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梳理.pdf

1 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梳理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梳理 单选题 1、如图所示，若滑动变阻器的滑片 P 向C端移动时，小灯泡变亮，那么应将N接（）AB 接线柱 BC 接线柱 CD 接线柱 D以上都可以 答案：B 根据题意可知，小灯泡变亮表明电路中的电流增大，滑动变阻器接入电路中的电阻值减小，长度变短，而滑动变阻器连入电路的电阻由下面的接线柱决定，只有N接C才能满足题意。故选 B。2、如图所示的电路中，已知电源电动势为E，内阻为r。闭合开关，调节滑动变阻器R的滑片的位置，可以改变外电路的电阻，电压表的示数U、电流表的示数I、电源的总功率P都将随之改变。若电表均为理想电表，以下四幅图中能正确反映、关系的是（）2 AB CD 答案：C AB电源的总功率表示为 =可知图像是过原点的倾斜直线，AB 错误；CD电源的总功率为 =2 可知图像是斜向下的倾斜直线，C 正确，D 错误。故选 C。3、额定电压均为 110V，额定功率PA=100W，PB=40W 的 A、B 两盏灯泡，若接在电压为 220V 的电路上，使两盏灯泡均能正常发光，且消耗功率最小的电路是（）ABCD 答案：C 判断灯泡能否正常发光，就要判断实际电压是不是额定电压或实际电流是不是额定电流，对灯泡有 =2 可知RARB。3 对于 A 电路，由于RAUA，又 UBUA=220V 则UB110V，B 灯被烧毁，UARA，A 灯与滑动变阻器并联，并联电阻小于RB，所以UBU并，则UB110V，B 灯被烧毁，A灯不能正常发光；对于 C 电路，B 灯与滑动变阻器并联，并联电阻可能等于RA，所以可能 UA=UB=110V 两灯可以正常发光；对于 D 电路，若滑动变阻器的有效电阻等于 A 灯、B 灯的并联电阻，则 UA=UB=110V 两灯可以正常发光。比较 C、D 两个电路，当灯 A、B 均正常发光时，由于 C 电路中滑动变阻器功率为 PC=（IA-IB）110V 而 D 电路中滑动变阻器功率为 PD=（IAIB）110V 所以 C 电路消耗电功率最小。故选 C。4、如图甲所示电路中，R为电阻箱，电源的电动势为E，内阻为r。图乙为电源的输出功率P与电流表示数I的关系图像，其中功率P0分别对应电流I1、I2，外电阻R1、R2.下列说法中正确的是（）4 A1+2B1+2=C12D12 故 A 错误；B当外电阻阻值为时，路端电压 =+当外电阻阻值变为2时，路端电压=22+2 故 B 错误；C根据 6 =2 又 2 可得 2 可得 2 联立可得 2 2 故 C 正确；D根据 =结合 B 选项，可知|B|2|C|1|D|2|1 1+所以一定有|2|1|2|15 故选 B。15、如图电路中，A、B 两灯原来正常发光，忽然 A 灯比原来亮了，设这是因为电路中某一处发生了故障造成的，那么发生这种故障的可能是（）AR1短路 BR2断路 CR3断路 D电源断路 答案：B AR1短路，则电源被短路了，灯泡都不亮，此选项不符合题意，A 错误；B电阻R2与灯泡 A 是并联的，如果R2断路，此处只有灯泡 A 一个电阻，根据并联电路总电阻与分电阻的关系，此处电阻相当于增大，所以灯泡 A 两端电压增大，由 =2 知，功率变大，灯泡 A 变亮，故 B 正确；C电阻R3与灯泡 B 是并联的，如果R3断路，此处只有灯泡 B 一个电阻，根据并联电路总电阻与分电阻的关系，此处电阻相当于增大，所以灯泡 B 两端电压增大，则灯泡 A 两端电压减小，则 A 的功率变小，灯泡 A 变暗，C错误；D电源断路，电路没有电流，灯泡都不亮，此选项不符合题意，D 错误；故选 B。多选题 16、如图所示，电路中RT为热敏电阻，当温度升高时，RT阻值变小。R1和R2为定值电阻。