人教版2019高中物理必修三【单元测试】2024-2025学年分层训练AB卷电能能量守恒定律B含解析答案

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电能能量守恒定律B学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．2021年2月24日，我国以“一箭三星”方式成功将遥感三十一号03组卫星送入预定轨道，发射任务取得圆满成功。卫星两翼的太阳电池板把太阳能转化为电能供卫星使用。如图所示，图线a是太阳能电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图像（电池内阻不是常量），图线b是某电阻R的图像。在该光照强度下将它们组成闭合回路时，则（　　）A．电源的电动势为 B．电阻两端的电压为C．电阻的电流为 D．硅光电池的内阻为5Ω2．如图所示，一款微型机器人的内部有一个直流电动机，其额定电压为U，额定电流为I，线圈电阻为R，将它接在电动势为E，内阻为r的直流电源的两极间，电动机恰好能正常工作，下列说法正确的是（　　）A．电动机消耗的总功率为B．电动机的效率为C．电源的输出功率为D．电源的效率为3．在如图（a）所示的电路中，为定值电阻，为滑动变阻器．闭合开关S，将滑动变阻器的滑动触头P从最右端滑到最左端，两个电压表（内阻极大）的示数随电路中电流变化的完整过程图线如图（b）所示．则A．图线甲是电压表示数随电流变化的图线B．电源内电阻的阻值为10ΩC．电源的电动势是4VD．滑动变阻器的最大功率为0.9W4．阻值相等的四个电阻、电容器（电容为C）和电池（电动势为E，内阻忽略不计）连成如图所示的电路，开关、，都闭合且电路稳定时，电容器所带的电荷量为Q。则当开关闭合、断开且电路稳定时，电容器所带的电荷量为（    ）  A． B． C．Q D．5Q5．如图所示的电路，电源的内阻为r，定值电阻甲的阻值为r，乙的阻值与灯泡的阻值相等，电容器的电容为C，当闭合、断开，稳定后，灯泡的功率为P，电容器的带电量为Q，忽略灯泡阻值的变化，下列说法正确的是（　　）A．灯泡的阻值为B．电源的电动势为C．当闭合，在断开与闭合两种稳定情况下，灯泡两端电压的变化量与电阻甲中电流的变化量的比值的绝对值为D．当、均闭合，甲中的电流为6．两长度相同的金属板M、N正对水平放置，板长为L，板间距为d，连接在图示的电路中。D为理想二极管（正向电阻为0，反向电阻无穷大），滑动变阻器R的最大阻值为2r，定值电阻的阻值R0=r，E为恒压电源，不计电源内阻。将滑片P置于滑动变阻器正中间，闭合开关S，让一电荷量为q、质量为m的粒子（不计重力）从靠近M板左端的位置以水平速度v0射入板间，粒子恰好打在N板的右端。在保持开关S闭合的情况下，下列说法错误的是（　　）A．电源电动势E=B．若仅将滑动变阻器的滑片向左滑动，则粒子仍能打在N板上C．若仅将粒子的初速度变为2v0后射入板间，则粒子从M、N板的中线处离开D．若仅将N板向上平移，则粒子打在N板的中点处7．在如图所示电路中，电压表为理想电压表，两电流表由相同的表头改装而成，电流表A1量程为1A，电流表A2量程为0.6A，闭合开关S，滑动变阻器的滑片位于a点时，电压表的读数分别为U1、两电流表示数和为I1，滑动变阻器的滑片位于b点时，电压表的读数为U2、两电流表示数和为I2，下列判断正确的是（　　）A． U1>U2，I2>I1B．两电流表A1与A2示数相同C．滑片由a滑到b，会变化 D．两电流表A1与A2指针偏角相同二、多选题8．如图所示的电路中，电源的电动势为、内阻为（），定值电阻.闭合开关，理想电压表示数为，理想电流表示数为；在滑动变阻器的滑片由端滑到端的过程中A．