第十二章 电能 能量守恒定律 练习题（含解析）2024-2025学年高一上学期物理人教版（2019）必修第三册

第十二章 电能 能量守恒定律 练习题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、如图所示，A、B两点间电压为18 V，R1＝0.2 Ω，电动机M的内阻也是0.2 Ω，线路中的电流是25 A，则此电路中电能转化为机械能的效率是(　　)
A．72% B．28% C．55.6% D．44.4%
2、如图所示的图像中，直线为某电源的路端电压与电流的关系，直线Ⅱ为某一电阻的伏安特性曲线，用该电源直接与电阻连接成闭合电路，由图像可知（　　）
A．的阻值为 B．电源内阻为
C．电阻功率为 D．电源内阻消耗功率为
3、如图所示的测定电池的电动势和内阻的实物连线图中,有一根线的连接是错误的,这根错误的线是( )
A.a B.b C.c D.d
4、（双选）如图所示是流星在夜空中发出明亮的光焰。此时会有人在内心里许下一个美好的愿望。有些流星是外太空物体被地球强大引力吸引坠落到地面的过程中同空气发生剧烈摩擦造成的。下列相关说法正确的是(　　)
A．流星同空气摩擦时部分机械能转化为内能
B．引力对流星做正功则其动能增加，机械能守恒
C．当流星的速度方向与空气阻力和重力的合力不在同一直线上时，流星做曲线运动
D．流星物体进入大气层后做斜抛运动
5、如图所示的电路中，电源电动势为E、内电阻为r，闭合开关S，待电流达到稳定后，电流表示数为I，电压表示数为U，电容器C所带电荷量为Q.将滑动变阻器的滑动触头P从图示位置向a端移动一些，待电流达到稳定后，则与P移动前相比(　　)
A．U变小 B．I变小 C．Q不变 D．Q减小
6、（双选）通常一次闪电过程历时约0.2～0.3 s，它由若干个相继发生的闪击构成．每个闪击持续时间仅40～80 μs，电荷转移主要发生在第一个闪击过程中．在某一次闪电前云地之间的电势差约为1.0×109 V，云地间距离约为1 km；第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为6 C，闪击持续时间约为60 μs.假定闪电前云地间的电场是均匀的．根据以上数据，下列判断正确的是(　　)
A．闪电电流的瞬时值可达到1×105 A
B．整个闪电过程的平均功率约为1×1014 W
C．闪电前云地间的电场强度约为1×106 V/m
D．整个闪电过程向外释放的能量约为6×106 J
7、如图所示，平行金属板中带电质点原处于静止状态，电流表和电压表为理想电表，当滑动变阻器的滑片向a端移动时，则（　　）
A．电压表读数减小 B．电流表读数增大
C．质点将向上运动 D．上消耗的功率逐渐减小
8、如图所示是利用电压表和电流表测定a、b两节电池的电动势和内阻实验时作出的U I图线，由图线可知(　　)
A．Ea＞Eb，ra＞rb B．Ea＞Eb，ra＜rb
C．Ea＜Eb，ra＞rb D．Ea＜Eb，ra＜rb
9、（双选）行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下；流星在夜空中坠落并发出明亮的火焰；降落伞在空中匀速下降；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生电流。上述不同现象中所包含的相同的物理过程是(　　)
A．物体克服阻力做功
B．物体的动能转化为其他形式的能量
C．物体的势能转化为其他形式的能量
D．物体的机械能转化为其他形式的能量
10、（双选）如图为一电路板的示意图，a、b、c、d为接线柱，a、d与220 V的交流电源连接，ab间、bc间、cd间分别连接一个电阻．现发现电路中没有电流，为检查电路故障，用一交流电压表分别测得b、d两点间以及a、c两点间的电压均为220 V，由此可知(　　)
A．ab间电路通，cd间电路不通 B．ab间电路不通，bc间电路通
C．ab间电路通，bc间电路不通 D．bc间电路不通，cd间电路通
11、（双选）如图所示，电阻R1＝20 Ω，电动机绕线电阻R2＝10 Ω，当开关S断开时，电流表的示数是I1＝0.5 A，当开关S合上后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，电流表的示数I和电路消耗的电功率P应是(　　)
A．I＝1.5 A B．I<1.5 A C．P＝15 W D．P<15 W
