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第十二章 电能 能量守恒定律 单元检测（B 卷）
一、单选题：(每题4分，共计32分)
1.“神舟”七号飞船的发射、回收成功，标志着我国载人航空航天技术达到了世界先进水平．飞
船在太空飞行时用太阳能电池供电，太阳能电池由许多片电池板组成．某电池板开路电压是 800
mV，短路电流为40 mA，若将该电池板与阻值为20 Ω的电阻器连成一闭合电路，则它的路端电压
是( )
A．0.10 V B．0.20 V
C．0.30 V D．0.40 V
【解析】 电源电动势E＝0.8 V
内阻r＝＝＝20 Ω，当接入R＝20 Ω电阻时
I＝＝0.02 A，所以U＝IR＝0.4 V
【答案】 D
2.图中的路灯为太阳能路灯，每只路灯的光伏电池板有效采光面积约0.3 m2.晴天时电池板上每平方
米每小时接收到的太阳辐射能为3×106 J．如果每天等效日照时间约为6 h，光电池一天产生的电能
可供30 W的路灯工作8 h．光电池的光电转换效率为( )
A．4.8% B．9.6%
C．16% D．44%
答案 C
解析 太阳能电池板每天(6 h)吸收的太阳能：W ＝0.3×3×106×6 J＝5.4×106 J，路灯正常工作，P＝
总
P ＝30 W，路灯正常工作8 h消耗的电能：W ＝Pt＝30 W×8×3 600 s＝8.64×105 J，则光电池的光
额 有
电转换效率为：η＝×100%＝×100%＝16%.
3.在如图所示的电路中，电源电动势为12 V，内阻恒定且不可忽略．初始时刻，电路中的电流等于
I ，且观察到电动机正常转动．现在调节滑动变阻器使电路中的电流减小为 I 的一半，观察到电动
0 0
机仍在转动．不考虑温度对电阻的影响，下列说法正确的是( )
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂A．电源的热功率减为初始时的一半
B．电源的总功率减为初始时的一半
C．电动机的热功率减为初始时的一半
D．变阻器的功率减为初始时的四分之一
答案 B
解析 电源的内阻和电动机的内阻不变，根据公式P＝I2R知：电路中的电流减小为I 的一半，则电
0
源的热功率减为初始时的，电动机的热功率减为初始时的，故A、C错误．根据P＝EI知：电路中
的电流减小为I 的一半，而电源的电动势不变，则电源的总功率减为初始时的一半，故B正确；电
0
路中的电流减小为I 的一半，说明变阻器接入电路的电阻增大，所以由P＝I2R知变阻器的功率大于
0
初始时的，故D错误．
4.如图1所示，用充电宝为一手机电池充电，其等效电路如图2所示。在充电开始后的一段时间 内，
充电宝的输出电压 、输出电流 可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻为 ，则时间 内（
）
A．充电宝输出的电功率为
B．充电宝产生的热功率为
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂C．手机电池产生的焦耳热为
D．手机电池储存的化学能为
【答案】D
【解析】A．充电宝的输出电压U、输出电流I，所以充电宝输出的电功率为
A错误；
BC．手机电池充电电流为I，所以手机电池产生的热功率为
而充电宝的热功率应为充电宝的总功率减去输出功率，根据题目信息无法求解，BC错误；
D．输出的电能一部分转化为手机的化学能，一部分转化为电池的热能，故根据能量守恒定律可知
手机电池储存的化学能为
D正确。
故选D。
5.如图所示为一块手机电池背面上的一些标识，下列说法正确的是( )
A．该电池的容量为500 C
B．该电池工作时的输出电压为3.6 V
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂C．该电池在工作时允许通过的最大电流为500 mA
D．若待机时的电流为10 mA，理论上可待机50 h
答案 D
解析 由电池上的标识数据可知，该电池的容量为 500 mA·h＝500×10－3×3 600 C＝1 800 C，故A