先变小后变大B．与的比值先变大后变小C．与的乘积先增大后减小D．的变化量的绝对值与的变化量的绝对值的比值小于9．如图所示，电源电动势E和内阻r一定，、是定值电阻，是光敏电阻（光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小），L是小灯泡。当照射到的光照强度减小时，以下分析正确的是（　　）A．灯泡亮度变暗，通过电阻电流变小B．电压表示数不变，电流表示数减小C．电压表示数增大，电源效率增大D．通过灯的电流变化量得比的电流变化量大10．图（a）所示为灯泡L的特性曲线，、为定值电阻．如果把这三个用电器并联后接在恒压电源的两端，三个用电器消耗的电功率均为P．现将它们连接为如图（b）所示的电路，再接在该电源的两端，设灯泡L和电阻、消耗的电功率分别是、、，下列判断中正确的是（　　） A． B． C． D．三、实验题11．利用如图甲所示电路，可以测量电源电动势和内阻，所用的实验器材有：待测电源，电阻箱R（最大阻值999.9Ω），表头G（量程为200μA，内阻为900Ω），定值电阻R0、R1，开关S，导线若干。实验步骤如下：（1）先利用R0和表头G构成2mA的电流表，再将2mA的电流表改装成量程为6V的电压表，根据题设条件定值电阻的阻值应为：R0= Ω，R1= Ω；（2）将电阻箱阻值调到 （选填“最大”或“最小”），闭合开关S；（3）多次调节电阻箱，记下表头G的示数I和电阻箱相应的阻值R；（4）以为纵坐标，为横坐标，作—图线如图乙所示；（5）若把流过电阻箱的电流视为干路电流，根据—图线求得电源的电动势E = V，内阻r = Ω；（6）由于步骤（5）的近似处理会导致测量的电动势 ，内阻 。（此两空均选填“偏小”、“偏大”、“不变”）12．（10分如图所示，（a）为多用电表的内部结构示意图.E是电池的电动势；、、、和是定值电阻，是可变电阻；表头Ⓖ的满偏电流为，内阻为，，虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连。（1）图（a）中的A端与 （填“红”或“黑”）色表笔相连接。（2）当选择开关与2连接，此时的多用表为 表，量程为 。选择开关连接4和5都为同一种表，当连接 时量程较大。（3）当选择开关与3连接时多用表为欧姆表，倍率为，用它测量某一电阻时指针如图（b）所示，则被测电阻的阻值为 。四、解答题13．如图所示，为电阻箱，为理想电压表，当电阻箱读数为Ω时，电压表读数为；当电阻箱读数为为Ω时，电压表读数为。（1）求电源的电动势和内阻。（2）当电阻箱读数为多少时，电源的输出功率最大？最大值为多少？（注意写出推导过程）14．如图甲所示的电路中，小量程电流表的内阻Rg＝100 Ω，满偏电流Ig＝1 mA，R1＝1900 Ω，R2＝ Ω．则：（1）当S1和S2均断开时，改装成的是什么表？量程多大？（2）当S1和S2均闭合时，改装成的是什么表？量程多大？（3）利用改装后的电压表对图乙的电路进行故障分析．接通S后，将电压表并联在A、C两点时，电压表有读数；当并联在A、B两点时，电压表读数为零，请写出存在故障的可能情况．15．如图所示，图甲中在滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端的过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙中的、两直线所示，不考虑电表对电路的影响。（1）定值电阻、滑动变阻器的总电阻R分别为多少？（2）求出电源的电动势和内阻；（3）电源的工作效率什么时候最大，最大效率是多少？参考答案：1．D【详解】A．由欧姆定律可得当时由图线a与纵轴的交点读出电源的电动势为故A错误；BC．