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第十二章
人教版 高中物理必修三
第十二章 电能 能量守恒定律
　　这章我们要研究的是电路中的能量是怎样转化的？用能量守恒定律推导出的闭合电路的规律是怎样的？自然界存在哪些能源？能源的利用与可持续发展有着怎样的关系？
　　人类的活动离不开能量。大量的事例说明，自发的能量转移或转化过程具有方向性。在能源的利用过程中，能量虽然是守恒的，但是可利用的品质降低了。为了人类的可持续发展，需要我们节约能源和保护环境。
基本内容
01
电能
能量
守恒
定律
电路中的能量转化
电功：标量，W＝UIt
电功率：标量，
额定电压、额定功率
电热：焦耳定律，，适用于所有电路
热功率：
纯电阻电路：只含有电阻，电能全部转化为内能，。
非纯电阻电路：含有电动机、电解槽，电能转化为内能和其它形式的能，。
闭合电路欧姆定律
电动势：
公式：或，适用于纯电阻电路
路端电压与负载关系：
基本内容
01
电能
能量
守恒
定律
闭合电路欧姆定律
电源总功率：
内阻功率：
输出功率：
效率：
当R＝r时，电源输出功率最大
电池电动势
和内阻
的测量
伏安法
其他方法：伏阻法、安阻法
数据处理：①公式法，②图像法（纵轴截距：E，斜率绝对值：r）
误差分析
能源与可持续发展
《课标》要求
02
3.2.4 理解闭合电路欧姆定律。会测量电源的电动势和内阻。
例3 通过探究电源两端电压与电流的关系，体会图像法在研究物理问题中的作用。
3.2.5 理解电功、电功率及焦耳定律，能用焦耳定律解释生产生
活中的电热现象。
3.2.6 能分析和解决家庭电路中的简单问题，能将安全用电和节约用电的知识应用于生活实际。
例4 根据某家庭的电器设施，估算该家庭电路中所需导线的规格。
3.4.1 了解利用水能、风能、太阳能和核能的方式。初步了解核裂变与核聚变。
3.4.2 知道不同形式的能量可互相转化，在转化过程中能量总量保持不变，能量转化是有方向性的。
3.4.3 了解可再生能源和不可再生能源的分类，认识能源的过度
开发和利用对环境的影响。
例1 讨论家庭生活中一天所用的能量哪些来自可再生能源，哪些来自不可再生能源。
3.4.4 认识环境污染的危害，了解科学 · 技术 · 社会 · 环境协调发
展的重要性，具有环境保护的意识和行为。
例2 讨论在生活中可采取哪些方式节能。
例3 收集资料，调查当地大气污染、水污染、声污染等的主要
污染源，了解预防方法。
例4 收集资料，从能源的角度讨论为什么要对垃圾进行分类。
内容结构
03
重点知识
04
一、闭合电路的能量问题
1、电源的功率：
总功率：
内阻功率：
输出功率：
当R＝r时，电源的输出功率最大，为
2、功率的最大值：
①流过电源的电流最大时，电源的功率、内阻损耗功率均最大。
②对某定值电阻来说，其电流最大时功率也最大。
③电源的输出功率在外电阻等于内阻时最大，若不能相等，外电阻越接近内阻时，电源的输出功率越大。
重点知识
04
一、闭合电路的能量问题
3、纯电阻电路：
非纯电阻电路：，
非纯电阻电路的能量转化：
4、电源的效率：
当R＝r时，电源的效率最高，为50%
重点知识
04
【习题1】（2023上·河南濮阳·高二濮阳一高校考阶段练习）在如图甲、乙所示的电路中，电源电动势为、内电阻为，R是定值电阻，开关闭合，规格为“”的小灯泡均正常发光，电动机正常工作。下列说法正确的是（　　）
A．甲图中电源效率为
B．甲图中定值电阻为
C．乙图中电动机的内阻为
D．乙图中电动机正常工作电压为
【答案】D
AB．甲图中小灯泡的电流为，电源的路端电压为，电源效率约为，甲图中定值电阻为，故AB错误；
C.电动机的输出功率未知，无法计算电动机的内阻，故C错误；
D.乙图中灯泡的电流也是，路端电压也是，乙图中电动机正常工作电压为，故D正确。
重点知识
04
【习题2】（2023上·重庆九龙坡·高二统考期末）随着人工智能的发展，机器人用于生产生活中的场景越来越普遍。如图为某款配送机器人内部电路结构简化图，正常工作时电源输出电压为35V，输出电流为4A，内阻不可忽略。整机净重30kg，在某次配送服务时载重20kg，匀速行驶速度为1.2m/s，行驶过程中受到的阻力大小为总重力的0.2倍。不计电动机的摩擦损耗，g＝10m/s2，则下列说法正确的是（　　）
