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1 20232023 人教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笔记人教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笔记重点大全重点大全 单选题 1、2021 年，浙江大学研究团队设计了一款能进行深海勘探的自供能仿生软体智能机器鱼。在测试中，该机器鱼曾下潜至马里亚纳海沟 10900m 深处，并在 2500mAh 电池驱动下，保持拍打 45 分钟。下列说法正确的是（）A“10900m”是路程 BmAh 是能量的单位 C下潜过程中，该机器鱼的平均速度约为 4m/s D万米海底的静水压接近于 103个标准大气压 答案：D A10900 是深度，机器鱼下潜的路程要大于 10900m，A 错误；BmAh 是电量的单位，B 错误；C机器鱼下潜的位移未知，所以平均速度无法获得，C 错误；D根据 p=gh 2 可知，1 个标准大气压相当于 10 米水柱，所以万米海底的静水压接近于 103个标准大气压，D 正确。故选 D。2、如图所示的电路，R1为定值电阻，R2为热敏电阻（温度升高，电阻减小），电源的电动势为E，内阻为r。闭合开关，当环境温度升高时，下列说法正确的是（）A电压表示数增大 B电流表示数减小 C有电流向上流过A点 D电压表和电流表示数变化量之比保持不变 答案：D AB当环境温度升高时，则R2减小，总电阻减小，总电流变大，则电流表示数变大，内阻和R1两端电压变大，则R2电压减小，即电压表读数减小，AB 错误；C由于电容器两端电压减小，可知电容器放电，则有电流向下流过A点，C 错误；D由于 =(1+)则=1 即电压表和电流表示数变化量之比保持不变，D 正确。故选 D。3 3、假设港珠澳大桥的照明电路可简化为如图所示电路，其中太阳能电池供电系统可等效为电动势为E、内阻为r的电源，电阻R1、R2分别视为隧道灯和桥梁路灯，已知r小于R1和R2，则下列说法正确的是（）A夜间，电流表示数为1+2+B夜间，开关 S 闭合，电路中电流表、电压表示数均变小 C夜间，由于用电器的增多，则太阳能电池供电系统损失的电功率增大 D若电流表示数为I，则太阳能电池供电系统输出电功率为EI 答案：C A夜间，桥梁需要照明，开关 S 闭合，电阻R1、R2并联，根据闭合电路欧姆定律，电流表示数 =121+2+故 A 错误；B夜间，开关 S 闭合，总电阻减小，干路电流增大，电路中电流表示数变大，故 B 错误；C根据能量守恒定律可知，夜间，由于用电器的增多，电流变大，则太阳能电池供电系统损失的电功率增大，故 C 正确；D当电流表示数为I，则太阳能电池供电系统总功率为EI，输出功率为 出=2 故 D 错误；故选 C。4 4、用如图甲所示的电路来测量电池电动势和内阻，根据测得的数据作出了如图乙所示的-图线，由图可知（）A电池电动势的测量值是0.40V B电池内阻的测量值是3.50 C外电路发生短路时的电流为0.40A D电压表的示数为1.20V时电流表的示数=0.20A 答案：D A由题图乙可知，UI图线纵坐标截距为电源的电动势，E1.40V，A 错误；BUI图线的斜率绝对值表示电源内阻=|=1.40-1.000.4=1.00 B 错误；C外电路发生短路时的电流为=1.40A C 错误；D当电压表示数为U1.20 V 时=-=1.40-1.201.00=0.20A D 正确。故选 D。