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基础知识手册.docx

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基础知识手册1单选题1、能源可划分为一次能源和二次能源。自然界以现成形式提供的能源称为一次能源；需要依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二次能源。下列叙述正确的是（）A水能是二次能源B电能是二次能源C天然气是二次能源D焦炉气是一次能源答案：BA水能从自然界直接获取，是一次能源，A错误；B电能是需要其他能源转化的，是二次能源，B正确；C天然气可以直接从自然界获取，是一次能源，C错误；D焦炉气是经过加工转化的，属于通过其他能源的能量间接制取，是二次能源，D错误。故选B。2、如图所示，在测电源电动势和内阻的实验中，闭合开关S，改变滑动变阻器的阻值，读出电压表示数U和电流表示数I，下列说法正确的是（）A电压表读数U增大时电流表读数I也必定增大B电压表与电流表读数变化量的比值的绝对值UI是滑动变阻器的电阻C电压表与电流表读数的比值UI是电源内阻D电压表与电流表读数变化量比值的绝对值UI是电源内阻答案：DA电压表读数U增大时，电源内部电压减小，而电源内阻不变，由I=U内r知回路中电流减小，电流表示数减小，故A错误；BD由闭合电路的欧姆定律U=E-Ir可知U1=E-I1rU2=E-I2r两式相减可得UI=r故D正确B错误；C由电路图可知，电压表与电流表读数的比值UI是滑动变阻器的阻值，故C错误。故选D。3、某家庭使用的智能电饭煲，其铭牌如图所示。假如用此电饭煲煮饭时，均在额定功率下工作30min，则该电饭煲煮饭时消耗的电能数量级为（）豪华微电脑电饭煲货号：FC307B型号：MB-FC307B额定容量：3.0L稳定电压：220V/50Hz额定功率：640WA102B104C106D108答案：C根据题意，由公式W=Pt可得，该电饭煲煮饭时消耗电能为W=Pt=6403060J=1.15106J故选C。4、如图所示是某电源的路端电压与电流的关系图像，下面结论正确的是（）A电源的电动势为6.0VB电源的内阻为12C电源的短路电流为0.5AD电流为0.3A时外电阻是1.8答案：AAB根据闭合电路欧姆定律可得U=E-Ir可知U-I图像的纵轴截距等于电动势，则有E=6.0VU-I图像的斜率绝对值等于内阻，则有r=UI=6.0-5.00.5=2故A正确，B错误；C电源的短路电流为I短=Er=6.02A=3A故C错误；D电流为0.3A时外电阻R=EI-r=6.00.3-2=18故D错误。故选A。5、如图所示，电源电动势为E，内电阻为r，L1、L2是完全相同的两盏灯，当S闭合时，滑动变阻器R滑动端P从a向b滑动过程中（各灯均不会被烧坏），关于各灯亮度的变化情况是（）A灯L1、L2都变亮B灯L1变亮，灯L2变暗C灯L1、L2都变暗D灯L1变暗，灯L2变亮答案：C电路中，两灯与变阻器串联，电流相等，当滑片向b滑动，电阻增加，电路中电流减小，两灯泡都变暗，C正确ABD错误。故选C。6、某学习小组用如下电路研究小电动机的电流与电压关系。通过调节滑动变阻器R接入电路的阻值，测量得到下表记录的信息。若认为小电动机的电阻是不变的，则（）序号电压U/V电流I/A电动机工作状态11.250.50卡住未转动22.000.20稳定转动33.50.30稳定转动A小电动机的电阻大约为10B当小电动机的电压为2.00V时，其发热功率为0.1WC当小电动机的电压为2.00V时，其电功率为0.3WD当小电动机的电压为3.5V时，其对外做功的功率为1.05W答案：BA将电压表当作理想电压表，当小电动机的电压为1.25V时，电动机卡住未转动，电功率等于内阻发热功率UI=I2r将第一组数据代入可解得r=2.5故A错误；B当小电动机的电压为2.00V时，电流是0.50A，由P=I2r得其发热功率为0.1W，故B正确；C当小电动机的电压为2.00V时，其电功率P=UI=20.2W=0.4W故C错误；D当小电动机的电压为3.5V时，其对外做功的功率P出=UI-I2r=3.50.3-0.322.5W=0.925W故D错误。