第十二章 电能 能量守恒定律（单元自测·培优卷）物理人教版必修第三册

**基本信息** 高二物理必修三第十二章“电能·培优卷”，聚焦电能核心知识，通过基础巩固与能力提升的梯度设计，融合物理观念与科学思维，适配单元复习需求。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|12/48|电动势、电路功率、电动机等|结合电动自行车（第6题）等实际情境，考查能量观念| |实验题|2/12|电源电动势和内阻测量|通过U-I图像（第13题）培养科学探究能力| |计算题|4/40|电路综合分析、机械功率|电动绞缆机模型（第18题）体现科学态度与责任|

2026-2027学年高二物理必修三单元自测 第十二章 电能·培优卷 （建议用时：90分钟，试卷满分：100分） 一．选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。 1．铅蓄电池的电动势为2V，下列对于电动势理解正确的是（　　） A．铅蓄电池两极间的电压为2V B．铅蓄电池在1s内将2J的化学能转变为电能 C．电动势、电压虽然名称不同，但是单位相同，物理意义也相同，是同一个物理量 D．电路中每通过1C电荷量，电源把2J的化学能转变为电能 【答案】D 【详解】A．铅蓄电池处于开路状态时两极间的电压才等于电源的电动势为2V，所以A错误； BD．电动势的物理意义为，移动1C的正电荷在电源内从负极到正极，非静电力做功2J，即有2J的化学能转化为电能。所以B错误；D正确； C．电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量，但是电压是表征电流做功本领大小的物理量，两者物理意义不同，所以C错误； 故选D。 2．如图所示，直线A是某电源（电动势E和内电阻r都恒定）的路端电压和电流的关系图线，直线B、C分别是定值电阻、的两端电压与电流的关系图线，若将这两个电阻分别接到这个电源上，则（　　） A．接在电源上时，电源的总功率大 B．接在电源上时，电源的输出功率大 C．接在电源上时，电源自身发热功率大 D．接在电源上时，电源的效率大 【答案】B 【详解】A．由两图线的交点读出，接在电源上时电压，通过的电流，电源的总功率，与电流成正比，则知接在电源上时，电源的总功率较大，故A错误； B．由两图线的交点读出，接在电源上时电压，通过的电流，则电源的输出功率 接在电源上时，，电源的输出功率 则接在电源上时，电源的输出功率较大，故B正确； C．依据电源的热功率表达式，可知外电阻较小的，电源的热功率较大，因此接在电源上时，电源的热功率较大，故C错误； D．电源的效率，则知电源的效率与路端电压成正比，接在电源上时路端电压大，效率较高，故D错误。 故选B。 3．额定电压都是110V、额定功率PA=110W和PB=40W的两盏电灯，若接在电压是220V的电路上，使两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗功率最小的电路是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】由和已知条件可知；对于A电路，由于，所以，B灯烧毁，两灯不能正常发光； 对于B电路，由于，A灯并联变阻器，并联电阻更小于，所以，B灯烧毁，两灯不能正常发光； 对于C电路，B灯与变阻器并联，并联电阻可能等于，所以可能有 两灯可以正常发光； 对于D电路，若变阻器的有效电阻等于A、B的并联电阻，则，两灯可以正常发光； 比较C、D两个电路，由于C电路中滑动变阻器功率为，而D电路中滑动变阻器功率为，所以C电路消耗电功率最小。 故选C。 4．如图所示，直线为某电源的图线，曲线为某元件的图线的一部分，虚线为过交点的切线，切线交于纵轴0.5A处，用该电源和元件串联起来组成闭合电路，下列说法正确的是（　　） A．此时导体的电阻为 B．电源的输出效率为50% C．随着电压增大，元件电阻不断减小 D．若用该电源和两个该元件串联，电流变为0.5A 【答案】B 【详解】A．此时导体的电阻为 故A 错误； B．由图可知，电源的电动势和内阻， 故电源的输出效率为 故B正确； C．图像与原点连接的斜率表示元件电阻的倒数，由图可知，随着电压增大，元件电阻不断增大，故C错误； D．若用该电源和两个该元件串联，则可看成将电源分成电动势为，内阻为的两个新电源分别为元件供电，新电源的图像如图 由图可知，若用该电源和两个该元件串联，电流大于0.5A，故D错误。 