天津市武清区雍阳中学高中物理必修三第十二章《电能能量守恒定律》检测(包含答案解析)

一、选择题
1．(0分)[ID：126489]如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，R1、R2是定值电阻，当滑动变阻器R0的滑片向下移动时，下列说法正确的是（）
A．电流表示数变大
B．电压表示数变大
C．R1消耗的功率增大
D．R2消耗的功率增大
2．(0分)[ID：126484]如图的U-I图象中，直线I为某一电源的路端电压与电流的关系图象，直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线。

用该电源与电阻R组成闭合电路，则（）
A．电源电动势 3V，内阻2ΩB．电阻的阻值为2Ω
C．电源的效率为 66.7% D．电源的总功率为 4W
3．(0分)[ID：126483]在如图所示电路中， L１、L２为“220V，40W”，L３、L４为“220V，
60W”，比较四个灯的亮度，有以下各种说法，其中正确的是（）
A．L４最亮B．L１最亮
C．L１、L２一样亮D．L３比L４亮
4．(0分)[ID：126470]在如图所示的电路中，闭合开关，将滑动变阻器的滑片向左移动一段距离，待电路稳定后，与滑片移动前比较（）
A．灯泡L变暗B．电容器C上的电荷量不变
C．电源消耗的总功率变大D．电阻0R两端电压变大
5．(0分)[ID：126469]在如图所示的电路中，R1为定值电阻，R2为可变电阻，电源的电动势为E，内阻为r。

设电流表A的示数为I，电压表V的示数为U，当R2的滑动触点向a端移动时，则（）
A．I变大，U变小B．I变大，U变大
C．I变小，U变大D．I变小，U变小
6．(0分)[ID：126459]如图所示，R1为定值电阻，R2是金属热电阻（温度越高，电阻值越大），L为小灯泡。

则当温度下降时（）
A．R1两端的电压减小
B．电流表A的示数减小
C．路端电压变小
D．小灯泡L变亮
7．(0分)[ID：126428]恒流源是一种特殊的电源，其输出的电流能始终保持不变。

如图所示的电路中电源是恒流源，当滑动变阻器滑动触头P从最右端向最左端移动时，下列说法中正确的是（）
A．R2上的电压变大B．恒流源输出功率保持不变
C．R0上的电压变小D．R1的电功率增大
8．(0分)[ID：126409]如图所示，电源的电动势为E，内阻为r，R为电阻箱。

图乙为电源的输出功率P与电流表示数I的关系图象，电流表为理想电表，其中电流为I1、I2时对应的外电阻分别为R1、R2，电源的效率分别为η1、η2，输出功率均为P0。

下列说法中正确的是（）
A．R1＞R2B．I1＋I2＞E r
C．R1R2>r2D．η1<η2
9．(0分)[ID：126407]如图所示，图中直线①表示某电源的路端电压与电流的关系图线，图中曲线②表示该电源的输出功率与电流的关系图线，则下列说法正确的是（）
A．电源的电动势为30V
B．电源的内阻为25
Ω3
C．电流为2.5A时，外电路的电阻为15Ω
D．输出功率为120W时，路端电压是50V
10．(0分)[ID：126397]在如图所示电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，三个理想电表的示数都发生了变化，电流表A、电压表V1、电压表V2的示数分别用I、U1、U2表示，下列判断正确的是（）
A ．I 减小，U 1增大、U 2减小
B ．I 增大，U 1增大、U 2减小
C ．I 减小、U 1减小、U 2增大
D ．I 增大，U 1减小、U 2增大
11．(0分)[ID ：126393]某研究性学习小组利用下图所示电路测量电池组的电动势E 和内阻r ．根据实验数据绘出如下图所示的1R I
-
图线，其中R 为电阻箱读数，I 为电流表读数，由此可以得到（ ）
A ．电源电动势约为1.5V
B ．内阻约为1.0Ω
C ．用该电路测电动势，测量值比真实值小
D ．用该电路测内阻，测量值比真实值小
12．(0分)[ID ：126391]如图所示，电源电动势E ＝12V ，内阻r ＝1Ω，限流电阻R ′＝3Ω，M 为直流电动机，其线圈电阻R ＝2Ω。

