第12讲 电能 能量守恒-2026年1月浙江省物理学业水平考试冲A计划

第12讲 电能 能量守恒 课 程 标 准 考点 【课程要求】 ◇理解闭合电路欧姆定律。会测量电源的电动势和内阻。 ◇理解电功、电功率及焦耳定律，能用焦耳定律解释生产生活中的电热现象。 ◇能分析和解决家庭电路中的简单问题，能将安全用电和节约用电的知识应用于生活实际。 ◇知道不同形式的能量可互相转化，在转化过程中能量总量保持不变，能量转化是有方向性的。 ◇了解可再生能源和不可再生能源的分类，认识能源的过度开发和利用对环境的影响。 【学业要求】 ◇会做“电池电动势和内阻的测量”等实验。能在教师指导下制订实验方案，能选用实验器材进行实验，获取实验数据：会用图像处理实验数据，能根据图像获得结论：能分析实验中存在的误差，并能提出减小误差的方法。能运用学过的物理术语撰写实验报告。 ◇会用闭合电路欧姆定律等分析电路各部分之间电学量的相互关系。 ◇能用电势能和焦耳定律等分析电学中的能量转化问题。 电路中的能量转化 闭合电路欧姆定律 能源与可持续发展 考点一　电动势 1.电动势 （1）非静电力所做的功与所移动的电荷量的比。 （2）物理意义：电动势表示电源把其他形式的能转化成　电势能　本领的大小，在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压。 2．电动势的物理意义 反映电源把其他形式的能转化为电势能本领的大小，在数值上等于非静电力把1 C的正电荷在电源内部从负极送到正极所做的功． 3．电源内阻 电源内部也是由导体组成的，所以也有电阻，这个电阻叫做电源内阻． 考点二　焦耳定律 1．对电流做功的理解 电流做功实现了电能向其他形式能的转化．电流做功的多少等于电能转化为其他形式能的数量． 2．电功和电功率 (1)电功的定义及公式：导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做的功．W＝qU＝IUt (2)电功率的定义及公式：单位时间内电流所做的功．P＝＝IU 3．焦耳定律、热功率 (1)焦耳定律的内容及公式：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，Q＝I2Rt (2)热功率的定义及公式：单位时间内电流通过导体时产生的热量．P热＝＝I2R. 发展提升 P＝UI、P热＝I2R、P＝的区别、联系和适用范围． (1)一切电路中计算电功率均可使用P＝UI，计算热功率均可使用P热＝I2R. (2)在纯电阻电路中，电功率等于热功率，即UI＝I2R，可得U＝IR，故P＝P热＝UI＝I2R＝. (3)在非纯电阻电路中，电功率大于热功率，即UI＞I2R，可得U＞IR，故P＝UI≠I2R≠，P热＝I2R≠UI≠. 考点三　闭合电路的欧姆定律 （1）内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成　正比　，跟内、外电路的电阻之和成　反比　。 （2）公式：I＝（只适用于纯电阻电路）。 （3）其他表达形式 E＝U外＋U内或E＝U外＋　Ir　（适用于任意电路）。 考点四 能量守恒定律、能量转移或转化的方向性 1．能量守恒定律 能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变． 2．能量转移或转化的方向性 （1）一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的． （2）能量的耗散：其他形式的能转化为内能后不能再重复利用，这种现象叫作能量的耗散． （3）能量的耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性 3．应用能量转化与守恒解题的步骤 (1)首先分析研究对象的受力和做功情况，能量的转化方向及初、末状态能量的具体形式。 (2)分别列出减少的能量ΔE减和增加的能量ΔE增的表达式。 (3)依据ΔE减＝ΔE增列式求解。 考点五 能量的分类与应用 1．能源的分类 (1)不可再生能源：煤炭、石油和天然气是目前人类生产、生活中使用的主要能源，这类能源又叫作化石能源．化石能源无法在短时间内再生，所以这类能源叫作不可再生能源． (2)可再生能源：水能和风能等能源，归根结底来源于太阳能．这些能源在自然界可以再生，叫作可再生能源． 2．能源的开发与应用 近年来，我国在能源开发方面取得了很大的成就：如：太阳能发电、水力发电、风能发电、核能发电． 3．