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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知识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知识汇总笔记汇总笔记 单选题 1、若用E表示电源电动势，U表示路端电压，U内表示内电压，R表示外电路的总电阻，r表示电源的内阻，I表示总电流，则下列各式中正确的是（）AUIRBUEIR C=DU内IR 答案：A 根据闭合电路欧姆定律=+,可知 =+内=故选 A。2、如图所示为汽车蓄电池与车灯（电阻不变）、启动电动机组成的电路，蓄电池内阻为 0.05。电流表和电压表均为理想电表，只接通 S1时，电流表示数为 10A，电压表示数为 12V；再接通 S2，启动电动机工作时，电流表示数变为 8A，则此时通过启动电动机的电流是（）2 A2AB8AC50AD58A 答案：C 只接 S1时，由闭合电路欧姆定律得 =12.5V 车灯电阻为 =1.2 再接通 S2后，流过电动机的电流为=50A 故 C 正确，ABD 错误。故选 C。3、某款扫地机器人如图所示，额定功率为 24 W，额定电流为 3 A，正常工作时电机输出的功率为 19.5 W，锂电池容量为 9 A h。为延长锂电池寿命，当剩余电量为总容量的 20%时就需要充电，则（）A电机的电阻为83 B额定电压为 6.5 V C正常工作时，单位时间内电机产生的热量为 19.5 J D充满电的电池可以正常工作的时间为 2.4 h 答案：D A由 P=P出+I2r 3 得 r=0.5 A 项错误；B由 P=UI 得额定电压 U=8 V B 项错误；C正常工作时，单位时间内电机产生的热量 Q=I2rt=4.5 J C 项错误；D由 80%q=It 解得 t=2.4 h D 项正确。故选 D。4、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（）4 测试点 A、B C、F D、F C、D 多用表示数 1.5V 1.5V 0 1.5V AA、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：D AA、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。5、一个竞速四驱车模型的电动机，额定电压为 3 V，电流为 2 mA，线圈阻值R=5，当它正常工作时（）A电动机的输出功率为 610-3 WB电动机的发热功率为 610-3 W C电动机的输入功率为 5.9810-3 WD电动机输出的机械功率为 5.9810-3 W 答案：D 电动机输入功率 P入=UI=610-3 W 线圈发热功率为 P热=I2R=210-5 W 输出功率 5 P出=UI-I2R=5.9810-3 W 即输出的机械功率为 5.9810-3 W。故选 D。6、为了测出电源的电动势和内阻，除待测电源和开关、导线以外，配合下列哪组仪器，不能达到实验目的（）A一个电流表和一个电阻箱 B一个电压表、一个电流表和一个滑动变阻器 C一个电压表和一个电阻箱 D一个电流表和一个滑动变阻器 答案：D A根据=(+)，由电流表测出电流，用电阻箱读出外电阻的阻值，可以求出E、r，故 A 能达到实验目的，不符合题意；B根据=+，由电流表测出电流，由电压表测出电压，可以求出E、r，故 B 能达到实验目的，不符合题意；C根据=+，由电压表测出电压，用电阻箱读出外电阻的阻值，可以求出E、r，故 C 能达到实验目的，不符合题意；D因为滑动变阻器不能读出电阻的数值，所以只有一个电流表和一个滑动变阻器，测不出电动势和内阻，D 不能达到实验目的，符合题意。故选 D。7、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（）6 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：B A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。8、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 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 7 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：D AB根据欧姆定律 =可知直线a是定值电阻的 图线；因为电源具有内阻，所以电源电压满足 =可知直线b是电源的 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 =出总 100%=22(+)100%=+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。9、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 =22 5 10J=200J 8 故选 B。10、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1 10-4 m 答案：C A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 =代入数据可得电阻丝的电阻率为 =2 104 m 选项 D 错误；故选 C。9 11、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（）A0.5AB1A C1.2AD6A 答案：B 由闭合电路欧姆定律可得 =+=65+1A=1A 故选 B。12、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 10 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。13、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（）A3.3104kW hB3.1106kW h C1.8104kW hD3.3105kW h 答案：A 由题可知，列车从北京到上海的时间为 =1300350h=267h 在动力上消耗电能为 =9000kW 267h 3.3 104kW h 故选 A。14、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（）11 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。15、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，2 C0.25A，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 =1=14A=0.25A 根据闭合电路欧姆定律 =1+2+代入数据可得电源内电阻 =2 12 故选 A。多选题 16、某同学用如图甲所示的电路测得理想电压表与理想电流表的读数关系图像如图中直线所示，同时电路中电源的输出功率与电流表读数的关系图像如图中曲线表示，则下列说法正确的是（）A电源的电动势为50V B电源的内阻为253 C电流为2.5A时，外电路的电阻为15 D电源输出功率为120W时，输出电压是30V 答案：ACD A根据闭合电路的欧姆定律，电源的输出电压：U=E-Ir 对照U-I图象，当I=0 时，U=E=50V，故 A 正确；BU-I图象斜率的绝对值表示内电阻，故：|50 2065 故 B 错误；C电流为 2.5A 时，总电阻为 13 总502.520 故外电路电阻为：R=R总-r=15 故 C 正确；D输出功率为 120W 时，对照P-I图象，电流为 4A，由 P=UI 得输出电压为 U=30V 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：CD AD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。