错误；3.6 V是电池的电动势，不是输出电压，故B错误；电池的容量是500 mA·h，不表示该电池
在工作时允许通过的最大电流为 500 mA，故C错误；若待机时的电流为10 mA，理论上可待机时
间t＝＝＝50 h，故D正确．
6.如图所示为欧姆表的原理示意图．其中，电流表的满偏电流为 300 μA，内阻r＝100 Ω，调零电
g
阻最大值R＝50 kΩ，串联的定值电阻R ＝50 Ω，电池电动势E＝1.5 V．用它测量电阻R，能准确
0 x
测量的阻值范围是( )
A．30～80 kΩ B．3～8 kΩ
C．300～800 Ω D．30～80 Ω
答案 B
解析 用欧姆表测量电阻，指针指在表盘中央附近时测量结果比较准确．当电流最大时，I ＝，其
g
中R 为欧姆表的内阻，得R ＝＝ Ω＝5 000 Ω，用它测量电阻R，当指针指在表盘中央时I ＝，
内 内 x g
得R＝－R ＝5 000 Ω，故能准确测量的阻值范围是5 kΩ附近，选项B正确．
x 内
7.四个相同的小灯泡按照如图所示的(a)、(b)两种方式接入电压相等的电路中，调节R、R 使四个小
1 2
灯泡都正常发光，这时可变电阻R、R 消耗的电功率P 和P 的关系为
1 2 1 2
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂A．P=2P B．P＞2P C．P＜2P D．P=P
1 2 1 2 1 2 1 2
【答案】B
【解析】灯泡规格相同且正常发光，甲图灯泡并联，电流为
乙图灯泡串联，电流为
电阻 的电压为
消耗的功率为
电阻 的电压为
消耗的功率为
所以有
故A、CD错误，B正确；故选B。
8.某实物投影机有10个相同的强光灯L ～L (24V/200W)和10个相同的指示灯X ～X (220V/2W)，
1 10 1 10
将其连接在220 V交流电源上，电路如图2－5－10所示，若工作一段时间后，L 灯丝烧断，则(
2
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A. X 的功率减小，L 的功率增大
1 1
B. X 的功率增大，L 的功率增大
1 1
C. X 功率增大，其它指示灯的功率减小
2
D. X 功率减小，其它指示灯的功率增大
2
【解析】 显然L 和X 并联、L 和X 并联…然后他们再串联接在220 V交流电源上，L 灯丝
1 1 2 2 2
烧断，则总电阻变大、电路中电流 I减小，又L 和X 并联的电流分配关系不变，则X 和L 的电流
1 1 1 1
都减小、功率都减小，同理可知除X 和L 外各灯功率都减小，A、B均错；由于I减小，各并联
2 2
部分的电压都减小，交流电源电压不变，则X 上电压增大，根据P＝U2/R可知X 的功率变大，C
2 2
对、D错．
【答案】 C
二、多选题（每题4分，共计16分）
9.压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小。某同学利用压敏电阻设计了判断电梯运动状态的装
置，如图甲所示，将压敏电阻平放在电梯内，受压面朝上，在上面放一物体 ，电梯静止时电压
表示数为 ，电源内阻不能忽略。若在某个运动过程中，电压表的示数变化如图乙所示，则下列
说法正确的是（ ）
A． 时间内电梯内的物体处于超重状态
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂B． 时间内电梯内的物体处于失重状态
C． 时间内电梯可能处于匀加速直线运动状态
D． 时间内电梯可能处于匀减速直线运动状态
【答案】BC
【解析】A．在0~t 时间内，电压表的示数从U 开始逐渐变大，则电路中的电流减小，总电阻变大，
1 0
压敏电阻的阻值增大，则所受压力减小，则电梯内的物体处于失重状态，选项A错误；
BD．在t~t 时间内，电压表的示数逐渐变小，则电流变大，总电阻变小，压敏电阻的阻值增减小，
2 3
则所受压力变大，则电梯内的物体处于超重状态；由于电压表读数是变化的，则外电阻是变化的，
压敏电阻阻值是变化的，所受压力是变化的，则电梯不可能做匀变速运动，选项B正确，D错误；
