第12章 电能 能量守恒定律 练习（含答案）2024-2025学年高一上学期物理人教版（2019）必修第三册

第12章 电能 能量守恒定律 练习2024-2025学年高一上学期物理人教版（2019）必修第三册
一、选择题。
1、三个阻值相同的灯泡，其允许消耗的最大功率都是10 W，现将其中的两只灯泡串联起来后再与第三只灯泡并联接在电路中，则整个电路允许消耗的最大功率为(　　)
A．30 W B．20 W C．15 W D．10 W
2、下列说法正确的是（　　）
A．闭合电路中，电流总是从电势高的地方流向电势低的地方
B．电阻率都随温度的升高而增大
C．闭合电路中，电流越大，电源的路端电压就越大
D．电动势与内、外电路的电阻无关
3、如图所示是甲、乙、丙三位同学设计的测量电池的电动势和内阻的电路图。电路中R1、R2为已知阻值的电阻。下列说法正确的是( )
A.只有甲同学设计的电路能测出电池的电动势和内阻
B.只有乙同学设计的电路能测出电池的电动势和内阻
C.只有丙同学设计的电路能测出电池的电动势和内阻
D.三位同学设计的电路都能测出电池的电动势和内阻
4、关于能量耗散，下列说法中正确的是(　　)
A．能量耗散是指在一定条件下，能量在转化过程中总量减少了
B．能量耗散表明能量守恒定律具有一定的局限性
C．能量耗散表明在能源的利用过程中，能量在数量上并未减少，因此，可利用的品质并未降低
D．能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程的方向性
5、如图所示，把两个相同的灯泡分别接在甲、乙电路中，甲电路两端的电压为8 V，乙电路两端的电压为16 V．调节变阻器R1和R2使两灯都正常发光，此时变阻器消耗的功率分别为P1和P2，两电路中消耗的总功率分别为P甲和P乙．下列关系中正确的是(　　)
A．P甲＝P乙 B．P甲>P乙 C．P1>P2 D．P16、改革开放以来，人们的生活水平和生活质量有了较大的改善，电冰箱、空调机、电视机等家用电器得到了普遍使用．根据下图中铭牌上提供的信息，判断在12小时内正常使用的电冰箱与连续运转的电风扇消耗电能的情况是(　　)
　
A．电冰箱比电风扇多
B．电风扇比电冰箱多
C．电风扇与电冰箱一样多
D．电冰箱比电风扇可能多，也可能少
7、如图所示，电源电动势为E，内阻为r。当滑动变阻器的滑片P向a点移动时，电压表V1的读数U1与电压表V2的读数U2的变化情况是（　　）
A．U1变小，U2变大 B．U1变小，U2变小
C．U1变大，U2变大 D．U1变大，U2变小
8、在“测定电源的电动势和内阻”的实验中,分别用甲、乙两个电源做实验,它们的路端电压U随电流I变化的关系如图所示,则这两个电源的内阻大小关系是( )
A.r甲r乙 D.不能确定
9、下列关于能源的说法不正确的是(　　)
A．石油、天然气都属于新能源
B．能量耗散仍遵循能量守恒定律
C．能量耗散会导致能量品质的降低
D．为了可持续发展，必须节约能源
10、一台国产封闭型贮水式电热水器的铭牌上所列的主要技术参数如下表所示．根据表中所提供的数据，此电热水器在额定电压下处于加热状态时，通过电热水器的电流约为(　　)
额定容量 54 L 最高水温 75 ℃
额定功率 1 500 W 额定频率 50 Hz
额定电压 220 V 电器类别 Ⅰ类
A.6.8 A B．0.15 A C．4.4 A D．0.23 A
11、在研究微型电动机的性能时，应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0.50 A和2.0 V．重新调节R使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为2.0 A和24.0 V，则这台电动机正常运转时的输出功率为(　　)
A．32 W B．44 W C．47 W D．48 W
12、关于电源电动势E的下列说法中错误的是（　　）
A．电动势较大，表示电源内部将其它形式能转化为电能的本领越大
B．电动势E的单位与电势、电势差的单位相同，都是伏特V
C．电动势E可表示为可知，在移动等量正电荷的情况下，电源内非静电力做功越多，电动势越大
D．手机的锂电池和干电池的电动势是相同的
13、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.其中既能减小偶然误差,又直观、简便的方法是( )
A.测出两组、的数据,代入方程组和,求出和
B.多测几组、的数据,求出几组、,最后分别求出其平均值
