新教材適用高中物理第12章電能能量守恒定律測評新人教版必修第三冊

第十二章測評(時間:60分鐘滿分:100分)一、單項選擇題(本題共5小題,每小題5分,共25分。每小題只有一個選項符合題目要求)1.關(guān)于電動勢,下列說法正確的是()A.電源電動勢肯定等于電源兩極間的電壓B.電動勢越大的電源,將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本事越大C.體積越大的電源,電動勢肯定越大D.電源電動勢與外電路的組成有關(guān)答案:B解析:依據(jù)閉合電路歐姆定律知,電動勢的數(shù)值等于內(nèi)外電壓之和,故A錯誤。電源是把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能的裝置,電動勢表征了這種轉(zhuǎn)化本事的大小,故B正確。干電池的電動勢與正負極的材料有關(guān),與電源的體積無關(guān),故C錯誤。電動勢由電源本身特性確定,與外電路的組成無關(guān),故D錯誤。2.一個用滿偏電流為3mA的電流表改裝成的歐姆表,調(diào)零后用它測500Ω的標(biāo)準(zhǔn)電阻時,指針恰好指在刻度盤的正中間,如用它測量一個未知電阻時,指針指在1mA處,則被測電阻的阻值為()A.1000Ω B.5000Ω C.150Ω D.2000Ω答案:A解析:因為電表測500Ω的標(biāo)準(zhǔn)電阻時指針恰好指在刻度盤的正中間,由Ig=ER內(nèi),Ig2=ER內(nèi)+R中知,R內(nèi)3.(2024·江蘇卷)如圖所示的電路中,電阻R=2Ω。斷開S后,電壓表的讀數(shù)為3V;閉合S后,電壓表的讀數(shù)為2V,則電源的內(nèi)阻r為()A.1Ω B.2Ω C.3Ω D.4Ω答案:A解析:開關(guān)S斷開時有E=3V,開關(guān)S閉合時有2V=ER+rR,其中R=2Ω,解得r=1Ω4.如圖所示,直線A為某電源的U-I圖線,曲線B為某小燈泡的U-I圖線,用該電源和小燈泡組成閉合電路時,電源的輸出功率和電源的總功率分別是()A.4W,8W B.2W,4WC.2W,3W D.4W,6W答案:D解析:用該電源和小燈泡組成閉合電路時,電源的輸出功率是UI=2×2W=4W,電源的總功率是EI=3×2W=6W。選項D正確。5.如圖所示,始終流電動機與阻值R=9Ω的電阻串聯(lián)在電源上,電源的電動勢E=30V,內(nèi)阻r=1Ω,閉合開關(guān),用志向電壓表測出電動機兩端電壓U=10V,已知電動機線圈的電阻RM=1Ω,則下列說法正確的是()A.通過電動機的電流為10AB.電動機的輸入功率為20WC.電源的輸出功率為4WD.電動機的輸出功率為14W答案:B解析:依據(jù)歐姆定律得回路中電流I=E-UR+r=30-109+1A=2A,故A錯誤;電動機的輸入功率為P入=UI=10×2W=20W,故B正確;電源的輸出功率P出=EI-I2r=30×2W-22×1W=56W,故C錯誤;電動機的輸出功率P出'=UI-I2RM=(10×2-22二、多項選擇題(本題共3小題,每小題5分,共15分。每小題有多個選項符合題目要求。全部選對得5分,選對但不全的得2分,有選錯的得0分)6.如圖所示的電路中,電源的電動勢E和內(nèi)阻r恒定不變,電燈L恰能正常發(fā)光,假如滑動變阻器的滑片向b端滑動,則()A.電燈L更亮,電流表的示數(shù)減小B.定值電阻R2消耗的功率減小C.電燈L變暗,電源的總功率減小D.電燈L變暗,電流表的示數(shù)增大答案:AB解析:滑片向b端滑動,R1變大,電路中總電阻變大,依據(jù)I=ER總+r知I減小,電流表示數(shù)減小,依據(jù)E=U外+Ir,U外變大,燈泡兩端電壓變大,故電燈L更亮。再依據(jù)P2=I22R2,I減小,IL變大,故I2變小,R2功率變小,故C、D7.如圖所示的電路中,電源電動勢為12V,內(nèi)阻為2Ω,四個電阻的阻值已在圖中標(biāo)出。閉合開關(guān)S,下列說法正確的有()A.路端電壓為10VB.電源的總功率為10WC.a、b間電壓的大小為5VD.a、b間用導(dǎo)線連接后,電路的總電流為1A答案:AC解析:開關(guān)S閉合后,外電路的總電阻為R=10Ω,路端電壓U=ER+rR=1212×10V=10V,A項正確;電源的總功率P=E2R+r=12W,B項錯誤;由于兩條支路的電流均為I'=1020A=0.5A,因此a、b兩點間的電壓為Uab=0.5×(15-5)V=5V,C項正確;a、b兩點用導(dǎo)線連接后,外電阻R'=2×5×155+15Ω=7.5Ω,因此電路中的總電流I=E8.如圖所示的電路中,閉合開關(guān)S,滑動變阻器的滑片P向左移動,下列推斷正確的是()A.電流表示數(shù)變小,電壓表示數(shù)變大B.小燈泡L變亮C.電容器所帶的電荷量削減D.電源的總功率變小答案:AD解析:閉合開關(guān)S,滑動變阻器的滑片P向左移動,則滑動變阻器接入電路的電阻增大,外電路的總電阻增大,由閉合電路歐姆定律I=ER外+r可知電路中的總電流減小,路端電壓(U=E-Ir)增大,則電流表示數(shù)變小,電壓表示數(shù)變大,小燈泡L變暗,選項A正確,B錯誤;電容器兩端的電壓UC=E-I(RL+r),因為I減小,所以UC增大,電容器所帶的電荷量(Q=CUC)增加,選項C三、非選擇題(本題共5小題,共60分)9.(9分)某同學(xué)利用下列器材測定某種蓄電池的電動勢和內(nèi)阻。該蓄電池的電動勢約為3V。A.量程是0~0.6A,內(nèi)阻約為0.5Ω的電流表;B.量程是0~3V,內(nèi)阻是6kΩ的電壓表;C.量程是0~15V,內(nèi)阻是30kΩ的電壓表;D.阻值為0~1kΩ,額定電流為0.5A的滑動變阻器;E.阻值為0~10Ω,額定電流為2A的滑動變阻器;F.定值電阻4Ω,額定功率4W;G.開關(guān)S一個,導(dǎo)線若干。(1)為了減小試驗誤差,電壓表應(yīng)選擇(填器材代號),圖中的導(dǎo)線應(yīng)連接到(選填“①”或“②”)處,變更滑動變阻器阻值的時候,為了使電壓表和電流表的讀數(shù)變更比較明顯,滑動變阻器應(yīng)選擇(填器材代號)。

