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第12章 电能 能量守恒定律 章末自测2025-2026学年物理人教（2019）必修第三册
一、选择题。
1、有一个电风扇，标有“200 V　50 W”，电动机线圈的电阻为0.4 Ω，把它接入220 V的电路中，以下几种计算时间t内产生热量的方法中正确的是(　　)
A．Q＝　　　　　　　 B．Q＝Pt
C．Q＝2·Rt D．以上三种方法均正确
2、如图所示，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关，与分别为电压表与电流表．初始时S0与S均闭合，现将S断开，则(　　)
A．的读数变大，的读数变小
B．的读数变大，的读数变大
C．的读数变小，的读数变小
D．的读数变小，的读数变大
3、为了测出电源的电动势和内阻，除待测电源和开关、导线以外，配合下列哪组仪器，不能达到实验目的(　　)
A．一个电流表和一个电阻箱
B．一个电压表、一个电流表和一个滑动变阻器
C．一个电压表和一个电阻箱
D．一个电流表和一个滑动变阻器
4、（双选）关于能量和能源，下列说法正确的是(　　)
A．由于自然界的能量守恒，所以不需要节约能源
B．人类在不断地开发新能源，所以能量可以被创造
C．氢能源是清洁能源
D．能量可以从一种形式转化为另一种形式
5、（双选）如图所示的电路中，电源电动势为12 V，内阻为2 Ω，四个电阻的阻值已在图中标出。闭合开关S，下列说法正确的有(　　)
A．路端电压为10 V
B．电源的总功率为10 W
C．a、b间电压的大小为5 V
D．a、b间用导线连接后，电路的总电流为1 A
6、功率为10 W的发光二极管(LED灯)的亮度与功率为60 W的白炽灯相当。根据国家节能战略，2016年前普通白炽灯应被淘汰。假设每户家庭有2个60 W的白炽灯，均用10 W的LED灯替代，估算出全国一年能节省的电能最接近(　　)
A．5×108 kW·h B．5×1010 kW·h
C．5×1012 kW·h D．5×1013 kW·h
7、如图所示，电源电动势为6 V，当开关接通时，灯泡L1和L2都不亮，用电压表测得各部分电压Uad＝0，Ucd＝6 V，由此可以判定(　　)
A．L1和L2的灯丝都断了 B．L1的灯丝断了
C．L2的灯丝断了 D．变阻器R断路
8、（双选）在用如图所示的电路测量电池电动势和内阻的实验中，若有两只电压表V1和V2且量程相同，内阻RV1>RV2；两只电流表A1、A2且量程相同，内阻RA1>RA2，在该实验中，为了使E、r的测量精确些，选择的电表可以是(　　)
A．V1和A2　　　B．V2和A2 C．V2和A1 D．V1和A1
9、从能量的转化与守恒的角度理解，太阳能草坪节能灯(　　)
A．创造了电能
B．草坪节能灯白天储存太阳能，晚上再把太阳能释放
C．创造了太阳能
D．把太阳能转化成了电能，电能再转化为光能
10、如图所示，电源电动势E＝12 V，内阻r＝3 Ω，R0＝1 Ω，直流电动机内阻R0′＝1 Ω，当调节滑动变阻器R1为某值时可使甲电路输出功率最大，调节R2为某值时可使乙电路输出功率最大，且此时电动机刚好正常工作(额定输出功率为P0＝2 W)，则R1和R2的值分别为(　　)
A．2 Ω，2 Ω B．2 Ω，1.5 Ω
C．1.5 Ω，1.5 Ω D．1.5 Ω，2 Ω
11、在直流电路中，两个电阻的阻值之比R1∶R2＝2∶1，通过的电流之比I1∶I2＝2∶1，则在相等时间内两个电阻产生的热量之比Q1∶Q2为(　　)
A．1∶1 B．2∶1
C．4∶1 D．8∶1
12、（双选）右图为测量电源电动势和内阻时根据测量数据作出的路端电压与电流的关系图线，C、E分别是图象上点D对应的纵坐标和横坐标，由图可知(　　)
A．的值表示外电路电阻的大小
B．的值表示电源内阻的大小
C．的值表示电源效率
D．矩形OCDE的面积表示电源的输出功率
13、如图所示是甲、乙、丙三位同学设计的测量电池的电动势和内阻的电路图。电路中为已知阻值的电阻。下列说法正确的是( )
A.只有甲同学设计的电路能测出电池的电动势和内阻
B.只有乙同学设计的电路能测出电池的电动势和内阻
C.只有丙同学设计的电路能测出电池的电动势和内阻
