高中物理人教2019必修第三册第十二章 电能 能量守恒定律单元测试（含解析）

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高中物理人教2019必修第三册第十二章 电能 能量守恒定律
一、单选题
1．当外电路的电阻分别为8Ω和2Ω时，单位时间内在外电路上产生的热量正好相等，则该电源的内电阻是（　　）
A．1Ω B．2Ω C．4Ω D．6Ω
2．如图所示的电路中，电源的电动势E和内阻r恒定不变，滑片P在滑动变阻器的中点位置时，灯泡L正常发光，将滑片P移到最右端的过程中，则（　　）
A．电压表的示数变大 B．电流表的示数变小
C．灯泡L消耗的功率变小 D．电阻R1消耗的功率变小
3．某同学用10W的LED灯替换家里100W的白炽灯，仍能获得相近的亮度。按每月开灯150h计算，换灯后每月节约用电（　　）
A．13.5 kW·h B．48.6 kW·h C．135 kW·h D．486 kW·h
4．下列说法错误的是（　　）
A．电容器所带的电荷量为任意极板所带电荷量的绝对值
B．电流的单位安培是国际单位制中的基本单位
C．电热可以用来计算所有含有电阻的电路中电阻产生的焦耳热
D．由公式可知，电场中某点的电势跟电势能成正比，跟电荷量成反比
5．如图所示．一套太阳能路灯配备1个太阳能电池组件、1块免维护电池、2只LED灯．太阳能路灯技术参数如下：太阳能电池组件（太阳能单晶硅光电转换效率为24%，得到的电池平均功率为120W）；免维护电池（100Ah，15V，充电效率为75%，输出效率为80%）；每只LED灯（12V，2A）．照明时间4 12h可根据需要任意调节，结合以上数据可知（　　）
A．利用太阳能电池组件给免维护电池充电，充满所需最长时间为12.5h
B．太阳光照射2h，太阳能电池组件吸收的太阳能约为8.64 105J
C．利用免维护电池给2只LED灯供电，最长供电时间为25h
D．充满电的免维护电池具有的电能为1500J
6．如图所示，R为电阻箱，M为电动机，电源电动势E=8V，内阻r=2Ω，闭合开关电动机的功率为P=3W保持不变。调节电阻箱R的阻值，电源的输出功率最大，则电阻箱R的阻值为（　　）
A．2Ω B．1.75Ω C．1.25Ω D．1Ω
二、多选题
7．蹦极“是一项深受年轻人喜爱的极限运动，跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在腰间，从几十米高处跳下。如右图所示，某人做蹦极运动，他从高台由静止开始下落，下落过程不计空气阻力，设弹性绳原长为h0，弹性绳的弹性势能与其伸长蹦极”是一项深受年轻人喜爱的极限运动，跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在腰间，从几十米高处跳下．如右图所示，某人做蹦极量的平方成正比．则他在从高台下落至最低点的过程中，他的动能Ek、弹性绳的弹性势能EP随下落高度h变化的关系图象可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
8．如图所示，竖直放置的 形光滑导轨宽为L，矩形匀强磁场Ⅰ、Ⅱ的高和间距均为d，磁感应强度为B．质量为m的水平金属杆由静止释放，进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等．金属杆在导轨间的电阻为R，与导轨接触良好，其余电阻不计，重力加速度为g．金属杆（　　）
A．刚进入磁场Ⅰ时加速度方向竖直向下
B．穿过磁场Ⅰ的时间大于在两磁场之间的运动时间
C．穿过两磁场产生的总热量为4mgd
D．释放时距磁场Ⅰ上边界的高度h可能小于
三、填空题
