人教版2019高中物理必修三【单元测试】2024-2025学年分层训练AB卷电能能量守恒定律A含解析答案

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电能能量守恒定律A学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．近年来，机器人逐渐走入我们的生活。已知一款机器人内部的直流电动机的额定电压为U，额定电流为I，线圈电阻为r。当电动机正常工作时，下列说法正确的是（　　）A．电动机消耗的总功率为UI B．电动机的输出功率为I2rC．电动机的效率为 D．电动机消耗的热功率为2．根据最新统计，某市的常住人口约750万人，参考下表数据，估算每年该市家庭用电器待机耗电量约为（　　）A．度 B．度 C．度 D．度3．某一电源的路端电压与电流的关系和电阻R1、R2的电压与电流的关系如图所示，用此电源和电阻R1、R2组成电路，R1、R2可以同时接入电路，也可以单独接入电路，则下列说法中正确的是（ ）A．电源效率最高50% B．电源效率最高75%C．电源输出功率最大4W D．电源输出功率最大8W4．如图，电路中三个电阻、和的阻值分别为R、3R和4R。当开关断开、闭合时，电源输出功率为；当闭合、断开时，电源输出功率也为。下列说法正确的是（    ）A．电源电动势，内阻B．电源电动势，内阻C．当、都断开时，电源的总功率为D．当、都闭合时，电源的总功率为5．如图甲所示电路，电源内阻，为一定值电阻，为一滑动变阻器，电流表、电压表均为理想电表。闭合开关，将滑动变阻器的滑片从A端逐渐滑到B端的过程中，得到的功率随电压表示数的变化规律如图乙，电压表示数与电流表示数的关系图像如图丙。下列说法正确的是（　　）  A．电源的电动势大小为4.5V B．定值电阻的大小为3 C．图乙中的值为1.5W D．图丙中的值为4.5V6．如图所示的电路中，闭合电键S，灯泡L1、L2均能正常发光，由于电路中某处断路，结果灯泡L1变亮，L2变暗，电压表和电流表（均为理想电表）的示数均变小，则此故障可能是（　　）A．R1断路 B．R2断路 C．R3断路 D．R4断路7．如图，电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r。闭合开关后，将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为、、，理想电流表示数变化量的绝对值为，则（　　）A．B．C．电源输出功率先增大后减小D．和保持不变二、多选题8．如图甲所示，电路中电压表为理想电表，电源电动势为E，内阻为r，L是小灯泡，C是电容器，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器。电源输出功率与外电阻的关系如图乙所示，开关S闭合后，在滑动变阻器的滑片向上滑动过程中（　　）  A．小灯泡亮度逐渐变暗B．电压表示数变小C．电容器所带电荷量减少D．电源的输出功率一定先变大后变小9．如图，图甲中M为一电动机，当滑动变阻器R的触头从左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所示.已知电流表读数在0.2A以下时，电动机没有发生转动，不考虑电表对电路的影响，以下判断正确的是（　　）A．电路中电源电动势为3.6VB．变阻器向右滑动时，V2读数逐渐减小C．此过程中，电动机的输出功率最大值为0.9WD．变阻器的最大阻值为30Ω10．如图所示的电路中,电源内阻一定,电压表和电流表均为理想电表．现使滑动变阻器R滑片向左滑动一小段距离,测得电压表V1的示数变化大小为ΔU1,电压表V2的示数变化大小为ΔU2,电流表A的示数变化大小为ΔI,对于此过程下列说法正确的是(　　)A．为一定值B．路端电压的增加量等于ΔU2C．R0两端的电压的变化量大小等于ΔU2-ΔU1D．通过电阻R1的电流变化量大小等于三、实验题11．“用DIS测定电源的电动势和内阻”的实验电路如图（a）所示，其中为定值电阻，R为滑动变阻器。  （1）器材A是电压传感器：（2）测得电源的路端电压U与电流的关系图线如图（b）所示，则电源电动势 V，内阻 ；（3）某同学用电流传感器和电阻箱与电源组成如图（c）所示的电路，改变电阻箱的阻值R，得到不同的电流I，由实验数据做出图线，则该图像对应的函数关系式为 。