能源的分类方式及能源特点对比 分类方法 分类名称 特点 举例 按形式 或转换 特点分 一次能源 自然形成，未经加工 太阳能、风能、地热能、核能、潮汐能 二次能源 由一次能源经加工转换而成 焦炭、木炭、蒸汽、液化气、酒精、汽油、电能 按利用 技术分 常规能源 已大规模正常使用 煤、石油、天然气、水能 新能源 正在开发，或有新的利用方式 太阳能、核能、地热能、海洋能、沼气、风能 按可否 再生分 可再生 能源 可循环使用 水能、风能、生物质能、地热能 不可再 生能源 短期内无法转换获得 煤、石油、天然气、核燃料 按对环境 的污染情 况分 清洁能源 对环境基本没有污染 太阳能、海洋能、风能、水能 污染能源 会严重污染环境 化石燃料(煤、石油、天然气) 考点六 能源与社会发展 1．随着人口迅速增长、经济快速发展以及工业化程度的提高，能源短缺和过度使用化石能源带来的环境恶化已经成为关系到人类社会能否持续发展的大问题． 2．可持续发展 (1)可持续发展的核心：追求发展与资源、环境的平衡：既满足当代人的需求，又不损害子孙后代的需求． (2)需要做好两方面： ①要大力提倡节能； ②发展可再生能源以及天然气、清洁煤和核能等在生产及消费过程中对生态环境的污染程度低的清洁能源． 题型一、焦耳定律 [例题1] 如图所示，电阻R1、R2串联，R1=2R2，流过恒定的电流，则（　　） A．R1、R2的电压之比为1:1 B．R1、R2的电功率之比为1:2 C．通过R1、R2横截面的电荷量之比为1:1 D．相等时间内R1、R2产生的焦耳热之比为1:2 [例题2] 如图甲是我国自行研制的CPU“龙芯”系列。图乙中，R1和R2是两个材料相同、厚度相同、表面为正方形的芯片内部电阻，R1的表面边长为R2的两倍。现给R1、R2通以相同的电流I，则R1与R2相比（　　） A．电阻率 B．两端电压U1=U2 C．相同时间内产生的焦耳热Q1>Q2 D．相同时间内通过的电荷量q1>q2 [例题3] 小周老师在优质课展示活动中做了“电池+口香糖锡纸=取火工具”的实验（如图甲），实验前将口香糖锡纸中间剪掉一些（如图乙），将锡纸条带锡面的一端接在电池的正极，另一端接在电池的负极，发现锡纸条很快开始冒烟、着火，则以下说法正确的是（　　） A．此实验中使用旧电池效果更好 B．此实验利用了电流的热效应，ab段最先燃烧 C．可以用锡来制作标准电阻 D．若ab=bc=cd，则ab段电阻最小，cd段电阻最大 题型二、闭合电路欧姆定律 [例题4] 如图所示为某电源的U—I图像，与坐标轴的交点分别为0.5 A、1.5V，则由图可知（　　） A．电源内阻为3Ω B．电源电动势为1.5V C．电源短路时电流为0.5A D．路端电压为1.2V时，电路中电流为0.2 A [例题5] 锂电池体积小、容量大、电压稳定，在手机中广泛应用。它主要依靠锂离子在正极（含锂化合物）和负极（碳材料）之间移动来工作，其原理如图所示。若某款手机锂电池的电动势3.7V，电池容量，正常通话电流，则（　　） A．正常通话时，电池输出的功率为0.37W B．电池充满电后，手机能正常通话25h C．图示状态是电池充电状态，将电能转化为化学能 D．图示状态是电池内部电场对锂离子的静电力做负功，将化学能转化为电能 [例题6] 如图甲所示的电路中，定值电阻，电源电动势、内阻。如图乙所示，曲线为灯泡的伏安特性曲线，直线为电源的路端电压与电流的关系图线。下列说法正确的是（　　） A．开关S断开时，电源的效率为60% B．开关S闭合后，电源的总功率会变大 C．开关S闭合后，灯泡变亮 D．开关S断开时，灯泡消耗的功率为 题型三、能源 [例题7] 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 [例题8] 关于能源的开发和应用，下列说法中正确的是（　　） A．能源应用的过程就是内能转化为机械能的过程 B．电能的转换效率明显低于其他能源 C．在广大的农村推广沼气前景广阔、意义重大，既变废为宝，减少污染，又大量节约能源 D．核能发电的优点是低成本、零污染 [例题9] 能源是人类社会活动的基础，节约能源应成为公民的行为习惯．下列说法中正确的是（    ） A．太阳能转化为电能过程中能量增加 B．能量耗散过程中能量在不断减少 C．能量耗散会降低能源的利用品质 D．能量转化在宏观上没有方向性 1. 一台电动玩具汽车内置一块可充电电池，充电时可将电能转化为化学能储存起来。若在某段时间为的充电过程中，充电器向电池的输出电流恒为、输出电压恒为，电池的等效内阻为。则该段时间内，转化为化学能储存的能量为（　　） A． B． C． D． 2. 某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车，行驶时的最大速度为18km/h，人与车的总质量。当它在水平路面行驶时所受阻力恒为总重的，驱动电机的额定电流，额定电压，取重力加速度大小。下列说法正确的是（　　） A．驱动电机的内阻为20 B．若某工作人员以0.4m/s2的加速度匀加速启动该车，则汽车匀加速的时间为2s C．若某工作人员以0.4m/s2的加速度匀加速启动该车，则匀加速阶段驱动电机输出的机械能为1875 J D．若汽车以额定输出功率启动，则汽车的速度达到3m/s时加速度大小为0.1m/s2 3. 