9．一台电动机额定电压为220V，线圈电阻为1Ω，电动机正常工作时流过的电流为10A，该电动机在一天内要工作5小时，则一周需要用电　 　度电，产生了　 　J的热量。
10．随着电动汽车的普及，充电桩数量迅猛增加；如图甲充电时，充电桩相当于　 　（填一电路元件）。充电桩有较好的防水保护功能，是为了防止线路过于潮湿出现　 　（短路/断路）现象；图乙为充电桩给某电动汽车充电时充电功率P随充电时间t的变化图像。若充电过程的前18min充电电流不变且功率均匀增加，充电第18min时充电电压升至500V，则充电第9min时，充电电流为　 　A，充电电压　 　V。若充电18min至30min的时间内，充电电压保持500V不变，则该过程中充电电流逐渐　 　（变大/变小）。
11．某同学要测量一节干电池的电动势和内电阻．
①实验室除提供开关S和导线外，有以下器材可供选择：
电压表：V（量程3V，内阻Rv约为10kΩ）
电流表：G（量程3mA，内阻Rg=100Ω）
电流表：A（量程3A，内阻约为0.5Ω）
滑动变阻器：R（阻值范围0 10Ω，额定电流2A）
定值电阻：R0=0.5Ω
该同学依据器材画出了如图甲所示的原理图，他没有选用电流表A的原因是　 　．
②该同学将电流表G与定值电阻R0并联，实际上是进行了电表的改装，则他改装后的电流表对应的量程是　 　 A．
③该同学利用上述实验原理图测得数据，以电流表G读数为横坐标，以电压表V读数为纵坐标绘出了如图乙所示的图线，根据图线可求出电源的电动势E=　 　V （结果保留三位有效数字），电源的内阻r=　 　Ω （结果保留两位有效数字）．
④由于电压表内阻电阻对电路造成影响，本实验电路测量结果电动势E　 　，内阻r　 　（选填“偏大”、“不变”或“偏小”）
12．如图所示的电路，当开关与a相连时，通过灵敏电流表的电流方向　 　（选填“向左”或“向右”）．然后将开关与b相连，此时通过灵敏电流表的电流方向　 　（选填“向左”或“向右”）．
13．如图所示，质量为m、长度为L的匀质铁链的一半搁在倾角为30°的粗糙斜面上，其余部分竖直下垂．现在铁链下滑至整条铁链刚好全部离开斜面的过程中，铁链的重力势能减少 　 　．
14．一辆电动自行车的铭牌上给出了如下的技术参数表如图：根据图表信息，可知电动机在额定工作状态下的效率为　 　，此电动机的线圈电阻为　 　Ω；若质量为的人骑此电动自行车沿平直公路行驶，所受阻力f恒为车和人总重量的0.02倍，（），则在额定工作状态下，人骑车行驶的最大速度　 　；假设电机保持在额定电压下工作，动机的线圈电阻不变，某人骑车由静止出发，速度逐渐增大，则电机在理论上可能实现的最大输出功率为　 　W。
规格
车型 26电动自行车
整车质量 30kg
最大载重 120kg
后轮驱动直流电动机
额定电压下的输出功率 110W
额定电压 36V
额定电流 3.5A
四、计算题
15．一个“220V，40W”的白炽灯正常工作1小时所产生的热量是多少？电阻为多少？
16．某小组拆下一个小电风扇的电动机电动机线圈电阻，设计了如图所示的实验电路，电源的电动势、内阻，小灯泡的额定电压、额定功率，闭合开关，调节电阻箱的阻值，当时，灯泡恰好正常发光，电动机正常工作，根据以上信息，求：
（1）电动机正常工作时的输出功率；
（2）电源的效率。
17．如图所示，劲度系数为 的轻质弹簧两端分别与质量为 、 的物块1、2拴接，劲度系数为 的轻质弹簧上端与物块2拴接，下端压在桌面上（不拴接），整个系统处于平衡状态．现施力将物块1缓慢竖直上提，直到下面那个弹簧的下端刚脱离桌面．在此过程中，物块2的重力势能增加了多少？ 物块1的重力势能增加了多少？
五、解答题
