第十二章 电能 能量守恒定律 单元检测 -2025-2026学年高二物理假期作业

高中物理必修第三册寒假作业、暑假作业 第十二章《电能 能量守恒定律》（单元检测）答案 一、单项选择题（共计7题，每小题4分，共计28分） 1.室内有几种用电器： 的电饭煲、 的电冰箱、 的取暖器、 的电视机和 的空调器。如果进线处有 的保险丝，供电电压为 ，下列情况下不能同时使用的是( ) A. 电饭煲和电冰箱 B. 取暖器和空调器 C. 电饭煲和空调器 D. 电冰箱、电视机和空调器 [解析]选 。电路中允许的最大功率 。用电器的功率之和大于 时，用电器就不可以同时使用，故 正确。 2.电动自行车具有低噪声、无废气、无油污的环保性，而且骑行简单方便，受到广大上班族的喜欢。下表为某品牌电动自行车的铭牌，显示了电动车的信息及所用电动机的主要技术参数。不计其自身机械损耗，则由该铭牌可以求得电动自行车的电动机内阻约为( ) 自重 额定电压 载重 额定电流 最大速度 额定输出功率 A. B. C. D. [解析]选 。由表格中数据可得 ， ，解得 。 3.在如图所示的电路中，闭合开关S后，把R由2 Ω改为6 Ω时，电流减小为原来的一半，则电源的内阻应为(　　) A．4 Ω B．8 Ω C．6 Ω D．2 Ω 答案　D 解析　根据闭合电路欧姆定律E＝I(R＋r)，当R＝2 Ω时，E＝I(2 Ω＋r)；当R＝6 Ω时，E＝(6 Ω＋r)，联立解得r＝2 Ω，故选D. 4.如图所示，电源电动势为E、内阻为r，R1、R2为定值电阻，R0为滑动变阻器，当滑动变阻器的滑片向右滑动时，关于电压表、电流表示数变化的情况，以下说法正确的是(　　) A．V的示数变大，A的示数变小 B．V的示数变大，A的示数变大 C．V的示数变小，A的示数变小 D．V的示数变小，A的示数变大 答案　B 解析　当滑动变阻器的滑片向右滑动时，变阻器接入电路的电阻增大，与R2并联的电阻增大，外电路总电阻增大，总电流减小，路端电压增大，则V的示数变大；通过R1的电流减小，则R1两端的电压减小，则R2两端的电压增大，通过R2的电流增大，则A的示数变大，故选B. 5. 电风扇体积小、便于携带，并且采用了新型的无刷直流电机，比传统的马达风扇更安静、更省电。目前， 电风扇已经成了上班族、学生党的常备利器。若 风扇正常工作时内部电机两端电压为 ，输入电流为 ，则以下说法正确的是( ) A. 电机的电阻为 B. 电机产生焦耳热的功率为 C. 电机输出机械功率小于 D. 电机消耗的电功率小于 [解析]选 。电机为非纯电阻电路，计算电阻不能用欧姆定律，即电阻不等于 ，故 错误；电机工作时，有 ，可知电机输出机械功率小于 ，电机产生焦耳热的功率小于 ，电机消耗的电功率等于 ，故 正确， 、 错误。 6.物理老师在课堂上做了一个演示实验，电路如图所示，当电路中点亮的电灯数量逐渐增多时，已点亮的电灯亮度却逐渐变暗．对这一现象的解释，下列说法正确的是(　　) A．外电路的总电阻逐渐变小，电灯两端的电压保持不变 B．外电路的总电阻逐渐变小，电灯两端的电压逐渐变小 C．外电路的总电阻逐渐变大，电灯两端的电压逐渐变小 D．外电路的总电阻逐渐变大，电灯两端的电压逐渐变大 答案　B 解析　当电路中点亮的电灯数量逐渐增多时，根据并联电阻的规律可知，电路中总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可得干路中的电流I＝增大，根据闭合电路的欧姆定律可得E＝U＋Ir，可知路端电压减小，所以加在灯泡两端的电压减小，亮度变暗，故B正确，A、C、D错误． 7.如图所示的电路中，电源电动势为 ，内阻 ，灯泡 上标有“ ”字样，电动机线圈的电阻 。闭合开关后，灯泡恰好正常发光，电动机也恰好正常工作，以下判断正确的是( ) A. 电动机的输入功率为 B. 电动机的输出功率为 C. 电动机的机械效率为 D. 电源的输出功率为 [解析]选 。由灯泡恰好正常发光可知 ,电动机两端的电压 ,电动机的输入功率 ，故 正确；电动机的输出功率 ,故 错误；电动机的机械效率 ,故 错误；电源的输出功率 ,故 错误。 