第十二章 电能能量守恒定律专项测试（Word版含答案）

第十二章、电能 能量守恒定律
一、选择题（共17题）
1．硅光电池作为电源已广泛应用于人造卫星、灯塔和无人气象站等，高速公路上安装的“电子眼”通常也采用硅光电池供电．硅光电池的原理如图所示，a、b是硅光电池的两个电极，P、N是两块硅半导体，E区是两块半导体自发形成的匀强电场区，P的上表面镀有一层增透膜．光照射到半导体P上，使P内受原子束缚的电子成为自由电子，自由电子经E区电场加速到达半导体N，从而产生电动势，形成电流．以下说法中正确的是( )
A．E区匀强电场的方向由P指向N
B．电源内部的电流方向由P指向N
C．a电极为电池的正极
D．硅光电池是一种把化学能转化为电能的装置
2．关于电源的电动势，下列说法中不正确的是（ ）
A．电动势越大的电源，将其他形式的能转化为电能的本领越大
B．电源就是产生电荷的装置
C．电源的电动势在数值上等于电源在搬运单位电荷时非静电力所做的功
D．电源的电动势由电源自身决定，与外电路的组成无关
3．在如图所示的电路中，电源电动势为E，其内阻为r，L1、L2、L3为小灯泡（其灯丝电阻可视为不变），P为滑动变阻器的滑片，S1、S2为单刀开关，S1闭合，则下列说法中正确的是（　　）
A．滑动变阻器的滑片P不动，将S2闭合，小灯泡L2变暗
B．滑动变阻器的滑片P不动，将S2闭合，小灯泡L1变暗
C．在S2处于闭合状态下，向右滑动滑片P，小灯泡L3变暗
D．在S2处于闭合状态下，向右滑动滑片P，小灯泡L2变亮
4．第56届日本电池大会上华为发布了5分钟即可充满3000mA h电池50%电荷量的快充技术成果,引起业界广泛关注.如图是华为某智能手机电池上的信息,支持低压大电流充电,则( )
A．4.35V表示该电池的电动势
B．该电池充满电后以100mA的电流工作时,可连续工作30小时
C．11.4W·h表示该电池能提供的电荷量
D．3000mA·h表示该电池能提供的电能
5．如图所示，电源的电动势为E、内阻为r，R1为定值电阻，R2为光敏电阻（阻值随光照强度的增大而减小），C为电容器，L为小灯泡，电表均为理想电表。闭合开关S稳定后，若减小照射光强度，则（　　）
A．小灯泡变亮 B．电压表的示数减小
C．电容器上的电荷量减少 D．光敏电阻两端的电压减小
6．如图所示，R1、R2是两个定值电阻，R是滑动变阻器，L为小灯泡，电源的内阻为r，开关S闭合后，当滑动变阻器的滑片P向上移动时，则( )
A．电压表示数不变
B．小灯泡变亮
C．电容器处于充电状态
D．电源的电功率变大
7．如图所示，平行金属板极板水平放置，开关k1、k2均闭合，此时处于0点的电子枪水平向右射出速度相同的电子，经过金属板间电场后击中荧光屏的P点，则（　　）
A．只将R1的滑片向右移，电子将击中P上方一点
B．只将R2的滑片向右移，两极板间的电压减小
C．只断开开关k1，上极板向上移一小段距离，电子仍击中P点
D．只断开开关k2，上极板向上移一小段距离，电子仍击中P点
8．铅蓄电池的电动势为2V，这表示（　　）
A．电路中每通过1C的电荷量，电源把2J的化学能转变为电能
B．蓄电池两极间的电压为2V
C．蓄电池在1s内将2J的化学能转变为电能
D．蓄电池在1s内电源内非静电力做功为2J
9．如图所示的电路中，当滑动变阻器滑片B在图示位置时，电压表和电流表的示数分别为1.6V、0.4A，当滑动变阻器滑片B从图示位置向右滑到另一位置时，它们的示数各改变了0.1V和0.1A，则此时（　　）
A．电压表示数为1.7V，电源电动势为2V
B．电流表示数为0.3A，电源的效率为65%
C．电压表示数为1.5V，电源电动势为3V
D．电流表示数为0.5A，电源的效率为75%
10．如图所示，电源电动势为4V，内阻内阻1Ω，电阻R1=3Ω，R2=R3=4Ω，R4=8Ω，电容器C=6.0μF，闭合S电路达稳定状态后，电容器极板所带电量为
A．1.5×10-5C； B．3.010-5C； C．2.0×10-5C； D．2.1×10-5C
11．减少对化石燃料的依赖是人类削弱温室效应的重要方法，对替代能源的探索正在加快进行，我国在太阳能利用方面居于领先地位。硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点。如图所示，图线是该电池在某光照强度下路端电压和电流的关系图象（电池内阻不是常数），图线是某电阻的图象。在该光照强度下将它们组成闭合回路时，硅光电池的内阻为（　　）