开关 S 闭合后，RT的温度升高，则下列物理量中变大的是（）16 A通过RT的电流 B通过R1的电流 C通过R2的电流 D电容器两极板间的电场强度 答案：ABD ABC当温度升高时，RT减小，外电路总电阻减小，则总电流增加，根据闭合电路欧姆定律 =+可知，内电压增大，外电压减小，R1两端电压升高，则R2的两端电压减小，流过R2的电流减小，则流过RT的电流增大；故 AB 正确，C 错误；D由于R1两端电压等于电容器两极板间电压，R1两端电压升高，所以电容器两极板间电压增大，由 =可知，电容器两极板间的电场强度E增大；故 D 正确。故选 ABD。17、如图所示，USB 电风扇体积小、便于携带，并且采用了新型的无刷直流电机，比传统的马达风扇更安静、更省电。关于 USB 电风扇，以下说法正确的是（）17 A风扇正常工作时，同一扇叶上各点角速度相等 B风扇正常工作时，同一扇叶上各点线速度大小相等 C若风扇内部电机两端电压为U，输入电流为I，则电机消耗的总功率：P总UI D若风扇内部电机两端电压为U，输入电流为I，则电机输出机械功率：P出UI 答案：ACD AB风扇正常工作时，同一扇叶上各点属于同轴转动，角速度相等；同一扇叶上各点的转动半径不一定相等，故线速度大小不一定相等，故 A 正确，B 错误；C若风扇内部电机两端电压为U，输入电流为I，则电机消耗的总功率 P总UI 故 C 正确；D由于电动机线圈生热消耗一部分能量，因此电机输出机械功率 P出UI 故 D 正确。故选 ACD。18、锂电池因能量密度高、绿色环保而广泛使用在手机等电子产品中。现用充电器为一手机锂电池充电，等效电路如图所示，充电器电源的输出电压为U，输出电流为I，手机电池的内阻为r，下列说法正确的是（）18 A电能转化为化学能的功率为 2 B充电器输出的电功率为+2 C电池产生的热功率为2 D充电器的充电效率为 100%答案：AC 充电器将电能转化为锂电池的化学能和内能，即 UIt=E化I2rt 充电器输出的电功率为UI，电池产生的热功率为I2r，据此可知，电能转化为化学能的功率为UII2r，充电器的充电效率为 =100%故选 AC。19、如图所示，光滑斜面体 ABC 固定在水平面上，底角=37，顶角B=90，物块a和长木板b分别放在斜面BC和AB上，细线绕过固定在斜面顶点的轻质光滑定滑轮，两端分别与物块a和长木板b相连，将物块a锁定，滑轮两侧的细线分别与两侧的斜面平行，长木板b的质量为m，物块a质量为 2m，解除物块a的锁定，同时将质量为 0.5m的物块c轻放在长木板的上端，物块c始终保持静止，重力加速度为g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8，则下列判断正确的是（）19 A物块c与长木板b间的动摩擦因数为 0.6 B物块a运动的加速度为73m/s2 C物块a机械能的减小量大于长木板b机械能的增加量 D物块a机械能的减小量等于长木板b机械能的增加量 答案：BC A假设a、b、c都静止，根据平衡条件对a分析可得，绳子的拉力为 =2cos=1.6 对b、c整体分析可得，绳子拉力为 =1.5sin=0.9 由此可知物块a会沿斜面下滑，物块b沿斜面上滑。由于物块c始终保持静止，则对物块c受力分析，根据平衡条件有 0.5sin=0.5cos 可得，物块c与长木板b间的动摩擦因数为 =0.75 故 A 错误；B对a受力分析，根据牛顿第二定律有 2cos =2 对 b 受力分析，根据牛顿第二定律有 20 sin 0.5cos=联立可得，物块a运动的加速度为 =73m/s2 故 B 正确；CD由能量的守恒与转化可知，物块a减小的机械能转化为木板b增加的机械能和木板b与物块c摩擦产生的内能，所以物块a机械能的减小量大于长木板b机械能的增加量，故 C 正确，D 错误。故选 BC。20、如图所示，A、B、C、D 四个电路中，电源电动势为E，电阻为r，定值电阻为R0，当滑动变阻器R的滑片P从a向b滑动时，理想电压表示数将变大的电路是（）AB CD 答案：BD A滑片P从a向b滑动时，滑动变阻器连入电路的电阻变小，使干路电流变大，电源内电压变大，路端电压变小，令电压表测量值变小，A 错误；B滑片P从a向b滑动时，滑动变阻器连入电路的电阻变小，干路电流变大，R0两端的电压变大，B 正确；C由于电压表是理想电压表，当其串接在干路中，示数等于电源电动势，其示数不变，C 错误；D该电路可认为是一个分压电路，尽管电路电流不变，但当滑动变阻器R的滑片P从a向b滑动时，电压表所21 测量的电阻增加，则电压表示数将变大，D 正确。