2022—2023学年物理人教（2019）必修第三册第12章 电能 能量守恒定律 自练习题附答案

2022—2023学年物理人教（2019）必修第三册第12章 电能 能量守恒定律 自练习题附答案
一、选择题。
1、如图为一种握力计和它的工作原理图。电源电压保持不变。握力显示表是由电流表改装而成，定值电阻R2起保护电路作用，其电阻值为5Ω，弹簧一端的滑片P在电阻R1的最上端时不施加力，移动到最下端时施加的力最大（弹簧的电阻不计）。握力计测量范围为0~300N，电路中电流表变化范围0.1-0.6A，则下列说法正确的是（　　）
A．握力计工作电路中的电源电压为3V
B．握力300N时电路中电流为0.6A
C．R1连入电路阻值变化的范围是0~30
D．R2消耗的最小功率为0.5W
2、如图所示，当开关S断开时，电压表示数为3 V，当开关S闭合时，电压表示数为1.8 V，则外电阻R与电源内阻r之比为(　　)
A．5∶3 B．3∶5 C．2∶3 D．3∶2
3、某兴趣小组探究用不同方法测定干电池的电动势和内阻,他们提出的实验方案中有如下四种器材组合。为使实验结果尽可能准确,最不可取的一组器材是( )
A.一个安培表、一个伏特表和一个滑动变阻器
B.一个伏特表和多个定值电阻
C.一个安培表和一个电阻箱
D.两个安培表和一个滑动变阻器
4、关于能源的利用，下列说法不正确的是(　　)
A．因为自然界的能量是守恒的，所以不需要节约能源
B．一座城市的能量耗散使其环境温度略高于其周围农村的环境温度
C．煤炭和石油产品燃烧会造成空气污染和温室效应
D．能量耗散表明能源的利用是有条件的，也是有代价的
5、如图所示电路中，电源电动势为ε，内阻为r，R1、R2、R3均为可变电阻，要使电阻R消耗的电功率增大，则可以（ ）
A 增大R1 B 减小R1 C 减小R2 D 增大R3
6、小明做实验时把甲乙两只灯泡串联后通过开关接在电源上。闭合开关后，甲灯发光，乙灯不发光，乙灯不发光的原因是（　　）
A．它的电阻太小 B．流过乙灯的电流比甲灯小
C．它的电阻太大 D．乙灯灯丝断了
7、（双选）如图所示电路中，电源电动势E＝9 V、内阻r＝3 Ω，R＝15 Ω，下列说法中正确的是(　　)
A．当S断开时，UAC＝9 V
B．当S闭合时，UAC＝9 V
C．当S闭合时，UAB＝7.5 V，UBC＝0
D．当S断开时，UAB＝0，UBC＝0
8、在用伏安法测电池的电动势和内电阻的实验中，下列注意事项中错误的是（ ）
A.应选用旧的干电池作为被测电源，以使电压表示数的变化比较明显
B.应选用内阻较小的电压表和电流表
C.移动滑动变阻器的滑片时，不能使滑动变阻器短路造成电流表过载
D.根据实验记录的数据作U－I图象时，应通过尽可能多的点画一条直线，并使不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧
9、（双选）下列对能量耗散理解正确的是(　　)
A．能量耗散说明能量在不断减少
B．能量耗散遵守能量守恒定律
C．能量耗散说明能量不能凭空产生，但可以凭空消失
D．能量耗散从能量角度反映出自然界的宏观自发过程具有方向性
10、如图为一电动机，其线圈电阻是r，当它两端所加的电压为U时，通过的电流是I，则这台电动机（　　）
A．发热功率为 B．消耗的电功率为
C．所做机械功的功率为 D．t时间内所做的机械功为
11、（双选）某电源的电动势E和内阻r均为定值，当外电路电阻R发生变化时，回路电流I、路端电压U、内电压U′都将随之发生变化，下列图像能正确表示其变化规律的是 (　　)
12、图为测量某电源电动势和内阻时得到的U-I图线．用此电源与三个阻值均为3 Ω的电阻连接成电路，测得路端电压为4.8 V．则该电路可能为(　　)
