第12章 7 单元过关检测(四)电能 能量守恒定律（Word练习）-【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中物理必修第三册（人教版）

单元过关检测(四) (时间：75分钟　分值：100分) 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，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。 1．关于电流、电压、电阻和电动势，下列说法正确的是(　　) A．电荷定向移动的方向就是电流方向 B．由E＝可知，电动势与非静电力做的功W成正比，与所移动的电荷量q成反比 C．将一根粗细均匀的电阻丝均匀拉长，其电阻增大，电阻率也增大 D．在混联电路中，任意一个电阻增大而其他电阻不变时，电路的总电阻增大 解析：选D。规定正电荷定向移动的方向就是电流方向，故A错误；E＝是电动势的定义式，电动势由电源自身决定，与W、q无关，故B错误；将一根粗细均匀的电阻丝均匀拉长，其电阻增大，但电阻率由材料与温度决定，故C错误；在串、并联组合的电路中，任意一个电阻增大而其余电阻不变时，电路的总电阻增大，故D正确。 2．小明坐在汽车的副驾驶位上看到一个现象：当汽车的电动机启动时，汽车的车灯会瞬时变暗。汽车的电源、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图所示，已知汽车电源的电动势为12．6 V，内阻为0．05 Ω。车灯接通电动机未启动时，电流表示数为12 A；电动机启动的瞬间，电流表示数达到52 A。电表为理想电表，车灯电阻恒定，下列说法正确的是(　　) A．电动机未启动时，车灯的功率为120 W B．电动机启动时，车灯的功率为120 W C．电动机启动时，电动机的输入功率为420 W D．电动机启动时，电动机的热功率可能为450 W 解析：选C。根据题意可知，电动机未启动时，车灯、电流表和电源串联，根据闭合电路欧姆定律可知此时的路端电压U＝E－Ir＝12．6 V－12×0．05 V＝12 V，则车灯的功率P＝UI＝12×12 W＝144 W，故A错误；根据欧姆定律可知，车灯的电阻R＝＝ Ω＝1 Ω，电动机启动瞬间，车灯两端电压U′＝E－I′r＝12．6 V－52×0．05 V＝10 V，车灯的功率P′＝＝100 W，故B错误；电动机启动时电动机的输入功率P″＝U′I′－＝420 W，热功率一定小于420 W，故C正确，D错误。 3．图甲所示的节能路灯可通过光控开关实现自动控制，路灯的亮度可自动随周围环境亮度的改变而改变。图乙为其内部电路的简化原理图，电源电动势为E，内阻为r，Rt为光敏电阻(光照强度增加时，其阻值减小)。现增加光照强度，则下列判断正确的是(　　) A．R0两端电压增大 B．B灯变暗，A灯变亮 C．电源路端电压不变 D．电源的总功率不变 解析：选A。由题意，增加光照强度，Rt减小，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律I＝可知，干路电流I增大，由U＝E－Ir，可知路端电压减小，则A灯变暗，通过R0的电流I0＝I－IA，I增大，而IA减小，则I0增大，R0两端电压U0增大，而R0、B灯的电压之和等于路端电压，路端电压减小，则知B灯的电压减小，B灯变暗，故A正确，B、C错误；电源的总功率P＝EI，I增大，则P增大，故D错误。 4．在如图所示的分压电路中，c、d间的电压恒为U＝10 V，滑动变阻器的全值电阻R0＝20 Ω，滑动触头P可在a、b两端点间滑动，定值电阻R＝10 Ω， 则(　　) A．电阻R两端的电压调节范围为0～7．5 V B．