2021-2022学年新教材人教版高中物理必修第三册第十二章电能能量守恒定律 课时分层练习题及章末测验含答案解析

第十二章电能能量守恒定律

12.1电路中的能量转化...................................................1

12.2闭合电路的欧姆定律.................................................7

12.3实验：电池的电动势和内阻的测量...................................14

12.4能源与可持续发展..................................................23

章末综合测验...........................................................27

12.1电路中的能量转化

基础训练

◎题组一电功和电功率

1.家用电器即使没有使用，只要插头插在电源上处于待机状态就会消耗电

能。根据下表提供的数据，估算这些电器待机1天耗电约为（）

1台平板电1台

家用电器1台台式电脑1台洗衣机

视机空调

待机功率/瓦4142

A.0.3度B.0.6度C.0.9度D.1.2度

A［表格中所列4种家用电器总功率—11W,则每天消耗的电能吃外=

11WX24h%0.3kW-h,即0.3度，故A项正确。］

2.（多选）如图所示为某电学元器件的伏安特性曲线，图中虚线为曲线上P

点的切线。当通过该元器件的电流为0.4A时（）

A.该元器件的阻值为250Q

B.该元器件的阻值为125。

C.该元器件消耗的电功率为20W

D.该元器件消耗的电功率无法求解

BC［由题图可知，当电流为0.4A时，电压为50V,则由欧姆定律可知，

U50

阻值为/?=7=6工0=1250,故B正确，A错误；由勺〃/可知，该元器件消

耗的电功率为20W,故C正确，D错误。］

3.把六个相同的小灯泡接成如图甲、乙所示的电路，调节变阻器使灯泡正

常发光，甲、乙两电路所消耗的总功率分别用凡P和尸乙表示，则下列结论中正确

的是（）

12V----------h------------------12V

甲乙

A.尸甲=尸乙B.P甲=3/乙

C.。乙=3尸甲D.尸乙＞3尸甲

B［设每个灯泡正常工作时的电流为/,则甲图中电路的总电流为3/,P用

=12VX3/,乙图中电路的总电流为/,乙=12VX/,故有Pw=3Pj,B正确。］

◎题组二焦耳定律和热功率

4.在直流电路中，两个电阻的阻值之比用：足=2：1,通过的电流之比Z,:12

=2：1,则在相等时间内两个电阻产生的热量之比Q:@为（）

A.1：1B.2：1

C.4：1D.8：1

D［已知两个电阻的阻值之比是2：1,通过的电流之比是2：1,则相等时

2

间内产生的热量之比卷=/霁=同X彳=苧，故D正确。］

5.有一个电风扇，标有“200V50W"，电动机线圈的电阻为0.4Q,

把它接入220V的电路中，以下几种计算时间t内产生热量的方法中正确的是

（）

l}t

A.Q=~B.Pt

K

/42

C.Q=\j\•RtD.以上三种方法均正确

C［通过电风扇的电流为/=£因为电风扇不是纯电阻电路，所以其焦耳

26t

热为0=◎|•Rt,而不应该是内=-港或匕Pt,C正确。］

6.如图所示，用输出电压为1.4V,输出电流为100mA的充电器对内阻为

2Q的银一氢电池充电。下列说法错误的是（）

A.充电器输出的电功率为0.14W

B.充电时，电池消耗的热功率为0.02W

C.电能转化为化学能的功率为0.12W

D.充电器每秒把0.14J的能量存储在电池内

D［充电器输出的电功率。电=〃/=1.4X0.1W=0.14W,A正确；充电时，

电池消耗的热功率为。拈=/）=0.02W,B正确：电能转化为化学能的功率为。

化=2电一。拈=0.12W,C正确；充电器每秒把0.12J的能量存储在电池内，D

错误。］

◎题组三纯电阻电路和非纯电阻电路

7.如图所示为电动机与定值电阻A并联的电路，电路两端加的电压恒为〃,

开始S断开时电流表的示数为7,,S闭合后电动机正常运转，电流表的示数为12,

电流表为理想电表，电动机的内阻为后,则下列关系式正确的是（）

C.〃=/弓D.hU=（h—nU'F\R\

AiK?

