第十二章 电能 能量守恒定律 单元知识清单+提高练习-2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

本 单 元 通 用 知 识 点 第十二章 电能 能量守恒定律 · 单元提高练习　·　人教版必修第三册 12.1～12.4 开考前 3 分钟过一遍：先分纯不纯，再查功率三兄弟，最后对闭合电路。 一、第一性原理：先想「本质是什么」 1.　电功与电热不是一回事　纯电阻电路电能全变内能，；电动机等非纯电阻电路里电功大于电热，多出的部分变成机械能或其他能。 2.　功率看三条线　总功率 是电源输入，发热功率 是内阻损耗，两者之差才是输出功率（电动机的机械功率），三条线分开算。 3.　电动势是电源的「本领」　E 由电源本身决定，等于内外电压之和；路端电压 ，电流越大路端电压越小，断路时 、短路时 。 4.　闭合电路一体化分析　先算总电流 ，再分外电压内电压；外电阻变化会牵动全电路，逐层推理不能跳步。 5.　U-I 图线两线交点是工作点　电源 图线纵截距为 E、斜率绝对值为 r；与小灯泡伏安曲线的交点就是实际工作状态。 6.　能量守恒是总账　能量既不会凭空产生也不会凭空消灭，只从一种形式转化为另一种形式或从一个物体转移到另一个物体，总量保持不变。 二、核心公式：缺哪个量就避开哪条 　电功 　（任何电路都成立） 　电功率 　（总消耗功率） 　焦耳定律 　（电阻发热） 　热功率 　（纯电阻时 P=UI=P_热） 　电动机输出 　（卡住时 P_出=0 全发热） 　电动势关系 　（内外电压之和） 　闭合电路欧姆 　（外电路为纯电阻） 　路端电压 　（随电流增大而减小） 　短路电流 　（外电阻为零，很危险） 　电源效率 　（输出占总功率比例） 三、通用解题方法总览：拿到题先对号入座 1.　先分纯不纯　电能全变内能是纯电阻 → 可用欧姆定律和 → 有电动机、电解槽是非纯电阻 → 电功电热必须分开算。 2.　电动机三率　输入 → 发热 → 输出 → 正常转动时用欧姆定律算不出电流，要用功率关系。 3.　判路端电压变化　外电阻 R 变化 → 总电流 反向变 → 内电压 同向变 → 与 I 反向 → 逐层推出各表读数。 4.　读电源U-I图线　纵截距=电动势 E → 斜率绝对值=内阻 r → 与用电器伏安曲线交点=实际工作电流电压 → 再算功率效率。 5.　动态电路顺序　抓唯一变量：某电阻 → 定总电阻变化 → 定总电流 → 定内电压 → 定路端电压 → 再回到支路定分流分压。 6.　测E和r　伏安法测多组 U、I → 作 图 → 纵截距取 E、斜率取 r → 注意电流表内外接的系统误差方向。 7.　能量守恒核算　列「输入=有用输出+损耗」→ 各项用对应功率公式 → 单位统一再代数 → 算效率用有用/输入。 提醒　这一页只给思路与公式，不给结论；卷面上一律写「原始公式 → 代入数据 → 结果带单位」。 第十二章 电能 能量守恒定律 · 单元提高练习 人教版必修第三册　12.1 电路中的能量转化～12.4 能源与可持续发展 班级__________　姓名__________　学号__________　得分__________ 全卷共 16 题　单选 7 题　多选 4 题　实验 2 题　解答 3 题　满分 100 分　建议用时 60 分钟 一、单选题（本题共 7 小题，每小题 4 分，共 28 分） 1．【电流强度的定义及单位】某电阻丝的阻值为10 Ω，通电1分钟，产生的热量为，则通过该电阻丝的电流大小为（     ） A．2 A B．5 A C．10 A D．100 A 2．【电流强度的定义及单位】某手机锂电池标称参数为“电动势3.7V、容量4000mA·h”。下列说法正确的是（     ） A．电池放电时，电源内部非静电力把正电荷从正极搬运到负极 B．“4000mA·h”表示该电池能够输出的电荷量约为 1.44×104C C．“电动势3.7V”表示手机电池内每通过1C电荷，电池把3.7J的电能转化为化学能 D．电池用旧后，其电动势明显增大 3．