C．在t~t 时间内，电压表的示数大于静止时的读数且保持不变，说明外电路电阻变大且保持不变，
1 2
压敏电阻受压力减小，电梯内的物体处于失重状态，电梯的加速度向下且保持不变，则电梯可能处
于向下的匀加速直线运动状态，选项C正确；
故选BC。
10.额定电压均为220 V的白炽灯L 和L 的U－I特性曲线如图甲所示，现将和L 完全相同的L 与
1 2 2 3
L 和L 一起按如图乙所示电路接入220 V电路中．则下列说法正确的是( )
1 2
A．L 的额定功率约为99 W
2
B．L 的实际功率约为17 W
2
C．L 的实际功率比L 的实际功率小17 W
2 3
D．L 的实际功率比L 的实际功率小82 W
2 3
解析：选ABD.由L 的伏安特性曲线可得，在额定电压220 V 时的电流为0.45 A，则L 的额定
2 2
功率为P ＝U I ＝99 W，选项A正确；图示电路为L 和L 串联再与L 并联，所以L 和L 串联
额 额 额 1 2 3 1 2
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂后两端的总电压为220 V，那么流过L 和L 的电流及两灯的电压满足I＝I，U＋U＝220 V，由L
1 2 1 2 1 2 1
和L 的U－I图线可知，I ＝I ＝0.25 A，U ＝152 V，U ＝68 V，故灯L 的实际功率P ＝IU ＝17
2 1 2 1 2 2 2 2 2
W，故选项B正确；由于L 两端的电压为220 V，故P ＝P ＝99 W，则P －P ＝82 W，故选项C
3 3 额 3 2
错误，选项D正确．
11.电源电动势为E，内电阻为r，L、L、L 是相同规格的小灯泡。闭合开关S，当滑动变阻器的触
1 2 3
片从左端滑到右端时，发现电压表V、V 示数变化的绝对值分别为ΔU，和ΔU，下列说法中正确
1 2 1 2
的是（ ）
A．小灯泡L 变亮，L、L 变暗
3 1 2
B．小灯泡L 变暗，L、L 变亮
3 1 2
C．ΔU<ΔU
1 2
D．ΔU>ΔU
1 2
【答案】AD
【解析】AB．当滑动变阻器的触片P从左端滑到右端时，变阻器接入电路的电阻增大，外电路总
电阻增大，总电流减小，则L 变暗，路端电压变大，L 两端电压变小，则并联部分电压增大，则
2 2
L 变亮，由于总电流变小，流过L 的电流变大，则流过L 的电流变小，所以L 变暗，故A正确，
3 3 1 1
B错误；
CD．由于总电流变小，L 两端电压变小，路端电压变大，则并联部分电压的增大值比L 两端电压
2 2
的减小值更大，则有
ΔU>ΔU
1 2
故C错误，D正确。
故选AD。
12.如图所示，直流电源、滑动变阻器、平行板电容器与理想二极管(正向电阻为0，反向电阻为∞)
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂连接，电源负极接地.开始时电容器不带电，闭合开关S，稳定后，一带电油滴恰能静止在电容器中
的P点.在开关S保持接通的状态下，下列说法正确的是( )
A.当滑动变阻器的滑片向上滑动时，带电油滴会向上运动
B.当电容器的上极板向上移动时，带电油滴会向下运动
C.当电容器的下极板向下移动时，P点的电势不变
D.当电容器的下极板向左移动时，P点的电势会升高
答案 AD
解析 带电油滴恰好静止，其合力为零，受到竖直向下的重力和竖直向上的电场力，即mg＝qE.当
滑动变阻器的滑片向上滑动时，其电阻值变大，电容器两端的电压U变大，对电容器进行充电，两
极板间电场强度E变大，带电油滴受到的电场力大于重力，会向上运动，选项A正确；当电容器的
上极板向上移动时，极板间距d变大，根据C＝＝，电容器的电荷量Q应减小，但由于二极管的单
向导电性，电容器只能进行充电，不能进行放电，故此时，电容器的电荷量Q不变，电场强度E＝
＝不变，带电油滴仍静止不动，选项B错误；同理，当电容器的下极板向下移动时，d变大，电场
强度E不变，而P点到下极板的距离变大且下极板的电势不变，故P点电势升高，选项C错误；当
电容器的下极板向左移动时，S变小，根据C＝＝和二极管的单向导电性，电容器的电荷量Q不变，
电场强度E＝变大，而P点到下极板的距离不变，故P点电势升高，选项D正确.
