【單元練】成都市高中物理必修3第十二章【電能-能量守恒定律】階段測試

一、選題1．風(fēng)能是清潔能源，利用風(fēng)力發(fā)電機以將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能。某風(fēng)力發(fā)電機的葉片轉(zhuǎn)動時可形成半徑為m的圓面，風(fēng)速垂直圓面且大小恒為m/s，空氣密度取1.2kg/m該發(fā)電機能將此圓面內(nèi)10%的氣動能轉(zhuǎn)化為電能，則其發(fā)電功率約為（）

，A．75kW

B．kWC．kWD．kWA解析：設(shè)在時間內(nèi)垂直吹到圓面上的空氣質(zhì)量m，則有

Sv又因為S2由P

Wt可得該風(fēng)力發(fā)電機的發(fā)電功率為P

整理并代入數(shù)據(jù)可得75.36kW故選A2．如圖是某鋰電池外殼上的文字說明由此可知（）700mA標(biāo)準(zhǔn)3.7V鋰子電池充電限制電壓：4.2V執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：待機時間：警告：切勿投入火中?。?！序號：只使用指定充電器Li-ion電制造廠商：中國×份有限公司地址：深圳工業(yè)大廈A．該電池通過1C的電量時，非靜電力做功3.7JB．塊此種型號電池串聯(lián)使用的電動勢為8.4VC．電池的額定工作電流一定為700mA

rERrrERr．電池完全放電將有10584J的學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能A解析：A．根據(jù)非靜電力做功公式得W3.7JA正；B．塊此種型號電池串聯(lián)使用的電動勢為3.7V=7.4VB錯誤；C．件不足，無法確定其額定電流C錯；．電池完全放電，化學(xué)能轉(zhuǎn)為電能，即WUQ

3600J=9324JD錯誤。故選A3．如圖所示，電源電動勢為E，阻為r，表為理想電表，燈泡L和阻阻均恒定，在滑動變阻器的滑片由a端向b端過程中，下列說法正確的是（）A．燈泡消耗的功率逐漸增大B．壓表、電流表示數(shù)均減小C．源消耗的總功率增大，熱功率減小．壓表示數(shù)變化量與電流表數(shù)變化量比值的絕對值恒定不變解析：．動變阻器的片由端滑向端的過程中，總電阻變大，總電流變小，電流表示數(shù)變小，燈泡兩端的電壓和內(nèi)電壓都減小，燈泡消耗的功率也減小，根據(jù)閉合電路的歐姆定律可知，滑動變阻器的電壓變大，電壓表示數(shù)變大，故AB錯；C．前兩項分析可知，總電流減小，所以電源消耗的總功率PEI減小，熱功率=Ir減小，故C錯；．滑動變阻器兩端電壓為UR)L可知電壓表示數(shù)的改變量與電流表示數(shù)的改變量的比值的絕對值等于燈泡和電源的內(nèi)阻之和，為固定值，故D正。故選。4．某同學(xué)將一直流電源的總功率P、出功率和源部的發(fā)熱功率P隨電流I變化

EREERErRRE0EREERErRRE0R的圖線畫在了同一坐標(biāo)系中，如圖中的abc所。以下判斷錯誤的是（）A．直線a表電源的總功率C．源的電動勢＝，電阻r1解析：A．電源總功率的計算公式

B．線表示電的輸出功率P．源的最大輸出功率P＝WP=EIIE電源的電動勢不變，總功率P與流I成比，因此直線a表電源的總功率P，正確，不符合題意；B．為=P=EI?I2r所以應(yīng)是開口向下的曲線，即曲線表示電源的輸出功率，正確，不符合題意；C．c圖可知，當(dāng)=3A時，P=0，說明外電路電阻是零，由EI可得電源電動勢=3V，電源內(nèi)電阻ErIC正，不符合題意；．線表電源的輸出功率與電流的關(guān)系圖象，很顯然，電源的最大輸出功率小于9W錯誤，符合題意。故選。5．多用電表測量未知電阻阻值的電路圖所，電源的電動勢為E，為零電阻。某次將待測電阻用電阻箱代替時，電路中電流I與電阻箱的阻值的系圖像如圖所示，則下列說法正確的是（）A．當(dāng)電流為時待電阻為30kΩB．插孔插入的是多用電表的紅表筆C．用電表的內(nèi)阻為15kΩ．內(nèi)電源的電動勢為C

ACBDABCDACBDAACBDABCDACBDADBCABCD解析：．圖示圖象可知，

時I0.8mA當(dāng)IA時，待測電阻阻值根據(jù)閉合電路的歐姆定律得

AIg

ER內(nèi)