12、如图甲所示的电路中，电压表、电流表均为理想电表，当滑动变阻器的滑动触头滑动时，电源的图线如图乙所示，则（　　）
A．滑动触头向右滑动
B．电源内电阻为
C．电源短路时电流为
D．电路路端电压为时，电路中电流为
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E＝U1＋I1r和E＝U2＋I2r，求出E和r
B．多测几组I、U的数据，求出几组E、r，最后分别求出其平均值
C．测出多组I、U的数据，画出U I图象，再根据图象求出E、r
D．多测几组I、U的数据，分别求出I和U的平均值，用电压表测出断路时的路端电压即为电动势E，再用闭合电路欧姆定律求出电池内电阻r
14、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
15、（双选）如图所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图象；直线B为电源b的路端电压与电流的关系图象；直线C为一个电阻R的两端电压与电流关系的图象．将这个电阻R分别接到a、b两电源上，那么(　　)
A．R接到a电源上，电源的效率较高
B．R接到b电源上，电源的效率较高
C．R接到a电源上，电源的输出功率较大
D．R接到b电源上，电源的输出功率较大
二、填空与实验题题。
16、如图所示，电源电压一定时，已知灯泡L标有“6V 7.2W”字样（灯丝电阻不受温度影响），R2=10Ω。当S、S1闭合，且滑片P在a端时，灯正常发光；当S、S2闭合，且P在滑动变阻器中点处时，电流表示数为0.2A，灯泡L的阻值为_______Ω。通过对S、S1、S2的控制和调节滑动变阻器，可使电路消耗的总功率最小，电路总功率的最小值为_______。
17、有一电动势约7 V的数码电池，无法从标签上看清其电动势等数据．现要更加准确地测量其电动势E和内阻r，实验室备有下列器材：
A．电流表(量程0.6 A，内阻为3 Ω)；
B．电压表(量程3 V，内阻为3 kΩ)；
C．电压表(量程30 V，内阻为30 kΩ)；
D．定值电阻R1＝500 Ω；
E．定值电阻R2＝5 000 Ω；
F．滑动变阻器(阻值范围0～30 Ω)；
G．开关及导线．
(1)该实验中电压表应选B，定值电阻应选 .(均填器材前的字母)．
(2)电路图如图甲所示，请将图乙的实物连线补充完整．
(3)若将滑动变阻器滑片滑到某一位置，读出此时电压表读数为U，电流表读数为I，则电源电动势和内阻间的关系式为E＝. 。
三、计算题。
18、两用电器A和B上分别标有“110 V　12.1 Ω”和“110 V　6.05 Ω”．现将A、B串联接在电压为220 V的电源两端，电源内阻不计，且A和B均为电阻元件．试计算用电器A和B的实际功率，并说明哪一个用电器可能被烧毁。
19、如图所示电路中,电源电动势E=12 V,内阻r=2 Ω,R1=4 Ω,R2=6 Ω,R3=3 Ω。
(1)若在C、D间连一个理想电压表,其读数是多少
(2)若在C、D间连一个理想电流表,其读数是多少
【答案】(1)6 V 　(2)1 A
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、某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车，总质量m＝3×103 kg.当它在水平路面上以v＝36 km/h的速度匀速行驶时，蓄电池的输出电流I＝50 A，输出电压U＝200 V。在此行驶状态下，该环保汽车能够将蓄电池输出功率的90%转化为用于牵引汽车前进的机械功率P机．(g取10 m/s2)
(1)求汽车所受阻力；
(2)若该环保汽车的驱动电机的内部结构如图所示，其中R1＝0.1 Ω，R2＝1 950 Ω，求电动机M的热功率。
第十二章 电能 能量守恒定律 练习题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、如图所示，A、B两点间电压为18 V，R1＝0.2 Ω，电动机M的内阻也是0.2 Ω，线路中的电流是25 A，则此电路中电能转化为机械能的效率是(　　)
A．72% B．28% C．55.6% D．44.4%
【答案】D
2、如图所示的图像中，直线为某电源的路端电压与电流的关系，直线Ⅱ为某一电阻的伏安特性曲线，用该电源直接与电阻连接成闭合电路，由图像可知（　　）
