2021-2022学年人教版（2019）必修第三册 12.1电路中的能量转化 同步课时作业（word解析版）

2021-2022学年人教版（2019）必修第三册
12.1电路中的能量转化 同步课时作业（解析版）
1.智能扫地机器人是一种智能家用电器，能自动在房间内完成地板清洁工作，如今已慢慢普及，成为现代家庭的常用家电用品。如图为某款智能扫地机器人，其参数见下表，工作时将电池内部化学能转化为电能的效率。下列说法正确的是( )
产品名称 科沃斯地宝 尘盒容量 0.3 L
清扫路线 自由式 液晶显示 有
电池容量 5000 mAh 充电器输出 24 V/1000 mA
噪声
额定功率 40 W
行走速度 20 cm/s 工作电压 24 V
A.该扫地机器人的电池从完全没电到充满电所需时间约为8.3 h
B.该扫地机器人最多能储存的能量为
C.该扫地机器人充满电后能工作5 h
D.该扫地机器人充满电后能工作4 h
2.如图所示为一台冬天取暖用的暖风机。其内部电路可简化为加热电阻丝与电动机串联，电动机带动风叶转动，将加热后的热空气吹出。设电动机的线圈电阻为，电阻丝的电阻为，将暖风机接到额定电压为U的交流电源上，正常工作时，电路中的电流为I，电动机、电阻丝、暖风机消耗的电功率分别为，则下列关系式正确的是( )
A. B. C. D.
3.如图甲所示，用充电宝为一手机电池充电，其等效电路如图乙所示.在充电开始后的一段时间t内，充电宝的输出电压U、输出电流I可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻为r，则时间t内( )
A.充电宝输出的电功率为 B.充电宝产生的热功率为
C.手机电池产生的焦耳热为 D.手机电池储存的化学能为
4.“好变频1度到天明”——此广告语意为1度电（1kW?h）可使变频空调工作一整夜（以10h计）．同样的1度电可供铭牌如图所示的电扇工作约( )
A.1整夜?? B.2整夜? C.3整夜? D.4整夜
5.新冠肺炎疫情期间，同学们都待在家里认真上网课。有一位同学突然想估算一下全校师生在家上网课时消耗的总电能。他查阅了相关资料，信息如下表所示:
学校师生总人数 每节课时长 每天上课节数 网络作业时间
2000人 30 min 6节 2 h
使用手机人数占比 使用电脑人数占比 手机的功率 电脑的功率
20% 80% 5 W 50 W
仅考虑信息表中的用电器，试估算全校师生在家上网课时一天消耗的总电能约为( )
A. B. C. D.
6.某品牌智能手机电池的铭牌如表1所示，充电器铭牌如表2所示，其中充电器的输出电压和电流有三种模式，一般情况下默认为快充模式(充电时间最短)，则下列说法错误的是( )
智能手机电池
手机型号 huawei
额定容量 4200mAh/16Wh
标准电压 3.81V
限制电压 4.4V
待机时间 60h
充电效率 80%
表1
型号：HW-100400C01 JB91L3KCW05907
开关电源适配器
输入：100-240V-~50/60Hz，1.2A
输出：5V 2A或9V 2A或10V 4AMAX
华为技术有限公司制造
表2
A.快充时间约为0.4h B.快充过程中消耗的电功率约为40W
C.快充时通过电池的电流为8.4A D.手机待机过程中的电流约为0.07A
7.在如图甲所示的电路中，电源两端电压恒为3.0 V，为三个相同规格的灯泡，这种灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。开关闭合后，下列关于电路中的灯泡的判断正确的是( )
A.灯泡的电阻为
B.通过灯泡的电流为通过灯泡的电流的2倍
C.灯泡消耗的电功率为0.75 W
D.灯泡消耗的电功率为0.30 W
8.如图所示，电阻，电动机的内阻。电路两端的电压不变，当开关断开时，电流表的示数是0.5 A，当开关闭合后，电动机转动起来，关于电流表的示数I和电路消耗的电功率P的式子正确的是( )
