第十二章 电能 能量守恒定律 素养提升专练-（2019）新人教版高中物理必修第三册.rar

12.5 第十二章第十二章 电能电能 能量守恒定律（能量守恒定律（素养提升专练）素养提升专练）【知识再理解知识再理解】1. 电路中的能量转化、闭合电路欧姆定律、能量守恒定律电路中的能量转化、闭合电路欧姆定律、能量守恒定律1 如图所示，电阻 R 和电动机 M 串联接到电路中，已知电阻 R 跟电动机 M线圈的电阻相等，开关闭合后，电动机正常工作。设电阻 R 和电动机两端的电压分别为 U1和 U2，经过时间 t，电流通过电阻 R 做功为 W1，产生的热量为 Q1。电流通过电动机 M 做功为 W2，产生的热量为 Q2。则有（）AU1=U2BW1=W2CQ1Q2DQ1=Q22 如图所示，电源电动势 E=3V，小灯泡 L 标有“2V，0.4W”，开关 S 接 1，当变阻器调到 R=2 时，小灯泡 L 正常发光；现将开关 S 接 2，小灯泡 L 和电动机 M 均正常工作，电动机的内阻为 1。(1)电源的内阻 r；(2)正常工作时电动机的输出功率 P。3. 在如图所示的电路中，R1、R2、R3和 R4皆为定值电阻，R5为可变电阻，电源的电动势为，内阻为，当 R5的滑动触点向图中端移动时（Era）A电压表示数变大B电源效率变大CR1的功率减小D通过 R5的电流变大4在如图示电路中，闭合电键 S，当滑动变阻器的滑动触头 P 向上滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用 I、U1、U2和 U3表示，电表示数变化量的大小分别用 I、U1、U2和 U3表示。下列说法正确的是（）AI 变大，U2变大B电源的效率增加C电源的总功率减小D不变，不变1UI3UI5 如图所示，平行金属板中带电质点 P 处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器 R4的滑片向 b 端移动时，则（）A电压表读数增大B电流表读数减小C质点 P 将向上运动DR3上消耗的功率逐渐减小【知识再理解知识再理解】2. 实验：电池电动势和内阻的测量实验：电池电动势和内阻的测量1某同学要测定电池组（两节干电池组成）的电动势和内阻，该同学设计了如图甲所示的原理图并进行实验。其中定值电阻，毫安表量程为，内阻。02.0R 50mAg4R (1)电阻箱的取值如图乙所示，将图甲中虚线框内电路视为电流表，其量程为_。mA(2)实验步骤如下：1将滑动变阻器的滑片移到_（填“”或RA“”）端，闭合开关 S。B2改变滑片位置，记下电压表的示数和毫安表U的示数，某次电压表示数如图丙所示，其读数I为_V。3将实验所测数据描绘在如图丁所示的坐标纸上，作出了图线。UI4根据图线求得电池组的电动势_V，内阻_。（结果均保留两位有效数E r 字）5通过本实验测量的电动势_实际电动势（选填“大于、小于、等于”，下同），测量的内阻_实际内阻。误差造成的原因是_。6为进一步减小或消除上述误差，对上述实验电路的改进方案为_。2 某同学有个超霸（GP）9V 电池如图甲所示，他欲测量该电池的电动势和内阻（内阻约为 25）。提供的器材如下：电流表 A（量程为 200A，内阻为 500），开关 S，电阻箱 R1（最大阻值为9999.9），电阻箱 R2（最大阻值为 99999.9）和若干导线。(1) 由于电流表 A 的量程太小，需将电流表 A 改装成量程为 9V 的电压表 V，则电流表 A 应与电阻箱 _（选填“R1并联”“R1串联”“R2并联”或“R2串联”），并将该电阻箱的阻值调为_。(2) 设计的测量电路如图乙所示，调节电阻箱 R 的阻值读出相应的电压表示数 U，获得多组数据，画出是图线如图丙所示。若不考虑电表对电路的影响，则根据图线可得该电池的电动势11URE=_V、内阻 r=_。（结果均保留三位有效数字）(3) 若考虑电表对电路的影响，则该电池的电动势测量值_真实值，内阻的测量值_真实值。（均选填“大于”“等于”或“小于”）3一同学测量某干电池的电动势和内阻（1）如图所示是该同学正准备接入最后一根导线（图中虚线所示）时的实验电路请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处：，。