第12章 电能 能量守恒定律 练习2024-2025学年物理人教（2019）必修第三册（含解析）

第12章 电能 能量守恒定律 练习2024-2025学年物理人教（2019）必修第三册
一、选择题。
1、如图所示，一直流电动机与阻值R=10的电阻串联接在电源上。电源电动势E=36V、内阻不计，用理想电压表测出电动机两端的电压U=18V，则（　　）
A．电动机的内阻为10 B．通过电动机的电流为1.8A
C．电动机的内阻消耗的功率为18W D．电动机的机械功率为32.4W
2、在已接电源的闭合电路里,关于电源的电动势、内电压和外电压的关系,下列说法正确的是(　　)
A.若外电压增大,则内电压增大,电源电动势也会随之增大
B.若外电压减小,内电阻不变,内电压也就不变,电源电动势必然减小
C.若外电压不变,则内电压减小,电源电动势也会随内电压减小
D.若外电压增大,则内电压减小,电源的电动势始终等于二者之和
3、下列给出多种用伏安法测电池的电动势和内电阻的数据，处理方法既能减小偶然误差，又直观简便的方法是（ ）
A.测出两组I.U的数据，代入方程组和中，求出和
B.多测几组I.U的数据，求出几组.，最后分别求出其平均值
C.测出多组I.U的数据，画出图像，再根据图像求.
D.多测出几组I.U数据，分别求出和的平均值，用电压表测出断路时的路端电压即电动势，再用闭合电路欧姆定律求出电池内电阻
4、十八大报告提出了“推进绿色发展、循环发展、低碳发展”的理念，以下做法中不符合这个理念的是(　　)
A．夏天天气炎热，空调的温度调得越低越好
B．把家里的燃气热水器换成太阳能热水器
C．出行时，如果条件允许的话，尽可能选择公共交通工具
D．日常生活中，做到随手关灯，关掉较长时间不使用的电脑和电视
5、当滑动变阻器的滑动片P向左端滑动时，以下说法正确的是（ ）。
A、安培表的示数减小，伏特表的示数增大； B两表示数都减小；
C、安培表的示数增大，伏特表的示数减小； D两表示数都增大。
6、四个相同的小灯泡按照如图所示的(a)、(b)两种方式接入电压相等的电路中，调节R1、R2使四个小灯泡都正常发光，这时可变电阻R1、R2消耗的电功率P1和P2的关系为　　
A．P1=2P2 B．P1＞2P2 C．P1＜2P2 D．P1=P2
7、(双选)如图所示为两个不同闭合电路中两个不同电源的U-I图象,则下列说法正确的是(　　)
A.电动势E1=E2,短路电流I1>I2
B.电动势E1=E2,内阻r1>r2
C.电动势E1>E2,内阻r1D.当两电源的工作电流变化量相同时,电源2的路端电压变化较大
8、为了测出电源的电动势和内阻,除待测电源、开关和导线以外,配合下列哪组仪器,不能达到实验目的( )
A.—个电流表和一个电阻箱
B.—个电压表、一个电流表和一个滑动变阻器
C.一个电压表和一个电阻箱
D.—个电流表和一个变阻器
9、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
10、（双选）灯泡的亮度决定于它的实际电功率（而不是额定功率），实际消耗的电功率越大，灯泡越亮，实际消耗的功率越小，灯泡越暗，在如图所示电路中，A、B、C、D是四只相同的电灯，当滑动变阻器的滑键向下滑时，下列说法正确的是（ ）
A.A灯变亮； B.B灯变亮； C.C灯变亮； D.D灯变亮。
11、电动机与小电珠串联接入电路，电动机正常工作时，小电珠的电阻为R1，两端电压为U1，流过的电流为I1；电动机的内电阻为R2，两端电压为U2，流过的电流为I2。则（　　）
A．I112、如图所示的电路,R由2 Ω变为6 Ω时,电路中的电流变为原来的一半,则电源的内阻是(　　)
A.1 Ω B.2 Ω C.3 Ω D.4 Ω
13、王羽同学在测最电源电动势及内阻的实验中,把实物分别连成如图所示的甲、乙两种电路,然后在同一坐标系中分别作出如图丙所示的两条图线a与b,则下列说法正确的是( )
A.由甲电路所描绘的图线是a
B.由乙电路所描绘的图线是b
C.由a图线测得电源电动势约为1.50V,内阻约为3.0Ω
D.由b图线测得电源电动势约为1.45V,内阻约为0.9Ω
14、关于能源的开发和利用，下列观点错误的是(　　)
A．无节制地利用能源，是一种盲目的短期行为
B．根据能量守恒定律，能源是取之不尽、用之不竭的
