第十二章 电能 能量守恒定律(高效培优·单元测试)物理人教版必修第三册
2026-07-14
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2份
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 高中物理人教版必修 第三册 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 复习与提高 |
| 类型 | 作业-单元卷 |
| 知识点 | 恒定电流 |
| 使用场景 | 同步教学-单元练习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 1.78 MB |
| 发布时间 | 2026-07-14 |
| 更新时间 | 2026-07-14 |
| 作者 | 理化课代表精品中心 |
| 品牌系列 | 学科专项·举一反三 |
| 审核时间 | 2026-07-14 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58793287.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
人教版(2019)必修第三册第12章“电能 能量守恒定律”单元卷,75分钟100分,以扫地机器人、风力发电等真实情境为载体,融合物理观念与科学思维,适配单元复习巩固与能力提升。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择题|10/46|电功、电功率、闭合电路欧姆定律|结合锂电池充电、电表改装,梯度分布基础与综合题|
|实验题|2/16|水果电池电动势内阻、铅笔芯电阻率测量|通过图像法处理数据,培养科学探究能力|
|解答题|3/38|电动机功率计算、电容器中带电液滴运动|综合电路分析与力学知识,体现能量守恒思想|
内容正文:
第十二章 电能 能量守恒定律
注意事项:
1.测试范围:人教版(2019): 必修第三册第12章。
2.考试时间:75分钟 试卷满分:100分。
第Ⅰ卷 选择题
一、选择题(本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8-10题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,有选错的得0分)
1.如图所示,某品牌扫地机器人由主机和充电座两部分组成,该扫地机器人主机参数:额定电压为12V,电池额定容量3000mA·h,额定功率24W,当电池剩余电荷量为额定容量的20%时,主机会自动返回充电座充电。下列说法正确的是( )
A.扫地机器人主机正常运行时,电路中电动机的线圈阻值为6Ω
B.电动机在额定电压下工作时,额定电流为3A
C.电池充满后,电池所能带的总电荷量是10800C
D.主机从满电量开始工作,到其自动返回充电座,能持续清扫的时间为1.5h
2.锂电池因能量高、环保无污染而广泛使用在手机等电子产品中。现用充电器为一手机锂电池充电,等效电路如图所示,充电器电源的输出电压为 ,输出电流为,手机电池的内阻为 ,下列说法正确的是( )
A.充电器输出的电功率为
B.一部分电能转化为化学能,化学能的功率为
C.电池产生的热量为
D.充电器的充电效率为
3.如图所示,我国东海大桥两侧将建成海上风力发电场。每台风力发电机的叶片转动时可形成半径为的圆面,当地风向可视为与叶片转动的圆面垂直,发电机将此圆面内气流动能转化为输出电能的效率为。风速在范围内,可视为不变。已知风速时每台发电机输出电功率为,空气的密度为,则( )
A.单位时间内经过每台发电机叶片圆面的气流动能为
B.当风速为时每台发电机的输出电功率约为
C.每台发电机叶片转动时形成的圆面半径约为
D.若每年有风速在,则每台发电机年发电量至少为
4.小华用如图甲所示的电路测定一种水果电池的电动势和内阻,根据实验数据作出图乙中的图线并由此得出E、r的值,则下列说法正确的是( )
A.由图像可得到 B.由图像可得到
C.从系统误差看,的测量值偏大 D.从系统误差看,的测量值偏大
5.如图甲为手控可调节亮度的台灯,其内部电路可简化为如图乙所示的电路图。通过调节图乙所示电位器接入电路的阻值,即可调节电源的输出功率。若电源电动势E=10V,内阻r=2Ω,灯泡电阻(固定不变),调节电位器即可改变台灯亮度,电位器接入电路中的阻值可在0~30Ω之间调节,则( )
A.电源的最大输出功率为10W B.灯泡L消耗的最大功率为2.5W
C.电位器的最大功率为2.5W D.当时,电源输出的功率最大
6.有一小量程电流表,满偏电流为0.5mA,内阻为800Ω。现要将它改装成0~1mA、0~10mA的两量程电流表,某同学设计了如图所示的甲、乙两个电路图。下列说法正确的是( )
A.甲电路中,R1<R2;乙电路中,R3>R4
B.若采用图甲电路,则R1=720Ω
C.甲电路可以防止换挡时电流全部流经表头,更加安全
D.若甲、乙电路都选择0~1mA挡位,甲电路功耗更低
7.如图所示的电路中,定值电阻、、、的阻值均为,电源电动势为E,内阻为r,R为滑动变阻器,电表均为理想电表。闭合开关,滑动变阻器的滑片从最右端向左端滑动的过程中,、分别表示电压表V2和电流表A示数的变化量,下列判断正确的是( )
A.电流表A示数减小,电压表V1示数减小
B.A、B两点间的并联部分电路消耗的功率先增大后减小
C.
