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第十二章 电能 能量守恒定律 单元测试
一、单选题
1．如果家里的微波炉（800W）和洗衣机（400W）平均每天工作1h，电视机（100W）平均每天工作2h，则一个月的耗电量为（每月按30天计算）（ ）
A．42kW·h B．40kW·h C．38kW·h D．36kW·h
2．如图，电路中电源电动势E恒定，内阻不计。外电阻R为可变电阻，电源输出功率为P，回路电流为I。下列图像中可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
3．许多人造卫星都用太阳能电池供电,太阳能电池由许多片电池板组成,某电池板的开路电压是600mV,短路电流是30mA,这块电池板的内电阻是
A．60 B．40 C．20 D．10
4．如图所示，直线a为某电源的路端电压随电流的变化图线， 曲线b为小灯泡R两端的电压随电流强度的变化图线，用该电源和该小灯泡R组成的闭合电路，电源的输出功率和电源的内电阻分别是(　　)
A．0.6 W，5 Ω B．0.6 W，Ω
C．0.8 W，5 Ω D．0.8 W，Ω
5．在如图所示的电路中，灯泡L的电阻大于电源的内阻r，闭合开关S，将滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后，下列结论正确的是（　　）
A．灯泡L变亮
B．电源的输出功率变大
C．电容器C上的电荷量减少
D．电流表读数变小，电压表读数变大
6．某同学将一直流电源的总功率、电源内部的发热功率和输出功率随电流I变化的图线画在了同一坐标系中，如图中的a、b、c所示。以下判断不正确的是（　　）
A．在a、b、c三条图线上分别取横坐标相同的A、B、C三点，这三点的纵坐标一定满足关系
B．b、c图线的交点与a、b图线的交点的横坐标之比一定为，纵坐标之比一定为
C．电源的最大输出功率
D．电源的电动势，内阻
7．如图所示,a、b端接入电源,当滑动变阻器滑片P向下滑动时,电路中两个灯泡都不亮,用电压表检查电路时,测得Uab=U,Ucd=U,Uac=0,Ubd=0,则故障原因可能是… (　　)
A．变阻器短路
B．变阻器断路
C．a、c间灯泡断路
D．两个灯泡都断路
二、多选题
8．如图所示，电源电动势为E，内电阻为r，、是两个相同的灯泡，当滑动变阻器的滑片P由中点向a端移动时（　　）
A．A示数变大，V示数变小 B．A示数变小，V示数变大
C．变亮，变暗 D．变暗，变亮
9．关于闭合电路的说法，正确的是（ ）
A．电源短路时，电源的内电压等于电动势
B．电源短路时，路端电压等于零
C．电源断路时，路端电压最大
D．电源的负载增加时，路端电压也增大
10．电路如图所示，当滑动变阻器的触头P向上滑动时，则
A．电源的总功率变小
B．电容器贮存的电量变小
C．灯变亮
D．灯变暗
三、实验题
11．有一内阻未知（约2kΩ~6kΩ）、量程（0~3V）的直流电压表．某同学用一多用电表的欧姆挡，直接去测量该电压表的内阻，则欧姆挡的选择开关应拨至倍率“× ”挡。该同学先将红黑表笔短接调零后，应选图 （选填“甲”或“乙”）的方式连接。在实验中，欧姆表的刻度盘如图丙所示，则电压表的电压应为 Ω。


12．某同学用多用电表的欧姆挡来测量电压表的内阻，如图甲所示，先将选择开关旋至倍率“”挡，调零后进行测量，黑表笔应接电压表的 接线柱（选填“＋”或“－”），测量结果如图乙所示，电压表的内阻为 。
13．某同学设计了如图甲所示的电路来测量电源电动势E、内阻r和电阻R1的阻值。实验器材有待测电源E（内阻为r）、待测电阻R1、电压表V（量程为1.5V，内阻很大）、电阻箱R（0~999.9Ω）、单刀单掷开关S1、单刀双掷开关S2及导线若干。
（1）先测电阻R1的阻值。请将该同学的操作补充完整。
①闭合开关S1，将开关S2接a，调节电阻箱R的阻值，如图丙所示，读出其示数R0＝ Ω，对应的电压表示数U1＝1.0V；
②保持电阻箱示数不变， ，读出电压表的示数U2＝1.4V；
③则可测得电阻R1＝ Ω（结果保留两位有效数字）。
