第12章電能能量守恒定律單元檢測(cè)檢測(cè)A卷（解析版）

第十二章電能能量守恒定律單元檢測(cè)（A卷）

一、單選題：（每題4分，共計(jì)32分）

1.市面上出售一種裝有太陽能電扇的帽子（如圖所示）.在陽光的照射下，小電扇快速轉(zhuǎn)動(dòng)，能給

炎熱的夏季帶來一絲涼爽.該裝置的能量轉(zhuǎn)化情況是（）

太陽能電池板

小電動(dòng)機(jī)

A.太陽能一?電能一＞機(jī)械能

B.太陽能一?機(jī)械能一電能

C.電能一太陽能一機(jī)械能

D.機(jī)械能—太陽能一＞電能

答案：A

解析：電池板中太陽能轉(zhuǎn)化為電能，小電動(dòng)機(jī)中電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能?]

2.有一家用電裳斗，其內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)如圖所示，改變內(nèi)部連線方式可以使電裳斗處于斷開狀態(tài)或獲

得低、中、高三個(gè)不同的溫度擋，選項(xiàng)圖中是它的四種不同的連接方式，其中能獲得低擋溫度的是

（）

A.4；OO;2

C.4；O

'T3

【答案】B

【解析】A.A選項(xiàng)為斷路，沒有電流，不工作，A錯(cuò)誤;

BCD.B選項(xiàng)凡、/?2串聯(lián)，發(fā)熱功率為:

C選項(xiàng)只有凡工作，發(fā)熱功率為:

P喘

D選項(xiàng)心、&并聯(lián)，發(fā)熱功率為:

一

q+4

可以判斷出，P2最小，所以能獲得低擋溫度的是B選項(xiàng)。

故選B?

3.用圖示的電路可以測(cè)量電阻的阻值.圖中凡是待測(cè)電阻，R）是定值電阻，G是靈敏度很高的電流

表，MN是一段均勻的電阻絲.閉合開關(guān)，改變滑動(dòng)頭P的位置，當(dāng)通過電流表G的電流為零時(shí)，

測(cè)得PN=h,則凡的阻值為（）

A犧

h

CRoD

卓-畝R。

解析：選C.電流表G中的電流為零，表示電流表G兩端電勢(shì)差為零（即電勢(shì)相等），則治與心

兩端電壓相等，心與用2兩端電壓相等，其等效電路圖如圖所示.

,(?&?產(chǎn)—

1RHR12

-2----[=]—

——￡~

I\Ro=bRi\

②

I\Rx=hRn.

由公式R=p（知RII=P$③

Rl2=p^

④

由①②③④式得自得

即&=梟?0.選項(xiàng)C正確.

4.如圖為2017年5月戴森公司發(fā)售的360Eye掃地機(jī)器人.360Eye內(nèi)置鋰電池容量為2250mAh,

在一般狀況下，充滿一次電可供其運(yùn)行的時(shí)間為45min.已知360Eye掃地機(jī)器人額定功率為54W,

則下列說法正確的是（）

A.掃地機(jī)器人正常工作時(shí)的電流是2.25A

B.掃地機(jī)器人正常工作時(shí)額定電壓為18V

C.掃地機(jī)器人工作時(shí)的內(nèi)阻為6c

D.掃地機(jī)器人電池充滿電之后的電能為4.374x10”

答案B

解析根據(jù)電流的定義式可得工作電流為：/=子=2250；*23600人=3A,故A錯(cuò)誤；掃地機(jī)器

p54

人額定功率為54W,則額定電壓：V=18V,故B正確；掃地機(jī)器人消耗的電功率大部

分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，電功率大于熱功率，UI>l2r,所以其電阻值，<，=竽C=6C,故C錯(cuò)誤；掃地

機(jī)器人電池充滿電之后的電能等于放電過程中消耗的電能：54x45x60J=1.458x10sJ,故D

錯(cuò)誤.