0［由于电动机是非纯电阻用电器，因此欧姆定律不成立，故A、B错误;

由于欧姆定律不成立，则电动机消耗的功率不能用—2表示，故C错误；电动

«2

机消耗的功率为（/2一/）〃，根据能量守恒定律可知，43=（4一/）〃+//,故D

正确。］

8.如图所示，有一内电阻为4.40的电解槽和一盏标有“110V60W”

的灯泡串联后接在电压为220V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120W

B.电解槽的发热功率为60W

C.电解槽消耗的电功率为60W

D.电路消耗的总功率为60W

C［灯泡能正常发光，说明电解槽和灯泡均分得110V电压，且干路电流/

=/灯=需，则电解槽消耗的功率-P灯=60W,C正确，A错误；电解槽的

60W

发热功率P热3W,B错误；整个电路消耗的功率P总=220VX而飞=

120W,D错误。］

9.现有规格为“220V,36W”的排气扇，如图所示，排气扇电动机的线圈

电阻为40Q。当正常工作时，排气扇的（）

A.通电电流计算式为/=工万A

B.输出功率计算式为尸出=136—而卜

C.发热功率计算式为产热=（舞|义40W

I乙乙UJ

D.电功率大于36W

C［排气扇是非纯电阻元件，不满足欧姆定律/=乡根据公式勺〃/,得/

A,故A项错误；根据公式P*=P&-PP*=『R,得Pi：=

U220

，、22

36]36

36—X40W,故B项错误；根据公式外=//?,得巴产IX40W,故

220220

C项正确；因为排气扇正常工作，其电功率等于36W,故D项错误。］

提升训练

10.如图所示为甲、乙两灯泡的1〃图像，根据图像，计算甲、乙两灯泡并

联在电压为220V的电路中时实际发光的功率分别约为（）

A.15W、30WB.30W、40W

C.40W、60WD.60W、100W

C［由图像可知，当小=220V时，通过甲、乙两灯的电流分别为/,=0.18

A、/乙=0.27A,则。甲=〃/单=40W,。乙=〃/乙心60W,C正确。］

11.如图所示电路中，各灯泡额定电压和额定功率分别是：A灯“10V10

W”，B灯“60V60W”，C灯“20V20W”，D灯“20V20W"。在a、8

两端加上电压后，四个灯泡都能发光。比较各灯泡消耗功率大小，以下说法正确

的是（）

A.A>A>A>RB.A>4>R=R

C.D.

0

B［由/?=,可知，灯的电阻吊=100,吊=60Q,凡=兄=20Q,C、D

并联部分的电阻为/?#=10Q,电路中RGR产R*,由串联电路的功率关系知成＞月

=P*,而Pc=P04,限P»P〉P、=Pc,B正确。]

12.如图所示，某品牌电动汽车电池储存的电能为60kW・h,充电时，直

流充电桩的充电电压为400V,充电时间为4.5h,充电效率为95%,以r=108km/h

的速度在高速公路匀速行驶时，汽车的输出功率为15kW,转化成机械能的效率

为90%,则()

