(人教版)天津市高中物理必修三第十二章《电能能量守恒定律》测试(答案解析)

一、选择题
1．如图所示的电路中，A灯和B灯原来都是正常发光的，现在A灯突然比原来暗了些，B 灯比原来亮了些，则电路中出现的故障可能是（）
A．R1、R2同时短路B．R1短路C．R3断路D．R2断路
2．用电压表检查如图所示电路中的故障，闭合开关后测得U ab=0 V，U ad=5.0 V，U bc=0 V，U cd=5.0V，则此故障可能是（）
A．L断路B．R断路C．R′断路D．S断路
3．现有标有“110V 40W”的灯泡L1和标有“110V 100W”的灯泡L2及一只最大阻值为500Ω的滑动变阻器R，将它们接在220V的电路中，在如图所示的几种接法中，能让L1，L2同时正常发光的是（）
A．B．
C．D．
4．某同学用如图电路研究电源的总功率E P、输出功率R P和电源内部的发热功率r P随电流I变化关系，他先作出了电源的伏安特性曲线，已知该直流电源内阻及外电路电阻均不随温度变化。

下列说法正确的是（）
A．外电路电阻的特性曲线由a变到b，是电阻R的滑片向左移动的结果
B．电路中的电流增大时，电源的输出功率一定增大
C．电路中的电流增大时，电源总功率不变
D．电路中的电流增大时，电源效率降低
5．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
6．某居民家中的电路如图所示，开始时各部分工作正常，将电饭煲的插头插入三孔插座后，正在烧水的电热壶突然不能工作，但电灯仍能正常发光。

拔出电饭煲的插头，把试电笔插入插座的左、右插孔，氖管均能发光，则（）
A．仅电热壶所在的C、B两点间发生了断路故障
B．仅电热壶所在的C、B两点间发生了短路故障
C．仅导线AB间断路
D．因插座用导线接地，所以发生了上述故障
7．如图所示是一实验电路图。

在滑动触头由a端滑向b端的过程中，下列表述正确的是
（）
A．电流表的示数变大
B．路端电压变小
C．电源内阻消耗的功率变小
D．电路的总电阻变大
8．在如图甲所示的电路中，为三个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，当开关S闭合后，电路中的总电流为0.25A，则此时（）
A．小灯泡L2的电阻为12Ω
B．小灯泡L1上消耗的电功率为0.75W
C．小灯泡L1与小灯泡L2消耗的电功率之比小于4
D．小灯泡L1两端的电压为小灯泡L2两端电压的2倍
9．机器人的使用开拓了我们的视野，延伸了我们的肢体，增强了我们的力量，提高了我们的工作效率，将人们从繁重的生产劳动中解救出来。

如图所示，一款微型机器人的直流电动机的额定电压为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，下列说法中正确的是（）
A．电动机消耗的总功率为EI
B．流过线圈电阻的电流为U R
C．电源的输出功率为UI
D．电动机的输出功率为UI
10．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 ．A 1、A 2示数变大，V 示数变大
B ．A 1示数变大，A 2示数变小，V 示数变小
C ．A 1示数变大，A 2、V 示数不变
D ．A 1、A 2示数变小，V 示数变大
11．理发用的电吹风中有电动机和电热丝，电动机带动风叶转动，电热丝给空气加热，得到热风将头发吹干．电动机线圈的电阻为R 1，电热丝的电阻R 2，电动机与电热丝相串联，电吹风正常工作时，电吹风两端电压为U ，电流为I ，消耗的电功率为P ，则有（ ） A ．12I U R R =+ B ．P =UI
C ．P =I 2（R 1+R 2）
D ．P =UI +I 2（R 1+R 2） 12．电源电动势为
E ，内电阻为r ，电源向可变电阻R 供电，下列说法中正确的是（ ） A ．电动势和电势差单位相同，物理意义也相同
B ．由U IR =可知I 增大时，路端电压增大
C ．电源电动势E 等于电源两极间的电压
D ．电源电动势
E 等于内、外电路上的电压之和
13．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I 1、I 2时对应的外电阻分别为R 1、R 2，电源的效率分别为η1、η2，输出功率均为P 0。

下列说法中正确的是（ ）
A ．R 1＞R 2
B ．I 1＋I 2＞E r
C ．R 1R 2>r 2
D ．η1<η2 14．如图所示的U I -图像中，直线I 为某电源的路端电压与电流的关系，直线Ⅱ为某一电阻R 的伏安特性曲线，用该电源直接与电阻R 连接成闭合电路，由图像可知（ ）
A ．R 的阻值为2.5Ω
B ．电源内阻为0.5Ω
C ．电阻R 功率为1.5W
D ．电源内阻消耗功率为2W
15．某同学为了研究电功率，现取两个完全相同的灯泡，分别按如图甲和图乙两种方式连接。

其中甲电路接有8V U =甲的电压、乙电路接有16V U =乙的电压，改变可调电阻的阻值，使两个电路中的灯泡均正常发光。

假设两电路中滑动变阻器消耗的电功率分别用P 1、P 2表示，两电路消耗的总功率分别用P 甲、P 乙表示。

则下列关系式正确的是（ ）
A ．P 甲<P 乙
B ．P 甲=P 乙
C ．P 1>P 2
D ．P 1<P 2
二、填空题
16．如图所示为一个温差电偶电源。