A．正常工作时电源的总功率为140W
B．匀速运行时的机械功率为140W
C．该电动机的线圈电阻为1.25Ω
D．该机器人内部热功率为20W
【答案】C
A．根据
可知电源的输出功率为
由于电源的内阻不可忽略，所以正常工作时电源的总功率大于电源的输出功率，故A错误；
B．行驶过程中受到的阻力大小为，匀速行驶时牵引力和阻力相等，所以匀速运行时的机械功率为，故B错误；
重点知识
04
【习题2】（2023上·重庆九龙坡·高二统考期末）随着人工智能的发展，机器人用于生产生活中的场景越来越普遍。如图为某款配送机器人内部电路结构简化图，正常工作时电源输出电压为35V，输出电流为4A，内阻不可忽略。整机净重30kg，在某次配送服务时载重20kg，匀速行驶速度为1.2m/s，行驶过程中受到的阻力大小为总重力的0.2倍。不计电动机的摩擦损耗，g＝10m/s2，则下列说法正确的是（　　）
A．正常工作时电源的总功率为140W
B．匀速运行时的机械功率为140W
C．该电动机的线圈电阻为1.25Ω
D．该机器人内部热功率为20W
【答案】C
D．该电动机的热功率为，机器人内部的热功率大于电动机的热功率，如还包括电源的热功率，故D错误；
C．根据，可知，故C正确。
重点知识
04
【习题3】（2023上·江苏·高三校联考阶段练习）在如图所示电路中，电源电动势为10V，内阻为1.0Ω，电路中电阻R0为1.5Ω，小型直流电动机M的内阻为0.5Ω，闭合开关S后，电动机转动，理想电流表的示数为2.0A，则下列说法中错误的是（　　）
A．电源两端的电压为8V
B．电源输出的电功率为16W
C．电动机两端的电压为5.0V
D．电动机的输出功率为10W
【答案】D
A．根据闭合电路欧姆定律可得，代入数据解得电源两端的电压为，故A正确，不符合题意；
B．电源输出的电功率为，故B正确，不符合题意；
C．电动机两端的电压为，故C正确，不符合题意；
D．电动机的输出功率为，故D错误，符合题意。
重点知识
04
【习题4】（2024上·山东日照·高二统考期末）如图所示电路中，定值电阻R1和R2的阻值与电动机M的内阻R相等。闭合开关S，电动机正常工作。则（　　）
A．电阻R1上消耗的电功率等于电阻R2上消耗的电功率
B．电阻R1两端的电压等于电动机两端的电压
C．电流通过电阻R1做的功等于电流通过电动机做的功
D．电流通过电阻R1产生的电热等于电流通过电动机产生的电热
【答案】D
A．由可知，由于两并联之路两端的电压相等，两之路的电阻不等，通过与的电流不等，电阻R1上消耗的电功率不等于电阻R2上消耗的电功率，故A错误；
B．与电动机串联，对于电动机正常工作时欧姆定律不适用，电阻R1两端的电压不等于电动机两端的电压，故B错误；
D．电流产生的热量，电流通过电阻R1产生的电热等于电流通过电动机产生的电热，故D正确；
C．电阻电流做的功，电流通过电动机做的功，所以电流通过电阻R1做的功小于电流通过电动机做的功，故C错误。
重点知识
04
【习题5】（2024上·山东枣庄·高二统考期末）如图甲所示，电源内阻，电阻、灯泡的电阻值恒为，是热敏电阻，其阻值随温度变化的关系如图乙所示。已知电流表为理想电表，则下列说法中正确的是（　　）
A．当温度升高时，灯泡L的亮度变亮
B．当温度升高时，电流表的示数减小，两端的电压减小
C．在范围内，当温度为时，灯泡和的总功率最大
D．当温度为时，的阻值为零，故电源的输出功率最大
【答案】C
A．当温度升高时，灯泡L和的并联电阻减小，并联部分分
压减小，灯泡变暗，故A错误；
B．当温度升高时，灯泡L和的并联电阻减小，总电阻减小，
根据闭合电路欧姆定律可知，电流变大，则电流表的示数变
大，两端的电压增大，故B错误；
重点知识
04
【习题5】（2024上·山东枣庄·高二统考期末）如图甲所示，电源内阻，电阻、灯泡的电阻值恒为，是热敏电阻，其阻值随温度变化的关系如图乙所示。已知电流表为理想电表，则下列说法中正确的是（　　）