A． B． C． D．
12．将一根电阻丝接在某恒定电压的电源两端，电流做功的功率为P．若将该电阻丝均匀地拉长为原来的两倍后再接入该电源．则它的功率为
A．4P B．0.25P
C．16P D．0.125P
13．某学校创建绿色校园，如图甲为新装的一批节能灯，该路灯通过光控开关实现自动控制；电灯的亮度可自动随周围环境的亮度改变而改变。如图乙为其内部电路简化原理图，电源电动势为E，内阻为r，为光敏电阻（光照强度增加时，其电阻值减小）。现增加光照强度，则下列判断正确的是（　　）
A．电源路端电压不变 B．两端电压变大
C．B灯变暗，A灯变亮 D．电源总功率不变
14．如图所示的电路中，电源的电动势为E、内阻为r，C为电容器，R1和R2为定值电阻，R3为光敏电阻（阻值随光照增强而减小），A为理想电流表，G为灵敏电流计，已知R1>r。当开关S闭合且电路稳定后，在逐渐增大对R3的光照强度的过程中（　　）
A．A表的示数变小 B．电源的输出功率变大
C．电源内部消耗的热功率变小 D．G表中有从a至b的电流
15．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上，如图中的a、b、c所示，以下判断正确的是（　　）
A．直线a表示电源的PE-I图线
B．曲线c表示电源的PR-I图线
C．电源的电动势E=4V，内阻r=2Ω
D．电源的最大输出功率Pmax=8W
16．如图所示，电源电动势为E，内阻为r，不计电压表和电流表内阻对电路的影响，当电键闭合后，两小灯泡均能发光，在将滑动变阻器的触片逐渐向左滑动的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．小灯泡L1变暗，小灯泡L2变亮
B．小灯泡L1变亮，小灯泡L2变暗
C．电流表A的读数变大，电压表V的读数变小
D．电流表A的读数变小，电压表V的读数变大
17．某同学欲采用如图所示的电路完成相关实验．图中电流表的量程为0.6A，内阻约；电压表的量程为3V，内阻约；G为小量程电流表；电源电动势约为3V，内阻较小．下列电路中正确的是
A． B．
C． D．
二、填空题
18．除了应合理开发和节约使用______等常规能源外，还要大力开发新能源，主要新能源有______。
19．在“用多用表测电阻”的实验中，多用表选择开关处于“×10”挡，指针位于如图所示位置，被测电阻阻值的测量值为_______Ω．若需测量一个约为2.0×103Ω的电阻，则选择开关应选_______（选填：“×10”、“×100”或“×1k”）挡．
20．如图所示是某电源的伏安特性曲线,由图线可知,电源电动势为____________V,电源内阻为____________Ω.电流为0.2 A时的外电阻为____________Ω.
21．将三个电阻、、串联后接入24伏的恒压电源，已知两端电压为4伏，欧，的功率为4瓦，那么可能等于______。
三、综合题
22．一台“6V 0.5A”的玩具电扇，其线圈电阻为，求：
（1）它的额定功率，正常工作时的发热功率．
（2）若在正常工作时突然用手迫使它停止运转，此时电扇的发热功率又为多大？
23．如图所示的电路中，电源电动势为10V，电源内阻r=1Ω,R1= 3Ω．R 2= 6Ω．
电容C=30μF． 求：
（1）闭合开关S，稳定后通过电阻R1的电流；
（2）开关S断开后，通过R1的电荷量．
24．在图所示的并联电路中，保持通过干路的电流不变，增大的阻值。
(1)和两端的电压怎样变化？增大还是减小？
(2)通过和的电流和各怎样变化？增大还是减小？
(3)并联电路上消耗的总功率怎样变化？增大还是减小？
25．如图，黑箱面板上有三个接线柱1、2和3，黑箱内有一个由四个阻值相同的电阻构成的电路。用欧姆表测得1、2接线柱之间的电阻为，2、3接线柱之间的电阻为，1、3接线柱之间的电阻为。在虚线框中画出黑箱中的电阻连接方式。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【详解】
AB．根据题意，E区电场能使P逸出的自由电子向N运动，因负电荷受到的电场力与电场方向相反，所以电场方向由N指向P，由于电流的方向与负电荷的运动方向相反，所以电源内部的电流方向由N指向P，故A、B错误；
CD．根据以上对电流方向的分析可知，a为电源正极，该电池是将光能转化为电能的装置，C正确，D错误。
故选C。
2．B