【电场力做功和电势能变化的关系】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 4．【电流强度的定义及单位】下列说法中正确的是（     ） A．电流是矢量，规定正电荷定向移动的方向为电流的方向 B．可以用计算所有用电器消耗的电功率 C．电源内部，电流从电源正极流向电源负极 D．电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量，电阻率越小，其导电性能越好 5．【电动机工作时的能量转化】如图所示，灯泡与电动机串联接在电压恒为的电源上，灯泡上标有“”字样，电动机线圈的电阻。若灯泡正常发光，电动机正常工作，则（     ） A．电动机线圈的热功率为 B．电动机输出的机械功率为 C．电动机的工作效率为 D．用电动机匀速提升重物的速率为 6．【电源的U-I图像】如图所示，直线A为电源的图线，直线B和C分别为电阻和的图线，用该电源分别与、组成闭合电路时，电源的输出功率分别为、，电源的效率分别为、，则（     ） A． B． C． D． 7．【非线性元件的伏安特性曲线】图（a）是小灯泡L和电阻的图像，将它们按图（b）所示接入电路中，只闭合开关S，小灯泡的实际功率为。再闭合开关，不考虑电源和电流表内阻，下列说法不正确的是（    ） A．灯丝的电阻随温度升高而增大 B．电路的总电流为 C．电源电压为2V D．当电源电压为3V时，电路总功率约为 二、多选题（本题共 4 小题，每小题 5 分，共 20 分。全部选对得 5 分，选对但不全得 3 分，有选错得 0 分） 8．【电源】一组铅蓄电池的电动势为，内阻不为0，下列说法正确的是（     ） A．体积大的铅蓄电池比体积小的铅蓄电池的电动势大 B．电路中每通过的电荷，铅蓄电池内部非静电力做功为 C．电路中每通过的电荷，铅蓄电池能把的电势能转化为化学能 D．该铅蓄电池把其他形式的能转化为电势能的本领比一节干电池（电动势为1.5V）的强 9．【电功和电功率定义】下列关于电功和电功率的说法正确的是（     ） A．用电器的额定功率与用电器的实际电压和实际电流有关 B．电功是电能转化为其他形式的能的量度 C．白炽灯正常工作时，实际功率等于额定功率 D．电功率越小，则电流做功越少 10．【闭合电路欧姆定律的内容及公式】某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在了同一坐标系中，如图所示。以下判断正确的是（     ） A．电源的最大输出功率Pm=9 W B．电源的电动势E=3 V，内电阻r=1 Ω C．在a、b、c三条图线上分别取横坐标相同的A、B、C三点，这三点的纵坐标不一定满足关系PA=PB+PC D．b、c图线的交点与a、b图线的交点的横坐标之比一定为1∶2，纵坐标之比一定为1∶4 11．【闭合电路欧姆定律的内容及公式】如图所示的电路中，电源电动势E=12V，内阻r=8Ω，定值电阻R1=2Ω，滑动变阻器R2的取值范围为0~30Ω，闭合开关S，当滑动变阻器R2的滑动触头P从最上端向下滑动时，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，电表示数变化量的大小分别用ΔI、ΔU1、ΔU2、ΔU3表示，下列说法正确的是（     ） A． B．， C．电源的效率先增大后减小 D．电压表V1示数减小，V2、V3示数增大 三、实验题（本题共 2 小题，每小题 8 分，共 16 分） 12．【利用伏安法测量电源的电动势和内阻】某实验小组为测量干电池的电动势和内阻，设计了如图（a）所示电路，所用器材如下： 电压表（量程，内阻很大）； 电流表（量程）； 电阻箱（阻值）； 干电池一节、开关一个和导线若干。 (1)根据图（a），完成图（b）中的实物图连线________。 (2)调节电阻箱到最大阻值，闭合开关。逐次改变电阻箱的电阻，记录其阻值、相应的电流表示数和电压表示数.