故选B。7、如图所示的电路中，电阻R2.0，电源的电动势E6.0V，内电阻r1.0。闭合开关S后，电阻R两端的电压为（）A4.0VB2.0VC1.5VD1.0V答案：A由闭合电路欧姆定律有I=ER+r=2A故UIR4V故选A。8、某无人值守彩色电视中转站采用太阳能电源工作，转换设备电压为24V，每天发射时间为15h，功耗20W，其余9小时为接收等候时间，功耗为5W，则（）A转换设备电流恒为56AB转换设备负载每天耗电量约为14.375AhC转换设备每天消耗电能为345度D转换设备在等待过程中，工作电压小于24V答案：BA发射时间转换设备电流为I1=P1U=2024A=56A而在接收等候时间内，其电流为I2=P2U=524A=524A故A错误；B转换设备负载每天耗电量约为q=I1t1+I2t2=5615Ah+5249Ah=34524Ah14.375Ah故B正确；C转换设备每天消耗电能为W=P1t1+P2t2=2015Wh+59Wh=345Wh=0.345kWh故C错误；D转换设备在等待过程中，工作电压等于24V，他是恒定不变的，故D错误；故选B。9、如图所示是根据某次实验记录数据画出的U-I图象，下列关于这个图象的说法中正确的是（）A纵轴截距表示待测电源的电动势B横轴截距表示短路电流C根据r=EI短，计算出待测电源内电阻为12D电流为0.3A时的外电阻是1.8答案：AA根据闭合电路欧姆定律U=-Ir+E可知，纵轴截距表示待测电源的电动势。A正确；B当路端电压为零时，横坐标为短路电流，由图可知，原点纵坐标不是零，则横轴截距不表示短路电流，B错误；C图中不能直接得出短路电流，通过斜率可知，电源内阻为r=6.0-5.00.5=2C错误；D电流为0.3A时，外电阻为R=5.40.3=18D错误。故选A。10、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。11、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。12、一般家用电冰箱一天消耗的电能约1度（1度1kwh），此能量最接近下列哪个用电器正常工作时，一直使用一天消耗的电能（）A一只照明的电灯B一台空调C一台电磁炉D一只微波炉答案：A一般灯具的功率约10-60W，一天的耗电约0.24-1.44度；电磁炉的功率约1800-2100W，一天的耗电约43.2-50.4度；微波炉的功率约1000-1300W，一天的耗电约24-31.2度；空调的功率约800-1500W，一天的耗电约19.2-36度。故最接近的是A，则BCD错误。故选A。13、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。下列说法正确的是（）A应选用较新的干电池作为被测电源，电池的电动势比较大易测量B应选用内阻比较大旧电池，使得电压表示数变化大C滑动变阻器的滑片初始时应放在电阻为零的地方，这样可以保护电压表D根据实验记录的数据作U-I图像时，应连上所有的点。答案：BAB干电池用久了内阻会变大，为了使电池的路端电压变化明显，实验时应使用内阻较大的旧电池作为被测电源，使得电压表示数变化大，故A错误，B正确；C滑动变阻器的滑片初始时应放在接入电路电阻最大的地方，这样可以保护电流表，故C错误；D根据实验记录的数据作U-I图像时，应通过尽可能多的点并画一条直线，并使不在直线上的点大致均匀对称的分布在直线两侧，故D错误。故选B。14、某喷泉喷出的最高水柱约50m，喷管的直径约为10cm，已知水的密度=1103kg/m3。据此估计喷管喷水的电动机的输出功率约为（）A6.5104WB1.2105WC2.6105WD5.2105W答案：B根据v2=2gh可得喷泉喷水的初速度为v0=2gh=1010m/st时间喷水的质量为m=V=d24v0t则喷水消耗的功率大约为P=12mv02t=1.2105W故选B。