无人机在生活中得到广泛应用，以下表格中是某款无人机铭牌上的参数，下列说法正确的是（　　） 充电器充电电压 16V 充电器充电电流 5A 无人机电池额定电压 15V 无人机电池额定电流 4A 无人机电池能量 60Wh 无人机电池容量 4000mAh A．无人机充电时，从无电状态到满电状态所需时间约为8小时 B．无人机充满电后，总电荷量为1.44×104C C．无人机正常飞行时的机械功率为60W D．电池可供无人机持续飞行约2小时 4. 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（　　） A．逐渐变大 B．逐渐变小 C．先变小后变大 D．先变大后变小 5. 如图为一个加速度计的原理图。滑块可沿光滑杆移动，滑块两侧与两根相同的轻弹簧连接；固定在滑块上的滑动片M下端与滑动变阻器接触良好，且不计摩擦；两个电源的电动势E相同，内阻不计。两弹簧处于原长时，M位于R的中点，理想电压表的指针位于表盘中央。当P端电势高于Q端时，指针位于表盘右侧。将加速度计固定在水平运动的被测物体上，则下列说法正确的是（　　） A．若M位于的中点右侧，P端电势低于Q端 B．若电压表指针位于表盘右侧，则物体加速度方向向左 C．若电压表指针位于表盘左侧，则物体速度方向向左 D．电压表的示数随物体加速度的增大而增大，但不成正比 6. 新能源汽车越来越得到推广。某电动汽车自重2t，其营销广告如下：电池额定容量为50kW·h，电池瞬时功率最高可达90kW，车行驶受到的阻力约为车重的，理论续航里程400km。现有国家电网的充电桩可在电池额定容量的30%~80%之间应用快充技术（500V，50A）充电，而便携式充电器（220V，16A）可以将电池容量从0充到100%。不计充电损耗，当汽车电池剩余电量为额定值的30%时，下列说法正确的是（　　） A．汽车还能行驶180km B．用国家电网充电桩将电池容量充到其额定值的80%，理论上需要50min C．用便携式充电器将电池容量充到其额定值的80%，理论上需要7h以上 D．此电动汽车的最高行驶速度可超过180km/h 7. 如图甲所示的电路中，是可调电阻，是定值电阻，电源内阻为r。实验时调节从一端到另一端，得到各组电压表和电流表数据，用这些数据在坐标纸上描点、拟合，作出的图像如图乙中ab所示。则（　　） A．电源的电动势为3V B．电源的内阻为 C．定值电阻 D．可调电阻的阻值变化范围为 8. 图示为某款乒乓球训练机，发球原理是乒乓球到达出球口后，驱动轮旋转并摩擦乒乓球，使球获得一定的水平初速度并发出。某次设定机器发无旋球，乒乓球射出位置到台面的高度为，射程为，每分钟发射60个乒乓球。已知乒乓球质量为，发球机输入电压为，输入电流为，电动机线圈内阻为。不考虑空气阻力和发球前乒乓球高度的变化，下列说法正确的是（　　） A．发球机对单个乒乓球做的功为 B．发球机对乒乓球做功的功率为 C．电动机输出的机械功率为 D．发球机将电能转换为乒乓球机械能的效率为21.6% 9. 如图所示是一款微公交，该微公交由蓄电池对车上电动机供电，电动机为车提供动力。该车的主要技术参数如表，下列说法正确的是（　　） 整车质量 600kg 铅酸蓄电池 电压 48V 最高车速 60km/h 容量 120A·h 承载人数 2人 电动机 额定电压 48V 最大承载质量 200kg 额定功率 1.2kW A．“A·h”为能量单位 B．电动机在额定电压下工作时，额定电流为25A C．蓄电池充满电后最多能供电动机正常工作48h D．电动机在额定电压下工作，汽车以最高速度运行时的牵引力大小为60N 10. 扫地机器人是智能家用电器的一种，它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫。如图表所示为某款扫地机器人的铭牌标有的数据，则该扫地机器人（　　） 扫地机基本参数 产品尺寸 电池 锂电池 质量 0.65kg 五线连接 WiFi智能快连 工作额定电压 20V 工作额定功率 40W A．工作额定电流为2A B．以额定功率工作时，每分钟消耗电能为40J C．以额定电压工作时，电机的内阻为10 D．电池充满电后储存的总电荷量为5000C 11. 小明家购买了一辆新能源电动汽车，其动力电池标称电压为400V，容量为60Ah。某天，小明使用家用充电桩为车辆充电，充电桩输出电压为220V，充电电流为20A，整个充电过程的能量转化效率为90%。试根据上述信息，则下列说法正确的是（　　） A．该动力电池可储存的化学能为24kWh B．若电池储存的能量完全耗尽，理论上约需要5.45小时才能充满 C．实际充电过程中，充电桩消耗的电能是24kWh D．若家庭电路的最大允许电流为30A，单独给动力电池充电时会引发电路过载 12. 某同学利用压敏电阻设计了如图甲所示的电路来研究一轿箱的运行情况。