第十二章 电能 能量守恒定律 章末复习与检测
（时间90分钟，满分100分）
一、单项选择题(本题共8小题，每小题4分，共32分)
1．在如图所示的电路中，E为电源，其内阻为r，L为小灯泡（其灯丝电阻可视为不变），R1、R2为定值电阻，R3为光敏电阻，其阻值大小随所受照射光强度的增大而减小，V为理想电压表。若将照射R3的光的强度减弱，则（ ）
A．电压表的示数变大 B．小灯泡消耗的功率变大
C．通过R2的电流变小 D．电源内阻的功率变小
2．如图所示的电路中，电源电动势为5V，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＝5V，Uac＝5V，Ucd＝0V，由此可判定（ ）
A．L1和L2的灯丝都烧断了
B．L2的灯丝烧断了
C．L1的灯丝烧断了
D．变阻器R断路
3．北京时间2022年11月1日4时27分，梦天实验舱成功对接于天和核心舱前向端口，形成“T”字基本构型。12块太阳能电池板为中国空间站的正常工作提供能量。下列说去正确的是（ ）
A．太阳能电池板能将太阳能100%转化为电能
B．能量守恒的过程不一定能自发地发生
C．人们对太阳能的开发和利用，说明能量可以凭空产生
D．能的转化过程符合能量守恒定律，因此不会发生能源危机
4．将三个不同的电源1、2、3的U-I图线画在同一坐标轴上，如图所示，其中1和2平行，它们的内阻分别是r1、r2、r3，电动势分别是E1、E2、E3，则它们间的关系是（ ）
A．r1=r2＜r3，E1﹥E2=E3
B．r1﹥r2﹥r3，E1=E2＜E3
C．r1﹥r2=r3，E1＜E2=E3
D．r1=r2﹥r3，E1=E2﹥E3
5．恒压电源的内阻可视为零，普通电源的内阻不可忽略。为判别一电源是哪种电源，某同学连接了如图所示实验电路，并断开电键，设想通过观察电键闭合后的电流表作出判断。此方案（ ）
A．无效。因为无论是哪种电路，电流表示数都变大
B．无效。因为无论是哪种电路，电流表示数都变小
C．有效。若是恒压电源，电流表示数不变，若是普通电源，则电流表示数变大
D．有效。若是恒压电源，电流表示数不变，若是普通电源，则电流表示数变小
6．如图所示的电路中，各元件均为线性元件，电源电动势为E，内阻不能忽略，闭合S后，调整R的阻值，使电压表的示数增大，在这一过程中（ ）
A．通过R1的电流增大，增量为
B．R2两端的电压减小，减少量为
C．路端电压与干路电流的比值为定值
D．路端电压的变化量与干路电流的变化量的比值为定值
7．某同学在测电源的电动势和内阻时，根据实验记录数据画出如图所示的U-I图像，下列关于这个图像的说法中正确的是（ ）
A．可得待测电源的电动势，即E=0.40 V
B．由横轴截距得短路电流，即I短 =0.4 A
C．根据，计算出待测电源内阻为3.5 Ω
D．当U=1.20 V时，I′=0.2 A
8．关于下列物理量的意义，说法正确的是（ ）
A．电场强度E表示电场的强弱和方向，E越大，电荷所受电场力一定越大
B．电容C表示电容器储存电荷的能力，C越大，电容器储存的电荷一定越多
C．电阻R表示导体对电流的阻碍作用，R越大，通过导体的电流一定越小
D．电动势E越大，表示电源将其它形式的能量转化为电能的本领越强
二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分)
9．直流电路如图所示，在滑动变阻器的滑片P从图示位置向右移动时
A．电流表示数减小
B．电压表示数减小
C．电源内部消耗功率一定增大
D．电源的输出功率可能增大
10．如图所示，直流电动机线圈的电阻为R，当该电动机正常工作时，电动机两端电压为U，通过电动机的电流为I，则下列说法正确的是( )