（2）该同学继续测电源电动势E和电源内阻r。闭合开关S1，将开关S2接a，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据，绘出了如图乙所示的图线，则电源电动势E＝ V，电源内阻r＝ Ω。（结果保留三位有效数字）
14．某兴趣小组测一电池组的电动势和内阻，电动势约为3V，内阻约为10Ω。现有如下实验器材：
A．电压表V（0--15V，内阻约为3kΩ）
B．电流表A（0--2mA，Rg=12Ω）
C．定值电阻（R0=6Ω）
D．电阻箱R1（0--999Ω）
E.滑动变阻器R2（0--2000Ω）
F.待测电池组
G.电键S、导线若干
（1）为完成实验需将电流表A改装成较大量程的电流表，A应与定值电阻R0 联（填“串”或“并”），改装后电流表的量程为 mA；
（2）为测量尽可能准确，电阻箱R1与滑动变阻器R2应选 ；（填“R1”或“R2”）
（3）根据你所选用的实验器材，设计实验电路并在虚线框内将电路图补充完整（所选器材要标明符号）；
（4）按正确的电路图连接好电路进行实验，并多次测量，同时记录各仪器的读数，然后做出图象如图所示，但忘记标注纵坐标，请你补充完整，此纵坐标应为 （填I、U、或）。若图象的斜率为k，纵轴截距为b，则该电池组的电动势E= 。（用题中的相应符号表示）
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A C C A D C B AC ABC BC
1．A
【详解】每天的耗电量
一个月的耗电量
综上分析BCD错误，A正确。
故选A。
2．C
【详解】AB．电源输出功率为
P=IE
则P-I图像是过原点的直线，选项AB错误；
CD．根据
则P-R图像为等轴双曲线的一支，即C正确，D错误。
故选C。
3．C
【分析】根据开路电压等于电源电动势，求出电池的电动势；再根据闭合电路欧姆定律，由电动势和短路电流求出内电阻．
【详解】由题知，电池板的开路电压 U=600mV=0.6V，则电动势 E=U=0.6V；又根据闭合电路欧姆定律得 E=I短r，则，故选C．
【点睛】本题关键明确电源开路和短路的特点，运用闭合电路欧姆定律求解电源的内电阻．
4．A
【详解】电源的U-I图象表达式为：U=E-Ir，则图象的斜率表示内阻，根据图象可知，电动势E=4V，内电阻为，两个图象的交点坐标表示路端电压和对应的电流，即路段电压为3V，电流为0.2A，故电源的输出功率为：P出=UI=3×0.2=0.6W，故选A．
【点睛】本题关键是推导出电源的U-I图象的表达式，明确横轴截距表示短路电流，纵轴截距表示电动势，斜率绝对值表示内电阻；同时明确两个图象交点的含义．
5．D
【详解】A．将滑动变阻器滑片向左移动一段距离后滑动变阻器接入电路中的电阻变大，电路中电流变小，灯泡变暗，A错误；
CD．路端电压变大，滑动变阻器两端电压变大，电容器两端电压变大，由可知电容器上的电荷量增加，C错误，D正确；
B．当外电路电阻等于电源的内阻时，电源的输出功率最大，灯泡的电阻大于电源的内阻，则外电路电阻比大得越多输出功率越小，B错误。
故选D。
6．C
【详解】A．在a、b、c三条图线上分别取横坐标相同的A、B、C三点，因为直流电源的总功率等于输出功率和电源内部的发热功率之和，所以这三点的纵坐标一定满足关系
故A正确；
B．当内电阻和外电阻相等时，电源的输出功率最大，此时电路中的电流即为b、c图线的交点处的电流，此时电流的大小为
功率的大小为，a、b图线的交点表示电源的总功率和电源内部的发热功率相等，此时电路中只有电源的内阻，此时电流的大小为，功率的大小为，所以两个交点的横坐标之比为，纵坐标之比为，故B正确；
C．图线c表示电源的输出功率与电流的关系图像，由图可知最大输出功率小于3 W，故C错误；
D．当时，，说明外电路短路，根据知电源的电动势
内阻
故D正确。
本题选不正确项，故选C。
7．B
【详解】串联电路中灯不发光，则可能是某处断路，电压表测断路位置为电源电压，测不断的位置电压为零，Uab=U测量的是电源电压，测得Ucd=U,说明两灯泡没有断路，Uac=0,Ubd=0,说明在两灯泡之外有断路情况，两灯泡之间只有一个变阻器，所以变阻器处于断路情况，B正确
