上海奉贤区实验中学高中物理必修三第十二章《电能能量守恒定律》测试题(包含答案解析)

一、选择题
1．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
2．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
3．如图所示，平行金属板中带电质点P处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，则（）
A．电压表读数减小
B．电流表读数减小
C．质点P将向上运动
D．R3上消耗的功率逐渐增大
4．硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点。

如图所示，图线a是该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，硅光电池的内阻为（）
U I
A．5.5ΩB．7.0ΩC．12.0ΩD．12.5Ω
5．如图所示，直线OC为某一直流电源的总功率P总随着总电流I变化的图线，曲线OBC 为同一直流电源内部的热功率P r随电流I的变化图线，若A、B对应的横坐标为2A，则下面说法中不正确的是（）
A．电源电动势为3V，内阻为1Ω
B．线段AB表示的功率为4W
C．电流为2A时，外电路电阻为0.5Ω
D．电流为3A时，外电路电阻为0
6．单位正电荷沿闭合电路移动一周，电源释放的总能量取决于（）
A．电源的电动势
B．电荷定向移动的速度
C．内、外电路的电阻之和
D．电荷运动一周所需要的时间
7．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0.5Ω，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10V；再接通S2，启动电动机工作时，电流表示数变为6A，则此时通过启动电动机的电流是（）
A．2A B．10A
C ．12A
D ．20A
8．某同学准备用一种热敏电阻制作一只电阻温度计。

他先通过实验描绘出一段该热敏电阻的I 一U 曲线，如图甲所示。

再将该热敏电阻R t 与某一定值电阻 串联接在电路中，用理想电压表与定值电阻并联，并在电压表的表盘上标注温度值，制成电阻温度计，如图乙所示。

下列说法中正确的是（ ）
A ．从图甲可知，该热敏电阻的阻值随温度的升高而增大
B ．图乙中电压表的指针偏转角越大，温度值越大
C ．温度越高，整个电路消耗的功率越小
D ．若热敏电阻的阻值随温度线性变化，则表盘上标注温度刻度也一定是均匀的 9．电动势为
E ，内阻为r 的电源与定值电阻1R 、2R 、滑动变阻器R 连接成如图所示电路，已知R r =，22R r =，滑动变阻器的最大阻值为2r ，所有电表均为理想电表，当滑动变阻器的滑片P 从a 端向b 端滑动时，下列说法正确的是（ ）
A ．通过定值电阻1R 中的电流减小
B ．定值电阻2R 消耗的功率增大
C ．滑动变阻器R 消耗的功率一直增大
D ．电源的输出功率增大
10．今年疫情期间，一名河南大学生建造微型高铁的视频迅速走红，人称“村里的基建狂魔”。

他一直钻研与高铁相关的构造，历时三个月的艰苦探索，一列由锂电池和微型电机打造的微型高铁终于在自家菜园里大功告成了，如图所示。

假设这列高铁的质量为m ，在平直轨道上匀速行驶的速度大小为v ，受到的阻力大小为f ，受到轨道的支持力大小为F ，重力加速度为g 。

此时，电机的输出功率为（ ）
A．mgv B．mv C．fv D．Fv
11．用电动势为4V、内阻为1Ω的电池，与满偏电流为20mA、内阻为0.8Ω的表头以及滑动变阻器组成多用电表粗测电阻R x，多用电表的欧姆表盘示数不清，但能看到表盘的直流电流区域，正确调零后，指针指示位置如图所示，则R x的值最接近（）
A．100ΩB．200ΩC．600ΩD．800Ω
12．如图电路，电源电动势为E，内阻为r，先将开关S1闭合，再将S2闭合，在这一过程中各电表示数的变化情况是（）
A．A1、A2示数变大，V示数变大
B．A1示数变大，A2示数变小，V示数变小
C．A1示数变大，A2、V示数不变
D．A1、A2示数变小，V示数变大
13．图甲为某电源的U I-图线，图乙为某小灯泡的U I-图线，则下列说法正确的是（）
A．电源的内阻为0.5Ω
B．小灯泡的电阻随着电压的增大而减小
C．把电源和小灯泡组成闭合回路，小灯泡的功率约为2.20W
D．当小灯泡两端的电压为0.5V时，它的电阻约为1Ω6
14．在如图所示的电路中，R1、R2和R3皆为定值电阻，R4为可变电阻，电源的电动势为E，内阻为r，设电流表的读数为I，电压表的读数为U，当R4的滑动触头向图中b端移动时（）
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
15．下列说法正确的是（）
A．电势降低的方向就是电场强度的方向
B．处于静电平衡的导体，由于导体内部场强为零，所以导体内的电势也为零
C．电动势公式
W
E
q
=中的W与电压
W
U
q
=中的W一样，都是电场力做的功
D．若电荷由A点移到B点的过程中，除电场力做正功外，还有其它力做功，但电势能的减少量仍等于这一过程中电场力所做的功
二、填空题
16．2020年10月20日，世界上第一个公里级别的商用超导电缆在上海市徐汇区正式启用。