A．当温度升高时，灯泡L的亮度变亮
B．当温度升高时，电流表的示数减小，两端的电压减小
C．在范围内，当温度为时，灯泡和的总功率最大
D．当温度为时，的阻值为零，故电源的输出功率最大
【答案】C
C．将等效为电源内阻，当温度为时，灯泡L和的并
联电阻为，等效内阻为
，当等效电源内阻和外电阻相等时，并
联部分功率最大。在范围内，随温度升高，并联部分
电阻变小，灯泡L和的总功率变小，所以当温度为时，
灯泡L和的总功率最大，故C正确；
D．当电源内阻和外电阻相等时，电源输出功率最大，所以当灯泡L和的并联电阻为时，电源输出功率最大，此时的阻值为，对应的温度为，故D错误。
重点知识
04
【习题6】（2024上·福建南平·高二统考期末）如图所示，电源电动势，内阻，电阻箱的最大阻值为99Ω，定值电阻。合开关S，调节电阻箱的阻值，则（　　）
A．电源总功率最大值为6W　　B．R1的最大电功率为
C．的最大电功率为18W 　　D．r的最大电功率为9W
【答案】A
A．当时，回路电阻最小，电流最大，此时电源总功率最大，最大值为，选项A正确；
B．将R2等效为电源的内阻则，当时R1的功率最大，最大电功率为，选项B错误；
CD．当R1=0时，电路总电阻最小，此时电流最大，此时和r的功率都是最大，则此时，的最大电功率为，r的最大电功率为
选项CD错误。
重点知识
04
【习题7】（2024上·山西吕梁·高二统考期末）人体含水量约为，水中有钠离子、钾离子等离子存在，因此容易导电，脂肪则不容易导电。某型号脂肪测量仪根据人体电阻的大小来判断脂肪所占比例，模拟电路如图乙所示。测量时，测试者两手分别握两手柄A、B，闭合开关，体型相近的两人相比，脂肪含量高者则（　　）
A．电流表示数大 B．路端电压小
C．电压表示数大 D．电源的输出功率大
【答案】C
AB．由闭合电路欧姆定律可知，脂肪含量越高，电阻越大，电流越小，电源内阻不变，路端电压越大，故A、B错误；
C．电压表示数，电流越小，电源内阻不变，定值电阻不变，电动势不变，则电压表示数越大，故C正确；
D．电源内阻与外电阻之间的大小关系没有明确，当外电阻增大时，输出功率无法判断，故D错误。
重点知识
04
【习题8】（2024上·河南南阳·高二统考期末）如图所示，电源电动势为，内阻为r，为相同规格小灯泡，阻值都大于，当滑动变阻器的滑片向左滑动时（　　）
A．小灯泡变亮　　　　　B．小灯泡变亮
C．电源的输出功率变小　　D．电源的效率变大
【答案】A
AB．当可变电阻R的滑片向左滑动时，R阻值变小，则总电阻变小，总电流增大，L1灯泡变亮，根据，可知并联支路的电压变小，则L3灯泡变暗，则L3灯泡电流变小，则L2灯泡电流变大，即L2灯泡变亮，故A正确，B错误；
C．灯泡电阻大于电源内阻，当变阻器R的滑片P向左移动时，外电路总电阻减小，则由图可知电源输出功率增大，故C错误；
D．电源的效率，
外电阻减小，η减小，故D错误。
重点知识
04
二、U-I图像、测电动势和内阻
①a为电源的U-I图像，b为外电阻的U-I图像。
②a的斜率的绝对值表示内阻大小；b的斜率表示外电阻的大小。
③a与纵轴的交点坐标表示电源的电动势。
④两者的交点坐标表示该电阻接入电路时电路的总电流和路端电压，对应数值的乘积为此状态下电源的输出功率。
⑤交点和原点之间的矩形UMOI的面积表示电源的输出功率。
重点知识
04
【习题9】（2024上·广东汕尾·高二统考期末）如图甲所示，直线A为某电源的图线，曲线B为某灯泡的图线，用该电源和灯泡串联起来组成的闭合回路如图乙所示，灯泡恰能正常发光。下列说法正确的是（　　）
A．该电源的内阻为
B．该灯泡正常发光时，外电路的电压为
C．该灯泡正常发光时的功率为
D．该灯泡正常发光时，电源的输出功率为
【答案】C
A．由题图甲可知，电动势，内阻，故A错误；
B．图像交点的横、纵坐标分别表示灯泡两端的电压与通过的电流，即外电路的电压为，故B错误；
CD．灯泡的功率，电源的输出功率为，故C正确，D错误。
重点知识
04
【习题10】（2024上·河北唐山·高三统考期末）如图所示的图像，直线a为一电源的路端电压与电流的关系，直线b为电阻R两端电压与电流的关系。若将该电源与电阻R连成闭合回路，闭合电键后，下列说法正确的是（　　）