C.测出多组、的数据,画出图象,再根据图象求出、
D.多测几组、的数据,分别求出和的平均值,用电压表测出断路时的路端电压即为电动势,再用闭合电路欧姆定律求出电池内电阻
14、关于能源的利用和节能，下列说法正确的是(　　)
A．根据能量守恒定律，能源的利用率应该是100%
B．由于能量既不会凭空消失，也不会凭空产生，总是守恒的，所以节约能源的意义不大
C．节约能源只要提高节能意识就行，与科学进步无关
D．在能源的利用中，总会有一部分能源未被利用而损失掉
15、在如图所示的电路中，A、B、C分别表示理想电流表或电压表，它们的示数以安或伏为单位．当电键S闭合后，A、B、C三表示数分别为1、2、3时，灯L1、L2均正好正常发光．已知灯L1、L2的额定功率为3?1，则可判断(　　)
A．A、B、C均为电流表
B．A、B、C均为电压表
C．B为电流表，A、C均为电压表
D．B为电压表，A、C均为电流表
二、填空与实验题。
16、利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内阻，要求尽量减小实验误差。
(1)除开关和导线若干外，现还提供以下器材：
A．电流表(量程为0～0.6 A，内阻RA为0.2 Ω)
B．电压表(量程为0～15 V)
C．电压表(量程为0～3 V)
D．滑动变阻器(阻值范围为0～20 Ω)
E．滑动变阻器(阻值范围为0～200 Ω)
实验中电压表应选用________；滑动变阻器应选用________。(选填相应器材前的字母)
(2)为了准确测定干电池的电动势和内阻，应选择图中的________实验电路(选填“甲”或“乙”)。
(3)根据实验记录，画出干电池的U I图像如图所示，则可得干电池的电动势E＝________，内阻r＝________。
17、某学生实验小组利用图甲所示电路，测量多用电表内电池的电动势和电阻“×1 k”挡内部电路的总电阻．使用的器材有：
多用电表；
电压表：量程5 V，内阻十几千欧；
滑动变阻器：最大阻值5 kΩ；
导线若干。
回答下列问题：
(1)将多用电表挡位调到电阻“×1 k”挡，再将红表笔和黑表笔短接，调零点．
(2)将图甲中多用电表的红表笔和 (选填“1”或“2”)端相连，黑表笔连接另一端．
(3)将滑动变阻器的滑片调到适当位置，使多用电表的示数如图乙所示，这时电压表的示数如图丙所示．多用电表和电压表的读数分别为 kΩ和 V.
(4)调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为零．此时多用电表和电压表的读数分别为12.0 kΩ和4.00 V．从测量数据可知，电压表的内阻为 kΩ.
(5)多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路，如图丁所示．根据前面的实验数据计算可得，此多用电表内电池的电动势为 V，电阻“×1 k”挡内部电路的总电阻为 kΩ。
三、计算题。
18、一台电风扇的额定功率是60 W，内阻为2 Ω，当它接在220 V的电压下正常运转，求：
(1)电风扇正常运转时，通过它的电流多大？每秒钟的电能转化为多少机械能？
(2)若接上电源后，电风扇因故不能转动，这时通过它的电流多大？电风扇实际消耗的电功率多大？此时可能会发生什么问题？
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。
20、(1)晓阳同学家每天大约需要100 kg热水,用这种热水器将这些水从25 ℃加热到45 ℃需要多长时间 [水的比热容c=4.2×103 J/(kg·℃)]
(2)与效率为80%的电热水器相比,晓阳同学家每天节约多少电能
21、如图所示的电路中,当开关S接a点时,标有“5 V,2.5 W”的小灯泡L正常发光,当开关S接b点时,通过电阻R的电流为1 A,这时电阻R两端的电压为4 V。求:
(1)电阻R的值。
(2)电源的电动势和内阻。
第12章 电能 能量守恒定律 练习2024-2025学年高一上学期物理人教版（2019）必修第三册
一、选择题。
1、三个阻值相同的灯泡，其允许消耗的最大功率都是10 W，现将其中的两只灯泡串联起来后再与第三只灯泡并联接在电路中，则整个电路允许消耗的最大功率为(　　)
A．30 W B．20 W C．15 W D．10 W
【答案】C
2、下列说法正确的是（　　）
A．闭合电路中，电流总是从电势高的地方流向电势低的地方
B．电阻率都随温度的升高而增大