（电源电动势和内阻分别用E和r表示）。12．一实验小组利用图（a）所示的电路测量一电池的电动势E（约）和内阻r（小于）。图中电压表量程为，内阻：定值电阻；电阻箱R，最大阻值为；S为开关。按电路图连接电路。完成下列填空：  （1）为保护电压表，闭合开关前，电阻箱接入电路的电阻值可以选 （填“5.0”或“15.0”）；（2）闭合开关，多次调节电阻箱，记录下阻值R和电压表的相应读数U；（3）根据图（a）所示电路，用R、、、E和r表示，得 ；（4）利用测量数据，做图线，如图（b）所示：  （5）通过图（b）可得 V（保留2位小数）， （保留1位小数）；（6）若将图（a）中的电压表当成理想电表，得到的电源电动势为，由此产生的误差为 %。四、解答题13．一辆电动自行车的铭牌上给出了如下的技术参数表，质量为M=50kg的人骑此电动自行车沿平直公路行驶，所受阻力Ff恒为车和人总重的k=0.02倍。取g=10m/s2，求：（1）此车电机在额定电压下正常工作的效率；（2）仅在电机以额定功率提供动力的情况下，人骑车行驶的最大速度；（3）仅在电机以额定功率提供动力的情况下，当车速为1.5m/s时，人骑车的加速度。14．某一用直流电动机提升重物的装置，如图所示，重物，电源的电动势 ，不计电源内阻及各处的摩擦，当电动机以的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流强度为 ，则（1）电源的总功率是多少；（2）电动机的输出功率是多少；（3）电动机线圈的电阻是多少。15．如图所示，电源电动势，内阻，定值电阻，电动机线圈电阻，电容器的电容C=100μF。开关S闭合后电路稳定时，电流表的示数，求：（1）电源路端电压；（2）电动机的机械功率；（3）电容器上极板所带电荷量（注意正负号）。家庭常用电器电视机洗衣机空调电脑户均数量（台）2121电器待机功耗（W/台）10204040规格后轮驱动直流永磁铁电机车型自动自行车额定输出功率120W整车质量30kg额定电压40V最大载重120kg额定电流3.5A参考答案：1．A【详解】A．电动机消耗的总功率是故A正确；D．电动机消耗的热功率是故D错误；B．电动机的输出功率为故B错误；C．电动机的效率为故C错误。故选A。2．C【详解】该市的常住人口约750万人，平均每户的人口按3人计算，该市有250万户家庭，一户家庭用电器待机的总功率为250万户家庭用电器待机一年的耗电量为故C正确，ABD错误。故选C。3．B【详解】由图象知电源的电动势为内阻为R1、R2的电阻分别为根据电源输出功率随外电阻变化的规律，当外电路的电阻与电源的内电阻相等时，电源输出功率最大，所以可采用的接法是将R1单独接到电源两端；那么电源最大输出功率根据可得当外电压最大时电源的输出效率最高，所以可采用外电阻串联的接法，那么电源最高效率故B正确，ACD错误。故选B。4．C【详解】AB．根据图示电路图可知，当开关断开、闭合时，电阻、被短路，此时电源的输出功率当闭合、断开时，电阻、被短路，此时电源的输出功率联立解得，故AB错误；C．当、都断开时，电阻、、串联接入电路，此时电源的总功率故C正确；D．当、都闭合时，电阻、、并联，此时有可得外电路的总电阻电路中的总电阻电源的总功率为故D错误。故选C。5．D【详解】A．电压表测滑动变阻器两端的电压，则电流表测量干路电流，根据闭合电路欧姆定律整理得的最大功率对应的电压值为3V，当内外电阻相等，即路端电压为电动势的一半时，取得功率最大，则所以故A错误；B．根据I-U的关系式可知故B错误；CD．根据I-U的关系式可知当I=0.5A时则故C错误，D正确。故选D。6．A【详解】A．若R1断路，相当于R1电阻变为无穷大，根据“串反并同”可知，灯泡L1变亮，L2变暗，电压表和电流表的示数均变小。故A符合题意；B．若R2断路，相当于R2电阻变为无穷大，根据“串反并同”可知，灯泡L1变暗，L2变暗，电压表的示数变大，电流表的示数变小。故B不符合题意；C．若R3断路，相当于R3电阻变为无穷大，根据“串反并同”可知，灯泡L1变暗，L2变暗，电压表的示数变大，电流表的示数变大。故C不符合题意；D．