这种电源将两种不同的金属铆接在一起，然后两端插入不同温度的水中。

这样，两个输出端a 和b 之间就会产生电势差，从而可以当作电源使用。

在a ，b 之间架设导线（图中未画出），然后发现导线上方的小磁针N 极朝着垂直于纸面向外的方向偏转。

请由此判断，该温差电源的a 端为电源______（选填“正极”或“负极”）。

欧姆当年正是利用这个装置探究出欧姆定律的。

在此之前，科学家已经知道，这个温差电偶电源的开路电压只和高低温热源的温差有关，于是通过控制温差，欧姆可以在实验中控制电源的______（选填“电动势”或“内阻”）。

17．电源的电压稳定为220伏，输电线的总电阻4
r=欧（不计其他导线电阻），电路中并联了10盏“220伏、50瓦”的电灯。

当10盏灯全部工作时，每盏灯的实际电功率为
______瓦（设灯丝电阻不随温度变化）。

此时，每盏灯上的实际电压______（填“大于”、“小于”或“等于”）只接入1盏灯的实际电压。

18．甲灯标有“220V60W”，乙灯标有“110V1000W”，它们都正常工作时，较亮的是________灯.甲灯第一次正常工作1h，电流做功W甲，第二次正常工作2h，电流做功
W'
甲，两次相比W甲________W'
甲
（选填“>”“=”或“<”），乙灯第一次正常正作1h，电功率
为P乙，第二次正常工作2h，电功率为P'乙，两次相比P乙________P'
乙
（选填“>”“=”或“<”）.
19．图表示电源两极间电压与通过该电源的电流的图线，则图线所对应的电源电动势为
______V，内电阻为_____Ω。

20．为了测出一盏灯的实际功率，现只开一盏灯，观察电能表转盘在3min内转9转，若电能表转盘转3000转为1kW·h电，则这只灯泡的实际功率为_____W。

21．灯A 与灯B 上分别标有“220V ，15W”、“220V ，60W”，把这两灯串联起来接入电路中，要使两灯都不超过额定功率，则两端电压最多加到_____V ，此时A 灯的实际功率_____W 。

22．两个额定电压为220V 的白炽灯1L 和2L 的U I 特性曲线如图所示。

2L 的额定功率约为_____W ；现将1L 和2L 串联后接在220V 的电源上，电源内阻忽略不计，此时2L 的实际功率约为_____ W 。

23．三个同样的电阻，额定功率均为10W ，把其中两个并联再与第三个串联接入电路，则此电路允许消耗的最大电功率为_____W 。

24．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”）
25．如图所示，直线I 、II 分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的图线，曲线III 是一个小灯泡的伏安特性曲线，则电源1和电源2的内阻之比为_____。

若把该小灯泡先后分别与电源1和电源2单独连接时，则在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比为_____。

26．如图所示，已知电源电动势为6V，内阻为1Ω，保护电阻R0=0.5Ω，当电阻箱R读数为________时，保护电阻R0消耗的电功率最大，这个最大值为__________。

三、解答题
27．一电路如图所示，电源电动势E=14V，内阻r=2 Ω，电阻R1=12 Ω，R2=R4=4 Ω，R3=8 Ω，C为平行板电容器，其电容C=3.0 pF，虚线到两极板间距离相等，极板长L=0.20m，两极板的间距d=1.0×10－2m。

(1)若开关S处于断开状态，则当其闭合后，求流过R4的总电荷量为多少；
(2)若开关S断开时，有一带电微粒沿虚线方向以v0=2.0 m/s的初速度射入C的电场中，刚好沿虚线匀速运动，问：当开关S闭合后，此带电微粒以相同初速度沿虚线方向射入C的电场中，能否从C的电场中射出。

(要求写出计算和分析过程，g取10 m/s2)
28．如图所示，E=6V，r=1 Ω，R1=R3=4 Ω，R2=5Ω，C=60μF。

当S断开时，电容器中带电粒子恰好处于静止状态。

求：
(1)S闭合后，带电粒子加速度的大小和方向；
(2)S闭合后流过R3的总电荷量。

29．如图所示，电源电动势为E，内阻不计，滑动变阻器的总阻值为2R，电阻阻值为R，a、b为竖直放置相距为d的一对平行金属板（带电后两板之间为匀强电场），质量为m 的带电小球，用长为L的绝缘细绳悬挂在两板间。

闭合电键，将变阻器的滑动端P由左端缓慢向右滑动，小球向右逐渐缓慢偏起，当滑到中点时，细绳偏离竖直方向60°。

求：
(1)此时两板间的电压；
(2)小球所带电荷的电性和电量；
(3)上述过程中电场力对小球所做的功。

30．如图所示，恒压源输出电压不变为U＝18V，A为电解槽，M为电动机，N为电炉（纯电阻），电解槽内阻A r＝3Ω，只闭合S1，其余开关断开时，A示数为3A；只闭合S2，其余开关断开时，A示数为5A，且电动机输出功率为40W；只闭合S3，其余开关断开时，A 示数为1A。

求：
(1)电炉的电阻及发热功率；
(2)电动机的内阻；
(3)电解槽正常工作时，1s内电能转化为的化学能。