第十二章 电能 能量守恒定律 单元训练-2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

第十二章 电能 能量守恒定律单元训练 建议用时：75分钟 满分：100分 注意事项： 1．本试题分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分； 2．请在答题纸的指定位置上填写班级、姓名、学号，并粘贴条形码； 3．第I卷（选择题）答案和第II卷（非选择题）答案均写在答题纸上。 第I卷选择题（共46分） 一、单选题：本题共7小题，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，每小题4分 1．如图，若在一段导体两端加上电压后，在时间内有电量的自由电荷由导体的一端移动到另一端，形成电流。则此过程的电功和电功率分别为（　　） A．， B．， C．， D．， 2．如图所示，电源电压保持不变，先闭合开关S2，再闭合开关S1，下列说法正确的是（　　） A．电流表A的示数不变，电压表V的示数变大 B．电流表A的示数变小，电压表V的示数变大 C．电流表A的示数变大，电压表V的示数不变 D．电流表A的示数变大，电压表V的示数变小 3．如图所示，某同学用图示电路测量电源的电动势和内电阻。为减小实验的系统误差，可采用的方法是（　　） A．用内阻小的电压表 B．用内阻大的电流表 C．用内阻小的电流表 D．用内阻大的电压表 4．光伏发电是利用太阳能的技术之一，它利用太阳能电池板，将照射在太阳能电池板上的太阳能转化为电能。农村居民院落或屋顶的光伏发电装置除满足居民家庭用电，还可向电网供电获得收益。如图所示，太阳光垂直照射在太阳能电池板上，在每平方米的面积上，平均每分钟能得到的太阳能，如果我们能利用太阳能的10%，那么在面积为的屋顶上可以利用的太阳能的功率最大值约为（　　） A．600kW B．60kW C．10kW D．3kW 5．在图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，闭合开关S，电流表示数为I，电压表示数为U。现将滑动变阻器的滑动触头P从图示位置向a端移动一些，则与P移动前相比（　　） A．电压表与电流表的示数都减小 B．电压表与电流表的示数都增大 C．电压表的示数减小，电流表的示数增大 D．电压表的示数增大，电流表的示数减小 6．人体的体脂越高，人体的电阻通常越大。如图甲所示的脂肪测量仪，可根据人体电阻的大小来判断脂肪所占的比例，其测量原理如图乙所示。电源内阻为r，R1=r，电流表、电压表均可视为理想电表。测量时，闭合开关，测试者手握A、B。体型相近的两人相比，脂肪含量高者测量时（　　） A．电流表的示数更小，电压表的示数更大 B．电源的输出功率更高 C．R1两端的电压更大 D．电源的效率更低 7．如图所示的电路中，和是电阻，两者阻值之比为1∶2。M是电动机，其线圈电阻阻值与的相等；和是理想电压表：电源的电动势和内阻分别是E和r。开关S闭合后，电动机正常工作。下列有关开关S闭合后电路中各电学量的变化说法正确的是（　　） A．的示数增大 B．的示数增大 C．和的示数相同 D．电源的输出功率增加 二、多选题：本题共3小题，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分。 8．为了保障安全，小明帮校图书室设计了一个检测入室人数的电路，如图甲所示。该电路电源电压不变，为定值电阻，力敏电阻R的阻值随压力F大小变化的情况如图乙所示。当电压表的示数变小时，计数器自动计数一次。闭合开关，当力敏电阻R所受的压力变大时，下列说法不正确的是（　　） A．力敏电阻R的阻值变大 B．电压表应并联在定值电阻的两端 C．电路中的电流变大 D．电路的总功率变大 9．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。如图所示为某品牌扫地机器人，已知其工作时额定电压为15V，额定功率为60W，充电时额定电压为20V，额定电流为2A，充电时间约为2h，锂电池容量为5200mAh，则下列说法正确的是（　　） A．