C．闭合电路中，电流越大，电源的路端电压就越大
D．电动势与内、外电路的电阻无关
【答案】D
3、如图所示是甲、乙、丙三位同学设计的测量电池的电动势和内阻的电路图。电路中R1、R2为已知阻值的电阻。下列说法正确的是( )
A.只有甲同学设计的电路能测出电池的电动势和内阻
B.只有乙同学设计的电路能测出电池的电动势和内阻
C.只有丙同学设计的电路能测出电池的电动势和内阻
D.三位同学设计的电路都能测出电池的电动势和内阻
【答案】D
4、关于能量耗散，下列说法中正确的是(　　)
A．能量耗散是指在一定条件下，能量在转化过程中总量减少了
B．能量耗散表明能量守恒定律具有一定的局限性
C．能量耗散表明在能源的利用过程中，能量在数量上并未减少，因此，可利用的品质并未降低
D．能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程的方向性
【答案】D　
5、如图所示，把两个相同的灯泡分别接在甲、乙电路中，甲电路两端的电压为8 V，乙电路两端的电压为16 V．调节变阻器R1和R2使两灯都正常发光，此时变阻器消耗的功率分别为P1和P2，两电路中消耗的总功率分别为P甲和P乙．下列关系中正确的是(　　)
A．P甲＝P乙 B．P甲>P乙 C．P1>P2 D．P1【答案】A
6、改革开放以来，人们的生活水平和生活质量有了较大的改善，电冰箱、空调机、电视机等家用电器得到了普遍使用．根据下图中铭牌上提供的信息，判断在12小时内正常使用的电冰箱与连续运转的电风扇消耗电能的情况是(　　)
　
A．电冰箱比电风扇多
B．电风扇比电冰箱多
C．电风扇与电冰箱一样多
D．电冰箱比电风扇可能多，也可能少
【答案】B
7、如图所示，电源电动势为E，内阻为r。当滑动变阻器的滑片P向a点移动时，电压表V1的读数U1与电压表V2的读数U2的变化情况是（　　）
A．U1变小，U2变大 B．U1变小，U2变小
C．U1变大，U2变大 D．U1变大，U2变小
【答案】A
8、在“测定电源的电动势和内阻”的实验中,分别用甲、乙两个电源做实验,它们的路端电压U随电流I变化的关系如图所示,则这两个电源的内阻大小关系是( )
A.r甲r乙 D.不能确定
【答案】A
9、下列关于能源的说法不正确的是(　　)
A．石油、天然气都属于新能源
B．能量耗散仍遵循能量守恒定律
C．能量耗散会导致能量品质的降低
D．为了可持续发展，必须节约能源
【答案】A　
10、一台国产封闭型贮水式电热水器的铭牌上所列的主要技术参数如下表所示．根据表中所提供的数据，此电热水器在额定电压下处于加热状态时，通过电热水器的电流约为(　　)
额定容量 54 L 最高水温 75 ℃
额定功率 1 500 W 额定频率 50 Hz
额定电压 220 V 电器类别 Ⅰ类
A.6.8 A B．0.15 A C．4.4 A D．0.23 A
【答案】A
11、在研究微型电动机的性能时，应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0.50 A和2.0 V．重新调节R使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为2.0 A和24.0 V，则这台电动机正常运转时的输出功率为(　　)
A．32 W B．44 W C．47 W D．48 W
【答案】A
12、关于电源电动势E的下列说法中错误的是（　　）
A．电动势较大，表示电源内部将其它形式能转化为电能的本领越大
B．电动势E的单位与电势、电势差的单位相同，都是伏特V
C．电动势E可表示为可知，在移动等量正电荷的情况下，电源内非静电力做功越多，电动势越大
D．手机的锂电池和干电池的电动势是相同的
【答案】D
13、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.其中既能减小偶然误差,又直观、简便的方法是( )
A.测出两组、的数据,代入方程组和,求出和
B.多测几组、的数据,求出几组、,最后分别求出其平均值
C.测出多组、的数据,画出图象,再根据图象求出、
D.多测几组、的数据,分别求出和的平均值,用电压表测出断路时的路端电压即为电动势,再用闭合电路欧姆定律求出电池内电阻
【答案】C
14、关于能源的利用和节能，下列说法正确的是(　　)
A．根据能量守恒定律，能源的利用率应该是100%
B．由于能量既不会凭空消失，也不会凭空产生，总是守恒的，所以节约能源的意义不大
C．节约能源只要提高节能意识就行，与科学进步无关
