2023年高二物理第十二章《电能 能量守恒定律》单元检测
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．如图所示，平行板电容器中有一带电液滴处于静止状态，电压表为理想电表，现将滑动变阻器的滑片缓慢向上端滑动，在液滴未打到极板前，下列说法正确的是（ ）
A．电容器中电场强度将增大
B．电容器所带的电荷量将增加
C．流经的电流减小，电压表读数增大
D．液滴带负电，电场力做负功，电势能增大
2．如图所示，电路中电压表为理想电表，电源电动势为E，内阻为r，L是小灯泡，C是电容器，是定值电阻，是滑动变阻器。开关S闭合后，在滑动变阻器的滑片向上滑动过程中（ ）
A．小灯泡亮度逐渐变暗 B．电压表示数变大
C．电容器所带电荷量减少 D．电源的输出功率一定先变大后变小
3．在如图所示的图像中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图像，直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线，用该电源直接与电阻R相连组成闭合电路，由图像可知下列说法正确的是（ ）
A．电源的电动势为2 V
B．电阻R的阻值为3 Ω
C．电源的内阻为0.5 Ω
D．电源两端的电压为3V
4．如图所示电路中，电源的内阻为 r，三只灯泡原来都正常发光，当滑动变阻器的滑动触头向左移动时，下面的判断正确的是（ ）
A．L1变暗 B．L2变亮
C．L3 变亮 D．路端电压变大
5．如图所示电路中，六个电阻的阻值均相同，由于对称性，电阻R2上无电流流过。 已知电阻R6所消耗的电功率为1W，则六个电阻所消耗的总功率为：（ ）
A．6W B．5W C．3W D．2W
6．在如图所示的电路中，输入电压U恒为8V，灯泡L标有“3V，6W”字样，电动机线圈的电阻RM=1Ω. 若灯泡恰能正常发光，下列说法正确的是
A．电动机两端的电压是2V
B．通过电动机的电流是5A
C．电动机的效率是60%
D．整个电路消耗的电功率是10W
7．如图所示，电源电动势为12V，电源内阻为1.0Ω，电路中的电阻R0为1.5Ω，小型直流电动机M的内阻为0.5Ω，闭合开关S后，电动机转动，理想电流表的示数为2.0A，则以下判断中正确的是（ ）
A．电动机的输出功率为14W B．电源输出的功率为24W
C．电动机产生的热功率为4.0W D．电动机两端的电压为7.0V
二、多选题
8．某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在了同一坐标系上，如图中的a、b、c所示，以下判断正确的是（ ）
A．直线a表示电源的PE-I图线
B．曲线c表示电源的PR-I图线
C．电源的电动势E=4V，内阻r=2Ω
D．电源的最大输出功率Pmax=8W
9．以下说法中正确的是（ ）
A．电源的作用是维持导体两端的电压，使电路中有持续的电流
B．在电源内部正电荷能从负极到正极是因为电源内部只存在非静电力而不存在静电力
C．静电力与非静电力都可以使电荷移动，所以本质上都是使电荷的电势能减少
D．静电力移动电荷做功电荷电势能减少，非静电力移动电荷做功电荷电势能增加
10．如图，R为热敏电阻，温度降低，电阻变大．R1、R2为定值电阻．闭合电键S，电压表的示数为U，电流表的示数为I，现R所处环境温度降低，电压表的示数改变量的大小为ΔU，电流表的示数改变大小为ΔI，则下列说法正确的是（ ）
A．U/I变大 B．ΔU/ΔI变大
C．电阻R1的功率变大 D．电源的总功率变大
三、实验题
11．物理兴趣小组研究某发光体的伏安特性，实验室可提供的器材：发光体（额定电压为5.0V，额定功率为0.45W），直流电源（6V）、滑动变阻器（最大阻值约为100Ω）、量程合适的电压表和电流表、开关和导线若干。已知发光体两端电压超过0.5V即可发光，实物连接图如图甲所示。
（1）闭合开关前，应把滑动变阻器滑片移到 （填“a”或“b”）端。
（2）闭合开关，调节滑动变阻器滑片位置，发光体一直不发光，电流表示数很小且几乎无变化，电压表示数接近电源电动势，下列原因可能是 （填正确答案标号）。
A．电流表短路
B．发光体断路
C．滑动变阻器的滑片接触不良
（3）更换发光体后，小组同学正确完成了实验操作，将实验数据描点作图，得到图像，如图乙所示。当发光体两端加5.0V电压时，发光体的电阻 Ω，发光体的电功率 W。（结果均保留两位有效数字。）
（4）若把该发光体接在电动势，内阻的太阳能电源上，该发光体的电功率约为 W。（结果保留两位有效数字）
12．用下列器材组装成一个电路，既能测量出电池组旳电动势E和内阻r，又能同时描绘小灯泡旳伏安特性曲线.