;宜流充电桩

A.充电电流约为33A

B.匀速行驶距离可达432km

C.匀速行驶时每秒钟消耗电能1.5X10"J

D.匀速行驶时所受阻力为500N

D［电能f=60kW•h=60X1()3W•h,则由可知，充电电流/=

60X103

95%60X90%

uA'35A,故A错误；汽车能匀速行驶的时间t=---h=3.6h,

4UUX4.01□

故汽车匀速行驶的最大距离为x=〃=108X3.6km=388.8km,故B错误；匀

速行驶时每秒钟输出的电能—8=15X1()3X1J=1.5X104J,因消耗电能中

有一部分转化为内能，故消耗的电能一定大于1.5X10"J,故C错误；匀速行驶

时i/=108km/h=30m/s,F=f,由P=Fv=fv

1.5X104

可得f=—彳-N=500N,故D正确。］

JU

13.某景区电动车载满游客时总质量加=1.75X10,kg,以4m/s的速度在

水平路面匀速行驶，驱动电机的输入电流/=20A,输入电压〃=400V,电动车

行驶时所受阻力为车重的木，g取10m/s2,不计电机内部摩擦，只考虑驱动电

机的内阻发热损耗能量，求：

(1)驱动电机的输入功率；

(2)电动车行驶时输出的机械功率；

(3)驱动电机的内阻。

［解析］(1)驱动电机的输入功率

A=〃/=400VX20A=8000W。

1

(2)电动车行驶时所受阻力大=而砥=1.75X10,N

电动车匀速行驶时，F=f

电动车行驶时输出的机械功率

3

"出=尸S=1.75*1。3义4W=7X10Wo

(3)驱动电机内阻的发热功率?我="人一夕出=8000W-7000W=1000W,

根…据八="2,有A广=不6=1/00-00=2.5Qo

［答案］(1)8000W(2)7X103w(3)2.50

12.2闭合电路的欧姆定律

基础训练

◎题组一对电动势的理解

1.有关电压与电动势的说法中正确的是()

A.电压与电动势的单位都是伏特，所以电动势与电压是同一物理量的不同

叫法

B.电动势是电源两极间的电压

WW

C.电动势公式£=一中/与电压公式〃=一中的/是一样的，都是电场力做的

QQ

功

D.电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能的本领的物理量

D［电压与电动势是两个不同的概念，其中电动势公式£=-中〃是非静电

力做的功，电动势反映了电源把其他形式的能转化为电能的本领。而电压一中

q

〃则是电场力做的功，电动势的大小也不一定等于电压的大小，故D正确。］

2.（多选）干电池的电动势为1.5V,这表示（）

A.电路中每通过1C的电荷量，电源把1.5J的化学能转化为电能

B.干电池在1s内将1.5J的化学能转化为电能

C.干电池与外电路断开时两极间电势差为L5V

D.干电池把化学能转化为电能的本领比电动势为2V的蓄电池强

AC［由电动势物理意义知，电源中每通过1C电荷量，电源把1.5J的化

学能转化为电能，A正确，B错误；电源的电动势在数值上等于电源没有接入电

路时两极间的电压。一节干电池的电动势为1.5V,外电路断开时，路端电压即

两极间的电势差是1.5V,C正确；电动势是表征电源将其他形式能转化为电能

本领的物理量，故1.5V的干电池把化学能转化为电能的本领比电动势为2V的

蓄电池弱，D错误。］

3.某公司发布了5分钟即可充满3000mA•h电池50%电量的快充技术成

果，引起业界广泛关注。如图是某智能手机电池上的信息，支持低压大电流充电,

则（）

3.8V3000mA-h(11.4W・h)