C．能源的开发和利用，必须同时加强对环境的保护
D．不断开发新能源，是缓解能源危机的主要途径
15、图示电路中，当变阻器R3的滑动头P向b端移动时，（ ）
A．电压表示数变大，电流表示数变小
B．电压表示数变小，电流表示数变大
C．电压表示数变大，电流表示数变大
D．电压表示数变小，电流表示数变小
二、填空与实验题。
16、在测量电源的电动势和内阻的实验中，由于所用电压表(视为理想电压表)的量程较小，某同学设计了如图所示的实物电路．
(1)实验时，应先将电阻箱的电阻调到 (选填“最大值”“最小值”或“任意值”)。
(2)改变电阻箱的阻值R，分别测出阻值R0＝10 Ω的定值电阻两端的电压U。下列两组R的取值方案中，比较合理的方案是 (选填“1”或“2”)。
方案编号 电阻箱的阻值R/Ω
1 400.0 350.0 300.0 250.0 200.0
2 80.0 70.0 60.0 50.0 40.0
(3)根据实验数据描点，绘出的 R图象是一条直线．若直线的斜率为k，在坐标轴上的截距为b，则该电源的电动势E＝，内阻r＝－R0.(用k、b和R0表示)
17、某同学利用如图甲所示的电路测定电源的电动势和内阻，实验中电表内阻对实验结果的影响很小，均可以忽略不计．闭合开关S后，变阻器的滑动触头P由变阻器的一端滑到另一端的过程中，两电压表示数随电流表示数变化情况分别如图乙中的直线a、b所示。
(1)请将如图丙所示实物图按电路图连接成实验电路；
(2)通过分析可知，图乙中直线 (选填“a”或“b”)表示电压表V1示数随电流表A示数变化的关系；
(3)根据U I图象中坐标轴表示的数据，可求出电源电动势E＝ ，内阻r＝ 。.
三、计算题。
18、如图所示，A为电解槽，N为电炉子，恒定电压U＝12 V，电解槽内阻r＝2 Ω，当S1闭合、S2断开时，电流表的示数为6 A；当S2闭合、S1断开时，电流表的示数为4 A（电流表内阻不计），求：
(1)电炉子的电阻及发热功率各多大？
(2)在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率为多少？
19、将总电阻R0＝22 Ω的滑动变阻器按如图甲所示与电源相连，已知该电源的路端电压随外电阻变化的图线如图乙所示，电源正常工作时允许通过的最大电流为2 A。求：
(1)电源的电动势和内电阻；
(2)接到滑动变阻器A、B间的负载电阻R′的阻值许可范围。
甲　　　　　　　　　　　乙
20、某地的平均风速为5 m/s，已知空气密度是1.2 kg/m3，有一风车，它的车叶转动时可形成半径为12 m的圆面，如果这个风车能将此圆内10%的气流的动能转变为电能，则该风车带动的发电机功率是多大？
21、如图所示为电动机提升重物的装置，电动机线圈的电阻为r＝1 Ω，电动机两端的电压为5 V，电路中的电流为1 A，物体A重为20 N，不计摩擦力，求：
(1)电动机线圈上消耗的热功率是多少？
(2)电动机的输入功率和输出功率各是多少？
(3)10 s内，可以把重物A匀速提升多高？
(4)这台电动机的机械效率是多少？
第12章 电能 能量守恒定律 练习2024-2025学年物理人教（2019）必修第三册
一、选择题。
1、如图所示，一直流电动机与阻值R=10的电阻串联接在电源上。电源电动势E=36V、内阻不计，用理想电压表测出电动机两端的电压U=18V，则（　　）
A．电动机的内阻为10 B．通过电动机的电流为1.8A
C．电动机的内阻消耗的功率为18W D．电动机的机械功率为32.4W
【答案】B
2、在已接电源的闭合电路里,关于电源的电动势、内电压和外电压的关系,下列说法正确的是(　　)
A.若外电压增大,则内电压增大,电源电动势也会随之增大
B.若外电压减小,内电阻不变,内电压也就不变,电源电动势必然减小
C.若外电压不变,则内电压减小,电源电动势也会随内电压减小
D.若外电压增大,则内电压减小,电源的电动势始终等于二者之和
【答案】D
3、下列给出多种用伏安法测电池的电动势和内电阻的数据，处理方法既能减小偶然误差，又直观简便的方法是（ ）
A.测出两组I.U的数据，代入方程组和中，求出和
B.多测几组I.U的数据，求出几组.，最后分别求出其平均值
C.测出多组I.U的数据，画出图像，再根据图像求.
