第十二章电能 能量守恒定律 单元练习-2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

2025-2026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》单元练习答案解析 一、单选题：本大题共4小题，共16分。 1. 解：线圈电阻是，通过线圈的电流是，研究线圈产生的焦耳热时，根据焦耳定律可得，线圈产生的热量为，故B正确，ACD错误。 故选：。 2. 解：A、电能转化为化学能和热能，根据能量守恒定律， 有：，故，故A正确； B、充电器输出的电功率为：，故B正确； C、充电时，电池消耗的热功率为：，故C正确； D、充电功率为，不知道时间，无法求出储蓄在电池内电能，故D错误； 故选D。 3. 解：根据闭合电路欧姆定律可得，整理得，可见图像的斜率为，纵截距为。由图乙知，，，解得：，。 故选B。 4.解：开关断开时，题图乙交点数值为灯泡实际工作的电压和电流，，，实际功率，电源总功率，所以电源的效率为，故A错误，D正确； B.闭合开关后，电路外电阻减小，，干路电流增大，电源的总功率增大，故B错误； C.闭合开关后，干路电流增大，增大，路端电压减小，灯泡亮度减弱，故C错误。 故选D。 二、多选题：本大题共4小题，共24分。 5.解： A.电饭煲的电阻为   但洗衣机不是纯电阻用电器   求得    A正确；  它们消耗的电功率分别为      得    B正确，C错误；  电饭煲和洗衣机热功率分别为     得    D错误。  故选AB。 6. 解：A.由公式 可知图像的纵截距即电动势 故A正确； B.电源短路时，路端电压，当时，，故不是短路电流，短，故B错误； C.电源的内阻等于图像斜率的绝对值 故C错误； D.由图像可知，当时，由几何关系可知，故D正确。 故选AD。 7. 解：根据题图乙，由电阻箱所消耗功率最大的条件，可知此时满足，可知电源内阻，故 A正确；由，解得，故 B错误；由可知，当时，定值电阻功率最大，故 C错误；电阻箱所消耗功率最大时，电源效率，故 D正确。 故选AD。 8. 解：A.将滑动变阻器滑片向左滑动时接入电路的电阻增大，电路中电流减小，电源的内电压减小，则路端电压增大，示数减小，的示数减小；电源的输出功率一定减小， 故A正确； B.电路中电流减小，通过灯泡的电流减小，所以灯泡变暗，功率变小，故B错误； C.根据，得，保持不变，，保持不变，，保持不变，故C正确； D.当电路稳定后，断开电键，电容器通过灯泡和变阻器放电，所以小灯泡不会立即熄灭，故D正确。 故选ACD 三、填空题：本大题共4小题，共7分。 9. 解：线圈的热功率： 则电动机的机械功率： 故每分钟内输出的机械功为：； 故答案为： 10 65400 10.解： 地球表面积 地球每天从太阳得到的能量约为 故答案为：。 11. 解：根据闭合电路欧姆定律得 ， 代入数据可得  ； ， 联立两式解得  ； ， 则此电源电动势为，内阻为  。 故答案为： 4.5 1.5 12. 解：由闭合电路欧姆定律：满偏时： 半偏时： 指针指在满偏处时： 由得：，， 则中央刻度值为。 故答案为： 20 4000 四、实验题：本大题共3小题，共15分。 13. 解：对图，根据闭合电路欧姆定律可得 ，变形可得 ， 对图，根据闭合电路欧姆定律可得 ，变形可得 ， 由此可知，图电路所对应的图线的斜率较小，纵截距较小，故直线是依据图电路所测数据绘制的。 使用图进行实验，电动势测量值没有系统误差，更接近真实值，内阻的测量值为电源内阻与电流表内阻之和，内阻测量值偏大，故若使电动势的测量值更接近真实值选图线，则 ； 使用图做实验，电动势和内阻的测量误差来源于电压表分流，会导致测量值都偏小，实际测量的电源内阻可以等效看成电压表与电源内阻并联之后的阻值，因为电压表内阻比电源内阻大很多，故选图线短路电流的测量值更接近真实值，则 。 由图所示图像可知，时热敏电阻阻值 ， 由欧姆定律可知，热敏电阻两端电压 ， 代入数据解得 ，则定值电阻应选择 ； 定值电阻若选择  ，热敏电阻两端电压 ，代入数据解得 ， 由图所示图像可知，此时环境温度高于。 故答案为： 高于 14. 解：为了避免电压表被烧坏，接通电路时电压表两端的电压不能比电表满偏电压大，则由并联电路分压可得 ，解得，即电阻箱接入电路的电阻值最小为，因此选 根据图所示电路：，其中干路电流，化简得：； 由以上分析可知，如图所示的直线斜率， 由图线计算可得， 联立解得：， 若将图中的电压表当成理想电表，则 化简得：； 解得 故答案为： 15.