【单元练】《好题》高中物理必修3第十二章【电能-能量守恒定律】经典练习题(含答案)

一、选择题

1．风能是清洁能源，利用风力发电机可以将风能转化为电能。某风力发电机的叶片转动时可形成半径为20 m 的圆面，风速垂直圆面且大小恒为10 m/s ，空气密度取1.2 kg/m 3，若该发电机能将此圆面内10%的空气动能转化为电能，则其发电功率约为（ ） A ．75 kW

B ．25 kW

C ．7.5 kW

D ．3.75 kW A

解析：A

设在∆t 时间内垂直吹到圆面上的空气质量为∆m ，则有 m Sv t ρ∆=∆

又因为

2S r π=

由 W P t =

可得该风力发电机的发电功率为

2110%2m v t

P ∆⨯⨯⨯∆= 整理并代入数据可得

75.36kW P =

故选A 。

2．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R 4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 ．R 3上消耗的功率逐渐增大A

解析：A

AB ．当滑片向b 移动时，滑动变阻器接入电阻减小，则电路中总电阻减小，电路中电流增大，路端电压减小，同时R 1两端的电压增大，故并联部分的电压减小。流过R 3的电流减小，则流过电流表的电流增大，故电流表示数增大。因并联部分电压减小，而R 2中电压增大，故电压表示数减小，故A 正确，B 错误；

C ．因电容器两端电压减小，故电荷受到的向上电场力减小，则重力大于电场力，电荷向下

运动，故C 错误；

D ．因R 3两端的电压减小，由公式

P ＝2

U R

可知，R 3上消耗的功率减小，故D 错误。

故选A 。

3．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 ．R 1、R 2同时短路

B ．R 1短路

C ．R 3断路

D ．R 2断路D

解析：D A ．若R 1R 2同时短路，B 灯不亮，不符合题意，故A 错误；

B ．若R 1短路，外电阻减小，干路电流I 增大，路端电压U 减小，R 3电流I 3减小，则通过A 的电流

A 3=I I I -

增大，U A 增大，A 灯变亮；B 灯电压

B A U U U =-

则U B 减小，B 灯变亮，不符合题意，故B 错误；

C ．若滑动变阻器R 3断路，外电路总电阻增大，路端电压随之增大，A 、B 变亮，不符合题意，故C 错误；

D ．R 2断路，外电阻增大，路端电压U 增大，干路电流I 减小，R 3电流I 3增大，则通过A 的电流

A 3I I I =-

减小，A 灯变暗； B 灯电压

B A A 1()U U I R R =-+

增大，B 灯变亮，符合题意，故D 正确。

故选D 。

4．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A

解析：A 由0V ab U =，0V bc U =可知电路为断路故障(电路中无电流)，由测得 5.0V ad U =和5.0V cd U =可知，a 、c 两点等电势，电键S 、电阻R 、电阻R '均为通路，所以故障可能是L 断路，故A 正确，BCD 错误。

故选A 。

5．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 。

6．如图所示电路，电源的电动势为E ，内电阻为2Ωr =，定值电阻14ΩR =，滑动变阻器2R 的变化范围是010Ω，闭合S ，下列说法正确的是（ ）

A ．当26ΩR =时，2R 的功率最大

B ．当22ΩR =时，电源的输出功率最大

C ．当20ΩR =时，电源的效率最高

D ．当210ΩR =时，1R 和2R 的总功率最大A

解析：A

A ．电源输出功率随外电阻变化图像如下所示

利用等效电源法分析，外阻等于内阻时电源输出功率最大，则有

21+=4Ω+2Ω=6ΩR R r =

即当26ΩR =时，2R 的功率最大，故A 正确；

BD ．1R 和2R 的总功率等于电源的输出功率，因外电阻大于电源内阻，分析图像可知当外电阻最小时，电源的输出功率最大，即当20R =时，电源的输出功率最大，1R 和2R 的总功率最大，故BD 错误；

C ．电源效率的表达式 ()1=100%=100%+1+IR r I R r R

η⨯⨯ 说明外电阻越大，电源效率越高，故210ΩR =时，电源的效率最高，故C 错误。 故选A 。

7．如图为某智能手机电池上的信息，电池支持“9V ，2A”快充技术，电池充满仅需约1.3小时，轻度使用状态可使用一天，下列说法正确的是（ ）

A ．9.88Wh 为该电池的电量

B ．4.35V 为该电池的电动势

C ．轻度使用时的平均功率约为1W