D.多测出几组I.U数据，分别求出和的平均值，用电压表测出断路时的路端电压即电动势，再用闭合电路欧姆定律求出电池内电阻
【答案】C
4、十八大报告提出了“推进绿色发展、循环发展、低碳发展”的理念，以下做法中不符合这个理念的是(　　)
A．夏天天气炎热，空调的温度调得越低越好
B．把家里的燃气热水器换成太阳能热水器
C．出行时，如果条件允许的话，尽可能选择公共交通工具
D．日常生活中，做到随手关灯，关掉较长时间不使用的电脑和电视
【答案】A　
5、当滑动变阻器的滑动片P向左端滑动时，以下说法正确的是（ ）。
A、安培表的示数减小，伏特表的示数增大； B两表示数都减小；
C、安培表的示数增大，伏特表的示数减小； D两表示数都增大。
【答案】C
6、四个相同的小灯泡按照如图所示的(a)、(b)两种方式接入电压相等的电路中，调节R1、R2使四个小灯泡都正常发光，这时可变电阻R1、R2消耗的电功率P1和P2的关系为　　
A．P1=2P2 B．P1＞2P2 C．P1＜2P2 D．P1=P2
【答案】B
7、(双选)如图所示为两个不同闭合电路中两个不同电源的U-I图象,则下列说法正确的是(　　)
A.电动势E1=E2,短路电流I1>I2
B.电动势E1=E2,内阻r1>r2
C.电动势E1>E2,内阻r1D.当两电源的工作电流变化量相同时,电源2的路端电压变化较大
【答案】AD
8、为了测出电源的电动势和内阻,除待测电源、开关和导线以外,配合下列哪组仪器,不能达到实验目的( )
A.—个电流表和一个电阻箱
B.—个电压表、一个电流表和一个滑动变阻器
C.一个电压表和一个电阻箱
D.—个电流表和一个变阻器
【答案】D
9、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　
10、（双选）灯泡的亮度决定于它的实际电功率（而不是额定功率），实际消耗的电功率越大，灯泡越亮，实际消耗的功率越小，灯泡越暗，在如图所示电路中，A、B、C、D是四只相同的电灯，当滑动变阻器的滑键向下滑时，下列说法正确的是（ ）
A.A灯变亮； B.B灯变亮； C.C灯变亮； D.D灯变亮。
【答案】BD
11、电动机与小电珠串联接入电路，电动机正常工作时，小电珠的电阻为R1，两端电压为U1，流过的电流为I1；电动机的内电阻为R2，两端电压为U2，流过的电流为I2。则（　　）
A．I1【答案】B
12、如图所示的电路,R由2 Ω变为6 Ω时,电路中的电流变为原来的一半,则电源的内阻是(　　)
A.1 Ω B.2 Ω C.3 Ω D.4 Ω
【答案】B
13、王羽同学在测最电源电动势及内阻的实验中,把实物分别连成如图所示的甲、乙两种电路,然后在同一坐标系中分别作出如图丙所示的两条图线a与b,则下列说法正确的是( )
A.由甲电路所描绘的图线是a
B.由乙电路所描绘的图线是b
C.由a图线测得电源电动势约为1.50V,内阻约为3.0Ω
D.由b图线测得电源电动势约为1.45V,内阻约为0.9Ω
【答案】D
14、关于能源的开发和利用，下列观点错误的是(　　)
A．无节制地利用能源，是一种盲目的短期行为
B．根据能量守恒定律，能源是取之不尽、用之不竭的
C．能源的开发和利用，必须同时加强对环境的保护
D．不断开发新能源，是缓解能源危机的主要途径
【答案】B　
15、图示电路中，当变阻器R3的滑动头P向b端移动时，（ ）
A．电压表示数变大，电流表示数变小
B．电压表示数变小，电流表示数变大
C．电压表示数变大，电流表示数变大
D．电压表示数变小，电流表示数变小
【答案】B
二、填空与实验题。
16、在测量电源的电动势和内阻的实验中，由于所用电压表(视为理想电压表)的量程较小，某同学设计了如图所示的实物电路．
(1)实验时，应先将电阻箱的电阻调到 (选填“最大值”“最小值”或“任意值”)。
(2)改变电阻箱的阻值R，分别测出阻值R0＝10 Ω的定值电阻两端的电压U。下列两组R的取值方案中，比较合理的方案是 (选填“1”或“2”)。
方案编号 电阻箱的阻值R/Ω
1 400.0 350.0 300.0 250.0 200.0
2 80.0 70.0 60.0 50.0 40.0
(3)根据实验数据描点，绘出的 R图象是一条直线．若直线的斜率为k，在坐标轴上的截距为b，则该电源的电动势E＝，内阻r＝－R0.(用k、b和R0表示)
【答案】（1）最大值 （2）2 （3）E＝，r＝－R0
17、某同学利用如图甲所示的电路测定电源的电动势和内阻，实验中电表内阻对实验结果的影响很小，均可以忽略不计．闭合开关S后，变阻器的滑动触头P由变阻器的一端滑到另一端的过程中，两电压表示数随电流表示数变化情况分别如图乙中的直线a、b所示。
(1)请将如图丙所示实物图按电路图连接成实验电路；
(2)通过分析可知，图乙中直线 (选填“a”或“b”)表示电压表V1示数随电流表A示数变化的关系；
(3)根据U I图象中坐标轴表示的数据，可求出电源电动势E＝ ，内阻r＝ 。.