思路分析：如果电压表示数为零，说明电压表上无电流通过，则可能是在并联路段之外有断路或者并联路段之内有短路，若电压表有示数，说明电压表上有电流通过，则在并联电路之外无断路或者并联电路内无短路，
试题点评：明确电路故障特点，熟练运用电路的有关规律是分析电路故障问题的基础和关键，利用电流表和电压表判断电路中的故障，依据在故障电路中电流表和电压表显示的现象来判断．
8．AC
【详解】AB．根据并联电路特点，可知滑片由中点向a端移动时，外电路阻值在减小，根据闭合电路欧姆定律，有
故电流表的示数变大，电压表示数为
故电压表示数变小，故A正确；B错误；
CD．两灯泡所在支路两端电压相等，依题意有L2所在支路电阻大于L1支路电阻，故
所以L1变亮，L2变暗。故C正确；D错误。
故选AC。
9．ABC
【详解】AB．电源短路时，即外电阻R=0，根据闭合电路欧姆定律可知电源内电压等于电动势，路端电压为零，故AB正确；
C．电源断路时，路端电压等于电源的电动势，路端电压最大，故C正确；
D．电源的负载增加时，总电阻减小，通过电源的电流I增大，由路端电压U=E-Ir，可知路端电压减小，故D错误．
故选ABC正确。
10．BC
【分析】首先认清电路的结构：变阻器与灯L2串联后与电阻R1并联，再灯L1串联，电路稳定时，电容器相当于断路．当滑动变阻器的触头P向上滑动时，变阻器接入电路的电阻变小，分析外电路总电阻减小，由欧姆定律分析总电流的变化，即可知道电源的总功率变化和灯L1亮度变化．分析并联部分电压的变化，判断通过R1的电流如何变化，就能分析出通过灯L2的电流变化，判断其亮度变化．
【详解】AC．当滑动变阻器的触头P向上滑动时，变阻器接入电路的电阻变小，外电路总电阻变小，干路电流变大，则灯变亮；电源的总功率，E不变，则电源的总功率变大，故A错误，C正确；
BD．干路电流增大，电源的内电压和灯的电压增大，则电路中并联部分的电压U并减小，通过的电流减小，而干路电流增大，所以通过灯的电流变大，灯变亮，电容器的电压等于并联部分的电压，则其电压减小，电容器贮存的电量变小，故B正确，D错误．
故选BC.
【点睛】本题考查了滑动变阻器的变阻原理、欧姆定律、串联电路的电压关系，关键是先搞清电路的结构，然后按“局部→整体→局部”的思路进行分析．
11． 100 甲 4000
【详解】[1]当欧姆表的指针指在中间位置附近时，测量值较为准确，电压表内阻约为，表盘中央刻度线约为30，为准确测量电压表内阻，应选择×100挡;
[2]欧姆表的正极插孔与内部电源的负极相连，与电压表构成一闭合回路，电流从负极流出，进入电压表的正极，应选择图甲正确；
[3]由图示表盘可知，电压表内阻为。
12． + （也对）
【详解】[1]多用电表欧姆挡电池正极与黑表笔相连，电压表电流要从正极流入，故黑表笔应接电压表的+接线柱。
[2]读数为32，倍率为“k”，故电压表的内阻为
13． 12.0 将开关接b 4.8 1.43 1.20
【详解】（1）①[1]根据电阻箱读数规则，由图丙可读出R0的阻值为
②[2]由题意可知，本实验中没有给出电流表，故应用电压表与电阻箱求电源电动势和内阻。实验中应充分利用电阻R1及串、并联电路的规律得出表达式，为了测出多组数据，应再将接b。
③[3]由欧姆定律可知
而电路中电流相等，联立解得
（2）[4][5]根据
有
对照直线方程得，截距
所以
斜率
又
已测出，解得
14． 并 6 R1
【详解】（1）[1]电流表A改装成较大量程的电流表应并联一个小电阻分流。
[2]由题可知，定值电阻的阻值为电流表A内阻的一半，则电流大小为电流表A量程的两倍，所以总电流为3倍的电流表A的量程即为6mA。
（2）[3]由于所给电压表量程太大，用电压表和电流表、滑动变阻器测量时误差较大，可用改装后的电流表与电阻箱来测量，故应选电阻箱R1。
（3）[4]由于所给电压表量程太大，可用改装后的电流表与电阻箱来测量电源电动势和内阻，电路图如下图所示：
（4）[5][6]根据实验原理有
得
变形得
由于图像是一条直线则此纵坐标应为，由图像可知，斜率
得

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