当电动机正常工作时，理想电流表示数为1A ，此时电动机的输出功率是（ ）
A ．6W
B ．8W
C ．2W
D ．7W 二、填空题
13．(0分)[ID ：126515]如图所示，1R 和2R 都是“4W 100Ω、”的电阻，3R 是“1W 100Ω、”的电阻，A 、B 两端允许消耗的最大电功率是______W 。

14．(0分)[ID ：126512]一架数码相机用的锂电池电压为3.6伏，容量为1安·小时（相当于用1安的电流释放可放电1小时，用0.5安的电流释放可放电2小时，以此类推）。

若关闭液晶屏时可拍摄照片400张左右，则每拍一张照片所消耗的电能约为______焦；若打开液晶屏只看不拍时该数码相机消耗的功率为0.2瓦，这种待机状态大约能维持______小时。

15．(0分)[ID ：126510]如图所示，1233ΩR R R ===，当1S 、2S 都闭合时，电压表示数为1V ；当1S 闭合，2S 断开时，电压表示数为0.8V ，则电源的电动势E =_______V.内阻r =_______Ω.
16．(0分)[ID ：126508]山区某工地施工时，照明电路需要用导线从离工地250米出的电源引来，工地上要用一只“220V,100W ”和一只“220V,400W ”的灯泡来照明，所用导线的电阻为每米0.018欧，如果电源两端的电压为220V ，且保持不变，则照明时导线上所损耗的电压为______V ；100W 灯泡实际所消耗的功率为____W 。

（计算时不考虑灯丝电阻的变化，数值保留一位小数〕
17．(0分)[ID ：126500]三只灯泡并联接在200V 的电源上，总电流为2A ，第三只灯泡的功率为100W ，且212R R =，则第一只、第二只灯泡的功率分别为________W 、________W ．
18．(0分)[ID ：126552]有一种由PTC 元件做成的加热器，它产生的焦耳热功率R P 随温度t 变化的图像如图所示。

该加热器向周围散热的功率为()0=-Q P k t t ，其中t 为加热器的温度，0t 为室温（本题中取20C ︒），0.1W /C k =︒。

①当=R Q P P 时加热器的温度即可保持稳定，则该加热器工作的稳定温度为_____°C ②（单选）某次工作中，该加热器从室温升高至稳定温度的过程中，下列温度变化过程用时最短的是（________）。

A ．20C ~24C ︒︒
B ．32C~36
C ︒︒ C ．48C~52C ︒︒
D ．60C~64C ︒︒
19．(0分)[ID ：126548]如图甲所示，三个电阻的阻值均为2Ω，额定功率均为18W 。

在每个电阻消耗电功率均不超过额定功率的条件下，此电路最大消耗电功率为________W 。

若仍满足上述条件，改为图乙所示所示电路，这个电路最大消耗功率为________W 。

20．(0分)[ID ：126527]如图所示电路中，0R 是由某种金属氧化物制成的导体棒，实验证明通过它的电流I 和它两端电压U 遵循3I kU =的规律，（式中30.02A /V k =），R 是普通可变电阻，遵循欧姆定律，电源E 电压恒为6V ，此电路中的电流、电压仍遵循串联电路的有关规律。

当电阻R 的阻值为____Ω，电流表的示数为0.16A ；当R 、R 0电功率相等时，电源的输出功率P 出=____W 。

三、解答题
21．(0分)[ID ：126659]四个电阻阻值相等，理想电源电动势8V E =（内阻不计）V 为理想电压表，连接成如图所示电路。

求：
(1)开关S 断开，V 示数1U ；
(2)闭合开关S ，V 示数2U 。

22．(0分)[ID ：126652]在用直流电动机提升重物时，重物的质量100kg m =，电源电压220V U =，不计电源内阻及各处的摩擦。

当电动机以2m/s v =的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流10A I =。

重力加速度g 取210m/s 。

求：
(1)电动机线圈内阻消耗的功率；
(2)电动机线圈的电阻是多少？
23．(0分)[ID ：126644]在如图甲所示的电路中，1R 、2R 均为定值电阻，且1100R =Ω，2R 阻值未知，3R 是一滑动变阻器，当其滑片P 从左端滑至右端时，测得电源的路端电压随电源中流过的电流的变化图线如图乙所示，其中A 、B 两点是滑片P 在变阻器的两个不同端点得到的。

