【文档说明】《高中物理同步备课学案（2019人教版必修第三册）》章末综合检测12电能 能量守恒定律.doc，共(9)页，243.000 KB，由管理员店铺上传

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1章末综合检测12电能能量守恒定律(时间：90分钟，满分：100分)一、选择题(每小题5分，共60分)1．一根粗细均匀的导线，两端加上电压U时，通过导线的电流为I，导线中自由电子定向移动的平均速率为v，若将导线均匀拉长，使它的横截面半径变为原来的12，再给它两端加上电压U，则()A

．通过导线的电流为I4B．通过导线的电流为I16C．导线中自由电子定向移动的速率为v4D．导线中自由电子定向移动的速率为v2解析导线被拉长后，其横截面积变小，变为原来的14，其电阻增大为原来的16倍，则加上相同的电压U时，电流

会减为原来的116，B项正确；又根据I＝neSv，导线被拉长后，n、e不变，I变为原来的116，S变为原来的14，故v变为原来的14，C项正确．答案BC2．“神舟”六号载人飞船上的电子仪器及各种动作的控制都是靠太阳能电池供电的．由于光照而产生电动势的现象

称为光伏效应．“神舟”飞船上的太阳能电池就是依靠光伏效应设计的单晶硅太阳能电池．在正常照射下，太阳能电池的光电转换效率可达23%．单片单晶硅太阳能电池可产生0.6V的电动势，可获得0.1A的电流，则每秒照射到这种太阳能电池上太阳光的能量是()A．0.24JB．0.25JC．0.26JD．0.28

J解析根据W＝UIt可得每秒太阳能电池的能量为W＝0.06J，设太阳能每秒照射的能量为Q，则Q×23%＝W，可解得Q＝0.26J．答案C3．高温超导限流器由超导部件和限流电阻并联组成，如图3所示．超导部件有一个超导临界电流IC

，当通过限流器的电流I>IC时，将造成超导体失超，从超导态(本题认为电阻为零)转变为正常态(本题认为是一个纯电阻)，以此来限制电力系统的故障电流．已知超导部件的正常电阻为R1＝3Ω，超导临界电流IC＝1.2A，限流电阻R2＝6Ω，小灯泡L上标有“62V,6W”，电源电动势

E＝8V，内阻r＝2Ω．原来电路正常工作，现L突然发生短路．则()A．短路前通过R1的电流为23AB．超导部件将由超导态转为正常态C．短路后通过R1的电流为2AD．短路后通过R1的电流为43A解析由P＝UI可知，灯泡正常发光时，通过它的电流为1A小于超导临界电流

IC＝1.2A，所以短路前通过R1的电流为1A，因为灯泡短路后，R1与R2并联再与电源内阻串联，故计算可知短路后通过R1的电流为43A．答案BD4．如图所示，将一根粗细均匀的电阻丝弯成一个闭合的圆环接入电路中，电路与圆环的O点固定，P为与圆环接触良好的滑片．闭合开关S，在滑片P缓慢地由

m点经n点移到q点的过程中，电容器C所带的电荷量将()A．由小变大B．由大变小C．先变小后变大D．先变大后变小解析闭合圆环电阻等效为优弧和劣弧的并联电阻，滑片P在图示位置时并联电阻最大，从m点到题图所示

位置过程中圆环总电阻变大，从图示位置到q位置过程中圆环总电阻变小，则滑片由m点经n点移到q点的过程中，电路中电阻先变大后变小，通过R的电流先变小后变大，电阻R两端的电势差先变小后变大，则电容器上电压先变小后变大，由C＝QU，电容器C带电荷量先变小后变大，C正确．答

案C5．利用如图所示电路可以测出电压表的内阻．已知电源的内阻可以忽略不计，R为电阻箱．闭合开关，当R取不同阻值时，电压表对应有不同读数U．多次改变电阻箱的阻值，3所得到的1U—R图象应该是()解析设电源电动势为E，电压表内阻为RV，电压表的读数为U，则由闭合电路的欧姆定律，可得VEI

RR=+，则VERUEIRERR=−=−+，由此可得11VRUERE=+，由此判断A正确．答案A6．如图所示，电源电动势为E，内阻为r，不计电压表和电流表内阻对电路的影响，当电键闭合后，两小灯泡均能发光．在将滑动变阻器的触片逐渐向右滑动的过程中，下列说

法正确的是()A．小灯泡L1、L2均变暗B．小灯泡L1变亮，小灯泡L2变暗C．电流表的读数变小，电压表的读数变大D．电流表的读数变大，电压表的读数变小解析滑动触片向右滑动的过程中，滑动变阻器接入电路部分的阻值变大，电路中的总电阻变大，路端电压变大，总电流变小，故电流表的读数变小，电