A. B. C. D.
9.一台直流电动机的电阻为R，额定电压为U，额定电流为I，当其正常工作时，下列叙述正确的是( )
A.电动机所消耗的电功率 B.t时间内所产生的电热为
C.t时间内所产生的电热为 D.t时间内输出的机械能为
10.如图所示,用输出电压为1.4V、输出电流为100mA的充电器对内阻为2Ω的镍一氢电池充电.下列说法正确的是( )
A.充电器输出的电功率为0.14W
B.充电时,电池消耗的热功率为0.02W
C.电能转化为化学能的功率为0.14W
D.充电时,在1s的时间内有12J的电能转化为化学能
11.关于焦耳和焦耳热功当量实验说法正确的是( )
A.该实验是在绝热系统中完成的
B.该实验的研究对象是容器中的水
C.焦耳是英国物理学家，他的主要贡献是焦耳定律和测定热功当量
D.焦耳实验中要使容器及其中的水升高相同的温度，实验中悬挂重物的质量、下落的高度可以不同，但重力做功必须相同
12.将一直流电源的总功率、输出功率和电源内部的发热功率随电流变化的图线画在同一坐标系中，如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A.图线表示电源内部的发热功率随电流的变化关系
B.点对应的功率为最大输出功率
C.在图线上三点的纵坐标一定满足关系
D.两个交点与的横坐标之比一定为1：2，纵坐标之比不一定为1：4
答案以及解析
1.答案：B
解析：由题表可知，电池的容量是5000 mAh，所带的电荷量为，充电器输出电流为，所以充电的时间为，故A错误；最多能储存的能量为，故B正确；额定功率为40 W，所以工作的时间，故CD错误。
2.答案：C
解析：暖风机消耗的电功率P是总的功率，总功率的大小为，故C正确；电动机两端的电压为，电动机消耗的电功率为，故A错误；电阻丝为纯电阻，所以消耗的电功率，故B错误；因为电动机是非纯电阻，所以暖风机消耗的电功率，故D错误。
3.答案：D
解析：充电宝的输出电功率，A错误；手机电池产生的热功率为，充电宝内阻未知，由题中条件无法求充电宝产生的热功率，B错误；手机电池在t时间内产生的焦耳热为，C错误；t时间内手机电池储存的化学能为，D正确.
4.答案：D
解析：由图可知电扇的额定功率为24W，
则
而一整夜是10h，所以同样的1度电可供铭牌如图所示的电扇工作约4整夜。
故选：D。
5.答案：C
解析：本题考查电能的计算。由于使用手机人数占比20%，使用电脑人数占比80%，则使用手机和电脑的人数分别是400人和1600人，每人每天上课的时间为，网络作业的时间为，所以一个人一天用电的时间为；所以使用手机的师生一天消耗的电能为；使用电脑的师生一天消耗的电能为，全校师生在家上网课时一天消耗的总电能为，故A、B、D错误，C正确。
6.答案：A
解析：由表2得快充的电功率P=10V×4A=40W,B正确：手机电池的最大存储能量E=16Wh根据Ptη=E，得快充时间,A错误：充电时手机电池内的额定电压3.81V，根据Pη=UI或Q=It，可得充电时通过电池的电流I=8.4A,C正确，待机过程根据q=It，可得，,D正确。综上错误的选A。
7.答案：ACD
解析：灯泡两端的电压为3.0 V，由图像知通过灯泡的电流为0.25 A，灯泡的电阻为，灯泡消耗的电功率为，选项AC正确；与串联，电流相等，电压均为，由图像知通过与的电流均为0.20 A，，即通过灯泡的电流为通过灯泡的电流的1.25倍，选项B错误；灯泡消耗的电功率为，选项D正确。
8.答案：BD
解析：电路两端的电压为。电动机是非纯电阻用电器，，所以。电流表的示数，A错误，B正确；电路消耗的电功率为，C错误，D正确。
9.答案：CD
解析：电动机所消耗的电功率，所以选项A错误；计算的是电动机的内阻发热的功率，所以t时间内产生的电热为，所以选项B错误，C正确；t时间内所产生的机械能为电动机的总功减去电热，所以产生的机械能为，选项D正确。
10.答案：ABD
解析：充电器输出的电功率为,故A正确;充电时,电池消耗的热功率为,故B正确;电池充电过程中电能转化为化学能和热能,根据能量守恒定律,有,故电能转化为化学能的功率,故C错误;由上知,充电功率为0.12W,即在1s的时间内有0.12J的电能转化为化学能,故D正确.
11.答案：ACD
解析：焦耳是英国物理学家，主要贡献为焦耳定律和测定热功当量，热功当量实验是在绝热系统中进行的，与外界不能有热交换，研究对象是容器及容器中的水组成的系统，实验中要使容器和容器中的水组成的系统升高相同的温度，必须要使重物的重力做功相同，A、C、D正确.
12.答案：AB
解析：A.电源的总功率
则图线表示电源的总功率随电流变化的关系，
电源的输出功率
则图线表示输出功率随电流变化的关系，
电源内部的发热功率
则图线表示电源内部的发热功率随电流变化的关系，故A正确；
B.图线表示输出功率随电流变化的关系，点对应的功率为最大输出功率，故B正确；
C.根据能量转化横坐标相同纵坐标一定满足
，
则在图线上三点的纵坐标一定满足关系
故C错误；
D.图线的交点，输出功率和电源内部的发热功率相等，即
满足
线的交点N输出功率为0，所以
可见与的横坐标之比一定为1:2，据，纵坐标之比为一定为1:4，故D错误。
故选AB。