求：
(1)电源的电动势和内阻；
(2)定值电阻2R 的阻值；
(3)滑动变阻器的最大阻值。

24．(0分)[ID ：126629]如图所示，C 1＝8μF ，C 2＝5×10-2μF ，R 1＝8Ω，R 2＝4Ω，电源电压U ＝24V ，内阻不计，求：
(1)开关闭合时C 2储存的电荷量Q ；
(2)开关断开后，通过R 2电量。

25．(0分)[ID：126609]在如图所示的电路中，电源电动势为12V，电源内阻r=1Ω，电路中R为1.5Ω，小型直流电动机M的内阻为0.5Ω，闭合开关S后，电动机转动，电流的电阻
表的示数为2.0A，求：
(1)电源的总功率P总；
(2)电源的输出功率P出；
(3)电动机的输出机械功率P机。

26．(0分)[ID：126607]如图所示的电路中，电源的电动势2V，内阻为0.5Ω，R0为2Ω，变阻器的阻值变化范围为0-10Ω，求：
(1)变阻器阻值多大时，变阻器上消耗的功率最大？其最大功率P m为多少？
(2)电源的最大输出功率P m为多少
【参考答案】
2016-2017年度第*次考试试卷参考答案
**科目模拟测试
一、选择题
1．C
2．C
3．B
4．C
5．A
6．C
7．A
8．A
9．C
10．C
11．B
12．A
二、填空题13．5
14．418
15．15 16．7837 17．100
18．70（68~72）B 19．27
20．324
三、解答题
21．
22．
23．
24．
25．
26．
2016-2017年度第*次考试试卷 参考解析
【参考解析】
**科目模拟测试
一、选择题
1．C
解析：C
AB ．当滑动变阻器的滑片向下滑动时，变阻器接入电路的电阻减小，与R 2并联的电阻减小，外电路总电阻减小，总电流增大，路端电压减小，则V 的示数减小，根据串联电路电压与电阻成正比的特点，可知，并联部分电压减小，通过R 2的电流减小，则A 的示数减小，故AB 错误；
C ．根据
211P I R =
可知，总电流增大，R 1消耗的电功率变大，故C 正确；
D ．通过R 2的电流减小，根据
2222P I R =
可知R 2消耗的电功率变小，故D 错误。

故选C 。

2．C
解析：C
A ．图象Ⅰ与纵轴的交点表示电源电动势，为3 V ，图象Ⅰ的斜率的绝对值表示电源内阻，为0.5Ω，选项A 错误；
B ．图象Ⅱ的斜率表示电阻R 的阻值为1Ω，选项B 错误；
C ．电源效率
2100%66.7%3P U P E η⨯≈出
总
＝
＝＝ 选项C 正确；
D ．电源的电动势为
E =3V ，电流为2 A ，电源总功率为
P=IE =6 W
选项D 错误； 故选C 。

3．B
解析：B
根据功率的公式2
U R P
= 可知，L １、L ２的电阻大于L ３、L ４。

所以电压最大的是L １，其次是L ４，最小是L ２和L ３，电流是L １L ４最大，L ３次之，L ２最小。

所以L １最亮，L ４次之，L ３再次之，L ２最暗。

故选B 。

4．C
解析：C
AC ．滑动变阻器的滑片向左移动一点，变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律分析得知，流过电源的电流增加，则由
P EI =总
知电源的总功率变大，且流过灯泡的电流增加，灯泡L 亮度变亮，A 错误C 正确； B ．电源的路端电压
U E Ir =-
流过电源的电流增加，路端电压减小，即电容器电压减小将放电，电荷量将减小，B 错误；
D ．电阻0R 只有在电容器充放电时有短暂的电流通过，稳定状态无电流，则其两端的电压为零不变，D 错误。