15、在如图所示的电路中，闭合开关S，把滑动变阻器R1的滑片向上滑动的过程中，若电源内阻不能忽略，则下列说法正确的是（）A电压表的示数变小，电流表示数变大B电压表的示数变大，电流表示数变小C没有电流通过R2DR2中有由a到b的电流答案：DAB当滑动变阻器的滑动触头向上移动的过程中，变阻器在路电阻减小，外电路总电阻减小，干路电流增大，电压表测量R3的电压，根据UIR可知，电压表示数增大，故AB错误；CD根据闭合电路欧姆定律得知，并联部分电压变小，电容器电压减小，电容器放电，电容器下极板带正电，则R2中有由a到b的电流，故C错误，D正确；故选D。多选题16、如图所示，电源电动势为E，内阻为r.电路中的R2、R3分别为总阻值一定的滑动变阻器，R0为定值电阻，R1为光敏电阻（其电阻随光照强度增大而减小）.当开关S闭合时，电容器中一带电微粒恰好处于静止状态。下列说法中正确的是（）A若断开开关S，带电微粒向上运动B只逐渐减小对R1的光照强度时，电压表示数变大，电阻R0消耗的电功率减小C只调节电阻R2的滑动端P1向下端移动时，电压表示数不变，带电微粒向上运动D只调节电阻R3的滑动端P2向上端移动时，电源消耗的电功率变大，电阻R3中有向上的电流答案：BCA只断开开关S，电容器通过R2、R3放电，所带电荷量变小，极板间场强减小，带电微粒所受向上的电场力减小，故微粒向下运动，A错误；B只减小R1的光照强度，R1阻值变大，干路电流变小，故电阻R0消耗的功率减小，电源内阻上的电压减小，则路端电压变大，即电压表读数变大，选项B正确；C只调节电阻R2的滑动端P1向下移动时，回路总电阻不变，干路电流不变，路端电压不变，故电压表示数不变，电容器两端的电压（即电阻R2上半段的电压）变大，极板间场强变大，微粒所受向上的电场力变大，带电微粒向上运动，C正确；D电阻R3与电容器串联，由于电容器处于开路状态，故R2的阻值对电路没有影响，所以P2向上移动时，电源消耗的电功率不变，电阻R3中没有电流，D错误。故选BC。17、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。18、如图，电路中R1、R2为两只定值电阻，L为阻值恒定的灯泡，C为电容器，R为光敏电阻（光照越强，阻值越小），V为电压表，A为电流表。现闭合开关，逐渐增加光照强度，下列说法正确的是（）A电路中灯泡L的发光亮度逐渐变强B电容器两极板间的电场强度逐渐变大C电路中电阻R1消耗的电功率逐渐变大DV的变化量与A的变化量之比不变答案：BDABC逐渐增加光照强度，光敏电阻R的阻值逐渐减小，整个外电路的总电阻逐渐减小，干路电流强度逐渐增加，内电压逐渐升高，路端电压逐渐降低，流过R1的电流逐渐减小，电阻R1消耗的电功率逐渐减小，流过R2的电流逐渐增加，加在R2两端的电压逐渐升高，电容器与R2并联，加在电容器两端的电压逐渐升高，电容器两极板间的电场强度逐渐变大，灯泡L两端的电压逐渐降低，灯泡L的发光亮度逐渐减弱，AC错误，B正确；D将电源与R1作为等效电源，内电阻为r，根据U=E-Ir可知r=UI因此V的变化量与A的变化量之比保持不变，D正确。故选BD。19、为了减少二氧化碳的排放，我国一直在大力发展新能源汽车，已知某型号的电动汽车主要技术参数如下：车型尺寸长宽高/（mmmmmm）487019501725最高时速/（kmh-1）120电机型式交流永磁同步电机电机最大功率/kW180工况法纯电续驶里程/km500等速法纯电续驶里程/km600电池容量/（kWh）82.8快充时间/h1.4050km/h加速时间/s2.40100km/h加速时间/s5.4根据行业标准，电机的最大功率为电机输出的最大机械功率，电池容量为电池充满电时储存的最大电能，根据表中数据可知（）A若以恒定功率加速，0100km/h的加速过程中电动车行驶的路程一定大于75mB电机以最大功率工作且车以最大速度行驶时，车受到的阻力大小约为5400NC该车在050km/h的加速过程中平均加速度为25m/s2D用输出电压为220V的充电桩给电池快速充电时，充电电流约为400A答案：ABA速度100km/h=2509m/s0100km/h的加速时间为5.4s，假设电动车做匀加速直线运动，该过程中电动车行驶的路程s=v2t=75m实际上电动车做加速度减小的加速运动，所以路程一定大于75m，故A正确；B额定功率P=180kW=180000W最大速度vm=120km/h=1003m/s电机以最大功率工作且车以最大速度行驶时，牵引力等于阻力f=F=Pvm=5400N故车受到的阻力大小约为5400N，故B正确；C速度50km/h=1259m/s该车在050km/h的加速过程中，用时2.4s，平均加速度a=vt5.8m/s2故C错误；D电池容量82.8kWh快充时间为1.4h，用输出电压为220V的充电桩给电池快速充电时，充电电流I=EUt=82.81032201.4A269A故D错误。