压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，将压敏电阻平放在轿箱内，受压面朝上，在其上表面放一绝缘物块，轿箱静止时电压表示数为，测试过程电压表的示数变化如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．时间内轿箱匀速运动 B．时间内物块处于失重状态 C．时间内物块处于超重状态 D．时间内电源的输出功率一定变大 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第12讲 电能 能量守恒 课 程 标 准 考点 【课程要求】 ◇理解闭合电路欧姆定律。会测量电源的电动势和内阻。 ◇理解电功、电功率及焦耳定律，能用焦耳定律解释生产生活中的电热现象。 ◇能分析和解决家庭电路中的简单问题，能将安全用电和节约用电的知识应用于生活实际。 ◇知道不同形式的能量可互相转化，在转化过程中能量总量保持不变，能量转化是有方向性的。 ◇了解可再生能源和不可再生能源的分类，认识能源的过度开发和利用对环境的影响。 【学业要求】 ◇会做“电池电动势和内阻的测量”等实验。能在教师指导下制订实验方案，能选用实验器材进行实验，获取实验数据：会用图像处理实验数据，能根据图像获得结论：能分析实验中存在的误差，并能提出减小误差的方法。能运用学过的物理术语撰写实验报告。 ◇会用闭合电路欧姆定律等分析电路各部分之间电学量的相互关系。 ◇能用电势能和焦耳定律等分析电学中的能量转化问题。 电路中的能量转化 闭合电路欧姆定律 能源与可持续发展 考点一　电动势 1.电动势 （1）非静电力所做的功与所移动的电荷量的比。 （2）物理意义：电动势表示电源把其他形式的能转化成　电势能　本领的大小，在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压。 2．电动势的物理意义 反映电源把其他形式的能转化为电势能本领的大小，在数值上等于非静电力把1 C的正电荷在电源内部从负极送到正极所做的功． 3．电源内阻 电源内部也是由导体组成的，所以也有电阻，这个电阻叫做电源内阻． 考点二　焦耳定律 1．对电流做功的理解 电流做功实现了电能向其他形式能的转化．电流做功的多少等于电能转化为其他形式能的数量． 2．电功和电功率 (1)电功的定义及公式：导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做的功．W＝qU＝IUt (2)电功率的定义及公式：单位时间内电流所做的功．P＝＝IU 3．焦耳定律、热功率 (1)焦耳定律的内容及公式：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，Q＝I2Rt (2)热功率的定义及公式：单位时间内电流通过导体时产生的热量．P热＝＝I2R. 发展提升 P＝UI、P热＝I2R、P＝的区别、联系和适用范围． (1)一切电路中计算电功率均可使用P＝UI，计算热功率均可使用P热＝I2R. (2)在纯电阻电路中，电功率等于热功率，即UI＝I2R，可得U＝IR，故P＝P热＝UI＝I2R＝. (3)在非纯电阻电路中，电功率大于热功率，即UI＞I2R，可得U＞IR，故P＝UI≠I2R≠，P热＝I2R≠UI≠. 考点三　闭合电路的欧姆定律 （1）内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成　正比　，跟内、外电路的电阻之和成　反比　。 （2）公式：I＝（只适用于纯电阻电路）。 （3）其他表达形式 E＝U外＋U内或E＝U外＋　Ir　（适用于任意电路）。 考点四 能量守恒定律、能量转移或转化的方向性 1．能量守恒定律 能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变． 2．能量转移或转化的方向性 （1）一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的． （2）能量的耗散：其他形式的能转化为内能后不能再重复利用，这种现象叫作能量的耗散． （3）能量的耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性 3．应用能量转化与守恒解题的步骤 (1)首先分析研究对象的受力和做功情况，能量的转化方向及初、末状态能量的具体形式。 (2)分别列出减少的能量ΔE减和增加的能量ΔE增的表达式。 (3)依据ΔE减＝ΔE增列式求解。 考点五 能量的分类与应用 1．能源的分类 (1)不可再生能源：煤炭、石油和天然气是目前人类生产、生活中使用的主要能源，这类能源又叫作化石能源．化石能源无法在短时间内再生，所以这类能源叫作不可再生能源． (2)可再生能源：水能和风能等能源，归根结底来源于太阳能．这些能源在自然界可以再生，叫作可再生能源． 