三、实验题（本题共3小题，共计24分）
13.（6分）如图甲所示是一种测量电容的实验电路图，实验是通过对高阻值电阻放电的方法，测出
电容器充电至电压U时所带电量Q，从而再求出电容器的电容C．某同学在一次实验时的情况如下：
接通开关S，调节电阻箱R的阻值，使小量程电流表的指针偏转接近满刻度，记下此时电流表的示
数是I=490μA，电压表的示数U=6．0V，I、U 分别是电容器放电时的初始电压和电流．断开开
0 0 0 0
关S，同时开始计时，每隔5S测读一次电流I的值，将测得数据填入表格，并标在图乙坐标纸上
（时间t为横坐标、电流i为纵坐标），结果如图中小黑点“．”所示．
（1）在图乙中画出i—t图线，图线与坐标轴所围成面积的物理意义是 ；
（2）该电容器电容为______F（结果保留两位有效数字）；
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂（3）若某同学实验时把电压表接在E、D两端，则电容的测量值比它的真实值____（填“大”、
“小”或相等）．
【答案】（1）在开始放电时电容器所带的电量；（2）1．0×10-3（3） 小
【解析】（1）由 知，电荷量为I-t图象与坐标轴所包围的面积：则面积为电容器在开始
放电时时所带的电荷量；
（2）查出格子数，由总格子数乘以每个格子的“面积”值求：
则
（3）电容的测量值比它的真实值偏小，原因是若把电压表接在E、D两端，则电容器在放电时，
有一部分电量会从电压表中通过，从而使得通过电流表中的电量小于电容器的带电量，从而使电容
的测量值比它的真实值偏小．
14.（10分）同学们用如图1所示的电路测量两节干电池串联而成的电池组的电动势 和内电阻 ．
实验室提供的器材如下：电压表，电阻箱（阻值范围 ）；开关、导线若干．
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂（1）请根据图1所示的电路图，在图2中用笔替代导线，画出连线，把器材连接起来
_____________．
（2）某同学开始做实验，先把变阻箱阻值调到最大，再接通开关，然后改变电阻箱，随之电压表
示数发生变化，读取 和对应的 ，并将相应的数据转化为坐标点描绘在 图中．请将图
3、图4中电阻箱和电压表所示的数据转化为坐标点描绘在图5所示的坐标系中（描点用“+”表
示），并画出 图线_____________；
（3）根据图5中实验数据绘出的图线可以得出该电池组电动势的测量值 _____________V，内
电阻测量值 ______________Ω.（保留2位有效数字）
（4）实验中测两组 的数据，可以利用闭合电路欧姆定律解方程组求电动势和内阻的方法．
该同学没有采用该方法的原因是_____________________．
（5）该实验测得电源的电动势和内阻都存在误差，造成该误差主要原因是__________________．
（6）不同小组的同学分别用不同的电池组（均由同一规格的两节干电池串联而成）完成了上述的
实验后，发现不同组的电池组的电动势基本相同，只是内电阻差异较大．同学们选择了内电阻差异
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂较大的甲、乙两个电池组进一步探究，对电池组的内电阻热功率 以及总功率 分别随路端电压
变化的关系进行了猜想，并分别画出了如图6所示的 和 图象．若已知乙电池组的
内电阻较大，则下列各图中可能正确的是_______________________（选填选项的字母）．
【答案】（1）电路连线如图：
（2）画出 图线如图：
（3）2.8V， 1Ω （4）偶然误差较大； （5）电压表内
阻不是无穷大； （6）AC
【解析】（1）电路连线如图：
（2）画出 图线如图：
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂（3）根据闭合电路欧姆定律可得： ，即 ，则由图像可知：
，r=b=1Ω；
（4）由于读数不准确带来实验的偶然误差，实验中测两组U、R的数据，利用闭合电路欧姆定律
解方程组求电动势和内阻的方法不能减小这种偶然误差，而利用图象进行处理数据可以减小偶然误
差.