D．在能源的利用中，总会有一部分能源未被利用而损失掉
【答案】D　
15、在如图所示的电路中，A、B、C分别表示理想电流表或电压表，它们的示数以安或伏为单位．当电键S闭合后，A、B、C三表示数分别为1、2、3时，灯L1、L2均正好正常发光．已知灯L1、L2的额定功率为3?1，则可判断(　　)
A．A、B、C均为电流表
B．A、B、C均为电压表
C．B为电流表，A、C均为电压表
D．B为电压表，A、C均为电流表
【答案】D
二、填空与实验题。
16、利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内阻，要求尽量减小实验误差。
(1)除开关和导线若干外，现还提供以下器材：
A．电流表(量程为0～0.6 A，内阻RA为0.2 Ω)
B．电压表(量程为0～15 V)
C．电压表(量程为0～3 V)
D．滑动变阻器(阻值范围为0～20 Ω)
E．滑动变阻器(阻值范围为0～200 Ω)
实验中电压表应选用________；滑动变阻器应选用________。(选填相应器材前的字母)
(2)为了准确测定干电池的电动势和内阻，应选择图中的________实验电路(选填“甲”或“乙”)。
(3)根据实验记录，画出干电池的U I图像如图所示，则可得干电池的电动势E＝________，内阻r＝________。
【答案】(1)C　D　 (2)乙　 (3)1.5 V　0.3 Ω
17、某学生实验小组利用图甲所示电路，测量多用电表内电池的电动势和电阻“×1 k”挡内部电路的总电阻．使用的器材有：
多用电表；
电压表：量程5 V，内阻十几千欧；
滑动变阻器：最大阻值5 kΩ；
导线若干。
回答下列问题：
(1)将多用电表挡位调到电阻“×1 k”挡，再将红表笔和黑表笔短接，调零点．
(2)将图甲中多用电表的红表笔和 (选填“1”或“2”)端相连，黑表笔连接另一端．
(3)将滑动变阻器的滑片调到适当位置，使多用电表的示数如图乙所示，这时电压表的示数如图丙所示．多用电表和电压表的读数分别为 kΩ和 V.
(4)调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为零．此时多用电表和电压表的读数分别为12.0 kΩ和4.00 V．从测量数据可知，电压表的内阻为 kΩ.
(5)多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路，如图丁所示．根据前面的实验数据计算可得，此多用电表内电池的电动势为 V，电阻“×1 k”挡内部电路的总电阻为 kΩ。
【答案】（2）1 （2）15.0 3.60 （4）12.0 （5）9.00 15.0
三、计算题。
18、一台电风扇的额定功率是60 W，内阻为2 Ω，当它接在220 V的电压下正常运转，求：
(1)电风扇正常运转时，通过它的电流多大？每秒钟的电能转化为多少机械能？
(2)若接上电源后，电风扇因故不能转动，这时通过它的电流多大？电风扇实际消耗的电功率多大？此时可能会发生什么问题？
【答案】(1)0.27 A　59.85 J
(2)110 A　24 200 W　电风扇将被烧坏
【解析】(1)电风扇正常运转，消耗的电功率为额定功率P＝UI，所以I＝＝ A≈0.27 A，由能量守恒W＝Q＋E得：E＝Pt－I2Rt≈59.85 J.
(2)电风扇不转动，相当于纯电阻，由欧姆定律得通过电风扇的电流I′＝＝ A＝110 A．实际消耗的电功率
P′＝＝ W＝24 200 W.
由于电风扇实际消耗的功率远大于额定功率，且电能全部转化为内能，电风扇将被烧坏．
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。
【答案】(1)12 V　2 Ω　 (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、(1)晓阳同学家每天大约需要100 kg热水,用这种热水器将这些水从25 ℃加热到45 ℃需要多长时间 [水的比热容c=4.2×103 J/(kg·℃)]
(2)与效率为80%的电热水器相比,晓阳同学家每天节约多少电能
【答案】(1)3.9 h　 (2)2.9 kW·h
21、如图所示的电路中,当开关S接a点时,标有“5 V,2.5 W”的小灯泡L正常发光,当开关S接b点时,通过电阻R的电流为1 A,这时电阻R两端的电压为4 V。求:
(1)电阻R的值。
(2)电源的电动势和内阻。
【答案】(1)4 Ω　 (2)6 V　2 Ω