2．能源的开发与应用 近年来，我国在能源开发方面取得了很大的成就：如：太阳能发电、水力发电、风能发电、核能发电． 3．能源的分类方式及能源特点对比 分类方法 分类名称 特点 举例 按形式 或转换 特点分 一次能源 自然形成，未经加工 太阳能、风能、地热能、核能、潮汐能 二次能源 由一次能源经加工转换而成 焦炭、木炭、蒸汽、液化气、酒精、汽油、电能 按利用 技术分 常规能源 已大规模正常使用 煤、石油、天然气、水能 新能源 正在开发，或有新的利用方式 太阳能、核能、地热能、海洋能、沼气、风能 按可否 再生分 可再生 能源 可循环使用 水能、风能、生物质能、地热能 不可再 生能源 短期内无法转换获得 煤、石油、天然气、核燃料 按对环境 的污染情 况分 清洁能源 对环境基本没有污染 太阳能、海洋能、风能、水能 污染能源 会严重污染环境 化石燃料(煤、石油、天然气) 考点六 能源与社会发展 1．随着人口迅速增长、经济快速发展以及工业化程度的提高，能源短缺和过度使用化石能源带来的环境恶化已经成为关系到人类社会能否持续发展的大问题． 2．可持续发展 (1)可持续发展的核心：追求发展与资源、环境的平衡：既满足当代人的需求，又不损害子孙后代的需求． (2)需要做好两方面： ①要大力提倡节能； ②发展可再生能源以及天然气、清洁煤和核能等在生产及消费过程中对生态环境的污染程度低的清洁能源． 题型一、焦耳定律 [例题1] 如图所示，电阻R1、R2串联，R1=2R2，流过恒定的电流，则（　　） A．R1、R2的电压之比为1:1 B．R1、R2的电功率之比为1:2 C．通过R1、R2横截面的电荷量之比为1:1 D．相等时间内R1、R2产生的焦耳热之比为1:2 【答案】C 【详解】A．串联电路，电流处处相等，根据 则R1、R2的电压之比为 故A错误； B．根据电功率 由于电流相等，故电功率之比与电阻成正比，即R1、R2的电功率之比为2:1，故B错误； C．根据 由于电流相等、时间相等，则通过R1、R2横截面的电荷量之比为1:1，故C正确； D．根据焦耳热 由于电流相等，故相等时间内R1、R2产生的焦耳热之比等于电阻之比，即相等时间内R1、R2产生的焦耳热之比为2:1，故D错误。 故选C。 [例题2] 如图甲是我国自行研制的CPU“龙芯”系列。图乙中，R1和R2是两个材料相同、厚度相同、表面为正方形的芯片内部电阻，R1的表面边长为R2的两倍。现给R1、R2通以相同的电流I，则R1与R2相比（　　） A．电阻率 B．两端电压U1=U2 C．相同时间内产生的焦耳热Q1>Q2 D．相同时间内通过的电荷量q1>q2 【答案】B 【详解】A．两电阻材料相同，则电阻率 选项A错误； B．根据 可知 因电流相同，可知两端电压 U1=U2 选项B正确； C．根据 Q=I2Rt 可知，相同时间内产生的焦耳热 Q1=Q2 选项C错误； D．根据 q=It 可知，相同时间内通过的电荷量 q1=q2 选项D错误。 故选B。 [例题3] 小周老师在优质课展示活动中做了“电池+口香糖锡纸=取火工具”的实验（如图甲），实验前将口香糖锡纸中间剪掉一些（如图乙），将锡纸条带锡面的一端接在电池的正极，另一端接在电池的负极，发现锡纸条很快开始冒烟、着火，则以下说法正确的是（　　） A．此实验中使用旧电池效果更好 B．此实验利用了电流的热效应，ab段最先燃烧 C．可以用锡来制作标准电阻 D．若ab=bc=cd，则ab段电阻最小，cd段电阻最大 【答案】B 【详解】A．此实验中使用老旧电池效果没有新电池好，因为老旧电池的内阻比较大，使得电路电流较小，电流的热效应不明显，故A错误； BD．根据电阻定律 若ab=bc=cd，材料相同，则电阻率相同，ab段横截面积最小，cd段横截面积最大，则ab段电阻最大，cd段电阻最小；此实验利用了电流热效应，根据 P=I2R 由于电流相等，ab段电阻最大，则ab段的功率最大，ab段最先燃烧，故B正确，D错误； C．用来制作标准电阻的材料，温度变化时，电阻率变化很小；金属导体的电阻率随温度的变化而变化，用锡可做成电阻，不可以用来制作标准电阻，故C错误。 故选B。 题型二、闭合电路欧姆定律 [例题4] 如图所示为某电源的U—I图像，与坐标轴的交点分别为0.5 A、1.5V，则由图可知（　　） A．电源内阻为3Ω B．电源电动势为1.5V C．电源短路时电流为0.5A D．路端电压为1.2V时，电路中电流为0.2 A 【答案】B 【详解】AB．根据闭合电路欧姆定律可得 可知在图像中，纵截距为电源的电动势，则有 斜率为电源的内阻则有，故A错误，B正确； C．当电源短路时，则有 解得，故C错误； D．当路端电压时，则有 代入数据解得，故D错误。 故选B。 [例题5] 锂电池体积小、容量大、电压稳定，在手机中广泛应用。它主要依靠锂离子在正极（含锂化合物）和负极（碳材料）之间移动来工作，其原理如图所示。