5 5、关于能的转化与守恒定律，下列说法中错误的是（）A能量能从一种形式转化为另一种形式，但不能从一个物体转移到另一个物体 B能量的形式多种多样，它们之间可以相互转化 C一个物体能量增加，必然伴随着别的物体能量减少 D能的转化与守恒定律证明了能量既不会创生，也不会消失 答案：A A能量能从一种形式转化为另一种形式，也能从一个物体转移到另一个物体，A 错误；B能量的形式多种多样，它们之间可以相互转化，B 正确；C根据能量守恒定律，一个物体能量增加，必然伴随着别的物体能量减少，C 正确；D能的转化与守恒定律证明了能量既不会创生，也不会消失，D 正确。本题选择错误的，故选 A。6、在如图所示的电路中，1、2为定住电阻，电压表和电流表均为理想电表，当滑动变阻器的触片向b端移动时，则下列说法正确的是（）A电流表 A 的读数减小 B1、2两端的电压变化量相比，1电压变化大 C连接电容器两极板的导线上有电流 D电源的输出功率减小 6 答案：C A当滑动变阻器的触片向b端移动时，3阻值减小，根据串反并同可知，与3串联的电流表示数增大，故 A错误；B根据 =+1+2 可知 0=+1+2 根据串反并同可知，与3并联的2电压减小，与3串联的1和r电压增大，故 0，1 0，2 0 故+1=|2|故 1|2|故 B 错误；C与3并联的电容器两端电压减小，根据 =可知极板电荷量减小，故有电流，故 C 正确；D当内外电阻相同时，电源输出功率最大，不知道内外电阻关系，无法判断输出功率变化，故 D 错误。故选 C。7、如图所示，横截面都是正方形的三段导体，它们的材料和长度都相同，导体乙刚好能嵌入导体甲，导体丙刚好能嵌入导体乙。现将三段导体串联接入到同一电路中，则（）7 A导体丙的电阻最大 B导体甲两端的电压最大 C导体乙消耗的电功率最大 D三段导体在相等时间内产生的热量相等 答案：D A由题知三个导体电阻的电阻率 相同，长度l相同，根据电阻定律 =可知，比较横截面积S即可比较三者电阻的大小，由几何知识得 甲=(3)2(2)2=2，乙=(2)2()2=2，S丙=L2 所以三个电阻的阻值相等，A 错误；BCD由于三个电阻串联且阻值相等，根据串联电路的特点，流过它们的电流相等，则根据 =，=，=2 可知各自两端的电压、消耗的电功率、在相等时间内产生的热量均相等，BC 错误，D 正确。故选 D。8、在如图所示的电路中，已知电源的电动势E6 V，内电阻r0.5，外电阻R2.5。闭合开关 S 后，外电阻R两端的电压为（）8 A5 VB3 V C2 VD1 V 答案：A 根据闭合电路欧姆定律，闭合 S 后，电流 =+=2 A R两端电压 UIR5 V 故选 A。9、如图甲所示，电阻R1的阻值为 0.25R0，灯泡 L 的电阻值恒为 1.5R0，R2是热敏电阻，其阻值随温度变化的关系如图乙所示。已知电流表为理想电表，电源的内阻r=R0。则下列说法中正确的是（）A当温度升高时，电流表的示数减小，R1两端的电压减小 B当温度降低时，灯泡 L 的亮度变暗 C在 060 范围内，当温度为 0 时，灯泡 L 和R2的总功率最大 D在 060 范围内，当温度为 60 时，电源的输出功率最大 答案：C 9 A当温度升高时，R2的阻值减小，根据串反并同规律，R1两端电压增大，A 错误；B当温度降低时，R2的阻值增大，根据串反并同规律，灯泡 L 两端电压变大，灯泡 L 变亮，B 错误；D温度为 20 时，R2=1.5R0，此时外电路的总电阻为R0，等于电源的内阻，电源的输出功率最大，D 错误；C将R1看成等效电源内阻，则r=1.25R0，0 时R2的电阻为 2R0，灯泡 L 和R2的总电阻为 并=1.50 201.50+20=0.860 1.250 在 060 范围内，当温度为 0 时，灯泡 L 和R2的总电阻最大，最接近等效电源的内阻，灯泡 L 和R2的总功率最大，C 正确。故选 C。