2021-2022学年粤教版（2019）必修第三册 5.1电路中的能量 跟踪训练（word解析版）

2021-2022学年粤教版（2019）必修第三册
5.1电路中的能量
跟踪训练（解析版）
1．在如图所示的电路中，电源的输出电压恒定不变，现将一个灯泡L拉在离电源很近的A、B两点时，灯泡L的功率为25W，若将灯泡L接在离电源较远的C、D两点时，灯泡L的功率为16W，则此时输电导线AC、BD共同消耗的功率为（　　）
A．1W
B．2W
C．4W
D．9W
2．电吹风机中有电动机和电热丝两部分，已知电动机线圈的电阻为R1，它和阻值为R2的电热丝串联．设电吹风机工作时两端的电压为U，通过线圈的电流为I，消耗的电功率为P，则下列关系正确的是(　　)
A．P>UI
B．P＝I2(R1＋R2)
C．U＝I(R1＋R2)
D．P>I2(R1＋R2)
3．把一个标有“10V，3W”小灯泡和定值电阻R串联后接在电压为12V的电源上（如图所示），小灯泡恰能正常工作，该电路工作10s定值电阻产生的热量是（　　）
A．6J
B．30J
C．36J
D．60J
4．1831年，法拉第发现了电磁感应现象，揭开了人类进入电气时代的序幕。如今在日常生活中我们使用着大量的电器，下列电器使用的过程中，主要工作原理是电磁感应的是（　　）
A．电磁炉
B．洗衣机
C．电风扇
D．电热水器
5．一个直流电动机所加电压为U，电流为I，线圈内阻为R，当它工作时，下列说法中正确的是（　　）
A．电动机的输出功率为
B．电动机的输出功率为
C．电动机的输出功率为
D．电动机的输出功率为
6．过量接收电磁辐射有害人体健康。按照有关规定，工作场所受到的电磁辐射强度（单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量）不得超过某个临界值W，若某无线电通讯装置的电磁辐射功率为4P，则符合规定的安全区域到该通讯装置的距离至少为（　　）
A．
B．
C．
D．
7．教学上用的吸尘器的电动机内阻是一定的，当加上0.3V的电压，电流为0.3A时，吸尘器上的直流电动机不转动；当加上2.0V的电压、电流为0.8A时，它正常工作，则吸尘器正常工作时输出功率与输入功率之比为（　　）
A．3∶5
B．5∶3
C．1∶2
D．1∶3
8．某地强风的风速约为，空气的密度为，如果把通过横截面积的风的动能有40%转化为电能，则用上述已知量计算风能转化电能的功率表达式为（　　）
A．
B．
C．
D．
9．物理爱好者小张想根据自己所学的物理知识估算喷泉广场上一眼喷泉的电机输出功率。通过测量，他得知该喷泉喷口的出水截面积为，喷口朝向与地面夹角为
60°，喷出的水柱能到达的最高点距喷口的高度约为。已知水的密度，重力加速度取。据此，小张估算此喷泉的电机输出功率为（　　）
A．4
kW
B．8
kW
C．12
kW
D．16
kW
10．如图所示，是某电热水器的铭牌，其正常工作时的电流约为（　　）
型号
EWH-80B
额定功率
1500W
额定电压
220V
容量
80L
外形尺寸
842×463×415
A．5A
B．7A
C．10A
D．15A
11．功率为10W的发光二极管（LED灯）的亮度与功率为60W的白炽灯相当。假设每户家庭有2只60W的白炽灯，均用10W的LED灯替代，估算全国一年节省的电能最接近（　　）
A．8108kWh
B．81010kWh
C．81012kWh
D．81014kWh
12．一般家用电冰箱一天消耗的电能约1度（1度＝1），此能量最接近下列哪个用电器正常工作时，一直使用一天消耗的电能（　　）
A．一只照明的电灯
B．一台空调
C．一台电磁炉
D．一只微波炉
13．一台发电机，输出功率为，输电导线电阻是，当发电机接到电压是的输电线路时，则在输电导线上损失的热功率为（　　）
A．
B．
C．
D．
14．如图是某款扫地机器人的照片，如表内容是它的一些重要参数：
额定电压
100?240V/50?60Hz
额定功率
40W
电池输入电压
20V
电池容量
3000mAh
充电时间
约4小时
工作时间
100?120分钟
根据以上信息，下列说法错误的是（　　）