【详解】
试题分析：电动势越大的电源，将其他形式的能转化为电能的本领越大，选项A正确；电源是通过非静电力把正电荷从电源的负极移到正极，故电源不是产生电荷的装置，选项B错误；电源的电动势在数值上等于电源在搬运单位电荷时非静电力所做的功，选项C正确；电源的电动势由电源自身决定，与外电路的组成无关，选项D正确；故选B．
3．B
【详解】
AB．将S2闭合，总电阻减小、总电流增大、L2变亮；内电压增大、路端电压减小，L2两端电压增大、则L1两端电压减小，故小灯泡L1变暗，故A错误、B正确；
CD．在S2处于闭合状态下，向右滑动触头P，总电阻增大、总电流减小、内电压和L2两端电压减小，L2变暗；则L3两端电压增大，故L3变亮，故CD错误；
故选B。
4．B
【详解】
A．4.35V为充电电压，不是该电池的电动势，故A错误；
B．该电池充满电后以后以100mA的电流工作时，可连续工作
故B正确；
C．11.4Wh为电池的充电电能，不是该电池的电量，故C错误；
D．mAh为电量的单位，所以3000 mAh表示该电池能提供的电量，故D错误．
故选B。
5．B
【详解】
A．由图可知，L和R2串联后和C并联，再与R1串联，电容器在电路稳定时相当于断路；当减小照射光强度时，光敏电阻R2增大，电路的总电阻增大，总电流I减小，流过小灯泡的电流减小，则小灯泡变暗，故A错误；
B．由欧姆定律知，定值电阻两端电压减小，电压表的示数减小，故B正确；
C．电容器板间电压为
I减小，则UC变大，电容器上的电荷量变大，故C错误；
D．光敏电阻两端的电压为
由于总电流I减小，E、R1、r、RL不变，因此光敏电阻两端的电压变大，故D错误。
故选B。
6．C
【详解】
A、闭合开关S后，当滑动变阻器触头P向上移动时，增大，外电路总电阻增大，干路电流减小，则小灯泡亮度变暗，电源的内电压减小，路端电压增大，则电压表的示数变大．故AB错误；
C、电路稳定时电容器的电压等于、串联总电压，增大，根据串联电路电压分配规律可知，电容器的电压增大，则电容器处于充电状态，故C正确；
D、电源的总功率为，干路电流I减小，E不变，则电源的总功率变小，故D错误．
7．D
【详解】
A．只将R1的滑片向右移，平行金属板电压增大，极板间电场强度增大，电子将击中P点下方一点，故A错误；
B．只将R2的滑片向右移，平行金属板电压不变，故B错误；
C．断开开关k1，平行金属板电压为零，不论上极板向上还是向下移一小段距离，电场强度都为零，电子不受电场力作用，电子将击中P上方一点，故C错误；
D．断开开关k2，平行金属板所带电量不变，由
可知，上极板向上移一小段距离电场强度不变，则仍能击中P点，故D正确。
故选D。
8．A
【详解】
A．铅蓄电池是把化学能转变为电能的装置，每通过1C的电荷量，电源把化学能转变为电能的数值为
A正确；
B．蓄电池两极间的电压随外电路变化，B错误；
C．铅蓄电池是把化学能转变为电能的装置，每通过1C的电荷量，电源把化学能转变为电能的数值为2J，C错误；
D．蓄电池每通过1C电量，电源内非静电力做功为2J，D错误。
故选A。
9．D
【详解】
向右滑则总电阻变小，电流增加，则电压减小，由闭合电路欧姆定律得：E=1.6+0.4r ；E=1.5+0.5r；联立解得：r=1Ω E=2V； 则电动势为2V，内阻1Ω 电压表示数为1.5V，则AC错误；电流表示数为0.5A，电源的效率为：×100%=75%，则B错误，D正确 ；故选D．
10．A
【详解】
由电路结构可知，电路中的总电阻为：，电路中的电流为：，电容器两极板间的电势差为：，由，故A正确，BCD错误．
11．A
【详解】
根据闭合电路欧姆定律可得
当电流为0时，路端电压等于电源电动势，因此
根据图线交点可知，电阻电压为2.5V时，电流为0.2A，则硅光电池的内阻
故A正确，BCD错误。
故选A。
12．B
【详解】
电阻丝拉长后，材料不变，均匀地拉长为原来的两倍，可知其横截面积变为原来的二分之一倍，根据导体的电阻与长度成正比，与横截面积成反比，所以其阻值变为原来的4倍，根据可知，电源电压不变时，功率变为原来的0.25倍。
故选B。
13．B
【详解】
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得知，干路电流I增大，电源的内电压增大，路端电压U减小，则A灯变暗，通过R0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的电压之和等于路端电压，路端电压减小，则知B的电压减小，B灯变暗；电源的总功率P=EI，I增大，则P增大。故B正确，ACD错误。