锂聚合物电池/Li-PolymerBattery

充电限制电压：4.35V

A.4.35V表示该电池的电动势

B.该电池充满电后以100mA的电流工作时，可连续工作30小时

C.11.4Wh表示该电池能提供的电量

D.3000mA•h表示该电池能提供的电能

B［4.35V为充电限制电压，不是该电池的电动势，故A错误：该电池充

满电后以100mA的电流工作时，可连续工作时间黑粤心=30h,故B

100mA

正确；11.4W•h为电池的充电电能，不是该电池的电量，故C错误；mA・h为

电量的单位，所以3000mA•h表示该电池能提供的电量，故D错误。］

◎题组二闭合电路的性质及其应用

4.（多选）在如图所示的电路中，电源电动势后和内阻r均为定值，当外电

路电阻A发生变化时，回路电流/、路端电压〃、内电压〃都将随之发生变化。

下列图像能正确表示其变化规律的是（）

AB［由闭合电路的欧姆定律，得可知回路电流/随外电阻/?的

HIr

ErRE

增大单调递减，但不是线性变化，A正确；由变形

/?+rR+r

ErE

可得〃=——,利用数学知识可知B正确，D错误；由〃，=/r=~z—可知C

,rR+r1

错误。］

5.一电池外电路断开时的路端电压为3V,接上8Q的负载电阻后路端电

压降为2.4V,则可以判定电池的电动势£和内阻r分别为（）

A.£=2.4V,r=\QB.E=3V,r=2Q

C.6=2.4V,r=2QD.6=3V,r=\Q

B［外电路断开时的路端电压等于电动势，即f=3V,接上8Q的负载电

U

阻后，路端电压〃=F-/=2.4V,解得尸=2Q,B正确。］

6.如图所示的电路中，电源的电动势和内阻一定，当可变电阻的阻值由2Q

变为6Q时，电源的路端电压变为原来的1.5倍，则电源的内阻为（）

—-----

----11-^3----

A.4QB.8Q

C.6QD.2Q

［由闭合电路欧姆定律可得〃=/不15Q薪/，代入数据用=2Q

D

吊=60,联立两式解得广=20,故D正确，A、B、C错误。］

7.（2021•济宁一中月考）某电源的路端电压与电流的关系图线如图所示。

用此电源与三个阻值均为3。的电阻连接成电路，测得路端电压为4.8Vo则

该电路可能为（）

B［由题图可知，E=LL=6V,当〃=4V时，/=4A,因此有6V=4V+4

AXr,解得厂=0.5Q。当路端电压为4.8V时，〃内=£一"=6V-4.8V=1.2V。

URu48

因为77=一，所以/?=_r=-J_TX0.5Q=20由电阻的串、并联知识可知正

U,\r41.20

确答案为Bo］

8.如图所示，电源电动势为£,内阻为八当可变电阻的滑片尸向8点移动

时，电压表片的读数〃与电压表匕的读数〃的变化情况是（）

A.，变大，〃变小

B.〃变大，〃变大

C.〃变小，W变小

D.〃变小，〃变大

A［滑片P向6移动时，总电阻变大，干路中/=一•变小。由于路端电

r\~TK

压U=E—1r,〃增大，即I表示数〃变大。由于V2表示数“=/尺所以〃减小，

故A正确。］

9.（多选）如图所示电路中，电源内阻忽略不计。闭合开关，电压表示数为

U,电流表示数为/；在滑动变阻器片的滑片产由a端滑到8端的过程中（）

A.〃先变大后变小

B./先变小后变大

C.〃与/比值先变大后变小

D.〃变化量与/变化量比值等于兄

BC［方法一：极限法

根据题意，由于电源内阻不计，电压表的示数不变，故选项A错误；当滑片

位于a端时，滑动变阻器接入电路的电阻值为0,当滑片位于6端时，滑动变阻

器接入电路的电阻值为0,因此滑片位于中点时，滑动变阻器接入电路的电阻值

最大。滑片滑动过程中，电阻后的阻值先增大后减小，路端电压不变，所以电

流表示数先减小后增大，故选项B、C正确；由于电压表示数没有变化，故选项

D错误。

方法二：“串反并同”法

滑片滑动过程中，电阻用的阻值先增大后减小，由于电流表与用间接串联，

则电流表的示数先变小后变大，B正确；其他选项的解析同上。］

提升训练

10.（多选）如图所示是某电源的路端电压与电流的关系图像，下列说法正确

的是（）

A.电源的电动势为6.0V

B.电源的内阻为12Q

C.电源的短路电流为0.5A

D.电流为0.3A时的外电阻是18Q

AD［由闭合电路欧姆定律"=£一〃得，当/=0时，U=E,即图线与纵轴

交点表示断路状态，电动势F=6.0V,故A正确；电源的内阻等于图线的斜率

△〃6.0—5.0

大小，r=F=-—0=2Q故B错误；外电阻/?=0时，短路电流为/«

