第十二章 电能 能量守恒定律 基础达标卷（A卷）-【单元测试】2023-2024学年高二物理分层训练AB卷（人教版2019必修第三册）

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第十二章 电能 能量守恒定律 基础达标卷（A卷）
高二物理·全解全析
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C
D
C
C
D
D
C
A
CD
ACD
AB
AC
1．C
【详解】令电阻值为，额定功率为，则

额定电流为

则三个电阻的额定电流分别为
，，
由于电阻、的阻值相同，并联电路电压相同，则通过两电阻的电流相等，两电阻消耗的实际功率相同，因此并联电路应该先确保电阻的安全，由分析可知

表明若使电阻的功率达到额定功率，则电阻安全，但电阻将被烧毁，因此为确保安全，当电阻的功率达到额定功率时，此电路中允许消耗的最大功率

ABD错误，C正确。
故选C。
2．D
【详解】A．由
P=P出+I2r
得
r=0.5 Ω
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。
3．C
【详解】电风扇正常工作时产生的热量是由于内阻发热产生的，所以每分钟产生的热量为

故选C。
4．C
【详解】AB．滑动变阻器的滑动触头逐渐向a移动中，滑动变阻器接入电路中的电阻R0减小，电路中的总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知，电路中的总电流增大，则电源内阻上的电压降增大，由可知，电源的路端电压减小，即电压表的示数减小，因电源的路端电压减小，R1两端电压增大，R2与R0并联电路的电压减小，由欧姆定律可知R2电流减小，则电流表的示数增大，AB错误；
C．由P=EI可知，电路中的总电流I增大，E不变，所以电源的总功率增大，C正确；
D．由题意可知，则外电路电阻大于内电阻，当外电阻减小时，外电阻与内电阻更接近，所以电源的输出功率增大，D错误。
故选C。
5．D
【详解】AB．设电源电压为U，由乙图可知

解得

故AB错误；
C．当电压表的示数为15V时，电路中的电流最大，滑动变阻器接入电路中的电阻最小，有

解得

当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，电压表的示数最小，所以，滑动变阻器接入电路中的阻值范围为6~30Ω。故C错误；
D．当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，电路消耗的功率最小，则

故D正确。
故选D。
6．D
【详解】根据题意可知，当滑动触头向端滑动时，滑动变阻器的阻值变小，电路的总电阻变小，根据闭合电路欧姆定律可知总电流变大，则路端电压减小，由部分电路欧姆定律可知灯的电流减小，则灯变暗，则电阻上的电流变大，消耗的功率变大。
故选D。
7．C
【详解】由电功的定义可知，每秒太阳能电池产生的能量为

设太阳能每秒照射的能量为，由能量的转化和能量守恒定律有

故选C。
8．A
【详解】令历时为t，能够利用的太阳能

根据功率的表达式有

解得

BCD错误，A正确。
故选A。
9．CD
【详解】AB．水力发电、化学能转变成电能，电能可以利用，不属于能量耗散，AB错误；
CD．可再一步进行利用，直到都转变成不可回收的内能，就是能量耗散了，CD正确；
故选CD。
10．ACD
【详解】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 故D正确。
故选ACD。
11．AB
【详解】A．在电源的U－I图像中，图像的斜率的绝对值表示电源的内电阻，根据电源U－I图线，可知电源1、电源2的内阻分别为


则有
r1∶r2＝3∶2
A正确；
B．U－I图像的纵轴截距表示电动势，所以E1＝E2＝10 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U1＝3.5 V，I1＝5 A，故灯泡消耗的功率为

灯泡的电阻为

连接电源2时，则有U2＝5 V，I2＝6 A，故灯泡消耗的功率为

灯泡的电阻为

则有
P1∶P2＝7∶12
R1∶R2＝21∶25
CD错误；
故选AB。
12．AC
【详解】A．当滑动变阻器滑片P向右移动时，R1的阻值减小，电路总电阻减小，则总电流变大，内电压增大，可知A读数变大，路端电压减小，即V3读数减小；R2两端的电压变大，即V2读数变大；因为

则V1读数减小；故A正确；
B．电源效率

变小，不变，可知电源的效率变小，根据可知电源的总功率变大，故B错误；
CD．因为

所以保持不变；

所以保持不变；

所以不变，联立三式可得

故C正确，D错误。
故选AC。
13．     a     1.5     1.0     串     5940
【详解】①[1]如图所示在闭合开关之前为防止电表过载而滑动变阻器的滑动头P应放在a处；
②[2][3]根据闭合电路的欧姆定律有
U = E - IR
则由图可得该电源电动势
E = 1.5V
内阻

（3）[4][5]某同学在设计电压表改装时，将一个内阻为60Ω，满偏电流为0.5mA的电流表表头改成量程为3V的电压表，需要串联一个电阻，根据
U = IG(RG + R)
可得
R = 5940Ω
即串联的电阻阻值5940Ω。
14．                         ####     ##############     没有
【详解】（1）[1]由电路图可知电表x是用来测量流过滑动变阻器的电流，故应该为电流表。
[2][3][4]因为没有电压表，可以用电流表与定值电阻串联改装成电压表，由电路图可知y应该是，电流表的量程为3mA。要测1.5V电压，电表内阻至少为

电流表内阻为，有电路图可知其电阻应该为

故电阻应该选择，滑动变阻器应该选用。
（2）[5][6]根据闭合电路欧姆定律有

整理得

将其与图像和数学解析式结合，可知其斜率为

其截距为

解得


（3）[7]由上述的实验数据分析可知，分析时已经将两表的内阻考虑进去了，故没有系统误差。
15．（1）2:3；（2）6:5
【详解】（1）与两端电压相等，根据
…………………………（2分）
可得两电阻消耗的电功率之比
…………………………（2分）
（2）设三个电阻分别为R、2R、3R，则与并联后的电阻为
…………………………（2分）
两部分电流相等，根据
…………………………（2分）
可得
…………………………（1分）
16．（1）2W；（2）120J；（3）30J；（4）90J
【详解】（1）电源输入给电动机的功率为
…………………………（2分）
（2）电动机消耗的电能为
…………………………（2分）
（3）电动机线圈电阻
…………………………（2分）
产生的热量为
…………………………（2分）
（4）电动机电能转化为机械能为
…………………………（2分）
17．（1）4.8V；（2）4.4V
【详解】（1）开关闭合而断开时，据闭合电路欧姆定律可得，干路电流为
…………………………（2分）
电压表的示数为
…………………………（2分）
联立解得
…………………………（1分）
（2）开关和都闭合时，和并联阻值为
…………………………（2分）
此时干路电流为
…………………………（2分）
电压表的示数为

联立解得
…………………………（1分）
18．
【详解】该地区的太阳常数为
…………………………（3分）
太阳能电池板1小时接受的光能为
…………………………（4分）
太阳能板1小时转化出的电能为
…………………………（3分）