故选B。 5．在如图所示的电路中，为电源电动势，为电源内阻，和均为定值电阻，为滑动变阻器。当的滑动触点在端时合上开关，电表和的示数分别为和。现将的滑动触头向端移动，则（     ） A．减小、增大、增大 B．增大、减小、减小 C．和发热功率都增大 D．电源总功率和内阻功率都增大 【答案】D 【详解】AB．的滑动触点向端移动时，减小，整个电路的总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可得，电路中总电流增大，内电压增大，外电压减小，即电压表示数U减小，电压增大，、并联电压减小，通过的电流减小，即A1示数减小，总电流增大，则通过的电流增大，即A2示数增大，故AB错误； C．的发热功率 ，因 减小，故 减小； 的发热功率 ，因总电流增大，故 增大，两者并非都增大，故C错误； D．电源的总功率，内阻功率，总电流增大，电源的总功率和内阻功率都增大，故D正确； 故选D。 6．一电动自行车中电源铭牌标有“60 V  15 A·h”字样，假设工作时输出电压恒为60 V，额定功率为300 W，电动机内阻为1 Ω。某次在平直公路上行驶，人和车的总质量为120 kg，阻力恒为总重力的0.02倍，g取10 m/s2。下列说法正确的是（     ） A．额定工作电流为15 A B．充满电后该电池的总能量为900 J C．以额定功率行驶时，电动机内阻每分钟产生的热量为1.5×103 J D．以额定功率行驶时，在平直公路上行驶的最大速度约为12.5 m/s 【答案】C 【详解】A．额定工作电流由功率公式 得，故A错误； B．充满电后电池总能量为，故B错误； C．电动机内阻产热由焦耳定律得，故C正确； D．电动机输出功率 最大速度时牵引力等于阻力 由 得，故D错误。 故选C。 7．如图所示的电路中，电源电动势E=6 V，内阻r=0.5 Ω，电阻R1=0.5 Ω，R2=6 Ω。开关闭合后，电动机M恰好正常工作。已知电动机M额定电压为3 V，线圈电阻为0.1 Ω，则电动机的输出功率是（　　） A．7.5 W B．8.5 W C．5.875 W D．6.875 W 【答案】D 【详解】开关闭合后，电动机恰好正常工作，其两端的电压为额定电压，由电路图可知，电阻与电动机并联，两端电压相等，即 通过电阻的电流为 根据闭合电路欧姆定律，外电路的总电压可表示为 同时路端电压也等于两端的电压与并联部分电压之和，即 解得干路总电流为 根据并联电路的电流规律，通过电动机的电流为 电动机的总输入功率为 电动机的热功率为 则电动机的输出功率为 故选D。 8．“迷你”电饭锅有加热和保温两挡，工作电路如图所示，电饭锅在保温状态下的电路总功率是加热状态下的，则和关系正确的是（     ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】当开关闭合时，电路中电阻较小，电饭锅处于加热状态，加热功率为 当开关断开时，电阻与串联，电路中总电阻较大，电饭锅处于保温状态，保温功率为 根据题干条件有 联立解得 故选B。 9．在研究微型电动机的性能时，可采用如图所示的实验电路。当调节滑动变阻器R，使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.5A和1.0V；当重新调节R，使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0A和15.0V。则有关这台电动机正常运转时的说法正确的是（　　） A．电动机的内阻为 B．电动机的内电阻发热功率为8.0W C．电动机的输出功率为22W D．电动机的效率约为27% 【答案】BC 【详解】A．电动机的内阻为 ，A错误； B．电动机的内电阻发热功率为，B正确； C．电动机的输出功率为，C正确； D．电动机的效率约为，D错误。 故选BC。 10．在如图所示的电路中，是定值电阻，、是滑动变阻器。电源的电动势为，内阻为，接通开关，质量为的带电油滴恰能静止在水平放置的两金属板间。已知为理想二极管，下列说法正确的是（    ） A．仅将的滑片向右移动，油滴将向上运动 B．仅将的滑片向右移动，油滴将向下运动 C．仅减小电容器两极板间的距离，油滴将向下运动 D．仅断开开关，油滴将静止 【答案】AD 【详解】A．油滴原静止，满足 滑片右移，接入电阻减小，干路电流增大，电压升高。二极管允许充电，电容器电压升高，场强增大，电场力大于重力，油滴向上运动，故A正确； B．