若某款手机锂电池的电动势3.7V，电池容量，正常通话电流，则（　　） A．正常通话时，电池输出的功率为0.37W B．电池充满电后，手机能正常通话25h C．图示状态是电池充电状态，将电能转化为化学能 D．图示状态是电池内部电场对锂离子的静电力做负功，将化学能转化为电能 【答案】D 【详解】A．电池总功率，正常通话时，由于存在一定的内阻，所以电池输出的功率小于0.37W，故A错误； B．电池充满电后，手机能正常通话时间为，故B错误； C．图示状态锂离子从电池负极到正极，即为电池内部的电流方向，故处于放电状态，化学能转化为电能，故C错误； D．图示状态是电池内部电场对锂离子的静电力做负功，将化学能转化为电能，故D正确。 故选D 。 [例题6] 如图甲所示的电路中，定值电阻，电源电动势、内阻。如图乙所示，曲线为灯泡的伏安特性曲线，直线为电源的路端电压与电流的关系图线。下列说法正确的是（　　） A．开关S断开时，电源的效率为60% B．开关S闭合后，电源的总功率会变大 C．开关S闭合后，灯泡变亮 D．开关S断开时，灯泡消耗的功率为 【答案】B 【详解】A．曲线为灯泡的伏安特性曲线，直线为电源的路端电压与电流的关系图线，两图线的交点表示灯泡接在电源上时的工作状态，则开关S断开时，电源的效率为，故A错误； D．开关S断开时，结合上述可知，灯泡消耗的功率为 故D错误； B．开关S闭合后，外电路等效电阻减小，干路电流增大，则电源的总功率EI会变大，故B正确； C．结合上述，开关S闭合后，干路电流增大，根据 可知，路端电压减小即灯泡两端电压减小，根据图乙可知，通过灯泡的电流减小，即灯泡消耗的功率减小，则灯泡变暗，故C错误。 故选B。 题型三、能源 [例题7] 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 【答案】D 【详解】A．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； B．太阳能源于太阳核聚变，可持续再生，B错误； C．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； D．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。 [例题8] 关于能源的开发和应用，下列说法中正确的是（　　） A．能源应用的过程就是内能转化为机械能的过程 B．电能的转换效率明显低于其他能源 C．在广大的农村推广沼气前景广阔、意义重大，既变废为宝，减少污染，又大量节约能源 D．核能发电的优点是低成本、零污染 【答案】C 【详解】A．能源应用过程并不单纯是将内能转化为机械能的过程，各种转化形式均可为人类服务，故A错误； B．目前人类主要利用电能的原因就是电能的转换效率明显高于其他能源，故B错误； C．在广大农村推广沼气对改善农村环境、节约能源意义重大，功在当代，利在千秋，故C正确； D．核能发电会产生放射性核废料，如果处理不当会造成重大的核污染事故，故D错误。 故选C。 [例题9] 能源是人类社会活动的基础，节约能源应成为公民的行为习惯．下列说法中正确的是（    ） A．太阳能转化为电能过程中能量增加 B．能量耗散过程中能量在不断减少 C．能量耗散会降低能源的利用品质 D．能量转化在宏观上没有方向性 【答案】C 【详解】A．太阳能转化为电能过程中能量总和不变，故A错误； B．能量耗散说明能量在转化的过程中能量的可利用率越来越小，但总量不会减少，故B错误； C．能量耗散说明能量在转化的过程中能量的可利用率越来越小，可利用的品质降低了，故C正确； D．能量耗散说明能量在转化过程中具有方向性，故D错误。 故选C。 1. 一台电动玩具汽车内置一块可充电电池，充电时可将电能转化为化学能储存起来。若在某段时间为的充电过程中，充电器向电池的输出电流恒为、输出电压恒为，电池的等效内阻为。则该段时间内，转化为化学能储存的能量为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】根据能量守恒可知，电池储存的化学能等于充电时输出总电能与产生的焦耳热之差，则有 故选C。 2. 某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车，行驶时的最大速度为18km/h，人与车的总质量。当它在水平路面行驶时所受阻力恒为总重的，驱动电机的额定电流，额定电压，取重力加速度大小。下列说法正确的是（　　） A．驱动电机的内阻为20 B．若某工作人员以0.4m/s2的加速度匀加速启动该车，则汽车匀加速的时间为2s C．若某工作人员以0.4m/s2的加速度匀加速启动该车，则匀加速阶段驱动电机输出的机械能为1875 J D．若汽车以额定输出功率启动，则汽车的速度达到3m/s时加速度大小为0.1m/s2 【答案】C 【详解】A．