，

I

RR

解得15kΩ內(nèi)

，12V故AD錯誤，C正；B．姆表內(nèi)置電源正極與黑表筆相連，紅表筆與負(fù)極相連，由圖示電路圖可，左插孔插入的是多用電表的黑表筆，故B錯。故選。6．四個定值電阻連成如圖所示的電路、的格“6V6W，、R的格為6V12W。將該電路接在輸出電壓=11V的壓電源上，則（）A．的率最大，為6WB．的功率最小，為0.67WC．的功率最小，為1.33W．的功率最大，為A解析：根據(jù)規(guī)格可算出、的阻為Ω，、的阻為3Ω，故電路總電阻為11，可得回路總電流為，過R、R的電流為1A，過R的流為2P

A，過的流為，根據(jù)可得R、R、R、的功率依次是、、3W，故正錯誤。故選A7．未來生活中機器人的作用將越來越。如圖是送餐機器人工作場景，已知其工作額定電壓為

，額定電流為

，充電額定電壓為

20V

，充電時間約為8h

，電池容量為8000mA

，則下列說法正確的是（）

A．機器人正常工作的電壓為B．器人正常工作時電流為

2.5AC．池容量是指電池儲存電能的大?。魅顺錆M電后連續(xù)工作時約為4hD解析：A．機器人正常工作的電壓為15V，A錯；B．器人正常工作時的電流2A，故B錯；C．池容量是指電池的存儲電量（電流與時間的乘積）多少，單位?h，是儲存電能的大小，故錯誤；．器人充滿電后一次工作時為t

Q8000mAhI2A

4h故正確故選。8．如圖為某智能手機電池上的信息，池支“9V快技術(shù)，電池充滿僅需約1.3小時，輕度使用狀態(tài)可使用一天，下列說法正確的是（）A．9.88Wh為該電池的電量B．為電池的電動勢C．度使用時的平均功率約為．據(jù)數(shù)據(jù)可以計算得到該電的容量為2600mAhD解析：A．9.88Wh為電池的充電電能，不是該電池的電量A錯；B．為電電壓，不是該電池的電動勢B錯；C．度使用時平均功率約為9.88pW24C錯；．電電流為，滿電為，此電池的容量

121212121212112121234121212121212112121234444132q=It=2A×1.3h=2.6Ah=2600mAhD正確。故選。9．如圖所示的閉合電路中，當(dāng)滑動變器的滑片P從b滑向a的程中，、兩電壓表示數(shù)的變化量分別為ΔU、Δ，它們的大小相比較應(yīng)是（）A．U＞ΔU|解析：

B．ΔU＜U|C．ΔU＝ΔU|．無法判斷A滑動變阻器R與阻R串，再與R串聯(lián)，電壓表測R與阻串部分的電壓V

2測中間定值電阻兩端的電壓；當(dāng)滑動變阻器滑片由b相移時，滑變阻器的阻值減小，引起并聯(lián)電路部分的總電阻變小，總電流變大，則內(nèi)阻所占電壓變大，電壓表的數(shù)變小，變化量為

，根據(jù)串聯(lián)電路的電阻分壓特點可知，定值電阻R兩端的電壓變大；U12

r則＞1

2即

故正確，錯。故選A10．如圖所示的電路中，R、R和皆為定值電阻為變電阻，電源的動勢為，阻為r，電流表的讀數(shù)為I，電壓表的讀數(shù)為U，R的滑動觸頭向圖中b端動時（）A．I變，變小C．變U變

B．變，變大．變，U變B解析：當(dāng)R的動觸頭向圖中b端移動時聯(lián)入電路部分電阻增，外電阻增大，內(nèi)電阻不變，總電阻增大，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知回路中總電流減小，內(nèi)電阻不變，內(nèi)電壓減小，外電壓增大，說明電壓表示數(shù)增大，由于R和R兩電壓減小，可知加在R兩端電

2m2m2m2m壓增大，流過電增大，電流表的讀數(shù)增大。故ACD錯B正確。故選。二、填題11．路如圖所示，已知電電動勢為

E

，內(nèi)阻

r21

的變化范圈是0。：(1)電的最大輸出功率為___；(2)R消的大功率___。22515解析：1.5[1]當(dāng)源的內(nèi)電阻相等時，電源輸出功率最大，則電源的最大輸出功率為22PW2.25W4r[2]將看成電源內(nèi)阻，則當(dāng)?shù)入娫葱聝?nèi)阻時，即2'Rr2此時，