18．某品牌小汽车电动机和车灯的实际电路可以简化为如图所示的电路，电源电动势E＝12.5 V，内阻r＝0.05 Ω，电动机的线圈电阻r'＝0.02 Ω，只闭合S1时，电流表示数I1＝10 A，再闭合S2，电动机正常工作，电流表示数I2＝58 A（电流表内阻不计），不考虑灯丝电阻的变化。求：
(1)在只闭合S1时，车灯两端电压UL和车灯的功率PL；
(2)再闭合S2后，车灯两端的电压U'L和电动机输出功率P输出。
19．如图所示，轻弹簧一端固定在与斜面垂直的挡板上，另一端点在O位置。质量为m的物块A（可视为质点）以初速度v0从斜面的顶端P点沿斜面向下运动，与弹簧接触后压缩弹簧，将弹簧右端压到O'点位置后，A又被弹簧弹回。物块A离开弹簧后，恰好回到P点。已知OP的距离为，O点和O'点间的距离，物块A与斜面间的动摩擦因数为，斜面倾角为，重力加速度为g。求：
（1）物体下滑的初速度v0；
（2）弹簧在最低点O'处的弹性势能；
（3）在轻弹簧旁边并排放置另一根与之完全相同的弹簧，一端与挡板固定。若将另一个与A材料相同的物块B（可视为质点）与两根弹簧右端拴接，设B的质量为，将A与B并排在一起，使两根弹簧仍压缩到O'点位置，然后从静止释放，若A离开B后A最终未冲出斜面，求需满足的条件
六、综合题
20．在某段电路中，一定值电阻的阻值为 ，通过它的电流为 。求：
（1）电阻的热功率P；
（2）电阻在1分钟内产生的热量Q。
21．节水喷灌示意图如图所示，喷口距地面h高，将水水平喷出，其喷灌半径可达8h，时间t内喷出水的质量为m，所用的水是水泵从地下3h深的井里抽取．设水以相同的速率从喷口喷出，水泵效率为η，不计空气阻力，试求：
（1）水从喷口喷出的初速度v；
（2）水泵每分钟对水做的功W；
（3）带动水泵的电动机的最小输出功率P．
22．如图所示，M为一线圈电阻r=0.4Ω的电动机，R=24Ω，电源电动势E=40V．当S断开时，电流表的示数I1=1.6A，当开关S闭合时，电流表的示数为I2=4.0A求：
（1）电源内阻；
（2）开关S闭合时电动机发热消耗的功率和转化为机械能的功率；
（3）开关S闭合时电源的输出功率和电动机的机械效率．
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】全电路的功和能
2．【答案】C
【知识点】电路动态分析
3．【答案】A
【知识点】电功率和电功
4．【答案】D
【知识点】电容器及其应用；焦耳定律；电势；电流、电源的概念
5．【答案】C
【知识点】电功率和电功
6．【答案】C
【知识点】焦耳定律；闭合电路的欧姆定律
7．【答案】B,D
【知识点】能量守恒定律
8．【答案】B,C
【知识点】受力分析的应用；能量守恒定律；匀变速直线运动的位移与速度的关系；共点力的平衡；牛顿第二定律
9．【答案】77；
【知识点】焦耳定律
10．【答案】电源；短路；200；400；变小
【知识点】电功率和电功
11．【答案】量程与被测电流值相比较太大；0.603；1.48；0.84；偏小；偏小
【知识点】电池电动势和内阻的测量
12．【答案】向右；向左
【知识点】电阻定律；电池电动势和内阻的测量
13．【答案】
【知识点】能量守恒定律
14．【答案】；1.3；5.5；249
【知识点】焦耳定律；机车启动
15．【答案】解：白炽灯正常工作1小时所产生的热量：
Q=Pt=40W×3600s=1.44×105J
根据P= ，有：R= =1210Ω
【知识点】全电路的功和能
16．【答案】（1）解：根据题意可得，小灯泡恰好正常发光时回路中的电流为
此时电动机也正常工作，可得其正常工作时的输出功率
而
联立解得
（2）解：电源的效率
【知识点】电功率和电功；串联电路和并联电路的特点及应用；闭合电路的欧姆定律；欧姆定律的内容、表达式及简单应用
17．【答案】劲度系数为 的轻弹簧处于压缩状态，压缩量为：
