专题10 电能、能量守恒定律-【学考一本通】2026年广东省高中物理学业水平合格性考试

故A错误,符合题意; 由于R3分别在图甲、图丙中干路上,且R3允许通过的电 流最大为1A,即图甲和图丙中干路最大电流相等,故B 正确,不符合题意; 先根据U=IR 计算出各元件的额定电压 U1=40V U2=30V U3=20V 图乙分析:三个电阻最小的额定电压为20V,20V就是 并联电路允许加的最大电压值,即Umax=20V电路允许 通过的最大总电流Imax甲= Umax R1 + Umax R2 + Umax R3 =3A 图丁分析:并 联 电 路 允 许 加 的 最 大 电 压 值 为20V,即 Umax=20V电路允许通过的最大总电流 Imax丁= Umax R1+R2 + Umax R3 =1.5A 图乙干路最大电流为3A,图丁干路最大电流为1.5A, 则图乙和图丁干路最大电流之比为2∶1,故C正确,不符 合题意; 图甲的最大电压为U1=I3(R1+R2+R3)=60V 图乙的最大电压为U2=20V 图丙的最大电压为U3=I3R丙=30V 图丁的最大电压为U4=20V 则个电路两端最大电压之比为6∶2∶3∶2,故D错误,符 合题意。故选AD。 10.AC I-U 图像中,图线上的某一点与坐标原点连线的 斜率表示电阻的倒数,根据图像可知,随灯泡两端的电 压升高,图线上的点与坐标原点连线的斜率逐渐变小, 表明小灯泡的电阻逐渐变大,故B错误,A正确;当灯泡 两端的电压为2V时,根据上述可知,小灯泡的电阻为 R1= 2 2Ω=1Ω 。故C正确; 当灯泡两端的电压为4V时,根据上述可知,小灯泡的 电阻为R2= 4 3Ω 可知,在灯泡两端的电压由2V变化到4V的过程中, 灯泡的电阻改变了4 3Ω-1Ω= 1 3Ω 。故 D错误。故 选AC。 专题十 电能、能量守恒定律 专题过关训练 1.C 根据q=It可知,mA·h是电量的单位;根据W=Pt 可知,W·h是电能的单位。故选C。 2.A 根据闭合电路欧姆定律有I= ER+r 解得r=6Ω。故选A。 3.C 根据闭合电路欧姆定律有I= ER+r 解得R=2.0Ω。故选C。 4.A 图中的电路元件S表示开关。故选A。 5.D 电冰箱工作时主要把电能转化为机械能,不是利用电 流热效应工作的,A错误;电视机工作时,把电能转化成 声和光,没有利用电流的热效应,B错误;洗衣机工作时主 要把电能转化为机械能,不是利用电流热效应工作的,C 错误;电熨斗是利用了电流的热效应,来加热的,D正确。 故选D。 6.D 托起两个鸡蛋的力约为1N,故A错误;水分子的直 径约为10-10m;故B错误;我国家庭电路电压为220V, 故C错误;人体的正常体温接近37℃左右,故D正确。故 选D。 7.C 由U=E-Ir 可知,图线A 纵截距等于电源的电动势,斜率的绝对值等 于电源的内阻,则E=3V r= ΔUΔI =0.5Ω 。故A错误; 两图线的交点表示电阻丝的工作点,此时电路中电流为 I=2A 电阻丝两端的电压,即路端电压为U=2V 所以电阻丝的电阻为R=UI =1Ω 。故B错误; 电源的效率是η= UI EI×100%=66.7% 。故C正确; 电阻丝的功率为P=UI=4W。故D错误;故选C。 8.B 只有外电路断路时,电源两端的电压在数值上才等于 电源电动势。故A错误;从能量转化的角度,电源是通过 非静电力做功把其他形式的能转化为电能的装置。故B 正确;电动势的数值等于非静电力把1C的正电荷在电源 内部从负极移送到正极所做的功。故C错误;闭合电路 中,在电源外部,自由电子总是从低电势处向高电势处移 动;在电源内部,自由电子是从高电势处向低电势处移 动。故D错误。故选B。 9.CD 电动机消耗的电功率P=UI=12W。故A错误; 电动机线圈的发热功率P热=I2R=2W。故C正确; 电动机输出的机械功率P出=P-P热=10W 电动机的工作效率η= P出 P =83.3% 。故B错误,D正确。 故选CD。 10.BD 500mA·h是该电池的容量,能存储的最大电能 为E=W =Uq=3.6V×0.5A×3600s=6480J= 6.48kJ。