D.电源的效率减小
8.(多选)在如图所示的电路中,电源电动势为6V,内阻r=0.5Ω,定值电阻R1=8Ω,R2=0.5Ω。当开关闭合后,理想电压表示数为1.0V,内阻为rM=0.5Ω的电动机恰好正常工作,则( )
A.电动机的额定电压0.75V B.电源的效率约为83.3%
C.电动机的输入功率为6W D.电动机的额定电流为2A
9.(多选)利用电动机通过如图所示的电路提升重物。已知电源电动势,电源内阻,电阻,重物质量。当将重物固定时,电压表的示数为;当重物不固定,且电动机最后以稳定的速度匀速提升重物时,电压表的示数为,流过电动机的电流为。不计一切摩擦,电压表为理想电压表,取,下列说法正确的是( )
A.电动机内部线圈的电阻为 B.稳定匀速提升重物时,
C.重物匀速上升时的速度为 D.匀速提升重物时电动机消耗的电功率是
10.(多选)如图甲所示,电源的电动势,内阻为r,闭合开关S,滑动变阻器的滑片C从A端滑至B端的过程中,电路中的一些物理量的变化规律如图乙所示:图Ⅰ描述电源的输出功率随端电压的变化规律,图Ⅱ描述端电压随电流的变化规律、图Ⅲ描述电源的效率随外电阻的变化规律,电表、导线对电路的影响不计。则下列说法正确的是( )
A.电源的内阻r为3Ω B.滑动变阻器最大阻值6Ω
C.Ⅰ图上b点的坐标(3V,4.5W) D.Ⅱ图上a点的坐标(0.6A,4.8V)
第Ⅱ卷 非选择题
二、实验题(本题共2小题,每空2分,共16分)
11.艺术家Charland用800个马铃薯和苹果通过镍钉和铜线连接起来,组成了一个超大的果蔬电池组,通过特殊装置就可以给手机充电。小明同学想通过实验来验证水果电池的可用性,他把铜片和锌片相隔约1cm插入一个苹果中,制成一个水果电池,并采用如图甲所示的电路测量该水果电池的电动势和内阻。小明同学查阅资料后得知,水果电池的电动势约为1V,内阻约为1000Ω;电流表量程为0~3mA,内阻忽略不计。
(1)实验室的电阻箱有两种规格:电阻箱(0~99.9Ω),电阻箱(0~999.9Ω),图甲中的电阻箱R应选用________(填“”或“”)。
(2)闭合开关S,改变电阻箱R的阻值,并记录对应的电流表的示数,其中某次电流表的示数如图乙所示,则电流表的示数为________mA。
(3)利用电阻箱的阻值R与相应的电流表的示数I,作出图像,如图丙所示,根据图像可得,水果电池的电动势为________V(结果保留三位有效数字)。
(4)若考虑电流表的内阻,水果电池内阻的测量值________真实值(填“大于”“小于”或“等于”)。
12.在测量铅笔芯电阻率的实验中,实验器材有:待测圆柱形铅笔芯、电压表、电流表 、电阻箱、干电池、刻度尺、螺旋测微器、开关、滑片及导线等。实验电路图如图(a)所示,、为铅笔芯的两端,滑片在、间左右滑动。
(1)用螺旋测微器测量铅笔芯的直径 ,其示数如图(b)所示,可知__________。
(2)适当选择电阻箱的阻值、移动滑片到某位置、测量、间的长度 ,闭合开关,记录电压表的示数U,电流表的示数 ,则该铅笔芯电阻率的表达式为_______(用、 、 和 表示)。
(3)多次改变滑片P的位置、记录对应的 、、 ,由实验数据绘制出的图如图(c)所示。由此可得该铅笔芯的电阻率________(取3.14,保留两位有效数字)。
(4)干电池使用一段时间后,其内阻增大,对电阻率的测量结果__________(填“有”或“无”)影响。
三.解答题(本题共3小题,共38分)
