人教版 (2019)必修 第三册第十二章 电能 能量守恒定律综合与测试单元测试课后练习题

这是一份人教版 (2019)必修 第三册第十二章 电能 能量守恒定律综合与测试单元测试课后练习题，共15页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
第十二章　电能　能量守恒定律　综合检测一、选择题(共12题,每题4分,共48分,第1～6题只有一项符合题目要求,第7～12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)1.下列关于能量转化的说法中错误的是(　B　)A.举重运动员把重物举起来,体内的一部分化学能转化为重力势能B.核电站是把内能转化成了电能C.内燃机做功的过程是内能转化为机械能的过程D.做功的过程是能量转化的过程,做了10 J功,就有10 J能量发生转化解析:运动员把重物举起来要对重物做功,消耗体内的化学能,使得体内的一部分化学能转化为重力势能,故A正确;核电站是把核能转化成了电能,故B错误,符合题意;内燃机做功的过程是内能转化为机械能的过程,故C正确;做功的过程是能量转化的过程,功是能量转化的量度,某过程做了10 J的功,一定有10 J能量发生了转化,故D正确。2.同一品种的新的1号干电池和7号干电池相比较,下列说法正确的是(　D　)A.1号的电动势比7号的大B.电池的容量一样大C.将电能转化为化学能的本领相同D.非静电力的性质相同,即电动势相同解析:干电池的电动势都是1.5 V,所以同一品种新的1号干电池和新的7号干电池的电动势相同,但体积不同,提供的电荷总量不同,即容量不同,故A、B错误;电源电动势表征了电源把其他形式的能转化为电能的本领大小,电动势相同,则将化学能转化为电能的本领相同,同一品种的新的1号干电池和7号干电池电动势相同,非静电力的性质相同,故C错误,D正确。3.如图所示,电动机M的线圈电阻为r,接入电压恒为U的电源时,电动机正常工作,此时电动机中通过的电流为I、消耗的电功率为P、线圈电阻的发热功率为P热、输出的机械功率为P出。则下列关系式正确的是(　D　)A.I=    B.P=UI+I2rC.P热= D.P出=UI-I2r解析:电动机为非纯电阻用电器,电动机中通过的电流I<,它消耗的电能一部分转化成机械能,一部分用于自身发热,线圈电阻的发热功率P热=I2r,消耗的电功率为P=IU,根据能量守恒定律得出P出=IU-I2r,故A、B、C错误,D正确。4.某同学用电压表和电流表测量一个干电池的电动势和内阻,将测量到的电源的路端电压和相应电路中的总电流,画成UI图线(如图中实线所示),设图中虚线是该干电池的真实图线,则下列说法中正确的是(　A　)A.E真>E测,r真>r测 B.E真>E测,r真<r测C.E真<E测,r真>r测 D.E真<E测,r真<r测解析:根据U=E-Ir,可知UI图像在U轴上的截距等于电动势E,直线的斜率等于内阻r,由图像可知E真>E测,r真>r测。5.在如图所示电路中,灯L1、L2为“220 V　40 W”,L3、L4为“220 V　60 W”,比较四个灯的亮度,有以下各种说法,其中正确的是(　B　)A.L4最亮      B.L1最亮C.L1、L2一样亮 D.L3比L4亮解析:根据功率的公式R=可知,L1、L2的电阻大于L3、L4,所以电压最大的是L1,其次是L4,最小是L2和L3,电流是L1、L4最大,L3次之,L2最小。根据P=UI可知L1最亮,L4次之,L3再次之,L2最暗。6.如图所示的电路中,电源的电动势为E,内阻为r,电表均为理想电表。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片由图示位置向左滑动的过程中,下列判断正确的是(　A　)A.电容器的带电荷量增加B.电阻R2两端电压增大C.电源的总功率增加D.电源的输出功率一定减小解析:当滑动变阻器的滑片由图示位置向左滑动的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻增大,总电阻增大,根据闭合电路欧姆定律分析得知,电路中总电流I减小,根据欧姆定律可知电源的内电压和电阻R2两端电压均减小,则R1的电压增大,电容器的电压增大,由Q=CU知,电容器的带电荷量增加,故A正确,B错误;I减小,由电源的总功率公式P=EI知,电源的总功率减小,故C错误;由于不知道R1+R2与内阻r的关系,所以不能确定电源的输出功率的变化,故D错误。