A错误; 该电池的电动势为3.6V;故B正确; 该电池的容量为500mA·h,在工作时的电流不一定为 500mA,C错误; 该电池的容量为500mA·h,根据q=It 可知,若电池以10mA的电流工作,可用50h,D正确。 故选BD。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ·211· 甲 乙 丙 丁 A.图丙和图丁的等效电阻相等 B.图甲和图丙中干路最大电流相等 C.图乙和图丁干路最大电流之比为2∶1 D.四个电路两端的最大电压之比为3∶1∶ 2∶2 10.导体的伏安特性曲线是研究导体电流和电 压关系的重要工具。一灯泡的伏安特性曲 线如图中的AB(曲线)所示,AC 为图线在 A 点的切线,C 点的坐标为(1,0)。下列说 法正确的是 ( ) A.当灯泡两端的电压升高时,小灯泡的电 阻增大 B.当灯泡两端的电压升高时,小灯泡的电 阻减小 C.当灯泡两端的电压为2V时,小灯泡的 电阻为1Ω D.在灯泡两端的电压由2V变化到4V的 过程中,灯泡的电阻改变了1Ω 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 专题十 电能、能量守恒定律 考点一 电路中能量转化 一、电功 1.定义 电流在一段电路中所做的功等于这段电路 两端的电压、电路中的电流、通电时间三者 的乘积。 2.物理意义 描述电能转化为其他形式能的多少。 3.表达式 W=IUt。 4.单位 焦耳,符号是J。 5.适用条件 任何电路。 二、电功率 1.定义 单位时间内电流所做的功。 2.物理意义 描述电能转化为其他能的快慢或者是电流 做功的快慢。 3.表达式 P=Wt=UI 。 【注意】 纯电阻电路的电功率计算表达式: P=UI=I2R=U 2 R ;非纯电阻的电功率计算 表达式:P=UI。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ·46· 4.单位 瓦特,符号是 W。 5.适用条件 任何电路。 6.额定功率和实际功率 用电器正常工作时所消耗的电功率叫做额 定功率;用电器实际工作的电压叫做实际电 压,当实际电压达到额定电压时,实际功率 等于额定功率。为了用电器不被烧毁,实际 功率不能大于额定功率。 三、焦耳定律 1.定义 电流通过导体产生的热量跟电流的二次方 成正比,跟导体的电阻及通电时间成正比。 2.表达式 Q=I2Rt。 3.电功和电热的比较 项目 电功 电热 电功与 电热的 比较 电功实质是静电 力 移 动 电 荷 做 功,W =qU = UIt。 电热是由于电流的 热效 应,电 流 通 过 导 体 发 热,Q = I2Rt。 电功与 电热的 联系与 区别 纯电阻电路(白 炽灯、电炉、电熨 斗) 非纯电阻电路(电 动机、电解槽) 电功与 电热的 联系与 区别 电流做功全部转 化为内能W=Q =UIt=I2Rt= U2 Rt 。 电流做功转化为内 能和其他形式的能 量:电功 W =UIt; 电热Q=I2Rt,W= Q+W其他 续表 电功率 与电热 功率的 关系 纯电阻电 路 中, P =UI =I2R =U 2 R 非 纯 电 阻 电 路 中 UI>I2R,U 2 Rt 既不 能表 示 电 功,也 不 能表示电热。 4.电热和热功率 物理量 电热 热功率 定义 电流通过导体产 生的热量跟电流 的 二 次 方 成 正 比,跟导体的电 阻及通电时间成 正比。 单位时间内的发 热量。 物理意义 描述电能转化为 热能的多少。 表示电流发热的 快慢。 公式 Q=I2Rt P=I2R 单位 焦耳,符号是J 瓦特,符号是 W 适用条件 任何电路 (2025年广东合格考)(多选)一台电动 机的线圈电阻为2Ω,当它接上220V的电 源后,正常工作时通过线圈的电流为4A,下 列说法正确的有 ( ) A.电动机消耗电功率为880W B.电动机消耗电功率为32W C.线圈发热功率为880W D.