13.小型直流电动机(其线圈内阻为)与规格为“4V 4W”的小灯泡并联,再与阻值为的电阻串联,然后接至的电源上,如图所示,小灯泡恰好正常发光,电动机正常工作,求:
(1)电动机的发热功率;
(2)如果在正常工作时,转子突然被卡住,求此时电动机中的电流。(不考虑温度对各电阻的影响)
14.如图所示,电路中电源电动势,内阻不计,电路中三个定值电阻R的阻值相同。
A、B分别为水平放置的平行板电容器的上、下极板,板长,板间距离。在两金属板左端正中间位置M处,有一个小液滴以某一初速度水平向右射入两板间,从A板右侧边缘射出电场。已知小液滴的质量,带负电,电荷量重力加速度求:
(1)平行板电容器两极板间电压U的大小。
(2)在此过程中液滴电势能的变化量。
(3)液滴进入电场时初速度的大小。
15.某工作电路如图甲所示,为一电动机,当滑动变阻器的滑片从最右端滑到最左端的过程中,两电压表、的示数随电流表的示数变化情况如图乙所示。当流经电动机的电流小于时,电动机不转动,此时电路可视为纯电阻电路。所有电表均视为理想电表。求:
(1)滑动变阻器的最大阻值;
(2)电源的电动势和内阻;
(3)滑动变阻器的触头在最左端时,电动机的输出功率。
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第十二章 电能 能量守恒定律
注意事项:
1.测试范围:人教版(2019): 必修第三册第12章。
2.考试时间:75分钟 试卷满分:100分。
第Ⅰ卷 选择题
一、选择题(本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8-10题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,有选错的得0分)
1.如图所示,某品牌扫地机器人由主机和充电座两部分组成,该扫地机器人主机参数:额定电压为12V,电池额定容量3000mA·h,额定功率24W,当电池剩余电荷量为额定容量的20%时,主机会自动返回充电座充电。下列说法正确的是( )
A.扫地机器人主机正常运行时,电路中电动机的线圈阻值为6Ω
B.电动机在额定电压下工作时,额定电流为3A
C.电池充满后,电池所能带的总电荷量是10800C
D.主机从满电量开始工作,到其自动返回充电座,能持续清扫的时间为1.5h
【答案】C
【详解】A.扫地机器人是非纯电阻电动机,欧姆定律不适用,无法由额定电压、功率直接算出线圈电阻,故A错误;
B.电动机在额定电压下工作时,额定电流为,故B错误;
C.电池充满后,电池所能带的总电荷量是,故C正确;
D.主机从满电量开始工作,到其自动返回充电座,能持续清扫的时间为,故D错误。
故选C。
2.锂电池因能量高、环保无污染而广泛使用在手机等电子产品中。现用充电器为一手机锂电池充电,等效电路如图所示,充电器电源的输出电压为 ,输出电流为,手机电池的内阻为 ,下列说法正确的是( )
A.充电器输出的电功率为
B.一部分电能转化为化学能,化学能的功率为
C.电池产生的热量为
D.充电器的充电效率为
【答案】B
【详解】A.充电器电源的输出电压为 ,输出电流为,则充电器的输出电功率为,故A错误;
BC.锂电池产生的热功率为
则一部分电能转化为化学能,化学能的功率为,故B正确,C错误;
D.充电器的充电效率为,故D错误。
故选B。
3.如图所示,我国东海大桥两侧将建成海上风力发电场。每台风力发电机的叶片转动时可形成半径为的圆面,当地风向可视为与叶片转动的圆面垂直,发电机将此圆面内气流动能转化为输出电能的效率为。风速在范围内,可视为不变。已知风速时每台发电机输出电功率为,空气的密度为,则( )