14 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、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：CD ABC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=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。19、在电学实验中，电流表的内阻几乎为零，但实验室中有一种小量程电流表，其内阻不为零，在处理这种电流表时，可看成是一个无内阻的电流表 A 和一个电阻A串联（如图中虚线框所示）现在我们要测量一只这种电流表的内阻A的阻值，电路设计如图所示，电源输出电压不变，当 S1闭合、S2断开时，电流表示数1=0.15A1消耗的电功率为1；当 S1断开、S2闭合时，电流表示数为0.1A，A消耗的电功率为0.1W，2消耗的电功率为2；且1:2=9:8，则下列说法正确的是（）15 A1=10BA=20 C1=0.3WD=3V 答案：AD 当 S1断开、S2闭合时，由=2可求电流表内阻为 A=A22=10 当 S1闭合、S2断开时，由闭合电路欧姆定律及P=UI可得 =1A+11 当 S1断开、S2闭合时，由闭合电路欧姆定律及P=UI可得 =2A+22 又有 1:2=9:8 综合解得 U=3V，P1=0.225W，P2=0.2W 又由=2可得 1=112=10 故 AD 正确，BC 错误。16 故选 AD。20、铅蓄电池的电动势为 2 V，这表示（）A电路中每通过 1 C 的电荷，电源把 2 J 的化学能转化为电势能 B蓄电池在 1 s 内将 2 J 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 2 V D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 1.5 V）的大 答案：ACD AB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 17 答案：ACD AC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 15A B电池容量 15000mAh 中“mAh”是能量的单位 C无人机的电机总电阻是 1.33 D无人机充满电后一次工作时间约为 1h 答案：AD A额定工作电压 20V，额定功率 300W，根据=知电流 =30020A=15A 18 故 A 正确；B由电荷量的表达式=可知，题中“mAh”是电荷量的单位，故 B 错误；C根据=，有 =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 =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=2D输出电压U与的函数式为=22 答案：AD 19 AC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 =2(+)求得 =2 2 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 =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 =求得 =2 2 故 D 正确。故选 AD。24、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的变化的特性图线，曲线是一个小灯泡的伏安特性曲线。曲线与直线、相交点的坐标分别为P（5，3.5）、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（）20 A电源 1 与电源 2 的内阻之比是 32 B电源 1 与电源 2 的电动势之比是 11 C在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是 2126 D在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是 710 答案：AB A在电源的UI图像中，图像的斜率的绝对值表示电源的内电阻，根据电源UI图线，可知电源 1、电源 2的内阻分别为 1=11=54 2=22=56 则有 r1r232 A 正确；BUI图像的纵轴截距表示电动势，所以E1E210 V，B 正确；CD灯泡伏安特性曲线与电源外特性曲线的交点即为灯泡与这电源连接时的工作状态，则连接电源 1 时，则有U13.5 V，I15 A，故灯泡消耗的功率为 1=11=17.5W 灯泡的电阻为 21 1=11=710 连接电源 2 时，则有U25 V，I26 A，故灯泡消耗的功率为 2=22=30W 灯泡的电阻为 2=22=56 则有 P1P2712 R1R22125 CD 错误；故选 AB。25、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UII2r1 B充电宝的总功率为UII2r1 C手机电池产生的焦耳热为22t D手机电池增加的化学能为UItI2r2t 答案：BD 22 A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22t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、如图所示电路中，1=12,2=6，滑动变阻器3上标有“20，2A”字样，理想电压表的量程有0 3V和0 15V两挡，理想电流表的量程有0 0.6A和0 3A两挡。闭合电键 S，将滑片 P 从最左端向右移动到某位置时，电压表、电流表示数分别为2.5V和0.3A；继续向右移动滑片 P 到另一位置，电压表指针指在满偏的13，电流表指针指在满偏的14，则此时电流表示数为_A，该电源的电动势为_V。答案：0.15 7.5（1）1当P向右移动时，R3接入电路的阻值增大，电路总电阻增大，总电流减小，电源内电压减小，路端电压增大，R1和R2两端电压减小，R3两端电压增大，所以电压表示数增大，电流表示数减小，则由题意可知电压表所用量程为 015V，电流表所用量程为 00.6A，所以此时电流表示数为 0.15A。（2）2当电压表、电流表示数分别为 2.5V 和 0.3A 时，电路总电流为 23 =112+1=0.9A 根据闭合电路欧姆定律有 =11+3 当电压表、电流表示数分别为 5V 和 0.15A 时，电路总电流为=112+1=0.45A 根据闭合电路欧姆定律有 =11+3 解得 =7.5V 27、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：2.0V 0.1 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 24 1=1 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 2=2 解得 =2.0V，=0.1 29、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。30、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。