10、如图所示，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3均为定值电阻，电压表与电流表均为理想电表；开始时开关 S 闭合，电压表、电流表均有示数，某时刻发现电压表和电流表读数均变大，则电路中可能出现的故障是（）AR1断路 BR2断路 CR1短路 DR3短路 答案：B A若R1断路，电流表读数为零，故 A 错误；B若R2断路，外电路总电阻增大，总电流减小，内电压减小，则电压表读数变大；R3的分压增大，则电流表的读数变大，故 B 正确；C若R1短路，外电路总电阻减小，总电流增大，内电压增大，则电压表读数变小，电流表的读数变大，故 C 错误；10 D若R3短路，外电路总电阻减小，总电流增大，内电压增大，则电压表读数变小，故 D 错误。故选 B。11、硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点。如图所示，图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图像（电池内阻不是常数），图线b是某电阻R的 图像。当它们组成闭合回路时，硅光电池的内阻可表示为（）A33B211C11D22 答案：B A两图线的交点表示电阻R与电池组成的闭合回路时的工作状态，由闭合电路欧姆定律=可知，由于变化时，也发生变化，所以的大小不等于，即a图线切线的斜率大小不等于内阻。由图可知 33 A 错误；B由闭合电路欧姆定律得=，当=0时，=，由a图线与纵轴的交点读出电动势为=2。根据两图线交点处的状态可知，电阻的电压为1，则内阻 =11=2 11 B 正确；C电阻为线性元件，则有 11=11 即11是电阻R的表示，C 错误；D由闭合电路欧姆定律=可知，由a图线与纵轴的交点读出电动势为=2，电池短路时的电流为2，则电池短路时的内阻为 短=短=22 由于电池内阻不是常数，所以电池短路时的内阻22不等于电池与电阻构成回路时的内阻，D 错误。故选 B。12、某儿童智能型玩具机器人，其额定功率为 24W，额定工作电压为 6V，机器人的锂电池容量为2A h，则机器人（）A额定工作电流为 2A B充满电后最长工作时间为2.5h C电池充满电后总电荷量为7.2 103C D在额定电流工作时每秒消耗能量为 2J 答案：C A由=得，额定工作电流 =246A=4A 故 A 错误；B充满电后最长工作时间 =24h=0.5h 故 B 错误；C电池充满电后总电量为 12 =2 3600C=7.2 103C 故 C 正确；D额定电流工作时每秒消耗能量 =6 4 1J=24J 故 D 错误。故选 C。13、我国自古有“昼涨称潮，夜涨称汐”的说法。潮汐主要是由太阳和月球对海水的引力造成的，以月球对海水的引力为主。图是某类潮汐发电示意图。涨潮时开闸门，水由通道进入海湾水库蓄水，待水面升至最高点时关闭闸门。落潮时开闸门放水发电。设海湾水库的面积为 5.0108 m2，平均潮差为 3.0 m，一天涨、落潮两次，发电的平均能量转化率为 10%，水的密度为 1.0103 kg/m3，g取 10 m/s2，则一天内发电的平均功率约为（）A2.6104 kWB5.2104 kW C2.6105 kWD5.2105 kW 答案：B 发电时水减少的重力势能 Ep=mg2=Shg2 一天发电两次，转化成的电能 E=2Ep10%所以 13 P=5.2104 kW 故 B 正确，ACD 错误。故选 B。14、关于电源的作用，下列说法不正确的是（）A为电路提供自由电子 B使导体中形成电场 C保持导体两端的电势差 D使自由电荷定向移动起来 答案：A 电源是提供电能的装置，是将其他形式能转换为电能的装置，电源使导体中始终存在电场，并使导体两端保持有电势差，从而使导体中的电子运动起来形成电流，故 A 错误，BCD 正确。本题选错误的，故选 A。