2021-2022学年粤教版(2019)必修第三册
5.1电路中的能量
课时练(解析版)
1.家用电炉的电热丝烧断,剪去一小段后,继续使用,则下列关于电炉的发热功率下列正确的是( )
A.由P=I2R可知,电炉的发热功率减小
B.由P=UI可知,电炉的发热功率不变
C.由可知,电炉的发热功率增大
D.由可知,电炉的发热功率无法判断
2.如图所示,位于道路中央的移动式交通信号灯,采用太阳能供电。信号灯的光伏电池板有效采光面积约,晴天时电池板上每平方米每小时接收到的太阳辐射能约为。如果每天等效日照时间约为,光电池一天产生的电能可供的红绿灯工作。光电池的光电转换效率约为( )
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UI+I2R
B.充电宝产生的热功率为I2R
C.手机电池产生的焦耳热为t
D.手机电池储存的化学能为UIt-I2Rt
4.一台电动机正常工作时,两端的电压为,通过的电流为。已知电动机线圈的电阻为,则电动机( )
A.消耗的功率为
B.消耗的功率为
C.发热的功率为
D.输出的功率为
5.小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示,P为图线上一点,为图线在P点的切线,为U轴的垂线,为I轴的垂线,则下列说法中正确的是( )
A.随着所加电压的增大,小灯泡的电阻减小
B.对应P点,小灯泡的电阻为
C.对应P点,小灯泡的电阻为
D.对应P点,小灯泡的功率的值小于图中矩形所围面积大小
6.如图所示为某家庭使用的智能电饭锅的铭牌,假定该家庭用此电饭锅每天煮饭两次,每次在额定功率下工作30分钟,电价:为0.54元,则该电饭锅( )
全智能电饭煲货号:FS406C型号:MB-FS406C 额定容量额定电压:
额定功率:全国服务热线:400-889-99316
热效率值() 79待机能耗(W) 1.5保温能耗(W) 30内锅材质(金属或非金属) 金属
A.工作时的额定电流为
B.保温时的电流为
C.每次煮饭消耗电能
D.一年因煮饭而产生的电费约为177元
7.额定电压都是110V,额定功率PA=100W,PB=40W的灯泡两盏,若接在电压为220V的电路上,两盏灯泡均能正常发光,且消耗功率最小的电路是( )
A.
B.
C.
D.
8.市面上热水器种类很多,其中电热水器和空气能热水器是最常见的两种。电热水器是以电作为能源进行加热的热水器,工作时直接把电能转化为水的热能,空气能热水器也称“空气源热泵热水器”,它是用热泵把空气中的低温热能搬运到水中来加热水,工作时消耗的电能并没有直接转化为水的热能。热水器的能量转化率(产生的热量与消耗的电能之百分比)是人们选择不同种类热水器考虑的关键指标。如图是某品牌的空气能热水器铭牌。以下说法错误的是( )
主机型号
温度制定范围
可调
额定制热量
额定功率
A.电热水器消耗1度电最多只能产生的热能
B.电热水器的能量转化率不可能大于
C.图示铭牌产品的能量转化率约为
D.图示产品的空气能热水器铭牌涉及虚假宣传,因为其标称的“制热额定功率”小于“额定制热量”
9.如图所示为振动手电筒的示意图,通过摇晃手电筒使磁铁与线圈发生相对运动来给储电器充电,储电器再给LED灯泡供电。一般来回摇晃手电筒的平均作用力约为2.0N,平均速度约为0.85m/s,机械能的四分之三可以转化成LED灯泡正常发光时的电能。已知LED灯泡正常发光的电压为3.1V,电流为32mA.下列说法正确的是( )
A.摇晃过程线圈磁通量保持不变
B.LED灯泡的电阻约为1000Ω
C.摇晃手电筒的机械功率约0.1W
D.手电筒摇晃1min,灯泡约可正常发光12min
10.“碳达峰”是指我国承诺2030年前,二氧化碳排放达到峰值后将逐步降低,不再增长,这一庄重承诺体现了我国的科技实力。其中节能减排的一条重要措施就是逐步将我国现有的约2亿只传统路灯替换成使用风能和太阳能的风光互补路灯,如图为某公司生产的风光互补LED路灯外形图和电路原理图。已知每燃烧一吨标准煤可以发电3000千瓦时,排放二氧化碳2.61吨,若将我国现有的40%的传统路灯替换成风光互补路灯,按每只传统路灯功率400瓦、每天工作10小时计算,这一条措施一年可减少二氧化碳的排放量约为( )
A.吨
B.吨
C.吨
D.吨
11.如图为一种服务型机器人,其额定功率为,额定工作电压为。机器人的锂电池容量为,则机器人( )
A.额定工作电流为
