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

《电能 能量守恒定律》单元检测卷 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题（每小题4分，共28分） 1．为某款机器人供电的锂电池容量为24 A∙h，正常工作时的电流为2.4 A。根据上述信息，下列说法正确的是（     ） A．24 A∙h的A∙h是能量单位 B．充满电后机器人可正常工作约为10 h C．电池充满电后总电荷量约为24 C D．机器人工作时，电能全部转化为机械能 2．关于电功、电功率和焦耳热，下列说法正确的是（　　） A．电功率越大的用电器，电流做的功一定越多 B．由可知，电功率大的用电器在相同时间内电流做的功多 C．焦耳定律只适用于纯电阻电路 D．1 kW·h 是电功率的单位 3．关于电动势，下列说法正确的是（   ） A．电源电动势等于电源正、负极之间的电势差 B．用电压表直接测量电源两极间电压得到的数值实际上总略大于电源电动势的准确值 C．电源电动势总等于内、外电路上的电压之和，所以它的数值与外电路的组成有关 D．电源电动势越大说明电源把其他形式的能转化为电能的本领越大 4．某电路中正电荷定向移动形成电流，下列说法正确的是（     ） A．电源外部静电力对正电荷做正功，正电荷的电势能减小 B．电源外部静电力对正电荷做负功，正电荷的电势能增大 C．电源内部静电力对正电荷做正功，正电荷的电势能减小 D．电源内部静电力对正电荷做负功，正电荷的电势能减小 5．在如图所示的电路中，电流表的内阻不可忽略，当电池的电动势为1.5 V时，电动机未启动，电流表读数为0.25 A；当电池的电动势增大为6 V时，电动机M运转，电流表读数为0.4 A。若电池的内阻不计，则当电池的电动势为6 V时，电动机的输出功率为（    ） A．1.44 W B．0.96 W C．0.72 W D．0.36 W 6．如图所示的电路中，定值电阻R1=10，R2=20，滑动变阻器R3的最大阻值为30Ω，a、b两点间电压为6V。现移动滑动变阻器R3的滑片位置，使流过R1和R2的电流相等，则此时R1、R2、R3消耗的总功率为（     ） A．2.4W B．3.6W C．4.5W D．7.2W 7．将一电源、定值电阻及电阻箱连成如图甲所示的闭合回路，闭合开关后调节电阻箱的阻值，测得电阻箱功率与电阻箱读数变化关系曲线如图乙所示，则下列说法中正确的是（　　） A．该电源电动势为 B．该电源内阻为 C．调整，电源最大输出功率为 D．电阻箱功率最大时电源效率为 二、多选题（每小题6分，共18分） 8．如图所示，和为灯泡（阻值恒定不变），C为电容器，、为定值电阻，开关S处于闭合状态，电压表为理想电表。若某时刻电容器被击穿，则（     ） A．电压表读数变大 B．电压表读数减小 C．变亮 D．变暗 9．如图所示，电路中电表均可视为理想电表，闭合开关S后将滑动变阻器滑片向右滑动，下列结论正确的是 （     ） A．电流表A的示数减小 B．电压表示数减小，电压表示数减小 C．电源的输出功率一定增大 D．、分别为电压表、的示数， 10．如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，电流表为理想电表，、、、均为定值电阻。灯泡L1和L2阻值一定且始终安全。现闭合开关S，下列分析正确的是（　　） A．若断路，则灯泡L1和L2均变亮，电流表示数变小 B．若断路，则灯泡L1变暗，L2变亮，电流表示数变小 C．若短路，则灯泡L1和L2均变亮，电流表示数变大 D．若短路，则灯泡L1变亮，L2变暗，电流表示数变大 三、实验题（每个空2分，共20分） 11．某小组用如图甲所示电路测定蓄电池的电动势和内电阻，除蓄电池、电键和足量导线外，还提供以下器材：电流表A（0~0.6 A）、电压表V（0~3 V）、滑动变阻器（10 Ω，2 A）、滑动变阻器（1000 Ω，1 A）、定值电阻（阻值1 Ω）。 (1)实验时，滑动变阻器应选________（填“”或“”）。 (2)请按图甲电路完善图乙实物的连线________。 (3)根据数据得到如图丙所示的图线，则待测蓄电池的电动势为________V，内阻为________。（结果均保留2位有效数字） (4)该小组在实验后发现所用电流表未调零，未闭合开关时，指针指在零刻度右侧。该小组将电流表调零后重新实验测得的电源电动势和内阻，小明认为、。你是否同意他的观点________________？请说明理由________________________________。 12．某中学课外兴趣小组测量手机电池的电动势和内阻的实验原理图如图甲所示，已知电池的电动势约为3 V、内阻小于1 Ω，现提供的器材如下： A．