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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名师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名师选题选题 单选题 1、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-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=-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=1.5-00.6=2.5 故选 A。2、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（）2 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。3、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（）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 3 =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。4、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；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。5、如图所示，电源电动势为E、内阻为r，定值电阻R1=5、R2=10，R0为滑动变阻器。两电表均可视为理想电4 表，当滑动变阻器的滑动头在最左端时，电压表示数 7.50V，当滑动头在最右端时，电压表示数为 8.25V，电流表的示数为 0.45A，则（）A电源电动势为 8.80V B电源内阻为 1.0 C滑动变阻器的总阻值为 10 D当滑动变阻器接入电路阻值为总阻值的23时，电压表示数 8.00V 答案：B ABC滑动头在最左侧时，R2被短路 外=1=5 根据闭合回路欧姆定律可得 1+1=1 代入数据可得 =7.5+1.5(V)当滑动头在最右侧时，设通过R0的电流为I0，则 V1+202+0=2+220 其中V=8.25V，2=0.45A，代入可得 5 R0=15 故 0=220=0.3A 因此 I总=I0+I2=0.75A 由闭合回路欧姆定律可得 E=UV+I总r=8.25+0.75r（V）联立式可得 E=9.0V r=1.0 故 B 正确，AC 错误；D当滑动变阻器接入电路阻值为总阻值的23时 并=10 1010+10=5 路端电压为 =1+并+(1+并)=9011V 故 D 错误。故选 B。6、某同学将一直流电源的总功率、输出功率和电源内部的发热功率随电流I变化的图线画在了同一坐标系中，如图所示，下列说法正确的是（）6 A反映输出功率变化的图线是c B电源的电动势为 8V C电源的内阻为 2 D当电流为 0.5A 时，外电路的电阻为 4 答案：C A电源内部的发热功率=2 图像是抛物线，而且是增函数，则图线c是反映电源内部的发热功率的，选项 A 错误；B直流电源的总功率=图像的斜率等于电动势E，则有=82V=4V 选项 B 错误；C图中I2A 时，电源内部的发热功率Pr 与电源的总功率相等，则有=2 得到=2=822=2 7 选项 C 正确；D当电流为 0.5A 时，根据闭合电路欧姆定律得=+代入解得=6 选项 D 错误。故选 C。7、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%8 所以 P=5.2104 kW 故 B 正确，ACD 错误。故选 B。8、如图为某控制电路的一部分，已知AA的输入电压为 24 V，如果电阻=6k，1=6k，2=3k，则BB不可能输出的电压是（）A12 VB8 V C6 VD3 V 答案：D 若两开关都闭合，则电阻R1和R2并联，再和R串联，UBB为并联电路两端电压，则 并=121+2=2k=并并+=22+6 24V=6V 若 S1闭合 S2断开，则R1和R串联，则=11+=66+6 24V=12V 若 S2闭合 S1断开，则R2和R串联，则=22+=33+6 24V=8V 9 若两开关都断开，则=24V 选项 ABC 都有可能，D 不可能；故选 D。9、有一款绿色环保冰箱的产品规格如下表，该冰箱每天正常工作的平均功率（）电源 耗电量 输入功率 净重 220 V，50 Hz 0.9 kW h/24 h 125 W 72 kg A相当于 900 W 电饭煲的功率 B接近于 90 W 电热毯的功率 C相当于 125 W 彩电的功率 D小于 40 W 白炽灯泡的功率 答案：D 有功率的定义可知，该冰箱每天正常工作的平均功率为=0.9kW h24h=37.5W 可知该冰箱每天正常工作的平均功率小于 40 W 白炽灯泡的功率。故选 D。10、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 故选 B。10 11、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。12、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11 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 =2 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 =2 可知R1与R所消耗功率之比为1。由题知，三个电阻R1，R2，R3的阻值相同，R2与R3的并联值=2，所以1=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。13、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（）12 A0.5AB1A C1.2AD6A 答案：B 由闭合电路欧姆定律可得 =+=65+1A=1A 故选 B。14、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 13 =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。15、关于能源的利用和节约，下列说法正确的是（）A根据能量守恒定律知，能源的利用率应该是 100%B由于能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，总是守恒的，所以节约能源的意义不大 C节约能源只要提高节能意识就行，与科学进步无关 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：D AD能源的使用在任何情况下都不可能达到理想状态，不可能做到没有任何损失，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的能量总量相等，选项 A 错误，D 正确；BC根据能量转化的方向性可知，能量经转化后，可利用的能量只可能减少，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，必须利用科技手段来提高能源的利用率，不断开发新能源，以满足人类社会可持续发展的需要，选项 BC 错误。故选 D。14 多选题 16、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，四个理想电表的示数都发生了变化。若电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数变化量的大小分别用 I、U1、U2和 U3表示，下列说法正确的是（）A1不变，1不变 B2变小，2变小 C2变小，2不变 D3变小，3不变 答案：ACD A根据欧姆定律可得 1=1=1 比值是定值，故 A 正确；BCR2随 P 向下移动而变小，即 2=R2 变小。