B.充满电后最长工作时间为
C.电池充满电后总电量为
D.以额定电流工作时每秒消耗能量为
12.如图所示,一款微型机器人的内部有一个直流电动机,其额定电压为U,额定电流为I,线圈电阻为R,将它接在电动势为E,内阻为r的直流电源的两极间,电动机恰好能正常工作,下列说法正确的是( )
A.电动机消耗的总功率为
B.电动机的效率为
C.电源的输出功率为
D.电源的效率为
13.一个迷你型电风扇安装有小直流电动机,其线圈电阻为RM,额定电压为U,额定电流为I,将它与电动势为E,内阻为r的直流电源相连,电动机恰好正常工作,则( )
A.电动机的总功率为RM
B.电源的输出功率为EI
C.电动机输出的机械功率为I
D.通过电动机的电流为
14.每月月初的时候都会收到电力公司的(智能交费账单),其中有“尊敬的客户,户号为:3720074×××,户名:
小明,地址为×镇×街道×幢×室。本期电量为313度”等信息。则该短信中“电量”对应的物理量及该物理量对应的国际制单位符号表示正确的是( )
A.电荷量C
B.电功率W
C.电功
D.电功J
15.如图所示,电源内阻不可忽略,电路中接有一小灯泡和一电动机。小灯泡L上标有“3V
6W”
字样,电动机的线圈内阻。若灯泡正常发光时,电源的输出电压为12V,此时( )
A.电动机的输入功率为18W
B.小灯泡的热功率是4W
C.电动机的输出功率为14W
D.整个电路消耗的电功率为14W
16.机动车的尾气含有铅等大量有害物质,并且也是造成地球“温室效应”,城市“雾霾”的重要因素之一。电动汽车因其无尾气排放且噪音小等因紫,正在逐渐被人们接受。某国产品牌电动汽车的铭牌如下,已知蓄电池储存的电能等于其容量乘输出电压,则下列说法不正确的是( )
规格
后轮驱动直流电动机
车型:60”电动汽车
电动机额定输出功率:1675W
整车质量:400kg
额定转速:600r/min
蓄电池(容量It=800Ah,输出电压:U≥36V)
额定工作电压/电流:36V/50A
A.电动汽车正常工作时消耗的电功率1800W
B.电动机的内阻为0.5
C.蓄电池充满电后储存的电能.不小于1.04×105J
D.充满电后在额定功率下连续行驶的时间不小于16h
17.如图所示的电路中,电源电压为60V(内阻不计),电阻,电动机的内阻,电压表的示数为50V,电动机正常工作,求:
(1)流过电动机的电流大小;
(2)电动机的输出功率。
18.微型吸尘器的直流电动机内阻一定,当加上0.3
V电压时,通过的电流为0.3
A,此时电动机不转;当加上2
V电压时,通过的电流为0.8
A,电动机正常工作。求正常工作时:
(1)在10
s内电流做的功;
(2)产生的热功率;
(3)转化为机械能的功率各是多少。
19.2020年9月22日,国家主席习近平在第七十五届联合国大会上向国际社会作出庄严承诺:中国二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和!大力发展风能发电是实现这一目标的重要途经之一,某地风力发电机的叶片转动时可形成半径为20m的圆面。某时间内该地区的风速是5.0m/s,风向恰好跟叶片转动的圆面垂直,已知空气的密度为1.2kg/m3,假如这个风力发电机能将此圆内10%的空气动能转化为电能。求:
(1)单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的体积和动能;
(2)此风力发电机发电的功率。
20.如图所示的电路中,输入电压恒为12V,灯泡L上标有“6V
12W”字样,电动机线圈的电阻。若灯泡恰能正常发光
(1)电动机的输入功率为多少?
(2)电动机的输出功率为多少?
(3)整个电路消耗的电功率为多少?
参考答案
1.C
【详解】
减去一小段电阻丝后,电阻丝的电阻R变小,电阻丝两端的电压U不变,根据
可知电炉的发热功率增大。
故选C。
2.C
【详解】
每天太阳能电池板吸收的太阳能为
每天红绿灯工作消耗的电能为
光电池的光电转换效率约为
故选C。
3.D
【详解】
A.充电宝的输出电压U、输出电流I,所以充电宝输出的电功率为
A错误;
BC.手机电池充电电流为I,所以手机电池产生的热功率为
而充电宝的热功率应为充电宝的总功率减去输出功率,根据题目信息无法求解,B、C错误;
D.输出的电能一部分转化为手机的化学能,一部分转化为电池的热能,故根据能量守恒定律可知手机电池储存的化学能
W=Uit-I2Rt
故D正确。
故选D.