A．的阻值为 B．电源内阻为
C．电阻功率为 D．电源内阻消耗功率为
【答案】C
3、如图所示的测定电池的电动势和内阻的实物连线图中,有一根线的连接是错误的,这根错误的线是( )
A.a B.b C.c D.d
【答案】C
4、（双选）如图所示是流星在夜空中发出明亮的光焰。此时会有人在内心里许下一个美好的愿望。有些流星是外太空物体被地球强大引力吸引坠落到地面的过程中同空气发生剧烈摩擦造成的。下列相关说法正确的是(　　)
A．流星同空气摩擦时部分机械能转化为内能
B．引力对流星做正功则其动能增加，机械能守恒
C．当流星的速度方向与空气阻力和重力的合力不在同一直线上时，流星做曲线运动
D．流星物体进入大气层后做斜抛运动
【答案】AC　
5、如图所示的电路中，电源电动势为E、内电阻为r，闭合开关S，待电流达到稳定后，电流表示数为I，电压表示数为U，电容器C所带电荷量为Q.将滑动变阻器的滑动触头P从图示位置向a端移动一些，待电流达到稳定后，则与P移动前相比(　　)
A．U变小 B．I变小 C．Q不变 D．Q减小
【答案】B
6、（双选）通常一次闪电过程历时约0.2～0.3 s，它由若干个相继发生的闪击构成．每个闪击持续时间仅40～80 μs，电荷转移主要发生在第一个闪击过程中．在某一次闪电前云地之间的电势差约为1.0×109 V，云地间距离约为1 km；第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为6 C，闪击持续时间约为60 μs.假定闪电前云地间的电场是均匀的．根据以上数据，下列判断正确的是(　　)
A．闪电电流的瞬时值可达到1×105 A
B．整个闪电过程的平均功率约为1×1014 W
C．闪电前云地间的电场强度约为1×106 V/m
D．整个闪电过程向外释放的能量约为6×106 J
【答案】AC
7、如图所示，平行金属板中带电质点原处于静止状态，电流表和电压表为理想电表，当滑动变阻器的滑片向a端移动时，则（　　）
A．电压表读数减小 B．电流表读数增大
C．质点将向上运动 D．上消耗的功率逐渐减小
【答案】C
8、如图所示是利用电压表和电流表测定a、b两节电池的电动势和内阻实验时作出的U I图线，由图线可知(　　)
A．Ea＞Eb，ra＞rb B．Ea＞Eb，ra＜rb
C．Ea＜Eb，ra＞rb D．Ea＜Eb，ra＜rb
【答案】A
9、（双选）行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下；流星在夜空中坠落并发出明亮的火焰；降落伞在空中匀速下降；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生电流。上述不同现象中所包含的相同的物理过程是(　　)
A．物体克服阻力做功
B．物体的动能转化为其他形式的能量
C．物体的势能转化为其他形式的能量
D．物体的机械能转化为其他形式的能量
【答案】AD　
10、（双选）如图为一电路板的示意图，a、b、c、d为接线柱，a、d与220 V的交流电源连接，ab间、bc间、cd间分别连接一个电阻．现发现电路中没有电流，为检查电路故障，用一交流电压表分别测得b、d两点间以及a、c两点间的电压均为220 V，由此可知(　　)
A．ab间电路通，cd间电路不通 B．ab间电路不通，bc间电路通
C．ab间电路通，bc间电路不通 D．bc间电路不通，cd间电路通
【答案】CD
11、（双选）如图所示，电阻R1＝20 Ω，电动机绕线电阻R2＝10 Ω，当开关S断开时，电流表的示数是I1＝0.5 A，当开关S合上后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，电流表的示数I和电路消耗的电功率P应是(　　)
A．I＝1.5 A B．I<1.5 A C．P＝15 W D．P<15 W
【答案】BD
12、如图甲所示的电路中，电压表、电流表均为理想电表，当滑动变阻器的滑动触头滑动时，电源的图线如图乙所示，则（　　）
A．滑动触头向右滑动
B．电源内电阻为
C．电源短路时电流为
D．电路路端电压为时，电路中电流为
【答案】C
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E＝U1＋I1r和E＝U2＋I2r，求出E和r