A.单位时间内经过每台发电机叶片圆面的气流动能为
B.当风速为时每台发电机的输出电功率约为
C.每台发电机叶片转动时形成的圆面半径约为
D.若每年有风速在,则每台发电机年发电量至少为
【答案】C
【详解】A.单位时间内经过每台发电机叶片圆面的气流动能为
故A错误;
B.根据
可知每台发电机的输出电功率与成正比,结合题意有
解得
故B错误;
C.风速时每台发电机输出电功率为,则有
解得
故C正确;
D.若每年有风速在,则每台发电机年发电量至少为
故D错误。
故选C。
4.小华用如图甲所示的电路测定一种水果电池的电动势和内阻,根据实验数据作出图乙中的图线并由此得出E、r的值,则下列说法正确的是( )
A.由图像可得到 B.由图像可得到
C.从系统误差看,的测量值偏大 D.从系统误差看,的测量值偏大
【答案】B
【详解】AB.根据闭合电路欧姆定律
图线的纵轴截距等于电动势,斜率的绝对值等于电源内阻。 由图乙可知时,,因此
内阻计算,故A错误、B正确;
CD.由于电压表存在内阻 ,其分流导致电流表读数 小于总电流 ,实际关系为
因此:测量电动势 (偏小),测量内阻 (偏小),故CD错误。
故选B。
5.如图甲为手控可调节亮度的台灯,其内部电路可简化为如图乙所示的电路图。通过调节图乙所示电位器接入电路的阻值,即可调节电源的输出功率。若电源电动势E=10V,内阻r=2Ω,灯泡电阻(固定不变),调节电位器即可改变台灯亮度,电位器接入电路中的阻值可在0~30Ω之间调节,则( )
A.电源的最大输出功率为10W
B.灯泡L消耗的最大功率为2.5W
C.电位器的最大功率为2.5W
D.当时,电源输出的功率最大
【答案】C
【详解】AD.电源的输出功率为
可知当外电阻等于内阻时,电源的输出功率最大;由于灯泡电阻大于电源内阻,所以当电位器接入电路中的阻值时,电源的输出功率最大,最大功率为,故AD错误;
B.由题可知,当电位器接入电路中的阻值为零时,电路中的电流最大,灯泡消耗的功率也最大,最大功率为,故B错误;
C.根据前面分析可知,把灯泡电阻等效为电源内阻的一部分,可知当电位器接入电路中的阻值为时,电位器的功率最大,最大功率为,故C正确。
故选C。
6.有一小量程电流表,满偏电流为0.5mA,内阻为800Ω。现要将它改装成0~1mA、0~10mA的两量程电流表,某同学设计了如图所示的甲、乙两个电路图。下列说法正确的是( )
A.甲电路中,R1<R2;乙电路中,R3>R4
B.若采用图甲电路,则R1=720Ω
C.甲电路可以防止换挡时电流全部流经表头,更加安全
D.若甲、乙电路都选择0~1mA挡位,甲电路功耗更低
【答案】C
【详解】AB.对甲电路,量程为10mA时,有,量程为1mA时,有
联立解得,
对乙电路量程为10mA时,有
量程为1mA时,有
解得,,所以A错误,B错误;
C.换挡时乙图中的总电流会全部流经表头,容易造成表头的损坏,所以甲电路更加安全,C正确;
D.根据,当总电流为1mA时,甲电路中消耗的功率
乙电路中消耗的功率,所以,D错误。
故选C。
7.如图所示的电路中,定值电阻、、、的阻值均为,电源电动势为E,内阻为r,R为滑动变阻器,电表均为理想电表。闭合开关,滑动变阻器的滑片从最右端向左端滑动的过程中,、分别表示电压表V2和电流表A示数的变化量,下列判断正确的是( )
A.电流表A示数减小,电压表V1示数减小
B.A、B两点间的并联部分电路消耗的功率先增大后减小
C.