15、在探究电路故障时，某实验小组设计了如图所示的电路，当电键闭合后，电路中的各用电器正常工作，经过一段时间，发现小灯泡A的亮度变暗，小灯泡B的亮度变亮。则下列对电路故障的分析正确的是（）A可能是定值电阻R1短路 B可能是定值电阻R2断路 C可能是定值电阻R3短路 D可能是定值电阻R4短路 14 答案：B A若定值电阻R1短路，总电阻变小，总电流变大，A灯将会变亮，故 A 错误；D若定值电阻R4短路，总电阻变小，总电流变大，A灯将会变亮，故 D 错误；B若R2断路，总电阻变大，总电流减小，灯泡A将变暗，根据闭合电路欧姆定律可知 U并=E-I（RA+R4+r）则R1和R3所在并联支路的电压增大，根据 I总=IR1+IR3 因为总电流减小，R3的电流增大，所以R1的电流减小，R1的电压减小，而R1和小灯泡B所在支路的电压增大，所以灯泡B的电压将增大，灯泡B将会变亮，故 B 正确；C若R3短路，必引起与之并联的支路（即R1所在支路）中无电流，小灯泡B熄灭，故 C 错误。故选 B。多选题 16、图甲为某电源的U-I图线，图乙为某小灯泡的U-I图线，则下列说法正确的是（）A电源的内阻为 5 B把电源和小灯泡组成闭合回路，小灯泡的功率约为 0.3W C小灯泡的电阻随着功率的增大而增大 D把电源和小灯泡组成闭合回路，电路的总功率约为 0.9W 15 答案：BCD A根据闭合电路欧姆定律变形 U=E-Ir 可得图像与纵轴的交点表示电动势，图像斜率的大小表示内阻，根据题甲图电动势为E=1.5V，内阻为 =1.5 1.00.3=53 故 A 错误；BD把电源和小灯泡组成闭合回路，将在题图乙中作该电源对应的U-I图像，如图所示 两U-I图线的交点即小灯泡的电压、电流，根据图像读数U=0.5V，I=0.6A，所以小灯泡的功率为 P=UI=0.50.6W=0.3W 回路中的总功率为 P 总=EI=1.50.6W=0.9W 故 BD 正确；C根据图乙可知电流越大，小灯泡功率越大，根据欧姆定律变形得 R=可知乙图线上某点与原点连线的斜率为电阻，所以小灯泡的电阻随着功率的增大而增大，故 C 正确。故选 BCD。17、比亚迪“汉 EV”是全球首款搭载“刀片电池”的车型。若该车装配了 120 块“刀片电池”，每块“刀片电池”的容量16 是200A h，平均工作电压是3.2V，则下列说法正确的是（）A单块电池充满电后储存的电荷量是200C B单块电池充满电后储存的电能是640W h C若该车在某次行驶中平均能耗是13kW h/100km，则其续航里程是640km D若某块电池充电电流是200A，则经过30min可将该电池从其容量的 30%充到 80%答案：BD A单块电池充满电后储存的电荷量是 =200A h=200A 3600s=7.2 105C 故 A 错误；B单块电池充满电后储存的电能是 1=3.2V 200A h=640W h 故 B 正确；C该车充满电后储存的电能为 =1201=120 0.64kW h=76.8kW h 则其续航里程是 =76.813 100km 591km 故 C 错误；D若某块电池充电电流是200A，则经过30min可将该电池从其容量充到 =200A 30min=100A h 即为总容量的 50%，故可将该电池从其容量的 30%充到 80%，故 D 正确。故选 BD。17 18、在家用电热灭蚊器中，电热部分主要元件是 PTC 元件，PTC 元件是由钛酸钡等半导体材料制成的电阻器，其电阻率 随温度t的变化关系如图所示，由于这种特性，使 PTC 元件具有发热、保温双重功能。