A．电动机内部的发热功率为I2R
B．电动机的机械功率为IU
C．电动机的总功率为I2R
D．电动机机械功率为IU－I2R
11．如图所示电路，已知R3＝8Ω，闭合电键，理想电流表示数为0.75A，理想电压表示数为2V，经过一段时间，电阻R2或R3发生故障，理想电流表示数变为0.8A，理想电压表示数变为3.2V．下列说法正确的是
A．可能是电阻R3发生短路 B．可能是电阻R2发生断路
C．电阻R2的阻值为16Ω D．电源电动势为4V
12．小张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纸上，如图中的a、b、c所示，则下列判断正确的是（ ）
A．直线a表示电源的总功率 B．曲线b表示电源的输出功率
C．电源的电动势E＝3 V，内电阻r＝1 Ω D．曲线c表示电源消耗的功率
三、实验题(每空2分，共12分)
13．图（a）是测量旧电源的电动势E和内阻r的原理图。为定值保护电阻，电流表内阻不计，长度为60cm的某种材料制成的电阻丝ab上标有长度刻度。
（1）在电阻丝接入电路前，使用多电表测量它的电阻，选择倍率“×10”测量时指针偏角过大，则应选择欧姆挡 倍率（选填“×1”或“×100”）重新进行测量。重新欧姆调零后，与使用倍率“×10”相比，多用电表的内阻变化了 。正确操作后，多用表的示数如图（b）所示，可得出电阻丝单位长度电阻 ；
（2）闭合开关S，记录ac的长度L和电流表A的示数I。多次滑动c点改变ac的长度，测得多组L和I的值，并计算出对应的值，则 ；（用E、r、、L和表示）
（3）图（c）是根据多组实验数据得到的图像，由图像得电动势E＝ V，内阻r＝ 。（计算结果保留两位有效数字）
14．某实验兴趣小组利用如图甲所示电路，测量电源的电动势E和表盘数字不清但刻度清晰的毫安表量程。待测电源电动势E约为10V、内阻不计，图中内阻很大的电压表量程为10V，电阻箱R最大阻值为，毫安表内阻，定值电阻阻值约为，S为开关。（计算结果均保留两位有效数字）
（1）先对电表机械调零，闭合开关，多次调节电阻箱，记录多组阻值R和电压表的相应读数U；
（2）根据图甲所示电路， （用R、、E和表示）；
（3）画出图像如图乙，电动势 V；
（4）调节电阻箱阻值为时，电压表读数为，此时毫安表指针指在刻度盘中央位置，则毫安表的量程 mA；
（5）将此毫安表与电阻箱、一节干电池（电动势1.5V）、开关及导线等改装成欧姆表，如图丙所示，用它来测量一未知电阻，指针指在图丁的位置，则 Ω。
四、计算题（15题12分，16题14分，17题14分，共40分。）
15．汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗，如图，在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表读数为10A，电动机启动时电流表读数为58A，若电源电动势为12.5V，内阻为0.05Ω，电动机内阻为0.02Ω，电流表内阻不计，则电动机启动时。求：
（1）电源的输出功率；
（2）电动机的输出功率。
16．如图，电源电动势E=3V，电表均为理想电表。闭合开关S，电流表示数I=1A，电压表示数U=2V。求：
（1）电阻R的阻值；
（2）电阻R消耗的电功率P；
（3）电源的内阻r。
17．如图所示，电流表读数为0.75A，电压表读数为2V，R3为4Ω．若某一电阻发生断路，则两电表的读数分别变为0.8A和3.2V．（电压表、电流表为理想电表）
（1）试分析哪个电阻发生断路;
（2）求电源的电动势和内电阻各为多少;
（3） 求上述电阻断路时，电源的效率为多少.