D.三位同学设计的电路都能测出电池的电动势和内阻
14、如图是城市照明中常使用的“风光互补”景观照明灯。它“头顶”小风扇，“肩扛”光电池板，“腰挎”照明灯，“脚踩”蓄电池。下列解释合理的是(　　)
A．光电池板是将电能转化为光能
B．照明灯是将内能转化为电能
C．小风扇利用风力发电，将机械能转化为电能
D．蓄电池夜晚放电，将电能转化为化学能
15、如图所示是一实验电路图。在滑动触头由a端滑向b端的过程中，下列表述正确的是(　　)
A．路端电压变小 B．电流表的示数变大
C．电源内阻消耗的功率变小 D．电路的总电阻变大
二、填空类题。
16、如图所示电路，M、N是一对平行金属板，将N板接地。已知电源电动势E=36V，内阻r=100Ω，R0=200Ω为定值电阻，R1、R2均为0~999.9Ω的可调电阻箱，带电小球用绝缘细线悬挂在平行金属板之间。闭合电键S，当R1=200Ω，R2=400Ω时，UMN=___________；若将R1从200Ω调到400Ω，小球的电势能将___________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
17、某研究性学习小组利用图甲所示的电路测量某电池的电动势E和内阻r。由于该电池的内阻r较小，因此在电路中接入了一阻值为2.00 Ω的定值电阻R0。
(1)按照图甲所示的电路图，将图乙所示的实物连接成实验电路。
(2)闭合开关S，调整电阻箱的阻值，读出电压表相应的示数，并计算出通过电阻箱的电流数值如表所示，在图丙所示的坐标纸中作出U I图线。
R/Ω 40.00 12.00 8.00 6.00
U/V 1.90 1.66 1.57 1.43
I/A 0.048 0.138 0.196 0.238
(3)根据图线得到E＝________V，r＝________Ω。
三、计算题。
18、重庆一中，全国最美校园书屋称号。为了让师生在冬日享受阅读的芬芳，夜间需要在书屋里用电热器加热并用灯泡照明；白天只需要在书屋里用电热器加热，不需要用灯泡照明。小阳根据上述要求设计了一种加热照明装置，如图所示，电阻R1和R2是两个用来加热且阻值不变的电阻丝，灯L是标有“220V　160W”的照明灯泡，开关S1、S2是联动开关，通过绝缘手柄只能同时断开或者同时闭合。模仿“三联书店24h不打烊”，该装置从早晨9：00至17：00处于白天工作状态，连续正常工作8h，这段时间内电流表的示数为5.5A，电阻R1的电功率为P1，电阻R2的电功率为P2，电路的总电功率为P；该装置从17：00至第二天早晨9：00处于夜间工作状态，连续正常工作16h。已知：电源两端的电压U恒为220V，P1：P2=l：3。求：
(1)白天工作状态下电路的总电功率P；
(2)电阻R2的阻值；
(3)从早晨9：00到第二天早晨9：00的24h内，该加热照明装置共消耗电能多少千瓦时。
19、如图所示，R为电阻箱，V为理想电压表．当电阻箱读数为R1＝2 Ω时，电压表读数为U1＝4 V；当电阻箱读数为R2＝5 Ω时，电压表读数为U2＝5 V。求：
(1)电源的电动势E和内阻r；
(2)当电阻箱R的读数为多少时，电源的输出功率最大？最大输出功率为多少？
20、(1)晓阳同学家每天大约需要100 kg热水,用这种热水器将这些水从25 ℃加热到45 ℃需要多长时间 [水的比热容c=4.2×103 J/(kg·℃)]
(2)与效率为80%的电热水器相比,晓阳同学家每天节约多少电能
第12章 电能 能量守恒定律 章末自测2025-2026学年物理人教（2019）必修第三册
一、选择题。
1、有一个电风扇，标有“200 V　50 W”，电动机线圈的电阻为0.4 Ω，把它接入220 V的电路中，以下几种计算时间t内产生热量的方法中正确的是(　　)
A．Q＝　　　　　　　 B．Q＝Pt
C．Q＝2·Rt D．以上三种方法均正确
【答案】C　
2、如图所示，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关，与分别为电压表与电流表．初始时S0与S均闭合，现将S断开，则(　　)
A．的读数变大，的读数变小
B．的读数变大，的读数变大
C．的读数变小，的读数变小
D．的读数变小，的读数变大
【答案】B
