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2023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考点精题训练1单选题1、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。2、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。3、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。4、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。5、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。6、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。7、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。8、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。9、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。10、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。11、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。12、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。13、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。14、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。15、在“测定电源的电动势和内阻”的实验中，某同学根据实验测得数据，画出如图的U-I图像，根据图线可得出该电源电动势和电源内阻分别为（）A1.5V，2.5B1.5V，0.6C0.6V，2.5D0.6V，0.4答案：A由闭合回路欧姆定律可知U=E-Ir故图像与纵坐标的交点为电源电动势，即E=1.5V图像的斜率表示电源内阻，即r=1.5-00.6=2.5故选A。多选题16、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。17、某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示，当汽车启动时，开关S闭合，电机工作，下列说法正确的是（）A车灯变亮B路端电压变大C电路的总电流变大D电源的总功率变大答案：CDABC当汽车启动时，电机工作，与车灯并联，此时路端电阻变小，所以电路的总电流变大，内电压升高，路端电压降低，车灯变暗，AB错误，C正确；D根据电源的总功率为P=EI由于电路的总电流变大，因此电源的总功率变大，D正确。故选CD。18、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。19、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。20、如图所示，电源的电动势为E、内阻为r，R1为光敏电阻（阻值随光照强度的增大而减小），R2为定值电阻，L为小灯泡，电表均为理想电表。闭合开关S稳定后，电流表示数为I，电压表示数为U，若减小照射光强度，则（）A电流表示数变大B电压表的示数变小C小灯泡变暗DUI不变答案：CDAB闭合开关S稳定后，R2与灯泡L并联，二者再与R1串联，电流表测干路电流，电压表测量R1两端电压。减小照射光强度，R1的阻值变大，电路中的总电阻增大，电流表示数变小，则路端电压变大，而并联部分的电压变小，故电压表的示数变大，AB错误；C因灯泡两端分得的电压变小，小灯泡变暗，C正确；D根据闭合电路欧姆定律有U=E-Ir+R2RLR2+RL根据数学知识可得UI=r+R2RLR2+RL保持不变，D正确。故选CD。21、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。22、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。