第十二章 电能 能量守恒定律 章节小测2023~2024高中物理人教版（2019）必修第3册（答案）

第十二章《电能 能量守恒定律》章节小测
(满分:100分;时间:90分钟)
一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1..如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,则该电路可能为选项图中的(　　)
2.如图所示的电路中,两平行金属板之间的带电液滴处于静止状态,电流表和电压表均为理想电表,由于某种原因灯泡L的灯丝突然烧断,其余用电器均不会损坏,则下列说法正确的是(　　)
A.电流表、电压表的读数均变小
B.电源内阻消耗的功率变大
C.液滴将向上运动
D.电源的输出功率变大
3.如图所示电路中,由于某处出现了故障,导致电路中的A、B两灯变亮,C、D两灯变暗,故障的原因可能是(　　)
A.R1短路 B.R2断路
C.R2短路 D.R3短路
4.如图所示,电源的电动势为30 V,内阻为1 Ω,一个标有“6 V　12 W”的电灯与一个线圈电阻为2 Ω的电动机串联。开关闭合后,电路中的电灯正常发光,则电动机输出的机械功率为(　　)
A.36 W B.44 W
C.48 W D.60 W
5.用如图所示电路可以测量干电池的电动势和内阻,图中R为电阻箱。下列关于该实验的说法中正确的是(　　)
A.为了测量电动势和内阻,至少需要测量6组数据
B.利用图像处理数据时,为了得到线性图像,可以作U-R图像
C.利用图像处理数据时,为了得到线性图像,可以作-R图像
D.因电压表内阻产生的误差属于系统误差
6.下列关于电功W和电热Q的说法中正确的是(　　)
A.在任何电路中都有W=UIt、Q=I2Rt,且W=Q
B.在任何电路中都有W=UIt、Q=I2Rt,但W不一定等于Q
C.W=UIt、Q=I2Rt均只有在纯电阻电路中才成立
D.W=UIt在任何电路中都成立,Q=I2Rt只有在纯电阻电路中才成立
7.在如图所示的闪光灯电路中,电源的电动势为E,电容器的电容为C。当闪光灯两端电压达到击穿电压U时,闪光灯才有电流通过并发光,正常工作时,闪光灯周期性短暂闪光,则可以判定(　　)
A.电源的电动势E一定小于击穿电压U
B.电容器所带的最大电荷量一定为CE
C.闪光灯闪光时,电容器所带的电荷量一定增大
D.在一个闪光周期内,通过电阻R的电荷量与通过闪光灯的电荷量一定相等
8.如图所示,有一内电阻为4.4 Ω的电解槽和一盏标有“110 V　60 W”的灯泡串联后接在电压为220 V的直流电路两端,灯泡正常发光,则(　　)
A.电解槽消耗的电功率为120 W
B.电解槽的发热功率为60 W
C.电解槽消耗的电功率为60 W
D.电路消耗的总功率为60 W
二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错的得0分)
9.如图所示,直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性图线,曲线Ⅲ是一个小灯泡的U-I曲线,如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接,则下列说法正确的是(　　)
A.电源1与电源2的内阻之比是11∶7
B.电源1与电源2的电动势之比是1∶1
C.在这两种连接状态下,小灯泡消耗的功率之比是1∶2
D.在这两种连接状态下,小灯泡的电阻之比是1∶2
10.如图所示,电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r。闭合开关,将滑动变阻器滑片向下滑动,理想电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔU3,理想电流表A示数变化量的绝对值为ΔI,则(　　)
A.A的示数增大 B.V2的示数增大
C.ΔU3与ΔI的比值大于r D.ΔU1大于ΔU2
11.如图甲所示,电源电动势E=12 V,内阻不计,灯泡L的额定电压为9 V,其伏安特性曲线如图乙所示,滑动变阻器R的最大阻值为10 Ω。则(　　)
甲
乙
A.灯泡L的阻值随电流的增大而减小
B.灯泡L的额定功率为13.5 W
C.灯泡L消耗电功率的最小值是2 W
D.滑动变阻器接入电路的阻值至少应为6 Ω
12.在如图所示的U-I图线上,a、b、c各点均表示该电路中有一个确定的工作状态,在b点α=β,则下列说法中正确的是(　　)
A.在b点时电源有最大输出功率
B.在b点时电源的总功率最大
C.从a→b,β角增大,电源的总功率和输出功率可能都将增大
D.从b→c,β角增大,电源的总功率和输出功率可能都将减小
三、非选择题(本题共5小题,共60分)
13.(8分)为测定某旧干电池的电动势和内阻,实验室提供了如下器材:
A.旧干电池两节(假设两节电池完全一样);
B.电压表(视为理想电压表,量程0~3 V);
C.电阻箱R(0~999.9 Ω);
D.定值电阻R0=10 Ω;
E.多用电表;
F.开关、导线若干。
(1)同学甲直接使用多用电表的直流电压2.5 V挡测量一节电池的电动势,读数如图所示,则该同学测得的电动势E=　　　　,此测量值比旧干电池电动势的真实值　　　　(选填“偏大”或“偏小”)。