故选B。
14．B
【详解】
A．增大对R3的光照强度，其电阻减小，电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知，电路中的干路电流增大，则A表的示数变大。故A错误；
B．由于R1>r，结合电源的输出功率与外电阻的关系可知，当外电阻减小时，电源的输出功率增大，故B正确；
C．根据公式
结合A选项，可知电流增大，电源内部消耗的热功率增大。故C错误；
D．由闭合电路欧姆定律
可知，并联部分电压减小，即电容器两端电压减小，所以电容器处于放电过程，电流从b流向a。故D错误。
故选B。
15．AC
【详解】
A．电源消耗的总功率的计算公式
故图线时直线，故A正确；
B．输出功率
应为开口向下的曲线，故b表示图线；电源内阻消耗的功率
应为开口向上的曲线，故c表示图线，故B错误；
C．当时，，说明外电路短路，根据
得
故C正确；
D．输出功率
当时，输出功率最大，为，故D错误。
故选AC。
16．AC
【详解】
滑动变阻器向左滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的阻值变小，电路的总阻值变小，总电流变大，所以电流表的读数变大，内阻消耗电压变大，电压表读数变小．小灯泡L2变亮，L1两端电压变小．小灯泡L1变暗．故选AC.
17．AB
【详解】
A．利用伏安法测量未知电阻，图示为“限流接法”，电压表量程等于电源电动势，回路中最大电流：
等于电流表量程，电压表内阻远大于待测电阻，分流造成误差小于电流表分压误差，所以采用电流表外接，故A正确；
B．电压表量程等于电源电动势，电压表内阻很大，分流造成误差小，故采用电流表内接，电流表测量电流近似等于电路总电流，根据全电路欧姆定律：
该电路可以测量电源电动势和内电阻，故B正确；
C．测量小灯泡伏安特性曲线应使得小灯泡两端电压从零增大，应采用分压接法而不是限流接法，故C错误；
D．半偏法测量电流表的内阻，最终支路电阻即为电流表的内阻，所以支路的电阻不能用滑动变阻器，应该用电阻箱，故D错误。
故选AB。
18． 煤炭、石油、天然气 太阳能、风能、地热能、海洋能、核能、氢能
【详解】
常规能源有煤炭、石油、天然气等。
新能源有太阳能、风能、地热能、海洋能、核能、氢能等。
19． 170 “×100”
【详解】
选择×10档测量电阻时，由图示表盘可知，该电阻约为17×10=170Ω．若用此多用表测量一个阻值约为2.0×103Ω的电阻，为了使测量比较准确，应选的欧姆档是×100档．
20． 6 1.6 28.4
【详解】
当外电路处于断路状态时，即外电流电路为零，电源两端电压为电源电动势，即，当外电路短路时，即外电路电流最大时，只有电源内阻串联在电路中，故
外电阻电路的计算公式为
将代入得
21．8欧或12欧
【详解】
设电路中的电流为I，则有：
则电路中的总功率为：
变形得：
解得：Ω或Ω
22．（1）3W 0.5W （2）18W
【详解】
（1）额定功率：
发热功率：
（2）停止转动后，电压全部加在电阻上发热：
23．（1）1A；（2）1.2×10-4C
【详解】
（1）由闭合电路欧姆定律得：
（2） 电容器两端的电压即R2两端的电压：
U2=IR2=1×6=6V
开关S断开后，电容器两端的电压为10V，则通过R1的电量为
Q=C（E－U2）=1.2×10-4C
24．(1)增大；(2) I1减小；I2增大；(3) P增大。
【详解】
(1)由于R1的阻值增大，导致并联电路的阻值R增大，R1和R2上的电压U=IR，干路上的电流I不变，所以R1和R2上的电压U增大；
(2)R2上的电流
因为电压U大，所以R2上的电流I2增大R1上的电流
I1=I-I2
因为干路上的电流I不变，R2上的电流I2增大，所以R1上的电流I1减小；
(3)并联电路上消耗的总功率P=UI，因为干路上的电流I不变，电压U增大，所以总功率P增大。
25．
【详解】
因为1、2接线柱之间的电阻与2、3接线柱之间的电阻之和等于1、3接线柱之间的电阻，所以2为中间的结点，又因为2、3接线柱之间的电阻与1、2接线柱之间的电阻的差等于1、2接线柱之间的电阻的一半，故2、3之间有两个电阻井联，后再与第三个电阻串联，每个电阻均为1Ω，连接方式如图所示
答案第1页，共2页