滑片右移，不变，干路电流不变，电压不变，电容器电压不变，场强不变，油滴仍静止，故B错误； C．减小极板间距，电容增大，二极管允许充电，电容器电压保持不变，场强随减小而增大，电场力大于重力，油滴向上运动，故C错误； D．断开开关S，二极管阻止电容器放电，电容器带电量不变，由得不变，则场强不变，油滴仍保持静止，故D正确。 故选AD。 11．图甲为一款电位器调光台灯，改变电位器接入阻值即可调节灯泡亮度，其等效电路如图乙所示。已知电源电动势，内阻，灯泡阻值恒为，电位器接入电路的阻值调节区间为。下列说法正确的是（　　） A．灯泡消耗功率最大时，电位器的接入阻值为 B．灯泡最大消耗功率为 C．电位器可获得的最大功率为 D．电源输出效率随外电路总电阻阻值增大而减小 【答案】BC 【详解】AB．电路为串联，电流 灯泡功率 在内，越小，越大，故时灯泡功率最大，最大值 =，故A错误，B正确； C．将电源内阻和灯泡看成等效电源的定阻，等效内阻为 根据电源对外电阻输出功率最大条件，时最大。此时= =，故C正确； D．电源效率== 随外电路总电阻增大而增大，故D错误。 故选BC。 12．如图甲所示是用来测量脂肪积累程度的仪器，其原理是根据人体电阻的大小来判断脂肪所占比例（体液中含有钠离子、钾离子等，而脂肪不容易导电，脂肪含量越高电阻越大），模拟电路如图乙所示。测量时，闭合开关，测试者分握两手柄，体型相近的两人相比脂肪含量低者（　　） A．电流表示数大 B．电压表示数小 C．路端电压大 D．电压表示数的变化量与电流表示数的变化量的比值的绝对值小 【答案】AB 【详解】ABC．由于脂肪不容易导电，当脂肪含量较低时，测试时接在电路中的电阻R较小，由闭合电路欧姆定律可知 R越小，I越大，电流表的示数越大，根据闭合电路欧姆定律，可得电压表的示数 小，路端电压 小，故AB正确，C错误； D．电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值的绝对值为 无论测试者的脂肪高低，均不变，所以比值不变，故D错误。 故选AB。 二．实验题：本大题共2小题，共12分。 13．（4分）用电流表和电压表测量电源的电动势和内阻，实验原理图及所需器材如图甲、乙所示。 (1)在图乙中用笔画线代替导线将器材按原理图连接成实验电路。 (2)一位同学记录的6组数据见下表： I/A 0.12 0.20 0.31 0.32 0.50 0.57 U/V 1.37 1.32 1.24 1.18 1.10 1.05 试根据这些数据在图丙中作出U-I图像_____，根据图像读出电源的电动势________V，求出电源内阻________Ω 【答案】(1) (2) /1.45/1.47 /0.69/0.70/0.72/0.73 【详解】（1）实物连线图如图所示 （2）[1] 根据表中数据在图丙中作出图像，如图所示 [2][3]根据闭合电路欧姆定律有 结合图像读出电源的电动势 根据图像斜率求出电源内阻 14．（8分）某实验小组的同学准备测量电池的电动势和内阻，实验室提供的器材如下： A．电池（电动势约为，内阻约为） B．电流表（量程，内阻约） C．电流表（量程，内阻未知） D．滑动变阻器（最大阻值） E．电阻箱（阻值范围） F．电阻箱（阻值范围） G．开关一个，导线若干 (1)①该实验小组准备先测量电流表的内阻，设计了如图甲所示的电路，请根据实验电路用笔画线代替导线将图乙中的实物图补充完整__________。 ②将滑动变阻器的滑片移到合适位置，调节电阻箱的阻值，当电流表的示数是电流表的三倍时，电阻箱的示数为，则电流表的内阻为__________。 (2)①某同学设计了如图丙所示的电路图测量电池的电动势和内阻，将电流表的量程扩大10倍，则电阻箱的示数应调为__________。 ②闭合开关，改变电阻箱接入回路的阻值，记录多组电流表的示数和电阻箱的阻值，作出的图像如图丁所示，则电池的电动势__________，内阻__________。 ③不考虑实验操作和读数等带来的偶然误差，电动势的测量值__________（选填“大于”“小于”或“等于”）真实值。 【答案】(1) 198 (2) 22.0 3 4.2 等于 【详解】（1）[1]根据电路图，连接实物图如图所示 [2]根据欧姆定律有 其中 解得 （2）[1]将电流表的量程扩大10倍，则有 解得 [2]根据闭合电路欧姆定律有 变形得 根据图像有， 解得， [3]电流表的内阻已知，利用图像处理数据，不考虑实验操作和读数等带来的偶然误差，电动势的测量值等于真实值 三．