【答案】（1）如图所示：
（2）a （3）
三、计算题。
18、如图所示，A为电解槽，N为电炉子，恒定电压U＝12 V，电解槽内阻r＝2 Ω，当S1闭合、S2断开时，电流表的示数为6 A；当S2闭合、S1断开时，电流表的示数为4 A（电流表内阻不计），求：
(1)电炉子的电阻及发热功率各多大？
(2)在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率为多少？
【答案】(1)2 Ω，72 W；　 (2)16 W
【详解】 (1)电炉子为纯电阻元件，由欧姆定律I1＝
得R＝＝2 Ω
其发热功率为PR＝UI1＝12×6 W＝72 W
(2)电解槽为非纯电阻元件
19、将总电阻R0＝22 Ω的滑动变阻器按如图甲所示与电源相连，已知该电源的路端电压随外电阻变化的图线如图乙所示，电源正常工作时允许通过的最大电流为2 A。求：
(1)电源的电动势和内电阻；
(2)接到滑动变阻器A、B间的负载电阻R′的阻值许可范围。
甲　　　　　　　　　　　乙
【答案】(1)12 V　2Ω　 (2)R′≥4.9 Ω
【解析】(1)闭合电路中路端电压为U＝IR＝＝，由此可见：①当外电路电阻R趋向无限大时，趋向0，路端电压趋向电源电动势E；②当R＝r时，路端电压U＝。根据上述结论，分析图像，可知电源电动势E＝12 V，电源内电阻r＝2 Ω。
(2)电源允许通过的最大电流值是2 A，内电压的最大值是4 V，外电压的最小值是8 V，所以外电阻必须大于或等于4 Ω。当滑动变阻器的滑动触头c处在a端时，外电阻最小，此时，负载电阻R′与R0并联为电源的外电阻，应有≥4 Ω，由此可以求得负载电阻的阻值许可范围，R′≥ Ω≈4.9 Ω。
20、某地的平均风速为5 m/s，已知空气密度是1.2 kg/m3，有一风车，它的车叶转动时可形成半径为12 m的圆面，如果这个风车能将此圆内10%的气流的动能转变为电能，则该风车带动的发电机功率是多大？
【答案】3.4 kW
【解析】首先可以求出在时间t内作用于风车的气流质量为m＝πr2vtρ，这些气流的动能为Ek＝mv2
故风车带动发电机发电的功率为
P＝＝πr2ρv3×10%
代入数据得P＝3.4 kW。
21、如图所示为电动机提升重物的装置，电动机线圈的电阻为r＝1 Ω，电动机两端的电压为5 V，电路中的电流为1 A，物体A重为20 N，不计摩擦力，求：
(1)电动机线圈上消耗的热功率是多少？
(2)电动机的输入功率和输出功率各是多少？
(3)10 s内，可以把重物A匀速提升多高？
(4)这台电动机的机械效率是多少？
【答案】(1)1 W　(2)5 W　4 W　(3)2 m　(4)80%
【解析】电动机的输入功率是电动机消耗的总功率，输出功率是机械功率。
(1)根据焦耳定律，电动机线圈上消耗的热功率为
PQ＝I2r＝12×1 W＝1 W。
(2)电动机的输入功率等于输入电流与电动机的两端电压的乘积，故有P入＝IU＝1×5 W＝5 W。
输出功率等于输入功率减去发热消耗的功率，所以有P出＝P入－PQ＝5 W－1 W＝4 W。
(3)电动机的输出功率用来提升重物，转化为机械功率，在10 s内，有P出t＝mgh，
解得h＝＝ m＝2 m。
(4)电动机的机械效率η＝＝×100%＝80%。