A. B.
C. D.
13、下列说法正确的是(　　)
A．随着科技的发展，节能灯利用太阳能的效率能达到100%
B．太阳照射到地球上的光能转化成了其他形式的能量，但照射到宇宙空间的能量都消失了
C．“既要马儿跑，又让马儿不吃草”违背了能量守恒定律，因而是不可能的
D．有种“全自动”手表，不用上发条，也不用任何形式的电源，却能一直走动，说明能量可以凭空产生
14、如图甲，LED灯已逐渐走入千家万户，与普通光源相比，LED灯更节能环保，发光时发热量极低。图乙所示为某种型号LED灯的图线，现测得此LED灯工作时电流为，其两端电压为，则此LED灯（　　）
A．为线性元件
B．为纯电阻元件
C．在P点工作时其功率为
D．在P点工作时其电阻在数值上等于过P点的切线的斜率
15、一太阳能电池板,测得它的开路电压为800 mV,短路电流为40 mA。若将该电池板与一阻值为20 Ω的电阻连成一闭合电路,则它的路端电压是(　　)
A.0.10 V B.0.20 V C.0.30 V D.0.40 V
二、非选择题题。
16、利用两个电流表A1和A2测量干电池电动势E和内阻r的电路原理图如图1所示；图中S为开关，R为滑动变阻器，固定电阻R1和电流表A1内阻之和为10 000 Ω(比r和滑动变阻器的总电阻大得多)，A2为理想电流表。
(1)在闭合开关S前，将滑动变阻器的滑动端c移动至______(填“a端”“中央”或“b端”)。
(2)闭合开关S，移动滑动变阻器的滑动端c至某一位置，读出电流表A1和A2的示数I1和I2。多次改变滑动端c的位置，得到的数据如下表所示。
I1(mA) 0.120 0.125 0.130 0.135 0.140 0.145
I2(mA) 480 400 320 232 140 68
在图2所示的坐标纸上以I1为纵坐标、I2为横坐标画出所对应的I1I2曲线。
(3)利用所得曲线求得电源的电动势E＝________ V，内阻r＝________ Ω(保留两位有效数字)。
(4)该电路中电源输出的短路电流I＝ ________A。
17、（计算题）小明妈妈新购买了一只苏泊尔SWJ-50型电热水壶，其铭牌如图所示。小明在一个标准气压下，发现将一满壶初温为20 ℃的水在电热水壶正常工作时恰好烧开的时间为5 min。[已知c水=4.2×103J/（kg °C），电热水壶发热电阻丝的电阻不变]
(1)求水吸收的热量；
(2)求消耗的电能；
(3)小明发现在用电高峰时，同样烧开一满壶初温为20 ℃的水需要的时间是363 s，求电热水壶两端的实际电压。（设电热水壶的加热效率相同）
型号 WSJ﹣50
额定电压 220 V
额定功率 800 W
水壶容积 500 mL
18、（计算题）如图所示电路中，，，开关S闭合时电压表示数为11.4 V，电流表示数为0.2 A，开关S断开时电流表示数为0.3 A，求：
(1)电阻的值．
(2)电源电动势和内电阻．
19、（计算题）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0.5 A和1.0 V；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2.0 A和15.0 V。则：
(1)电动机的内阻为多大？
(2)电动机正常工作时，电动机的输出功率多大？
2022—2023学年物理人教（2019）必修第三册第12章 电能 能量守恒定律 自练习题附答案
一、选择题。