故选AB。20、如图所示是某型号电吹风的电路图，它主要由电动机M和电热丝R构成。已知电吹风的额定电压为220V，吹冷风时的功率为120W，吹热风时的功率为1000W。则（）A当S1断开、S2闭合时，电吹风吹冷风B电热丝的电阻为50C无论吹冷风还是吹热风，流经电动机的电流均为611AD电吹风吹热风5分钟后，约耗电0.5kWh答案：ACA当S1断开、S2闭合时，电动机正常工作，电热丝处于断路状态，则电吹风吹冷风，故A正确；B根据题目条件可知，电热丝的功率为P1000W120W880W因此电热丝的电阻为R=U2P=2202880=55故B错误；C依题意，知无论吹冷风还是吹热风，电动机M的功率均为120W，根据功率的计算公式PUI得，流过电动机的电流为I=P1U=120220A=611A故C正确；D电吹风吹热风5分钟后，消耗的电能为W=P2t=1000W112h=112kWh故D错误。故选AC。21、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。22、具有巨磁阻效应（GMR）的电阻R2在外加特定方向的磁场时，阻值随磁场的增强而减小。现将R2接在图示电路中，并置于该磁场，已知R1为定值电阻，此时R2R1，电表均为理想电表。保持磁场方向不变，使磁场增强，发现电压表V1示数变化量的绝对值U1，V2示数变化量的绝对值为U2，下列说法正确的是（）A电流表A的示数减小B电压表V1的示数增大C电源的总功率先减小后增大DU1一定小于U2答案：BDA磁场增强时，R2阻值减小，电路总电阻减小，则总电流增大，电流表A示数增大，故A错误；B电路总电流增大，则R1两端电压增大，电压表V1示数增大，故B正确；C电路总电流增大，根据P=EI可知电源的总功率一直增大，故C错误；D电路总电流增大，则电源内电压增大，路端电压减小，而U=U1+U2所以U1的增加量一定小于U2的减小量，即U1一定小于U2，故D正确。故选BD。23、在如图所示的电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，V、A、V1、V2四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用U、I、U1、U2表示，下列判断正确的是（）AI减小，U1增大BI减小，U2增大C电压表V2的示数变化量与电流表A示数变化量之比的绝对值不变D电压表V示数的变化量与电流表A示数变化量之比的绝对值变大答案：BCAB当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，R2变大，外电路总电阻变大，由闭合电路欧姆定律可知，总电流I变小，路端电压U变大，R1的电压U1=IR1减小，R2的电压U2=U-U1增大，故A错误，B正确；C电阻R2是变化的，无法直接分析U2I的变化，但对电源及定值电阻R1，有U2=E-I(R1r)所以U2I=R+r保持不变，故C正确；D同理，对电源有U=E-Ir所以UI=r也不变，故D错误。故选BC。24、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5B把电源和小灯泡组成闭合回路，小灯泡的功率约为0.3WC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答案：BCDA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r=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=UI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。