D.电源的效率减小
【答案】C
【详解】A.滑动变阻器的滑片从最右端向左端滑动的过程中,回路总电阻增加,根据闭合电路欧姆定律,干路电流为
可知干路电流减小,电压表示数满足
可知电压表示数增加,定值电阻、上的电流增加,所在电路电流减小,故A错误;
B.A、B两点间的电路可看成先将、并联,并联结果为,再将该并联电阻与和并联,故A、B两点间的并联部分电路总电阻为
由于不知道滑动变阻器的电阻范围,故
并联部分消耗的功率满足
可知当时,并联部分消耗的功率最大,由并联部分电路总电阻的取值范围可知,滑动变阻器从最右端向左端滑动的过程中,随着的增加,其消耗的功率逐渐增大,故B错误;
C.根据闭合电路欧姆定律,电压表的示数满足
化简得
可知,故C正确;
D.电源的效率满足
滑动变阻器从最右端向左端滑动的过程中,随着的增加,电源的效率逐渐增大,故D错误。
故选C。
8.(多选)在如图所示的电路中,电源电动势为6V,内阻r=0.5Ω,定值电阻R1=8Ω,R2=0.5Ω。当开关闭合后,理想电压表示数为1.0V,内阻为rM=0.5Ω的电动机恰好正常工作,则( )
A.电动机的额定电压0.75V B.电源的效率约为83.3%
C.电动机的输入功率为6W D.电动机的额定电流为2A
【答案】BC
【详解】A.根据欧姆定律可得,总电流为
电动机两端电压为,故A错误;
D.流过R1的电流为
电动机额定电流为,故D错误;
C.电动机的输入功率为,故C正确;
B.电源的效率为,故B正确。
故选BC。
9.(多选)利用电动机通过如图所示的电路提升重物。已知电源电动势,电源内阻,电阻,重物质量。当将重物固定时,电压表的示数为;当重物不固定,且电动机最后以稳定的速度匀速提升重物时,电压表的示数为,流过电动机的电流为。不计一切摩擦,电压表为理想电压表,取,下列说法正确的是( )
A.电动机内部线圈的电阻为 B.稳定匀速提升重物时,
C.重物匀速上升时的速度为 D.匀速提升重物时电动机消耗的电功率是
【答案】AC
【详解】A.由题,电源电动势E=6V,电源内阻,当将重物固定时,电压表的示数为U=5V,则根据闭合电路欧姆定律得,电路中电流为
电动机的电阻,A正确;
BCD.当重物匀速上升时,电压表的示数为
电路中电流为
电动机两端的电压为
故电动机消耗的功率
根据能量转化和守恒定律得
代入解得,选项BD错误,C正确。
故选AC。
10.(多选)如图甲所示,电源的电动势,内阻为r,闭合开关S,滑动变阻器的滑片C从A端滑至B端的过程中,电路中的一些物理量的变化规律如图乙所示:图Ⅰ描述电源的输出功率随端电压的变化规律,图Ⅱ描述端电压随电流的变化规律、图Ⅲ描述电源的效率随外电阻的变化规律,电表、导线对电路的影响不计。则下列说法正确的是( )
A.电源的内阻r为3Ω B.滑动变阻器最大阻值6Ω
C.Ⅰ图上b点的坐标(3V,4.5W) D.Ⅱ图上a点的坐标(0.6A,4.8V)
【答案】CD
【详解】A.由图Ⅱ知,当路端电压时,电路中的电流,则电源的内阻为,故A错误;
B.电源的效率为
外电阻越大,电源的效率越大,因此当滑动变阻器的阻值全部连入电路时电源的效率最高,则
解得,故B错误;
C.电源的输出功率为
故Ⅰ图上点的坐标为(3V,4.5W),故C正确;
D.路端电压为
故当电流最小时,即滑动变阻器的阻值全部连入电路时,路端电压最大,由闭合电路欧姆定律得
路端电压,Ⅱ图上a点的坐标为(0.6A,4.8V),故D正确。
故选CD。
第Ⅱ卷 非选择题
二、实验题(本题共2小题,每空2分,共16分)
11.艺术家Charland用800个马铃薯和苹果通过镍钉和铜线连接起来,组成了一个超大的果蔬电池组,通过特殊装置就可以给手机充电。小明同学想通过实验来验证水果电池的可用性,他把铜片和锌片相隔约1cm插入一个苹果中,制成一个水果电池,并采用如图甲所示的电路测量该水果电池的电动势和内阻。小明同学查阅资料后得知,水果电池的电动势约为1V,内阻约为1000Ω;电流表量程为0~3mA,内阻忽略不计。
(1)实验室的电阻箱有两种规格:电阻箱(0~99.9Ω),电阻箱(0~999.9Ω),图甲中的电阻箱R应选用________(填“”或“”)。
(2)闭合开关S,改变电阻箱R的阻值,并记录对应的电流表的示数,其中某次电流表的示数如图乙所示,则电流表的示数为________mA。