R

消耗的最大功率為262P4r'12．如圖所示電路中，電電壓恒為，內(nèi)阻不計保護電阻

Ω，滑動變阻器總電阻

R

Ω，閉合開關(guān)在片P從a滑b的程中，電流表的最大示數(shù)為_________A滑動變阻器消耗的最大功率5225解析：2.25[1]當(dāng)片在滑動變阻器b端或者端時，外電路電阻小R的效電阻為零，由閉合電路歐姆定律可得，電路最大電流，即電流表最大示數(shù)：

006I

A[2]把護電阻做電源的內(nèi)阻，電源與保護電阻等效于電源，滑動變阻器是外電路，當(dāng)內(nèi)外電路電阻相等時，外電路功率最大，即當(dāng)動變阻器消耗的最大功率為：

Ω時，外電路功率最大，故此時滑2P0

W13．燈額定電流是B燈定電流的3倍，而額定功率相等．兩燈串聯(lián)接在路上后A燈的實際功率是燈際功率的_______倍若兩燈并聯(lián)接在電路上后燈實際功率是燈際功率________倍解析：[1]串電路電相等A燈的電阻是B燈

，由P2可，燈實際功率是B燈際功率的

倍；[2]并電路電相等A燈的電阻是B燈

U2，由P可燈的實際功率是B燈R際功率的9倍.14．初速度豎上拋一，若不計空氣阻力，在上升過程中，從拋出到小球動能減少一半所經(jīng)歷的時間是_________，升的高度_．解析：

(22)

2

v4g[1]設(shè)能減少半時對應(yīng)的速度為，mv2mv解得v因此根據(jù)公式可得

222

0解得t(22)0g[2]根公式

202000R2R202000R2Rv0

2

2v解得

015．圖所示，電源電動勢，內(nèi)阻

r

4

，兩定值電阻和滑動變阻器的最大阻值均為R

，則電流表上最大示數(shù)為，壓表上最小示數(shù)為。解析：

R0

811[1]．滑動變器的滑動端在兩端時，并聯(lián)部分的電阻最小，總電阻最小，電流最大，路端電壓最小，則min

00R0電流表上最大示數(shù)為I

max

Rmax

1R4

E0[2]．壓表讀最小值：U

8r1116．飯鍋工作時有兩種狀：一是鍋內(nèi)飯燒好前的加熱狀態(tài)；二是飯燒好后的保溫狀態(tài)，如圖（甲）中所示為電飯鍋的電路圖。、是熱用的電阻絲，自動開關(guān)S接通與斷開使電飯鍋分別處于兩種狀態(tài)，要使電飯鍋在保溫狀態(tài)時消耗的功率為加熱狀態(tài)時的

R，則_____如圖（乙）所示“”牌飯鍋的銘牌若在一個大氣壓下，將一鍋常溫下（

）的水燒開，大約需_分時，耗_____kW·。水的比熱容為4200J/(kg

）不計鍋體的耗熱］

2042解析：

20.42[1]當(dāng)關(guān)S閉合時電路處于加熱狀態(tài)，而S斷時，處于保溫狀態(tài)；由題意可知U221解得12[2]水容積為4.5L，其質(zhì)量m=4.5kg，水吸收的熱量Q吸

J/(kg

燒開用時t

106

s1.5123s[3]水容積為4.5L，其質(zhì)量m=4.5kg，水吸收的熱量Q吸

J/(kg

．如圖所示，滑動變阻器的滑片P在圖示位置時三燈恰好正常發(fā)光。電源電壓不，現(xiàn)將滑片P向下滑動時A燈將_________，燈將_，C燈_________（選填變暗“不變或變亮）變亮變亮變暗解析：亮變變[1]滑P向下滑動時，滑動變阻器接入電路的阻值減小，電路總阻減小

入入I=總

U總R總可知電路總電流增大，故A燈亮；[3]由上分析，燈端電壓增大，總電壓不變故燈兩端電壓減小C燈變暗；[2]流C的電流減小，總電流增大，故流經(jīng)的電流增大燈變亮。18．輸液時，藥液有時會針口流出體外，為了能及時發(fā)現(xiàn)，設(shè)計了一種報警裝置，電路如圖所示M是在針口處的傳感器，接觸到藥液時由于其電阻