1、 多项选择题（共计3题，每小题5分，选对但不全得3分，错选不得分，共计15分） 8.一组铅蓄电池的电动势为4.8 V，内阻不为零，以下说法中正确的是(　　) A．电路中每通过1 C电荷量，铅蓄电池能把4.8 J的化学能转变为电能 B．体积大的铅蓄电池比体积小的铅蓄电池的电动势大 C．电路中每通过1 C电荷量，铅蓄电池内部非静电力做功为4.8 J D．该铅蓄电池把其他形式的能转化为电能的本领比一节干电池(电动势为1.5 V)的强 答案　ACD 解析　由W＝Eq可知，电路中每通过1 C的电荷量时，铅蓄电池将4.8 J的化学能转化为电能，故A正确；电池的电动势与电池体积无关，故B错误；电路中每通过1 C的电荷量，铅蓄电池内部非静电力做功为W＝Eq＝4.8 J，故C正确；电动势反映电源将其他形式的能转化为电能的本领，故D正确． 9.由电源、开关、电阻、灯泡和二极管组成了下图所示的四个电路，闭合开关后，小灯泡能发光的电路是(　　) 答案　ABC 解析　对于A、B两种电路，小灯泡能发光，对于C电路，二极管处于正向导通状态，有电流通过小灯泡，小灯泡发光．但D电路中二极管处于反向截止状态，无电流通过小灯泡，小灯泡不发光．故选A、B、C. 10.如图所示，这是某一电源的 图像，由图可知( ) A. 电源电动势为 B. 电源内阻为 C. 电源短路时电流为 D. 电路路端电压为 时，电路中电流为 [解析]选 。由闭合电路欧姆定律 得知，当 时， ，由题图读出电源的电动势 ，故 正确；电源的内阻等于图线斜率的绝对值，为 ，故 错误；电源短路时 ，电流 ，故 错误；当路端电压 时，由 可得， ，故 正确。 三、填空题（共计2题，共计16分） 11.某同学利用电压表和电阻箱测定一节干电池的电动势和内阻，使用的器材还包括定值电阻(R0＝5 Ω)一个，开关两个，导线若干，实验原理图如图(a)． (1)在图(b)的实物图中，已正确连接了部分电路，请完成余下电路的连接． (2)请完成下列主要实验步骤： ①检查并调节电压表指针指零；调节电阻箱，示数如图(c)所示，读得电阻值是________； ②将开关S1闭合，开关S2断开，电压表的示数是1.49 V； ③将开关S2______，电压表的示数是1.16 V；断开开关S1. (3)使用测得的数据，计算出干电池的电动势是______，内阻是________(计算结果保留两位小数点)． 答案　(1)见解析图　(2)①20 Ω　③闭合 (3)1.49 V　0.69 Ω 解析　(1)如图所示 (2)由题图(c)读得电阻箱阻值为R＝20 Ω；将S1闭合，S2断开，电压表示数为电源电动势E＝1.49 V，将S2再闭合，电压表示数为电阻箱R两端电压． (3)将电压表视为理想电表，则干路电流I＝＝ A＝0.058 A. 因为I＝， 所以r＝－R0－R≈0.69 Ω. 12.小明同学在“测定一节干电池的电动势和内阻”实验中，为防止电流过大而损坏器材，电路中加了一个保护电阻R0，根据如图甲所示电路图进行实验． (1)电流表量程应选择________(填“0.6 A”或“3 A”)，保护电阻应选用________(填“A”或“B”)． A．定值电阻(阻值10.0Ω，额定功率10 W) B．定值电阻(阻值2.0 Ω，额定功率5 W) (2)根据实验测得的5组数据所画出的U－I图线如图乙所示，则干电池的电动势E＝_______V，内阻r＝________Ω(小数点后保留两位)． 答案　(1)0.6 A　B　(2)1.45　0.50 解析　(1)根据题图乙中的电流值知，电流表选择0.6 A的；由题意知，电路中电阻约为2.4 Ω，所以保护电阻应选B. (2)纵轴截距表示电动势，则有E＝1.45 V 斜率的绝对值|k|＝R0＋r＝2.50 Ω 解得r＝0.50 Ω 四、解答题（共计3题，共计41分） 13.用直流电动机提升重物的装置如图所示，重物的质量 ，电动机两端的电压是 ，不计各处摩擦。当电动机以 的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流 ， 取 。 （1） 电动机的总功率是多少？ [答案] [解析]电动机消耗的总功率 。 （2） 电动机线圈的电阻是多大？ [答案] [解析]电动机的输出功率为 ,电动机因发热而损耗的功率为 ,由能量守恒定律得 ,代入数据解得，电动机线圈的电阻为 。 （3） 内电动机线圈产生的热量是多少？ [答案] [解析] 内电动机线圈产生的热量是 。 （4） 该电动机的效率是多少？ [答案] [解析]该电动机的效率为 。 14.如图所示的电路中，电源电动势 ，内阻 ，电动机的电阻 ，定值电阻 。电动机正常工作时，理想电压表的示数 。求： （1） 电源总功率； [答案] [解析]已知电压表的示数 和定值电阻 ，根据欧姆定律可求出电路中的电流 电源的总功率 。 （2） 电源的输出功率； [答案] [解析]电源的输出功率 。 （3） 电动机消耗的电功率，以及将电能转化为机械能的功率。 [答案] [解析]根据闭合电路的欧姆定律，电动机两端的电压 电动机消耗的电功率 电动机将电能转化为机械能的功率，就是电动机的输出功率 。 15．如图所示电路中，R1＝3 Ω，R2＝1 Ω，R3是电阻箱，R4＝5 Ω，R5＝2 Ω，电源电动势E＝8 V，内阻不计，电容器的电容C＝50 μF，开关S断开． (1)S断开时，求电容器C的带电量Q，上板带什么电荷？ (2)闭合S，并将电阻箱的阻值调为3 Ω，当电路重新达到稳定后，求电容器C的带电荷量Q′；从闭合S到电路重新达到稳定的过程中，流过R5的电荷量为多少？ (3)闭合S，将电阻箱的阻值调为多大时，电容器将不带电？ 答案　见解析 解析　(1)S断开时，电路电流I＝＝ A＝2 A 电阻R2两端的电压U＝IR2＝2×1 V＝2 V 电容器C两端的电压等于电阻R2两端的电压， Q＝CU＝50×10－6×2 C＝1×10－4 C 上板带正电 (2)闭合S，并将电阻箱的阻值调为3 Ω，重新达到稳定后，令P点电势为零 电阻R2两端的电压UR2＝E＝×8 V＝2 V R4两端的电压为UR4＝E＝×8 V＝5 V 所以A点的电势φA＝2 V，B点的电势φB＝5 V 电容器下极板带正电，两端电压为3 V， Q′＝CU′＝50×10－6×3 C＝1.5×10－4 C 从闭合S到电路重新达到稳定的过程中，流过R5的电荷量为 ΔQ＝Q＋Q′＝2.5×10－4 C (3)当B点的电势为2 V时，电容器两端的电压为0，不带电 E＝2 V，解得R3＝15 Ω. 学科网（北京）股份有限公司 $ 高中物理必修第三册寒假作业、暑假作业 第十二章《电能 能量守恒定律》（单元检测）试卷 一、单项选择题（共计7题，每小题4分，共计28分） 1.室内有几种用电器： 的电饭煲、 的电冰箱、 的取暖器、 的电视机和 的空调器。如果进线处有 的保险丝，供电电压为 ，下列情况下不能同时使用的是( ) A. 电饭煲和电冰箱 B. 取暖器和空调器 C. 电饭煲和空调器 D. 电冰箱、电视机和空调器 2.电动自行车具有低噪声、无废气、无油污的环保性，而且骑行简单方便，受到广大上班族的喜欢。下表为某品牌电动自行车的铭牌，显示了电动车的信息及所用电动机的主要技术参数。不计其自身机械损耗，则由该铭牌可以求得电动自行车的电动机内阻约为( ) 自重 额定电压 载重 额定电流 最大速度 额定输出功率 3.在如图所示的电路中，闭合开关S后，把R由2 Ω改为6 Ω时，电流减小为原来的一半，则电源的内阻应为(　　) A．4 Ω B．8 Ω C．6 Ω D．2 Ω 4.如图所示，电源电动势为E、内阻为r，R1、R2为定值电阻，R0为滑动变阻器，当滑动变阻器的滑片向右滑动时，关于电压表、电流表示数变化的情况，以下说法正确的是(　　) A．V的示数变大，A的示数变小 B．V的示数变大，A的示数变大 C．V的示数变小，A的示数变小 D．V的示数变小，A的示数变大 5. 电风扇体积小、便于携带，并且采用了新型的无刷直流电机，比传统的马达风扇更安静、更省电。目前， 电风扇已经成了上班族、学生党的常备利器。若 风扇正常工作时内部电机两端电压为 ，输入电流为 ，则以下说法正确的是( ) A. 电机的电阻为 B. 电机产生焦耳热的功率为 C. 电机输出机械功率小于 D. 电机消耗的电功率小于 6.