根据记录数据作出的图像如图（c）所示，则干电池的电动势为________V（保留3位有效数字）、内阻为________Ω（保留2位有效数字）。 (3)由于电压表内阻不是无穷大，本实验干电池内阻的测量值________（填“偏大”或“偏小”）。 (4)该小组根据记录数据进一步探究，摘去电压表，并作出图像如图（d）所示。利用图（d）中图像的纵轴截距，结合（2）问得到的电动势与内阻，还可以求出电流表内阻为________Ω（保留2位有效数字）。 13．【计算电源的电动势和内阻】甲同学在用电流表（内阻极小）和电压表（内阻很大）测量一节锂电池的电动势和内阻的实验中，实验电路如图甲所示，电路中定值电阻的阻值为。 请回答下列问题： (1)测得下列五组数据：根据数据在坐标图上画出图像。 (2)根据图像，求出该电池电动势________，内阻为________。（结果均保留位小数） (3)乙同学在用相同的电路和元件测量另一块电池时，在丙实验中多连接了一根导线，实现了电池电动势、内阻的测量和滑动变阻器量程的确定。由电压表的读数和电流表的读数画出图线如图丁所示。最大电压读数为，此时电流表示数为。 ①在图丙中补充完整电路图________，则由图丁可得滑动变阻器量程为________。 ②电源的电动势________，________。（结果均保留1位小数） 四、解答题（本题共 3 小题，每小题 12 分，共 36 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤） 14．【能量守恒定律的初步应用】一台小型电动机在3V的恒定电压下工作，通过它的电流为0.2A，用此电动机提升重4N的物体，在30s内可以使该物体匀速提升3m，除电动机线圈生热之外，不计其他的能量损失，求： (1)电动机的输入电功率； (2)电动机线圈的电阻。 15．【计算电阻串联或并联时的电压】如图电路中，电源电动势，内阻，电阻，，，电容器。 (1)开关S断开时，求通过电源的电流； (2)开关S闭合时，求通过电源的电流和通过的电流； (3)开关S由断开到闭合，电路稳定后，求电容器电荷量改变的大小（取绝对值）。 16．【带电物体（计重力）在匀强电场中的直线运动】电路如图所示，电源电动势，内阻，电阻，，，C为平行板电容器，其电容（），虚线到两极板距离相等，极板长，两极板的间距。 (1)开关S处于断开状态时，电容器两端的电压是多少？ (2)若开关S原来处于断开状态，则当其闭合后，求流过的总电量为多少？ (3)若开关S断开时，有一带电微粒沿虚线方向以的初速度射入的电场中，刚好沿虚线匀速运动，问：当开关S闭合后，此带电微粒以相同初速度沿虚线方向射入的电场中，能否从的电场中射出？若能，求射出电场时的侧向位移；若不能，求粒子打到板上的时间。（取）（结果可保留分数和根号） 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 $ 本 单 元 通 用 知 识 点 第十二章 电能 能量守恒定律 · 单元提高练习　·　人教版必修第三册 12.1～12.4 开考前 3 分钟过一遍：先分纯不纯，再查功率三兄弟，最后对闭合电路。 一、第一性原理：先想「本质是什么」 1.　电功与电热不是一回事　纯电阻电路电能全变内能，；电动机等非纯电阻电路里电功大于电热，多出的部分变成机械能或其他能。 2.　功率看三条线　总功率 是电源输入，发热功率 是内阻损耗，两者之差才是输出功率（电动机的机械功率），三条线分开算。 3.　电动势是电源的「本领」　E 由电源本身决定，等于内外电压之和；路端电压 ，电流越大路端电压越小，断路时 、短路时 。 4.　闭合电路一体化分析　先算总电流 ，再分外电压内电压；外电阻变化会牵动全电路，逐层推理不能跳步。 5.　U-I 图线两线交点是工作点　电源 图线纵截距为 E、斜率绝对值为 r；与小灯泡伏安曲线的交点就是实际工作状态。 6.　能量守恒是总账　能量既不会凭空产生也不会凭空消灭，只从一种形式转化为另一种形式或从一个物体转移到另一个物体，总量保持不变。 