5.如圖所示，直線OAC為某一直流電源的總功率尸總隨電流/變化的圖線.拋物線OBC為同一直流

電源內(nèi)部熱功率F隨電流/變化的圖線.若A、B的對(duì)應(yīng)電流為1A,那么AB線段表示的功率等

于（）

A.1WB.3WC.2WD.2.5W

【答案】C

【解析】由圖讀出/=3A時(shí)，電源的功率P=9W,電源內(nèi)部發(fā)熱功率P盤=9W,根據(jù)電源的功率QE/

和電源內(nèi)部發(fā)熱功率P后々分別求出電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻.當(dāng)電流/=2A時(shí)，分別求出電源的功率

和電源內(nèi)部發(fā)熱功率，求出線段AB表示功率的變化.由圖讀出/=3A時(shí)，電源的功率P=9W,由P=E1

得，E=3V.電源內(nèi)部發(fā)熱功率P塊=9卬,由％=&求出r=\Q.當(dāng)電流/=2A時(shí)，電源的功率P=E/=6W,

電源內(nèi)部發(fā)熱功率也二?―卬，則線段AB表示功率的變化為2W.故C正確。

故選C。

6.如圖所示的電路中，閉合電鍵k后，燈a和b都正常發(fā)光，后來由于某種故障使燈b突然變亮，電

壓表讀數(shù)增加，由此推斷這故障可能是（）

B.電阻R?短路

C.電阻R2斷路

D.電容被擊穿短路

【答案】C

【解析】A：若a燈燈絲燒斷，電路總電阻增大，總電流/減小，b燈兩端電壓=八百%-減小，

鳥,+《b

燈變暗，不符合題意。故A項(xiàng)錯(cuò)誤。

B：若電阻R?短路，b燈被短路，b燈不亮，不符合題意。故B項(xiàng)錯(cuò)誤。

RR

C：若電阻R2斷路，總電阻增大，總電流/減小，b兩端電壓4,=E-/（"、+r）增大,b燈變

&+K\

亮；電源兩端電壓U=E—/r增大，電壓表讀數(shù)增加，符合題意。故C項(xiàng)正確。

D：電容器被擊穿短路，總電阻減小，總電流/增大，路端電壓。=石-"減小，電壓表讀數(shù)減小，

不符合題意。故D項(xiàng)錯(cuò)誤。

7.如圖所示，甲、乙為兩個(gè)獨(dú)立電源（外電路為純電阻）的路端電壓與通過它們的電流/的關(guān)系圖線,

下列說法中正確的是（）

A.電源甲的電動(dòng)勢(shì)大于電源乙的電動(dòng)勢(shì)

B.電源甲的內(nèi)阻小于電源乙的內(nèi)阻

C.路端電壓都為Uo時(shí)，電源甲的外電阻大于電源乙的外電阻

D.電流都是/（）時(shí)，兩電源的內(nèi)電壓相等

答案A

解析圖線與U軸交點(diǎn)的坐標(biāo)值表示電動(dòng)勢(shì)的大小，由圖線可知，甲與U軸交點(diǎn)的坐標(biāo)值比乙的大，

表明甲的電動(dòng)勢(shì)大于乙的電動(dòng)勢(shì)，故A正確；圖線的斜率的絕對(duì)值表示電源內(nèi)阻（電動(dòng)勢(shì)與短路電流

的比值），圖線甲的斜率絕對(duì)值大于圖線乙的斜率絕對(duì)值，表明甲的內(nèi)阻大于乙的內(nèi)阻，故B錯(cuò)誤;

甲、乙兩圖線的交點(diǎn)坐標(biāo)為（/。，Uo）,外電路是純電阻說明兩電源此時(shí)的外電阻相等，故C錯(cuò)誤；電

源的內(nèi)電壓等于通過電源的電流與電源內(nèi)阻的乘積，即"冉=",因?yàn)榧椎膬?nèi)阻比乙的內(nèi)阻大，所以

當(dāng)電流都為時(shí)，甲電源的內(nèi)電壓較大，故D錯(cuò)誤.