1、如图为一种握力计和它的工作原理图。电源电压保持不变。握力显示表是由电流表改装而成，定值电阻R2起保护电路作用，其电阻值为5Ω，弹簧一端的滑片P在电阻R1的最上端时不施加力，移动到最下端时施加的力最大（弹簧的电阻不计）。握力计测量范围为0~300N，电路中电流表变化范围0.1-0.6A，则下列说法正确的是（　　）
A．握力计工作电路中的电源电压为3V
B．握力300N时电路中电流为0.6A
C．R1连入电路阻值变化的范围是0~30
D．R2消耗的最小功率为0.5W
【答案】A
2、如图所示，当开关S断开时，电压表示数为3 V，当开关S闭合时，电压表示数为1.8 V，则外电阻R与电源内阻r之比为(　　)
A．5∶3 B．3∶5 C．2∶3 D．3∶2
【答案】D　
3、某兴趣小组探究用不同方法测定干电池的电动势和内阻,他们提出的实验方案中有如下四种器材组合。为使实验结果尽可能准确,最不可取的一组器材是( )
A.一个安培表、一个伏特表和一个滑动变阻器
B.一个伏特表和多个定值电阻
C.一个安培表和一个电阻箱
D.两个安培表和一个滑动变阻器
【答案】D
4、关于能源的利用，下列说法不正确的是(　　)
A．因为自然界的能量是守恒的，所以不需要节约能源
B．一座城市的能量耗散使其环境温度略高于其周围农村的环境温度
C．煤炭和石油产品燃烧会造成空气污染和温室效应
D．能量耗散表明能源的利用是有条件的，也是有代价的
【答案】A
5、如图所示电路中，电源电动势为ε，内阻为r，R1、R2、R3均为可变电阻，要使电阻R消耗的电功率增大，则可以（ ）
A 增大R1 B 减小R1 C 减小R2 D 增大R3
【答案】B
6、小明做实验时把甲乙两只灯泡串联后通过开关接在电源上。闭合开关后，甲灯发光，乙灯不发光，乙灯不发光的原因是（　　）
A．它的电阻太小 B．流过乙灯的电流比甲灯小
C．它的电阻太大 D．乙灯灯丝断了
【答案】A
7、（双选）如图所示电路中，电源电动势E＝9 V、内阻r＝3 Ω，R＝15 Ω，下列说法中正确的是(　　)
A．当S断开时，UAC＝9 V
B．当S闭合时，UAC＝9 V
C．当S闭合时，UAB＝7.5 V，UBC＝0
D．当S断开时，UAB＝0，UBC＝0
【答案】AC　
8、在用伏安法测电池的电动势和内电阻的实验中，下列注意事项中错误的是（ ）
A.应选用旧的干电池作为被测电源，以使电压表示数的变化比较明显
B.应选用内阻较小的电压表和电流表
C.移动滑动变阻器的滑片时，不能使滑动变阻器短路造成电流表过载
D.根据实验记录的数据作U－I图象时，应通过尽可能多的点画一条直线，并使不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧
【答案】B
9、（双选）下列对能量耗散理解正确的是(　　)
A．能量耗散说明能量在不断减少
B．能量耗散遵守能量守恒定律
C．能量耗散说明能量不能凭空产生，但可以凭空消失
D．能量耗散从能量角度反映出自然界的宏观自发过程具有方向性
【答案】BD　
10、如图为一电动机，其线圈电阻是r，当它两端所加的电压为U时，通过的电流是I，则这台电动机（　　）
A．发热功率为 B．消耗的电功率为
C．所做机械功的功率为 D．t时间内所做的机械功为
【答案】A
11、（双选）某电源的电动势E和内阻r均为定值，当外电路电阻R发生变化时，回路电流I、路端电压U、内电压U′都将随之发生变化，下列图像能正确表示其变化规律的是 (　　)
【答案】AB　
12、图为测量某电源电动势和内阻时得到的U-I图线．用此电源与三个阻值均为3 Ω的电阻连接成电路，测得路端电压为4.8 V．则该电路可能为(　　)