物理老师在课堂上做了一个演示实验，电路如图所示，当电路中点亮的电灯数量逐渐增多时，已点亮的电灯亮度却逐渐变暗．对这一现象的解释，下列说法正确的是(　　) A．外电路的总电阻逐渐变小，电灯两端的电压保持不变 B．外电路的总电阻逐渐变小，电灯两端的电压逐渐变小 C．外电路的总电阻逐渐变大，电灯两端的电压逐渐变小 D．外电路的总电阻逐渐变大，电灯两端的电压逐渐变大 7.如图所示的电路中，电源电动势为 ，内阻 ，灯泡 上标有“ ”字样，电动机线圈的电阻 。闭合开关后，灯泡恰好正常发光，电动机也恰好正常工作，以下判断正确的是( ) A. 电动机的输入功率为 B. 电动机的输出功率为 C. 电动机的机械效率为 D. 电源的输出功率为 二、多项选择题（共计3题，每小题5分，选对但不全得3分，错选不得分，共计15分） 8.一组铅蓄电池的电动势为4.8 V，内阻不为零，以下说法中正确的是(　　) A．电路中每通过1 C电荷量，铅蓄电池能把4.8 J的化学能转变为电能 B．体积大的铅蓄电池比体积小的铅蓄电池的电动势大 C．电路中每通过1 C电荷量，铅蓄电池内部非静电力做功为4.8 J D．该铅蓄电池把其他形式的能转化为电能的本领比一节干电池(电动势为1.5 V)的强 答案　ACD 9.由电源、开关、电阻、灯泡和二极管组成了下图所示的四个电路，闭合开关后，小灯泡能发光的电路是(　　) 10.如图所示，这是某一电源的 图像，由图可知( ) A. 电源电动势为 B. 电源内阻为 C. 电源短路时电流为 D. 电路路端电压为 时，电路中电流为 三、填空题（共计2题，共计16分） 11.某同学利用电压表和电阻箱测定一节干电池的电动势和内阻，使用的器材还包括定值电阻(R0＝5 Ω)一个，开关两个，导线若干，实验原理图如图(a)． (1)在图(b)的实物图中，已正确连接了部分电路，请完成余下电路的连接． (2)请完成下列主要实验步骤： ①检查并调节电压表指针指零；调节电阻箱，示数如图(c)所示，读得电阻值是________； ②将开关S1闭合，开关S2断开，电压表的示数是1.49 V； ③将开关S2______，电压表的示数是1.16 V；断开开关S1. (3)使用测得的数据，计算出干电池的电动势是______，内阻是________(计算结果保留两位小数点)． 12.小明同学在“测定一节干电池的电动势和内阻”实验中，为防止电流过大而损坏器材，电路中加了一个保护电阻R0，根据如图甲所示电路图进行实验． (1)电流表量程应选择________(填“0.6 A”或“3 A”)，保护电阻应选用________(填“A”或“B”)． A．定值电阻(阻值10.0Ω，额定功率10 W) B．定值电阻(阻值2.0 Ω，额定功率5 W) (2)根据实验测得的5组数据所画出的U－I图线如图乙所示，则干电池的电动势E＝_______V，内阻r＝________Ω(小数点后保留两位)． 四、解答题（共计3题，共计41分） 13.用直流电动机提升重物的装置如图所示，重物的质量 ，电动机两端的电压是 ，不计各处摩擦。当电动机以 的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流 ， 取 。 （1） 电动机的总功率是多少？ （2） 电动机线圈的电阻是多大？ （3） 内电动机线圈产生的热量是多少？ （4） 该电动机的效率是多少？ 14.如图所示的电路中，电源电动势 ，内阻 ，电动机的电阻 ，定值电阻 。电动机正常工作时，理想电压表的示数 。求： （1） 电源总功率； （2） 电源的输出功率； （3） 电动机消耗的电功率，以及将电能转化为机械能的功率。 15．如图所示电路中，R1＝3 Ω，R2＝1 Ω，R3是电阻箱，R4＝5 Ω，R5＝2 Ω，电源电动势E＝8 V，内阻不计，电容器的电容C＝50 μF，开关S断开． (1)S断开时，求电容器C的带电量Q，上板带什么电荷？ (2)闭合S，并将电阻箱的阻值调为3 Ω，当电路重新达到稳定后，求电容器C的带电荷量Q′；从闭合S到电路重新达到稳定的过程中，流过R5的电荷量为多少？ (3)闭合S，将电阻箱的阻值调为多大时，电容器将不带电？ 学科网（北京）股份有限公司 $