根据两图线交点处的状态可知，电阻两端的电压为电流为故B、C错误；D．硅光电池的内阻为故D正确。故选D。2．D【详解】A．电动机消耗的总功率为，选项A错误；B．电动机的效率为选项B错误；C．电源的输出功率为选项C错误；D．电源的效率为选项D正确；故选D。3．D【详解】当滑片左移时，滑动变阻器接入电阻减小，则电路中总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流增大；而两端的电压增大，故乙表示是示数的变化；甲表示示数的变化，故A错误；由图可知，当只有接入电路时，电路中电流为0．6A，电压为3V，则由可得：；当滑动变阻器全部接入时，两电压表示数之比为，故，由闭合电路欧姆定律可得解得，故BC错误；因当内阻等于外阻时，电源的输出功率最大，故当外阻等于5Ω时，电源的输出功率最大，故此时电流，故电源的最大输出功率，的阻值为5Ω，电阻为20Ω；当等效为内阻，则当滑动变阻器的阻值等于时，滑动变阻器消耗的功率最大，故当滑动变阻器阻值为10Ω时，滑动变阻器消耗的功率最大，由闭合电路欧姆定律可得，电路中的电流A=0．3A，则滑动变阻器消耗的总功率，故D正确；【点睛】在求定值电阻的最大功率时，应是电流最大的时候；而求变值电阻的最大功率时，应根据电源的最大输出功率求，必要时可将与电源串联的定值电阻等效为内阻处理．4．A【详解】设电阻的阻值为，开关、，都闭合且电路稳定时，两并联支路总电阻为则两并联支路分到的电压为电容器两端电压为则有当开关闭合、断开且电路稳定时，电容器两端电压为则有联立可得故选A。5．C【详解】A．对电容器，由可得当闭合、断开，稳定后，灯泡的功率为P，故联立解得故A错误；B．由串联电路电阻与电压成正比，得解得电源的电动势为故B错误；D．当、均闭合，稳定后灯泡与乙并联的总电阻为由闭合电路欧姆定律可得甲的电流为综合计算可得甲中的电流为故D错误；C．当闭合，在断开与闭合两种稳定情况下，甲看作等效电源，外电路看作为可变电阻的情况，根据闭合电路欧姆定律可知即由此可知故灯泡两端电压的变化量与电阻甲中电流的变化量的比值的绝对值为，故C正确。故选C。6．C【详解】A．加速度为可得解得MN板看成一个电容器，稳定后R趋近于，所以相当于短路，电压与两端电压相等故A正确，不符题意；B．向左移动滑片，的阻值变小，的分压升高，由可知竖直方向的加速度增大，会打在N板上，故B正确，不符题意；C．粒子做类平抛的运动时间为初速度变为2v0后，时间为则故粒子从靠近M的处射出，故C错误，符合题意；D．由可知，仅将N板向上平移，电容器的电容变为原来的2倍，而电路结构不变有电容器的电压不变，则加速度变为2倍，设水平位移为，有解得则有故D正确，不符题意；故选C。7．D【分析】串反并同指的是在一个闭合的电路中，当滑动变阻器的阻值发生变化时，与滑动变阻器串联的电学元件的物理量的变化与其变化趋势相反，与其串联的电学元件的物理量的变化趋势与其相同，其中串联指的是只要有电流流进流出即可。【详解】A．让滑动变阻器的滑片从a点移动到b点，滑动变阻器的阻值增大，由串反并同规律，与滑动变阻器并联的电压表的读数增大，U2>U1 ，A错误；B．两个电流表的量程不同，内阻不同，并联时电压相同，电流一定不同，B错误；C．由闭合回路的欧姆定律可知两电流表内阻的并联值保持不变，C错误；D．两电流表由相同的表头改装而成，并联时所加电压相同，电流相同，两电流表指针偏角一定相同，D正确。故选D。8．BD【详解】A．在滑动变阻器R1的滑片P由a端滑到b端的过程中，滑动变阻器R1的有效电阻先增大后减小，外电路总电阻先增大后减小，根据闭合电路欧姆定律可知：总电流先变小后变大，路端电压先增大后减小，故A错误；B．