以下关于电热灭蚊器的判断正确的是（）A当温度低于t1时通电，通电后，其电功率先增大，后减小 B当温度低于t1时通电，通电后，其电功率先减小，后增大 C当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1不变 D当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1和t2之间的某一值不变 答案：AD 在电热灭蚊器温度由初温升高到t1的过程中，电阻器的电阻率随温度的升高而减小，其电阻也随之减小，由于加在灭蚊器上的电压U保持不变，灭蚊器的电功率P增大，当t=t1时，功率达到最大；在温度由 t1升高到 t2的过程中，增大，R增大，P减小，因此在t1t2之间的某一温度会有产热功率等于散热功率，这时是保温状态，故 AD 正确，BC 错误。故选 AD。19、细绳一端固定在天花板上，另一端拴一质量为m的小球，如图所示。使小球在竖直平面内摆动，经过一段时间后，小球停止摆动，下列说法正确的是（）18 A小球机械能不守恒 B小球能量正在消失 C小球摆动过程中，只有动能和重力势能在相互转化 D总能量守恒，但小球的机械能减少 答案：AD A小球在竖直平面内摆动，经过一段时间后，小球停止摆动，说明机械能通过克服阻力做功不断地转化为内能，即机械能不守恒，故 A 正确；B小球的机械能转化为内能，能量的种类变了，但能量不会消失，故 B 错误；CD小球长时间摆动过程中，重力势能和动能相互转化的同时，机械能不断地转化为内能，故摆动的幅度越来越小，但总能量守恒，故 C 错误，D 正确。故选 AD。20、秋千是人们都喜欢的健身娱乐活动。会荡秋千的人，不用别人帮助推，就能越荡越高，而不会荡秋千的人则始终荡不起来。对能独自把秋千越荡越高的现象，下列说法正确的是（）A通过人做功，系统的机械能不断增加 B只存在动能和重力势能的相互转化 C系统没有外力做功，机械能守恒 D从高处荡下时身体应迅速下蹲，从最低点向上摆起时，身体应迅速直立起来 答案：AD AD从高处荡下时身体应迅速下蹲，此过程降低重心，将更多的重力势能转化为动能，获得更大的速度，从最低点向上摆起时，身体迅速直立起来，此过程人克服重力做功，升高重心，获得更大的重力势能，系统的机械能不断增加，这样秋千才能越荡越高，AD 正确。BC.从最低点向上摆起时，身体迅速直立起来，重心升高，此过程人克服重力做功，系统的机械能不断增加，人19 克服重力做功的过程中，将自身的化学能转化为机械能，BC 错误。故选 AD。21、如图所示，电源内阻和灯泡的电阻均恒定不变，为理想二极管，1、2为定值电阻，电表均为理想电表。闭合S且电路稳定后，有一带电油滴在平行板电容器中处于静止状态。现将滑动变阻器滑片向上滑动，电表V1、V2和 A 示数变化量的绝对值分别为1、2和，则下列说法中正确的是（）A灯泡变亮，电流表示数增大 B油滴将向下运动 C1 总 故 1 总，故 2，外电路总电阻外，又外增大，故电源的输出功率变小，故 D 错误。故选 AC。24、下面设想符合能量守恒定律的是（）A利用核动力，驾驶地球离开太阳系 B做一条船，利用流水的能量逆水行舟 C通过太阳照射飞机，即使飞机不带燃料也能飞行 D利用永久磁铁间的作用力，造一台永远转动的机械 答案：ABC 23 A利用核动力，核能提供能量，驾驶地球离开太阳系，符合能量守恒定律，故 A 正确；BC让船先静止在水中，设计一台水力发电机使船获得足够电能，然后把电能转化为船的动能使船逆水航行；同理可利用光能的可转化性和电能的可收集性，使光能转化为飞机的动能，实现飞机起飞，故 BC 正确；D利用永久磁铁和软铁的相互作用，制成一台机器，不消耗能量而不停地转动，不符合能量守恒定律，故 D 错误。故选 ABC。25、如图所示的电路中，1、2均为定值电阻，3为光敏电阻（阻值随光照强度的增大而减小），电源的电动势为，内阻为，电压表和电流表均为理想电表。