8.如圖所示，長(zhǎng)為4的兩平行金屬板水平放置，接在直流電路中，圖中R為滑動(dòng)變阻器，一帶電微

粒自兩板左側(cè)中央以某初速度物平行于金屬板進(jìn)入兩板間，若將滑動(dòng)變阻器的滑片P置于最下端b

處，帶電微粒將落在下板上距離左端上處；若滑片P與人端間電阻為18C,帶電微粒將沿直線運(yùn)動(dòng)；

若要微粒不打到金屬板上，則滑片P與匕端間電阻R的范圍應(yīng)為（）

)

--LJ1

A.12Q</?<20QB.16Q</?<20Q

C.12Q<7?<24QD.16Q</?<24Q

解析設(shè)兩平行金屬板間距為d,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P置于b處時(shí)，兩平行板間的電壓為0,得苧=

/，f=v（）n；當(dāng)滑片P與b端間電阻為18C時(shí)，有華=僅?。若要微粒剛好不打到金屬板匕應(yīng)

滿足亨=；詔，L=vot2,呼一〃有="口或,71g一呼=〃/，由以上各式可求得口=￥口0，5=*0，由

1no

串聯(lián)電路的分壓規(guī)律可求得電阻R=WRo=2OC,/?2=§RO=16C,所求R的范圍為16C<R<20C,

選項(xiàng)B正確。

答案B

二、多選題（每題4分，共計(jì)16分）

9.以下關(guān)于電源的說法中正確的是（）

A.電源的作用是維持導(dǎo)體兩端的電壓，使電路中有持續(xù)的電流

B.在電源內(nèi)部正電荷能從負(fù)極到正極是因?yàn)殡娫磧?nèi)部只存在非靜電力而不存在靜電力

C.靜電力與非靜電力都可以使電荷移動(dòng)，所以本質(zhì)上都是使電荷的電勢(shì)能減小

D.靜電力移動(dòng)電荷做功電荷電勢(shì)能減少，非靜電力移動(dòng)電荷做功電荷電勢(shì)能增加

答案AD

解析電源的作用是維持導(dǎo)體兩端的電壓，使電路中有持續(xù)的電流，故A正確；在電源內(nèi)部既存在

非靜電力，又存在靜電力，故B錯(cuò)誤；靜電力與非靜電力都可以使電荷移動(dòng)，靜電力移動(dòng)電

10.如圖是一個(gè)多量程多用電表的簡(jiǎn)化電路圖，圖中E是電池，G為表頭，虛線方框內(nèi)為換擋開關(guān),

A端和8端分別與兩表筆相連。下列說法正確的是()

A.該多用電表的A端應(yīng)接黑表筆

B.換擋開關(guān)旋至3處為歐姆擋，電阻值為讀數(shù)乘以倍率

C.換擋開關(guān)旋至1、2處為電流擋，換擋開關(guān)旋至2處量程較大

D.換擋開關(guān)旋至4、5處為電壓擋，換擋開關(guān)旋至5處量程較小

【答案】AB

【解析】A.根據(jù)歐姆表原理可知，內(nèi)部電源的正極應(yīng)接黑表筆，這樣才能保證在測(cè)電阻時(shí)電流表

中電流“紅進(jìn)黑出'’則A端應(yīng)接黑色筆，故A正確：

B.根據(jù)多用電表的歐姆檔測(cè)量原理為表頭連接電源和滑動(dòng)變阻器，根據(jù)全電路的歐姆定律由電流的

大小換算出待測(cè)電阻，故換擋開關(guān)旋至3處為歐姆擋，電阻值為讀數(shù)乘以倍率，故B正確；

C.換擋開關(guān)旋至1、2處為表頭并聯(lián)不同的電阻，利用并聯(lián)分流測(cè)大電流，則這兩處為電流擋，且

并聯(lián)電阻越小能分流越多,換擋開關(guān)旋至1處是并聯(lián)的吊，量程換擋開關(guān)旋至2處是并聯(lián)的(4+&),

故接1處量程較大，故C錯(cuò)誤；

D.換擋開關(guān)旋至4、5處為表頭串聯(lián)不同的電阻，根據(jù)串聯(lián)分壓，則這兩處構(gòu)成電壓擋，換擋開關(guān)

旋至5處串聯(lián)的總電阻較大，其量程較大，故D錯(cuò)誤。

故選AB.