（2）实验测得的电阻箱阻值 R 和电流表示数 I，以及计算的数据见下表1I：根据表中数据，在答题卡的方格纸上作出关系1RI图象由图象可计算出该干电池的电动势为 V；内阻为 R/8.07.06.05.04.0I/A0.150.170.190.220.26/A11I6.76.05.34.53.8（3）为了得到更准确的测量结果，在测出上述数据后，该同学将一只量程为100 mV的电压表并联在电流表的两端调节电阻箱，当电流表的示数为0.33 A时，电压表的指针位置如图所示，则该干电池的电动势应为 V；内阻应为 【素养提升专练素养提升专练】1 如图所示为某款扫地机器人，其内置锂电池容量为 5000mAh，在一般情况下，充满一次电可供其正常工作的时间为 150min。已知该扫地机器人的额定功率为 40W，则下列说法正确的是（）A扫地机器人正常工作时的电压为 8VB扫地机器人正常工作时的电流是 2AC扫地机器人电动机的内阻为 10D扫地机器人正常工作 150min 消耗的电能为 6103J2 如图所示，图中所有电表均为理想电表，电源内阻不可忽略。已知平行板电容器中的带电质点处于静止状态，定值电阻 R1的阻值P比电源内阻大，当滑动变阻器 R2的滑片向端移动时（）aA电压表示数减小，电流表示数减小B电源的输出功率逐渐增大C电压表示数变化量与电流表示数变化量比值不变UID质点将向下运动P3 在如图所示电路中，电源电动势为 E、内阻为 r，电阻 R2、R3为定值电阻，R1为滑动变阻器，A、B为电容器的两个极板。当滑动变阻器 R1的触头处于某位置时，A、B 两板间的带电油滴静止不动。则下列说法正确的是()A仅把 R1的触头向右滑动时，电流表读数减小，油滴向下运动B仅把 R1的触头向右滑动时，电流表读数增大，油滴向上运动C仅把两极板 A、B 间距离增大，油滴向下运动，电流表读数不变D仅把两极板 A、B 间正对面积减小，油滴向下运动，电流表读数不变4 在如图所示的电路中，当闭合开关 S 后，若将滑动变阻器的滑片 P 向下调节，不考虑灯泡电阻的变化，电压表和电流表均为理想电表，则下列说法正确的是（）A电路再次稳定时，电源效率增大B灯变暗，电流表的示数增大，电容器极板的带电量减少2LC灯变亮，电压表的示数减小，电源输出功率减小1LD变小UI5 水平放置的平行板电容器 C 与两个可变电阻器 R1、R2以及电源（内阻不可忽略）连成如图所示的电路。闭合开关 S，电路达到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动。则下列说法正确的是（）A将开关断开后，只将上极板向下移动，带电液滴仍保持静止B将开关断开后，将上极板向右移动一点，带电液滴向上运动C开关保持闭合，只将上极板向上移动，带电液滴向下运动D开关保持闭合，将可调电阻 R2的阻值增大，则带电液滴向上运动6 如图所示，电源电动势，内阻，定值电阻，18VE 1r 5R 电动机 M 的线圈电阻，电键 S 闭合，电动机正常工作时，理3R 想电压表示数为 12V，求：(1)通过电动机的电流是多少；(2)电动机输出的机械功率为多少；(3)若电动机被卡死不能转动，则电动机的热功率为多少。7. 如图示的电路中，各元件值为，电源电动势15R 210R 340R 500FC ，内阻不计。闭合开关 S，求：10VE (1) 单刀双掷开关接触点 1，且电路稳定后，电容 C 所带的电荷量；(2) 再将单刀双掷开关从触点 1 改接触点 2，且电路稳定后，这个过程中通过 R1的电荷量。1.在“测定电池的电动势和内阻”的实验课上，小明、小华和小阳三人利用铜片、锌片、马铃薯制作了水果电池，铜片为电源的正极，锌片为电源的负极。经查阅资料，水果电池的内阻与选用的水果、两电极之间的距离及电极面积大小有关，一般在几百至几千欧姆之间。(1) 为了估测水果电池的电动势和内阻，先用多用电表进行测量，如图甲所示，组内三位同学的操作如下，你认为正确的操作是_。A小明选择直流电压挡，直接将红表笔与铜片、黑表笔与锌片连接测量电动势B小华选择欧姆挡，直接将红表笔与铜片、黑表笔与锌片连接测量内阻C小阳选择欧姆挡合适的倍率，然后将红表笔和黑表笔短接，进行欧姆调零，最后直接将红表笔与铜片、黑表笔与锌片连接测量内阻(2)小组拟用“伏安法”测定水果电池的电动势和内阻，选择实验电路图时，出现了不同意见，小明和小华认为应选择图乙，小阳认为应选择图丙，经过讨论，得到了一致意见。