第十二章 电能 能量守恒定律 情境题专项-【新课程能力培养】2025-2026学年高中物理必修第三册练习手册（人教版）

情境是 1.手机已是我们生活中普遍使用的通信工 具，如图所示是一种手机电池外壳上的文 字说明，由此可知此电池的电动势和待机 状态下的平均工作电流分别是() BL-528M 700 mAh 标淮型3.7伏锂离子电池 充电限制电压：42V 执行标准：GB/T18287-2000 待机时间：116小时 警告：切勿投入火中！！ 序号：0000004975 只能使用指定充电器 Lui-ion☒ 第1题图 A.4.2V,14.66mAB.4.2V,700mA C.3.7V,14.66mAD.3.7V,700mA 2.如图所示为某家庭使用的智能电饭锅的铭 牌。假定该家庭用此电饭锅每天煮饭两 次，每次在额定功率下工作30分钟，电 价1kWh为0.54元。则该电饭锅() ( 热效率值(%)》 79 待机能耗(W) 货号.FS406C 1.5 型号：MB-FS406C 箱定容量.4.0L 保温能耗(W) 30 额定电压：220V-50五额定功率：900W 全国服务热线：400-889-9316 内锅材质（金属或非金属）金属 第2题图 A.工作时的额定电流为0.41A B.保温时的电流为0.2A C.每次煮饭需消耗电能4.5kW.h D.一年因煮饭而产生的电费约为177元 3.(多选)一辆电动观光车蓄电池的电动势 为E,内阻不计，当空载的电动观光车以 大小为)的速度匀速行驶时，流过电动机 的电流为1，电动车的质量为m,电动车 受到的阻力是车重的飞倍，忽略电动观光 车内部的摩擦，则() 第十二章电能能量守恒定律 顶专项 A.电动机的内阻为R= 1 B.电动机的内阻为R=E_km题 1 C.如果电动机突然被卡住而停止转动，则 电源消耗的功率将变大 D.如果电动机突然被卡住而停止转动，则 电源消耗的功率将变小 4.市面上出售一种装有太阳能电扇的帽子 (如图所示)。在阳光的照射下，小电扇快 速转动，能给炎热的夏季带来一丝凉爽。 该装置的能量转化情况是() A.太阳能→电能→机械能 B.太阳能→机械能→电能 C.电能→太阳能→机械能 D.机械能→太阳能→电能 太阳能电池板 R m 小电动机 ⊙ 第4题图 第5题图 5.催化燃烧式气体传感器可以检测一氧化碳 气体，当一氧化碳气体达到一定的浓度， 传感器中的检测片燃烧，使检测片温度上 升、检测片的电阻增加，如图所示电路 中，R为催化燃烧式气体传感器的检测 片。当环境一氧化碳气体达到一定浓度， 会发现() A.电压表、电流表示数均减小 B.电压表、电流表示数均增大 练(83 N 高中物理必修第三册（人教版） C.电压表示数减小，电流表示数增大 D.电压表示数增大，电流表示数减小 6.硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环 保的优点。如图所示，图线a是该电池在 某光照强度下路端电压U和电流I的关系 图像（电池内阻不是常数），图线b是某 电阻R的U-I图像。在该光照强度下将 它们组成闭合回路时，硅光电池的内阻 为() 0.20.30.41/A 第6题图 A.5.52 B.7.02 C.12.02 D.12.52 7.(多选)某温度检测、光电控制加热装置 原理如图所示。图中R?为热敏电阻（随 温度升高阻值减小)，用来探测加热电阻 丝R的温度，R。为光敏电阻（随光照强 度增大阻值减小)，接收小灯泡L的光 照，除RT、Rc外，其他电阻均为定值电 阻。当R处温度降低时( 1,r 2, 第7题图 A.L变亮 B.通过R,的电流减小 C.E2的路端电压增大 D.R消耗的功率减小 (84)练 8.(多选)工业生产中需要物料配比的地方 常用“吊斗式”电子秤，其结构图如图 甲所示，其中实现称质量的关键性元件 是拉力传感器。拉力传感器的内部电路 如图丙所示，R1、R2、R,是定值电阻， R1=20k2,R2=10k2,Ro是对拉力敏感 的应变片电阻，其电阻值随拉力变化的图 像如图乙所示，已知料斗重1×103N,没 装料时Ua=0,g取10m/s2。下列说法正 确的是() 拉力 振料口 传感器 R/kO 20.05 料斗 20.00 放料门 1.001.20F(×103N) 送料皮带 乙 丙 第8题图 A.R阻值为40k2 B.装料时，Ro的阻值逐渐变大，U的值 逐渐变小 C.拉力越大，应变片电阻阻值也变大， U,传感器的示数也变大 D.应变片的作用是把物体形变这个力学 量转换为电压这个电学量 9.一辆电动自行车的铭牌上给出了如下的技 术参数： 规格 后轮驱动直流电机 车型 26寸电动自行车 额定输出功率120W 整车质量 30 kg 额定电压 40V 最大载重 120kg 额定电流 4A 请根据上表计算： (1)此电动机的内阻和电动机正常工作时 的效率。 (2)当电动自行车以额定功率在平直公路 上满载匀速行驶时，若其受到的阻力 为车重的0.01倍，则此时其速度为 多少？