(3)利用电阻箱的阻值R与相应的电流表的示数I,作出图像,如图丙所示,根据图像可得,水果电池的电动势为________V(结果保留三位有效数字)。
(4)若考虑电流表的内阻,水果电池内阻的测量值________真实值(填“大于”“小于”或“等于”)。
【答案】(1)
(2)2.00
(3)1.25
(4)大于
【详解】(1)电阻箱R1的最大阻值小,如果选用R1电流的调节范围太小,指针几乎不变,应选用最大电阻与电源内阻差不 多的R2,电流表示数才会有明显变化。
(2)电流表的最小分度为0.1mA,电流表读数为2.00mA。
(3)根据闭合电路欧姆定律
变形得
图像的斜率
图像的斜率表示电动势,电动势
(4)考虑电流表内阻,根据闭合电路欧姆定律可得
则
又
所以
故水果电池内阻的测量值大于真实值。
12.在测量铅笔芯电阻率的实验中,实验器材有:待测圆柱形铅笔芯、电压表、电流表 、电阻箱、干电池、刻度尺、螺旋测微器、开关、滑片及导线等。实验电路图如图(a)所示,、为铅笔芯的两端,滑片在、间左右滑动。
(1)用螺旋测微器测量铅笔芯的直径 ,其示数如图(b)所示,可知__________。
(2)适当选择电阻箱的阻值、移动滑片到某位置、测量、间的长度 ,闭合开关,记录电压表的示数U,电流表的示数 ,则该铅笔芯电阻率的表达式为__________(用、 、 和 表示)。
(3)多次改变滑片P的位置、记录对应的 、、 ,由实验数据绘制出的图如图(c)所示。由此可得该铅笔芯的电阻率________(取3.14,保留两位有效数字)。
(4)干电池使用一段时间后,其内阻增大,对电阻率的测量结果__________(填“有”或“无”)影响。
【答案】(1)0.500
(2)
(3)
(4)无
【详解】(1)读数为
(2)根据欧姆定律结合电阻定律可知,
联立解得
(3)根据可知,故图像的斜率为
得
代入数值解得
(4)干电池的内阻增大,不考虑电表内阻的影响下,实验中测量的U和通过的电流I还是真实值,对实验测量结果无影响。
三.解答题(本题共3小题,共38分)
13.小型直流电动机(其线圈内阻为)与规格为“4V 4W”的小灯泡并联,再与阻值为的电阻串联,然后接至的电源上,如图所示,小灯泡恰好正常发光,电动机正常工作,求:
(1)电动机的发热功率;
(2)如果在正常工作时,转子突然被卡住,求此时电动机中的电流。(不考虑温度对各电阻的影响)
【详解】(1)流过的电流强度
流过灯泡的电流强度
流过电动机的电流强度
电动机的发热功率为
(2)灯泡的电阻
转子突然被卡住后,整个回路为纯电阻电路
干路的电流强度
联立解得流过电动机的电流强度
14.如图所示,电路中电源电动势,内阻不计,电路中三个定值电阻R的阻值相同。
A、B分别为水平放置的平行板电容器的上、下极板,板长,板间距离。在两金属板左端正中间位置M处,有一个小液滴以某一初速度水平向右射入两板间,从A板右侧边缘射出电场。已知小液滴的质量,带负电,电荷量重力加速度求:
(1)平行板电容器两极板间电压U的大小。
(2)在此过程中液滴电势能的变化量。
(3)液滴进入电场时初速度的大小。
【详解】(1)根据闭合电路欧姆定律得
代入数据解得。
(2)液滴在电场中运动电场力做功
代入数据解得
根据电场力做功与电势能变化的关系
得
即液滴电势能减小。
(3)液滴在电场中运动所受电场力大小为
根据牛顿第二定律得
液滴在电场中做类平抛运动,竖直方向有
水平方向有
联立解得。
15.某工作电路如图甲所示,为一电动机,当滑动变阻器的滑片从最右端滑到最左端的过程中,两电压表、的示数随电流表的示数变化情况如图乙所示。当流经电动机的电流小于时,电动机不转动,此时电路可视为纯电阻电路。所有电表均视为理想电表。求:
(1)滑动变阻器的最大阻值;
(2)电源的电动势和内阻;
(3)滑动变阻器的触头在最左端时,电动机的输出功率。
【详解】(1)电流最小时,变阻器接入电路电阻最大,根据欧姆定律可得
(2)根据电压随电流的变化图像可知,下边为图像,上边为图像,在图像中,根据
可知斜率的绝对值表示内电阻,因此内电阻大小为
当回路电流为时,路端电压为,此时内电压
因此电路中电源电动势
(3)电流表读数在以下时,电动机没有发生转动,因此电机内阻
当滑动变阻器的触头在左端时,则有
电机产热的功率
因此电动机的输出功率
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