你认为应选择_。（填“图乙”或“图丙”）(3)他们又用“伏安法”测定了干电池的电动势和内阻，得到几组数据，作出 U-I 图线如图丁，已知选用电压表：量程 03V，内阻约 5000，电流表：量程 00.6A，内阻 0.1。根据图线求出干电池的电动势 E=_V，电池的内阻 r=_。（计算结果保留两位小数）9 现用以下器材测量电池的电动势和内电阻A被测电池（电动势在 10 V15V 之间） B电阻箱（020）C滑动变阻器（最大阻值 20 ） D定值电阻 R0（阻值 5 ）E电流表 A1（量程 06A） F电流表 A2（量程 3A）G电键、导线若干 实验中只用到包括电池和定值电阻 R0在内的五种实验器材，并利用实验数据做出了通过电源的电流 I 的倒数和外电路电阻 R（R0除外）的关系图线，即-R 图线，如图所示。则：1I1I 实验时电阻箱和滑动变阻器二者中应选择 ； 在虚线框内画出实验原理图； 根据图线求出电池的电动势为 V，内阻为 ； 说出实验中产生误差的原因（说出两条即可）： ， 。10某同学利用数字信息化系统（DIS）、定值电阻 R0、电阻箱 R1等实验器材测量 A 电池的电动势和内电阻，实验装置如图甲所示，实验时多次改变电阻箱 R1的阻值，记录外电路的总电阻阻值 R，用电压传感器测得路端电压 U，并在计算机上显示出如图乙所示的关系图线 A。重复上述实验方11UR法，测量 B 电池的电动势和内阻，得到图乙中的图线 B。(1)由图线 A 可知 A 电池的电动势 EA=_V，内阻 rA=_。（结果均保留一位小数）(2)若用同一个电阻 R 先后与电池 A 及电池 B 连接，则两路端电压 UA_UB（填“大于”“等于”或“小于”），两电池的输出功率 PA_PB（填“大于”“等于”或“小于”）。12.5 第十二章第十二章 电能电能 能量守恒定律（能量守恒定律（素养提升专练）素养提升专练）【知识再理解知识再理解】1. 电路中的能量转化、闭合电路欧姆定律、能量守恒定律电路中的能量转化、闭合电路欧姆定律、能量守恒定律1 如图所示，电阻 R 和电动机 M 串联接到电路中，已知电阻 R 跟电动机 M线圈的电阻相等，开关闭合后，电动机正常工作。设电阻 R 和电动机两端的电压分别为 U1和 U2，经过时间 t，电流通过电阻 R 做功为 W1，产生的热量为 Q1。电流通过电动机 M 做功为 W2，产生的热量为 Q2。则有（）AU1=U2BW1=W2CQ1Q2DQ1=Q22 如图所示，电源电动势 E=3V，小灯泡 L 标有“2V，0.4W”，开关 S 接 1，当变阻器调到 R=2 时，小灯泡 L 正常发光；现将开关 S 接 2，小灯泡 L 和电动机 M 均正常工作，电动机的内阻为 1。(1)电源的内阻 r；(2)正常工作时电动机的输出功率 P。30.043. 在如图所示的电路中，R1、R2、R3和 R4皆为定值电阻，R5为可变电阻，电源的电动势为，内阻为，当 R5的滑动触点向图中端移动时（Era）A电压表示数变大B电源效率变大CR1的功率减小D通过 R5的电流变大4在如图示电路中，闭合电键 S，当滑动变阻器的滑动触头 P 向上滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用 I、U1、U2和 U3表示，电表示数变化量的大小分别用 I、U1、U2和 U3表示。下列说法正确的是（）AI 变大，U2变大B电源的效率增加C电源的总功率减小D不变，不变1UI3UI5 如图所示，平行金属板中带电质点 P 处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器 R4的滑片向 b 端移动时，则（）A电压表读数增大B电流表读数减小C质点 P 将向上运动DR3上消耗的功率逐渐减小【知识再理解知识再理解】2. 实验：电池电动势和内阻的测量实验：电池电动势和内阻的测量1某同学要测定电池组（两节干电池组成）的电动势和内阻，该同学设计了如图甲所示的原理图并进行实验。其中定值电阻，毫安表量程为，内阻。