(g取10m/s2) : 第十二章电能能量守恒定律。 10.风力发电是利用风能的一种方式，风力 发电机可以将风能（气流的动能）转化 为电能，其主要部件如图所示。已知某 风力发电机风轮机旋转叶片正面迎风时 的有效受风面积为S,运动的空气与受 风面作用后速度变为0，风力发电机将 风能转化为电能的效率和空气密度均保 持不变。当风速为v且风向与风力发电 机受风面垂直时，风力发电机输出的电 功率为P。求： (1)在同样的风向条件下，风速为二时 这台风力发电机输出的电功率。 (2)利用风能发电时由于风速、风向不 稳定，会造成风力发电输出的电压 和功率不稳定。请你提出一条合理 性建议，解决这一问题。 齿轮箱与 发电机 风轮机叶片 77777771 第10题图 练(85械能可以自发地转化为内能，但内能不可能全部转化为 机械能而不引起其他变化，故D错误。 12.AD【解析】热传导只能自发地从高温到低温， 但在一定条件下，热传导也可以由低温物体向高温物体 进行，故A正确；由能量守恒定律可知，各种形式的能 量之间可以相互转化，并且总能量守恒，故B错误；能 量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程 具有的方向性，机械能可以自发地转化为内能，但内能 不可能全部转化为机械能而不引起其他变化，故C错 误，D正确。 >"情境题专项 1.C【解析】由手机电池外壳上的文字说明可知， 4.2V是充电电压，电池的电动势是3.7V,1700mAh是 电池的容量，即放电电流与待机时间的乘积，所以待机状 态下平均工作电流上170mAh≈1466mA,故C正确。 116h 2.D【解析】由题中所给信息知：额定电流上P 0兴41A,放A错误：保温时电流I名别代 ΓU220V 0.14A,故B错误；每次煮饭消耗电能E=900×103kW× 之h045kwh,放C错误；一年因煮饭而产生的电费 0.45×2×365x0.54元=177.39元，故D正确。 3.BC【解析】根据能量的转化与守恒定律，E1= Rm,所以电动机的内阻为R=号-，故B正 确，A错误；当电动机突然被卡住而停止转动时，变成 了纯电阻电路，回路的电流变大，故电源消耗的功率 P=EI将变大，故C正确，D错误。 4.A【解析】帽子上的太阳能电池板将太阳能转化 为电能，供小电扇工作，小电扇工作时消耗电能，将电 能转化为扇叶的机械能，故A正确。 5.D【解析】由题意知当环境中一氧化碳气体达到 一定浓度，R增大，总电阻增大，则总电流减小，内电 压减小，根据U=E-U内，可知路端电压增大，因此电压 表V示数增大，通过滑动变阻器的电流增大，则电流表 A示数减小，流过R的电流减小，电流表A示数减小 故A、B、C错误，D正确。 6.A【解析】由欧姆定律得U=E-,当I=0时，E= U,由a与纵轴的交点读出电源的电动势为E=3.6V。根 据两图线交点处的状态可知，电阻的电压为U=25V, 电流为1=0.2A,则硅光电池的内阻为r=B-U= 参考答案与解析。 3.6-2.50=5.50,故A正确。 0.2 7.BC【解析】当R处温度降低时，热敏电阻R阻 值变大，由闭合电路欧姆定律可知，左侧电路中的电流 减小，通过小灯泡L的电流减小，小灯泡L的光照强度 减小，光敏电阻RG的阻值变大，对右侧电路，由闭合 电路欧姆定律可知，通过R2的电流变小，右侧电路中 的电源E2的路端电压变大，R两端电压变大，通过R 的电流也变大，R消耗的功率变大，通过R的电流变 小，故B、C正确。 8.AC【解析】没装料时，根据串、并联电路规律可 得R两端的电压为U=R。2=8y,从R-F图中可 得，没装料时，料斗重1x103N,此时R,=20k2,所以 R两纷的电压为从。2器，因为此时 0,说明R,两端的电压和R两端的电压相等，即12R, R3+20 =8V,解得R=40k2,故A正确；装料时，由于R1所 在支路电流恒定，所以a点的电势恒定，而R所在支路 中R逐渐增大，该支路电流减小，R两端的电压减小， 所以U逐渐增大，故B错误，C正确；应变片的作用是 把拉力这个力学量转换为电阻这个电学量，故D错误。 9.(1)2.5275%(2)8m/s 10.①发 (2)见解析 【解析】(1)单位时间内垂直吹向旋转叶片有效受 风面积的空气的质量为m=pS,这些空气所具有的动能 为E=2ps。设风力发电机将风能转化为电能的效率 为k,则风力发电机输出的电功率为PLE=】如s,当 风注为号时输出的电功率r台女P (2)若风向改变，可以调整风车的叶面朝向，使叶 面与风速垂直，风力发电机更多地接受风能：风大时可 以让风力发电机将多余的电能给蓄电池充电，把电能储 存起来，发电机输出功率变小时用蓄电池辅助供电等。 >"感知高考 1.A【解析】由电路图可知，R3与R4串联后与R2 并联，再与R,串联。并联电路部分的等效电阻为R= R(B+B》=2D。由闭合电路欧姆定律可知，干路电 (R2+R+R4) 流即经过R的电流为上R。=3A,并联部分名支 75