11.如圖電路中，電源電動(dòng)勢(shì)、內(nèi)電阻、凡、R2為定值。閉合S后，將R的滑鍵向右移動(dòng)，電壓表的

示數(shù)變化量的絕對(duì)值為4U,電阻尺的電壓變化量的絕對(duì)值為△（/',電源電流變化量的絕對(duì)值為△I,

下列說法正確的是（）

At/At/

A.通過R的電流增大，增大量等于丁B,通過&的電流增大，增大量△/小于丁

&2

C.△〃'與△/的比值保持不變D.△U與△/的比值保持不變

【答案】BCD

,E

【解析】A.將R的滑鍵向右移動(dòng)，R減小，電路中的總電阻減小，根據(jù)閉合電路歐姆定律/=不一

R總

可知干路電流增大，通過與電流增大，則&分壓增大，根據(jù)可知路端電壓減小，所以R

與凡構(gòu)成的并聯(lián)電路部分分壓減小，所以通過號(hào)的電流減小，根據(jù)歐姆定律1=g可知減小量等

R

△U

于二-,A錯(cuò)誤;

%

B.根據(jù)閉合電路歐姆定律可知

E=U+U'+lr

滑鍵向右移動(dòng)后，結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)可知

Q=\U

可知

結(jié)合歐姆定律可知

\U\U'

---->----=--A/

&R2

B正確；

C.根據(jù)B選項(xiàng)分析可知

Atr

C正確；

D.對(duì)O=AU—△0'—A/r變形得

八\U\U'

0=---------

MM

則

j+r

M-

D正確。故選BCD。

12.如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻忽略不計(jì)，浦是總電阻為2R的滑動(dòng)變阻器，滑片P

剛開始位于中間位置，定值電阻的阻值為凡平行板電容器的電容為C,其下極板與地（取為零電

勢(shì)）相連，一電量為g帶正電的粒子固定在兩板中央e處，閉合開關(guān)S,待穩(wěn)定后，下列判斷正確的

A.e處的電勢(shì)為二E

6

B.若把滑片P移至b端，穩(wěn)定后粒子的電勢(shì)能減少了gEq

C.若把滑片P移至b端，穩(wěn)定后粒子所受電場(chǎng)力變?yōu)樵瓉淼?倍

D.若把滑片P移至。端，同時(shí)上極板向上移動(dòng)僅使板間距變?yōu)樵瓉淼?倍，穩(wěn)定后電容器的帶電量

變?yōu)樵瓉淼?.5倍

【答案】AD

【解析】A.由閉合電路歐姆定律得，干路電流為

;E2E

一RxR獲

R+R

則電容器兩端的電壓

U=E-IR=-E

3

因?yàn)閑是中點(diǎn)，且下極板接地，所以e處的電勢(shì)為JE,故A正確；

B.若把滑片P移至b端，則電容器的兩端電壓為E,那么電勢(shì)是原來的3倍，因粒子帶正電，且e

處的電勢(shì)為正值，所以粒子的電勢(shì)能增大了;”,故B錯(cuò)誤；

C.若把滑片P移至6端，則電容器的兩端電壓為E,因此電容器的電場(chǎng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼?倍，穩(wěn)定