A．闭合回路路端电压为
B．闭合回路中总电阻为
C．电源的输出功率为
D．电源的总功率为
【答案】C
A．图像a和图像b的交点表示电阻接入电路时，电路的总电流和路端电压，故闭合回路路端电压为4V。故A错误；
B．根据，结合图像a可知该电源的电动势为6.0V，根据，结合两图像的交点可知，故B错误；
CD．图像a和图像b的交点表示电阻接入电路时，电路的总电流和路端电压，其对应的面积表示电源的输出功率，电源的输出功率为，电源的总功率为，故C正确，D错误。
重点知识
04
【习题11】（2023上·辽宁·高二校联考阶段练习）如图所示，将某一电源的路端电压随干路电流的变化关系和某一定值电阻R两端的电压与通过该电阻的电流关系画在同一个U-I图像中。若将该电源与两个定值电阻R串联构成闭合回路，下列分析中正确的是（　　）
A．甲反映定值电阻R的U-I关系，R=1.0Ω
B．乙反映电源的U-I关系，其电动势E=5.0V
C．通过定值电阻R的电流大小一定为1.2A
D．电源内阻r消耗的热功率为4.0W
【答案】C
A．甲反映定值电阻R的U-I关系R==2Ω，故A错误；
B．根据闭合电路欧姆定律得U=E-Ir，当I=0时，U=E，因此乙图线在纵轴上的截距等于电源的电动势，如图， 根据几何关系，电源电动势E=6V，故B错误；
C．电源的内阻等于乙图线斜率绝对值的大小，则，若将该电源与两个定值电阻R串联构成闭合回路，通过定值电阻R的电流大小，故C正确；
D．电源内阻r消耗的热功率为P=I2r=1.44W，故D错误。
重点知识
04
【习题12】（2024上·福建龙岩·高二统考期末）某兴趣小组利用多用电表测量某种电池的电动势E和内阻r（约），其实验电路如图甲所示，其中R为电阻箱，定值电阻，实验步骤如下：
（1）将多用电表的选择开关旋至直流电压挡，将一支表笔接电路中的a点，闭合开关S，另一支表笔接电路中的__________（选填“b”或“c”）点，调节电阻箱并记下其阻值R和电压表的示数U，接a点的那支表笔是__________（选填“红”或“黑”）表笔；
（1）由于电池内阻r较小，为了使路端电压变化明显，应增大电
源的等效内阻，即另一支表笔接电路中的b点。
电路中的a点电势最高，根据多用电表“红进黑出”原则可知，
接a点的表笔应当是黑表笔。
重点知识
04
【习题12】（2024上·福建龙岩·高二统考期末）某兴趣小组利用多用电表测量某种电池的电动势E和内阻r（约），其实验电路如图甲所示，其中R为电阻箱，定值电阻，实验步骤如下：
（2）多次改变电阻箱的阻值R，记录下对应的电压U；
（3）以为纵轴、为横轴，根据实验数据作出图线如图乙所示；
（4）若不考虑多用电表对电路的影响，结合图乙可知，电池的电动势 __________ ，内阻__________（计算结果均
保留两位有效数字）。若考虑多用电表内阻的影响，
则电源内阻的测量值__________真实值（选填“大于”
“小于”或“等于”）。
（4）由闭合电路的欧姆定律有，即
，结合图像有，，解得，
考虑到多用电表的分流，设直流电压挡的内阻为，电动势的真实值为，测量值为，则，即测量值小于真实值。
重点知识
04
【习题13】（2022上·河南·高三校联考期末）为了测定一电池的电动势和内阻，甲和乙两位同学先后用同一套实验仪器来做实验，实验时甲、乙分别设计了如图甲和乙所示的两个电路，其中R、R0分别是电阻箱和定值电阻，R0＝2Ω。实验记录电阻箱R的阻值以及对应电压表的示数U。据实验记录的数据作出关系图线丙和丁。
（1）可以判断图线丁是利用图__________（填“甲”或“乙”）电路进行实验所作出的。
（1）对图甲，由闭合电路欧姆定律有，可得，所以图线丙是利用图甲电路进行实验所作出的；对图乙，由闭合电路欧姆定律可得
所以图线丁是由图乙电路进行实验所作出的。
重点知识
04
【习题13】（2022上·河南·高三校联考期末）为了测定一电池的电动势和内阻，甲和乙两位同学先后用同一套实验仪器来做实验，实验时甲、乙分别设计了如图甲和乙所示的两个电路，其中R、R0分别是电阻箱和定值电阻，R0＝2Ω。实验记录电阻箱R的阻值以及对应电压表的示数U。据实验记录的数据作出关系图线丙和丁。