线圈发热功率为32W 解析:电动机消耗的电功率为总功率,由公 式P总=UI=220V×4A=880W,故A正 确;线圈 的 发 热 功 率 是32W,而 非 总 电 功 率,故 B错 误;线 圈 发 热 功 率 由 焦 耳 定 律 P热=I2R=42A2×2Ω=32W,而非880W, 故C错误;线圈发热功率计算为32W,与选 项D一致,故D正确。故选AD。 答案:AD 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ·56· (2025年广东合格考)小明将功率为 1500W、1000W、500W 的三个电器接通 在同一个插线板上,插线板的导线出现发热 现象。下列相关说法正确的是 ( ) A.导线的电阻可以忽略,该发热现象与电热 无关 B.更换导线更细的插线板,有利于减少发热 C.断开500W的电器,最有利于减少发热 D.不能将几个大功率电器同时接通在同一 个插线板上 解析:导线的电阻虽然较小,但电流较大时, 根据焦耳定律Q=I2Rt可知发热量仍不可 忽略,故A错误;根据电阻定律R=ρ L S 可知 导线越细,横截面积越小,电阻越大,发热量 反而增加,故B错误;断开500W 电器后电 路总 功 率 为2500 W,电 流 减 小,但 断 开 1500W的电器后,电路总功率为1500W 电流减少更显著,所以断开500W 的电器并 非最有利于减少发热,故C错误;多个大功 率电器同时使用会导致总电流超过插线板 承载能 力,引 发 过 热 危 险,故 D 正 确。故 选D。 答案:D (2025年广东合格考)砷化镓薄膜电池 可将太阳能转化为电能,其光电转化率高达 30%。下列说法正确的是 ( ) A.电池可创造能量 B.太阳能是不可再生能源 C.此电池的光电转化率不到100%,说明能 量不守恒 D.此电池通过非静电力做功把太阳能转化 为电能 解析:根据能量守恒定律,能量不能被创造, 电池仅实现能量转化,A错误;太阳能源于 太阳核聚变,可持续再生,B错误;转化率低 是因能量散失(如热能),总能量守恒未被破 坏,C错误;非静电力(如半导体内部电场) 驱动电荷分离,将光能转化为电能,D正确。 故选D。 答案:D 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 考点二 闭合电路的欧姆定律 欧姆定律 1.电动势、内电压和路端电压三者的关系 E=U内+U外。 2.部分电路 内容:导体中的电流跟导体两端的电压成正 比,跟导体的电阻成反比。 表达式:I=UR 。 适用范围:金属导电和电解质溶液导电,不 适用于气态导体或半导体元件。 3.闭合回路 内容:闭合电路中的电流与电源电动势成正 比,与内、外电路中的电阻之和成反比。 表达式:I= ER+r ,只适用纯电阻电路。变 式:E=I(R+r),适用于纯电阻电路;E= U外+Ir,适用于任意的闭合电路;E=U外 + U内,适用于任意的闭合电路。 (2025年广东合格考)在如图所示的电 路中,先闭合开关,再将滑动变阻器R1 的滑 片从左端逐渐滑到右端。此过程中电流表 的示数变化是 ( ) 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ·66· A.逐渐变大 B.逐渐变小 C.先变小后变大 D.先变大后变小 解析:滑动变阻器R1 的滑片从左端逐渐滑 到右端,滑动变阻器左侧接入电阻R左 增大, 外电路 总 电 阻 R外 = RR左 R+R左 +R1-R左 = R1- R2左 R+R左 =R1- R左 R R左 +1 当R左 增大时,R外 减小,根据闭合电路欧姆 定律可知,干路电流增大。滑动变阻器左侧 与定值电阻并联等效电阻为 R并 = RR左 R+R左 = RR R左 +1 当R左 增 大 时,R并 增 大,根 据 欧 姆 定 律 可 知,并联部分承担电压增大,则电流表示数 逐渐变大。故选A。 答案:A (2024年广东合格考)(多选)如图所示 的电路中,电源电动势为E,内阻为r,R0 为 定值电阻。闭合开关后,向右移动滑动变阻 器R1 的滑片,在此过程中 ( ) A.灯泡L变暗 B.R0 两端电压减小 C.电源的路端电压减小 D.