3、为了测出电源的电动势和内阻，除待测电源和开关、导线以外，配合下列哪组仪器，不能达到实验目的(　　)
A．一个电流表和一个电阻箱
B．一个电压表、一个电流表和一个滑动变阻器
C．一个电压表和一个电阻箱
D．一个电流表和一个滑动变阻器
【答案】D　
4、（双选）关于能量和能源，下列说法正确的是(　　)
A．由于自然界的能量守恒，所以不需要节约能源
B．人类在不断地开发新能源，所以能量可以被创造
C．氢能源是清洁能源
D．能量可以从一种形式转化为另一种形式
【答案】CD　
5、（双选）如图所示的电路中，电源电动势为12 V，内阻为2 Ω，四个电阻的阻值已在图中标出。闭合开关S，下列说法正确的有(　　)
A．路端电压为10 V
B．电源的总功率为10 W
C．a、b间电压的大小为5 V
D．a、b间用导线连接后，电路的总电流为1 A
【答案】AC　
6、功率为10 W的发光二极管(LED灯)的亮度与功率为60 W的白炽灯相当。根据国家节能战略，2016年前普通白炽灯应被淘汰。假设每户家庭有2个60 W的白炽灯，均用10 W的LED灯替代，估算出全国一年能节省的电能最接近(　　)
A．5×108 kW·h B．5×1010 kW·h
C．5×1012 kW·h D．5×1013 kW·h
【答案】B　
7、如图所示，电源电动势为6 V，当开关接通时，灯泡L1和L2都不亮，用电压表测得各部分电压Uad＝0，Ucd＝6 V，由此可以判定(　　)
A．L1和L2的灯丝都断了 B．L1的灯丝断了
C．L2的灯丝断了 D．变阻器R断路
【答案】C
8、（双选）在用如图所示的电路测量电池电动势和内阻的实验中，若有两只电压表V1和V2且量程相同，内阻RV1>RV2；两只电流表A1、A2且量程相同，内阻RA1>RA2，在该实验中，为了使E、r的测量精确些，选择的电表可以是(　　)
A．V1和A2　　　B．V2和A2 C．V2和A1 D．V1和A1
【答案】AD　
9、从能量的转化与守恒的角度理解，太阳能草坪节能灯(　　)
A．创造了电能
B．草坪节能灯白天储存太阳能，晚上再把太阳能释放
C．创造了太阳能
D．把太阳能转化成了电能，电能再转化为光能
【答案】D　
10、如图所示，电源电动势E＝12 V，内阻r＝3 Ω，R0＝1 Ω，直流电动机内阻R0′＝1 Ω，当调节滑动变阻器R1为某值时可使甲电路输出功率最大，调节R2为某值时可使乙电路输出功率最大，且此时电动机刚好正常工作(额定输出功率为P0＝2 W)，则R1和R2的值分别为(　　)
A．2 Ω，2 Ω B．2 Ω，1.5 Ω
C．1.5 Ω，1.5 Ω D．1.5 Ω，2 Ω
【答案】B　
11、在直流电路中，两个电阻的阻值之比R1∶R2＝2∶1，通过的电流之比I1∶I2＝2∶1，则在相等时间内两个电阻产生的热量之比Q1∶Q2为(　　)
A．1∶1 B．2∶1
C．4∶1 D．8∶1
【答案】D　
12、（双选）右图为测量电源电动势和内阻时根据测量数据作出的路端电压与电流的关系图线，C、E分别是图象上点D对应的纵坐标和横坐标，由图可知(　　)
A．的值表示外电路电阻的大小
B．的值表示电源内阻的大小
C．的值表示电源效率
D．矩形OCDE的面积表示电源的输出功率
【答案】AD
13、如图所示是甲、乙、丙三位同学设计的测量电池的电动势和内阻的电路图。电路中为已知阻值的电阻。下列说法正确的是( )
A.只有甲同学设计的电路能测出电池的电动势和内阻
B.只有乙同学设计的电路能测出电池的电动势和内阻
C.只有丙同学设计的电路能测出电池的电动势和内阻
D.三位同学设计的电路都能测出电池的电动势和内阻
【答案】D
14、如图是城市照明中常使用的“风光互补”景观照明灯。它“头顶”小风扇，“肩扛”光电池板，“腰挎”照明灯，“脚踩”蓄电池。下列解释合理的是(　　)
A．光电池板是将电能转化为光能
B．照明灯是将内能转化为电能
C．小风扇利用风力发电，将机械能转化为电能
D．蓄电池夜晚放电，将电能转化为化学能
【答案】C　
15、如图所示是一实验电路图。在滑动触头由a端滑向b端的过程中，下列表述正确的是(　　)
A．路端电压变小 B．电流表的示数变大
C．电源内阻消耗的功率变小 D．电路的总电阻变大
【答案】A　
二、填空类题。