二、核心公式：缺哪个量就避开哪条 　电功 　（任何电路都成立） 　电功率 　（总消耗功率） 　焦耳定律 　（电阻发热） 　热功率 　（纯电阻时 P=UI=P_热） 　电动机输出 　（卡住时 P_出=0 全发热） 　电动势关系 　（内外电压之和） 　闭合电路欧姆 　（外电路为纯电阻） 　路端电压 　（随电流增大而减小） 　短路电流 　（外电阻为零，很危险） 　电源效率 　（输出占总功率比例） 三、通用解题方法总览：拿到题先对号入座 1.　先分纯不纯　电能全变内能是纯电阻 → 可用欧姆定律和 → 有电动机、电解槽是非纯电阻 → 电功电热必须分开算。 2.　电动机三率　输入 → 发热 → 输出 → 正常转动时用欧姆定律算不出电流，要用功率关系。 3.　判路端电压变化　外电阻 R 变化 → 总电流 反向变 → 内电压 同向变 → 与 I 反向 → 逐层推出各表读数。 4.　读电源U-I图线　纵截距=电动势 E → 斜率绝对值=内阻 r → 与用电器伏安曲线交点=实际工作电流电压 → 再算功率效率。 5.　动态电路顺序　抓唯一变量：某电阻 → 定总电阻变化 → 定总电流 → 定内电压 → 定路端电压 → 再回到支路定分流分压。 6.　测E和r　伏安法测多组 U、I → 作 图 → 纵截距取 E、斜率取 r → 注意电流表内外接的系统误差方向。 7.　能量守恒核算　列「输入=有用输出+损耗」→ 各项用对应功率公式 → 单位统一再代数 → 算效率用有用/输入。 提醒　这一页只给思路与公式，不给结论；卷面上一律写「原始公式 → 代入数据 → 结果带单位」。 第十二章 电能 能量守恒定律 · 单元提高练习 人教版必修第三册　12.1 电路中的能量转化～12.4 能源与可持续发展 班级__________　姓名__________　学号__________　得分__________ 全卷共 16 题　单选 7 题　多选 4 题　实验 2 题　解答 3 题　满分 100 分　建议用时 60 分钟 一、单选题（本题共 7 小题，每小题 4 分，共 28 分） 1．【电流强度的定义及单位】某电阻丝的阻值为10 Ω，通电1分钟，产生的热量为，则通过该电阻丝的电流大小为（     ） A．2 A B．5 A C．10 A D．100 A 【答案】C 【知识点】电流强度的定义及单位、焦耳定律的内容和含义、电功和电功率定义、表达式及简单应用 【详解】根据焦耳定律，纯电阻通电产生的热量满足公式 其中通电时间需统一为国际单位。 对公式变形可得电流表达式 代入数值计算得 故选C。 2．【电流强度的定义及单位】某手机锂电池标称参数为“电动势3.7V、容量4000mA·h”。下列说法正确的是（     ） A．电池放电时，电源内部非静电力把正电荷从正极搬运到负极 B．“4000mA·h”表示该电池能够输出的电荷量约为 1.44×104C C．“电动势3.7V”表示手机电池内每通过1C电荷，电池把3.7J的电能转化为化学能 D．电池用旧后，其电动势明显增大 【答案】B 【知识点】电流强度的定义及单位、电源、电动势的定义、电动势与电势差的对比、判断电源内部带电粒子移动方向和能量转化 【详解】A．电池放电时，电源内部非静电力克服静电力做功，将正电荷从负极搬运到正极，故A错误； B．电池容量表示可输出的电荷量。设恒定放电电流为、放电时间为、输出电荷量为，由电流定义，将容量中的毫安换算为安、小时换算为秒，得，故B正确； C．电动势定义为，其中为非静电力搬运电荷量所做的功。电池放电时，每通过电荷，非静电力做功，电池将化学能转化为电能，故C错误； D．电动势由电源内部非静电力的性质决定。电池用旧后通常内阻增大，电动势不会明显增大，故D错误。 故选B。 3．【电场力做功和电势能变化的关系】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 【答案】A 【知识点】电场力做功和电势能变化的关系、判断电源内部带电粒子移动方向和能量转化 【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。 