计算题：本题共4小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 15．（10分）如图所示，电源电动势，内阻，电阻，电阻，开关闭合后，电动机恰好正常工作。已知电动机额定电压，线圈电阻，求： (1)流过电动机的电流； (2)电动机正常工作时产生的机械功率； (3)电源的效率。 【答案】(1)2A (2)10W (3) 【详解】（1）根据闭合电路的欧姆定律可知，流过电源的干路电流为   则流过电动机的电流为    代入数据解得 （2）电动机的发热功率为     输出功率为     代入数据解得 （3）电源的输出功率为     电源的     代入数据解得 16．（10分）如图所示，电源内阻，，，灯L上标有“”的字样，当电键闭合后，滑动变阻器的滑片P移到最右端时，理想电流表示数为，灯L恰能正常发光。 (1)求电源的电动势； (2)当滑动变阻器的段电阻为多大，变阻器上消耗的功率最大？最大值是多少？ 【答案】(1)6V (2)，2W 【详解】（1）当滑片P移到最右端时，电阻被短路（在这个电路中要注意，由于电流表是理想电流表，滑动变阻器滑键P与b之间的电阻与始终被短路），电源的电动势 （2） 由题知灯泡的电阻 当滑动变阻器的段电阻设为，其等效电路如图1所示，当断路时，等效电源如图2电路，则等效电源的电动势等于灯泡两端的电压，即 电源内阻r与串联再与灯并联，等效电源的内阻 根据电源的输出功率最大时，外电阻等于内电阻，则当，其最大功率 17．（10分）在图示的电路中，、、为定值电阻，但阻值未知，R为电阻箱，电源电动势未知但恒定，其内阻不计。当电阻箱电阻为时，通过它的电流为；当电阻箱电阻为时，通过它的电流为。问：当通过电阻箱的电流为时，电阻箱的电阻为多少？ 【答案】 【详解】下图中虚线部分可以等效为一个恒压电源，设等效电源的电动势为E，内阻为r，则原电路可以简化为一个电源和外电路电阻R直连的电路。 根据闭合电路欧姆定律，有 解得，。 当时，有 解得。 18．（10分）如图所示为某种电动绞缆机模型的工作示意图。电源的电动势E=24V，内阻忽略不计，保护电阻R0=4Ω，卷绳电动机M内部线圈电阻r=2Ω。卷绳电动机固定在平台上，通过不可伸长的轻绳与小船相连。闭合开关S，理想电流表示数为I=1A，卷绳电动机以恒定输出功率工作，拉动小船匀速靠岸，小船靠岸过程中轻绳始终保持水平，小船的速度大小为v0=2m/s。求： (1)卷绳电动机的输出功率P； (2)轻绳拉力F的大小。 【答案】(1)18W (2)9N 【详解】（1）保护电阻两端的电压为 电动机两端的电压 电动机的电功率 电动机的热功率 电动机的输出功率 （2）根据功率的计算公式 解得 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… ………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… 此卷只装订不密封 ………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… ………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… … 学校：______________姓名：_____________班级：_______________考号：______________________ 2026-2027学年高二物理必修三单元自测 第十二章 电能·培优卷 （建议用时：90分钟，试卷满分：100分） 一．选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。 1．铅蓄电池的电动势为2V，下列对于电动势理解正确的是（　　） A．铅蓄电池两极间的电压为2V B．铅蓄电池在1s内将2J的化学能转变为电能 C．电动势、电压虽然名称不同，但是单位相同，物理意义也相同，是同一个物理量 D．电路中每通过1C电荷量，电源把2J的化学能转变为电能 2．如图所示，直线A是某电源（电动势E和内电阻r都恒定）的路端电压和电流的关系图线，直线B、C分别是定值电阻、的两端电压与电流的关系图线，若将这两个电阻分别接到这个电源上，则（　　） A．接在电源上时，电源的总功率大 B．接在电源上时，电源的输出功率大 C．接在电源上时，电源自身发热功率大 D．接在电源上时，电源的效率大 3．