A．电压表V1（量程6V、内阻很大）
B．电压表V2（量程3V、内阻很大）
C．电流表A（量程3A、内阻很小）
D．滑动变阻器R（最大阻值10Ω、额定电流4A）
E．小灯泡（2A、5W）
F．电池组（电动势E、内阻r）
G．开关一只，导线若干
实验时，调节滑动变阻器旳阻值，多次测量后发现：若电压表V1旳示数增大，则电压表V2旳示数减小.
（1）请将设计旳实验电路图在虚线方框中补充完整 .
（2）每一次操作后，同时记录电流表A、电压表V1和电压表V2旳示数，组成两个坐标点（I，U1）、（I，U2），标到U—I坐标中，经过多次测量，最后描绘出两条图线，如图所示，则电池组旳电动势E＝ V、内阻r＝ Ω.（本小题结果保留2位有效数字）
（3）在U—I坐标中两条图线在P点相交，此时滑动变阻器连入电路旳阻值应为 Ω，电池组旳效率为 （此空结果保留2位有效数字）.
四、解答题
13．如图所示的电路中，定值电阻均为R，电源电动势为E，内阻，水平放置的平行金属板A、B间的距离为d，质量为m的小液滴恰好能静止在两板的正中间。（重力加速度用g表示）求：
(1)流过电源的电流大小；
(2)两金属板间的电场强度的大小；
(3)小液滴带何种电荷，带电量为多少。
14．瀑布从20m高处以Q=103m3/s的流量竖直落下，流进底部的水轮机后再以2m/s的速度流出，水轮机再带动发电机发电。如果水的机械能转化为电能的效率是80%，那么发电机发电的电功率有多大？（水在山顶的速度可忽略不计，取g=10m/s2，结果保留三位有效数字）
15．如面所示的电路中，电阻欧，滑动变阻器标有“”字样，闭合电键S后，移动滑动变阻器的滑片处于某一位置时，电压表的示数为，电流表的示数为。求：
（1）此时滑动变阻器接入电路的阻值；
（2）通电电阻做的功。
16．如图所示，电压表和电流表均为理想电表，R1＝6Ω，R2＝4Ω。先将电阻箱R调到12Ω，当开关S接通时，电压表读数为7.2V。
（1）求此时电流表的读数？
（2）再将电阻箱R调到6Ω，此时电流表读数变为2A，求电源电动势E和内阻r各为多少？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【详解】C．滑片向上滑动，的电阻变小，总电阻变小，通过的电流变大，电源内部电压变大，路端电压变小，C选项错误；
AB．根据电路结构，电容器两极板的电压变小，所以电容器中的电场强度将变小，两极板所带的电荷量也变小，所以AB错误；
D．由于电容器中电场强度变小，电荷受到电场力变小，电荷将向下运动，由电荷处于平衡状态和电荷向下运动可知：电荷带负电，电场力做负功，电势能增大，D选项正确。
故选D。
2．C
【详解】A．滑动变阻器的滑片向上滑动过程中，滑动变阻器接入电路的阻值减小，电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律，可知干路电流增大，即流过小灯泡的电流增大，小灯泡亮度逐渐变亮，故A错误；
B．电压表测量路端电压，干路电流增大，由闭合电路欧姆定律，可知，则有电源内阻两端的电压增大，可知路端电压减小，电压表示数变小，故B错误；
C．干路电流增大，电源内阻、小灯泡两端的电压增大，电源电动势不变，可知电容器两端的电压减小，故电容器所带电荷量减少，故C正确；
D．因外电阻与电源内阻的关系未知，故电源的输出功率变化情况不能确定，故D错误。
故选C。
3．C
【详解】AC．根据闭合电路欧姆定律可得
根据直线Ⅰ可知电源的电动势为
电源的内阻为
故A错误，C正确；
B．根据直线Ⅱ可知电阻R的阻值为
故B错误；
D．用该电源直接与电阻R相连组成闭合电路，可知电源两端的电压为
故D错误。
故选C。
4．C
【详解】当滑动变阻器的滑动触头向左移动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，整个回路的总电阻减小，干路电流强度增加，L1变亮；内电压增大，路端电压降低；R0分得的电压升高，L1分得的电压升高，因此L2分得的电压降低，L2变暗；流过L2的电流强度减小，导致流过L3的电流强度增加，L3变亮。
故选C。
5．D
【详解】设每个电阻阻值为，根据对称性可知，与串联，则有
与串联，则有
最后、、三者并联，设两端电压为，根据题意有
则六个电阻所消耗的总功率为
故选D。
6．C
【详解】A．灯泡正常发光时的电压等于其额定电压，电动机的输入电压
UM=U-UL=8V-3V=5V
故A错误；
B．灯泡正常发光，则电路电流
即通过电动机的电流是2A，故B错误；
C．电动机的热功率
PQ=I2RM=（2A）2×1Ω=4W
则电动机的效率
故C正确；
D．整个电路消耗的功率