（2）依据实验数据绘出的图线如图戊所示，则电源电动势E＝
_____V，内阻r＝_____Ω。（计算结果均保留两位有效数字）
（3）该实验根据图线丁及如图戊测得的电动势与真实值相比
__________（选填“偏大”“偏小”或“不变”），内阻的测量值与真
实值相比__________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
（2）由（1）中分析出的表达式，结合题图戊可知，解得E＝3.0V，
由，解得r＝2.3Ω
（3）考虑电压表分流，则有，变形得，则纵轴截距变大，为，计算时依然用，求解E和r，则求得的E和r值均偏小。
重点知识
04
【习题14】（2024下·云南昆明·高二昆明市第三中学校考开学考试）某一物理兴趣小组按照甲图所示的电路测量某电源的电动势E和内阻r，实验室准备器材如下：
a．待测电源（电动势E约为3V，内阻r约为几欧姆）；
b．量程为3V的电压表V（不是理想电压表）；
c．满偏电流的电流计；
d．定值电阻；
e．滑动变阻器R（阻值变化范围）；
f．开关S一个；
g．导线若干。
（1）给表头并上一个定值电阻使之成为一个新的电流表，则改装后的电流表量程为__________A，阻值为__________Ω；
（1）改装后的电流表量程为
改装后的电流表电阻为
重点知识
04
【习题14】（2024下·云南昆明·高二昆明市第三中学校考开学考试）某一物理兴趣小组按照甲图所示的电路测量某电源的电动势E和内阻r，实验室准备器材如下：
a．待测电源（电动势E约为3V，内阻r约为几欧姆）；
b．量程为3V的电压表V（不是理想电压表）；
c．满偏电流的电流计；
d．定值电阻；
e．滑动变阻器R（阻值变化范围）；
f．开关S一个；
g．导线若干。
（2）在电路连接和实验操作都正确的情况下，调节滑动变阻器R，得到多组电压表V和表头G的读数，做出如题图乙所示的图像，由图像可知该电源的电动势__________V，内阻__________Ω；（均保留两位有效数字）；
（2）由闭合电路欧姆定律有，化解得，可知图像纵截距为电源电动势，斜率，得电源内阻
重点知识
04
【习题14】（2024下·云南昆明·高二昆明市第三中学校考开学考试）某一物理兴趣小组按照甲图所示的电路测量某电源的电动势E和内阻r，实验室准备器材如下：
a．待测电源（电动势E约为3V，内阻r约为几欧姆）；
b．量程为3V的电压表V（不是理想电压表）；
c．满偏电流的电流计；
d．定值电阻；
e．滑动变阻器R（阻值变化范围）；
f．开关S一个；
g．导线若干。
（3）由实验原理分析系统误差得出电源电动势的测量值__________（填“大于”“小于”或“等于”）
（3）该电流表读数为0时，电压表读数等于电源电动势，由第（2）小问可知，电源内阻已经精确计算了，所以该实验没有误差，即电源电动势的测量值和电源内阻的测量值都等于真实值。
重点知识
04
三、电路的动态分析：
①局部→整体→整体：
从局部的变化开始，分析其对电路总电阻、总电流的影响，进而研究电源内电阻、路端电压的变化，在以此为基础，研究电路中其他局部位置各物理量的变化。
②串反并同：与阻值发生变化的用电器大致串联的用电器或电表，其电流、电压等物理量与阻值的变化相反；与阻值发生变化的用电器大致并联的用电器或电表，其电流、电压等物理量与阻值的变化相同。
重点知识
04
【习题15】（2023上·上海浦东新·高二校考期末）在如图所示的电路中，电源电压恒定为U，在将滑动变阻器R2的滑片P向左滑动时，小灯泡L1、L2的亮度变化情况是（　　）
A．两个小灯泡都变暗
B．两个小灯泡都变亮
C．L1变暗、L2亮度不变
D．L1变亮、L2变暗
【答案】C
将滑动变阻器R2的滑片P向左滑动时，电源电压恒定为U，则L2两端电压保持不变，流过L2的电流不变，L2亮度不变，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电路总电阻减小，总电流增大，则流过的支路电流增大，则两端的电压增大，L1两端电压减小，L1变暗。