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【详解】A．将照射R3的光的强度减弱，光敏电阻的阻值增大，电路中的总电阻增大；由闭合电路欧姆定律可得，电路中干路电流减小，故R1两端的电压减小，电压表的示数变小。故A错误；
BC．因干路电流减小，电源的内电压减小则，路端电压增大，同时R1两端的电压减小，故并联电路部分电压增大，则流过R2的电流增大；由并联电路的电流规律可知，流过灯泡的电流一定减小，故由P=I2R可知，小灯泡消耗的功率变小，故BC错误；
D．干路电流减小，则电源内阻的功率变小，故D正确。
故选D。
2．C
【详解】据题可知
说明c点经变阻器R到b点的电路和b点经电源到a点的电路是通的；
说明d点经灯泡L2到c点的可能短路，或a点经灯泡L1到d点的电路可能断路，所以L1的灯丝烧断了，故A、B、D错误，C正确；
故选C。
3．B
【详解】A．因为不可避免的损耗存在，能量的转化达不到100%，A错误；
B．能量守恒的过程不一定能自发地发生，比如摩擦生热就不能自发转化成机械能，B正确；
C．能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，能量可以相互转化，C错误；
D．能量在利用和转化的过程中是有方向性的，有些能量很难被重新利用，所以还是存在能源危机，D错误。
故选B。
4．A
【详解】由闭合电路欧姆定律
可知，图线与纵轴交点表示电动势，图线斜率表示内阻，由图可知
r1=r2＜r3
E1﹥E2=E3
A正确。
故选A。
5．D
【详解】若为普通电源，电键闭合后，外电阻减小，干路电流增大，内电压增大，外电压减小，电流表示数变小。若是恒压电源，闭合电键后，路端电压不变，电流表示数不变。
故选D。
6．D
【详解】A．R1是定值电阻，由于电压表的示数测得是路端电压，比R1两端的电压大，所以电压表V的示数增大的过程中，通过R1的电流增加
故A错误；
B．电压表的示数增大时，R增大，外电路总电阻增大，干路电流减小，电阻R2两端的电压减小，路端电压增大，而路端电压等于外电路总电压，所以电阻R2两端的电压减小量小于并联部分电压的增加量，即小于，故B错误；
C．由欧姆定律得知，路端电压与干路电流的比值等于外电路总电阻，而外电路总电阻增大，此比值增大，故C错误；
D．根据闭合电路欧姆定律得
则得
保持不变，故D正确。
故选D。
7．D
【详解】A．由公式
可知图像的纵截距即电动势
E=1.40 V
故A错误；
B．电源短路时，路端电压U=0，当I=0.4 A时，U=1.00 V，故0.4A不是短路电流，I短≠0.4 A，故B错误；
C．电源的内阻等于图像斜率的绝对值
故C错误；
D．由图像可知，当U=1.20 V时，由几何关系可知 I′=0.2 A，故D正确。
故选D。
8．D
【详解】A．根据电场力公式
电场力大小还跟q有关，故A错误；
B．根据公式
电荷量还跟电压有关，故B错误；
C．根据公式
电流大小还跟电压U有关，故C错误；
D．电源是把其它形式的能转化为电能的装置，电动势表征了这种转化本领的大小，所以电动势越大的电源，将其他形式的能转化为电能的本领越大，故D正确。
故选D。
9．AD
【详解】滑动变阻器的滑片P从图示位置向右移动时，接入电阻增大；根据闭合电路欧姆定律可知，电流减小，电流表示数减小，故A正确；根据U=E-Ir可知，电流减小，故电压表示数增大，故B错误；由P内=I2r可知，因电流减小，故电源内部消耗的功率一定减小，故C错误；如果开始时外电阻小于内电阻，则随着电阻的增大，电源的输出功率增大；故D正确．故选AD．
【点睛】本题考查闭合电路欧姆定律的动态分析问题，要知道电路串并联中的电流电压关系，并熟练应用闭合电路欧姆定律、电功率公式即可正确解题．
10．AD
【详解】A.电动机内部的发热功率为I2R，故A正确；
BD.电动机的机械功率为IU－I2R，故B错误，D正确；
C.电动机的总功率为IU，故C错误；
故选：AD；