4．【电流强度的定义及单位】下列说法中正确的是（     ） A．电流是矢量，规定正电荷定向移动的方向为电流的方向 B．可以用计算所有用电器消耗的电功率 C．电源内部，电流从电源正极流向电源负极 D．电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量，电阻率越小，其导电性能越好 【答案】D 【知识点】电流强度的定义及单位、判断电源内部带电粒子移动方向和能量转化、影响材料电阻率的因素、电功和电功率定义、表达式及简单应用 【详解】A．电流虽然有方向，但它的运算不遵循矢量的平行四边形定则，属于标量，并非矢量，故A错误。 B．公式是焦耳定律推导的热功率公式，仅能计算用电器的热功率，对于非纯电阻用电器（比如电动机），其消耗的总电功率大于热功率，不能用该式计算总电功率，故B错误 C．电源外部电流从正极流向负极，电源内部非静电力驱动电流从电源负极流向正极，完成闭合回路的电流循环，故C错误， D．电阻率是描述材料自身导电特性的物理量，根据电阻定律 在长度、横截面积相同的前提下，电阻率越小，材料的电阻越小，导电性能越好，故D正确。 故选D。 5．【电动机工作时的能量转化】如图所示，灯泡与电动机串联接在电压恒为的电源上，灯泡上标有“”字样，电动机线圈的电阻。若灯泡正常发光，电动机正常工作，则（     ） A．电动机线圈的热功率为 B．电动机输出的机械功率为 C．电动机的工作效率为 D．用电动机匀速提升重物的速率为 【答案】C 【知识点】电动机工作时的能量转化、含有电动机电路综合计算 【详解】ABC．灯泡正常发光，则电路电流为 电动机两端电压为 电动机的输入功率为 电动机线圈的热功率为 电动机输出的机械功率为 则电动机的工作效率为，故AB错误，C正确； D．根据可知用电动机匀速提升重物的速率为，故D错误。 故选C。 6．【电源的U-I图像】如图所示，直线A为电源的图线，直线B和C分别为电阻和的图线，用该电源分别与、组成闭合电路时，电源的输出功率分别为、，电源的效率分别为、，则（     ） A． B． C． D． 【答案】B 【知识点】电源的U-I图像、计算电源的输出电压、总功率、输出功率、效率 【详解】A．由直线B可知 由直线C可知 则，故A错误； B．电源和电阻组成闭合回路时，在图像中，两图线的交点坐标就是电路的工作电压和电流，则， 所以，故B正确； CD．电源的图线的纵截距表示电源的电动势，则 电源的效率， 所以，故CD错误。 故选B。 7．【非线性元件的伏安特性曲线】图（a）是小灯泡L和电阻的图像，将它们按图（b）所示接入电路中，只闭合开关S，小灯泡的实际功率为。再闭合开关，不考虑电源和电流表内阻，下列说法不正确的是（    ） A．灯丝的电阻随温度升高而增大 B．电路的总电流为 C．电源电压为2V D．当电源电压为3V时，电路总功率约为 【答案】B 【知识点】非线性元件的伏安特性曲线、计算串联和并联电路的电功和电功率 【详解】A．由图像可知，随温度升高，图像上的点到原点连线的斜率逐渐变大，可知灯丝的电阻逐渐增大，A正确；     BC．当闭合开关S、断开开关S1时，电路为L的简单电路，由a图像可知，当小灯泡的实际功率为1W时，灯泡两端的电压为2V即电源的电压U=2V，通过灯泡的电流IL=0.5A； 当再闭合开关S1时，灯泡与定值电阻R并联，电流表测干路电流，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以此时R两端的电压为2V，由图象可知IR=0.2A，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，干路电流I=IL+IR=0.5A+0.2A=0.7A，故B错误，C正确； D．当电源电压为3V时，通过灯泡的电流为0.58A，通过电阻R的电流为0.3A，电路消耗的总功率：P=3V×0.58A+3V×0.3A=2.64W，故D正确。 本题选错误的，故选B。 二、多选题（本题共 4 小题，每小题 5 分，共 20 分。