故选C 。

5．A
解析：A
当R 2的滑动触点向a 端移动时，滑动变阻器的阻值变小，由串反并同规律得，与滑动变阻器串联的电流表的读数变大，与滑动变阻器并联的电压表的读数变小。

故选A 。

6．C
解析：C
AB ．当温度下降时，R 2的阻值变小，则电路的总电阻变小，干路电流变大，则R 1两端的电压增大，电流表A 的示数增大，故AB 错误； C ．根据
U E Ir =-
可知路端电压变小，故C 正确； D ．由于小灯泡L 两端的电压
L U E Ir IR =--
显然U L 变小，则小灯泡L 变暗，故D 错误。

故选C 。

7．A
解析：A
AC ．电源输出电流不变，触头P 由最右端向最左端移动时，接入电路的电阻变大，则总电阻变大，而源输出电流不变，则并联部分电压增大，所以R 2上的电压变大，R 2是定值电阻，故通过R 2的电流变大；而总电流不变，则通过R 1电流减小，所以R 1的电压减小，则R 0上的电压变大，故A 正确，C 错误；
B ．恒流源输出功率P =UI ，U 增大，I 不变，则P 增大，故B 错误； D ．由前面的分析可知通过R 1电流减小，R 1是定值电阻，故R 1的电功率
P 1=I 12R 1
减小，故D 错误。

故选A 。

8．A
解析：A
A ．由闭合电路欧姆定律E
I R r
=+可知，因为12I I <，则R 1＞R 2，故A 正确； B ．由闭合回路欧姆定律得
U E Ir =-
输出功率为
2P UI EI I r ==-
由图有
22
1122EI I r EI I r -=-
整理得12E
I I r
+=
，故B 错误； C ．根据电功率表达式
22
01122P I R I R ==
且
E
I R r
=
+ 代入整理得2
12R R r =，故C 错误； D ．根据电源的效率0
P EI
η=可知，因为12I I <，则12ηη>，故D 错误。

故选A 。

9．C
解析：C 【分析】
先根据根据闭合电路欧姆定律推导出电源输出电压与电流的关系图象的表达式，然后对照图象求解电动势和内电阻；可以从图象读出不同电流对应的电压和输出功率，根据欧姆定律求解电阻。

A ．根据闭合电路的欧姆定律，电压的输出电压
U E Ir =-
对照U-I 图象，当I =0时，50V U E ==，故A 错误； B ．U -I 图象斜率的绝对值表示内电阻，故
5020
Ω5Ω6
U r I ∆-=
==∆ 故B 错误；
C ．电流为2.5A 时，对照U -I 图象，电压为37.5V ，故外电路电阻
37.5
Ω=15Ω2.5
U R I =
= 故C 正确；
D ．输出功率为120W 时，对照P -I 图象，电流为6A ，再对照U -I 图象，输出电压为20V ，故D 错误； 故选C 。

【点睛】
本题关键是根据闭合电路欧姆定律列式求解U -I 图象表达式进行分析，基础问题。

10．C
解析：C
P 下滑，R 2增加，则总电阻增加，则总电流减小，总电流减小，则内压减小，外压增大，电阻R 3两端的电压和电流变大，电流表读数I 减小，流过R 1的电流减小，由U=IR 可知R 1两端的电压减小，电压表V 1读数减小；由串联电路的特点可知
U =U 1+U 2
由以上的分析可知，U 变大，U 1减小，U 2增大。

故选C 。

11．B
解析：B
AB ．根据闭合电路的欧姆定律E
I R r
=
+，可得 1
R E r I
=
- 则可知1
R I
-
图线的斜率等于E ，纵轴截距绝对值等于r ，由图得到，电源的电动势约为3V ，内阻约为1Ω，故A 错误，B 正确；
CD ．将电流表的内阻等效为电源的内阻，故电流表内阻对电动势的测量无影响，故E 测量
值等于真实值，而由于电流表内阻的影响，r 测量值大于真实值，故CD 错误。