电池容量不是指电池储存电能的大小 B．机器人正常工作的电流为2A C．机器人充满电时储存的化学能为78Wh D．机器人充满电后一次工作时间约为1.3h 10．某简化电路如图所示，电源电动势为，内阻为为定值电阻，为滑动变阻器，闭合开关，当的滑动触片向左滑动时，电压表示数变化量和电流表示数变化量的大小分别用、表示。三个电表均为理想电表，下列说法中不正确的是（　　） A．不变 B．变大 C．电压表示数变小，电流表示数变小 D．电压表示数变小，电流表示数变小 第II卷非选择题（共54分） 三、实验题：本大题共2小题，共16分。第一小题8分，第二小题8分 11．某学习小组利用图甲所示的电路做“测量电源的电动势和内阻”实验，电阻，实验正确操作，调节滑动变阻器的滑片，记录多组电压表和电流表的示数，并根据实验数据作出图像，如图乙所示。试回答下列问题： (1)闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移至______（填“左”或“右”）端。 (2)根据图线可得，电源的电动势______、内阻______。（结果均保留两位小数） 12．测量电源的电动势和内阻的实验中，为了消除电流表和电压表内阻对实验结果的影响，某实验小组设计了如图甲所示的实验。先将单刀双掷开关接1，闭合，调节滑动变阻器，得到多组电压U和电流I，断开，作出图像；再将开关接2，重复上述操作。最终作出的两条图线如图乙所示。 (1)仅利用开关接1测得的数据，得出电动势和内阻，系统误差来源于（　　） A．电压表分流 B．电流表分压 (2)已知开关接1进行实验，作出的图像为图乙中A图线，开关接2进行实验，作出的图像为图乙中B图线，消除电流表和电压表内阻对实验结果的影响，用图乙中物理量的符号表示出电动势。________，内阻________。 四、解答题：本大题共3小题，共38分。第一小题12分，第二小题13分，第三小题13分 13．在如图所示的电路中，电源电动势，内阻，电阻。A是理想电流表，闭合开关S。求： (1)电流表的示数和通过电阻R的电流的方向； (2)电阻R在内产生的热量。 14．某学习兴趣小组设计了一盏具有两档亮度调节功能的小台灯，其工作电路如图所示，若只闭合开关，只有发光，若同时闭合、，、同时正常发光。已知小灯泡标有“，”、标有“，”，电源的电动势，内阻为（大小未知）。忽略温度对小灯泡电阻的影响，求： (1)小灯泡的阻值； (2)电阻与的大小； (3)请通过计算说明此设计存在的用电器安全问题。 15．如图所示，电源电动势，内阻，定值电阻，，，电容器的电容，电流表为理想电表。闭合开关，稳定后 (1)求电流表的示数； (2)求电容器的带电量和电源的输出功率； (3)若将电流表换成理想电压表，求电压表的示数。 试卷第2页，共2页 试卷第8页，共8页 学科网（北京）股份有限公司 第十二章 电能 能量守恒定律单元训练参考答案 1．B 【详解】电流做的功 电流的电功率 故B正确。 故选B。 2．C 【详解】由电路图可知，先闭合开关S2时，电压表和电流表串联在电路中，电压表有示数，测量电源电压，电流表没有示数；再闭合开关S1，此时两电阻并联，电流表测量通过R1的电流，电压表仍测量电源电压，所以电压表的示数不变，电流表的示数变大。 故选C。 3．D 【详解】实验的误差来源是电压表的分流作用，流经电源的电流大于电流表的示数，所以当电压表的内阻越大时，根据并联电路的特点可知，电压表分得的电流越小，对测量结果的影响越小，故需要用内阻大些的电压表。 故选D。 4．C 【详解】令历时为t，能够利用的太阳能 根据功率的表达式有 解得 故选C。 5．D 【详解】滑动变阻器的滑动触头P向a端移动时，滑动变阻器接入电路中的电阻大小在增大，所以回路的总电流减小，电流表示数减小；根据闭合电路欧姆定律有 电压表的示数会增大。 故选D。 6．A 【详解】AC．因体型相近的两人相比，脂肪含量高者电阻更大，电路总电阻加大，总电流较小，故电流表示数更小，电源内阻r的电压、R1和R2两端电压较小，则电压表示数更大，故A正确，C错误； B．