处于拉伸状态时的拉伸量为：
开始平衡时，劲度系数为 的轻弹簧处于压缩状态，压缩量为：
物块2重力势能增加了：
物块1重力势能的增加量为：
【知识点】能量守恒定律
18．【答案】(1) 12V ，120W；(2) 9.6V ，430W
【知识点】焦耳定律
19．【答案】（1）；（2）；（3）1≤β≤17
【知识点】能量守恒定律；机械能守恒定律
20．【答案】（1）解：根据电功率公式
得
（2）解：根据焦耳定律
得
【知识点】电功率和电功
21．【答案】（1）解：水从喷口喷出后做平抛运动，设平抛运动的时间为t′，则有：
，
8h=vt′，
联立解得：v= ．
答：水从喷口喷出的初速度v为 ；
（2）解：设时间t内喷出水的动能为Ek，水获得的重力势能为Ep，水泵对水所做的功用于增加水的动能和重力势能，则有：
动能为： ，
重力势能为：Ep=mg（h+3h）=4mgh，
则有：W=Ek+Ep=16mgh+4mgh=20mgh．
答：水泵每分钟对水做的功为20mgh；
（3）解：带动水泵的电动机的最小输出功率等于水泵的输入功率为：η= ，
又P= ，
解得：P= ．
答：带动水泵的电动机的最小输出功率为 ．
【知识点】电功率和电功；动能与重力势能；平抛运动
22．【答案】（1）解：根据闭合电路的欧姆定律：I1= ；
代入数据解得：r= ﹣R=（ ﹣24）Ω=1Ω
（2）解：开关S闭合后路端电压：
U=E﹣I2r0=（40﹣4.0×1）V=36V
流过R的电流强度为：
IR=1.5A，
流过电动机的电流强度为：
I=I2﹣IR=（4.0﹣1.5）A=2.5A
电动机发热消耗的功率为：
P热=I2r=（2.52×0.4）W=2.5W
电动机转化为机械能的功率：
P机=UI﹣P热=87.5W
（3）解：开关S闭合时电源输出功率为：P=UI2=144W
电动机的机械效率：η= ×100%= ×100%≈97.2%
【知识点】电功率和电功
高中物理人教2019必修第三册第十二章 电能 能量守恒定律
一、单选题
1．当外电路的电阻分别为8Ω和2Ω时，单位时间内在外电路上产生的热量正好相等，则该电源的内电阻是（　　）
A．1Ω B．2Ω C．4Ω D．6Ω
2．如图所示的电路中，电源的电动势E和内阻r恒定不变，滑片P在滑动变阻器的中点位置时，灯泡L正常发光，将滑片P移到最右端的过程中，则（　　）
A．电压表的示数变大 B．电流表的示数变小
C．灯泡L消耗的功率变小 D．电阻R1消耗的功率变小
3．某同学用10W的LED灯替换家里100W的白炽灯，仍能获得相近的亮度。按每月开灯150h计算，换灯后每月节约用电（　　）
A．13.5 kW·h B．48.6 kW·h C．135 kW·h D．486 kW·h
4．下列说法错误的是（　　）
A．电容器所带的电荷量为任意极板所带电荷量的绝对值
B．电流的单位安培是国际单位制中的基本单位
C．电热可以用来计算所有含有电阻的电路中电阻产生的焦耳热
D．由公式可知，电场中某点的电势跟电势能成正比，跟电荷量成反比
5．如图所示．一套太阳能路灯配备1个太阳能电池组件、1块免维护电池、2只LED灯．太阳能路灯技术参数如下：太阳能电池组件（太阳能单晶硅光电转换效率为24%，得到的电池平均功率为120W）；免维护电池（100Ah，15V，充电效率为75%，输出效率为80%）；每只LED灯（12V，2A）．照明时间4 12h可根据需要任意调节，结合以上数据可知（　　）
A．利用太阳能电池组件给免维护电池充电，充满所需最长时间为12.5h
B．太阳光照射2h，太阳能电池组件吸收的太阳能约为8.64 105J
C．利用免维护电池给2只LED灯供电，最长供电时间为25h
D．充满电的免维护电池具有的电能为1500J