触头P位于a、b连线的中点时，电阻R两端的电压为5 V C．触头P位于a、b连线的中点时，电阻R两端的电压为 V D．触头P位于a点时，滑动变阻器消耗的功率为10 W 解析：选C。c、d间的电压恒为U＝10 V，所以电阻R两端的电压调节范围为0～10 V，故A错误；触头P位于a、b连线的中点时，电阻R与R0的部分电阻RPb并联，阻值R并＝＝ Ω＝5 Ω，并联后R两端的电压UR＝×R并＝×5 V＝ V，故B错误，C正确；触头P位于a点时，滑动变阻器消耗的功率P＝＝ W＝5 W，故D错误。 5．某品牌的全液冷超级充电桩可实现“一秒一公里”充电速度。若该充电桩工作电压为1 000 V，最大输出功率为600 kW，现给某新能源汽车上的超级电容进行充电，则在充电过程中(　　) A．最大电流为6 000 A B．电容器电容逐渐增大 C．电容器两极板间的电压逐渐增大 D．充电电流一直保持不变 解析：选C。最大电流Im＝＝600 A，故A错误；电容器电容由自身决定，与带电量无关，充电过程中电容器电容不变，故B错误；充电过程中电容器电容不变，而带电量增加，根据Q＝CU可知，电容器两极板间的电压逐渐增大，故C正确；充电刚开始时，由于电源电极与电容器极板间存在较大的电位差，此时电流较大，随着电容器两极板间的电压逐渐增大，电位差减小，电流减小，故D错误。 6．如图所示的闭合电路中，R1、R2为定值电阻。当变阻器R0的滑动触头P向上滑动时，理想电压表与电流表的示数分别为U、I，其变化量的绝对值分别为ΔU、ΔI。下列说法正确的是(　　) A．U不变　　　　　　 B．I增大 C．＝R1 D．R2的功率增大 解析：选D。当变阻器R0的滑动触头P向上滑动时，接入电路的阻值增大，则电路总电阻增大，总电流减小，路端电压增大，即U增大，I减小，A、B错误；根据U＝E－Ir可知＝r，C错误；路端电压增大，总电流减小，R1两端电压减小，可知R2两端电压增大，则R2的功率增大，D正确。 7． 如图所示的电路，已知电源电动势为E，内阻不计，电容器电容为C，闭合开关K，待电路稳定后，电容器上的电荷量为(　　) A．CE B．CE C．CE D．CE 解析：选C。由电路的串、并联规律可知，电阻3R两端的电压为，电阻R两端的电压为，则电容器两极板间电势差ΔU＝，则Q＝CΔU＝，C正确。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题意，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。 8．如图，为灵敏电流计，为理想电压表，r＜R1，R2为定值电阻，R3是一根盐水柱(封于橡皮管内，与电路导通)，平行板电容器两极板水平，开关S闭合后，电容器两板间的带电油滴恰好静止。在握住盐水柱两端将它竖直均匀拉伸的过程中(忽略人身体及温度对电阻的影响)(　　) A．流过R1的电流减小 B．电容器中的电荷量减小 C．电源的输出功率增大 D．增大 解析：选AD。握住盐水柱两端将它竖直均匀拉伸的过程中，盐水柱的横截面积减小，长度增大，根据R＝ρ可知，R3增大，根据串反并同规律可知，流过R1的电流减小，R3两端电压增大，即电容器两极板间的电压增大，根据Q＝CU可知，电容器中的电荷量增大，故A正确，B错误；因r＜R1，所以外电阻大于r，由于R3增大，故外电阻增大，电源的输出功率减小，故C错误；等于R2与R3并联的总电阻，由于R3增大，所以R2与R3并联的总电阻增大，也增大，故D正确。 9．如图所示的是电阻表原理示意图，其中电流表的满偏电流Ig＝300 μA、内阻Rg＝100 Ω，滑动变阻器R的最大阻值为10 kΩ，电池的电动势E＝1．5 V，内阻r＝0．5 Ω，下列说法正确的是(　　) A．与接线柱A相连的是黑表笔 B．