额定电压都是110V、额定功率PA=110W和PB=40W的两盏电灯，若接在电压是220V的电路上，使两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗功率最小的电路是（　　） A． B． C． D． 4．如图所示，直线为某电源的图线，曲线为某元件的图线的一部分，虚线为过交点的切线，切线交于纵轴0.5A处，用该电源和元件串联起来组成闭合电路，下列说法正确的是（　　） A．此时导体的电阻为 B．电源的输出效率为50% C．随着电压增大，元件电阻不断减小 D．若用该电源和两个该元件串联，电流变为0.5A 5．在如图所示的电路中，为电源电动势，为电源内阻，和均为定值电阻，为滑动变阻器。当的滑动触点在端时合上开关，电表和的示数分别为和。现将的滑动触头向端移动，则（     ） A．减小、增大、增大 B．增大、减小、减小 C．和发热功率都增大 D．电源总功率和内阻功率都增大 6．一电动自行车中电源铭牌标有“60 V  15 A·h”字样，假设工作时输出电压恒为60 V，额定功率为300 W，电动机内阻为1 Ω。某次在平直公路上行驶，人和车的总质量为120 kg，阻力恒为总重力的0.02倍，g取10 m/s2。下列说法正确的是（     ） A．额定工作电流为15 A B．充满电后该电池的总能量为900 J C．以额定功率行驶时，电动机内阻每分钟产生的热量为1.5×103 J D．以额定功率行驶时，在平直公路上行驶的最大速度约为12.5 m/s 7．如图所示的电路中，电源电动势E=6 V，内阻r=0.5 Ω，电阻R1=0.5 Ω，R2=6 Ω。开关闭合后，电动机M恰好正常工作。已知电动机M额定电压为3 V，线圈电阻为0.1 Ω，则电动机的输出功率是（　　） A．7.5 W B．8.5 W C．5.875 W D．6.875 W 8．“迷你”电饭锅有加热和保温两挡，工作电路如图所示，电饭锅在保温状态下的电路总功率是加热状态下的，则和关系正确的是（     ） A． B． C． D． 9．在研究微型电动机的性能时，可采用如图所示的实验电路。当调节滑动变阻器R，使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.5A和1.0V；当重新调节R，使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0A和15.0V。则有关这台电动机正常运转时的说法正确的是（　　） A．电动机的内阻为 B．电动机的内电阻发热功率为8.0W C．电动机的输出功率为22W D．电动机的效率约为27% 10．在如图所示的电路中，是定值电阻，、是滑动变阻器。电源的电动势为，内阻为，接通开关，质量为的带电油滴恰能静止在水平放置的两金属板间。已知为理想二极管，下列说法正确的是（    ） A．仅将的滑片向右移动，油滴将向上运动 B．仅将的滑片向右移动，油滴将向下运动 C．仅减小电容器两极板间的距离，油滴将向下运动 D．仅断开开关，油滴将静止 11．图甲为一款电位器调光台灯，改变电位器接入阻值即可调节灯泡亮度，其等效电路如图乙所示。已知电源电动势，内阻，灯泡阻值恒为，电位器接入电路的阻值调节区间为。下列说法正确的是（　　） A．灯泡消耗功率最大时，电位器的接入阻值为 B．灯泡最大消耗功率为 C．电位器可获得的最大功率为 D．电源输出效率随外电路总电阻阻值增大而减小 12．如图甲所示是用来测量脂肪积累程度的仪器，其原理是根据人体电阻的大小来判断脂肪所占比例（体液中含有钠离子、钾离子等，而脂肪不容易导电，脂肪含量越高电阻越大），模拟电路如图乙所示。测量时，闭合开关，测试者分握两手柄，体型相近的两人相比脂肪含量低者（　　） A．电流表示数大 B．电压表示数小 C．路端电压大 D．电压表示数的变化量与电流表示数的变化量的比值的绝对值小 二．实验题：本大题共2小题，共12分。 13．（4分）用电流表和电压表测量电源的电动势和内阻，实验原理图及所需器材如图甲、乙所示。 (1)在图乙中用笔画线代替导线将器材按原理图连接成实验电路。 (2)一位同学记录的6组数据见下表： I/A 0.12 0.20 0.31 0.32 0.50 0.57 U/V 1.37 1.32 1.24 1.18 1.10 1.05 试根据这些数据在图丙中作出U-I图像_____，根据图像读出电源的电动势________V，求出电源内阻________Ω 14．