重点知识
04
【习题16】（2024上·山东济南·高二统考期末）如图所示，灯泡、、与滑动变阻器及电源连成电路，电源内阻不能忽略。闭合开关，当的触头向右滑动时，下列说法正确的是（　　）
A．变暗、变亮、变暗
B．变亮、变亮、变暗
C．变暗、变亮、变亮
D．变暗、变暗、变亮
【答案】A
分析电路可知，与并联，和串联，再和与并联；当的触头向右滑动时，电阻减小，则总电阻减小，故根据闭合电路欧姆定律，可知，总电流增大，根据可知，路端电压减小，故变暗；对根据欧姆定律可知，可知减小，故流过支路的电流增大，故变亮；对根据欧姆定律可知，两边电压增大，根据，故减小，故变暗。
重点知识
04
【习题17】（2024上·安徽合肥·高三校联考期末）如图所示，闭合开关，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△U1、△U2、△U3，理想电流表A示数变化量的绝对值为△I，则下列说法错误的是（　　）
A．电流表A的示数增大
B．电压表V2的示数增大
C．△U3与△I 的比值大于r
D．△U3大于△U2
【答案】B
电压表V1、V2、V3分别测量R两端电压、路端电压和滑动变阻器两端的电压。
A．当滑动变阻器向下滑动时，接入电路的电阻减小，电路中电流增大，则电流表A的示数增大，A正确；
B．因为干路电流增大，根究，则路端电压减小，电压表V2的示数减小，B错误；
C．根据闭合电路欧姆定律得，所以△U3与△I 的比值等于，△U3与△I 的比值大于r，C正确；
D．因为，而当滑动变阻器向下滑动时，接入电路的电阻减小，电路中电流增大，减小，增大，则减小，所以△U3大于△U2，D正确。
重点知识
04
【习题18】（2024上·福建厦门·高二厦门外国语学校校考阶段练习）如图，图（a）中M为一电动机，当滑动变阻器R的触头从左端移到右端的过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图（b）所示．已知电流表读数在0.2A以下时，电动机不发生转动，则（　　）
A．电路中电源电动势为
B．变阻器滑片向右移动时，读数逐渐减小
C．电动机的内阻为
D．此过程中，电动机的输出功率最大值为
【答案】D
A．由于电压表测量的是电源的路端电压，所以在电压表与电流表I的图像中，其斜率的绝对值表示内电阻，有，当回路电流为0.1A时，路端电压为3.4V，此时电源内电压为，所以电源的电动势为，故A项错误；
B．变阻器向右滑动时，接入电路的总电阻增大，回路电流强度减小，由，路端电压升高，的示数增大，故B项错误；
重点知识
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【习题18】（2024上·福建厦门·高二厦门外国语学校校考阶段练习）如图，图（a）中M为一电动机，当滑动变阻器R的触头从左端移到右端的过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图（b）所示．已知电流表读数在0.2A以下时，电动机不发生转动，则（　　）
A．电路中电源电动势为
B．变阻器滑片向右移动时，读数逐渐减小
C．电动机的内阻为
D．此过程中，电动机的输出功率最大值为
【答案】D
C．电流表读数在0.2A以下时，电动机没有发生转动，即此时的电动机可以看成纯电阻电路，而电压表测量器电动机两端的电压，电流表测量的电流为流过电动机的电流，所以此时电动机内阻，故C项错误；
D．当滑动变阻器调到零时，电动机输出功率最大，此时，电动机产热的功率为，电动机输出最大功率为，故D项正确。
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四、含容电路
①闭合开关，电流稳定后，电路中的电流为
②闭合开关，电流稳定后，路端电压为
③电容器上的电荷量
④断开开关后，流过电阻R的电荷量为