6．如图所示，R为电阻箱，M为电动机，电源电动势E=8V，内阻r=2Ω，闭合开关电动机的功率为P=3W保持不变。调节电阻箱R的阻值，电源的输出功率最大，则电阻箱R的阻值为（　　）
A．2Ω B．1.75Ω C．1.25Ω D．1Ω
二、多选题
7．蹦极“是一项深受年轻人喜爱的极限运动，跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在腰间，从几十米高处跳下。如右图所示，某人做蹦极运动，他从高台由静止开始下落，下落过程不计空气阻力，设弹性绳原长为h0，弹性绳的弹性势能与其伸长蹦极”是一项深受年轻人喜爱的极限运动，跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在腰间，从几十米高处跳下．如右图所示，某人做蹦极量的平方成正比．则他在从高台下落至最低点的过程中，他的动能Ek、弹性绳的弹性势能EP随下落高度h变化的关系图象可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
8．如图所示，竖直放置的 形光滑导轨宽为L，矩形匀强磁场Ⅰ、Ⅱ的高和间距均为d，磁感应强度为B．质量为m的水平金属杆由静止释放，进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等．金属杆在导轨间的电阻为R，与导轨接触良好，其余电阻不计，重力加速度为g．金属杆（　　）
A．刚进入磁场Ⅰ时加速度方向竖直向下
B．穿过磁场Ⅰ的时间大于在两磁场之间的运动时间
C．穿过两磁场产生的总热量为4mgd
D．释放时距磁场Ⅰ上边界的高度h可能小于
三、填空题
9．一台电动机额定电压为220V，线圈电阻为1Ω，电动机正常工作时流过的电流为10A，该电动机在一天内要工作5小时，则一周需要用电　 　度电，产生了　 　J的热量。
10．随着电动汽车的普及，充电桩数量迅猛增加；如图甲充电时，充电桩相当于　 　（填一电路元件）。充电桩有较好的防水保护功能，是为了防止线路过于潮湿出现　 　（短路/断路）现象；图乙为充电桩给某电动汽车充电时充电功率P随充电时间t的变化图像。若充电过程的前18min充电电流不变且功率均匀增加，充电第18min时充电电压升至500V，则充电第9min时，充电电流为　 　A，充电电压　 　V。若充电18min至30min的时间内，充电电压保持500V不变，则该过程中充电电流逐渐　 　（变大/变小）。
11．某同学要测量一节干电池的电动势和内电阻．
①实验室除提供开关S和导线外，有以下器材可供选择：
电压表：V（量程3V，内阻Rv约为10kΩ）
电流表：G（量程3mA，内阻Rg=100Ω）
电流表：A（量程3A，内阻约为0.5Ω）
滑动变阻器：R（阻值范围0 10Ω，额定电流2A）
定值电阻：R0=0.5Ω
该同学依据器材画出了如图甲所示的原理图，他没有选用电流表A的原因是　 　．
②该同学将电流表G与定值电阻R0并联，实际上是进行了电表的改装，则他改装后的电流表对应的量程是　 　 A．
③该同学利用上述实验原理图测得数据，以电流表G读数为横坐标，以电压表V读数为纵坐标绘出了如图乙所示的图线，根据图线可求出电源的电动势E=　 　V （结果保留三位有效数字），电源的内阻r=　 　Ω （结果保留两位有效数字）．
④由于电压表内阻电阻对电路造成影响，本实验电路测量结果电动势E　 　，内阻r　 　（选填“偏大”、“不变”或“偏小”）
12．如图所示的电路，当开关与a相连时，通过灵敏电流表的电流方向　 　（选填“向左”或“向右”）．然后将开关与b相连，此时通过灵敏电流表的电流方向　 　（选填“向左”或“向右”）．