汽车匀速行驶的阻力 额定输入功率 额定输出功率 则热功率 解得 故A错误； BC．匀加速启动，达到额定输出功率时有， 解得， 此时的位移 解得 又 则发动机输出的机械能 故B错误，C正确； D．以额定机械功率启动时，速度为，对应牵引力为 加速度为 故D错误。 故选C。 3. 无人机在生活中得到广泛应用，以下表格中是某款无人机铭牌上的参数，下列说法正确的是（　　） 充电器充电电压 16V 充电器充电电流 5A 无人机电池额定电压 15V 无人机电池额定电流 4A 无人机电池能量 60Wh 无人机电池容量 4000mAh A．无人机充电时，从无电状态到满电状态所需时间约为8小时 B．无人机充满电后，总电荷量为1.44×104C C．无人机正常飞行时的机械功率为60W D．电池可供无人机持续飞行约2小时 【答案】B 【详解】A． 充电时间由电池容量除以充电电流计算：，约48分钟，故A错误； B． 电池容量为4000mAh，总电荷量计算为，故B正确； C． 无人机电池输出功率为，但机械功率需扣除其他损耗（如发热），故机械功率小于60W，C错误； D． 续航时间由电池能量除以功率：，故D错误。 故选B。 4. 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（　　） A．逐渐变大 B．逐渐变小 C．先变小后变大 D．先变大后变小 【答案】A 【详解】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 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 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。 5. 如图为一个加速度计的原理图。滑块可沿光滑杆移动，滑块两侧与两根相同的轻弹簧连接；固定在滑块上的滑动片M下端与滑动变阻器接触良好，且不计摩擦；两个电源的电动势E相同，内阻不计。两弹簧处于原长时，M位于R的中点，理想电压表的指针位于表盘中央。当P端电势高于Q端时，指针位于表盘右侧。将加速度计固定在水平运动的被测物体上，则下列说法正确的是（　　） A．若M位于的中点右侧，P端电势低于Q端 B．若电压表指针位于表盘右侧，则物体加速度方向向左 C．若电压表指针位于表盘左侧，则物体速度方向向左 D．电压表的示数随物体加速度的增大而增大，但不成正比 【答案】B 【详解】A．由题意可知，M位于R中点位置时与两电源间的电势相等，设R的中点电势为零，则M位于R的中点右侧，P端电势高于Q端电势，故A错误； B．已知电压表指针位于表盘右侧，可确定加速度的方向向左，故B正确； C．已知电压表指针位于表盘左侧，滑块左侧弹簧压缩、右侧弹簧伸长，滑块所受合力向右，故物体加速度方向向右，但不能确定速度的方向，故C错误； D．设被测物体水平方向的加速度为a时，滑块移动的距离为x，对滑块，根据牛顿第二定律得设电阻器单位长度的电阻为r，电阻器的总长度为L，则电路中的电流为 电压表的示数为 由以上各式解得，可知a与x成正比，故D错误。 故选 B。 6. 新能源汽车越来越得到推广。某电动汽车自重2t，其营销广告如下：电池额定容量为50kW·h，电池瞬时功率最高可达90kW，车行驶受到的阻力约为车重的，理论续航里程400km。现有国家电网的充电桩可在电池额定容量的30%~80%之间应用快充技术（500V，50A）充电，而便携式充电器（220V，16A）可以将电池容量从0充到100%。不计充电损耗，当汽车电池剩余电量为额定值的30%时，下列说法正确的是（　　） A．汽车还能行驶180km B．用国家电网充电桩将电池容量充到其额定值的80%，理论上需要50min C．用便携式充电器将电池容量充到其额定值的80%，理论上需要7h以上 D．此电动汽车的最高行驶速度可超过180km/h 【答案】C 【详解】A．由题干可知汽车还能够行使的距离为 故A错误； B．用国家电网充电桩将电池容量充至其额定值的80%，理论上需要 故B错误； C．用便携式充电器将电池容量充到其额定值的80%，理论上需要 故C正确； D．此电动汽车以最高速度行驶时，牵引力等于阻力，所以最高行驶速度为 故D错误。 故选C。 7. 如图甲所示的电路中，是可调电阻，是定值电阻，电源内阻为r。实验时调节从一端到另一端，得到各组电压表和电流表数据，用这些数据在坐标纸上描点、拟合，作出的图像如图乙中ab所示。则（　　） A．电源的电动势为3V B．电源的内阻为 C．定值电阻 D．可调电阻的阻值变化范围为 【答案】B 【详解】AB．根据闭合电路的欧姆定律可得 由图可知，当时，；当时，；代入上式可得， 故A错误，B正确； CD．根据闭合电路的欧姆定律可得 将上述数据代入可得， 故无法判断、的大小以及范围，故CD错误。 故选B。 8. 图示为某款乒乓球训练机，发球原理是乒乓球到达出球口后，驱动轮旋转并摩擦乒乓球，使球获得一定的水平初速度并发出。