A．工作时，电池把化学能转化为电能
B．电池充电时充电电流约0.75A
C．电池充满电时储存的能量大约为2.16×108J
D．在100?120分钟工作时间内机器人并非一直以40W额定功率工作
15．随着技术的进步，不少国产手机也已极具竞争力，如图所示，为一款手机电池的背面印有的一些符号，下列说法正确的是（　　）
A．该电池的额定功率为500mA·h
B．该电池在正常工作时的额定电压为3.6V
C．若电池以0.9W的功率工作，可用4小时
D．若电池以10mA的电流工作，可用50小时
16．一台线圈电阻为r的电动机可以等效为一台理想电动机M和纯电阻r串联，如图所示。如果将此电动机接入电压为U的电源，通过的电流为I，则在t时间内（　　）
A．M产生的电热为
B．M产生的电热为Q=IUt
C．M消耗的电能为E=I（U-Ir）t
D．M消耗的电能为E=IUt
17．某电动自行车使用的锂离子电池额定电压为30V，电池总容量为60A·h，当电池剩余容量为总容量的时，该车将不能行驶。该电动自行车质量为40kg，质量为60kg的人骑该车在平直路面上行驶时额定车速为18km/h，所受阻力大小为人车总重的0.1倍。已知1度电为1kW·h。取重力加速度。下列说法正确的是（
）
A．题中电池容量的单位A·h为能量单位
B．从此车不能行驶开始充电至电池充满需要用电1.5度
C．该人骑此车在平直路面上以额定速度行驶时，此车的额定功率为500W
D．该人骑此车在平直路面上以额定速度行驶，能行驶的最大里程约为45km
18．如图所示的电路中，输入电压U恒为12V，灯泡上标有“6V
12W”字样，电动机线圈的电阻R0=0.50Ω.若灯泡恰好能正常发光，不计温度对灯丝电阻的影响，求：
（1）电动机的热功率；
（2）整个电路消耗的电功率。
19．在如图所示的电路中，定值电阻R为8Ω，电动机的额定电压为4V，线圈电阻为0.5Ω，当开关S闭合后，电动机恰好正常工作。已知电路稳定后在2s的时间，电源把2C的电荷从负极移送到正极，非静电力做了10J的功，求：
（1）电源的电动势和内阻；
（2）电动机正常工作时产生的机械功率。
20．“道路千万条，安全第一条；行车不规范，亲人两行泪。”酒后不开车是每个司机必须遵守的交通法规。甲图是酒精测试仪工作电路原理图，电源电压；为气敏电阻，它的阻值随气体中酒精含量的变化而变化，如乙图所示。气体中酒精含量大于0且小于80mg/100mL为酒驾，达到或者超过80mg/100mL为醉驾。使用前通过调零旋钮（即滑动变阻器的滑片
）对测试仪进行调零，此时电压表示数为，调零后的滑片位置保持不变。
（1）当电压表示数为时，求消耗的电功率；
（2）当电压表示数为时，求接入电路中的阻值；
（3）某次检测中，电流表示数，请通过计算，判断此驾驶员属于酒驾还是醉驾。
参考答案
1．C
【详解】
设灯泡L连接A、B两点时，电路的电流为，则
若将灯泡L接C、D两点时，电路的电流为，则
可得
若将灯泡接C、D两点时，电的总功率为
则
即
所以导线AC和BD消耗的总功率为
故选C。
2．D
【详解】
A．电吹风机中有电动机，而电动机为非纯电阻用电器，电动机消耗的功率
P＝UI
对纯电阻电路和非纯电阻电路都成立，A错误；
BCD．由于整个电路属于非纯电阻性电路，因此满足
可得出
，
BC错误，D正确。
故选D。
3．A
【详解】
灯泡正常工作时的电流为
根据串联电路的分压原理，可得
该电路工作10s定值电阻产生的热量为
故选A。
4．A
【详解】
电磁炉是利用电磁感应将电能转化为热能；洗衣机和电风扇都是利用电动机将电能转化为机械能；电热水器是利用电阻丝将电能转化为热能，故主要工作原理是电磁感应的是电磁炉，故选A。
5．C
【详解】
电动机消耗的总功率为IU；内阻消耗的功率为I2R；电动机的输出功率为。
故选C。
6．C
【详解】
设规定的安全区域距离为R，则球的面积为S=4πR2．
则在1秒内球面获得的能量为
E=４Pt
在球面上单位面积的电磁辐射能量
由于工作场所受到的电磁辐射强度（单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量）不得超过W，所以