M

變____（“”或“?。瑢?dǎo)致報警器兩端電壓U增，裝置發(fā)出警報。由此推斷，調(diào)節(jié)可變電阻的阻值，越（填大或小）報警裝就越靈敏。小大解析：大[1]電的變化導(dǎo)致報警器S兩端電壓U增，說明路中電流增大，根據(jù)閉合電路的M歐姆定律得傳感器電阻減小。[2]可電阻R與感器并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路的特點，并聯(lián)總電阻接近與電路中的小電阻，所以為了讓報警裝置靈敏，可變電阻的阻值相比傳感器越大越好，這樣傳感器的變化對電路電流的影響才會明顯。19．圖所示是測直流電動機效”的實驗裝置，通過電壓傳感器和流傳感器

測得電壓為U、流為I

，則此時電動機的輸入功率；實驗中，電動機的轉(zhuǎn)動使質(zhì)量為m的體在t

時間內(nèi)勻速上升了

高度，則電動機的效率

__________（重力加速度為）解析：

UI

mghUIt[1]由知電壓感器和流傳感器

測得電壓為

、電流為I

即為電動機的電壓和電流，因此電動機輸入功率[2]電機消耗電能QPtUIt

13231323產(chǎn)生的機械能等于重力勢能的增加量mgh，以電動機的效率為=

mghUIt20．圖所示，直線、分是電源1與源2的路端電壓隨輸出電流變化的圖線，曲線是一個小燈泡的伏安特性曲線，則電源1和源2的內(nèi)阻之比為。若把該小燈泡先后分別與電源1和電源2單連接時，則這兩種連接狀態(tài)下，小燈泡消耗的功率之比為_____。11712解析：：：[1]根閉合電歐姆定律

Ir

變形得Ir可知圖像斜率的大小為內(nèi)阻，則10r711r11[2]曲III與源圖線的交即為小燈泡直接接入電源時，小燈泡兩端的電壓和電流，所以1522三、解題21．圖所示，E=6V=1，=R=4Ω，R=5，=60。S斷時，電容器中帶電粒子恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。求：(1)S閉合后，帶電粒子加速度的大小和方向；(2)S閉合后流過的電荷量

C1C2C312344C1C2C312344解析：

g方向豎直向上(2)1.2×10(1)S斷時，帶電粒子恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)，設(shè)電容器兩極板間距離為，有RU2E3VR2UCS閉合后UC

R5VR設(shè)帶電粒子加速度為UCmgma解得a

23

g方向豎直向上。(2)S斷開時，電容器極板電荷量Q=CUS閉合后電容器極板電荷量Q=CUS閉合后流過R的電量等于電容器上電荷的增加量Q2解得1.222．圖所示的電路中，電的電動勢，阻r=1.0Ω；阻R=20、Ω、=10Ω、R=50；電容器的容C=100，容器原來不帶電求從接通開關(guān)至電路達(dá)到穩(wěn)定過程中流過的電荷量。解析：-4C電路的外電阻為R213由閉合電路的歐姆定律得，通過電源的電流

3434EIR電源的路端電壓－Ir3V電阻R兩端的電壓U通過R的總電量就是電容器的電量為

31.5V2CU

C23．個電阻阻值相等，電器電容

F

，電源電動勢（阻不計），連接成如圖所示電路。求：（）關(guān)斷且電流穩(wěn)定時，C所帶的電荷；（）合開關(guān)，流再次穩(wěn)定后，所帶的電荷Q。解析：1）；2）C(1)S斷時等效電路如圖甲所示

()(R111.6V(R)(R)QCU1

9.6

C（）

S

閉合時等效電路如圖乙所示

RR12321211111RR123212111112

R18EVRR則QCU6022

C

C24．如圖所示的電路中，R=2，=R=4，開關(guān)S接時消耗的電功率為4W當(dāng)開關(guān)接b時，電壓表示數(shù)為4.5，求：(1)電的電動勢和內(nèi)阻；(2)當(dāng)關(guān)S接c時通過的流。解析：；Ω；（）接時，被短路，外電阻為R，由電功率公式得P＝可得通過電源的電流I＝＝再由電功率公式得P

UR得電源兩端電壓U＝＝由閉合電路歐姆定律，有＝＋rS接b時R和串，通過電源的電

22223總1R3231212222221111222223總1R32312122222211112I＝＝0.75A這時有＝＋r解得＝6Vr＝Ω（）接時，RR并，＝

2323

＝Ω＝＋＋＝Ω總電流EI＝＝總通過R的電流I

I2325．圖所示C＝μF，＝5×10-2，＝Ω，＝，電源電壓＝，阻不計，求：(1)開閉合時儲的電荷量Q；(2)開斷開后，通過R電。解析：-7；-5C(1)開閉合時與R并R兩端電壓為RUUR1由電容器定義式

U得Q=4×10C(2)開斷開前與R并R兩端電壓為U1U1

11