16、如图所示电路，M、N是一对平行金属板，将N板接地。已知电源电动势E=36V，内阻r=100Ω，R0=200Ω为定值电阻，R1、R2均为0~999.9Ω的可调电阻箱，带电小球用绝缘细线悬挂在平行金属板之间。闭合电键S，当R1=200Ω，R2=400Ω时，UMN=___________；若将R1从200Ω调到400Ω，小球的电势能将___________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】10.3V 不变
17、某研究性学习小组利用图甲所示的电路测量某电池的电动势E和内阻r。由于该电池的内阻r较小，因此在电路中接入了一阻值为2.00 Ω的定值电阻R0。
(1)按照图甲所示的电路图，将图乙所示的实物连接成实验电路。
(2)闭合开关S，调整电阻箱的阻值，读出电压表相应的示数，并计算出通过电阻箱的电流数值如表所示，在图丙所示的坐标纸中作出U I图线。
R/Ω 40.00 12.00 8.00 6.00
U/V 1.90 1.66 1.57 1.43
I/A 0.048 0.138 0.196 0.238
(3)根据图线得到E＝________V，r＝________Ω。
【答案】 (1)如图所示：
(2)如图所示：
　 (3)2.0　 0.4
三、计算题。
18、重庆一中，全国最美校园书屋称号。为了让师生在冬日享受阅读的芬芳，夜间需要在书屋里用电热器加热并用灯泡照明；白天只需要在书屋里用电热器加热，不需要用灯泡照明。小阳根据上述要求设计了一种加热照明装置，如图所示，电阻R1和R2是两个用来加热且阻值不变的电阻丝，灯L是标有“220V　160W”的照明灯泡，开关S1、S2是联动开关，通过绝缘手柄只能同时断开或者同时闭合。模仿“三联书店24h不打烊”，该装置从早晨9：00至17：00处于白天工作状态，连续正常工作8h，这段时间内电流表的示数为5.5A，电阻R1的电功率为P1，电阻R2的电功率为P2，电路的总电功率为P；该装置从17：00至第二天早晨9：00处于夜间工作状态，连续正常工作16h。已知：电源两端的电压U恒为220V，P1：P2=l：3。求：
(1)白天工作状态下电路的总电功率P；
(2)电阻R2的阻值；
(3)从早晨9：00到第二天早晨9：00的24h内，该加热照明装置共消耗电能多少千瓦时。
【答案】(1)1210W；(2)40Ω；(3)89.68kwh
【详解】由题知，开关S1、S2是联动开关，通过绝缘手柄只能同时断开或者同时闭合，当开关S1、S2同时断开时，电阻R1和R2串联，电路处于白天作状态，等效电路如图甲所示
当开关S1、S2同时闭合时，L与R1并联，电路处于夜间工作状态，等效电路如图乙所示
(1)当S1、S2均断开时，R1与R2串联，为白天工作状态,白天工作状态下电路的总电功率
P=UI=220×5.5W=1210W
(2)由串联电路特点和P=UI可知
且
解得，
则
(3)由W=Pt可得白天消耗电能
W白天=Pt1=1.21×8kwh=9.68kwh
当S1、S2均闭合时，R1与L并联，灯泡正常发光，则夜间工作状态
则
W总=W白天+W夜晚=(9.68+80)kWh=89.68kWh
19、如图所示，R为电阻箱，V为理想电压表．当电阻箱读数为R1＝2 Ω时，电压表读数为U1＝4 V；当电阻箱读数为R2＝5 Ω时，电压表读数为U2＝5 V。求：
(1)电源的电动势E和内阻r；
(2)当电阻箱R的读数为多少时，电源的输出功率最大？最大输出功率为多少？
【答案】(1)6 V　1 Ω　 (2)1 Ω　9 W
【解析】(1)由闭合电路欧姆定律有E＝U1＋r，E＝U2＋r
即E＝4＋2r，E＝5＋r　解得E＝6 V，r＝1 Ω.
(2)电源的输出功率为P出＝R＝＝
由数学知识可知，当R＝r＝1 Ω时，电源的输出功率最大，最大输出功率为P出＝＝9 W.
20、(1)晓阳同学家每天大约需要100 kg热水,用这种热水器将这些水从25 ℃加热到45 ℃需要多长时间 [水的比热容c=4.2×103 J/(kg·℃)]
(2)与效率为80%的电热水器相比,晓阳同学家每天节约多少电能
【答案】(1)3.9 h　 (2)2.9 kW·h

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