（8分）某实验小组的同学准备测量电池的电动势和内阻，实验室提供的器材如下： A．电池（电动势约为，内阻约为） B．电流表（量程，内阻约） C．电流表（量程，内阻未知） D．滑动变阻器（最大阻值） E．电阻箱（阻值范围） F．电阻箱（阻值范围） G．开关一个，导线若干 (1)①该实验小组准备先测量电流表的内阻，设计了如图甲所示的电路，请根据实验电路用笔画线代替导线将图乙中的实物图补充完整__________。 ②将滑动变阻器的滑片移到合适位置，调节电阻箱的阻值，当电流表的示数是电流表的三倍时，电阻箱的示数为，则电流表的内阻为__________。 (2)①某同学设计了如图丙所示的电路图测量电池的电动势和内阻，将电流表的量程扩大10倍，则电阻箱的示数应调为__________。 ②闭合开关，改变电阻箱接入回路的阻值，记录多组电流表的示数和电阻箱的阻值，作出的图像如图丁所示，则电池的电动势__________，内阻__________。 ③不考虑实验操作和读数等带来的偶然误差，电动势的测量值__________（选填“大于”“小于”或“等于”）真实值。 三．计算题：本题共4小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 15．（10分）如图所示，电源电动势，内阻，电阻，电阻，开关闭合后，电动机恰好正常工作。已知电动机额定电压，线圈电阻，求： (1)流过电动机的电流； (2)电动机正常工作时产生的机械功率； (3)电源的效率。 16．（10分）如图所示，电源内阻，，，灯L上标有“”的字样，当电键闭合后，滑动变阻器的滑片P移到最右端时，理想电流表示数为，灯L恰能正常发光。 (1)求电源的电动势； (2)当滑动变阻器的段电阻为多大，变阻器上消耗的功率最大？最大值是多少？ 17．（10分）在图示的电路中，、、为定值电阻，但阻值未知，R为电阻箱，电源电动势未知但恒定，其内阻不计。当电阻箱电阻为时，通过它的电流为；当电阻箱电阻为时，通过它的电流为。问：当通过电阻箱的电流为时，电阻箱的电阻为多少？ 18．（10分）如图所示为某种电动绞缆机模型的工作示意图。电源的电动势E=24V，内阻忽略不计，保护电阻R0=4Ω，卷绳电动机M内部线圈电阻r=2Ω。卷绳电动机固定在平台上，通过不可伸长的轻绳与小船相连。闭合开关S，理想电流表示数为I=1A，卷绳电动机以恒定输出功率工作，拉动小船匀速靠岸，小船靠岸过程中轻绳始终保持水平，小船的速度大小为v0=2m/s。求： (1)卷绳电动机的输出功率P； (2)轻绳拉力F的大小。 试题 第3页（共8页） 试题 第4页（共8页） 试题 第5页（共8页） 试题 第6页（共8页） 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026-2027学年高二物理必修三单元自测 第十二章 电能·培优卷 （建议用时：90分钟，试卷满分：100分） 一．选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。 1．铅蓄电池的电动势为2V，下列对于电动势理解正确的是（　　） A．铅蓄电池两极间的电压为2V B．铅蓄电池在1s内将2J的化学能转变为电能 C．电动势、电压虽然名称不同，但是单位相同，物理意义也相同，是同一个物理量 D．电路中每通过1C电荷量，电源把2J的化学能转变为电能 2．如图所示，直线A是某电源（电动势E和内电阻r都恒定）的路端电压和电流的关系图线，直线B、C分别是定值电阻、的两端电压与电流的关系图线，若将这两个电阻分别接到这个电源上，则（　　） A．接在电源上时，电源的总功率大 B．接在电源上时，电源的输出功率大 C．接在电源上时，电源自身发热功率大 D．接在电源上时，电源的效率大 3．额定电压都是110V、额定功率PA=110W和PB=40W的两盏电灯，若接在电压是220V的电路上，使两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗功率最小的电路是（　　） A． B． C． D． 4．如图所示，直线为某电源的图线，曲线为某元件的图线的一部分，虚线为过交点的切线，切线交于纵轴0.5A处，用该电源和元件串联起来组成闭合电路，下列说法正确的是（　　） A．此时导体的电阻为 B．电源的输出效率为50% C．随着电压增大，元件电阻不断减小 D．若用该电源和两个该元件串联，电流变为0.5A 5．在如图所示的电路中，为电源电动势，为电源内阻，和均为定值电阻，为滑动变阻器。