（5）由于电压表内阻不是无穷大，所以在电路中分流，从而带来系统误差；
（6）电池组的内电阻热功率 ，则对于相同的U值，则r越大，对应的P 越小，可知
1
A正确，B错误；总功率： ，则对相同的U值，r越大P 越小，故
2
C正确，D错误.
15.（8分）如图(a)为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中E是电池；R、R、R、R 和
1 2 3 4
R 是固定电阻，R 是可变电阻；表头G的满偏电流为250μA，内阻为480Ω。虚线方框内为换挡开
5 6
关，A端和B端分别与两表笔相连．该多用电表有5个挡位，5个挡位为：直流电压1V挡和5V挡，
直流电流1mA挡和2.5mA 挡，欧姆×100Ω挡。
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂(1)关于R 的使用，下列说法正确的是________(填正确答案标号)。
6
A．在使用多用电表之前，调整R 使电表指针指在表盘左端电流“0”位置
6
B．使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R 使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置
6
C．使用电流挡时，调整R 使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置
6
(2)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示。若此时B端是与“1”相连的，则多用电表读数为
__________；若此时B端是与“3”相连的，则读数为________；若此时B端是与“5”相连的，则读
数为____________。(结果均保留3位有效数字)
【答案】B 1.47 mA 1.10 kΩ 2.94 V
【解析】（1）[1]ABC．可变电阻R 的作用是进行欧姆调零，AC错误，B正确。
6
故选B。
（2）[2] B端接 “1”、 “2”时是电流挡。接“1”和“2”时电路总电流分别为
，
因为
则接“1”时是直流电流2.5 mA 挡，则多用电表读数为1.47 mA。
[3] B端是与“3”相连是欧姆挡，则多用电表读数为 。
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂[4] B端是与“5”相连是直流电压5 V挡，则多用电表读数为2.94 V。
四、计算题（本题共3小题，共计28分）
16.（8分）如图所示电路，A、B两点间接上一电动势为4V、内电阻为1Ω的直流电源，三个电阻
的阻值均为4Ω，电容器的电容为20μF，电流表内阻不计，求：
(1)闭合开关S后，电容器所带电荷量；
(2)断开开关S后，通过R 的电荷量。
2
【答案】(1)6.4×10-5C；(2)
【解析】(1)当电键S闭合时，电阻 、 被短路，据欧姆定律得电流表的读数为
电容器所带电荷量
(2)断开电键后，电容器相当于电源，外电路 、 并联后与 串联，由于各个电阻相等，则通
过 的电荷量为
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂17.（10分如图所示的电路中，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。
【答案】(1) ；(2) ；(3)负电，
【解析】(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
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂液滴的电量为
18.（10分如图所示，甲图中变阻器的滑片从一端滑到另一端的过程中，两电压表的读数随电流表
读数的变化情况如图乙中的AC、BC两直线所示，电表均为理想电表．
(1)电压表V、V 的示数随电流表示数的变化图象应分别为U—I图象中的哪一条直线？
1 2
(2)定值电阻R、变阻器的总电阻R分别为多少？
0
(3)求出电源的电动势和内阻．
答案 (1)见解析 (2)3 Ω 12 Ω (3)8 V 1 Ω
解析 (1)电流增大，路端电压减小，定值电阻R 分压增大，V 表示电阻R 两端电压，示数变化如
0 1 0
AC直线所示，V 指示路端电压，示数变化如BC直线所示．
2
(2)根据欧姆定律，由题图乙可知，R＝＝ Ω＝3 Ω.
0
当电流取最小值I ＝0.5 A时，变阻器的阻值最大，此时变阻器两端电压 U ＝U －U ＝(7.5－1.5)V
0 R B A
＝6 V，总电阻R＝＝ Ω＝12 Ω.
(3)根据闭合电路欧姆定律，路端电压与电流的关系是U＝E－Ir
所以BC直线斜率的绝对值表示电源内阻，
即r＝＝ Ω＝1 Ω，\
电动势E＝U ＋Ir＝(7.5＋0.5×1)V＝8 V．
B 0
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