(2)用(1)問中的試驗電路進行測量,讀出電壓表和電流表的讀數(shù),畫出對應(yīng)的U-I圖線如圖所示,由圖線可得該蓄電池的電動勢E=V,內(nèi)阻r=Ω。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

答案:(1)B①E(2)3.21.3解析:(1)蓄電池的電動勢約為3V,電壓表C的量程太大,選電壓表B。導(dǎo)線接①處,與電池串聯(lián)的定值電阻阻值已知,有利于精確測出電池的內(nèi)阻。電流表量程為0~0.6A,由R=EI得回路中的總電阻不能小于5Ω,滑動變阻器D總阻值太大,操作不便利,滑動變阻器選E。(2)由圖線在縱軸上的截距可得蓄電池的電動勢E=3.2V,圖線斜率的肯定值|k|=5.3Ω,減去與電池串聯(lián)的定值電阻的阻值4Ω,可得電池的內(nèi)阻r=1.3Ω10.(9分)在測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻試驗中,備有下列器材:A.待測的干電池(電動勢約為1.5V,內(nèi)阻小于1Ω)B.電流表A1(量程0~3mA,內(nèi)阻Rg1=10Ω)C.電流表A2(量程0~0.6A,內(nèi)阻Rg2=0.1Ω)D.滑動變阻器R1(0~20Ω,10A)E.滑動變阻器R2(0~200Ω,1A)F.定值電阻R0(990Ω)G.開關(guān)和導(dǎo)線若干(1)某同學(xué)發(fā)覺上述器材中雖然沒有電壓表,但給出了兩個電流表,于是他設(shè)計了如圖甲所示的(a)、(b)兩個參考試驗電路,其中合理的是圖所示的電路;在該電路中,為了操作便利且能精確地進行測量,滑動變阻器應(yīng)選(填寫器材前的字母代號)。

甲乙(2)圖乙為該同學(xué)依據(jù)(1)中選出的合理的試驗電路,利用測出的數(shù)據(jù)繪出的I1-I2圖線,I1為電流表A1的示數(shù),I2為電流表A2的示數(shù),且I2的數(shù)值遠大于I1的數(shù)值,則由圖線可得被測干電池的電動勢E=V,內(nèi)阻r=Ω。

答案:(1)(b)D(2)1.490.85(0.84~0.86均可)解析:(1)因為題中沒有給出電壓表,所以須要用一個定值電阻和電流表串聯(lián),改裝成電壓表,依據(jù)歐姆定律,若將電流表A1與定值電阻串聯(lián),有U=I1R0=0.003×(990+10)V=3V,與電源電動勢接近,故應(yīng)將電流表A1與定值電阻串聯(lián)運用,故合理的是(b)圖;電源電動勢約為1.5V,內(nèi)阻小于1Ω,為便利試驗操作且能精確地進行測量,滑動變阻器應(yīng)選D。(2)由電路圖可知,在閉合電路中,由于I2?I1,則干路中電流近似等于I2,電源電動勢E=I1(R0+Rg1)+I2r,則I1=ER0+Rg1-rR0+Rg1I2,由圖像可知,圖像的截距b=1.49×10-3A,則電源電動勢為E=1.4911.(13分)如圖所示,電源電動勢E=12V,內(nèi)阻r=3Ω,R0=1Ω,直流電動機內(nèi)阻R=1Ω,當(dāng)調(diào)整滑動變阻器R1時可使甲電路輸出功率最大,調(diào)整R2時可使乙電路輸出功率最大,且此時電動機剛好正常工作(額定輸出功率為P0=2W),求R1和R2的值。答案:2Ω1.5Ω解析:題圖甲中,當(dāng)電路的外電阻等于電源內(nèi)阻時,電路的輸出功率最大,則R1=r-R0=(3-1)Ω=2Ω此時電流I1=E2r=12所以甲電路最大的輸出功率為P=I12(R0+R1)=22×3W對于乙圖,輸出的最大功率也為12W,電流I2=2A所以對于乙電路有I22R2+2W+I解得R2=1.5Ω。12.(14分)如圖所示的電路中,已知R1=4Ω,電流表的讀數(shù)I=0.75A,電壓表讀數(shù)U=2.0V,經(jīng)一段時間后一電阻斷路,使電流表的讀數(shù)變?yōu)镮'=0.80A,而電壓表的讀數(shù)變?yōu)閁'=3.2V。(1)發(fā)生斷路的電阻是哪一個?(2)電源電動勢和內(nèi)阻各是多少?答案:(1)R2(2)4V1Ω解析:(1)因某電阻斷路,電流表、電壓表示數(shù)均增大,若R1、R3斷路,電壓表或電流表無讀數(shù),可斷定發(fā)生斷路的電阻是R2。(2)R2斷路后,電壓表的示數(shù)等于路端電壓,則R3=U'I'依據(jù)閉合電路歐姆定律得U'=E-I'r,即有3.2V=E-0.8A·r①R2未斷路時,路端電壓U″=R3I=4×0.75V=3V通過R1的電流I1=U″-UR1=總電流I0=I1+I=0.25A+0.75A=1.0A則有U″=E-I0r即3V=E-1.0A·r②聯(lián)立①②解得E=4V,r=1Ω。13.(15分)如圖甲所示的電路中,R1、R2均為定值電阻,且R1=100Ω,R2阻值未知,R3為一滑動變阻器。當(dāng)其滑片P從左端滑至右端時,測得電源的路端電壓隨電源中流過的電流變更圖線如圖乙所示,其中A、B兩點是滑片P在變阻器的兩個不同端點得到的。求:(1)電源的電動勢和內(nèi)阻;(2)定值電阻R2的阻值;(3)滑動變