△/u.□

E6

=7=24=3A,故C错误；电流为/=0,3A时,路端电压U=E-lr=（6-

0.3X2)V=5.4V,外电阻/?=*180,故D正确。］

11.（2021•重庆十八中月考）小华设计了如图所示的输液提示器，在护士站

能够观察到药液量的变化。当袋中药液量减少时（）

A.电压表示数减小，灯泡亮度变暗

B.电压表示数减小，灯泡亮度变亮

C.电压表示数增大，灯泡亮度变暗

D.电压表示数增大，灯泡亮度变亮

B［当袋中药液量减少时，弹簧的形变量减小，弹簧会带动滑片。向上滑动,

所以变阻器接入电路的电阻减小，电路中的总电阻减小，根据闭合电路的欧姆定

律可知电路中的电流增大，即通过灯泡的电流增大，所以灯泡的亮度变亮，电压

表测量的是变阻器两端的电压，电压表示数公£一/（凡+尸），则电压表示数减小，

故选项B正确。］

12.（多选）在如图所示电路中，闭合开关S,当滑动变阻器的滑动触头尸向

下滑动时，电表A、%、%、V：,的示数分别用/、，、W和4表示，电表示数变化

量的绝对值分别用AA&U\、和表示。下列比值正确的是（）

A.今不变，答变大

B.今变大，等变大

C.号变大，等不变

4AIk

D.变大，力不变

CD［由电路图可知，U、、么分别是用、吊两端的电压，电流表测的是通过这

个电路的总电流，〃是路端电压，由欧姆定律可知其=7=旬（因凡是定值电

阻），故选项A错误；由欧姆定律可知后=3，因将变大，故5变大；=£-/（/?,

△WUi

+「）（因£R、、〃均是定值），则黄=用+〃不变，故选项B错误，C正确；］=

R任&,因后变大，则,变大；又由于《=£—〃，可知仄不变，故D正确。］

13.将总电阻就=22Q的滑动变阻器按如图甲所示与电源相连，已知该电

源的路端电压随外电阻变化的图线如图乙所示，电源正常工作时允许通过的最大

电流为2Ao求：

（1）电源的电动势和内电阻；

（2）接到滑动变阻器46间的负载电阻*的阻值许可范围。

甲乙

ERE

［解析］⑴闭合电路中路端电压为U=/R=-T—=——，由此可见：①当

R+r,r

1+1

外电路电阻??趋向无限大时，常趋向0,路端电压趋向电源电动势七②当/?=6

时，路端电压〃=今根据上述结论，分析图像，可知电源电动势E=12V,电源

内电阻r—2Qo

(2)电源允许通过的最大电流值是2A,内电压的最大值是4V,外电压的最

小值是8V,所以外电阻必须大于或等于4Q。当滑动变阻器的滑动触头c处在

DDf

a端时，外电阻最小，此时，负载电阻/?'与吊并联为电源的外电阻，应有矛G尸

HoIK

88

240,由此可以求得负载电阻的阻值许可范围，R/0^4.9Qo

IO

［答案］(1)12V20(2)R'N4.90

12.3实验：电池的电动势和内阻的测量

1.某兴趣小组探究用不同方法测定干电池的电动势和内阻，他们提出的实

验方案中有如下四种器材组合。为使实验结果尽可能准确，最不可取的一组器材

是(D)

A.一个安培表、一个伏特表和一个滑动变阻器

B.一个伏特表和多个定值电阻

C.一个安培表和一个电阻箱

D.两个安培表和一个滑动变阻器

解析：A选项属于伏安法测定干电池的电动势和内阻的实验器材，A项正确;

由U=E一3B项正确；由£=/(/?+K)，C项正确；因不能读出滑动变阻器的阻

值，D项错误。

2.用电流表和电压表测定电池的电动势E和内电阻r,所用电路如下图(a)

所示，一位同学测得的6组数据如下表所示。

答案：(1)见解析图

解析：本题考查用作图法处理实验数据。作图线时应使尽可能多的点落在直

线上，个别偏离太大的点应舍去，图线如下图所示。由图线与纵轴的交点可得电

动势f=1.46V,再读出图线与横轴交点的坐标(1.00,0.64),由£=〃+〃得广

E-U1.46-1.00

~T=-0.640^0.72Qo

3.某研究性学习小组利用如图甲所示电路测量电池组的电动势E和内阻ro

根据实验数据绘出如图乙所示的图线，其中火为电阻箱读数，/为电流表读

数，由此可以得到E=3V,r=1Qo

R/Q

解析：由闭合电路的欧姆定律得E=/(/?+r)整理得:

由图像可知截距|r\=I-R

斜率为4肃吊=3.0V。

4.某学生测量电源的电动势E及内阻厂所需的实验器材如图2所示。

图1图2图3

(1)在图1画出实验电路原理图。

(2)用笔画线代替导线在图2中，完成实物连线。

(3)测量该电源电动势和内电阻所得的U-I图线如图3,则由图3可知该电

源的电动势为6.0V,内电阻为1.60(保留两位有效数字)