若R4断路，相当于R4电阻变为无穷大，根据“串反并同”可知，灯泡L1变暗，L2变亮，电流表的示数变小；同理得R2两端的电压减小，R3两端电压增大，而电压表是测两个电阻的总电压，由于不知电路中电阻的具体阻值，故无法判断电压表示数的变化。故D不符合题意。故选A。7．D【详解】A．V2测量路端电压，V1测量R的电压，V3测量滑动变阻器的电压，将滑动变阻器滑片向下滑动，滑动变阻器阻值减小，总电阻减小，则总电流增大，内电压增大，U2变小，U1变大，U3变小，U2减小量小于U1增大量和U3减小量之和，所以故A错误；B．根据闭合电路欧姆定律得则得故B错误；C．电源的输出功率当外电路电阻等于内阻时，电源输出功率最大，而电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r，所以将滑动变阻器滑片向下滑动，功率变大，故C错误；D．根据欧姆定律得不变；根据闭合电路欧姆定律得则得不变；故D正确。故选D。8．BC【详解】A．滑动变阻器的滑片向上滑动过程中，滑动变阻器的阻值减小，电路总电阻减小，根据欧姆定律可知干路电流增大，即流过小灯泡的电流增大，小灯泡亮度逐渐变亮，故A错误；B．电压表测量路端电压，干路电流增大，内阻两端的电压增大，可知路端电压减小，故电压表示数变小，故B正确；C．干路电流增大，内阻、小灯泡两端的电压增大，可知电容器两端的电压减小，故电容器所带电荷量减少，故C正确；D．因外电阻与电源内阻的关系未知，故电源的输出功率变化未知，故D错误。故选BC。9．AD【详解】B．变阻器向右滑动时，接入电路的总电阻增大，路端电压升高，V2的示数增大，回路电流强度减小，因此弯曲的图像为V1—I，直线图像为V2—I图像，B错误；A．在V2—I图像中，斜率的绝对值表示内电阻，因此内电阻大小为当回路电流为0.1A时，路端电压为3.4V，此时内电压因此电路中电源电动势A正确；C．电流表读数在0.2A以下时，电动机没有发生转动，因此电机内阻当滑动变阻器调到零时，电动机输出功率最大，此时电机产热的功率因此电动机的输出功率最大值C错误；D．电流最小时，变阻器接入电路电阻最大，此时D正确。故选AD。10．ACD【详解】A、根据电路结构可知：V1测量路端电压，根据闭合电路欧姆定律可知：故A对；B、滑动变阻器R滑片向左滑动一小段距离，电阻变大，回路电流变小，路端电压增大，即 与滑动变阻器的电压增大，但电阻上的电压是减小的，所以ΔU2与ΔU1不相等，故B错；C、路端电压即为 与滑动变阻器的电压之和，所以R0两端的电压的变化量大小等于ΔU2-ΔU1，故C对；D、两端的电压即为路端电压，路端电压的变化引起了电阻R1上电流的变化，所以通过电阻R1的电流变化量大小等于，故D对；故选ACD【点睛】根据滑动变阻器的移动明确电阻的变化,由闭合电路欧姆定律可以知道电路电流的变化,则可分析内电压、路端电压及各部分电压的变化11． 4.4 1.6 【详解】（2）[1][2]由图（b）所示电源U-I图像可知，电源电动势电源内阻（3）[3] 由图（c）所示电路图可知，电源电动势整理得12． 15.0 1.58 2.0 5【详解】（1）[1]为了避免电压表被烧坏，接通电路时电压表两端的电压不能比电表满偏电压大，则由并联电路分压可得代入数据解得因此选。（3）[2]由闭合回路的欧姆定律可得化简可得（5）[3][4]由上面公式可得 由图象计算可得 代入可得将代入解析式可得解得（6）[5]如果电压表为理想电压表，则可有则此时因此误差为13．（1）85.7%；（2）7.5m/s；（3）0.8m/s2【详解】（1）电机正常工作时的总功率为则此车电机在额定电压下正常工作的效率（2）当牵引力等于阻力时，达到最大速度，根据可得，人骑车行驶的最大速度为（3）牵引力大小为根据牛顿第二定律，可得联立解得14．（1）；（2）；（3）【详解】（1）电动机的输入功率为总功率，即（2）电动机的输出功率（3）根据能量守恒定律得则线圈内阻【点睛】解决本题的关键知道输入功率和输出功率以及线圈发热功率的区别和联系，注意对于电动机电路，在电动机正常工作的情况下，不能运用闭合电路欧姆定律进行求解。15．（1）；（2）；（3）【详解】（1）电源路端电压为（2）根据闭合电路欧姆定律，电路的总电流为则通过和电动机的电流为电动机两端电压为电动机的机械功率为（3）两端电压为两端电压为可知电容器上极板电势高于下极板，即上极板带正电，极板间的电势差为故上极板所带电荷量为