全部选对得 5 分，选对但不全得 3 分，有选错得 0 分） 8．【电源】一组铅蓄电池的电动势为，内阻不为0，下列说法正确的是（     ） A．体积大的铅蓄电池比体积小的铅蓄电池的电动势大 B．电路中每通过的电荷，铅蓄电池内部非静电力做功为 C．电路中每通过的电荷，铅蓄电池能把的电势能转化为化学能 D．该铅蓄电池把其他形式的能转化为电势能的本领比一节干电池（电动势为1.5V）的强 【答案】BD 【知识点】电源、电动势的定义、电动势与电势差的对比、判断电源内部带电粒子移动方向和能量转化 【详解】A．电动势是电源本身的性质，由电源内部的化学反应原理决定，和蓄电池的体积无关，故A错误； BC．电路中每通过的电荷，电池内部非静电力做功为 可知铅蓄电池能把的化学能转化为电势能，故B正确，C错误； D．电动势反映电源将其他形式的能转化为电势能的本领；故铅蓄电池把其他形式的能转化为电能的本领比一节干电池（电动势为1.5V）的强，故D正确。 故选BD。 9．【电功和电功率定义】下列关于电功和电功率的说法正确的是（     ） A．用电器的额定功率与用电器的实际电压和实际电流有关 B．电功是电能转化为其他形式的能的量度 C．白炽灯正常工作时，实际功率等于额定功率 D．电功率越小，则电流做功越少 【答案】BC 【知识点】电功和电功率定义、表达式及简单应用 【详解】A．额定功率是用电器自身的固有参数，由用电器本身的结构、额定电压等出厂设定条件决定，和实际工作时的实际电压、实际电流无关，故A错误； B．功是能量转化的量度，电功是量度电能转化成其他形式的能的物理量，故B正确； C．用电器正常工作的定义就是在额定电压下工作，此时对应的实际电流也等于额定电流，因此实际功率等于额定功率，故C正确； D．电流做功的多少不仅与功率的大小有关，还与通电时间有关，故D错误。 故选BC。 10．【闭合电路欧姆定律的内容及公式】某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在了同一坐标系中，如图所示。以下判断正确的是（     ） A．电源的最大输出功率Pm=9 W B．电源的电动势E=3 V，内电阻r=1 Ω C．在a、b、c三条图线上分别取横坐标相同的A、B、C三点，这三点的纵坐标不一定满足关系PA=PB+PC D．b、c图线的交点与a、b图线的交点的横坐标之比一定为1∶2，纵坐标之比一定为1∶4 【答案】BD 【知识点】闭合电路欧姆定律的内容及公式、计算电源的输出电压、总功率、输出功率、效率、电源的最大输出功率及其条件 【详解】A．由电源总功率、内部发热功率和输出功率的表达式 、、 可知， a为直线，表示电源的总功率；b为抛物线，表示电源内部的发热功率；c表示电源的输出功率。 c图线的最高点对应的功率即电源的最大输出功率，由图可读出 时 ，远小于 ，A错误； B．由图，当 时 c图线的输出功率 ，说明外电路短路，此时 a图线对应的总功率 解得电源的电动势 此时 b图线的发热功率也为 ，由 得 内电阻 ，B正确； C．在a、b、c三条图线上分别取横坐标相同的A、B、C三点，因为直流电源的总功率等于输出功率与内部发热功率之和，即 对任意电流都成立，所以这三点的纵坐标一定满足关系 ，C错误； D．b、c图线的交点表示电源内部发热功率与输出功率相等，即内电阻与外电阻相等，此时 解得 功率大小为 a、b图线的交点表示电源的总功率与内部发热功率相等，此时外电路短路，由 解得 功率大小为 所以两交点的横坐标之比 纵坐标之比 ，D正确。 故选BD。 11．【闭合电路欧姆定律的内容及公式】如图所示的电路中，电源电动势E=12V，内阻r=8Ω，定值电阻R1=2Ω，滑动变阻器R2的取值范围为0~30Ω，闭合开关S，当滑动变阻器R2的滑动触头P从最上端向下滑动时，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，电表示数变化量的大小分别用ΔI、ΔU1、ΔU2、ΔU3表示，下列说法正确的是（     ） A． B．