P总=UI=8V×2A=16W
故D错误；
7．D
【详解】ACD．电动机两端的电压
则电动机的输入功率
电动机的热功率
则电动机的输出功率
故D正确，AC错误；
B．电源的输出功率
故B错误。
故选D。
8．AC
【详解】A．电源消耗的总功率的计算公式
故图线时直线，故A正确；
B．输出功率
应为开口向下的曲线，故b表示图线；电源内阻消耗的功率
应为开口向上的曲线，故c表示图线，故B错误；
C．当时，，说明外电路短路，根据
得
故C正确；
D．输出功率
当时，输出功率最大，为，故D错误。
故选AC。
9．AD
【分析】电源没有接入电路时两极间的电压在数值上等于电源的电动势。电动势的物理意义是表征电源把其他形式的能转化为电能本领强弱，与外电路的结构无关。电源的电动势在数值上等于内、外电压之和。
【详解】A．电源的作用是维持导体两端的电压，使电路中有持续的电流，A正确；
B．在电源内部正电荷能从负极到正极是因为电源内部既存在非静电力，移动电荷又会导致出现静电力，B错误；
CD．静电力与非静电力都可以使电荷移动，静电力移动电荷做功电荷电势能减少，非静电力移动电荷做功电荷电势能增加，C错误，D正确。
故选AD。
10．AC
【详解】试题分析：电流表测量电路总电流，电压表测量并联电路两端的电压，而表示并联电路电阻，环境温度降低，R电阻变大，故并联电路电阻增大，所以增大，电路总电阻增大，所以电路总电流减小，即电流表示数减小，根据可得电源的总功率减小，D错误；因为总电阻增大，所以路端电压增大，而通过的电流减小，所以两端的电压减小，故并联电路两端的电压增大，所以根据公式可得电阻的功率变大，C正确；根据闭合电路欧姆定律得：，则，不变，故B错误．
考点：考查了闭合回路欧姆定律的应用
【名师点睛】在分析电路动态变化时，先明确电路整体结构，电表分别测量的是谁，一般步骤是从局部变化推出整体变化，在根据整体变化推出另外部分电路的变化，
11． a B 58 0.43 0.17
【详解】(1)[1] 闭合开关前，应调节滑动变阻器使电路的电阻最大，所以应滑到a端。
(2)[2]A．如果电流表短路，则电流表无示数，发光体能发光，电压表示数不会接近电源电动势。A错误；
B．如果发光体断路，则电压表串联进入电路，所以电流表几乎无示数，发光体不能发光，电压表内阻远大于滑动变阻器电阻，所以电压表示数接近电源电动势。B正确；
C．如果滑动变阻器的滑片接触不良，则滑动变阻器没有调节作用，电路中电流较小，发光体有可能发光，电压表示数较小。C错误。
故选B。
(3)[3]由图像可知，当发光体两端加5.0V电压时，电流为86mA，则根据欧姆定律得
[4]发光体的功率为
(4)[5]在发光体的图像上作出电源的伏安特性曲线，如图所示，则发光体的实际电压和电流分别为2.8V和60mA，实际功率为
12． 4.5 1.0 0 56%
【详解】（1）[1]伏安法测电源电动势与内阻实验中，电压表测路端电压，电压表示数随滑动变阻器接入电路阻值的增大而增大；描绘小灯泡伏安特性曲线实验中，电流表测流过灯泡的电流，灯泡两端电压随滑动变阻器接入电路电阻的增大而减小，调节滑动变阻器时，电压表的示数增大，则电压表的示数减小，则测路端电压，测灯泡两端电压，电路图如图所示：
（2）[2]电源的U-I图象是一条倾斜的直线，由图象可知，电源电动势为：
；
[3]则电源内阻为：
；
（3）[4]由图乙所示图象可知，两图象的交点坐标，即灯泡电压，此时电路电流，则电源电动势为：
即：
则：
；
[5]则电池组旳效率为：
．
13．(1)；(2)；(3)负电，
【详解】(1)根据闭合电路的欧姆定律，流过电源的电流为
(2)电容器两极板间的电压为
两金属板间的电场强度为
(3)平行板电容器内电场方向竖直向下，因为液滴静止，液滴受到重力和竖直向上的电场力，液滴带负电，有
液滴的电量为
14．
【详解】每秒钟流过发电机的水的质量为
每秒钟水流机械能损失为
每秒钟发电机的电能
发电机发电的电功率
15．（1）18欧 （2）
【详解】（1）由电路图可知，滑动变阻器和定值电阻串联，而U2=9V，I=0.5A，此时滑动变阻器R2接入电路的阻值为：
（2）电阻R1两端的电压为：
U1=IR1=0.5A×30Ω=15V
电阻R1做的功为：
W1=U1It1=15V×0.5A×10s=75J。
16．（1）1.8A；（2），
【详解】（1）接通时，电压表读数，外电路与并联后再与串联。此时与并联后的总电阻
电流表示数
（2）接通时，由闭合回路欧姆定律可得
当调到时，与并联后的总电阻
由闭合回路欧姆定律可得
联立求解
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答案第1页，共2页