按正确使用方法测量电阻Rx时，指针指在刻度盘的正中央，则Rx＝5 kΩ C．若该电阻表使用一段时间后，电池电动势变小，但此表仍能调零，则测量Rx的阻值时，测量值比真实值大 D．测量电阻时，如果指针偏转角度过大，应将选择开关拨至倍率较大的挡位，重新欧姆调零后测量 解析：选BC。电阻表是电流表改装的，电流需从红表笔流进多用电表，从黑表笔流出多用电表，结合表内电源正、负可知，所以与A相连的是红表笔，故A错误；两表笔短接时，待测电阻为零，电流表调至满偏电流Ig，设此时电阻表的内阻为R内，则Ig＝，解得R内＝5 kΩ，当指针指在刻度盘的正中央时，即满偏电流的一半，结合闭合电路欧姆定律得I＝＝，联立以上解得Rx＝R内＝5 kΩ，故B正确；当电池电动势变小时，电阻表要重新调零，由于满偏电流Ig不变，由Ig＝可知电阻表内阻R内变小，待测电阻的测量值是通过电流表的示数体现出来的，由I＝＝，由于R内变小，电流I变小，指针跟原来的位置相比偏左了，电阻表的示数变大了，即测量值比真实值大，故C正确；测量电阻时，如果指针偏转角度过大，则说明待测电阻较小，应将选择开关拨至倍率较小的挡位重新欧姆调零后再进行测量，故D错误。 10．在如图所示电路中，电源的电动势E＝3 V，内阻r＝0．5 Ω，电阻R1＝2 Ω，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，则下列说法正确的是(　　) A．I变小，U1变小 B．U2变小，U3变大 C．电阻R1的电功率增大 D．电源的输出功率减小 解析：选AD。当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，R2变大，外电路总电阻变大，由欧姆定律可知，I变小，U1变小，故A正确；I变小，由U3＝E－Ir，知U3变大，U3＝U1＋U2，则U2变大，故B错误；根据PR1＝，U1变小，则电阻R1的电功率减小，故C错误；外电路总电阻大于电源的内阻，则当滑动变阻器R2的滑片P向下滑动时，外电路总电阻增大，电源的输出功率减小，故D正确。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11．(8分)在“测量干电池的电动势和内阻”实验中 (1)部分连线如图1所示，导线a端应连接到__________(选填“A”“B”“C”或“D”)接线柱上。正确连接后，某次测量中电压表指针位置如图2所示，其示数为__________V。 (2)测得的7组数据已标在图3所示U－I坐标系上，用作图法求干电池的电动势E＝________V和内阻r＝________Ω。(计算结果均保留2位小数) 解析：(1)电压表测量的电压应为路端电压，开关应能控制电路，所以导线a端应连接到B处；题图2中电压表读数为1．20 V。 (2)作出U－I图像如图所示，根据闭合电路欧姆定律U＝E－Ir，可知U－I图像纵轴截距为电源电动势，可得E＝1．50 V，U－I图像斜率的绝对值等于电源内阻r＝ Ω≈1．04 Ω。 答案：(1)B　1．20　(2)1．50　1．04 12．(10分)精确测量干电池电动势和内阻需要考虑电表内阻的影响。可用器材有：电压表(量程0～1．5 V，内阻约为1．5 kΩ)、电流表(量程0～0．6 A，内阻未知)、滑动变阻器、开关、干电池和导线若干。某小组开展了以下实验。 (1)考虑电流表内阻影响 ①用图1所示电路测量电流表的内阻。从图2电压表和电流表读数可得电流表内阻RA＝__________Ω(保留2位有效数字)。 ②用图3所示电路测量干电池电动势和内阻。电压表读数、电流表读数、干电池内阻和电流表内阻分别用U、I、r和RA表示，则干电池电动势E＝U＋__________(用I、r和RA表示)。 ③调节滑动变阻器测得多组电表读数，作出图4所示的U－I图像，则待测干电池电动势E＝__________V(保留3位有效数字)、内阻r＝__________Ω(保留1位小数)。 (2)考虑电压表内阻影响 该小组也尝试用图5所示电路测量电压表内阻，但发现实验无法完成。原因是__________(单选，填正确答案标号)。 A．电路设计会损坏仪器 B．滑动变阻器接法错误 C．电压太大无法读数 D．电流太小无法读数 解析：(1)①由题图2可知，电压表读数U＝0．60 V，电流表读数I＝0．58 A，根据欧姆定律可得电流表内阻RA＝＝ Ω≈1．0 Ω。 ②由闭合电路欧姆定律可知，干电池电动势表达式为E＝U＋I(r＋RA)。 ③根据E＝U＋I(r＋RA)变形为U＝－(r＋RA)I＋E，根据图像可知，纵截距b＝E＝1．40 V，斜率的绝对值|k|＝r＋RA＝ Ω＝2．0 Ω，所以待测干电池电动势E＝1．40 V，电源内阻r＝1．0 Ω。 (2)由于将电压表串联接在电路中，电压表内阻很大，电路中电流太小，故无法完成实验的原因可能是电流太小无法读数。 答案：(1)①1．0　②I(r＋RA)　③1．40　1．0　(2)D 13． (10分)如图，电源电动势为11 V，内阻为1 Ω，电阻R1为1 Ω，R2为12 Ω。开关闭合后，电动机恰好正常工作。已知电动机额定电压U为6 V，线圈电阻RM为0．5 Ω。求： (1)此时通过电源的电流I；(4分) (2)电动机正常工作时产生的机械功率大小。(6分) 解析：(1)根据闭合电路欧姆定律有 E＝U＋I(R1＋r) 解得此时通过电源的电流I＝2．5 A。 (2)设流过R2的电流为I2，则有 I2＝＝0．5 A 设流过电动机的电流为IM，则有 IM＝I－I2＝2 A 电动机的输入功率 P入＝UIM＝12 W 电动机的发热功率 P热＝IRM＝2 W 电动机的机械功率 P机＝P入－P热＝10 W。 答案：(1)2．5 A　(2)10 W 14．(12分)“祝融号”火星车的动力主要来源于太阳能电池。现将火星车的动力供电电路简化为如图所示，其中太阳能电池电动势E＝120 V，电动机线圈电阻rM＝1．6 Ω，电热丝定值电阻R＝4 Ω。当火星车正常行驶时，电动机两端电压UM＝80 V，电热丝R消耗功率P＝100 W。求： (1)火星车正常行驶时，通过电热丝的电流I；(4分) (2)太阳能电池的内阻r；(4分) (3)火星车正常行驶时，电动机的效率η。(4分) 解析：(1)根据P＝I2R，代入数据解得 I＝5 A。 (2)根据闭合电路欧姆定律可得 E＝Ir＋IR＋UM 代入数据解得 r＝4 Ω。 (3)火星车正常行驶时，电动机的效率 η＝×100%＝90%。 答案：(1)5 A　(2)4 Ω　(3)90% 15．(14分)一电路如图所示，电阻R1＝12 Ω，R2＝R4＝4 Ω，R3＝8 Ω，平行板电容器的电容C＝3 pF，电压表为理想电压表。已知开关S断开时，电压表的示数U1＝24 V；开关S闭合时，电压表的示数U2＝21 V。求： (1)开关S断开时，电源的输出功率P；(3分) (2)电源的电动势E和内阻r；(5分) (3)开关S由断开到闭合，流过R4的总电荷量Q。(6分) 解析：(1)开关S断开时，电源的输出功率 P＝ 代入数据得P＝48 W。 (2)开关S断开时，有 U1＝·(R2＋R3) 开关S闭合时，有 U2＝· 联立方程组解得 E＝28 V，r＝2 Ω。 (3)开关S断开时，电容器两端的电压 UC1＝·U1 开关S闭合时，电容器两端的电压 UC2＝·U2 开关S由断开到闭合，流过R4的总电荷量 Q＝C(UC1－UC2) 代入数据得 Q＝6×10－12 C。 答案：(1)48 W　(2)28 V　2 Ω　(3)6×10－12 C 学科网（北京）股份有限公司 $