， C．电源的效率先增大后减小 D．电压表V1示数减小，V2、V3示数增大 【答案】ABD 【知识点】闭合电路欧姆定律的内容及公式、计算电源的输出电压、总功率、输出功率、效率、利用局部→整体→局部的方法分析动态电路 【详解】D．当滑动变阻器的滑动触头P从最上端向下滑动时，接入电路阻值增大，电路中的总电阻变大，根据闭合电路欧姆定律可知，电路总电流减小，路端电压增大，即电压表V3示数增大；由于通过的电流减小，所以两端电压减小，即电压表V1示数减小；由可知，电压表V2示数增大，故D正确； AB．根据欧姆定律可知 根据闭合电路欧姆定律可得 可得 根据闭合电路欧姆定律可得 可得 则有，故AB正确； C．电源的效率为 可知外电阻越大，电源的效率越大；当滑动变阻器的滑动触头P从最上端向下滑动时，接入电路阻值增大，外电阻一直增大，电源的效率一直增大，故C错误。 故选ABD。 三、实验题（本题共 2 小题，每小题 8 分，共 16 分） 12．【利用伏安法测量电源的电动势和内阻】某实验小组为测量干电池的电动势和内阻，设计了如图（a）所示电路，所用器材如下： 电压表（量程，内阻很大）； 电流表（量程）； 电阻箱（阻值）； 干电池一节、开关一个和导线若干。 (1)根据图（a），完成图（b）中的实物图连线________。 (2)调节电阻箱到最大阻值，闭合开关。逐次改变电阻箱的电阻，记录其阻值、相应的电流表示数和电压表示数.根据记录数据作出的图像如图（c）所示，则干电池的电动势为________V（保留3位有效数字）、内阻为________Ω（保留2位有效数字）。 (3)由于电压表内阻不是无穷大，本实验干电池内阻的测量值________（填“偏大”或“偏小”）。 (4)该小组根据记录数据进一步探究，摘去电压表，并作出图像如图（d）所示。利用图（d）中图像的纵轴截距，结合（2）问得到的电动势与内阻，还可以求出电流表内阻为________Ω（保留2位有效数字）。 【答案】(1) (2) 1.59 0.65 (3)偏小 (4)2.5 【知识点】利用伏安法测量电源的电动势和内阻、用电流表和电阻箱测量电源的电动势和内阻 【详解】（1）电流表、变阻箱、开关和干电池串联；电压表并联在干电池两端，电流表正接线柱接电源正极一侧。 （2）[1]按闭合电路欧姆定律，端电压与电流满足，所以图(c)直线的纵截距给出测得的电动势，读图得 [2]图(c)直线斜率的绝对值给出测得的内阻 由图读取斜率绝对值约为 （3）设电压表内阻为。由于电压表分流，电池内部实际电流等于电流表读数与分流电流之和，由闭合电路欧姆定律得 整理得 所以由图线斜率得到的内阻为 故本实验内阻的测量值偏小。 （4）摘去电压表后，设电流表内阻为，电路中各元件串联，闭合电路欧姆定律为。变形得 令图(d)纵轴截距为，则 由图(d)读得，代入， 所以 按两位有效数字取。 13．【计算电源的电动势和内阻】甲同学在用电流表（内阻极小）和电压表（内阻很大）测量一节锂电池的电动势和内阻的实验中，实验电路如图甲所示，电路中定值电阻的阻值为。 请回答下列问题： (1)测得下列五组数据：根据数据在坐标图上画出图像。 (2)根据图像，求出该电池电动势________，内阻为________。（结果均保留位小数） (3)乙同学在用相同的电路和元件测量另一块电池时，在丙实验中多连接了一根导线，实现了电池电动势、内阻的测量和滑动变阻器量程的确定。由电压表的读数和电流表的读数画出图线如图丁所示。最大电压读数为，此时电流表示数为。 ①在图丙中补充完整电路图________，则由图丁可得滑动变阻器量程为________。 ②电源的电动势________，________。（结果均保留1位小数） 【答案】(1) (2) 2.8（） 1.0（） (3) 40 3.0 1.0 【知识点】计算电源的电动势和内阻 【详解】（1）先根据实验记录数据描点，然后连线，连线时尽量让直线通过更多的点，不在直线上的点均匀的分布在直线两侧，离直线太远的点舍去，作出图像如图所示 。 （2）[1][2]根据闭合电路欧姆定律有 由于图像中图线截距表示电源电动势，斜率大小表示等效内阻，则有，。 （3）[1]连接导线后，滑动变阻器的左右两部分电阻并联后串联在干路中，电压表的测量值等于滑动变阻器并联后的电压，电流表测量的电流，如图 ； [2]当电压表的读数为时，滑动变阻器两部分的电流相等，总电流为，滑动变阻器并联后的阻值为，滑动变阻器的量程为； [3][4]根据闭合电路欧姆定律有 代入一组数据可得 当电压表读数为时，滑动变阻器两部分电阻和电流分别为、和、，根据闭合电路欧姆定律有 代入数据可得 联立解得，。 四、解答题（本题共 3 小题，每小题 12 分，共 36 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤） 14．【能量守恒定律的初步应用】一台小型电动机在3V的恒定电压下工作，通过它的电流为0.2A，用此电动机提升重4N的物体，在30s内可以使该物体匀速提升3m，除电动机线圈生热之外，不计其他的能量损失，求： (1)电动机的输入电功率； (2)电动机线圈的电阻。 【答案】(1) (2) 【知识点】能量守恒定律的初步应用、电动机工作时的能量转化、含有电动机电路综合计算、电功和电功率定义、表达式及简单应用 【详解】（1）电动机在的恒定电压下工作，通过它的电流为，则电动机的输入功率为。 （2）电动机内消耗的电能为 电动机对物体做的功为 电动机线圈产生的热量为 由公式可得，电动机线圈的电阻为。 15．【计算电阻串联或并联时的电压】如图电路中，电源电动势，内阻，电阻，，，电容器。 (1)开关S断开时，求通过电源的电流； (2)开关S闭合时，求通过电源的电流和通过的电流； (3)开关S由断开到闭合，电路稳定后，求电容器电荷量改变的大小（取绝对值）。 【答案】(1) (2)， (3) 【知识点】计算电阻串联或并联时的电压、电流和电阻、计算含容电路的电流和电压 【详解】（1）开关S断开时，、、串联，根据闭合电路欧姆定律，通过电源的电流 （2）开关S闭合时，、、串联后与并联，外电路总电阻 根据闭合电路欧姆定律，通过电源的电流 路端电压为 通过的电流为 （3）开关S断开时，电容器的电压等于、串联总电压，为 电容器的带电量为 上极板带正电；开关S闭合时，电容器的电压等于的电压，为 电容器的带电量为 下极板带正电；故开关S由断开到闭合，电路稳定后，电容器电荷量改变的大小为 16．【带电物体（计重力）在匀强电场中的直线运动】电路如图所示，电源电动势，内阻，电阻，，，C为平行板电容器，其电容（），虚线到两极板距离相等，极板长，两极板的间距。 (1)开关S处于断开状态时，电容器两端的电压是多少？ (2)若开关S原来处于断开状态，则当其闭合后，求流过的总电量为多少？ (3)若开关S断开时，有一带电微粒沿虚线方向以的初速度射入的电场中，刚好沿虚线匀速运动，问：当开关S闭合后，此带电微粒以相同初速度沿虚线方向射入的电场中，能否从的电场中射出？若能，求射出电场时的侧向位移；若不能，求粒子打到板上的时间。（取）（结果可保留分数和根号） 【答案】(1)16V (2) (3)不能， 【知识点】带电物体（计重力）在匀强电场中的直线运动、带电粒子在匀强电场中做类抛体运动的相关计算、闭合电路欧姆定律的内容及公式、含容电路中有关电荷量及其变化的计算、计算含容电路的电流和电压 【详解】（1）S断开时，直流稳态下电容器支路无电流，不分压，电流仅在与电源内阻的串联回路流动， 总电阻 回路电流 电容器两端电压等于两端的分压 （2）S闭合后，外电路为与并联，外电路总电阻 总回路电流 路端电压 串联支路的电流 此时电容器两端电压等于的分压 电容器初始带电量 S闭合后带电量 电量减少量全部通过释放 （3）S断开时微粒匀速，竖直方向受力平衡 S闭合后，电场力减小，合力向下，由牛顿第二定律 代入平衡条件化简得加速度 若微粒水平方向匀速运动到极板右端，所需时间 对应竖直侧向位移 极板半间距，，因此微粒不能射出电场。 由 解得打到板上的时间 试卷第1页（共3页） 试卷第13页（共15页） 学科网（北京）股份有限公司 $