后粒子所受電場(chǎng)力變?yōu)樵瓉淼?倍，故C錯(cuò)誤：

D.因電容器的電壓是原來的3倍，當(dāng)把滑片P移至6端，同時(shí)上一極板向上移動(dòng)僅使板間距“變?yōu)樵?/p>

來的2倍，由。=岑7可知，電容C是原來的一半，由O=CU可知，穩(wěn)定后電容器的帶電量變?yōu)?/p>

原來的1.5倍，故D正確。

故選ADo

三、實(shí)驗(yàn)題（本題共3小題，共計(jì)24分）

13.（7分）在“用傳感器觀察電容器的充電和放電''實(shí)驗(yàn)中，電路圖如圖甲。一位同學(xué)使用的電源電

動(dòng)勢(shì)為8.0V,測(cè)得電容器放電的。圖像如圖乙所示。

“「I_____

甲

（1）若按“四舍五入（大于半格算一個(gè)，小于半格舍去）”法，以圖線與兩坐標(biāo)軸包圍面積表示的

物理意義是;電容器在全部放電過程中釋放的電荷量約為C；（結(jié)果保留兩位有

效數(shù)字）

（2）根據(jù)以上數(shù)據(jù)估算電容器的電容值為F；（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

（3）如果將電阻R換一個(gè)阻值更大的電阻，則放電過程釋放的電荷量（選填“變多”、“不

變，，或“變少，，）。

【答案】/-，圖象與坐標(biāo)軸圍成的面積表示總的電荷量2.4x103-2.6x10（3.0x104?

3.3xl0-4F不變

【解析】（I）⑴電容器的放電圖象是一條逐漸下降的曲線，而4=〃，從微法得到，/—f圖象與坐標(biāo)軸

圍成的面積就是總的電荷量；

⑵圖象下共有30格，所以電容器在全部放電過程中釋放的電荷量約為

Q=30x0.0002x0.4C=2.4xlO-3C

由于誤差所以2.4x103?2.6x1。-3c均可；

⑵[3]電容器充滿電后所帶的電荷量。=2.4x10-3。而所加電壓U=E=8.0V,所以

.=2=2.4x10-3F=3X]07F

U8.0

由于。值2.4x1or?2.6x103c均可，所以電容在3.0x10-4?3.3'10沖均可；

（3）⑷由圖看出，若將電阻換一個(gè)阻值較大電阻，但由于電容器電荷量一定，則所有電荷量將通過電

阻/?釋放，只是圖象更加平緩些，但總量不變。

13.（9分）在物理課外活動(dòng)中，小明同學(xué)制作了一個(gè)簡(jiǎn)單的多用電表，圖甲為電表的電路原理圖。

已知選用的電流表內(nèi)阻&=10。、滿偏電流4=10mA,當(dāng)選擇開關(guān)接3時(shí)為量程250V的電壓表。該

多用電表表盤如圖乙所示，下排刻度均勻，C為上排刻度線的中間刻度，由于粗心上排刻度線對(duì)應(yīng)

數(shù)值沒有標(biāo)出。

（1）若指針指在圖乙所示位置，選擇開關(guān)接1時(shí)其讀數(shù)為;選擇開關(guān)接3時(shí)其讀數(shù)為；

（2）為了測(cè)該多用電表歐姆擋的電阻和表內(nèi)電源的電動(dòng)勢(shì)，小明同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室找到了一個(gè)電阻箱，設(shè)

計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：

①將選擇開關(guān)接2,紅黑表筆短按，調(diào)節(jié)R的阻值使電表指針滿偏；

②將多用電表紅黑表筆與電阻箱相連，調(diào)節(jié)電阻箱使多用電表指針指在C處，此時(shí)電阻箱如圖丙所

示，則C處刻度應(yīng)為Q；

③計(jì)算得到多用電表內(nèi)電池的電動(dòng)勢(shì)為V；（保留2位有效數(shù)字）

（3）調(diào)零后將電表紅黑表筆與某一待測(cè)電阻相連，若指針指在圖乙所示位置，則待測(cè)電阻的阻值為

（保留2位有效數(shù)字）

【答案】6.9mA173V（172?174V間均可）1501.567（66~69均可）

【解析】（1）⑴選擇開關(guān)接1時(shí)測(cè)電流，多用電表為量程是10mA的電流表，其分度值為0.2mA,示

數(shù)為6.9mA；

⑵選擇開關(guān)接3時(shí)測(cè)電壓，多用電表為量程250V的電壓表，其分度值為5V,其示數(shù)為173V；由

于誤差（172?174V間均可）

（2）［3］由圖丙所示電阻箱可知，電阻箱示數(shù)為

0x1(XX)。+lxl(X)Q+5xl0Q+0xlQ=l5()。

[4]由圖乙所示可知，指針指在C處時(shí)，電流表示數(shù)為5mA=0.005A,C處電阻為中值電阻，則電表

內(nèi)阻為150C,電源電動(dòng)勢(shì)