压表的读数变大，小灯泡L2变暗，小灯泡L2两端的电压减小，小灯泡L1两端电压增大，小灯泡L1变亮，B、C正确．答案BC7．如图所示的电路中，电源电动势为6V，当开关S接通后，灯泡L1和L2都不亮，用电压

表测得各部分电压是Uab＝6V，Uad＝0，Ucd＝6V，由此可判定()4A．L1和L2的灯丝都烧断了B．L1的灯丝烧断了C．L2的灯丝烧断了D．变阻器R断路解析由条件可知，电路中有的地方有电压，说明电源是有电压的．由Uab＝6V和Uad＝0可知外电路上bcd段有断点

；由Ucd＝6V可知外电路上cL2d段有断点，即L2的灯丝烧断，而且除L2外，灯L1和变阻器R都没有断路，否则也不存在Ucd＝6V．答案C8．把6个相同的电灯接成如图甲、乙所示两电路，通过调节供电电压与变阻器R

1、R2的阻值，使两组电灯均能正常发光，并且两电路消耗的总电功率也相同，则R1、R2大小满足()A．R2＝9R1B．R2＝6R1C．R2＝3R1D．R1＝R2解析设每个灯泡正常发光时其电流为I，则题图甲中总电流为3I，题图乙中总电流为I；要使两电路消耗的总电

功率也相同，需使PR1＝PR2，即(3I)2R1＝I2R2，故R2＝9R1，所以选项A正确，B、C、D错误。答案A9．“神舟九号”与“天宫一号”的成功对接，使中国空间站建设迈出了坚实的一步。飞行器在太空飞行，主要靠太阳能电池提供能量。有一太阳能电池板，测得它的开路电压为800mV，短路电流为

40mA。若将该电池板与一阻值为20Ω的电阻连成一闭合电路，则它的路端电压是()A．0.1VB．0.2VC．0.3VD．0.4V解析电池板没有接入外电路时，路端电压等于电池板的电动势，所以其电动势E＝800mV，由闭合电路的欧姆定律得短路电流I短＝Er，所以

电池内阻r＝EI短＝800×10－340×10－3Ω＝20Ω，5该电池与20Ω的电阻连成闭合电路时，电路中电流I＝ER＋r＝80020＋20mA＝20mA，所以路端电压U＝IR＝400mV＝0.4V，D正确。答案D10．如图所示

，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关，与分别为电压表与电流表。初始时S0与S均闭合，现将S断开，则()A．的读数变大，的读数变小B．的读数变大，的读数变大C．的读数变小，的读数变小D．的读数变小，的读数变大解析将S断开，则电路的总电阻变大，总电流变小

，由U＝E－Ir知，路端电压变大，故电压表的示数变大；R1两端的电压IR1变小，则R3两端的电压变大，流过R3的电流变大，电流表的示数变大。选项B正确。答案B11．如图所示的电路中，电源的电动势E和内电阻r恒定不变，电灯L恰能正

常发光，如果变阻器的滑片向b端滑动，则()A．电灯L更亮，电流表的示数减小B．定值电阻R2消耗的功率增大C．电灯L变暗，电源的总功率减小D．电灯L变暗，电流表的示数增大解析滑片向b端滑动，R1变大，电路中总电阻变大，路端电压变大，根据I＝ER总＋r知I减小，电流表示数减小，根据E＝U外＋I

r，U外变大，灯泡两端电压变大，故电灯L更亮。再根据P2＝I22R2，I总减小，IL变大，故I2变小，R2功率变小，故B、C、D错误，A正确。6答案A12．如图所示电路，闭合开关S，两个灯泡都不亮，电流表指针几乎不动，而电压表指针有明显偏转，该电路

的故障可能是()A．电流表坏了或未接好B．从点a经过灯L1到点b的电路中有断路C．灯L2的灯丝断了或灯座未接通D．电流表和灯L1、L2都坏了解析由于闭合开关，两灯不亮，电流表没有示数，可以断定电路中某处断路，由于电压表有示数，则经开关、电流表、电压表、L2线路没有断路，故应是点a经L1

到点b间有断路，故B正确。答案B二、非选择题(每题10分，共40分)13．现有一块59C2型的小量程电流表G(表头)，满偏电流为50μA，内阻约为800～850Ω，把它改装成1mA、10mA的两量程电流表．可供选择的器材有：滑动变阻器R1，最大阻值20Ω滑动变阻器R2，最大阻值100kΩ电阻箱R′