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【习题19】（2024上·广东汕尾·高二统考期末）如图甲所示为电容式位移传感器，其工作原理如图乙所示，平行金属板A、B和电介质P构成电容器。若电介质板向左移动一小段位移，则（　　）
A．电容器电容变大
B．电容器所带电量变少
C．电容器极板间的电压变大
D．有方向的电流流过电阻
【答案】B
当电介质左移时，由，可知电容变小，电容器两端的电压不变，由知，电容器所带电量变小，电容器放电，电流方向从。
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【习题20】（2023上·湖南·高二统考期末）如图，电源电动势，内阻不计，，两板间距，则（　　）
A．平行金属板MN间电势差
B．若两极板M、N间距离增大，则极板所带电荷量增加
C．两极板间的电场强度大小为
D．若两极板M、N间距离增大，两极板间的电场强度增大
【答案】C
A．根据电路连接方式可知MN间电势差等于两端电压，根据闭合电路欧姆定律可得，故A错误；
C．两板间的电场强度大小为，故C正确；
BD．若两极板M、N间距离增大，根据可知电容器的电容变小，而电路连接没有变化且电容器始终与电源连接，则其电压不变，根据可知极板所带电荷量减小，而由可知两极板间的电场强度减小，故BD错误。
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【习题21】（2023上·重庆九龙坡·高二重庆市杨家坪中学校考阶段练习）如图所示的电路中有一个平行板电容器，一个带电液滴P位于电容器中间且处于静止状态，电流表和电压表为理想电表，电源内阻不可忽略，当滑动变阻器的滑片向a端移动时，则（　　）
A．电压表示数减小
B．电阻的功率一定减小
C．质点P将向下运动
D．电源的总功率一定增大
【答案】 B
ABD．滑动变阻器的滑片向a端移动时，滑动变阻器阻值增大，根据“串反并同”，电压表示数增大，干路电流减小，根据，，电阻的功率一定减小，电源的总功率一定减小，AD错误，B正确；
C．由于电容器电势差增大，根据，电场强度增大，则电场力增大，质点P将向上运动，C错误。
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【习题22】（2024·辽宁·校联考一模）如图所示的电路中，电源电动势为，内阻忽略不计，定值电阻。闭合开关，当电阻箱接入电路的阻值为时，一带电微粒恰好悬浮于电容器C两板的正中间位置。已知带电微粒的质量为，电容器C两极板间的距离为，重力加速度为，电源负极接地，则下列说法正确的是（　　）
A．带电微粒带负电荷
B．带电微粒的电荷量大小为
C．带电微粒的电势能为
D．减小电阻箱接入电路的阻值，悬浮的带电微粒会向上移动
【答案】D
A．由于，可知电容器下极板为高电势，电容器内的电场强度向上，一带电微粒恰好悬浮于电容器C两板的正中间位置，则带电微粒受到的电场力与重力平衡，带电微粒带正电荷，故A错误；
B．电容器两极板间的电压为，带电微粒恰好悬浮，有，解得带电微粒的电荷量大小为，故B错误；
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【习题22】（2024·辽宁·校联考一模）如图所示的电路中，电源电动势为，内阻忽略不计，定值电阻。闭合开关，当电阻箱接入电路的阻值为时，一带电微粒恰好悬浮于电容器C两板的正中间位置。已知带电微粒的质量为，电容器C两极板间的距离为，重力加速度为，电源负极接地，则下列说法正确的是（　　）
A．带电微粒带负电荷
B．带电微粒的电荷量大小为
C．带电微粒的电势能为
D．减小电阻箱接入电路的阻值，悬浮的带电微粒会向上移动
【答案】D
C．带电微粒的电势为，带电微粒的电势能为，故C错误；
D．减小电阻箱接入电路的阻值，电容器上极板电势减小，电容器下极板电势不变，电容器两极板间的电压增大，电容器内的电场强度增大，带电微粒受到电场力大于重力，悬浮的带电微粒会向上移动，故D正确。
单元复习
第十二章
人教版 高中物理必修三

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