B．多测几组I、U的数据，求出几组E、r，最后分别求出其平均值
C．测出多组I、U的数据，画出U I图象，再根据图象求出E、r
D．多测几组I、U的数据，分别求出I和U的平均值，用电压表测出断路时的路端电压即为电动势E，再用闭合电路欧姆定律求出电池内电阻r
【答案】C
14、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　
15、（双选）如图所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图象；直线B为电源b的路端电压与电流的关系图象；直线C为一个电阻R的两端电压与电流关系的图象．将这个电阻R分别接到a、b两电源上，那么(　　)
A．R接到a电源上，电源的效率较高
B．R接到b电源上，电源的效率较高
C．R接到a电源上，电源的输出功率较大
D．R接到b电源上，电源的输出功率较大
【答案】BC
二、填空与实验题题。
16、如图所示，电源电压一定时，已知灯泡L标有“6V 7.2W”字样（灯丝电阻不受温度影响），R2=10Ω。当S、S1闭合，且滑片P在a端时，灯正常发光；当S、S2闭合，且P在滑动变阻器中点处时，电流表示数为0.2A，灯泡L的阻值为_______Ω。通过对S、S1、S2的控制和调节滑动变阻器，可使电路消耗的总功率最小，电路总功率的最小值为_______。
【答案】5 0.72W
17、有一电动势约7 V的数码电池，无法从标签上看清其电动势等数据．现要更加准确地测量其电动势E和内阻r，实验室备有下列器材：
A．电流表(量程0.6 A，内阻为3 Ω)；
B．电压表(量程3 V，内阻为3 kΩ)；
C．电压表(量程30 V，内阻为30 kΩ)；
D．定值电阻R1＝500 Ω；
E．定值电阻R2＝5 000 Ω；
F．滑动变阻器(阻值范围0～30 Ω)；
G．开关及导线．
(1)该实验中电压表应选B，定值电阻应选 .(均填器材前的字母)．
(2)电路图如图甲所示，请将图乙的实物连线补充完整．
(3)若将滑动变阻器滑片滑到某一位置，读出此时电压表读数为U，电流表读数为I，则电源电动势和内阻间的关系式为E＝. 。
【答案】（1）E （2）如图所示：
（3）U＋r
三、计算题。
18、两用电器A和B上分别标有“110 V　12.1 Ω”和“110 V　6.05 Ω”．现将A、B串联接在电压为220 V的电源两端，电源内阻不计，且A和B均为电阻元件．试计算用电器A和B的实际功率，并说明哪一个用电器可能被烧毁。
【答案】1 778 W　889 W　用电器A可能被烧毁
【解析】用电器A、B串联后，R总＝RA＋RB＝18.15 Ω，总电流I＝＝A.PA＝I2RA＝×12.1 W≈1 778 W>P额A＝ W＝ 1 000 W；PB＝I2RB＝×6.05 W≈889 W19、如图所示电路中,电源电动势E=12 V,内阻r=2 Ω,R1=4 Ω,R2=6 Ω,R3=3 Ω。
(1)若在C、D间连一个理想电压表,其读数是多少
(2)若在C、D间连一个理想电流表,其读数是多少
【答案】(1)6 V 　(2)1 A
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%
代入数据以后得P＝3.4 kW。
21、某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车，总质量m＝3×103 kg.当它在水平路面上以v＝36 km/h的速度匀速行驶时，蓄电池的输出电流I＝50 A，输出电压U＝200 V。在此行驶状态下，该环保汽车能够将蓄电池输出功率的90%转化为用于牵引汽车前进的机械功率P机．(g取10 m/s2)
(1)求汽车所受阻力；
(2)若该环保汽车的驱动电机的内部结构如图所示，其中R1＝0.1 Ω，R2＝1 950 Ω，求电动机M的热功率。
【答案】(1)900 N　 (2)730.5 W
【解析】(1)蓄电池输出功率
P＝UI＝200×50 W＝104 W.
90%P＝Fv，
解得：汽车所受阻力F＝900 N。
(2)电动机M两端电压U′＝U－IR1＝195 V。
R2中电流I2＝U′/R2＝0.1 A，
电动机输入电流I′＝I－I2＝49.9 A。
电动机输入功率P＝U′I′＝9 730.5 W，
输出机械功率P机＝90%P＝9 000 W。
电动机M的热功率P热＝P－P机＝730.5 W。