7.如图所示,图线a、b分别表示一个电池组和一只电阻的伏安特性曲线,以下说法正确的是(　BCD　)A.电阻的阻值为0.33 ΩB.电池组的内阻是1 ΩC.将该电阻接在该电池组两端,电池组的输出功率将是3 WD.电池组电动势是4 V解析:电池组的内阻等于图线a的斜率大小,为r=||= Ω=1 Ω,电阻的阻值等于图线b的斜率大小,为R== Ω=3 Ω,故A错误,B正确;两图线的交点表示将该电阻接在该电池组两端的工作状态,则电阻两端的电压U=3 V,电流I=1 A,则电池组的输出功率P=UI=3×1 W=3 W,故C正确;电池组的电动势为图线a与纵坐标的交点,即为4 V,故D正确。8.如图所示的电路中,电源的电动势为3.2 V,电阻R的阻值为30 Ω,小灯泡L的额定电压为3.0 V,额定功率为4.5 W。当开关S接位置1时,电压表的读数为3 V,下列说法正确的是(　BC　)A.电源的内电阻为4 ΩB.小灯泡的电阻为2 ΩC.当开关S接到位置2时,小灯泡很暗D.当开关S接到位置2时,小灯泡两端的电压为3 V解析:灯泡的额定电流IL== A=1.5 A,电阻RL== Ω=2 Ω,当开关接1时,通过电阻R的电流I== A=0.1 A,根据闭合电路欧姆定律E=U+Ir,代入得r=2 Ω,故A错误,B正确;当开关接2时,灯泡中电流IL′== A=0.8 A,小于灯泡的额定电流,实际功率小于其额定功率,则灯泡L不能正常发光,会很暗,此时灯泡两端的电压为UL′= IL′RL=0.8×2 V=1.6 V,故C正确,D错误。9.某导体中的电流随其两端电压的变化如图所示,则下列说法中正确的是(　AD　)A.由图可知,随着电压的增大,导体的电阻不断增加B.图像上某点切线的斜率的倒数即为该状态的电阻值C.电压为5 V时,导体的电阻是0.2 ΩD.电压为12 V时,导体电阻的电功率为18 W解析:由题图知,随着电压的增大,图像上的点与原点连线的斜率减小,此斜率等于电阻的倒数,则知导体的电阻不断增加,A正确,B错误;当U=5 V时,由题图知电流为I=1.0 A,则导体的电阻R==5 Ω,C错误;由题图可知,加12 V电压时,电流为1.5 A,则电功率P=IU=18 W,故D正确。10.如图是火警报警装置的一部分电路示意图,其中R2是半导体热敏传感器,它的阻值随温度升高而减小,当R2处发生火情时(　BD　)A.电流表示数将变小B.电流表示数将变大C.a、b两点间电压变大D.a、b两点间电压变小解析:因R2阻值减小,则总电阻减小,由闭合电路欧姆定律可知,电路中电流增大,电流表示数将变大,故A错误,B正确;因电路中电流增大,则由Uab=E-Ir可知,ab两端的电压减小,故C错误,D正确。11.在如图(甲)所示的电路中,电源电动势为3 V,内阻不计,L1、L2为相同规格的小灯泡,这种小灯泡的伏安特性曲线如图(乙)所示,R为定值电阻,阻值为10 Ω。当开关S闭合后(　ABC　)A.L1的电阻为12 ΩB.L1消耗的电功率为0.75 WC.L2的电阻为5 ΩD.L2消耗的电功率为0.1 W解析:由小灯泡的伏安特性曲线可知,小灯泡电压为3 V时,通过它的电流为0.25 A,则L1的电阻R1== Ω=12 Ω,所以A正确;L1消耗的电功率P1=U1I1=3×0.25 W=0.75 W,所以B正确;设L2的电压为U2,电流为I2,由欧姆定律可得E=U2+I2R,整理得I2=-U2,即I2=0.3-0.1U2;在小灯泡的伏安特性曲线图像中作出I2=0.3-0.1U2的图像如图所示,两图像的交点即L2在电路中的实际电压U2和实际电流I2,由图像可得U2=1 V,I2=0.2 A,则有L2的电阻R2== Ω=5 Ω,L2消耗的电功率P2=U2I2=1×0.2 W=0.2 W,所以C正确,D错误。12.一电动自行车动力电源上的铭牌标有“48 V　20 A·h”字样。电动机以额定功率320 W工作时,电流为8 A;测得电动机的直流电阻为 1 Ω,不考虑其他部件及摩擦损耗。已知运动时电动自行车受到的阻力恒为50 N,下列说法正确的是(　AD　)A.电源内阻为1 ΩB.