当电路外电阻R外=r时，电源的输出功率最大。由于R1=r，所以外电路总电阻大于内阻，所以脂肪含量高者测量时，由于外电阻更大，所以电源的输出功率更低，故B错误； D．电源的效率为 体型相近的两人相比，脂肪含量高者电阻更大，外电路总电阻更大，所以电源的效率更高，故D错误。 故选A。 7．A 【详解】AB．开关闭合，可以理解为电动机所在支路的电阻由无穷变为电动机的阻值，即该支路电阻变小，根据“串反并同”可知，V1的示数增大，V2的示数减小。故A正确，B错误； C．开关闭合后，电动机和的R2合电阻 若电动机不转动，根据串联电路分压可知，V1和V2的示数相同，但电动机正常工作，所以V1和V2的示数不相同。故C错误； D．由于不知道外电阻与内电阻的关系，所以无法判断电源的输出功率增加还是减少，故D错误。 故选A。 8．AB 【详解】A．由题图乙可知，当力敏电阻上的压力变大时，力敏电阻的阻值变小，故A错误； BC．由电路图可知，闭合开关，力敏电阻和定值电阻串联，当力敏电阻上的压力变大时，力敏电阻的阻值变小，电路的总电阻变小，由 可知，电路中的电流变大，当力敏电阻上的压力变大时，电路中的电流变大，定值电阻两端的电压变大，由串联电路的分压特点可知，力敏电阻分得的电压变小，即电压表的示数变小，所以电压表应并联在力敏电阻的两端，故错误，C正确； D．电路的总功率 当力敏电阻上的压力变大时，电路中的电流变大，电路的总功率变大，故D正确。 故选AB。 9．ACD 【详解】A．电池容量（）指的是电池能输出的总电荷量（），不是储存的电能大小，A正确。 B．机器人正常工作时，额定电压15V，额定功率，根据，计算得，B错误。 CD．锂电池容量 ，工作电压为15V，储存的电能为 充满电后电能为，额定功率60W，工作时间，CD正确。 故选ACD。 10．BC 【详解】AB．根据 可知 故比值不变，故A正确，B错误； CD．当R的滑动触片P向左滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值减小，故电路总电阻减小，则干路电流增大（即电流表示数变大），根据 可知电压表示数减小。与R的并联电压 可知并联电压减小，根据 可知电流表示数变小，故C错误，D正确。 故选BC。 11．(1)右 (2) 1.48 0.40 【详解】（1）为了确保安全，闭合开关前，应使滑动变阻器接入电阻达到最大，可知，滑动变阻器的滑片应移至右端。 （2）[1][2]根据闭合电路欧姆定律有 图像的纵截距表示电源电动势，则有 图像的斜率表示等效内阻，则有 解得 12．(1)B (2) UA 【详解】（1）由图甲所示实物图可知，S2接1时相对于电源，电流表采用内接法，由于电流表的分压作用导致电压的测量值大于真实值造成实验误差。 故选B。 （2）结合上述分析可知，开关S2接1时，电源电动势的测量值等于真实值，图线为A，则电源电动势E=UA [2]开关S2接2时短路电流的测量值与真实值相等，由图线B可知，短路电流为IB，则电源内阻 13．(1)；方向由a到b。 (2) 【详解】（1）根据闭合电路欧姆定律可知，电流表的示数为 在电源外部，电流由正极流向负极，故通过电阻R的电流的方向由a到b。 （2）根据焦耳定律可知，电阻R在内产生的热量 14．(1) (2)， (3)可能会烧毁小灯泡L1 【详解】（1）对小灯泡，由 解得 （2）若开关、同时闭合，、同时正常发光，由，对小灯泡有 小灯泡有 则干路电流 由闭合电路欧姆定律，得电源内阻 由欧姆定律得 （3）当只闭合时，电路电流 此时小灯泡的电压 即小灯泡此时实际电压超过额定电压，可能会烧毁小灯泡。 15．(1) (2)， (3) 【详解】（1）由题可知，当S闭合后，、并联与串联，则有 根据闭合电路的欧姆定律可得 结合串、并联电路特点可知，并联电路部分的电压 则电流表的示数为 （2）由电路结构可知，电容器两端的电压等于路端电压，根据欧姆定律可得 则电容器的电荷量 电源的输出功率 （3）换成电压表后，开路，此时、串联，电压表测量两端的电压，根据闭合电路的欧姆定律可得 则电压表的示数为 2 学科网（北京）股份有限公司 $