解： 根据闭合电路欧姆定律 ，整理得； 根据图像有： ，解得； 根据欧姆定律有： 代入数据可得； 根据欧姆定律毫安表满偏时有： 解得： 毫安表偏转时，则有： 解得：。 故答案为：；；；。 五、计算题：本大题共3小题，共38分。 16.解： 根据闭合电路欧姆定律有      联立解得， 电源消耗的功率  根据闭合电路欧姆定律，电路中的电流为   当时，电路中的电流最大，电源消耗的功率最大，则有  电源消耗的最大功率 将等效为电源内阻的一部分，外电路为滑动变阻器，可知当时，等效电源的输出功率最大，即滑动变阻器消耗的功率最大。  由知，能取到，当时，  17. 解：由题意知，并联部分电压为，故内电压为， 总电流， 电源的输出功率； 流过灯泡的电流，则流过电动机的电流， 电动机的热功率，内电动机产生的热量； 电动机的总功率，电动机的机械功率．  18. 解：断开时，由得干路电流为 由闭合电路欧姆定律得 闭合后，内电压为 路端电压为 通过电炉的电流为  则通过电动机的电流为 电动机的发热功率为 电动机消耗的总功率为 则电动机输出的机械功率为 当电动机转子被卡住时，电动机变为纯电阻用电器，与电炉的并联电阻为  由闭合电路欧姆定律得干路电流   故电源的总功率为。  1 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026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》单元练习 （练习时间：60分钟，满分：100分） 一、单选题：本大题共4小题，共16分。 1.一台电动机的额定电压为，额定电流为，电动机线圈的电阻为则该电动机正常工作时，时间内产生的热量是(    ) A. B. C. D. 2.如图所示，用输出电压为，输出电流为的充电器对内阻为的镍氢电池充电，下列说法中不正确的是(    ) A. 电能转化为化学能的功率为 B. 充电器输出的电功率为 C. 充电时，电池消耗的热功率为 D. 充电器把的功率储蓄在电池内 3.某同学在实验室利用如图甲所示的电路测量某电源的电动势和内阻。根据实验数据绘出的图像如乙图所示，其中为电阻箱读数，为电压表读数。请根据已学习的电学知识分析出正确的选项(    ) A. 电源的电动势大小为、内阻大小为 B. 电源的电动势大小为、内阻大小为 C. 电源的电动势大小为、内阻大小为 D. 电源的电动势大小为、内阻大小为 4.如图甲所示的电路中定值电阻，电源电动势，。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，以下说法正确的是(    ) A. 开关断开时电源的效率为 B. 开关闭合后电源的总功率会变小 C. 开关闭合后灯泡的亮度增强 D. 开关断开时小灯泡消耗的功率为 二、多选题：本大题共4小题，共24分。 5.如图所示，一个电饭煲和一台洗衣机同时并联接在恒压电源上，均正常工作。设电饭煲的电阻为、洗衣机电动机线圈的电阻为。测得流过电饭煲的电流为，流过洗衣机的电流为，电饭煲消耗的电功率为、热功率为，洗衣机消耗的电功率为、热功率为。则下列关系正确的是  (    ) A. B. C. D. 6.某同学在测电源的电动势和内阻时，根据实验记录数据画出如图所示的图像，下列关于这个图像的说法中正确的是(    ) A. 可得待测电源的电动势，即 B. 由横轴截距得短路电流，即短 C. 根据，计算出待测电源内阻为 D. 当时， 7.将一电源与电阻箱、定值电阻连接成闭合回路，如图甲所示。测得电阻箱所消耗功率与电阻箱读数的关系如图乙所示，则下列说法正确的是（ ） A. 电源内阻 B. 电源电动势 C. 定值电阻功率最大时，电阻箱 D. 电阻箱所消耗功率最大时，电源效率为 8.如图所示，电路中电源电动势为，内阻为，为电容器，为小灯泡，定值电阻，闭合开关，小灯泡能正常发光。现将滑动变阻器的滑片向左滑动一段距离，滑动前后理想电压表、、示数变化量的绝对值分别为、、，理想电流表示数变化量的绝对值为，则(    ) A. 电源的输出功率一定减小 B. 灯泡的功率逐渐变大 C. ，，均保持不变 D. 当电路稳定后，断开开关，小灯泡不会立刻熄灭 三、填空题：本大题共4小题，共7分。 9.一台电动机，线圈电阻是，当它两端所加的电压为，通过的电流是，则这台电动机的发热功率为          ，每分钟所做的机械功为          J. 10.