02.0R 50mAg4R (1)电阻箱的取值如图乙所示，将图甲中虚线框内电路视为电流表，其量程为_300_。mA(2)实验步骤如下：1将滑动变阻器的滑片移到_（填“”或RA“”）端，闭合开关 S。B2改变滑片位置，记下电压表的示数和毫安表U的示数，某次电压表示数如图丙所示，其读数I为_2.20_V。3将实验所测数据描绘在如图丁所示的坐标纸上，作出了图线。UI4根据图线求得电池组的电动势_3.1_V，内阻_0.96_。（结果均保留两位有E r 效数字）5通过本实验测量的电动势_实际电动势（选填“大于、小于、等于”，下同），测量的内阻_小于_实际内阻。误差造成的原因是_电压表分流_。6为进一步减小或消除上述误差，对上述实验电路的改进方案为_内接_。2 某同学有个超霸（GP）9V 电池如图甲所示，他欲测量该电池的电动势和内阻（内阻约为 25）。提供的器材如下：电流表 A（量程为 200A，内阻为 500），开关 S，电阻箱 R1（最大阻值为9999.9），电阻箱 R2（最大阻值为 99999.9）和若干导线。(1) 由于电流表 A 的量程太小，需将电流表 A 改装成量程为 9V 的电压表 V，则电流表 A 应与电阻箱 _（选填“R1并联”“R1串联”“R2并联”或“R2串联”），并将该电阻箱的阻值调为_44500_。(2) 设计的测量电路如图乙所示，调节电阻箱 R 的阻值读出相应的电压表示数 U，获得多组数据，画出是图线如图丙所示。若不考虑电表对电路的影响，则根据图线可得该电池的电动势11URE=_8.30_V、内阻 r=_19.1_。（结果均保留三位有效数字）(3) 若考虑电表对电路的影响，则该电池的电动势测量值_真实值，内阻的测量值_真实值。（均选填“大于”“等于”或“小于”）3一同学测量某干电池的电动势和内阻（1）如图所示是该同学正准备接入最后一根导线（图中虚线所示）时的实验电路请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处：电键处于闭合，电阻箱接入电阻为零。（2）实验测得的电阻箱阻值 R 和电流表示数 I，以及计算的数据见下表1I：根据表中数据，在答题卡的方格纸上作出关系1RI图象由图象可计算出该干电池的电动势为 1.38 V；内阻为 1.2 R/8.07.06.05.04.0I/A0.150.170.190.220.26/A11I6.76.05.34.53.8（3）为了得到更准确的测量结果，在测出上述数据后，该同学将一只量程为100 mV的电压表并联在电流表的两端调节电阻箱，当电流表的示数为0.33 A时，电压表的指针位置如图所示，则该干电池的电动势应为 1.38 V；内阻应为 1.0 【素养提升专练素养提升专练】1 如图所示为某款扫地机器人，其内置锂电池容量为 5000mAh，在一般情况下，充满一次电可供其正常工作的时间为 150min。已知该扫地机器人的额定功率为 40W，则下列说法正确的是（）A扫地机器人正常工作时的电压为 8VB扫地机器人正常工作时的电流是 2AC扫地机器人电动机的内阻为 10D扫地机器人正常工作 150min 消耗的电能为 6103J2 如图所示，图中所有电表均为理想电表，电源内阻不可忽略。已知平行板电容器中的带电质点处于静止状态，定值电阻 R1的阻值P比电源内阻大，当滑动变阻器 R2的滑片向端移动时（）aA电压表示数减小，电流表示数减小B电源的输出功率逐渐增大C电压表示数变化量与电流表示数变化量比值不变UID质点将向下运动P3 在如图所示电路中，电源电动势为 E、内阻为 r，电阻 R2、R3为定值电阻，R1为滑动变阻器，A、B为电容器的两个极板。当滑动变阻器 R1的触头处于某位置时，A、B 两板间的带电油滴静止不动。则下列说法正确的是()A仅把 R1的触头向右滑动时，电流表读数减小，油滴向下运动B仅把 R1的触头向右滑动时，电流表读数增大，油滴向上运动C仅把两极板 A、B 间距离增大，油滴向下运动，电流表读数不变D仅把两极板 A、B 间正对面积减小，油滴向下运动，电流表读数不变4 在如图所示的电路中，当闭合开关 S 后，若将滑动变阻器的滑片 P 向下调节，不考虑灯泡电阻的变化，电压表和电流表均为理想电表，则下列说法正确的是（）A电路再次稳定时，电源效率增大B灯变暗，电流表的示数增大，电容器极板的带电量减少2LC灯变亮，电压表的示数减小，电源输出功率减小1LD变小UI5 水平放置的平行板电容器 C 与两个可变电阻器 R1、R2以及电源（内阻不可忽略）连成如图所示的电路。