开关闭合后，当照射到3的光照强度增大时，下列说法中正确的是（）A电压表示数变大 B电流表示数变小 C电容器所带电荷量增加 D2的功率变小 答案：CD AB当照射到3的光照强度增大时，3阻值减小，并减小，导致外电阻减小，根据闭合电路欧姆定律 =外+=外电阻减小，总电流I总增大，路端电压U减小，则并联部分电压 并=1 24 得U并减小，所以电压表示数变小；总=2+A 2=22 2=并减小，2减小，I总增大，可知电流表示数A增大，故 AB 错误；C电容器两端电压等于1两端电压 UR1=I总R1 随I总增大而增大，根据 =知电容器所带电荷量增加，故 C 正确；D2的功率 2=并22 U并减小，2的功率变小，故 D 正确。故选 CD。填空题 26、“用 DIS 测电源电动势和内电阻”的实验中，某同学测得电源的路端电压U随电流I的拟合图线如图所示。则该电源的电动势为_V，内阻为_。25 答案：3.0 1.0 根据闭合电路欧姆定律=可知，图像与纵轴的交点表示电动势，图像的斜率表示内阻。由如图图像可知，电源电动势为=3.0V，电源内阻为 =3.0 2.40.6=1.0 27、如图所示，电源电动势E=3V，小灯泡 L 的规格为“2V 0.4W”，开关 S 接 1，当滑动变阻器调到R=4 时，小灯泡 L 正常发光。现将开关 S 接 2，小灯泡 L 和电动机 M 均正常工作，则电源内阻为_，电动机正常工作电压为_V，电源效率约为_。（最后 1 空保留 3 位有效数字）答案：1 0.8 93.3%1小灯泡正常工作时的电阻和电流分别为 L=L2L=10 =LL=0.2A 当开关 S 接 1 时，根据闭合电路欧姆定律有 =(+L)解得 =1 2设电动机正常工作电压为UM，当开关 S 接 2 时，根据闭合电路欧姆定律有 26 =L+M+解得 M=0.8V 3电源效率为 =2 100%93.3%28、如图，在正常工作的伏打电池内部，a点、b点分别位于电极和电解液的接触薄层内，其中_（选填“a”或“b”）点电势更高。通过_做功，正电荷从a处向 A 极板运动，发生的能量转化是：_；负电荷从a点向b点移动的过程中，发生的能量转化是：_。答案：a 非静电力 化学能转化为电势能 电势能转化为内能 1电势两次升高即通过两个极板和电解液接触层a、b时电势升高，铜板带正电，锌板带负电，故a点电势高于b点电势；2在电源内部的a、b两个区域，非静电力做功，在a区域，氢离子被搬运到铜板上；在b处，硫酸根离子被搬到锌板上；3电源内部，从负极到正极电势升高，所以非静电力把电子从正极搬运到负极，对做定向运动的电子做正功，即电子向电势降低的方向运动，所以电子的电势能增加；4负电荷从a点向b点移动的过程中电场力做正功，电势能转化为内能。29、如图所示，直线A、B分别为电源a、b的路端电压与电流的关系图像，设两个电源的内阻分别为和，若将一定值电阻0分别接到a、b两电源上，通过0的电流分别为和，则_，_（两空填“”、“1由闭合电路欧姆定律U=E-Ir可知，图像与U轴的交点表示电动势，则a的电动势较大，图像的斜率表示内阻，则b电源的内阻r较小，即 rarb 2若将一定值电阻R0分别接到a、b两电源上，定值电阻的U-I图像与电源的U-I图像的交点即为定值定值的工作状态，所以通过R0的电流分别为Ia和Ib，如图所示 则有 IaIb 30、把标有“6V 12W”和“6V 24W”的两个小灯泡，串联后接入电路中，则电路两端的最大电压为_V，电路消耗的最大功率为_W（忽略温度对灯泡电阻的影响）。答案：9 18 1根据=2可得两灯泡的电阻分别为 1=121=6212=3 2=222=6224=1.5 在额定电压下流过两灯泡的电流分别为 28 1=11=126A=2A 2=22=246A=4A 串联后电路中的电流最大为 m=1=2A 则电路两端的最大电压为 =m(1+2)=2 (3+1.5)V=9V 2电路消耗的最大功率为 =m=2 9W=18W