地球半径约为，其表面每平方米每分钟由于辐射而损失的能量约为。若有的能量被大气反射回地球，而地球的能量来源只有太阳，且地球温度基本恒定，由此可估计，地球每天从太阳得到的能量约为          。球的表面积，结果保留位有效数字 11.电学实验中，进行“测量电源电动势和内阻”实验时，记录数据，当电流表时，电压表示数为；当电流表示数为，电压表示数；则此电源电动势为          ，内阻为          。 12.如图为一个欧姆表的内部结构图，已知电池的电动势，灵敏电流计的满偏电流，现在用此欧姆表测电阻，选择的倍率为时，指针恰好指在刻度盘的中央，则刻度盘中央刻度值为          ，若指针指在满偏的处时，所测电阻值是          。 四、实验题：本大题共3小题，共15分。 13.某兴趣小组利用铜片、锌片和苹果制作了苹果电池电动势约，分别用图、图所示的两种实验电路测量其电动势和内阻。 图中多用电表的电压读数为，电阻箱读数为；图中电流表读数为，电阻箱读数为。利用实验数据在图所示的同一坐标系内，分别绘制图的和图的图像。则图中，直线          填“”或“”是依据图电路所测数据绘制的。 若测量时苹果电池的电动势和内阻的变化可忽略，综合图中的两条直线，消除电表内阻带来的误差可得苹果电池的电动势应为          ，内阻应为          。结果均保留位有效数字 小组成员用同样方法测得某电源电动势为，内阻为，并利用该电源和热敏电阻和一定值电阻设计一个如图所示的自动控制电路。当、两端所加电压上升至时，控制开关自动启动加热系统，已知热敏电阻的阻值随温度的变化如图所示，不考虑控制开关对所设计电路的影响，提供的定值电阻有：，，，要求当环境温度降到时启动加热系统，定值电阻应选          填“”“”或“”；不考虑测量的偶然误差，若选择，当加热系统启动时，环境温度          填“高于”“低于”或“等于”。 14.一实验小组利用图所示的电路测量一电池的电动势约和内阻小于。图中电压表量程为，内阻：定值电阻；电阻箱，最大阻值为；为开关。按电路图连接电路。完成下列填空：           为保护电压表，闭合开关前，电阻箱接入电路的电阻值可以选          填“”或“”； 闭合开关，多次调节电阻箱，记录下阻值和电压表的相应读数； 根据图所示电路，用、、、和表示，得           ； 利用测量数据，做图线，如图所示： 通过图可得           保留位小数，           保留位小数； 若将图中的 电压表当成理想电表，得到的电源电动势为，由此产生的误差为           。 15.某实验兴趣小组利用如图甲所示电路，测量电源的电动势和表盘数字不清但刻度清晰的毫安表量程。待测电源电动势约为、内阻不计，图中内阻很大的电压表量程为，电阻箱最大阻值为，毫安表内阻，定值电阻阻值约为，为开关。计算结果均保留两位有效数字 先对电表机械调零，闭合开关，多次调节电阻箱，记录多组阻值和电压表的相应读数； 根据图甲所示电路，           用、、和表示； 画出图像如图乙，电动势           ； 调节电阻箱阻值为时，电压表读数为，此时毫安表指针指在刻度盘中央位置，则毫安表的量程           ； 将此毫安表与电阻箱、一节干电池电动势、开关及导线等改装成欧姆表，如图丙所示，用它来测量一未知电阻，指针指在图丁的位置，则           。 五、计算题：本大题共3小题，共38分。 16.如图所示电路，电源的电动势和内阻恒定不变，电阻，电流表和电压表均为理想电表。闭合开关，待电路稳定时，电压表示数，电流表示数，调节滑动变阻器的滑片，电路再次稳定时，电压表示数，电流表示数，求： 电源的电动势和内阻； 滑动变阻器的滑片从最右端移动到最左端的过程中，电源消耗的最大功率。 滑动变阻器的滑片从最右端移动到最左端的过程中，滑动变阻器消耗的最大功率。 17.如图所示，电源电动势，内阻，闭合开关后，标有“，”的灯泡恰能正常发光，电动机的内阻，求： 电源的输出功率出； 内电动机产生的热量； (3) 电动机的机械功率。 18.如图所示，直流电动机和电炉并联后接在直流电路中，电源的内阻，电炉的电阻，电动机线圈的电阻当开关断开时，电源内电路消耗的功率；当闭合时，干路中的电流． 求电源的电动势． 求闭合后电动机的机械功率． 若闭合后，正常转动的电动机的转子突然被卡住而停止转动，则电源的总功率为多大？ 1 学科网（北京）股份有限公司 $