故选 BD。21、如图所示，R、R为定值电阻，R为滑动变阻器。当滑动变阻器的滑片移动时，发现电流表 A 的示数减小，则下列判断正确的是（）A电压表的示数也减小 B滑动变阻器的滑片一定是由a向b滑动 C电源内阻消耗的热功率减小 D整个电路消耗的功率减小 答案：AB A 电流表的示数A变小，则路端电压等于1两端电压 =1=A1 变小，设干路电流为，电源内阻为，则由闭合电路欧姆定律 =+得 =变大。流经2的电流 2=A 变大。2两端的电压 22 2=22 变大。电压表的示数 V=2 变小。A 正确；B又因为流经2之路的电流 2=2+减小，2变大，2不变，则滑动变阻器接入电路的电阻减小。滑动变阻器的滑片一定是由a向b滑动，B 正确；C干路电流变大，电源内阻消耗的热功率=2 变大。C 错误；D干路电流变大，电路的总功率 总=增大，D 错误。故选 AB。22、如图所示，在竖直放置的平行板电容器的金属板内侧表面系一绝缘细线，细线下端系一带电小球，带电小球静止时绝缘细线与金属板的夹角为。1为定值电阻，2为滑动变阻器，3为电阻箱。闭合开关 S，电流表和电压表的示数分别为和。已知电源电动势和内阻一定，电表均为理想电表。下列说法正确的有（）A小球带负电 23 B将2的滑片向左移动，角变小 C调节3使其阻值减小，与的比值变小 D调节3使其阻值减小，的变化量的绝对值与的变化量的绝对值的比值不变 答案：ACD A闭合开关 S 后，电容器左极板带正电，右极板带负电，板间场强方向向右，由图可知小球所受的电场力方向向左，因此小球带负电，A 正确；B2与电容器串联，相当于导线，移动滑动变阻器的滑片，不改变电路的总电阻，电容器两极板间的电压不变，板间场强不变，小球受到的电场力不变，则角不变，故 B 错误；C根据欧姆定律可知=1+3 减小3，与的比值变小，C 正确；D根据闭合电路欧姆定律可得 =可得|=故减小3时，的变化量的绝对值与的变化量的绝对值的比值不变，D 正确。故选 ACD。23、如图所示，直线A为某电源的U-I图线，曲线B为某小灯泡 L 的U-I图线的一部分，用该电源和小灯泡 L 串联起来组成闭合回路时灯泡 L 恰能正常发光，则下列说法中正确的是（）24 A此电源的内阻为0.67 B灯泡 L 的额定电压为 3V，额定功率为 6W C把灯泡 L 换成阻值恒为1的纯电阻，电源的输出功率将变小，效率将变低 D小灯泡 L 的电阻随通过电流的增大而增大 答案：BD A由图读出电源的电动势为 E4V，图线A的斜率大小表示电源的内阻，则：=4-16-0=0.5，故 A 错误；B灯泡与电源连接时，AB两图线的交点表示灯泡的工作状态，则知其电压U3V，I2A，则灯泡 L 的额定电压为 3V，功率为:=3 2=6W 故 B 正确 C灯泡 L 的电阻：=32=1.5 换成一个 1 的定值电阻，可知其电阻更接近电源的内阻，根据推论：电源的内外电阻相等时电源的输出功率最大，可知把灯泡 L 换成一个 1 的定值电阻，电源的输出功率将变大，而效率：=+r 外电阻变小，效率变低，故 C 错误；D小灯泡的UI图线是一条曲线，由图可以看出，小灯泡 L 的电阻随通过电流的增大而增大，故 D 正确。故选 BD。24、如图所示，开关 S 闭合后，竖直放置的平行板电容器 C 两板间有一带电微粒 m 处于静止，现将滑动变阻器25 R 的滑动片 P 向下滑动一些（A 灯与 B 灯均未被烧坏），待电路稳定后，与滑动片 P 滑动前相比，下列说法正确的是（）AA 灯变暗，B 灯变亮 B内阻r消耗的热功率减小 C带电微粒 m 将加速向下运动 D通过滑动变阻器 R 的电流增大 答案：CD A当 P 向下滑动一些时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电路总电阻减小，电路的总电流增大，根据闭合电路欧姆定律，路端电压为 路=总 所以，路端电压减小，灯泡 B 两端电压等于路端电压，所以灯泡 B 变暗，故 A 错误；B内阻r消耗的热功率 =总2 总增大，P增大，故 B 错误；C电容两极板电压等于路端电压，所以，电容两极板电压减小，场强减小，m 将向下加速运动；故 C 正确；D灯泡 B 变暗，流过 B 的电流IB减小，固定电阻 R0两端电压 R0=(总 B)0 总增大，IB减小，所以R0增大，灯泡 A 与滑动变阻器并联两端电压为 26 并=路 R0 路减小，R0增大，所以，并减小，流过灯泡 A 的电流A减小，流过滑动变阻器的电流 =总 B A 总增大，B减小，A减小，所以，I增大，故 D 正确。