故选B 。

12．A
解析：A 电动机两端电压为
()8V U E I R r '=-+=
电动机的输出功率为
26W P UI I R =-=
A 正确，BCD 错误。

故选A 。

二、填空题 13．5 解析：5
[1]电阻R 1的额定电压为
1U ==；
额定电流为
11120
A=0.2A 100
U I R =
=； 电阻R 2的额定电压和额定电流与电阻R 1相同；R 1和R 2串联部分的额定电流均为0.2A ，故串联电路的额定电流为0.2A ，而额定电压为2倍的20V ，即40V ；电阻R 3的额定电压为
3U ==，
额定电流为
31310A=0.1A 100
U I R =
=； 故总的额定电压取并联电路额定电压的较小值，为10V ；总电阻为：
200100200
2001003
R ⨯=
Ω=Ω+
故最大功率为：
2
10W=1.5W
2003
U P UI U R
===； 14．418
解析：4 18 [1]根据：
W UIt =
可得锂电池可以做的电功：
W =UIt =3.6V×1A×3600s=12960J
则关闭液晶屏时，每拍一张照片所消耗的电能：
11296032.4400
W W n =
==J [2]若打开液晶屏只看不拍时，根据：
W Pt =
解得：
12960648000.2
W t P =
==s=18h 15．15
解析：1.5
[1][2]当1S 、2S 都闭合时，根据欧姆定律可得：
1131
A 3
U I R =
= 根据闭合电路欧姆定律可得：
1211
1121
1.53R R E U I I r r R R =++=++
当2S 断开时，根据欧姆定律可得：
2234
A 15
U I R =
= 根据闭合电路欧姆定律可得：
111141.615
E U I R I r r =++=+
可得：
2V E = 1.5Ωr =16．7837
解析：7 83.7
[1]．由2
U P R
=可得，灯泡的电阻
22
11220484100U R P ==Ω=Ω
2222
220121400
U R P ==Ω=Ω
由并联电路的特点，两灯泡的并联电阻：
121248412196.8484121
R R R R R ⨯=
=Ω=Ω++
导线电阻
R 线=0.01 8Ω/m×250m×2=9Ω；
电路总电阻
R 总=R +R 线=96.8Ω+9Ω=105.8Ω；
电路总电流
220
A 2.08A 105.8
I =
≈总 导线上损失的电压：
U 线=I 总R 线=2.08×9V=18.7V
[2]．灯泡电压
U 并=U -IR 线=220V-18.7V =200.13V
100W 灯泡的实际功率
22
11201.383.7W 484
U P R =
=≈并
17．100 解析：100
[1][2]电路中总功率为400W P UI ==，故第一只、第二只灯泡的总功率为
12300W P P +=，两灯泡并联，故1
221
P R P R =，故12200W,100W P P ==。

18．70（68~72）B
解析：70（68~72） B
（1）[1] ()0=-Q P k t t ，P Q 与温度t 之间关系的图像如图
由图可知，当温度为70C ︒ 时，发热功率和散热功率相等，即此时物体的温度不再变化。

（2）[2] 根据图像说明，温度在32C~36C ︒︒内，功率越大，加热越快。

故选B 。

19．27
解析：27
[1]干路中电阻的功率为额定功率时，电路中消耗的功率最大。

支路电流是干路电流的一半，所以根据2P I R =可知，每个并联电阻消耗的功率为额定功率的四分之一，所以电路消耗的最大功率为
221
18W+182W=274
2W ()2I P I R R =⨯⨯+⋅=
[2]并联电路电压相等，所以当单电阻支路的电阻消耗的功率为额定功率时，电路中消耗的
功率最大。

根据2
U P R
=可得
22118W+18W=27W 2
2U U P R R =⨯+=20．324
解析：3.24
[1][2]串联电路电流相等，通过0R 的电流为0.16A ，由
3I kU =
可得
0U =
代入数据解得
02V U =
因为串联电路路端电压等于各部分电压之和，由此可得
R 0U E U =-
代入数据解得
R 4V U =
根据
U R I
=
代入数据解得
25R =Ω
根据
P UI =
和串联电路电流相等可得，当
R 03V U U ==
时，R 、R 0电功率相等。