答案：(1)(2)见解析

解析：(1)测量电源的电动势和内阻时，只需要将滑动变阻器与电流表串联

接在电源两端，由于电源内阻较小，故相对于电源来说，电流表应采用外接法；

原理图如图甲所示。

图甲图乙

（2）根据原理图，依次将各元件连接，注意导线不能交叉；连线图见图乙。

⑶由图3可知，电源的电动势F=6.0V；图像的斜率的绝对值表示电源的

上，6.0-5.2

内阻；故r=­r—0=1.6Qo

U.□

5.在“测定一节干电池的电动势和内阻”的实验中，提供如下实验器材：

一节干电池（电动势约为1.5V,内阻约为1Q）

电压表V（量程0〜2V,内阻约为3kQ）

电流表A（量程。〜0.6A,内阻0.2Q）

滑动变阻器砧（阻值0〜10Q）

滑动变阻器RK阻值为0〜50Q）

开关、导线若干

（1）若考虑电流表、电压表内阻的影响，现希望能准确地测出这节干电池的电

动势和内阻，则应选择_二（填“甲”或“乙”）电路进行实验。为了调节方便,

则滑动变阻器应该选择R（填或"Rh。

（2）在进行了正确的选择和操作后，某同学通过调节滑动变阻器的滑片得到两

组电流表与电压表的示数，分别为Ui=1.0V,/i=0.3A；S=0.7V,/2=0.5Ao

由此可求得该干电池的电动势E=1.45V,内阻r=1.3Q。

解析：（1）图甲所示电路实验误差来源是电压表分流，图乙所示实验电路误

差来源是电流表分压，由于电流表内阻已知，为减小实验误差，应选择图乙所示

实验电路；为方便实验操作，滑动变阻器应选择用。

（2）根据图乙所示电路图，由闭合电路欧姆定律可知：

£=〃+/（〃+吊）

根据实验数据得：£=1.0+0.3（r+/W,f=0.7+0.5（r+吊），解得：£=1.45

V,r=1.3Qo

6.某实验小组利用如图所示电路测定一节电池的电动势和内电阻，备有下

列器材：

①待测电池，电动势约为1.5V（小于1.5V）

②电流表，量程3mA

③电流表，量程0.6A

④电压表，量程L5V

⑤电压表，量程3V

⑥滑动变阻器，0〜20Q

⑦开关一个，导线若干

⑴请选择实验中需要的器材_①③④⑥⑦一（填标号）。

（2）按电路图将实物（如图甲所示）连接起来。

（3）小组由实验数据作出的。一/图像如图乙所示，由图像可求得电源电动势

为1.4V,内电阻为2.8

图甲图乙

答案：（2）如图所示

解析：（1）根据本实验的原理以及特点，所选器材是①③④⑥⑦；

（2）根据电路图连接实物图时，一定要看清电路的结构，滑动变阻器的接线

柱所在的位置，注意导线不能交叉;