，最大阻值9999Ω定值电阻R0，阻值1kΩ电池E1，电动势1.5V电池E2，电动势3.0V电池E3，电动势4.5V(所有电池内阻均不计)标准电流表A；满偏电流1.5mA单刀单掷开关S1和S2，单刀双掷开关S3，电阻丝及导线若干(1)采用如图甲所示电路测量表头的内阻，为提高测

量精确度，选用的滑动变阻器为________，选用的电池为________．(2)将G改装成两量程电流表．现有两种备选电路，见图中图乙和图丙．图________为7合理电路，另一电路不合理的理由是__________________________．

(3)将改装后的电流表与标准电流表逐格进行核对(仅核对1mA量程)，画出所用电路图，图中待核对的电流表符号用来表示．解析由满偏电流为50μA，滑动变阻器应选择最大阻值为100kΩ的R2，可知其需要的电压为50μA×100kΩ=5V，故选用电动势为4．5V的比较接近．答案(1)R2E3

(2)乙图丙电路在通电状态下，更换量程会造成两分流电阻都未并联在表头两端，以至流过表头的电流超过其满偏电流而损坏(3)电路图如下图所示14．如图所示的电路中，电源的电动势E＝10V，内阻忽略不计，电阻的阻值分别为R1＝R2＝20Ω，R3＝10Ω，滑动变阻器的最大阻值R＝40Ω，电容器的电容C＝

20μF，则：(1)将滑动触头P置于ab中点，合上电键S，待电路稳定后再断开S．求断开S的瞬间，通过R1的电流大小和方向．(2)闭合电键S，当滑动触头P缓慢地从a点移到b点的过程中，通过导线BM的电荷量为多大？解析(1)电键S闭

合，电路稳定时BD两点的电势差UBD＝R2ER1＋R2①8PD两点的电势差UPD＝RPbER＋R3②则BP两点的电势差UBP＝UBD－UPD③故断开S的瞬间，通过R1的电流方向向左电流大小I1＝UBPR1＋R3＋RaP由①②③代入数据解得I

1＝0.02A(2)P在a点时，UPD＝RabER＋R3④UBP＝UBD－UPD⑤电容器M板带电荷量QM＝CUBP⑥P在b点时UBP＝UBD⑦电容器M板带电荷量QM′＝CUBP′⑧通过导线BM的电荷量Q＝

QM′－QM⑨由④⑤⑥⑦⑧⑨式解得Q＝1.6×10－4C答案(1)0.02A方向向左(2)1.6×10－4C15．如图所示的电路中，电源电动势E＝10V，内阻r＝0.5Ω，电动机的电阻R0＝1.0Ω，电阻R1＝1.5Ω．电动机正常工作时，电压表的示数U1＝3

.0V，求：(1)电源释放的电功率；(2)电动机消耗的电功率和将电能转化为机械能的功率；(3)电源的输出功率和效率．解析(1)电动机正常工作时，总电流为I＝U1R1＝3.01.5A＝2A，电源释放的电功率为P释＝EI＝10×2W＝20W．(2)电动机两端的电压

为U＝E－Ir－U1＝(10－2×0.5－3.0)V＝6V电动机消耗的电功率为：P电＝UI＝6×2W＝12W9电动机消耗的热功率为：P热＝I2R0＝22×1W＝4W根据能量守恒得，电动机将电能转化为机械能的功率P机＝P电－P热＝12W－4W＝8W(3)电源的输出功率为P出＝P释－P内

＝P释－I2r＝(20－22×0.5)W＝18W，η＝P出P释×100%＝1820×100%＝90%．答案(1)20W(2)12W8W(3)18W90%16．电路图如图甲所示，图乙中图线是电路中的电源的路端电压随电流变

化的关系图像，滑动变阻器的最大阻值为15Ω，定值电阻R0＝3Ω。甲乙(1)当R为何值时，R0消耗的功率最大？最大值为多少？(2)当R为何值时，电源的输出功率最大？最大值为多少？解析(1)由题图乙知电源的电动势和内阻为：E＝20V，r＝20－52Ω＝7.5Ω由题图甲分析知道，当R＝0时

，R0消耗的功率最大，最大值为P′max＝ER0＋r2R0＝203＋7.52×3W≈10.9W。(2)当r＝R＋R0，即R＝4.5Ω时，电源的输出功率最大，最大值为Pmax″＝ER0＋R＋r2(R0＋R)＝203＋4.

5＋7.52×(3＋4.5)W≈13.3W。答案(1)010.9W(2)4．5Ω13.3W