25、如图所示的电路中，电源的电动势E和内阻r恒定不变，滑片P在滑动变阻器的中点位置时，灯泡L正常发光，将滑片P移到最右端的过程中，则（）A电压表的示数变大B电流表的示数变小C灯泡L消耗的功率变小D电阻R1消耗的功率变大答案：CDAB将滑片P移到最右端的过程中，滑动变阻器的阻值减小，根据“串反并同”规律，电压表的示数变小，电流表的示数变大，AB错误；C将滑片P移到最右端的过程中，滑动变阻器的阻值减小，根据“串反并同”规律，灯泡L的电压变小，其消耗的功率变小，C正确；D将滑片P移到最右端的过程中，滑动变阻器的阻值减小，根据“串反并同”规律，电阻R1的电流变大，其消耗的功率变大，D正确。故选CD。填空题26、作用：（1）移送电荷，使电源正、负极间有一定的_。（2）使电路中有_的电流。答案：电势差持续（1）1电源的作用为移送电荷，使电源正、负极间有一定的电势差；（2）2电源的作用还有使电路中有持续的电流。27、如图甲是小明家厨房用的电热水龙头，能够即开即热、冷热兼用，非常方便。图乙是它的原理电路图。R1、R2为电热丝，其中R2=242。通过旋转手柄带动开关S接通对应的电路，从而实现冷水、温水、热水之间切换。不考虑温度对电阻丝的影响，请回答下列问题：（1）电热丝是利用电流的_效应工作的，分析电路图，开关与_填“1、2”或“2、3”）接触时，水龙头放出的是热水；（2）若水龙头放温水时，正常工作功率为1100W，则R1的电阻是_；（3）水龙头放热水时，电路消耗的总电功率是_W。答案：热2、3441300（1）1电热丝是利用电流的热效应工作的；2水龙头放出热水时电路的总功率最大，电源电压一定，由P=UI=U2R可知，此时电路的总电阻最小，由图可知，开关与2、3接触时，R1、R2并联，总电阻最小，此时水龙头放出的是热水；（2）3由电路图可知，开关与1、2接触时，电路为R1的简单电路，水龙头放出的是温水，由P=UI=U2R可得，R1的电阻R1=U2P温=220V21100W=44（3）4水龙头放热水时，R1与R2并联，因并联电路中各支路两端的电压相等，且电路的总功率等于各用电器功率之和，所以，电路消耗的总电功率P=P1+P2=U2R1+U2R2=(220V)244+(220V)2242=1300W28、如表列出了某品牌电动自行车及所用电动机的主要技术参数，不计其自身机械损耗。若该车在额定状态下以最大行驶速度行驶，则电动机的输入功率为_W，电动机的内电阻约为_，该车获得的牵引力为_N。自重40kg额定电压48V载重75kg额定电流12A最大行驶速度20km/h额定输出功率350W答案：5761.6631电动机的输入功率为P入=UI=4812W=576W2电动机的发热功率为Q=I2r=P入-P出代入数据解得r1.63根据P出=Fvmax解得F=63N29、把一个电动势E=2.0V、内阻r=0.5的电源，与一个阻值R=1.5的定值电阻串联组成闭合电路。则通过电阻R的电流I=_A，电阻R消耗的功率P=_W，一分钟内通过电阻R横截面的电荷量Q=_C。答案：11.5601由闭合电路欧姆定律可得I=ER+r=1A2电阻R消耗的功率为P=I2R=1.5W3一分钟内通过电阻R横截面的电荷量为Q=It=60C30、太阳能电池由许多电池“晶片”串联和并联组成。某电池“晶片”的电动势为0.6mV，内阻为24。若不小心将晶片正、负极短路，电路中的电流强度为_A；某同学将多个晶片串联使用，始终不能点亮“2.5V，0.75W”的小灯（连接良好，器材无故障）。请分析说明原因：_答案：2.510-5小灯的额定电流为0.3A，电路所能达到的最大电流（短路电流）远小于小灯正常工作的电流，所以不能点亮小灯1将晶片正、负极短路，电路中的电流强度为I=Er=0.610-324A=2.510-5A2小灯的额定电流为I额=PU=0.752.5A=0.3A无论多少节电池串联，电路所能达到的最大电流（短路电流）远小于小灯正常工作的电流，所以不能点亮小灯。27