△U14—0

（3）电源的电动势是纵轴截距1.4V,内电阻〃=—=.4二0=2.8Qo

提升训练

1.某研究小组收集了两个电学元件：电阻Ro（约为2kQ）和手机中的锂电池（电

动势£标称值为3.7V,允许最大放电电流为100mA）。实验室备有如下器材：

A.电压表V（量程3V,电阻RV约为4.0kQ）

B.电流表Ai（量程100mA,电阻RAI约为5C）

C.电流表人2（量程201八，电阻HA2约为50Q）

D.滑动变阻器R（0〜40。，额定电流1A）

E.电阻箱火2（0〜999.9。）

F.开关S一只、导线若干

（1）实验一：为了尽量准确测定电阻R）的阻值，小明设计了一电路，如图1

所示为其对应的实物图，图中的电流表A应选A2（选填“Ai”或“A2”）。请将实

物连线补充完整一如解析图一。请判断用此电路测出来的R）较真实值相比一偏

大（填“偏大”或“偏小”）。

（2）实验二：为测量锂电池的电动势E和内阻r,某同学设计了如图2所示

的电路图。求出/与/的关系式是十=击+京，根据测量数据作出图像，如

UA2—LJ—匕K2—L—

图3所示。若该图线的斜率为纵轴截距为。，则该锂电池的电动势E=+,

k

内阻r=%（用左和力表示）。

U3

解析：（1）电压表量程是3V,通过待测电阻的最大电流/=不=丁诉A=

HoZUUU

0.0015A=1.5mA,因此电流表应选A?；待测电阻总阻值约为2kQ,滑动变

阻器片与电阻箱后最大阻值均远小于待测电阻阻值，变阻器采用限流接法时待

测电阻电压与电流变化范围较小，不能测多组实验数据，为测多组实验数据，减

,.=.R2000/?V4000R。RV

小笑脸A误差，滑动变阻器应采用分压接法;o方=不一=40,右=:7■诉=2,万〉方,

AAOU/TQZUUU/1A/to

电流表应该采用内接法，实物电路图如图所示。因为电流表内阻的分压作用，使

电压表示数偏大，则由欧姆定律可知，测量出的电阻值偏大；

,U1r1

⑵由图2所示电路可知，£=U+lr=U+—r,则77=工不+£因此图像的纵

M2ULr\2L

[1/k

轴截距。=工电动势图像的斜率〃=£,则电源内阻厂=

toLb

2.为了测定电源电动势E、内阻/•的大小并同时描绘出小灯泡的伏安特性曲

线，某同学设计了如图甲所示的电路。闭合开关，调节电阻箱的阻值，同时记录

电阻箱的阻值R,电压表Vi的示数口，电压表V2的示数S。根据记录数据计

算出流过电阻箱的电流/,分别描绘了匕两条U—/图线，如图乙所示。请回

答下列问题：

.{//V

电压表V?00.10.30.57/A

图甲图乙

U)-U1

(1)写出流过电阻箱的电流/的表达式」

⑵小灯泡两端电压随电流变化的图像是:(选填7"或"”)

(3)根据图乙可以求得电源的电动势E=mV,内阻片2.0C,该电

路中小灯泡消耗的最大功率为1.0Wo

解析：(1)首先要明白电路的组成，作出电路图，如图所示。电阻箱两端电

〃一〃

压Q〃一〃，电阻箱阻值为/?,所以流过电阻箱的电流/=

R

(2)小灯泡两端电压随电流的增大而增大，所以选图线bo

(3)图线a为电源路端电压随电路中电流变化的关系图线，图线a与纵轴的

交点为电源的电动势，F=3.0V,图线a斜率的绝对值为电源的内阻，〃=2.00,

图线a、6的交点表示U、=&,即电阻箱的阻值为0,此时小灯泡消耗的功率最大,

P=UI=\.OWo

3.为测定干电池的电动势和内阻，提供的实验器材如下所示：

A.干电池2节，每节干电池的电动势约为1.5V,内阻约为0.9Q

B.电流表A(0〜0.6A,内阻约为0.5。)

C.滑动变阻器品(0〜50Q,额定电流为3A)

D.滑动变阻器7?2(0〜1000Q,额定电流为1A)

E.电流表G(0〜3mA,HG=10)

F.定值电阻R3=990C

G.定值电阻R4=90C

(1)由于两节干电池的内阻较小，现将Ro=3Q的定值电阻与两节干电池串联

后作为一个整体进行测量。在进行实验时，滑动变阻器应选用C,定值电阻

应选用(填写实验器材前的编号)

(2)在如图甲所示的虚线方框中补充完整本实验电路的原理图；

一见解析一

(3)根据实验测得数据作出/2一/1的图线如图乙所示，其中/2为通过电流表G

的电流，人为通过电流表A的电流，根据该图线可知，两节干电池的总电动势为

3.0V,总内阻为2.0Q。(结果均保留两位有效数字)

解析：(1)电源为两节干电池，电源的内阻较小，为多测几组实验数据，方

便实验操作，应选最大阻值较小的滑动变阻器，因此滑动变阻器应选C;上述器

材中没有直接给电压表，但给了两个电流表，将电流表G与定值电阻串联改装成

电压表，改装后电压量程应不小于3V,根据串联电路规律可知，应串联的电阻

3

为2衣mFQ—100=990O,故选F：

(2)用改装后的电压表测量电压值，用电流表/与滑动变阻器串联测电路电

流，如图所示；

~―।H।­(=)­

S«0

(3)由电路图，根据闭合电路的欧姆定律可得

E=I4Ra+舟+h(凡+')