某次设定机器发无旋球，乒乓球射出位置到台面的高度为，射程为，每分钟发射60个乒乓球。已知乒乓球质量为，发球机输入电压为，输入电流为，电动机线圈内阻为。不考虑空气阻力和发球前乒乓球高度的变化，下列说法正确的是（　　） A．发球机对单个乒乓球做的功为 B．发球机对乒乓球做功的功率为 C．电动机输出的机械功率为 D．发球机将电能转换为乒乓球机械能的效率为21.6% 【答案】D 【详解】A．结合题述可知，乒乓球在空中做平抛运动，竖直方向有 水平方向有 由动能定理可得 解得 故A错误； B．发球机1分钟内对乒乓球做的总功 功率 故B错误； C．电动机消耗的总功率 电动机内阻消耗的电功率 则电动机输出的机械功率 故C错误； D．发球机将电能转化为乒乓球机械能的效率 故D正确。 故选D。 9. 如图所示是一款微公交，该微公交由蓄电池对车上电动机供电，电动机为车提供动力。该车的主要技术参数如表，下列说法正确的是（　　） 整车质量 600kg 铅酸蓄电池 电压 48V 最高车速 60km/h 容量 120A·h 承载人数 2人 电动机 额定电压 48V 最大承载质量 200kg 额定功率 1.2kW A．“A·h”为能量单位 B．电动机在额定电压下工作时，额定电流为25A C．蓄电池充满电后最多能供电动机正常工作48h D．电动机在额定电压下工作，汽车以最高速度运行时的牵引力大小为60N 【答案】B 【详解】A．根据 知 即，“A·h”为电荷量的单位，故A错误； B．根据 故B正确； C．根据 故C错误； D．根据 解得 故D错误。 故选B 。 10. 扫地机器人是智能家用电器的一种，它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫。如图表所示为某款扫地机器人的铭牌标有的数据，则该扫地机器人（　　） 扫地机基本参数 产品尺寸 电池 锂电池 质量 0.65kg 五线连接 WiFi智能快连 工作额定电压 20V 工作额定功率 40W A．工作额定电流为2A B．以额定功率工作时，每分钟消耗电能为40J C．以额定电压工作时，电机的内阻为10 D．电池充满电后储存的总电荷量为5000C 【答案】A 【详解】A．由铭牌知，扫地机器人工作的额定电压为20V，额定功率为40W，则额定电流 故A正确； B．以额定功率工作时，每分钟消耗电能为 故B错误； C．以额定电压工作时电阻如果用欧姆定律进行计算为 由于电动机不是纯电阻电路，故用欧姆定律算出来的是错误的内阻值，故C错误； D．充满电后的电量为 故D错误。 故选A。 11. 小明家购买了一辆新能源电动汽车，其动力电池标称电压为400V，容量为60Ah。某天，小明使用家用充电桩为车辆充电，充电桩输出电压为220V，充电电流为20A，整个充电过程的能量转化效率为90%。试根据上述信息，则下列说法正确的是（　　） A．该动力电池可储存的化学能为24kWh B．若电池储存的能量完全耗尽，理论上约需要5.45小时才能充满 C．实际充电过程中，充电桩消耗的电能是24kWh D．若家庭电路的最大允许电流为30A，单独给动力电池充电时会引发电路过载 【答案】A 【详解】A．该动力电池可储存的化学能等于充满电时的电能 故A正确； B．若电池储存的能量完全耗尽，充电时间 故B错误； C．实际充电过程中，充电桩消耗的电能 故C错误； D．该电动电车充电时充电电压为220V，充电电流为20A，因此若家庭电路的最大允许电流为30A，单独给动力电池充电时不会引发电路过载。故D错误。 故选A。 12. 某同学利用压敏电阻设计了如图甲所示的电路来研究一轿箱的运行情况。压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，将压敏电阻平放在轿箱内，受压面朝上，在其上表面放一绝缘物块，轿箱静止时电压表示数为，测试过程电压表的示数变化如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．时间内轿箱匀速运动 B．时间内物块处于失重状态 C．时间内物块处于超重状态 D．时间内电源的输出功率一定变大 【答案】B 【详解】A．在时间内，电压表的示数大于静止时的读数且保持不变，说明外电路电阻变大且保持不变，压敏电阻所受压力减小，物块的加速度向下且保持不变，则物块处于匀变速直线运动状态，故A错误； BC．在和时间内，电压表的示数大于静止时的示数，说明外电路电阻比静止时大，压敏电阻所受压力比静止时小，物块的加速度向下，处于失重状态，故B正确，C错误； D．在时间内，电压表的示数大于静止时的示数，说明外电路电阻变大，但由于无法判断初始时电源内阻与外电阻的大小关系，故无法判断电源输出功率的变化情况，故D错误。 故选B。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$