第十二章 电能 能量守恒定律 单元测试-2022-2023学年物理高二上学期（人教版2019必修第三册）

第十一章《电路及其应用》单元测试一、单项选择题：共10题，每题4分，共40分，每题只有一个选项最符合题意1.关于电动势，下列说法错误的是(    )A.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

B.电源两极间的电压即是电源电动势

C.电源电动势在数值上等于内、外电压之和

D.电源电动势与外电路的组成无关2.一台电动机的额定电压为U，额定电流为I，电动机线圈的电阻为R。则该电动机正常工作时，t时间内产生的热量是(    )A.UIt B.I2Rt C.U23.“救命神器”——自动体外除颤仪（AED），被山西省人民政府列为在人流密集场所配置的设备项目之一。AED，是通过一个充电的电容器对心颤患者皮肤上的两个电极板放电，让一部分电荷通过心脏，刺激患者的心脏恢复正常跳动。如图是一次除颤器的模拟治疗，该除颤器的电容器电容为15μF，充电至3.0kV的电压，如果电容器在0.9ms的时间内完成放电，则本次实验通过人体的电荷量及放电的平均电流分别为（）A．0.045C，50A B．0.045C，5AC．45C，5A D．45C，50A4.有一未知电阻Rx，为了较准确得测出其阻值，先用如图所示a、b两种电路进行测量，利用图a测得的数据为“2.7V，50mA”，利用图b测得的数据为“2.8V，4.0mA”，那么该电阻测得的值中较准确得数值及它比真实值偏大或偏小的情况是A.540Ω，偏大 B.540Ω，偏小C.700Ω，偏小 D.700Ω，偏大5.如图所示为某新型导电材料制成的均匀长方体元件，该元件的长为，宽为L，高为，当电流分别沿和方向流入时，其电阻阻值之比为（）A．1∶100 B．100∶1 C．1∶10 D．10∶16.如图所示电路，电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在滑动变阻器R0的滑片P向上缓慢滑动的过程中()A．小灯泡L变亮B．电压表的示数增大C．电流表的示数减小D．电容器C的电荷量减小7.甲、乙两电路图分别是滑动变阻器的两种连接方式。R是滑动变阻器，P是滑动变阻器的滑片，a、b是滑动变阻器的两端，Rx是待测电阻，下列说法正确的是（）A．乙图电路中的滑动变阻器采用“一上一下”的连接方式B．在闭合开关测量前，甲、乙两图中滑片P都应置于b端C．Rx阻值远远大于滑动变阻器阻值时，选择甲图电路连接D．甲、乙两图中待测电阻Rx上的电压都可以调到零8.将一电源与一电阻箱连接成闭合回路，测得电阻箱所消耗功率P与电阻箱读数R变化的曲线如图所示，由此可知(    )A.电源最大输出功率可能大于45 W

B.电源内阻一定等于5 Ω

C.电源电动势为45 V

D.电阻箱所消耗功率P最大时，电源效率大于50%9．如图所示的电路中，恒流源可为电路提供恒定电流，R为定值电阻，为滑动变阻器，电流表、电压表均可视为理想电表，不考虑导线电阻对电路的影响。将滑动变阻器的滑片P向上移动过程中，下列说法正确的是（

）A．电路中总电阻减小B．电流表的示数减小C．电压表的示数减小D．恒流源输出功率减小10.小明坐在汽车的副驾驶位上看到一个现象：当汽车的电动机启动时，汽车的车灯会瞬时变暗。汽车的电源、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图所示，已知汽车电源电动势为12.5V，内阻为0.05Ω．仅接通时电流表示数为10A：保持接通、闭合瞬间，电流表示数达到60A。下列说法正确的是（）A．当电动机未启动时，电源每秒有125J的电能转化为化学能B．在电动机启动瞬间，流过电动机的电流为50AC．在电动机启动瞬间，车灯的功率减少了44.8WD．当电动机正常工作时，电流表示数将比60A更大二、非选择题：共5题，共60分。其中第12题~第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。11.为了测定一电池的电动势和内电阻，实验中提供有下列器材：A．电流表G(满偏电流10mA，内阻rg=10Ω)B．电流表A(0～0．6A～3A，内阻未知)C．滑动变阻器R0(0～100Ω，1A)D．定值电阻R(阻值990Ω)E．开关与导线若干(1)根据现有的实验器材，设计电路图，要求用题中所给仪器符号标在电路图中，请画在方框中_______。(2)如图是小强根据上述设计的实验电路利用测出的数据绘出的I1﹣I2图线(I1为电流表G的示数，I2为电流表A的示数)，则由图线可以得到被测电池的电动势E=______V，内阻r=_____Ω。(均保留2位有效数字)12.如图所示，C1＝8μF，C2＝5×10-2μF，R1＝8Ω，R2＝4Ω，电源电压U＝24V，内阻不计，求：(1)开关闭合时C2储存的电荷量Q；(2)开关断开后，通过R2电量。13.如图11所示，E＝10V，r＝1Ω，R1＝R3＝5Ω，R2＝4Ω，C＝100μF。当S断开时，电容器中带电粒子恰好处于静止状态。求：(1)S闭合后，带电粒子加速度的大小和方向；(2)S闭合后，流过R3的总电荷量。14.如图所示的电路中，电阻R1=9Ω，R2=15Ω，R3=30Ω，电源内电阻

(1)电阻R3两端的电压U3；

(2)流过电阻R1的电流I1的大小；

(3)电源的总功率P；

(4)15.在如图所示电路中，电动势E＝12V，内阻r＝2Ω，指示灯RL的阻值为16Ω，电动机M线圈电阻RM为2Ω.当开关S闭合时，指示灯RL的电功率P＝4W．求：(1)流过电流表A的电流；(2)电动机M输出的机械功率．答案解析1.【答案】B【解析】