E/因+/

整理得:

kRS+RJ凡+凡

由图像可知0fo=3.0mA

M3IMG

3

R0+r3.0-2.0X10-

用+凡=—0.2-0

£=3.0V

r=2.0Q

联立上式，代入数据解得万=3.0V,r=2.00

12.4能源与可持续发展

◎题组一能量守恒定律的理解和应用

1.（多选）关于能量和能源，下列说法正确的是（）

A.由于自然界的能量守恒，所以不需要节约能源

B.人类在不断地开发新能源，所以能量可以被创造

C.氢能源是清洁能源

D.能量可以从一种形式转化为另一种形式

CD［自然界的能量守恒，但能源需要节约，故A错误；为了提高生活质量，

人类在不断地开发和利用新能源，但能量不能被创造，也不会消失，故B错误；

氢燃烧的产物是水，所以氢能源是清洁能源，C正确：能量可以从一种形式转化

为另一种形式，故D正确。］

2.从能量的转化与守恒的角度理解，太阳能草坪节能灯（）

A.创造了电能

B.草坪节能灯白天储存太阳能，晚上再把太阳能释放

C.创造了太阳能

D.把太阳能转化成了电能，电能再转化为光能

D［根据能量守恒定律，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从

一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过

程中其总量不变。草坪节能灯把太阳能转化成了电能，电能又转化为光能，故D

正确，A、B、C错误。］

3.如图是城市照明中常使用的“风光互补”景观照明灯。它“头顶”小风

扇，“肩扛”光电池板，“腰挎”照明灯，“脚踩”蓄电池。下列解释合理的是

（）

A.光电池板是将电能转化为光能

B.照明灯是将内能转化为电能

C.小风扇利用风力发电，将机械能转化为电能

D.蓄电池夜晚放电，将电能转化为化学能

C［这种新能源的路灯，“肩扛”太阳能电池板可以把太阳能转化为电能，

选项A错误；照明灯消耗电能而发光，是将电能转化为光能，选项B错误；“头

顶”的小风扇可以把风能转化为电能，这样只栗有风，这种路灯也可以发电，填

补了一点阴天和晚上不能发电的空白，有利于路灯晚上照明使用，选项C正确；

蓄电池在夜晚放电时，将化学能转化为电能，选项D错误。］

4.下列有关能量的描述正确的是（）

A.“又要马儿跑得快，又要马儿不吃草”违背了能量守恒定律

B.工作中的电风扇，消耗的电能大于输出的机械能，该过程能量不守恒

C.滑块在粗糙的水平面上减速滑行，最终停了下来，动能消失，能量不守

恒

D.同时做自由落体运动的物体，质量越大，势能减少越快，机械能减少也

越快

A［马儿跑的时候需要消耗能量，而草能够为马儿提供能量，因此“又要马

儿跑得快，又要马儿不吃草”，这当然是不科学的，违背了能量守恒定律，故A

正确；工作中的电风扇，消耗的电能大于输出的机械能，同时电风扇电机有内阻，

工作时发热也要消耗电能，总的过程能量守恒，故B错误；滑块在粗糙的水平面

上减速滑行，通过克服摩擦力做功，动能转化成滑块与地面的内能散失在空气中，

最终停了下来，该过程能量守恒，故C错误；做自由落体运动的物体，在下落过

程中，物体减少的重力势能转化成物体的动能，质量越大，下落过程中势能减少

越快，但机械能守恒，故D错误。］

◎题组二能源和可持续发展

5.关于能源的利用，下列说法不正确的是（）

A.因为自然界的能量是守恒的，所以不需要节约能源

B.一座城市的能量耗散使其环境温度略高于其周围农村的环境温度

C.煤炭和石油产品燃烧会造成空气污染和温室效应

D.能量耗散表明能源的利用是有条件的，也是有代价的

A［自然界的能量是守恒的，但能量在利用过程中，可利用的品质在逐渐降

低，因此，必须节约能源，A错误，D正确；城市工业、交通的急剧发展使得城

市过多地接收了耗散的能量，使城市的环境温度升高，B正确；由常识可知C正

确，故A符合题意。］

6.（多选）下列对能量耗散理解正确的是（）

A.能量耗散说明能量在不断