灯泡L1将变亮故A正确，C正确；B.电压表V的示数与电流表A1比值等于外电路总电阻，可知该比值变小，故B错误；D.总电流变大，由P=EI知，电源的电功率将变大，故D正确；故选ACD点睛：根据电位器电阻的变化情况得到外电路总电阻的变化情况，得到电流变化情况，由欧姆定律分析电压表的示数与电流表A1比值如何变化由P=EI分析电源的总功率如何变化22、无人机已在航拍领域被广泛的应用，它利用自身携带的小型电机升空进行航拍，如图为某牌子的无人机，已知其电池容量为15000mAh，电机额定工作电压为20V，无人机正常工作时电机总额定功率为300W，则下列说法正确的是（）A无人机正常工作时的电流是15AB电池容量15000mAh中“mAh”是能量的单位C无人机的电机总电阻是1.33D无人机充满电后一次工作时间约为1h答案：ADA额定工作电压20V，额定功率300W，根据P=UI知电流I=PU=30020A=15A故A正确；B由电荷量的表达式q=It可知，题中“mAh”是电荷量的单位，故B错误；C根据U=IR，有R=UI=2015=1.33由于不是纯电阻电路，可知无人机的总电阻一定小于1.33，故C错误；D无人机充满电后一次工作时间t=qI=15Ah15A=1h故D正确。故选AD。23、角速度计可测量飞机、航天器等转动时的角速度，其结构如图所示。当系统绕光滑的轴OO转动时，元件A发生位移并输出相应的电压信号，成为飞机、卫星等的制导系统的信息源。已知A的质量为m，弹簧的劲度系数为k、自然长度为l，电源的电动势为E、内阻不计。滑动变阻器总长也为l，电阻分布均匀，系统静止时滑片P刚好位于B点，当系统以角速度转动时（）A输出电压随角速度的增大而增大B回路中电流随角速度的增大而增大C弹簧的伸长量为x=mlk-m2D输出电压U与的函数式为U=Em2k-m2答案：ADAC设系统在水平面内以角速度转动时，弹簧伸长的长度为x，则对元件A，根据牛顿第二定律得kx=m2l+x求得x=ml2k-m2可见，角速度越大，弹簧伸长量越大，则长度BP越大，又因为输出电压为U=RBPRBCE即角速度越大，输出电压越大，故A正确，C错误；B系统在水平面内以角速度转动时，无论角速度增大还是减小，电路的总电阻不变，根据闭合电路欧姆定律得知，电路中电流保持不变，即回路中电流与角速度无关，故B错误；D由题意知，系统静止时滑片P刚好位于B点，所以当弹簧伸长量为x时BP=x则输出电压为U=RBPRBCE=xlE求得U=Em2k-m2故D正确。故选AD。24、如图甲所示，电源电动势为16V、内阻为1，灯泡L的额定电压为10V，其伏安特性曲线如图乙所示，滑动变阻器R的最大阻值为19。则（）A灯泡的额定功率为13.5WB灯泡的阻值随电流的增大而减小C滑动变阻器接入电路的最小阻值为3D当滑动变阻器阻值为15时，灯泡的电功率约为1.5W答案：CDA由乙图可知，灯泡L的额定电压为10V时，灯泡的电流为1.5A，则灯泡的额定功率为P额=UI=101.5W=15W故A错误；B由乙图可知，灯泡电流与电压的比值IU逐渐减小，根据欧姆定律R=UI可知，灯泡的阻值随电流的增大而增大，故B错误；C为了保证灯泡的安全，电流的最大电流为1.5A，此时滑动变阻器接入电路的阻值最小，设为Rmin，根据闭合电路欧姆定律可得I=ERL+r+Rmin此时灯泡电阻为RL=UI=101.5=203联立解得Rmin=3故C正确；D当滑动变阻器阻值为15时，设此时灯泡两端的电压为U，电路电流为I，根据闭合电路欧姆定律可得E=U+I(R滑+r)代入数据可得U=-16I+16在灯泡的伏安特性曲线图像上画出将该关系式对应的图像，如图所示由图像交点可知，此时灯泡的实际功率约为P=UI=1.60.95W1.5W25、如图甲所示，用内阻为r1的充电宝为一手机充电，其等效电路如图乙所示。在充电开始后的一段时间t内，充电宝的输出电压U、输出电流I可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻为r2，则时间t内（）A充电宝输出的电功率为UII2r1B充电宝的总功率为UII2r1C手机电池产生的焦耳热为U2r2tD手机电池增加的化学能为UItI2r2t答案：BDA充电宝的输出电压为U，输出电流为I，则充电宝输出的电功率为UI，故A错误；B充电宝内的电流也是I，内阻为r1，所以充电宝产生的热功率为I2r1，则充电宝的总功率为P总UII2r1故B正确；C由于充电宝是非纯电阻电路，U是充电宝的输出电压，所以不能用公式U2r2t计算手机电池产生的焦耳热，根据焦耳定律，可知电池产生的焦耳热应为I2r2t，故C错误；D由题意根据能量守恒可得，手机电池增加的化学能为UItI2r2t，故D正确。故选BD。填空题26、（1）电鳗是放电能力最强的淡水鱼类，它的发电器位于身体两侧的肌肉内，每个肌肉薄片像一个小电池，能产生约0.15V的电压，近万个这样的小电池_（选填“串联”或“并联”）起来，就可以产生很高的电压。电鳗在放电时，将化学能转化为_。一条电鳗某次放电产生500V的电压，并形成2A的电流，则该电鳗此次的放电功率达到_W。（2）如图所示为家庭常用的电热水壶（一种用电加热饮用水的方便热水壶）。若小明家的电热水壶规格为“220V；1.1kW”，则该电热水壶正常工作时的电流是_A，该电热水壶正常工作时的电阻是_。答案：串联电能1000544（1）123电池串联，总电压等于各串联电池电压之和；电鳗放电时，将化学能（或生物质能）转化为电能；由题意，一条电鳗某次放电产生500V的电压，并形成2A的电流，则该电鳗此次的放电功率P=UI=5002W=1000W（2）4该电热水壶正常工作时的电流I=PU=1.1103220A=5A5正常工作时的电阻R=U2P=22021.1103=4427、电源是把_能转化成电能的装置，这种转化是通过_做功来实现的答案：其他形式的非静电力12电源就是把其他形式的能转化成电能的装置，这种转化是通过非静电力做功来实现的。28、利用如图所示的电路可以测出电池的电动势和内电阻。当滑动变阻器的滑片在某一位置时，电流表和电压表的示数分别是0.20A和1.98V。把滑动变阻器的滑片移到另一个位置时，电流表和电压表的示数分别是0.40A和1.96V。求出电池的电动势为_，内阻为_。答案：2.0V0.1电流表和电压表的示数分别是0.20A和1.98V时，根据闭合电路欧姆定律有U1=E-I1r电流表和电压表的示数分别是0.40A和1.96V时，根据闭合电路欧姆定律有U2=E-I2r解得E=2.0V，r=0.129、如图所示是某电源的路端电压与电流的关系图像，电源的电动势为_V。答案：6.0由闭合电路欧姆定律U=E-Ir，当I=0时，U=E，即图线与纵轴交点表示断路状态，故电动势E=6.0V30、闭合电路的电势：（1）在外电路中沿电流方向电势_（选填“升高”或“降低”）。（2）在内电路中沿电流方向电势_（选填“升高”或“降低”）。答案：降低升高(1)1在外电路中沿电流方向电势降低。(2)2在内电路中沿电流方向电势升高。25