A.电动势表征电源把其他形式的能转化为电能本领的大小，电动势越大，这种本领越大，故A正确；

B.当电源没有接入电路时，电源两极间的电压等于电源电动势。当电源接入电路时，电源两极间的电压小于电源电动势，故B错误；

C.根据实验研究知道：电源电动势的数值等于内、外电压之和，故C正确；

D.电动势反映电源的特性，与外电路的结构无关，故D正确。

本题选择错误的，故选B。

2.【答案】B【解析】解：线圈电阻是R，通过线圈的电流是I，研究线圈产生的焦耳热时，根据焦耳定律可得，线圈R产生的热量为Q=I2Rt，故B正确，ACD错误。

3.【答案】A【解析】本次实验通过人体的电荷量放电的平均电流为故选A。4.【答案】D【解析】电流表读书变化比电压表读书变化明显，说明被测电阻阻值较大，因此电流表应选择内接法，即题图b．选图b时，电阻Rx两端电压比真实值偏大，因此Rx测量值也偏大，并且，故D正确．5.【答案】A【解析】当电流沿ab方向流入时，由电阻定律可得当电流沿cd方向流入时，由电阻定律可得则故选A。6.【答案】B【解析】A．滑片向上滑动，增大，电路总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律可知干路电流减小，则通过灯泡电流减小，所以小灯泡变暗，A错误；B．电压表测量路端电压，根据闭合电路欧姆定律，干路电流减小，可知路端电压增大，B正确；C．小灯泡分压减小，路端电压增大，所以除小灯泡以外的并联部分电路两端电压增大，根据欧姆定律可知电流表的示数增大，C错误；D．电容器两端电压增大，根据电容的定义式可知电容器所带电荷量增大，D错误。故选B。7.【答案】B【解析】A．乙图电路中的滑动变阻器没有采用“一上一下”的连接方式，A错误；B．在闭合开关测量前，为了保护电路，滑动变阻器的阻值都应该在最大位置处，即甲、乙两图中滑片P都应置于b端，B正确；C．当Rx阻值远远大于滑动变阻器阻值时，如果选择甲图电路连接，则通过待测电阻的电流几乎不发生变化，所以应选择分压式电路，即选择乙电路比较合适，C错误；D．甲电路叫做限流式电路，滑片滑到b端时，加在Rx两端的电压最低但达不到零，D错误。故选B。8.【答案】B【解析】A.由图可知，电源的输出功率最大为45W，故A错误；

B.当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，由图可知，电源的内阻为5Ω，故B正确；

C.由Pmax=ED.根据效率公式可得：η=RR+r×100％故选B。9.【答案】B【解析】A．滑动变阻器的滑片向上移动，接入电路的电阻变大，根据并联电路的特征，电路中总电阻增大，A错误；BC．恒流源流出的总电流不变，滑动变阻器的滑片向上移动，接入电路的电阻变大，电路中总电阻增大，则并联部分总电压增大，即电压表示数增大，则流过R的电流增大，由于总电流不变，则流过RL的电流减小，即电流表示数减小，B正确、C错误；D．根据P=I2R总，由于恒流源电流大小不变，总电阻变大，所以恒流源输出功率增大，D错误。故选B。10.【答案】C【解析】A．当电动机未启动时，每秒非静电力做功为W=EI1t=125J即电源每秒有125J的化学能转化为电能，故A错误；B．由题意可知：在电动机启动瞬间，流过灯泡的电流小于10A，所以流过电动机的电流大于50A，故B错误；C．车灯接通电动机未启动时，车灯两端的电压车灯的功率车灯的电阻电动机启动时，车灯两端的电压车灯的功率在电动机启动瞬间，车灯的功率减少了故C正确；D．在电动机启动瞬间，电动机相当于纯电阻电路，由于电动机内阻较小，所以电流较大，当电动机正常工作时，相当于电动机电阻变大，所以电流表示数小于60A，故D错误。故选C。11.【答案】(1)(2)9．1(3)10【解析】(1)由于给出的器材中没有电压表，可考虑将电流表G与定值电阻串联进行改装，则改装后“电压表”的量程应为，电压表测量的应是电源的路端电压，电路图如图所示(2)根据闭合电路欧姆定律应有整理为根据图像斜率和截距的概念应有，解得由，代入数据解得E=91V12.【答案】(1)4×10-7C；(2)6.4×10-5C【解析】(1)开关闭合时C2与R2并联R2两端电压为由电容器定义式，得Q=4×10-7C(2)开关断开前C1与R1并联R1两端电压为由电容器定义式，得Q1=1.28×10-4C开关断开后C1直接接在电源两端U3=E，Q2=C1U3=1.92×10-4C开关断开后，通过R2电量ΔQ=Q2-Q1=6.4×10-5C13.答案：(1)g竖直向上(2)4×10－4C解析：(1)S断开，带电粒子恰好处于静止状态，设电容器两极板间距离为d，有，；S闭合后，，设带电粒子加速度为a，则，解得a＝g，方向竖直向上；(2)S闭合后，流过R3的总电荷量等于电容器上电荷的增加量，所以ΔQ＝C(UC′－UC)＝4×10－4C。14.【答案】解：(1)根据并联电路规律可知，电阻R2、R3两端的电压相等，则电阻R3两端电压为U3=I2R2=0.4×15V=6V

(2)根据欧姆定律可知，通过电阻R3的电流大小I3=U3R3=630A=0.2A

根据并联电路规律可知，流过R1的电流大小为I1=I2+I3=0.4A+0.2A=0.6A

(3)根据闭合电路欧姆定律可知，电源的电动势为E=I1r+I1R1+U3=(0.6×1+0.6×