4.C
【详解】
电动机消耗的功率为IU,发热功率为I2R,输出功率IU-I2R。
故选C。
5.B
【详解】
A.由图可知流过小灯泡的电流I随所加电压U变化的图线为非线性关系,可知小灯泡的电阻随所加电压的增大而逐渐增大,选项A错误;
BC.根据欧姆定律,对应P点,小灯泡的电阻应为
R=
选项B正确,C错误;
D.对应P点,小灯泡的功率为
P=U1I2
也就是图中矩形PQOM所围面积,选项D错误;
故选B。
6.D
【详解】
A.工作时的额定电流为
A错误;
B.保温时的电流为
B错误;
C.每次煮饭消耗电能
E=0.9kW?0.5h=
C错误;
D.一年因煮饭而产生的电费约为,D正确。
故选D。
7.C
【详解】
由题知,两灯泡额定电压相等,A灯泡的额定功率较大,由
可知,A灯泡的电阻较小,即
A.图中灯泡A和B串联在220V的电源上,由串联电路的分压特点可知,两灯泡两端的电压均不等于110V,所以都不能正常工作,A错误;
B.图中灯泡A和可变电阻R并联后又和灯泡B串联,由并联电路中电阻越并越小、小于任何一个分电阻可知,B灯泡的电阻一定大于并联部分的总电阻,由串联电路的分压特点可知,两灯泡两端的电压均不等于110V,所以都不能正常工作,B错误;
CD.选项C中灯泡B和可变电阻R并联后又和灯泡A串联,由电阻的并联可知,可变电阻调节合适时可以使并联部分的电阻和灯泡A的电阻相等,即两灯泡可以同时正常发光;
选项D中灯泡A和灯泡B并联后又与可变电阻R串联,当可变电阻的阻值和两灯泡并联的电阻相等时它们可以同时发光;
由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,选项C中电路的总电流为A灯泡的额定电流,选项D中电路的总电流等于A和B两灯泡的额定电流之和,由
可知,选项C中电路消耗的功率最小。
故选C。
8.D
【详解】
AB.由能量守恒定律可知,电热水器消耗1度电最多只能产生的热能,电热水器的能量转化率不可能大于,故AB正确,不符合题;
C.图示铭牌产品的能量转化率约为
故C正确,不符合题意;
D.空气能热水器也称“空气源热泵热水器”,它是用热泵把空气中的低温热能搬运到水中来加热水,工作时消耗的电能并没有直接转化为水的热能,因此空气能热水器铭牌没有虚假宣传,故D符合题意。
故选D。
9.D
【详解】
A.摇晃过程中,磁铁与线圈相对位置发生变化,线圈内磁通量改变,产生感应电流给充电器充电,A错误;
B.灯泡电阻为
B错误;
C.摇晃手电筒的机械功率约
C错误;
D.灯泡的电功率为
手电筒摇晃1min,灯泡约可正常发光
D正确;
故选D。
10.D
【详解】
400W的路灯一年消耗的电能为
则买一套路灯1年可减小二氧化碳的排放量为
总共减少二氧化碳的排放量
故选D。
11.B
【详解】
A.根据P=UI可知,额定电流应该为
故A错误;
B.机器人的锂电池容量为20A?h,即当额定电流2A下工作时,能够工作最长时间为10h,故B正确;
C.电源充满电后的总电量为
q=It=20×3600C=7.2×104C
故C错误;
D.在额定电流下,机器人功率48W,即每秒消耗48J电能,故D错误。
故选B。
12.D
【详解】
A.电动机消耗的总功率为,选项A错误;
B.电动机的效率为
选项B错误;
C.电源的输出功率为
选项C错误;
D.电源的效率为
选项D正确;
故选D。
13.D
【详解】
A.电动机正常工作,其电压为U,通过的电流为I,则电动机消耗的总功率为
P总=UI>I2RM
故A错误;
B.电源的输出功率等于电动机的输入功率,为
P出=UI
故B错误;
C.电动机消耗的热功率为
P=I2RM
电动机输出的机械功率为
P机=UI-I2RM
故C错误;
D.根据闭合电路欧姆定律
E=U+Ir
可得电流为
故D正确。
故选D。
14.D
【详解】
本题中“电量”应该是能量的单位,也就是电功的单位,常用单位是“度”,而国际单位是焦耳(J)。
故选D。
15.AC
【详解】
灯泡正常发光,则电路中的电流为
灯泡正常发光时,电动机的电压为
电动机的输入功率为
故A正确;
B.由题可知,小灯泡的热功率为6W;
C.电动机的热功率为
则电动机的输出功率为
故C正确;
D.
因电源的内阻不能忽略,因此电源的热功率无法计算,电路的电功率无法计算,只知道整个电路的输出功率为24W,故D错误。
故选AC。
16.BCD
【详解】
A.由可知,电动汽车正常行驶的功率为1800W,故A正确;
B.由
可得
故B错误;
C.由可得
故储存的电能应不大于,故C错误;
D.汽车在额定功率下行驶的时间不大于
故D错误;
故选BCD。
17.(1)5A;(2)210W
【详解】
(1)根据部分电路欧姆定律,有
(2)电动机的输入功率为
电动机的发热功率为
电动机的输出功率
18.(1)
16
J;(2)0.64W;(3)
0.96W
【详解】
(1)在10
s内电流做的功
(2)电动机不转,直流电动机内阻
产生的热功率
(3)机械能的功率
19.(1)6.28×103m3/s,9.42×104J/s;(2)9.42×103W
【详解】
(1)在?t时间内叶片圆面的气流的体积为
?V=Sv?t
代入数据解得
在?t时间内叶片圆面的气流的动能为
在单位时间内叶片圆面的气流的动能为
(2此风力发电机发电的功率
20.(1)12W;(2)10W;(3)24W
【详解】
(1)电动机两端的电压
整个电路中的电流
所以电动机的输入功率
(2)电动机的热功率
则电动机的输出功率
(3)整个电路消耗的功率