已知该电缆总长1.2公里，输送的电流和电压分别为2000A和35kV。

于是该电缆输电的功率为______W。

在超导状态下，整根电缆的总电阻不超过10-12Ω。

可知用这根电缆输电时，其损耗功率的上限为______W。

17．在“用DIS测电源的电动势和内阻”实验中，某次实验得到的电源的U-I图线如图(a）所示。

(1)由图(a)实验图线的拟合方程可得，该电源的电动势E=_____V，内阻r=___Ω。

(2)根据实验测得的该电源的U、I数据，若令y=UI，x=U/I，则由计算机拟合得出的y-x图线如图(b)所示，则图线最高点A点的坐标x=_______Ω，y=______W（结果保留2位小数）。

(3)若该电池组电池用旧了，重复该实验，请在图(b)中定性画出旧电池组的y-x图线
__________；并经推理分析对所画图线做出合理的解释。

R=Ω，滑动变阻器总18．在如图所示电路中，电源电压恒为6V，内阻不计，保护电阻04
R=Ω，闭合开关S在滑片P从a滑到b的过程中，电流表的最大示数为
电阻20
_________A，滑动变阻器消耗的最大功率为________W．
R=的用电器，使通过用电器19．如图所示电路，利用滑动变阻器R控制某一阻值1100Ω
的电流范围为100～500mA，则电源电动势应为E=________V，滑动变阻器的范围是由________Ω到________Ω．变阻器的最大功率至少为________W．电源内阻不计．
20．如图所示的电路中，
19
R=Ω，
230
R=Ω，S闭合时，电压表V的示数为11.4V，电流表A的示数为0.2A，S断开时，电流表A的示数为0.3A，则电阻3R=____Ω；电源电动势E=____V和内阻r=_____Ω。

21．如图所示，直线A为电源的U-I图线，直线B为电阻R的U-I图线，用该电源和电阻组成闭合电路，由图像可知电源的电动势为______V；电源内阻为______ Ω；电源的输出功率是______W；电路的总功率分别是______W。

22．如下图所示电路中，电源电动势E=9V，内阻r=1Ω，R2＝2Ω，灯A标有“12V，12W”，灯B标有“4V，4W”字样，调节滑动变阻器R1的大小，使灯B正常发光，则灯A的功率为__________W，滑动变阻器接入电路的阻值为__________Ω。

23．传感器在自动控制、信息处理技术中承担着信息采集与转换的任务。

如光敏电阻将光信号转换为电信号、热敏电阻将热信号转换为电信号。

如图所示是大型电子地磅的电路图，它是利用弹簧长度的变化使接入电路的滑动变阻器的阻值变化，将_________信号转换为电信号的。

如图所示地磅刻度是________的。

（填“均匀”或“不均匀”）
24．如图，电阻R l、R2和R3的阻值分别为1Ω、2Ω和4Ω。

当电键S1断开、S2闭合时，电源输出功率为1W；当S1闭合、S2断开时，电源输出功率也为1W。

则电源电动势为
_____V，内阻为_____Ω。

25．电源和电阻R组成闭合电路，它们的U—I关系图线如图所示。

该电源的内阻为
________Ω，电源消耗的总功率为________W。

26．如图所示，直线a、抛物线b分别为某电池的总功率P、输出功率R P随电流I变化的
P=时，对图像。

根据图线可知该电池的电动势E=______V；当电池的输出功率0.32W
R
应的外电阻为_______Ω。

三、解答题
27．如图所示，已知电源电动势E=18V，内阻r=1Ω，当接入固定电阻R=2Ω时，电路中标有“4V，8W”的灯泡L和内阻R D=1Ω的小型直流电动机D都恰能正常工作。

试求：
(1)电路中的电流大小；
(2)电动机的额定电压；
(3)电动机的输出功率。

28．如图为直流电动机提升重物的装置，电源电动势E =90V ，内阻r =2Ω，不计各处摩擦，当电动机以v =0.6m/s 的恒定速度向上提升一质量为50kg 的重物时，电路中的电流I =5A 。

求：
(1)电动机两端的电压为多少？
(2)电动机线圈的电阻为多少？
(3)电动机的效率约为多少？
29．如图所示电路，电源电动势为E ，内阻为1Ωr =，定值电阻5ΩR =，闭合S 1、断开S 2，电流表的示数是1.00A ；闭合S 1和S 2，电流表的示数是2.00A ，此时电动机竖直向上匀速吊起质量为0.6kg m =的重物，已知电动机线圈电阻为00.5ΩR =，电流表、电压表均为理想电表，不计一切阻力，取210m/s g =，求：
(1)电源电动势E ；
(2)电动机的输入功率P 入；
(3)闭合S 1和S 2时，重物向上运动的速率。

30．如图所示，电源电动势E =20V ，内阻r =1Ω，R 1=3Ω，R 2=6Ω，C =30μF 。

(1)闭合开关S ，求稳定后通过R 1的电流；
(2)然后将开关S 断开，求流过R 1的电荷量；
(3)如果把R 2换成一个可变电阻，其阻值可以在0~10Ω范围变化，求开关闭合并且电路稳定时，R 2消耗的最大电功率。