故选 CD。25、用某型号的充电器给一款锂电池充电，在电池电量从零直至充满的过程中，充电电压和充电电流随时间变化的曲线简化后如图所示。据图可知（）A充电时通过锂电池的电流是直流电 B实线是电流曲线，虚线是电压曲线 C锂电池的充电功率先增大后减小 D锂电池的平均充电功率约为 7.0W 答案：AC A根据题图可知，电流方向未发生改变，故充电时通过锂电池的电流是直流电，故 A 正确；B开始充电后，电压逐渐增大，达到电动势后，充电电流逐渐减小，故实线是电压曲线，虚线是电流曲线，故B 错误；C根据PIU可知，锂电池的充电功率先增大后减小，故 C 正确；27 D结合题图，充电总电能略小于 E3.3+4.221.74060J4.21.726060J28152J 平均功率P，其中t10060s6 000s，解得 P4.692 W 故 D 错误。故选 AC。填空题 26、不同类型的电源把其他形式的能转化为电能的本领是不同的，物理学中把这种本领叫作_，电荷的_形成电流，物理学中把_的方向规定为电流方向。答案：电动势 定向移动 正电荷定向移动 1不同类型的电源把其他形式的能转化为电能的本领是不同的，物理学中把这种本领叫作电动势；23电荷的定向移动形成电流，物理学中把正电荷定向移动的方向规定为电流方向。27、如图所示为风力发电机，风力带动叶片转动，叶片再带动转子（磁极）转动，使定子（线圈，不计电阻）中产生电流，实现风能向_能的转化。若叶片长为l，设定的额定风速为v，空气的密度为，额定风速下发电机的输出功率为P，则风能转化为电能的效率为_。答案：电 223 12风能转化为电能的工作原理为将风的动能转化为输出的电能，设风吹向发电机的时间为t，则在t时间内吹向发电机的风的体积为 28 =2 则风的质量 =2 因此风吹过的动能为 k=122=12 2 2=1232 在此时间内发电机输出的电能 =则风能转化为电能的效率为 =k=223 28、如图所示，已知电源电动势E=6V，内阻=3，定值电阻0=9，滑动变阻器的最大阻值为 20。闭合电键，当滑动变阻器R调节为_ 时，定值电阻0消耗的电功率最大；在调节滑动变阻器的过程中，电源的最大输出功率为_W。答案：12 2.25 1根据闭合电路欧姆定律得 =0+滑动变阻器R消耗的电功率为 29 =2=(0+)2=2(0+)2+4(0+)当 =0+=(9+3)=12 时定值电阻0消耗的电功率最大。2电源输出功率为 出=2(0+)=2(0+)20+4 因为 0 故当=0时，(0+)20+4最小，电源的输出功率最大，为 出 max=2(0)20+4=2.25W 29、如图，电源电动势为 12 V、内阻为 1，定值电阻R1、R2的阻值分别为 1、6，开关闭合后，电动机 M恰好正常工作。已知电动机额定电压U 为 6 V，电阻RM 为 0.5，则电动机正常工作时产生机械功的功率为_W，此时电源的效率为_。答案：10 75%1设干路电流为，根据闭合电路欧姆定律得 =+(1+)30 解得 =3A 设流过2的电流为2，则有 2=2=1A 则流过M的电流为 M=2=2A 电动机的输入功率为 1=M=12W 电动机的热功率为 2=M2M=2W 电动机机械功的功率 3=1 2=10W 2路端电压为 =9V 则电源的效率 =100%=75%30、小明家新购置了一个额定功率为 3200W 的电热水龙头。经过测试，正常工作时进水温度为 20，出水温度为 45，30s 内的出水量为 800mL，则这 800mL 水吸收的热量Q_J，电热水龙头的加热效率 _。水=4.2 103J/(kg C)答案：8.4104 87.5%1水的体积为=800mL=800cm3，由密度公式=知水的质量为 31 =水=1.0g/cm3 800cm3=800g=0.8kg 水吸收的热量为 Q吸c水mt4.2103J/（kg）0.8kg（4520）8.4104J 2消耗的电能为 =3200W 30s=9.6 104J 电热水龙头的加热效率为 =吸 100%=8.4 104J9.6 104J 100%=87.5%