13．如图所示，质量为m、长度为L的匀质铁链的一半搁在倾角为30°的粗糙斜面上，其余部分竖直下垂．现在铁链下滑至整条铁链刚好全部离开斜面的过程中，铁链的重力势能减少 　 　．
14．一辆电动自行车的铭牌上给出了如下的技术参数表如图：根据图表信息，可知电动机在额定工作状态下的效率为　 　，此电动机的线圈电阻为　 　Ω；若质量为的人骑此电动自行车沿平直公路行驶，所受阻力f恒为车和人总重量的0.02倍，（），则在额定工作状态下，人骑车行驶的最大速度　 　；假设电机保持在额定电压下工作，动机的线圈电阻不变，某人骑车由静止出发，速度逐渐增大，则电机在理论上可能实现的最大输出功率为　 　W。
规格
车型 26电动自行车
整车质量 30kg
最大载重 120kg
后轮驱动直流电动机
额定电压下的输出功率 110W
额定电压 36V
额定电流 3.5A
四、计算题
15．一个“220V，40W”的白炽灯正常工作1小时所产生的热量是多少？电阻为多少？
16．某小组拆下一个小电风扇的电动机电动机线圈电阻，设计了如图所示的实验电路，电源的电动势、内阻，小灯泡的额定电压、额定功率，闭合开关，调节电阻箱的阻值，当时，灯泡恰好正常发光，电动机正常工作，根据以上信息，求：
（1）电动机正常工作时的输出功率；
（2）电源的效率。
17．如图所示，劲度系数为 的轻质弹簧两端分别与质量为 、 的物块1、2拴接，劲度系数为 的轻质弹簧上端与物块2拴接，下端压在桌面上（不拴接），整个系统处于平衡状态．现施力将物块1缓慢竖直上提，直到下面那个弹簧的下端刚脱离桌面．在此过程中，物块2的重力势能增加了多少？ 物块1的重力势能增加了多少？
五、解答题
18．某品牌小汽车电动机和车灯的实际电路可以简化为如图所示的电路，电源电动势E＝12.5 V，内阻r＝0.05 Ω，电动机的线圈电阻r'＝0.02 Ω，只闭合S1时，电流表示数I1＝10 A，再闭合S2，电动机正常工作，电流表示数I2＝58 A（电流表内阻不计），不考虑灯丝电阻的变化。求：
(1)在只闭合S1时，车灯两端电压UL和车灯的功率PL；
(2)再闭合S2后，车灯两端的电压U'L和电动机输出功率P输出。
19．如图所示，轻弹簧一端固定在与斜面垂直的挡板上，另一端点在O位置。质量为m的物块A（可视为质点）以初速度v0从斜面的顶端P点沿斜面向下运动，与弹簧接触后压缩弹簧，将弹簧右端压到O'点位置后，A又被弹簧弹回。物块A离开弹簧后，恰好回到P点。已知OP的距离为，O点和O'点间的距离，物块A与斜面间的动摩擦因数为，斜面倾角为，重力加速度为g。求：
（1）物体下滑的初速度v0；
（2）弹簧在最低点O'处的弹性势能；
（3）在轻弹簧旁边并排放置另一根与之完全相同的弹簧，一端与挡板固定。若将另一个与A材料相同的物块B（可视为质点）与两根弹簧右端拴接，设B的质量为，将A与B并排在一起，使两根弹簧仍压缩到O'点位置，然后从静止释放，若A离开B后A最终未冲出斜面，求需满足的条件
六、综合题
20．在某段电路中，一定值电阻的阻值为 ，通过它的电流为 。求：
（1）电阻的热功率P；
（2）电阻在1分钟内产生的热量Q。
21．节水喷灌示意图如图所示，喷口距地面h高，将水水平喷出，其喷灌半径可达8h，时间t内喷出水的质量为m，所用的水是水泵从地下3h深的井里抽取．设水以相同的速率从喷口喷出，水泵效率为η，不计空气阻力，试求：
（1）水从喷口喷出的初速度v；
（2）水泵每分钟对水做的功W；
（3）带动水泵的电动机的最小输出功率P．
22．如图所示，M为一线圈电阻r=0.4Ω的电动机，R=24Ω，电源电动势E=40V．当S断开时，电流表的示数I1=1.6A，当开关S闭合时，电流表的示数为I2=4.0A求：
（1）电源内阻；
（2）开关S闭合时电动机发热消耗的功率和转化为机械能的功率；
（3）开关S闭合时电源的输出功率和电动机的机械效率．