因此电流为
3I kU '=
代入数据得
0.54A I '=
因此
R
U R I =
'
代入数据得
5.56R =Ω
同理可得
0 5.56R =Ω
因此外电阻
011.12R R R =+=Ω外
因此电源输出功率
2P I R '=出
外 代入数据得
3.24W P =出
三、解答题 21．
(1)1.6V ；
(2)8
V 3
解：(1)S 断开时等效电路如图甲所示。

甲
由闭合电路欧姆定律和混联电路知识得
1()
11() 1.6V ()25()R R R R R R
U E E R R R R R R R
+++=⋅⨯==++
++
(2)S 闭合时等效电路如图乙所示。

乙
由闭合电路欧姆定律和混联电路知识得
218
V 33R R
R R U E E R R R R R
⋅+=⋅==⋅+
+22．
(1)200W ；(2)2Ω
(1)设电动机的输入功率等于电源的总功率为P ，则
P UI =
设电动机输出的功率等于提升重物功率P 机，则
P mgv =机
设电动机线圈的内阻消耗功率P 耗，则有
P P P =+耗机
代入数据解得
200W P =耗
(2)设电动机线圈的内阻为r ，则
2P I r =耗
代入数据解得
2Ωr =23．
(1)20V E =，内阻20Ωr =；(2)5Ω；(3)300Ω
(1)电源的路端电压随电流的变化图线斜率大小等于电源的内阻，则有内阻
164Ω20Ω0.80.2
U r I ∆-=
==∆- 电源的电动势为
E U Ir =+
取电压116V U =，电流10.2A I =，代入解得
20V E =
(2)当滑片P 滑到最右端时，1R 被短路，外电路的电阻最小，电流最大。

此时电压
24V U =，电流20.8A I =，则定值电阻
2
22
5ΩU R I =
= (3)当滑片P 滑到最左端时，滑动变阻器阻值最大，外电阻最大，电流最小，此时路端电压
116V U =，电流10.2A I =，外电路总电阻为
1
1
80ΩU R I =
= 又
13
213
R R R R R R =+
+
代入解得
3300ΩR =24．
(1)4×10-7C ；(2)6.4×10-5C
(1)开关闭合时C 2与R 2并联R 2两端电压为
2
112
R U U R R =
+ 由电容器定义式
21
Q C U =
得
Q =4×10-7C
(2)开关断开前C 1与R 1并联R 1两端电压为
1
212
R U U R R =
+ 由电容器定义式
1
12
Q C U =
得
Q 1=1.28×10-4C
开关断开后C 1直接接在电源两端
U 3=E Q 2=C 1U 3=1.92×10-4C
开关断开后，通过R 2电量
ΔQ =Q 2-Q 1=6.4×10-5C
25．
(1)24W ；(2)20W ；(3)12W (1)电源的总功率
=122W=24W EI P =⨯总
(2)电源的输出功率
22-242120W P P I r ==-⨯=出总
(3)电动机的总功率
0M R P P P
=-出 020=6W R P I R =
电动机输出的机械功率
22
20620.5W=12W M M P P I R =-=--⨯机
26． (1) 2.5Ω，0.4W ；(2) 1.28W
(1) 对于电源，当外电路的电阻等于内电阻时电源的输出功率最大．将电阻R 0与电源等效成一个电源，故当滑动变阻器的阻值
R =R 0+r =2.5Ω
时，等效电源的输出功率最大，即滑动变阻器消耗的功率最大，最大功率为
2
00.4W 4()
E P r R ==+ (2) 对于电源，当外电路的电阻等于内电阻时电源的输出功率最大，且当外电阻与内阻越接近时输出功率越大，则当R =0时电源输出功率最大，最大功率为
22002()()2 1.28W 20.5m E P R R r ==⨯=++。