而|2|=|(1+)|=1+不变，故 B 错误，C 正确；D因为 15 3=1+2 且R2减小，所以3变小。而|3|=为电源内阻不变，故 D 正确。故选 ACD。17、用如图甲所示的电路来测量电池的电动势和内阻，根据测得的数据作出了U-I图线如图乙所示，由图乙可知（）A电池电动势的测量值是 1.40 V B外电路发生短路时的电流为 0.40 A C电池内阻的测量值是 1 D电压表的示数为 1.20 V 时，电流表的示数I=0.20 A 答案：ACD AB由闭合电路欧姆定律 =+得 =16 故截距为电动势，电源U-I图象与纵轴交点坐标值为 1.40V，则电源的电动势测量值为 1.40V。0.40A 是路端电压为 1.00V 时的电流，不是短路电流，故 A 正确，B 错误；C电源内阻等于图象斜率的绝对值，为 =|=1.40 1.000.4=1 故 C 正确；D当电压表示数为 1.20V 时，=1.40 1.201A=0.20A 故 D 正确。故选 ACD。18、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 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。17 19、下列过程中，可能实现的是（）A水的温度自动下降时释放的内能全部转化为机械能 B在粗糙水平面上运动的物体，它的动能转化为内能，使物体温度升高 C利用不同深度的海水温度不同来制造一种机器，把海水的内能转化为机械能 D静止在光滑水平面上的物体，温度降低时释放的内能可以转化为物体的动能，使物体运动起来 答案：BC A机械能可以全部转化为内能，而内能不可能全部转化为机械能，则知水温度自动下降时释放的内能不可能全部转化为机械能，故 A 错误；B在粗糙水平面上运动的物体，它的动能转化为内能，使物体温度升高，故 B 正确；C利用浅层海水和深层海水间的温度差制造出一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能，符合热力学第二定律，所以能够实现，故 C 正确；D一切与热现象有关的物理过程是有方向性的，可知静止在光滑水平面上的物体，温度降低时释放的内能不能转化为物体的动能，使物体运动起来，故 D 错误。故选 BC。20、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 18 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。21、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 3:2 B电源 1 与电源 2 的电动势之比是 1:1 C在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是 5:6 D在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是 9:10 答案：AB A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 19 r154 r256 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，E1E210 V，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，U13.75 V，I15 A，故小灯泡消耗的功率为 P1U1I118.75 W 小灯泡的电阻 R1110.75 连接电源 II 时，U25 V，I26A，故灯泡消耗的功率 P2U2I230 W 灯泡的电阻 R22256 则 R1R2910 P1P258 CD 错误。故选 AB。22、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 20 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。23、如图甲所示是来测量脂肪积累程度的仪器，其原理是根据人体电阻的大小来判断脂肪所占比例(体液中含有钠离子、钾离子等，而脂肪不容易导电)，模拟电路如图乙所示。测量时，闭合开关，测试者分握两手柄，体型相近的两人相比，脂肪含量高者()A电流表示数小 B电压表示数大 C电源内阻的电压大 D路端电压大 答案：ABD A由于脂肪不容易导电，所以当脂肪含量较高时，即测试时接在电路中的电阻R人较大，由闭合电路欧姆定律 =1+2+人+可知，R人越大，I越小，电流表的示数越小，故 A 正确；21 BCD由于电源内阻的电压为=路端电压为 =故I越小，电源内阻的电压越小，路端电压越大，R1和R2的分压减小，电压表的示数增大，故 BD 正确，C 错误。故选 ABD。24、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 D|不变 答案：CD AB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；22 D根据闭合电路欧姆定律有 =(+22+)根据数学知识可得|=+22+保持不变，D 正确。故选 CD。25、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 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 23 =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。填空题 26、手持小风扇因便于携带而深受学生喜欢，某款手持小风扇的直流电动机额定电压5V，内阻0.5，正常工作时，通过该电动机的电流为0.6A，则该电动机正常工作时的输入功率为_W，输出的机械功率为_W。24 答案：3 2.82 1该电动机正常工作时的输入功率为 入=3W 2该电动机正常工作时的发热功率为 热=2=0.18W 该电动机正常工作时输出的机械功率为 出=入 热=2.82W 27、（1）电鳗是放电能力最强的淡水鱼类，它的发电器位于身体两侧的肌肉内，每个肌肉薄片像一个小电池，能产生约 0.15V 的电压，近万个这样的小电池_（选填“串联”或“并联”）起来，就可以产生很高的电压。电鳗在放电时，将化学能转化为_。一条电鳗某次放电产生 500V 的电压，并形成 2A 的电流，则该电鳗此次的放电功率达到_W。（2）如图所示为家庭常用的电热水壶（一种用电加热饮用水的方便热水壶）。若小明家的电热水壶规格为“220V；1.1kW”，则该电热水壶正常工作时的电流是_A，该电热水壶正常工作时的电阻是_。答案：串联 电能 1000 5 44（1）123电池串联，总电压等于各串联电池电压之和；电鳗放电时，将化学能（或生物质能）转化为电能；由题意，一条电鳗某次放电产生 500V 的电压，并形成 2A 的电流，则该电鳗此次的放电功率 25 =500 2W=1000W（2）4该电热水壶正常工作时的电流 =1.1 103220A=5A 5正常工作时的电阻 =2=22021.1 103=44 28、一个电动机线圈的电阻=0.4，当它两端所加的电压为220V时，通过的电流是5A.这台电动机发热的功率为_W，每分钟这台电动机所做的机械功为_J.答案：10 65400 1由焦耳定律可知，电动机发热的功率为 P热=2=52 0.4W=10W 2电动机消耗的电功率为 P电=220 5W=1100W 根据能量守恒定律，电动机对外做功的功率为 P机=P电P热=1100W 10W=1090W 每分钟这台电动机所做的机械功为 W=P机t=65400J 29、如图所示是某电源的路端电压与电流的关系图像，电源的电动势为_V。26 答案：6.0 由闭合电路欧姆定律=，当=0时，=，即图线与纵轴交点表示断路状态，故电动势 =6.0V 30、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。