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】全电路的功和能
2．【答案】C
【知识点】电路动态分析
3．【答案】A
【知识点】电功率和电功
4．【答案】D
【知识点】电容器及其应用；焦耳定律；电势；电流、电源的概念
5．【答案】C
【知识点】电功率和电功
6．【答案】C
【知识点】焦耳定律；闭合电路的欧姆定律
7．【答案】B,D
【知识点】能量守恒定律
8．【答案】B,C
【知识点】受力分析的应用；能量守恒定律；匀变速直线运动的位移与速度的关系；共点力的平衡；牛顿第二定律
9．【答案】77；
【知识点】焦耳定律
10．【答案】电源；短路；200；400；变小
【知识点】电功率和电功
11．【答案】量程与被测电流值相比较太大；0.603；1.48；0.84；偏小；偏小
【知识点】电池电动势和内阻的测量
12．【答案】向右；向左
【知识点】电阻定律；电池电动势和内阻的测量
13．【答案】
【知识点】能量守恒定律
14．【答案】；1.3；5.5；249
【知识点】焦耳定律；机车启动
15．【答案】解：白炽灯正常工作1小时所产生的热量：
Q=Pt=40W×3600s=1.44×105J
根据P= ，有：R= =1210Ω
【知识点】全电路的功和能
16．【答案】（1）解：根据题意可得，小灯泡恰好正常发光时回路中的电流为
此时电动机也正常工作，可得其正常工作时的输出功率
而
联立解得
（2）解：电源的效率
【知识点】电功率和电功；串联电路和并联电路的特点及应用；闭合电路的欧姆定律；欧姆定律的内容、表达式及简单应用
17．【答案】劲度系数为 的轻弹簧处于压缩状态，压缩量为：
处于拉伸状态时的拉伸量为：
开始平衡时，劲度系数为 的轻弹簧处于压缩状态，压缩量为：
物块2重力势能增加了：
物块1重力势能的增加量为：
【知识点】能量守恒定律
18．【答案】(1) 12V ，120W；(2) 9.6V ，430W
【知识点】焦耳定律
19．【答案】（1）；（2）；（3）1≤β≤17
【知识点】能量守恒定律；机械能守恒定律
20．【答案】（1）解：根据电功率公式
得
（2）解：根据焦耳定律
得
【知识点】电功率和电功
21．【答案】（1）解：水从喷口喷出后做平抛运动，设平抛运动的时间为t′，则有：
，
8h=vt′，
联立解得：v= ．
答：水从喷口喷出的初速度v为 ；
（2）解：设时间t内喷出水的动能为Ek，水获得的重力势能为Ep，水泵对水所做的功用于增加水的动能和重力势能，则有：
动能为： ，
重力势能为：Ep=mg（h+3h）=4mgh，
则有：W=Ek+Ep=16mgh+4mgh=20mgh．
答：水泵每分钟对水做的功为20mgh；
（3）解：带动水泵的电动机的最小输出功率等于水泵的输入功率为：η= ，
又P= ，
解得：P= ．
答：带动水泵的电动机的最小输出功率为 ．
【知识点】电功率和电功；动能与重力势能；平抛运动
22．【答案】（1）解：根据闭合电路的欧姆定律：I1= ；
代入数据解得：r= ﹣R=（ ﹣24）Ω=1Ω
（2）解：开关S闭合后路端电压：
U=E﹣I2r0=（40﹣4.0×1）V=36V
流过R的电流强度为：
IR=1.5A，
流过电动机的电流强度为：
I=I2﹣IR=（4.0﹣1.5）A=2.5A
电动机发热消耗的功率为：
P热=I2r=（2.52×0.4）W=2.5W
电动机转化为机械能的功率：
P机=UI﹣P热=87.5W
（3）解：开关S闭合时电源输出功率为：P=UI2=144W
电动机的机械效率：η= ×100%= ×100%≈97.2%
【知识点】电功率和电功
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