E=/H=0.005xl50x2V=L5V

⑶⑸根據(jù)第⑴問可知，調(diào)零后將電表紅黑表筆與某一待測(cè)電阻相連，此時(shí)電路中的電流值為6.9mA,

而表內(nèi)電池的電動(dòng)勢(shì)為E=1.5V,表內(nèi)總電阻為150Q,所以待測(cè)電阻的阻值為67。，由于誤差（66~69

均可）

15.（8分）某研究小組收集了兩個(gè)電學(xué)元件：電阻品（約為2kC）和手機(jī)中的鋰電池（電動(dòng)勢(shì)E標(biāo)稱值

為3.7V,允許最大放電電流為100mA）.實(shí)驗(yàn)室備有如下器材：

A.電壓表V（量程3V,電阻Rv約為4.0kC）

B.電流表Ai（量程100mA,電阻RAI約為5。）

C.電流表人2（量程2111八，電阻RA2約為50C）

D.滑動(dòng)變阻器心（0?40C,額定電流1A）

E.電阻箱&（0?999.9C）

F.開關(guān)S一只、導(dǎo)線若干

⑴為了測(cè)定電阻Ro的阻值，小明設(shè)計(jì)了一電路，與其對(duì)應(yīng)的實(shí)物圖如圖9,圖中的電流表A應(yīng)選

（選填“Ai”或“A2”），請(qǐng)將實(shí)物連線補(bǔ)充完整.

（2）為測(cè)量鋰電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻/?,小紅設(shè)計(jì)了如圖10甲所示的電路圖.根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)作出《一/

U1\2

圖象，如圖乙所示.若該圖線的斜率為2,縱軸截距為4則該鋰電池的電動(dòng)勢(shì)E=，內(nèi)阻

r=.（用k、b表示）

圖10

答案（1）A2實(shí)物連線如圖所示

解析（2）由E=U+價(jià)得:,=、+品;

1r1

則豆=6，后=左,故:E=z，r=p

四、計(jì)算題（本題共3小題，共計(jì)28分）

16.（8分）如圖所示電路，電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r=lO,定值電阻R=5Q,閉合加、斷開S2,

電流表的示數(shù)是L00A；閉合S1和與，電流表的示數(shù)是2.00A,此時(shí)電動(dòng)機(jī)豎直向上勻速吊起質(zhì)

量為加=0.6kg的重物，已知電動(dòng)機(jī)線圈電阻為％=0.5。，電流表、電壓表均為理想電表，不計(jì)

一切阻力，取g=10m/s2,求：

⑴電源電動(dòng)勢(shì)E；

⑵閉合S1和S2時(shí)，重物向上運(yùn)動(dòng)的速率。

【答案】(1)6.00V；(2)0.68m/s

【解析】(1)閉合S］、斷開S2，電流表的示數(shù)是1.00A,山閉合電路歐姆定律有

E=/i(R+r)=1.00x(5+l)V=6.00V

⑵閉合S1和S2，電流表的示數(shù)是2.00A,則路端電壓為

U=E-I2r=(6.00-2.00x1)V=4.00V

此時(shí)流過電動(dòng)機(jī)的電流為

=1.2A

2R

則電動(dòng)機(jī)的輸出功率為

P=IMU-llR(>=(1.2x4.00-1.2?x().5)W=4.08W

重物向上運(yùn)動(dòng)的速率

"二=/s=068zs

mg0.6x10m7