电动机的效率约为83%C.电动机以额定功率工作时,电动自行车的最大速度约为6.4 m/sD.电动自行车保持额定功率匀速行驶的最远距离约为46 km解析:根据P=UI,电动机电压U==40 V,根据闭合电路欧姆定律E=U+Ir,代入数据得r=1 Ω,故A正确;电动机的效率约为η=×100%=80%,其中r为电动机内阻,故B错误;电动机以额定功率工作时,电动自行车的速度满足P-I2r=Fv,解得v=5.12 m/s,故C错误;根据电池容量Q=20 A·h,电流为8 A,则可得供电时间t==2.5 h,电动自行车保持额定功率匀速行驶的最远距离约为xm=vt=5.12×2.5×3 600 m=46 080 m≈46 km,故D正确。二、非选择题(共52分)13.(7分)一同学用伏安法测干电池的电动势和内阻(约为3 Ω),实验室提供的器材有A.电压表(0～3 V)B.电压表(0～15 V)C.电流表(0～0.6 A)D.电流表(0～3 A)E.滑动变阻器R1(20 Ω,1 A)F.滑动变阻器R2(1 000 Ω,0.1 A)G.定值电阻R0=1 ΩH.开关S和导线若干(1)该同学根据如图(甲)所示的电路图进行实验,电流表应选用　　　　,电压表应选用　　　　,滑动变阻器应选用　　　。(均填器材前的字母) (2)根据图(甲)所示的原理图测得的数据作出的UI图线,如图(乙)所示由图线求出该电池的电动势E=　　　　V,电阻r=　　　　Ω。(结果均保留三位有效数字) 解析:(1)因为一节干电池的电动势约为1.5 V,所以电压表应选A;因为干电池的内阻约为3 Ω,根据I=≈0.375 A,所以电流表应选C;为了让电流表和电压表的示数变化范围尽可能大一点,滑动变阻器应选电阻小一点的,即选E。(2)根据闭合电路欧姆定律可知U=E-I(r+R0)结合图(乙)可知E=1.48 V,r=-R0=2.20 Ω。答案:(1)C　A　E(每空1分)(2)1.48(2分)　2.20(2分)14.(7分)某研究小组收集了两个电学元件:电阻R0(约为2 kΩ)和手机中的锂电池(电动势E标称值为3.7 V,允许最大放电电流为100 mA)。实验室备有如下器材:A.电压表V(量程0～3 V,电阻RV约为4.0 kΩ)B.电流表 A1(量程0～100 mA,电阻约为5 Ω)C.电流表 A2(量程0～2 mA,电阻约为5 Ω)D.滑动变阻器R1(0～40 Ω,额定电流1 A)E.电阻箱R2(0～999.9 Ω)F.开关S一只、导线若干(1)为了测定电阻R0的阻值,小明设计了一电路,与其对应的实物图如图(甲)所示,图中的电流表A应选　　　　(选填“ A1”或“ A2”),请将实物图连线补充完整。 (2)为测量锂电池的电动势E和内阻r,小红设计了如图(乙)所示的电路图。根据测量数据作出图像,如图(丙)所示,若该图线的斜率为k,纵轴截距为b,则该锂电池的电动势E=　　　,内阻r=　　　　　。(用k、b表示) 解析:(1)电压表量程是0～3 V,通过待测电阻的最大电流I== A=0.001 5 A=1.5 mA,因此电流表应选 A2;待测电阻R0阻值约为2 kΩ,滑动变阻器R1(0～40 Ω,额定电流1 A)与电阻箱R2(0～999.9 Ω)最大阻值均小于待测电阻阻值,变阻器采用限流接法时,待测电阻电压与电流变化范围较小,不能测多组实验数据,为测多组实验数据,减小实验误差,滑动变阻器应采用分压接法,且==40>==2,则电流表应该采用内接法,实物电路图如图所示。(2)由实验原理可知E=U+Ir=U+r则=·+因此图像的纵轴截距b=电动势E=图像的斜率k=则电源内阻r=kE=。答案:(1) A2(1分)　图见解析(2分)(2)(2分)　(2分)15.(8分)如图所示电路中,电源电动势E=12 V,内电阻r=1.0 Ω,电阻R1=9.0 Ω,R2=15 Ω,理想电流表A的示数为0.4 A,求电阻R3的阻值和它消耗的电功率。解析:由题意知R2两端电压U2=I2R2=6 V                                            (2分)由闭合电路欧姆定律,有E=U2+I(R1+r)解得总电流I=0.6 A                                    (2分)通过R3的电流I3=I-I2=0.2 A,由R3=,U3=U2,解得R3=30 Ω                             (2分)R3消耗的功率P3=I3U3=1.2 W。　                           (2分)答案:30 Ω　1.2 W16.(10分)如图所示为电动机提升重物的装置,电源电动势E=20 V、内阻r=2 Ω,电动机线圈电阻R=2 Ω。电动机正常工作,电路中的电流为I=1 A,不计一切摩擦。求:(1)电动机线圈电阻上消耗的热功率;(2)这台电动机的机械效率;(3)若电机被卡住,线圈上消耗的热功率。解析:(1)电动机正常工作时I=1 A电动机线圈电阻上消耗的热功率P热=I2R=2 W。                                        (2分)(2)电动机正常工作时,两端的电压U=E-Ir=18 V电动机的输入功率P入=IU=18 W                         (2分)电动机的输出功率P出=P入-P热=16 W                                      (2分)电动机的机械效率η=×100%≈88.9%。                                 (1分)(3)电机被卡住时,电路变成纯电阻电路,此时电路中的电流I′== 5 A(1分)线圈上消耗的热功率P热′=I′2R=50 W。                    (2分)答案:(1)2 W　(2)88.9%　(3)50 W17.(10分)如图所示,电源电压U为8 V,定值电阻R2为4 Ω,灯A上标有“4 V　0.2 A”、灯B上标有“12 V　0.3 A”的字样。电路接通后灯A恰好正常发光(不考虑电阻随温度的变化)。求:(1)灯B的电阻RB;(2)灯B的实际功率PB;(3)定值电阻R1的大小。解析:(1)灯B上标有“12 V　0.3 A”的字样,灯B正常工作时,电阻RB== Ω=40 Ω。                                    (2分)(2)电路接通后灯A恰好正常发光,灯A的电压UA=4 V,电流IA=0.2 A灯B两端的电压UB=UA+IAR2=4 V+0.2×4 V=4.8 V                           (2分)灯B的实际功率PB== W=0.576 W。                                 (2分)(3)流过R1的电流I1=IA+IB=IA+=0.2 A+ A=0.32 A                        (1分)R1两端的电压U1=U-UB=8 V-4.8 V=3.2 V                                (1分)则R1==10 Ω。                                       (2分)答案:(1)40 Ω　(2)0.576 W　(3)10 Ω18.(10分)如图所示的电路中,L为标有“6 V　3 W”的小灯泡,电源的内电阻r=2 Ω,滑动变阻器的总电阻R=48 Ω,滑动变阻器的滑片位于变阻器的中点时,灯泡L恰好能正常发光,这时电压表的读数为27 V,求:(1)电阻Rx的值;(2)电源的电动势E;(3)滑动变阻器消耗的电功率。解析:(1)由P=UI可以知道,灯泡的额定电流为I1== A=0.5 A并联部分电压为6 V,则滑动变阻器的并联部分电压为6 V,电流为I2== A=0.25 A                                    (2分)则总电流为I=I1+I2=0.5 A+0.25 A=0.75 A滑动变阻器另一半与Rx两端的总电压为U=27 V-6 V=21 V则总电阻为R′==Rx+0.5R= Ω=28 Ω则Rx=28 Ω-24 Ω=4 Ω。                             (2分)(2)由闭合电路欧姆定律可以知道E=U+Ir=27 V+0.75×2 V=28.5 V。                      (3分)(3)此时滑动变阻器消耗的电功率为P=+I2=0.252×24 W+0.752×24 W=15 W。             (3分)答案:(1)4 Ω　(2)28.5 V　(3)15 W