故选项C正确，选项ABD错误．
故选C．
7．A
【详解】
电动机不转时，可视为纯电阻，由欧姆定律可知其内阻为；当正常工作时
所以
所以输出功率与输入功率之比为3∶5。
故选A。
8．C
【详解】
在t时间内通过横截面积S的空气的体积为
V=Svt
在t时间内通过横截面积S的空气的质量为
m=ρV
在t时间内通过横截面积S的空气的动能为
因为风的动能有转化为电能，所以在t时间内得到的电能为
W=40%Ek
则电功率为
联立以上各式，解得
故选C。
9．B
【详解】
由斜抛运动可知
解得
设在?t时间内从喷口喷出的水的质量为?m，则
则此喷泉的电机输出功率为
带入数据解得
故选B。
10．B
【详解】
电热水器的额定电压为U=220V，额定功率为P=1500W，根据
P=IU
可知正常工作时电流为
故选B。
11．B
【详解】
全国的户数约为
n=
每个家庭一天电灯5小时，则节约的电能为
E=2×(60-10)×10-3kW×5h=0.5kW·h
全国一年节省的电能最接近
W=365nE=365×4.3×108×0.5kW·h≈7.8×1010kW·h
故选B。
12．A
【详解】
一般灯具的功率约10-60W，一天的耗电约0.24-1.44度；电磁炉的功率约1800-2100W，一天的耗电约43.2-50.4度；微波炉的功率约1000-1300W，一天的耗电约24-31.2度；空调的功率约800-1500W，一天的耗电约19.2-36度。故最接近的是A，则BCD错误。
故选A。
13．B
【详解】
发电机，输出功率为1.0×106W，输出电压为5.0×103V，故电流
输电导线电阻是10Ω，则在输电导线上损失的热功率为
故选B。
14．C
【详解】
A．工作时，电池把化学能转化为电能，选项A正确，不符合题意；
B．电池充电时充电电流约
选项B正确，不符合题意；
C．电池充满电时储存的能量大约为
选项C错误，符合题意；
D．在100?120分钟工作时间内机器人功率会逐渐减小，并非一直以40W额定功率工作，选项D正确，不符合题意。
故选C。
15．BD
【详解】
A．由图可知，该电池存储的总电量为500mA·h，为电池的容量，A错误；
B．由图可知，该电池在正常工作时的额定电压为3.6V，B正确；
C．由图中的数据不能判断该电池在正常工作时的额定电流，故无法确定工作时间，C错误；
D．由
可知，以10mA的电流为用电器供电则供电时间为50h，D正确。
故选BD。
16．AD
【详解】
AB．根据焦耳定律得，M产生的电热为
A正确，B错误；
CD．根据电功的公式得M消耗的电能为
E=IUt
电动机输出的机械能为
E=I（U-Ir）t
C错误，D正确。
故选AD。
17．BC
【详解】
A．根据q
=
It，则电池容量的单位Ah就是电量单位，A错误；
B．由题知当电池剩余容量为总容量的时，该车将不能行驶，则从此车不能行驶开始充电至电池充满有
q
=
60
-
×
60A·h
=
50Ah
又因为自行车使用的锂离子电池额定电压为30V，则
W
=
Eq
=
1500Wh
=
1.5kWh
B正确；
C．该人骑此车在平直路面上以额定速度行驶时有
P
=
fv
=
500W
C正确；
D．由选项B可知该车可用的总功率有1500Wh，则该车以额定速度行驶，能行驶3h，则走过的里程为
s
=
vt
=
54km
D错误。
故选BC。
18．（1）2W；（2）24W
【详解】
（1）路段电流为
故热功率为
（2）整个电路消耗功率为
P=UI=12×2W=24W
19．（1）5V，；（2）
【详解】
（1）由电动势的定义式有
代入数据解得
由电流的定义式有
由闭合电路欧姆定律得
联立解得
（2）设通过电阻R的电流为I1，电动机的电流为I2，有
电动机正常工作时的机械功率
代入数据解得
20．（1）0.5W；（2）10Ω；（3）酒驾
【详解】
（1）此时，根据功率的表达式，有
带入数据，可得
（2）由欧姆定律可得干路电流为
根据分压原理，可得R2两端电压为
=1V
根据欧姆定律，可得
=
（3）电流表示数，根据欧姆定律，有
依题意可得
代入数据，得
根据图像可知为酒驾。