与的比值等于和滑动变阻器的有效电阻之和，所以与的比值先变大后变小，故B正确；C．将R3与电源内阻并联看成新电源，新电源的内阻为r与R3的并联值小于，随着等效外电阻的先增大后减小，与的乘积先减小后增大，故 C错误；D．将R3与电源看成新电源，新电源的内阻为r与R3的并联值小于r，由闭合电路欧姆定律可知，的变化量的绝对值与的变化量的绝对值即为新电源的内阻，故D正确。故选BD。9．CD【详解】AB．光照强度减弱，R0电阻增大，整个电路中电阻增大，总电流减小，电源内阻消耗电压减小，路端电压增大，故电压表示数增大，总电流减小，R1两端电压电压减小，故R2两端电压电压增大，故通过R2的电流增大，故AB错误；C．电源的效率根据上面的分析可知，减小，故电源的效率增大，由上面的分析可知，路端电压增大，电压表示数增大，故C正确；D．流过电阻R1电流也就是总电流，设总电流减小了,通过R2的电流增大了，可知流过灯泡的电流肯定减小，设减小量为，由于由此可知通过灯的电流变化量比的电流变化量大，故D正确。故选CD。10．ABD【详解】A．L与两个标准电阻R1、R2并联后接在电压恒为U的电源两端，三个用电器消耗的电功率均为P，此时三个电阻的阻值相等；当将它们连接成如图(b)所示的电路，接在该电源的两端时，L的电压小于电源的电压，由(a)图象可知，灯泡的电阻减小，则有而RL与R2并联，电压相等，可知，电流又得到由可得故A正确；B．由可得故B正确；C．由得由于得故可知故C错误；D．由于则得而串联电路电流相等，则由知故D正确。故选ABD。11． 100 2910 最大 6.0 0.2 偏小 偏小【详解】（1）[1]由图示电路图可知[2]改装后电流表内阻把电流表改装成电压表，串联电阻（2）[3]为了实验安全，实验中应让电流由最小值开始调节，故应让滑动变阻器由最大值开始调节。（5）[4][5]根据闭合电路欧姆定律可知整理有由图可知，解得E = 6.0V，r = 0.2Ω（6）[6][7]若以（5）中近似，干路电流小于真实电流，相当于采用电流表相对电源的外接法进行测量，故电动势和电流表的测量结果均偏小。12． 黑 电流表 0.6A 5 1100【详解】(1)[1]多用表使用时，电流从红表笔进入黑表笔流出，所以图（a）中的A端与黑表笔相连；(2)[2] 当选择开关与2连接，表头与、并联，是扩大电流的量程，此时的多用表为电流表；[3]电流表量程为代入数值可得[4]选择开关连接4和5时，都为电压表，和串联在电路中，有分压作用，串联的电阻越大，电压表的量程越大，所以当连接5时量程较大；(3)[5]电表的指针指在刻度11，所以所测电阻为13．（1）E=6V，r=1Ω（2）R=1Ω时最大输出功率为9W.【详解】（1）根据可得：解得E=6Vr=1Ω（2）电源输出功率因为一定，则当，即R=r时最小，此时P最大，即当外电阻电阻等于电源内阻时，输出功率最大，即R=r=1Ω；此时最大输出功率14．（1）改装为电压表，其量程为（2）改装为电流表，其量程为（3）段断路或段短路或两种情况均存在．【详解】（1）当S1、S2均断开时， Rg与R1串联，改装为电压表，其量程为解得：（2）当S1、S2均闭合时， Rg与R2并联，改装为电流表．其量程为：解得：（3）接通S后，将电压表并联在A、C两点时，电压表有读数；说明故障在AC之间；当并联在A、B两点时，电压表读数为零，说明故障的原因可能是BC段断路或AB段短路或两种情况均存在．15．(1)，；(2)8V，1Ω；(3)R最大时，【详解】（1）电压表V1的示数随电流表示数的变化图象应为AC；电压表V2的示数随电流表示数的变化图象应为BC；定值电阻；当I=0.5A时则（2）根据闭合回路欧姆定律可得可得E=8V，r=1Ω（3）电源的工作效率为可知，当R最大时，效率最大，即为