23、如图所示，闭合开关S，将滑动变阻器R的滑片向右滑动的过程中（）A电流表A1的示数变小B电流表A2的示数变小C电压表V的示数变小D电压表的变化量U与电流表A1的变化量I1的比值UI1不变答案：ADA当滑动变阻器R的滑片向右滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变大，电路总电阻变大，根据闭合电路的欧姆定律I1=ER总可知，干路电流I1变小，电流表A1的示数变小，A正确；BC由于干路电流变小，根据U外=E-Ir可知外电路两端的电压变大，电阻R1两端的电压U1=I1R1变小，电压表两端电压UV=U外-U1变大，即电压表V的示数变大，通过电阻R2的电流I2=UVR2+RA2变大，即电流表A2的示数变大，B、C错误；D根据闭合电路欧姆定律得E=U+I1(R+r)变式得U=E-I1(R+r)即U-I关系图像中，图线斜率k=R1+r则UI1=R1+r保持不变，D正确。故选AD。24、如图所示，电源电动势为E，内电阻为r，理想电压表V1、V2示数为U1、U2，其变化量的绝对值分别为U1和U2；流过电源的电流为I，其变化量的绝对值为I。当滑动变阻器的触片从左端向右端滑动的过程中（不计灯泡电阻的变化）（）A小灯泡L3变亮，L1、L2变暗B电源的输出功率一定减小CU1U2C错误；D由于U1=E-I(RL2+r)可得U1I=RL2+r可知其值不变，D正确。故选ACD。25、利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内阻，要求尽量减小实验误差。在测定电源的电动势和内阻的实验中，待测电池、开关和导线配合下列哪组仪器，不可以达到测定目的（）A一只电流表和一个滑动变阻器B一只电流表和一只电压表C一只电流表和一个电阻箱D一只电压表和一个电阻箱答案：AB测定电源的电动势和内阻的原理是闭合电路欧姆定律E=U+Ir用电压表测量路端电压U、用电流表测量电流I，利用滑动变阻器调节外电阻，改变路端电压和电流，实现多次测量，即由一个电压表、一个电流表和一个滑动变阻器组合可测量电源的电动势和内阻。也可以在没有电压表的情况下，用一个电流表和一个电阻箱组合测量，电阻箱可以读出阻值，由U=IR可求出路端电压。也可以用电压表和电阻箱组合，由电压表读数U与电阻箱读数R之比求出电流但不能用一个电流表和一个不能读数的滑动变阻器组合测量电动势和内电阻，也不能一个电压表和一个电流表无法进行测量故选AB。填空题26、能源的开发与环境的关系（1）人类的生存与发展需要_，能源的开发与使用又会对环境造成_。（2）一方面要大力提倡_，另一方面要发展_能源以及天然气、清洁煤和核能等在生产及消费过程中对生态环境的污染程度低的_能源。答案：能源影响节能可再生清洁（1）12人类的生存与发展需要能源，能源的开发与使用又会对环境造成影响。（2）345一方面要大力提倡节能，另一方面要发展可再生能源以及天然气、清洁煤和核能等在生产及消费过程中对生态环境的污染程度低的清洁能源。27、小明利用如图所示的电路测量定值电阻阻值时，闭合开关，电路工作正常。过一段时间后，突然发现一个电表的示数变为零，而另一个电表的示数变大。若定值电阻和滑动变阻器仅有一个出现故障，则故障是_或_。答案：定值电阻开路定值电阻短路1若是电压表示数变为零，电流表的示数变大，则可能是定值电阻短路，此时回路的总电阻减小；2若是电流表示数变为零，电压表的示数变大，则可能是定值电阻开路，此时回路中没有电流通过。28、电源是把其他形式的能转化为_的装置，这种转化是通过_做功实现的。答案：电能非静电力12根据能量守恒可知，电源是把其他形式的能转化为电能的装置，这种转化是通过非静电力做功实现的。29、如图所示,电路两端电压U保持不变。（1）三个电阻的连接方式为_（2）若电阻R1、R2、R3消耗的电功率一样大,则电阻之比R1R2R3=_。（3）若电阻R1=R2=R3,则它们在相同时间内产生的热量之比Q1Q2Q3=_。答案：R2、R3并联，再与R1串联1:4:44:1:1（1）1R2、R3并联，再与R1串联；（2）2并联电路两端的电压相等，则由P=U2R可知，R2、R3功率相等，电压相等，则电阻一定相等；R1中的电流等于并联部分的总电流R2=R3故I2=I3则有I1=2I2则由P=I2R可知I12R1=I22R2解得R1:R2=1:4故电阻之比为R1:R2:R3=1:4:4（3）3并联电路两端的电压相等，则由P=U2R可知，R2、R3功率相等，R1中的电流等于并联部分的总电流R2=R3故I2=I3则有I1=2I2则由P=I2R可知I12R1=4I22R2解得P1:P2=4:1故它们在相同时间内产生的热量之比Q1:Q2:Q3=4:1:130、如图所示，两块正对平行金属板M、N与电池相连，N板接地，闭合开关S后，在距两板等距离的点有一个带负电的点电荷恰好处于静止状态，如果要使点电荷能够向上运动，则可将R1的阻值_（选填“增大”或“减小”）一些，或者将N板向_（选填“上”或“下”）平移一段距离。答案：增大上1要使点电荷能够向上运动，则点电荷受到的电场力增大，根据F=qE知需板间电场强度变大，又E=Ud可知要增大U或减小d。因电容器与R1并联，故可通过增大R1两端电压，达到增大U的目的。根据闭合电路欧姆定律可知增大R1的阻值，电路中总电阻增大，总电流减小，电源内部和电阻上的电压减小，R1两端电压增大，U增大。2将N板向上平移，板间距d减小,电场强度变大，点电荷受到向上的电场力增大，点电荷能够向上运动。26