A. B.
C. D.
【答案】B
13、下列说法正确的是(　　)
A．随着科技的发展，节能灯利用太阳能的效率能达到100%
B．太阳照射到地球上的光能转化成了其他形式的能量，但照射到宇宙空间的能量都消失了
C．“既要马儿跑，又让马儿不吃草”违背了能量守恒定律，因而是不可能的
D．有种“全自动”手表，不用上发条，也不用任何形式的电源，却能一直走动，说明能量可以凭空产生
【答案】C　
14、如图甲，LED灯已逐渐走入千家万户，与普通光源相比，LED灯更节能环保，发光时发热量极低。图乙所示为某种型号LED灯的图线，现测得此LED灯工作时电流为，其两端电压为，则此LED灯（　　）
A．为线性元件
B．为纯电阻元件
C．在P点工作时其功率为
D．在P点工作时其电阻在数值上等于过P点的切线的斜率
【答案】C
15、一太阳能电池板,测得它的开路电压为800 mV,短路电流为40 mA。若将该电池板与一阻值为20 Ω的电阻连成一闭合电路,则它的路端电压是(　　)
A.0.10 V B.0.20 V C.0.30 V D.0.40 V
【答案】D
二、非选择题题。
16、利用两个电流表A1和A2测量干电池电动势E和内阻r的电路原理图如图1所示；图中S为开关，R为滑动变阻器，固定电阻R1和电流表A1内阻之和为10 000 Ω(比r和滑动变阻器的总电阻大得多)，A2为理想电流表。
(1)在闭合开关S前，将滑动变阻器的滑动端c移动至______(填“a端”“中央”或“b端”)。
(2)闭合开关S，移动滑动变阻器的滑动端c至某一位置，读出电流表A1和A2的示数I1和I2。多次改变滑动端c的位置，得到的数据如下表所示。
I1(mA) 0.120 0.125 0.130 0.135 0.140 0.145
I2(mA) 480 400 320 232 140 68
在图2所示的坐标纸上以I1为纵坐标、I2为横坐标画出所对应的I1I2曲线。
(3)利用所得曲线求得电源的电动势E＝________ V，内阻r＝________ Ω(保留两位有效数字)。
(4)该电路中电源输出的短路电流I＝ ________A。
【答案】(1)b端　(2)如图所示：
　(3)1.49　0.60　(4)2.4
17、（计算题）小明妈妈新购买了一只苏泊尔SWJ-50型电热水壶，其铭牌如图所示。小明在一个标准气压下，发现将一满壶初温为20 ℃的水在电热水壶正常工作时恰好烧开的时间为5 min。[已知c水=4.2×103J/（kg °C），电热水壶发热电阻丝的电阻不变]
(1)求水吸收的热量；
(2)求消耗的电能；
(3)小明发现在用电高峰时，同样烧开一满壶初温为20 ℃的水需要的时间是363 s，求电热水壶两端的实际电压。（设电热水壶的加热效率相同）
型号 WSJ﹣50
额定电压 220 V
额定功率 800 W
水壶容积 500 mL
【答案】(1)1.68×105J； (2)2.4×105J； (3)200V
【详解】 (1) 由铭牌可知，水壶中水的体积为500mL=，水的密度为，水温变化，故水吸收的热量
代入数据解得Q = 1.68×105J。
(2)消耗的电能
(3)电热水壶的电阻为
由
可得
18、（计算题）如图所示电路中，，，开关S闭合时电压表示数为11.4 V，电流表示数为0.2 A，开关S断开时电流表示数为0.3 A，求：
(1)电阻的值．
(2)电源电动势和内电阻．
【答案】(1)15 Ω (2)12 V；1 Ω
【解析】(1)由图可知，当开关S闭合时，两电阻并联，根据欧姆定律则有：
解得：
(2) 由图可知，当开关S闭合时，两电阻并联，根据闭合电路的欧姆定律则有：
S断开时，根据闭合电路的欧姆定律则有：
联立解得：
19、（计算题）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0.5 A和1.0 V；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2.0 A和15.0 V。则：
(1)电动机的内阻为多大？
(2)电动机正常工作时，电动机的输出功率多大？
【答案】(1)2.0 Ω　(2)22 W
【解析】(1)电动机停止工作，电动机相当于纯电阻，
因此其内阻r＝＝ Ω＝2.0 Ω。
(2)电动机恢复正常运转时，电动机的内阻发热功率
P热＝I22r＝2.02×2 W＝8 W，电动机的总功率P总＝U2I2＝15.0 V×2.0 A＝30 W，所以电动机的输出功率
P输出＝P总－P热＝30 W－8 W＝22 W。