手机电池； B．电压表V1（量程为0～15 V，内阻约为10 kΩ）； C．电压表V2（量程为0～3 V，内阻约为10 kΩ）； D．电阻箱R（0～99.9 Ω）； E．定值电阻R01＝2 Ω； F．定值电阻R02＝100 Ω； G．开关和导线若干。 (1)如果要准确测量电池的电动势和内阻，电压表应选择________；定值电阻R0应选择________。（均选填实验器材前的标号） (2)兴趣小组一致认为用线性图像处理数据便于分析，于是在实验中改变电阻箱的阻值R，记录对应电压表的示数U，获取了多组数据，画出的­图像为一条直线，如图乙所示，若把流过电阻箱的电流视为干路电流，则可得该电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。（结果均保留两位有效数字） 四、解答题（共34分） 13．（10分）如图所示，直线A为某电源的图线，曲线B为小灯泡的图线的一部分，用该电源和小灯泡串联起来组成闭合回路时灯泡恰能正常发光，求： （1）电源的电动势与内阻； （2）灯泡的额定电压与额定功率。 14．（12分）如图所示的电路中，电源电动势，内阻，定值电阻，。电容器的电容为，开关闭合，电路稳定后电动机M恰好正常工作。已知电动机M的额定电压为8 V，线圈电阻。 (1)求电动机正常工作时通过电动机的电流及电动机的机械功率。 (2)开关断开，电容器是充电还是放电？通过点的电荷量为多少？ 15．（12分）如图甲所示的电路中，电源电动势，内阻，定值电阻，滑动变阻器消耗的功率与其接入电路的阻值的关系如图乙所示。 (1)图乙中等于多少？等于多少？ (2)滑动变阻器阻值为多少时，电源输出功率最大，最大是多少？ (3)滑动变阻器阻值为多少时，R功率最大，最大是多少？ 试卷第1页（共3页） 试卷第1页（共3页） 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B B D A A A B BC AD BD 1．B 【详解】A．根据q=It可知24 A∙h的A∙h是电量单位，A错误； B．充满电后机器人可正常工作约为，B正确； C．电池充满电后总电荷量约为q=24 A∙h =24A×3600s=86400C，C错误； D．机器人工作时，电能一部分转化为机械能，另一部分变为其它形式的能，D错误。 故选B。 2．B 【详解】A．由可知，电流做功的多少不仅取决于电功率，还与通电时间有关，A错误； B．由可知，电功率大的用电器在相同时间内电流做的功多，B正确； C．焦耳定律是电流热效应的普遍规律，对纯电阻电路和非纯电阻电路都适用，C错误； D．kW·h 是电功（电能）的单位，电功率的单位是瓦特（W），D错误。 故选B。 3．D 【详解】A．电源电动势等于电源正、负极之间的电势差仅在断路时成立，而题目未限定条件，故A错误； B．电压表测量的是路端电压，因存在内阻分压（），测得值总略小于电动势，故B错误； C．电动势等于内、外电压之和（），但其数值由电源本身决定，与外电路无关，故C错误； D．电动势反映电源将其他形式的能转化为电能的本领，电动势越大，本领越强，故D正确。 故选D。 4．A 【详解】AB．电源供电时，电源外部的正电荷从正极移向负极，即从高电势处移向低电势处，静电力做正功。静电力做功等于电势能的减少量，因此正电荷的电势能减小，故A正确，B错误； CD．电源内部，非静电力将正电荷从负极移向正极，即从低电势处移向高电势处，静电力做负功，正电荷的电势能增大，故CD错误。 故选A。 5．A 【详解】设电流表内阻和电动机线圈电阻之和为，电动机未启动时的电池电动势、电流分别为和。此时电动机没有机械功率输出，可视为纯电阻元件。电池内阻不计，由欧姆定律得 代入数据得 设电动机运转时电池电动势和电流分别为和，电动机输出功率为。根据电功率公式、焦耳定律及能量守恒，电池提供的电功率等于电动机输出功率与电流表、线圈的总热功率之和，即 解得电动机输出功率为 故选A。 6．A 【详解】设滑片到上端的一段电阻为，则滑片到下端的一段电阻为。从到有两条并联支路，支路1的总电阻为，支路2的总电阻为。两支路两端电压相同，且题设要求电流相等，因此 同理， 由两支路电流相等，得，所以 代入，，解得，下段电阻为 于是两条支路的总电阻均为，它们并联后的等效电阻为 电路总电流为 三个电阻消耗的总功率为 故选A。 7．B 【详解】A．根据闭合电路欧姆定律，电阻箱的功率 将定值电阻与电源整体看作等效电源，其内阻为，当时，电阻箱的功率最大。 由图乙可得，电阻箱的最大功率 由可得电源电动势，A错误； B．电源内阻，B正确； C．电源的外电阻为，其最小值为，大于电源内阻。因此，电源输出功率随电阻箱阻值增大而减小，当电阻箱阻值为0时，电源输出功率最大。 最大输出功率为，C错误； D．电阻箱功率最大时，电阻箱的阻值 此时电源的效率，D错误。 