闭合开关 S，电路达到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动。则下列说法正确的是（）A将开关断开后，只将上极板向下移动，带电液滴仍保持静止B将开关断开后，将上极板向右移动一点，带电液滴向上运动C开关保持闭合，只将上极板向上移动，带电液滴向下运动D开关保持闭合，将可调电阻 R2的阻值增大，则带电液滴向上运动6 如图所示，电源电动势，内阻，定值电阻，18VE 1r 5R 电动机 M 的线圈电阻，电键 S 闭合，电动机正常工作时，理3R 想电压表示数为 12V，求：(1)通过电动机的电流是多少；(2)电动机输出的机械功率为多少；(3)若电动机被卡死不能转动，则电动机的热功率为多少。19127. 如图示的电路中，各元件值为，电源电动势15R 210R 340R 500FC ，内阻不计。闭合开关 S，求：10VE (1) 单刀双掷开关接触点 1，且电路稳定后，电容 C 所带的电荷量；(2) 再将单刀双掷开关从触点 1 改接触点 2，且电路稳定后，这个过程中通过 R1的电荷量。10-3510-31.在“测定电池的电动势和内阻”的实验课上，小明、小华和小阳三人利用铜片、锌片、马铃薯制作了水果电池，铜片为电源的正极，锌片为电源的负极。经查阅资料，水果电池的内阻与选用的水果、两电极之间的距离及电极面积大小有关，一般在几百至几千欧姆之间。(1) 为了估测水果电池的电动势和内阻，先用多用电表进行测量，如图甲所示，组内三位同学的操作如下，你认为正确的操作是_。A小明选择直流电压挡，直接将红表笔与铜片、黑表笔与锌片连接测量电动势B小华选择欧姆挡，直接将红表笔与铜片、黑表笔与锌片连接测量内阻C小阳选择欧姆挡合适的倍率，然后将红表笔和黑表笔短接，进行欧姆调零，最后直接将红表笔与铜片、黑表笔与锌片连接测量内阻(2)小组拟用“伏安法”测定水果电池的电动势和内阻，选择实验电路图时，出现了不同意见，小明和小华认为应选择图乙，小阳认为应选择图丙，经过讨论，得到了一致意见。你认为应选择_。（填“图乙”或“图丙”）(3)他们又用“伏安法”测定了干电池的电动势和内阻，得到几组数据，作出 U-I 图线如图丁，已知选用电压表：量程 03V，内阻约 5000，电流表：量程 00.6A，内阻 0.1。根据图线求出干电池的电动势 E=_1.45_V，电池的内阻 r=_0.59_。（计算结果保留两位小数）9 现用以下器材测量电池的电动势和内电阻A被测电池（电动势在 10 V15V 之间） B电阻箱（020）C滑动变阻器（最大阻值 20 ） D定值电阻 R0（阻值 5 ）E电流表 A1（量程 06A） F电流表 A2（量程 3A）G电键、导线若干 实验中只用到包括电池和定值电阻 R0在内的五种实验器材，并利用实验数据做出了通过电源的电流 I 的倒数和外电路电阻 R（R0除外）的关系图线，即-R 图线，如图所示。则：1I1I 实验时电阻箱和滑动变阻器二者中应选择 ； 在虚线框内画出实验原理图；（安阻法、） 根据图线求出电池的电动势为 12 V，内阻为 ； 说出实验中产生误差的原因（说出两条即可）：电流表 A2的内阻分压产生的系统误差；电流表读数时产生的偶然误差；做图时产生的偶然误差。10某同学利用数字信息化系统（DIS）、定值电阻 R0、电阻箱 R1等实验器材测量 A 电池的电动势和内电阻，实验装置如图甲所示，实验时多次改变电阻箱 R1的阻值，记录外电路的总电阻阻值 R，用电压传感器测得路端电压 U，并在计算机上显示出如图乙所示的关系图线 A。重复上述实验方11UR法，测量 B 电池的电动势和内阻，得到图乙中的图线 B。(1)由图线 A 可知 A 电池的电动势 EA=_4.0_V，内阻 rA=_0.50_。（结果均保留一位小数）(2)若用同一个电阻 R 先后与电池 A 及电池 B 连接，则两路端电压 UA_小于_UB（填“大于”“等于”或“小于”），两电池的输出功率 PA_小于_PB（填“大于”“等于”或“小于”）。