(2)同学乙将两节干电池串联接入如图甲所示的电路,规范操作得到如图乙所示的图像(U为电压表读数)。该同学所描绘的图像中,横坐标是　　　　(填选项前的字母)。
甲
乙
A.　　　　B.R　　　　C.
(3)按照(2)问中所选的横坐标,已知图线的斜率为k,纵轴的截距为b,则一节干电池的电动势为　　　,内阻r为　　　　。(均用k、b、R0表示)
14.(6分)某研究性学习小组利用伏安法测定某一电池组的电动势和内阻,实验原理如图所示,其中,虚线框内为用灵敏电流计G改装的电流表A,V为标准电压表,E为待测电池组,S为开关,R为滑动变阻器,R0是标称值为4.0 Ω的定值电阻。
(1)已知灵敏电流计G的满偏电流Ig=100 μA,内阻rg=2.0 kΩ,若要使改装后的电流表满偏电流为200 mA,应并联一只阻值为　　　　Ω的定值电阻R1。(保留一位小数)
(2)某次实验的数据如下表所示:
测量次数 1 2 3 4 5 6 7 8
电压表V读数U/V 5.26 5.16 5.04 4.94 4.83 4.71 4.59 4.46
改装表A读数I/mA 20 40 60 80 100 120 140 160
该小组借鉴“研究匀变速直线运动规律”实验中计算加速度的方法(逐差法),计算出电池组的内阻r=　　　　Ω(保留两位小数);为减小偶然误差,逐差法在数据处理方面体现出的主要优点是　　　　　　。
(3)该小组在前面实验的基础上,为探究图中电路各元器件的实际阻值对测量结果的影响,用一已知电动势和内阻的标准电池组,通过上述方法多次测量后发现:电动势的测量值与已知值几乎相同,但内阻的测量值总是偏大。若测量过程无误,则内阻测量值总是偏大的原因是　　　　。(填选项前的字母)
A.电压表内阻的影响
B.滑动变阻器的最大阻值偏小
C.R1的实际阻值比计算值偏小
D.R0的实际阻值比标称值偏大
15.(14分)如图所示,直流电动机和电炉并联后接在直流电路中,电源的内阻r=1.0 Ω,电炉的电阻R1=19.0 Ω,电动机线圈的电阻R2=2.0 Ω。当开关S断开时,电源内电路消耗的功率P=25.0 W;当S闭合时,干路中的电流I0=12.6 A。
(1)求电源的电动势E;
(2)求S闭合后电动机的输出功率;
(3)若S闭合后,正常转动的电动机的转子突然被卡住而停止转动,则电源的总功率为多大 (结果保留两位有效数字)
16.(20分)如图所示,电源的电动势为E=18 V,内阻r=1.0 Ω,电阻R2=5.0 Ω,R3=6.0 Ω。平行金属板水平放置,两板间距d=2 cm,当可变电阻R1的滑动触头移至R1的中点时,电源的路端电压是16 V,一个电荷量为q=-8.0×10-9 C的带负电油滴正好平衡于两板之间。(取g=10 m/s2)求:
(1)R1的总阻值;
(2)油滴的质量;
(3)移动R1的滑动触头P,油滴可获得的向下的最大加速度。
17.(12分)在如图所示的电路中,电容器C1=4.0 μF,C2=3.0 μF,电阻R1=8.0 Ω,R2=6.0 Ω。闭合开关S1,给电容器C1、C2充电,电路达到稳定后,再闭合开关S2,电容器C1的极板上所带电荷量的减少量与电容器C2的极板上所带电荷量的减少量之比是16∶15。开关S2闭合时,电流表的示数为1.0 A。求电源的电动势和内阻。
参考答案：
1-5BCDAD
6-8BDC
9.ABC
10.ACD
11.BC
12.AD
13.
(1)1.45 V(1分)　偏小(1分)　(2)B(2分)
14.
(1)1.0(1分)　
(2)1.66(2分)　充分利用已测得的数据,减小实验误差(1分)
(3)CD(2分)
15.
(1)100 V　(2)571.2 W　(3)3.6×103 W
16.
(1)12 Ω　(2)4.0×10-7 kg　(3)1 m/s2
17.
16 V　2.0 Ω