11．BC
【分析】根据分析电表示数的变化判断哪个电阻发生何种故障．通过故障前后的电压和电流结合欧姆定律进行求解；通过闭合电路欧姆定律求出电源的电动势和内阻．
【详解】A．如果是电阻发生短路，则总电阻减小，总电流增大、内电压增大、路端电压减小，电流表的示数减小，不符合题意，故A错误；
B．假如断路，电压表和串联，电压表测定电压，总电阻增大、内电压和两端电压都减小，两端电压增大、电流表示数增大，故可能是电阻发生断路，故B正确；
C．因为断路时电压表示数变为，电流表示数为．
根据欧姆定律可得：
解得：
未断路前，有：
解得：，故C正确；
D．根据闭合电路欧姆定律得：
断路前：
断路后：
联立以上两式得：，故D错误．
【点睛】在故障分析问题中，常常用排除法．根据题目中故障前后判断路端电压和干路电流的构成，应用闭合电路欧姆定律进行求解．
12．AC
【详解】A．根据电源消耗的总功率的计算公式知：电源的总功率与电流的关系为
PE＝EI∝I
故A正确；
BD．根据电源内部的发热功率计算公式得：电源内部的发热功率与电流的关系为
Pr＝I2r
由数学知识可知，电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线为开口向上的抛物线，则曲线b表示电源内部的发热功率。根据闭合电路中的能量转化得：电源的输出功率为
PR＝EI－I2r
由数学知识可知，电源的输出功率PR随电流I变化的图线为开口向下的抛物线，曲线c表示电源的输出功率，故BD错误；
C．由曲线c知，当I＝3A时，PR＝0，说明外电路短路，根据PE＝EI得
故C正确。
故选AC。
13． ×1 135 10 2.1 1.7
【详解】（1）[1]在电阻丝接入电路前，使用多电表测量它的电阻，选择倍率“”测量时指针偏角过大，说明待测电阻阻值较小，应选择欧姆挡“”倍率重新进行测量；
[2]由于中值电阻与欧姆表内部电阻的大小相等，同时不同倍率之间的表头的电阻与倍率成正比例关系，可得多用电表的内阻变化了135；
[3]正确操作后，多用表的示数如图（b）所示，结果为，对长度为60cm的电阻丝ab
（2）[4]因为是串联电路，则
即
（3）[5][6]由图c可知
解得
14． 9.1 20 50
【详解】（2）[1]由图甲，根据欧姆定律得
联立可得
（3）[2]由图乙可知纵轴截距为。由上式可得
解得
（4）[3]当，时，由欧姆定律可得
则毫安表的量程
（5）[4]此欧姆表的内阻为
此时毫安表的示数为，则未知电阻阻值为
15．（1）；（2）
【详解】（1）根据闭合电路欧姆定律此时路端电压为
得此时电源的输出功率为
（2）电动机未启动时电流表读数为10A，得灯泡的内阻为
得电动机启动时灯泡上的电流为
则此时流过电动机的电流大小为
得此时电动机的输出功率为
16．（1）2Ω；（2）2W；（3）1Ω
【详解】（1）由欧姆定律电阻R的阻值为
（2）电阻R消耗的电功率为
（3）由闭合电路欧姆定律
可得
17．（1）见解析 （2）E=4V r=1Ω (3) 80%
【详解】试题分析：
（1）若断路则电流表的读数将变为零，若断路则电压表的读数将变为零，由题意可知，某一电阻断路后，电压表、电流表还有读数，故只能是发生断路． - - 2分
（2）断路时：
且有：， 即 ① - - 2分
未断路时，通过、的电流为：
- - 2分
未断路时，总电流为：
则： ② - - 2分
联立①②得 E=4V r=1Ω - - 2分
(3)断路时，电源输出功率为：
- - 1分
电源总功率为： - - 1分
则此时电源的效率为: - - 2分
考点：电路故障判断及闭合电路欧姆定律应用
点评：难题．（1）如果某用电器中某处断路(且只有一处)，则断路处电压不为零．这是解决故障问题的主要依据．（2）利用闭合电路欧姆定律求解电源电动势和内阻可用以用公式法：利用欧姆定律公式E=IR+Ir或计算．
答案第1页，共2页
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