第十二章 电能 能量守恒定律单元综合(练习题)(解析版)

第十二章电能能量守恒定律

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一、单项选择题(本题共8小题，每小题4分，共32分．每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分)

1.市面上出售一种装有太阳能电扇的帽子(如图所示)．在阳光的照射下，小电扇快速转动，能给炎热的夏季带来一丝凉爽．该装置的能量转化情况是( )

A．太阳能→电能→机械能

B．太阳能→机械能→电能

C．电能→太阳能→机械能

D．机械能→太阳能→电能

答案：A

解析：电池板中太阳能转化为电能，小电动机中电能转化为机械能．

2.如图所示，关于闭合电路下列说法正确的是( )

A.电源正、负极被短路时，电流很大

B.电源正、负极被短路时，电压表示数最大

C.外电路断路时，电压表示数为零

D.外电路电阻增大时，电压表示数减小

解析电源被短路时，电源电流为I＝E

r

，由于电源内阻很小，故电流很大，故选项A

正确；电源被短路时，外电阻R＝0，电源电流为I＝E

r

，故电压表示数为U＝IR＝0，故

选项B错误；外电路断路时，外电阻R―→∞，故电压表示数为U＝E，故选项C错误；

电压表示数为U＝

ER

R＋r

，外电路电阻R增大时，电压表示数也增大，故选项D错误。

答案 A

3.如图所示电路中，由于某处出现了故障，导致电路中的A、B两灯变亮，C、D两灯变暗，故障的原因可能是( )

A.R1短路

B.R2断路

C.R2短路

D.R3短路

答案 D

解析A灯在干路上，A灯变亮，说明电路中总电流变大，由闭合电路欧姆定律可知电路的外电阻减小，这就说明电路中只会出现短路而不会出现断路，选项B被排除.因为短路部分的电阻变小，分压作用减小，与其并联的用电器两端的电压减小，C、D两灯变暗，A、B两灯变亮，这说明发生短路的电阻与C、D两灯是并联的，而与A、B两灯是串联的.观察电路中电阻的连接形式，只有R3短路符合条件，故选D.

4.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I0，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，观察到电动机仍在转动．不考虑温度对电阻的影响，下列说法正确的是( )

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I0

的一半，则电源的热功率减为初始时的1

4

，电动机的热功率减为初始时的

1

4

，故A、C错

误．根据P＝EI知：电路中的电流减小为I0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；电路中的电流减小为I0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初始时的1

4

，故D错误．

5.如图所示，把两个相同的灯泡分别接在甲、乙电路中，甲电路两端的电压为8 V，乙电路两端的电压为16 V．调节变阻器R1和R2使两灯泡都正常发光，此时变阻器消耗的功率分别为P1和P2，两电路中消耗的总功率分别为P甲和P乙，则下列关系中正确的是( )

A．P甲＜P乙B．P甲＞P乙

C．P1＞P2D．P1＝P2

解析：选D.设灯泡额定电流为I, 则两灯泡都正常发光，电流均为额定电流I，甲电路

中总电流I 甲＝2I ，乙电路中总电流I 乙＝I ，所以P 甲＝U 甲 I 甲＝8×2I ＝16I ，P 乙＝U 乙

I 乙＝16×I ＝16I ，P 甲＝P 乙，选项A 、B 均错误；R 1消耗的功率P 1＝P 甲－2P 灯，R 2消耗的功率P 2＝P 乙－2P 灯，故P 1＝P 2，选项C 错误、D 正确．

6.用图示的电路可以测量电阻的阻值．图中R x 是待测电阻，R 0是定值电阻，G 是灵敏度很高的电流表，MN 是一段均匀的电阻丝．闭合开关，改变滑动头P 的位置，当通过电流表G 的电流为零时，测得MP ＝l 1，PN ＝l 2，则R x 的阻值为( )

A.l 1l 2

R 0

B ．

l 1l 1＋l 2

R 0

C.l 2

l 1

R 0 D ．l 2l 1＋l 2

R 0

解析：选C.电流表G 中的电流为零，表示电流表G 两端电势差为零(即电势相等)，则R 0与R l 1两端电压相等，R x 与R l 2两端电压相等，其等效电路图如图所示．

I 1R 0＝I 2R l 1 ① I 1R x ＝I 2R l 2

②

由公式R ＝ρl S 知R l 1＝ρl 1S

③

R l 2＝ρl 2

S

④

由①②③④式得R 0R x ＝l 1l 2

即R x＝l

2

l

1

R

.选项C正确．

7.如图所示的电路中，闭合开关后各元件处于正常工作状态，当某灯泡突然出现故障时，电流表读数变小，电压表读数变大．下列关于故障原因或故障后其他物理量的变化情况的说法中正确的是( )

A．L

1

灯丝突然短路

B．L

2

灯丝突然烧断

C．电源的输出功率一定变小

D．电容器C上电荷量减少

解析：选B.当L

1灯丝突然短路时，电路的外电阻减小，根据I＝

E

R

外

＋r

得，电流表

读数增大，A错；当L

2

灯丝突然烧断时，电路的外电阻增大，电流表读数变小，由U＝E

－Ir得电压表读数增大，B对；电源的输出功率大小由电路的外电阻与内电阻的关系

决定，所以C错；当L

2

灯丝突然烧断时，电容器两端的电压增大，所以电容器会充电，D错．

8.如图所示，长为L的两平行金属板水平放置，接在直流电路中，图中R为滑动变阻器，一带电微粒自两板左侧中央以某初速度v0平行于金属板进入两板间，若将滑动变阻器的

滑片P置于最下端b处，带电微粒将落在下板上距离左端L

3

处；若滑片P与b端间电阻

为18 Ω，带电微粒将沿直线运动；若要微粒不打到金属板上，则滑片P与b端间电阻R的范围应为( )