经过R1 的电流增大 解析:向右移动滑动变阻器R1 的滑片,滑动 变阻器接入电路阻值减小,则电路总电阻减 小,根据闭合电路欧姆定律可知,电路总电 流增大,路端电压减小,故C正确;由于通过 R0 的电流增大,则R0 两端电压增大,由于路 端电压减小,则灯泡L和R1 两端电压减小, 则通过灯泡L的电流减小,灯泡L变暗,由 于电路总电流增大,则经过R1 的电流增大, 故AD正确,B错误。故选ACD。 答案:ACD (2024年广东合格考)(多选)中国空间 站的电能主要由太阳能电池提供。一太阳 能电池接入如图所示的纯电阻工作电路中, S1 闭合、S2 断开时,电压表的示数为400mV; S1 和 S2 均 闭 合 时,电 压 表 的 示 数 为 200mV。已知工作电路的电阻为10Ω,电压 表的内阻足够大,下列说法正确的有 ( ) A.太阳能电池的电动势为400mV B.太阳能电池的内阻为10Ω C.S1 和S2 均闭合时,通过太阳能电池的电 流为10mA D.S1 和S2 均闭合时,通过工作电路的电流 为20mA 解析:S1 闭合、S2 断开时,电压表的示数为 400mV,电压表的内阻足够大,可知太阳能 电池的电动势为E=400mV,故A正确; S1 和S2 均闭合时,电压表的示数为200mV,则 电路电流为I=UR= 200 10mA=20mA 根据闭合电路欧姆定律可得E=I(R+r) 可得太阳能电池的内阻为r=EI-R= 400 20 Ω -10Ω=10Ω,故 BD 正 确,C 错 误。故 选ABD。 答案:ABD 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ·76· 一、单选题Ⅰ 1.电池容量常以“mA·h”和“W·h”为单位, “mA·h”和“W·h”分别指的是 ( ) A.电量与功率 B.电流与功率 C.电量与电能 2.一块多晶硅太阳能电池板的电动势为12V, 若将该太阳能电池板与一阻值为6Ω的电 阻连成闭合电路,通过电阻的电流为1A,则 该太阳能电池板的内阻为 ( ) A.6Ω B.12Ω C.24Ω 3.电动势为3.0V、内阻为1.0Ω 的电源与一 电阻R 组成闭合电路,若电路中的电流为 1.0A,则电阻R 的阻值为 ( ) A.0.5Ω B.1.0Ω C.2.0Ω 4.某一闭合电路示意图如 图所示。图中的电路元 件S表示 ( ) A.开关 B.电源 C.电阻 二、单选题Ⅱ 5.下列电器中利用电流热效应进行工作的是 ( ) A.冰箱 B.电视机 C.洗衣机 D.电熨斗 6.下列物理量最接近实际的是 ( ) A.托起两个鸡蛋的力约为500N B.水分子的直径约为10m C.我国家庭电路的电压约为36V D.人的正常体温约为37℃ 7.如图所示,直线A 为电源 的U-I 图线,直线 B 为 电阻丝的U-I图线,用该 电源和电阻丝组成闭合电 路,下列说法正确的是 ( ) A.电源的电动势为3V,内阻为1Ω B.电阻丝的电阻为2Ω C.电源的效率约为66.7% D.电阻丝的电功率为9W 8.关于电源和电路,下列说法正确的是 ( ) A.电源的电动势就是闭合电路中电源两端 的电压 B.电源是通过非静电力做功把其他形式的 能转化为电能的装置 C.电动势的数值等于电源每秒转换的能量 D.闭合电路中的自由电子总是从低电势处 向高电势处移动 三、多选题 9.一台直流电动机,其线圈的电阻值为0.5Ω, 当电动机两端所加电压为6V时,电动机正 常工作,通过线圈的电流是2A,由此可知 ( ) A.电动机消耗的电功率为72W B.电动机的工作效率为50% C.电动机线圈的发热功率为2W D.电动机输出的机械功率为10W 10.如图为一块手机电池的文字说明,下列说 法正确的是 ( ) A.该电池的容量为500mA·h,能存储的 最大电能为1.8kJ B.该电池的电动势为3.6V C.该电池在工作时的电流为500mA D.若电池以10mA的电流工作,可用50h 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ·86·