当的滑动触点在端时合上开关，电表和的示数分别为和。现将的滑动触头向端移动，则（     ） A．减小、增大、增大 B．增大、减小、减小 C．和发热功率都增大 D．电源总功率和内阻功率都增大 6．一电动自行车中电源铭牌标有“60 V  15 A·h”字样，假设工作时输出电压恒为60 V，额定功率为300 W，电动机内阻为1 Ω。某次在平直公路上行驶，人和车的总质量为120 kg，阻力恒为总重力的0.02倍，g取10 m/s2。下列说法正确的是（     ） A．额定工作电流为15 A B．充满电后该电池的总能量为900 J C．以额定功率行驶时，电动机内阻每分钟产生的热量为1.5×103 J D．以额定功率行驶时，在平直公路上行驶的最大速度约为12.5 m/s 7．如图所示的电路中，电源电动势E=6 V，内阻r=0.5 Ω，电阻R1=0.5 Ω，R2=6 Ω。开关闭合后，电动机M恰好正常工作。已知电动机M额定电压为3 V，线圈电阻为0.1 Ω，则电动机的输出功率是（　　） A．7.5 W B．8.5 W C．5.875 W D．6.875 W 8．“迷你”电饭锅有加热和保温两挡，工作电路如图所示，电饭锅在保温状态下的电路总功率是加热状态下的，则和关系正确的是（     ） A． B． C． D． 9．在研究微型电动机的性能时，可采用如图所示的实验电路。当调节滑动变阻器R，使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.5A和1.0V；当重新调节R，使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0A和15.0V。则有关这台电动机正常运转时的说法正确的是（　　） A．电动机的内阻为 B．电动机的内电阻发热功率为8.0W C．电动机的输出功率为22W D．电动机的效率约为27% 10．在如图所示的电路中，是定值电阻，、是滑动变阻器。电源的电动势为，内阻为，接通开关，质量为的带电油滴恰能静止在水平放置的两金属板间。已知为理想二极管，下列说法正确的是（    ） A．仅将的滑片向右移动，油滴将向上运动 B．仅将的滑片向右移动，油滴将向下运动 C．仅减小电容器两极板间的距离，油滴将向下运动 D．仅断开开关，油滴将静止 11．图甲为一款电位器调光台灯，改变电位器接入阻值即可调节灯泡亮度，其等效电路如图乙所示。已知电源电动势，内阻，灯泡阻值恒为，电位器接入电路的阻值调节区间为。下列说法正确的是（　　） A．灯泡消耗功率最大时，电位器的接入阻值为 B．灯泡最大消耗功率为 C．电位器可获得的最大功率为 D．电源输出效率随外电路总电阻阻值增大而减小 12．如图甲所示是用来测量脂肪积累程度的仪器，其原理是根据人体电阻的大小来判断脂肪所占比例（体液中含有钠离子、钾离子等，而脂肪不容易导电，脂肪含量越高电阻越大），模拟电路如图乙所示。测量时，闭合开关，测试者分握两手柄，体型相近的两人相比脂肪含量低者（　　） A．电流表示数大 B．电压表示数小 C．路端电压大 D．电压表示数的变化量与电流表示数的变化量的比值的绝对值小 二．实验题：本大题共2小题，共12分。 13．（4分）用电流表和电压表测量电源的电动势和内阻，实验原理图及所需器材如图甲、乙所示。 (1)在图乙中用笔画线代替导线将器材按原理图连接成实验电路。 (2)一位同学记录的6组数据见下表： I/A 0.12 0.20 0.31 0.32 0.50 0.57 U/V 1.37 1.32 1.24 1.18 1.10 1.05 试根据这些数据在图丙中作出U-I图像_____，根据图像读出电源的电动势________V，求出电源内阻________Ω 14．（8分）某实验小组的同学准备测量电池的电动势和内阻，实验室提供的器材如下： A．电池（电动势约为，内阻约为） B．电流表（量程，内阻约） C．电流表（量程，内阻未知） D．滑动变阻器（最大阻值） E．电阻箱（阻值范围） F．电阻箱（阻值范围） G．开关一个，导线若干 (1)①该实验小组准备先测量电流表的内阻，设计了如图甲所示的电路，请根据实验电路用笔画线代替导线将图乙中的实物图补充完整__________。 ②将滑动变阻器的滑片移到合适位置，调节电阻箱的阻值，当电流表的示数是电流表的三倍时，电阻箱的示数为，则电流表的内阻为__________。 (2)①某同学设计了如图丙所示的电路图测量电池的电动势和内阻，将电流表的量程扩大10倍，则电阻箱的示数应调为__________。 ②闭合开关，改变电阻箱接入回路的阻值，记录多组电流表的示数和电阻箱的阻值，作出的图像如图丁所示，则电池的电动势__________，内阻__________。 ③不考虑实验操作和读数等带来的偶然误差，电动势的测量值__________（选填“大于”“小于”或“等于”）真实值。 三．计算题：本题共4小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 15．（10分）如图所示，电源电动势，内阻，电阻，电阻，开关闭合后，电动机恰好正常工作。已知电动机额定电压，线圈电阻，求： (1)流过电动机的电流； (2)电动机正常工作时产生的机械功率； (3)电源的效率。 16．（10分）如图所示，电源内阻，，，灯L上标有“”的字样，当电键闭合后，滑动变阻器的滑片P移到最右端时，理想电流表示数为，灯L恰能正常发光。 (1)求电源的电动势； (2)当滑动变阻器的段电阻为多大，变阻器上消耗的功率最大？最大值是多少？ 17．（10分）在图示的电路中，、、为定值电阻，但阻值未知，R为电阻箱，电源电动势未知但恒定，其内阻不计。当电阻箱电阻为时，通过它的电流为；当电阻箱电阻为时，通过它的电流为。问：当通过电阻箱的电流为时，电阻箱的电阻为多少？ 18．（10分）如图所示为某种电动绞缆机模型的工作示意图。电源的电动势E=24V，内阻忽略不计，保护电阻R0=4Ω，卷绳电动机M内部线圈电阻r=2Ω。卷绳电动机固定在平台上，通过不可伸长的轻绳与小船相连。闭合开关S，理想电流表示数为I=1A，卷绳电动机以恒定输出功率工作，拉动小船匀速靠岸，小船靠岸过程中轻绳始终保持水平，小船的速度大小为v0=2m/s。求： (1)卷绳电动机的输出功率P； (2)轻绳拉力F的大小。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026-2027学年高二物理必修三单元自测 第十二章 电能·培优卷 （建议用时：90分钟，试卷满分：100分） 一．选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 D B C B D C D B BC AD BC AB 二．实验题：本大题共2小题，共12分。 13．（4分） 【答案】(1)(1分) (2) (1分) /1.45/1.47 (1分) /0.69/0.70/0.72/0.73(1分) 14．（8分） 【答案】(1) (2分) 198(2分) (2) 22.0 (1分) 3 (1分) 4.2 (1分) 等于(1分) 三．计算题：本题共4小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 15．（10分） 【答案】(1)2A (2)10W (3) 【详解】（1）根据闭合电路的欧姆定律可知，流过电源的干路电流为  (1分) 则流过电动机的电流为   (2分) 代入数据解得(1分) （2）电动机的发热功率为    (1分) 输出功率为    (1分) 代入数据解得(1分) （3）电源的输出功率为    (1分) 电源的    (1分) 代入数据解得(1分) 16．（10分） 【答案】(1)6V (2)，2W 【详解】（1）当滑片P移到最右端时，电阻被短路（在这个电路中要注意，由于电流表是理想电流表，滑动变阻器滑键P与b之间的电阻与始终被短路），电源的电动势(3分) （2） 由题知灯泡的电阻(2分) 当滑动变阻器的段电阻设为，其等效电路如图1所示，当断路时，等效电源如图2电路，则等效电源的电动势等于灯泡两端的电压，即(2分) 电源内阻r与串联再与灯并联，等效电源的内阻(2分) 根据电源的输出功率最大时，外电阻等于内电阻，则当，其最大功率(1分) 17．（10分） 【答案】 【详解】下图中虚线部分可以等效为一个恒压电源，设等效电源的电动势为E，内阻为r，则原电路可以简化为一个电源和外电路电阻R直连的电路。 根据闭合电路欧姆定律，有(2分) (2分) 解得，。(2分) 当时，有(2分) 解得。(2分) 18．（10分） 【答案】(1)18W (2)9N 【详解】（1）保护电阻两端的电压为 (2分) 电动机两端的电压(2分) 电动机的电功率(1分) 电动机的热功率(1分) 电动机的输出功率(1分) （2）根据功率的计算公式(2分) 解得(1分) 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $