第12章 电能 能量守恒定律（word版）-【精英1号】2025年高中物理学考笔记·专题提升训练

第十二章　电能　能量守恒定律 【基础对点练】 知识点一　电路中的能量转化 1．[2023·浙江丽水·阶段测试]某一电阻值可变的用电器，当电阻为R，通过的电流为I时，在时间t内产生的热量为Q；若将电阻调为2R，电流变为I，则在时间t内产生的热量为(　　) A.Q B.Q C.Q D.Q 【答案】B 【解析】根据焦耳定律，当电流为I时有Q＝I2Rt，当电流为I、电阻为2R时有Q1＝2×2Rt＝Q。故选B。 2．[2023·浙江金华·联考]甲、乙、丙、丁四只电阻U­I图像如图所示，将其并联。则消耗电功率最大的电阻是(　　) A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 【答案】D 【解析】四个电阻并联后两端电压相等，根据P＝可知阻值最小的消耗功率最大，而U­I图像的斜率表示电阻的阻值，所以丁电阻的阻值最小，消耗的功率最大。故选D。 知识点二　闭合电路欧姆定律 3．[2023·浙江湖州·高二统考期末]下图所示为某型号的干电池，在其外壳上标注有“9伏”的字样，这表示(　　) A．1 C正电荷通过该电池的过程中，有9 J的化学能转化为电能 B．该电池在单位时间内有9 J的化学能转化为电能 C．电池短路时，该电池输出的电流为9 A D．将该电池接入电路后，电池两端的电压始终为9 V 【答案】A 【解析】干电池的电动势为9 V，则1 C正电荷通过该电池的过程中，非静电力做功9 J，有9 J的化学能转化为电能，故A正确；干电池的电动势表征的是把其他形式能量转化为电能的本领大小，并不是该电池在单位时间内有9 J的化学能转化为电能，故B错误；干电池的内阻未知，无法确定电池短路时的输出电流，故 C错误；将该电池接入电路后，电池两端电压为路端电压，如果外电路正常工作，则路端电压小于电动势，故D错误。故选A。 4．[2023·浙江温州·联考]如图所示，小明同学把电流表、干电池和一个可变电阻R串联，做成了一个测量电阻的装置。当将A、B两接线柱直接用导线连接时，电流表的读数为5.0 mA。已知干电池的电动势为1.5 V、内阻为0.5 Ω，电流表的内阻为7.5 Ω。则可变电阻R接入电路的阻值为(　　) A．22 Ω B．30 Ω C．292 Ω D．300 Ω 【答案】C 【解析】根据闭合电路的欧姆定律可知E＝I(R＋r＋Rg)，解得R＝－r－Rg＝－0.5－7.5 Ω＝292 Ω，故选C。 5．下图所示是某电源的外电压与电流的关系图像，下列说法正确的是(　　) A．电源的内阻为12 Ω B．电源的电动势不等于6.0 V C．电源的短路电流为0.5 A D．电流为0.3 A时外电阻是18 Ω 【答案】D 【解析】根据题意，由闭合回路欧姆定律有U＝E－Ir， 结合图像可得E＝6.0 V，r＝2 Ω，故A、B错误；电源的短路电流为I＝＝3.0 A，故C错误；根据题意，由闭合回路欧姆定律可得，电流为0.3 A时外电阻是R＝－r＝18 Ω，故D正确。故选D。 6．[2023·浙江绍兴·高二统考期末练习]小明同学买了一只手电筒，串联上两节1号干电池，小灯泡正常发光。他取出小灯泡看到上面标有“2.5 V，0.25 A”的字样，则可推算出每节干电池的内阻为(　　) A．2.5 Ω B．2.0 Ω C．1.0 Ω D．0.5 Ω 【答案】C 【解析】设每节干电池的内阻为r，电动势为E，根据闭合电路欧姆定律可得2E＝UL＋I·2r，其中有E＝1.5 V，UL＝2.5 V，I＝0.25 A，代入解得r＝1 Ω，故选C。 知识点三　能源与可持续发展 7．关于能量和能源，下列说法正确的是(　　) A．自然界的能量在转化和转移的过程中，其总量在不断增加 B．自然界的能量在转化和转移的过程中，其总量在不断减少 C．由于自然界的能量守恒，所以不需要节约能源 D．能量的转化和转移具有方向性，且现有可利用能源有限，故必须节约能源 【答案】D 【解析】据能量守恒定律知，能量既不能凭空产生，也不可能凭空消失，只能从一个物体转移到另一个物体，或者从一种形式转化为另一种形式，在转化或转移过程中能量的总量保持不变，故A、B错误；虽然能量守恒，但存在能量耗散现象，无法把消耗的内能重新收集利用，所以必须节约能源，故C错误，D正确。故选D。 8．“神舟六号”载人飞船上的电子仪器是靠太阳能电池供电的。由于光照而产生电动势的现象称为光伏效应。飞船上的太阳能电池就是依靠光伏效应设计的单晶硅太阳能电池。在正常照射下，太阳能电池的光电转换效率可达23%。单片单晶硅太阳能电池可产生0.6 V的电动势，可获得0.1 A的电流，则每秒照射到这种太阳能电池上的太阳光的能量是(　　) A．0.24 J B．0.25 J C．0.26 J D．0.28 J 【答案】C 【解析】每秒太阳能电池产生的能量为 W＝EIt＝0.6×0.1×1 J＝0.06 J， 设太阳能每秒照射的能量为Q，由能量的转化和守恒定律有Q＝＝ J≈0.26 J。故选C。 【能力综合练】 9．[2023·浙江湖州·学考模拟]下图所示为一种服务型机器人，其额定功率为48 W，额定工作电压为24 V。机器人的锂电池容量为20 A·h，则机器人(　　) A．额定工作电流为2.4 A B．充满电后最长工作时间为10 h C．电池充满电后总电量为7.2×103 C D．以额定电流工作时每秒消耗能量为20 J 【答案】B 【解析】根据P＝UI可知，额定电流应该为I＝＝ A＝2 A，故A错误；机器人的锂电池容量为20 A·h，即当额定电流2 A下工作时，能够工作最长时间为10 h，故B正确；电源充满电后的总电量为q＝It＝20×3600 C＝7.2×104 C，故C错误；在额定电流下，机器人功率48 W，即每秒消耗48 J电能，故D错误。故选B。 10．如图所示，电路中电源的电动势为E，内阻为r，开关S闭合后，当滑动变阻器R的滑片P向右移动的过程中，三盏规格相同的小灯泡L1、L2、L3的亮度变化情况是(　　) A．灯L1、L2变亮，灯L3变暗 B．灯L2、L3变亮，灯L1变暗 C．灯L1、L3变暗，灯L2变亮 D．灯L2、L3变暗，灯L1变亮 【答案】C 【解析】滑动变阻器与灯L1串联后与灯L2并联，再与灯L3串联。将滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中，滑动变阻器接入电路的阻值增大，外电路总电阻增大，由闭合电路欧姆定律得知：干路电流I减小，则通过灯L3的电流减小，灯L3变暗，灯L3两端电压和电源内阻所分电压都减小，则并联部分电压增大，所以流过灯L2的电流变大，灯L2变亮，I1＝I－I2，I减小，I2增大，则I1减小，灯L1变暗，故C正确。 11．[2023·浙江温州·学考模拟]如图甲所示，用充电宝为一手机电池充电，其等效电路如图乙所示。在充电开始后的一段时间t内，充电宝的输出电压U、输出电流I可认为是恒定不变的，设充电宝的内阻为r，则时间t内(　　) A．充电宝产生的热功率为I2r B．充电宝输出的电功率为UI＋I2r C．手机电池储存的化学能为UIt－I2rt D．充电宝输出的电功率为UI－I2r 【答案】A 【解析】根据定义，充电宝产生的热功率为Pr＝I2r，故A正确；充电宝输出的电功率为P＝UI，故B、D错误；手机电池储存的化学能等于充电宝输出的总电能减去手机的发热量，但手机的内阻未知，不一定等于r，则手机电池储存的化学能不一定为UIt－I2rt，故C错误。故选A。 12．下图所示是酒精测试仪的电路，R0是定值电阻．已知酒精气体的浓度越大，酒精气体传感器的电阻越小，则对酗酒者进行测试时(　　) A．酒精气体传感器电阻变大 B．电压表示数变大 C．电压表示数变小 D．电路的总电阻变大 【答案】B 【解析】根据题意，酒精气体浓度变大，酒精气体传感器的电阻变小，则闭合电路的总电阻变小，根据闭合电路欧姆定律，电路中电流变大，电阻R0两端的电压变大，B正确。故选B。 13．[2023·浙江绍兴·联考期末]下图所示的电路中，电源的电动势E＝10 V，内阻r＝0.5 Ω，电动机的电阻R0＝1.0 Ω，电阻R1＝1.5 Ω。电动机正常工作时，电压表的示数U1＝3.0 V。求： (1)电源释放的电功率； (2)电动机消耗的电功率及将电能转化为机械能的功率； (3)电源的输出功率。 【答案】(1)20 W　(2)12 W，8 W　(3)18 W 【解析】(1)电动机正常工作时，总电流为 I＝＝ A＝2 A， 电源释放的电功率为 P＝EI＝10 V×2 A＝20 W； (2)电动机两端的电压为 U＝E－Ir－U1＝10 V－2×0.5 V－3.0 V＝6 V， 电动机消耗的电功率为P电＝UI＝6 V×2 A＝12 W， 电动机产生的热功率为P热＝I2R0＝22×1.0 W＝4 W， 电动机将电能转化为机械能的功率，据能量守恒为 P机＝P电－P热＝12 W－4 W＝8 W； (3)电源的输出功率为 P出＝P－P内＝P－I2r＝(20 W－22×0.5) W＝18 W。 学科网（北京）股份有限公司 $$