故选B。 8．BC 【详解】AB．电容器击穿后相当于短路，外电路总电阻减小，总电流增大，电压表测路端电压，由闭合电路的欧姆定律得 增大，则减小，电压表读数减小，故A错误，B正确； CD．​与并联部分的总电阻不变，由欧姆定律，该部分电压 ​增大，因此​增大，​的功率​​增大，因此​变亮，故C正确，D错误。 故选BC。 9．AD 【详解】A．滑片向右滑动，滑动变阻器接入电路的阻值增大，外电路总电阻增大，由闭合电路欧姆定律可知总电流减小，即电流表A的示数减小，A正确； B．由，I减小则电压表示数减小； 路端电压，I减小则增大，电压表示数增大，B错误； C．由于外电阻与内阻r的大小关系未知，滑片移动过程中电源输出功率可能增大也可能减小，“一定增大”不成立，C错误； D．由，得 由，得 故，为定值，D正确。 故选AD。 10．BD 【详解】等效电路图如图 A．若R1断路，则总电阻变大，电路总电流变小；L2并联部分的电路结构不变分流关系不变，则通过灯泡L2的电流减小，故L2变暗，因总电流变小，则电源内阻分压变小，L2分压变小，则L1分压变大，L1亮度变大，故A错误； B．若R2断路，则总电阻变大，电路总电流变小；L1阻值一定，则通过灯泡L1的电流减小，故灯泡L1变暗；根据闭合电路欧姆定律 E=Ir+UL1+UL2 （Ir+UL1）减小，故UL2增大，通过灯泡的电流IL2变大，故灯泡L2变亮；根据 I=IL2+IA 可知电流表示数变小；故B正确； C．若R3短路，则电路总电阻变小，电路总电流变大；根据闭合电路欧姆定律有 E=Ir+UL1+UL2 （Ir+UL1）增大，故UL2减小，灯泡L2变暗；故C错误； D．若R4短路，则电路总电阻变小，电路总电流变大；L1与R1并联部分的电压增大，故L1亮，根据闭合电路欧姆定律有 E=Ir+UL1+UL2UL1增大Ir增大，则UL2减小，故L2变暗；根据 I=IL2+IA 可知电流表示数变大，故D正确。 故选BD。 11．(1) (2) (3) (4) 不同意 电流表未调零时，指针初始位置在零刻度右侧，设未闭合开关时的示数为，则每次测量的读数都比真实电流偏大，根据闭合电路欧姆定律可知，第一次实验作出的图像斜率不变，而纵轴截距偏大，所以测得的电动势偏大，而内阻不受影响 【详解】（1）蓄电池的内阻较小，定值电阻的阻值也较小，若选用，其最大阻值远大于电路中其他电阻，调节时滑片大部分行程电流过小，不便操作；的阻值与电路电阻相当，便于大范围调节电流，且额定电流2A满足要求，所以为了测量准确、操作方便，滑动变阻器应选。 （2）按图甲电路完善图乙连线，如图所示： （3）[1][2]根据闭合电路欧姆有 解得 所以图像的纵轴截距等于电源的电动势，则有 图像斜率的绝对值等于蓄电池内阻与定值电阻之和，即 解得蓄电池的内阻为 （4）[1]不同意 [2]电流表未调零时，指针初始位置在零刻度右侧，设未闭合开关时的示数为，则每次测量的读数都比真实电流偏大，所以真实电流为 代入得 所以第一次实验作出的图线斜率不变，纵轴截距偏大，即测得的电动势偏大，而内阻不受影响。所以将电流表调零后重新实验，测得的， 故小明的观点错误。 12．(1) C E (2) 【详解】（1）[1]电动势约为3 V，若使用电压表V1，无法达到量程，故应使用电压表V2。 [2]若使用定值电阻R02＝100 Ω，电压表示数偏小，且改变电阻箱阻值时，电压表示数变化范围也偏小，故应使用定值电阻R01＝2 Ω。 （2）[1][2]由闭合电路欧姆定律得 整理得 结合图乙知 斜率 解得 13．（1）；（2）； 【详解】（1）直线A为电源的图线，根据闭合电路欧姆定律可得 所以直接通过图线的纵截距及斜率的绝对值可得电源电动势及内阻为 （2）由图像可知，用该电源和小灯泡串联起来组成闭合回路时灯泡两端电压为3V，流经灯泡的电流为2A，灯泡正常发光，所以灯泡的额定电压为3V，额定功率为 14．(1)， (2)充电， 【详解】（1）电动机正常工作时，两端的电压 则中电流 电路中总电流 则通过电动机的电流 电动机的机械功率 （2）设开关断开后，电容器两端的电压为，这时电路中电流 则 由于，因此开关断开后电容器充电，流过点的电荷量 15．(1)， (2)时，电源输出功率最大，最大为 (3)时，功率最大，最大为 【详解】（1）电路总电阻为，电流为 滑动变阻器消耗的功率为 令，则 由数学知识可知，当时，取得最大值，所以 最大功率为 代入数据解得 （2）电源输出功率为 令外电阻，则 由数学知识可知，当时最大。但，而，所以始终大于，随的增大而减小。因此当时，最小，最大 最大输出功率为 代入数据解得 （3）定值电阻的功率为 要使最大，需使分母最小，即最小。当时，分母最小，最大 最大功率为 代入数据解得 答案第1页（共2页） 答案第1页（共2页） 学科网（北京）股份有限公司 $