2021-2022学年鲁科版（2019）必修第三册 3.3电功和电热 同步练习（word解析版）

2021-2022学年鲁科版（2019）必修第三册
3.3电功和电热
同步练习（解析版）
1．在研究微型电动机的性能时，应用如图所示的实验电路。电动机内阻为4Ω，调节R使电动机正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为2A和24V。则这台电动机正常运转时输出功率为（　　）
A．32W
B．44W
C．47W
D．48W
2．一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
3．新冠肺炎疫情期间，网络上课成为同学们的主要学习方式。某同学希望估算一下全校师生在家上课的消耗情况。通过收集相关资料，他得到了下表的信息。若仅考虑表中的用电器，试估算全校师生在家上直播课一天消耗的总电能约为（　　）
学校师生总人数
每节课时间
每日上课节数
每日网络作业时间
2000人
45min
8节
4h
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
40%
60%
5W
50W
A．640kW·h
B．870kW·h
C．1020kW·h
D．1200kW·h
4．在研究微型电动机的性能时，应用如图所示的实验电路。当调节滑动变阻器R并控制电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.50A和2.0V。重新调节R并使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为2.0A和24.0V。则这台电动机正常运转时输出功率为（　　）
A．32
W
B．44
W
C．47W
D．48W
5．两个电阻，R1=8Ω，R2=2Ω，并联在电路中，欲使这两个电阻消耗的电功率相等，可行的办法是(　　)
A．用一个阻值为2Ω的电阻与R2串联
B．用一个阻值为1Ω的电阻与R2串联
C．用一个阻值为6Ω的电阻与R1串联
D．用一个阻值为2Ω的电阻与R1串联
6．一台国产封闭型贮水式电热水器的铭牌上所列的主要参数如下图表所示，根据表中提供的数据，计算出此电热水器在额定电压下工作时，通过热水器的电流约为（　　）
额定容量
54L
最高水温
75℃额定功率
1500W
额定压力
0.7Mpa额定电压
交流220V
电器类别
1类额定频率
50Hz
防水等级
IPX4
A．6.8A
B．0.15A
C．4.4A
D．0.23A
7．一台国产封闭型贮水式电热水器的铭牌上所列的主要参数如下图表所示，根据表中提供的数据，计算出此电热水器在额定电压下工作时，通过热水器的电流约为（　　）
额定容量
54L
最高水温
75
额定功率
1500W
额定压力
0.1Mpa
额定电压
交流220V
电器类别
Ⅰ类
额定频率
50Hz
防水等级
IPX4
A．6.8A
B．0.15A
C．4.4A
D．0.23A
8．有两个电阻R1和R2，且R1>R2，下列说法正确的是（　　）
A．由公式P＝I2R可知，电阻大的消耗的功率多，所以有P1>P2
B．由公式
可知，电阻小的消耗的功率多，所以有P1C．由公式P＝IU可知，消耗的功率多少与电阻无关，所以有P1＝P2
D．在所加电压相同的情况下，由公式
可知，P19．一个电炉的电阻丝和一台电动机线圈电阻相同，都为R，设通过它们的电流相同（电动机正常运转），则在相同的时间内（　　）
A．电炉和电动机产生的电热不相等
B．电动机消耗功率等于电炉消耗功率
C．电炉两端电压小于电动机两电压
D．电炉和电动机两端电压相等
10．电动自行车已成为人们日常生活中常用的交通工具，某品牌电动自行车电池的容量为，正常工作时输出电压为，输出电流为，小王同学骑上该车后，以的速度匀速行驶，若行驶过程中受到的阻力恒为，则（　　）
A．为该电池能贮存的最大电能
B．该车能续航约
C．电机的发热功率为
D．电机的效率为
11．额定电压都是110V，额定功率、的A、B两只灯，接在220V的电路中，即使电灯都正常发光，又使电路消耗的电功率最小的连接方式是下图中的（　　）
A．
B．
C．
D．
12．如图所示，一直流电动机与阻值R=10的电阻串联接在电源上。电源电动势E=36V、内阻不计，用理想电压表测出电动机两端的电压U=18V，则（　　）
A．电动机的内阻为10
B．通过电动机的电流为1.8A
C．电动机的内阻消耗的功率为18W
D．电动机的机械功率为32.4W
13．在如图所示电路中，电源电动势为12V，电源内阻为1.0，电路中电阻R0为1.5，小型直流电动机M的内阻为0.5。闭合开关S后，电动机转动，电流表的示数为2.0A。则以下判断中正确的是（　　）
A．电动机的输出功率为12W
B．电动机两端的电压为7.0V
C．电动机的发热功率为4.0W
D．电源输出的电功率为24W
14．如图甲所示，三个小灯泡完全相同，电源电动势为15V。闭合开关后理想电流表的读数为0.5A，此时电动机通过轻绳以2.5m/s的速度匀速拉起一质量为0.2kg的物体。电动机的内阻为1.0Ω，电动机起重装置如图乙所示，小灯泡的伏安特性曲线如图丙所示，电压均未超过各用电器额定值，重力加速度g取10m/s2，不计一切阻力，下列说法正确的是（
）
A．电源的效率为93.3%
B．电动机的效率为90.0%
C．电源的内阻为0.5Ω
D．电源的总功率为15W
15．电动汽车由于节能环保的重要优势，越来越被大家认可。电动汽车储能部件是由多个蓄电池串联叠置组成的电池组，如图所示。某品牌电动小轿车蓄电池的数据如下表所示。下列说法正确的是（　　）
电池只数
输入电压
充电参数
放电时平均电压/只
电池容量/只
100只
交流220
V
420V，20A
3.3V
120Ah
A．电池容量的单位Ah就是能量单位
B．电池容量的单位Ah就是电量单位
C．该电池组充电时的功率为8.4kW
D．该电池组充满电所储存的能量约为1.4×108J
16．如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图．电动机的内阻r=0.8
Ω，电路中另一电阻R=10
Ω，直流电压U=160
V，电压表示数UV=110
V．试求：
（1）通过电动机的电流；
（2）输入电动机的电功率；
（3）若电动机以v=10
m/s匀速竖直向上提升重物，求该重物的质量．(g取10
m/s2)．
17．由小型直流电动机、小灯泡和定值电阻组成的电路如图所示，已知电源电动势E=20V，内阻r=1Ω，定值电阻R=4Ω，小灯泡上标有“3V，4.5W”字样，电动机线圈电阻=1Ω，开关闭合时，小灯泡和电动机均恰好正常工作。求：
（1）电动机的总功率；
（2）电动机的输出功率。
参考答案
1．A
【详解】
电动机正常运转时输出功率为
故选A。
2．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。
3．A
【详解】
使用手机和电脑的人数分别是800人和1200人，一个人每天上课的时间为
网络作业的时间为4h，所以一个人一天用电的时间为
t=t1+t2=10h
所以使用手机的师生一天消耗的电能为
W手=kW·h
=40
kW·h
使用电脑的师生一天消耗的电能为
W脑=kW·h
=600
kW·h
全校师生在家上直播课时一天消耗的总电能为
W=W手+W脑=640
kW·h
故A正确，BCD错误。
故选A。
4．A
【详解】
电动机停止转动时，电动机为一电阻，根据欧姆定律得
正常运转后，其输出功率为
故选A。
5．A
【详解】
两个电阻并联，由可知
要使这两个电阻消耗的电功率相等，应使P2减小为原来的四分之一，只要使R2两端的电压减半（R2不变），电功率就可以减小为原来的四分之一，所以串联一个等值电阻（2Ω）即可，若电阻与R1串联，R1的电压减小，功率更小，两个电阻的功率不可能相等
故选A。
6．A
【详解】
由题意可得
，
则由可得，此电热水器在额定电压下工作时，通过热水器的电流约为
故选A。
7．A
【详解】
电热水器加热时的电流
故选A。
8．D
【详解】
若电阻R1和R2串联，流过的电流相等，根据
P＝I2R
可知电阻大的消耗的功率多
P1>P2
若电阻R1和R2并联，加在两个电阻上的电压相等，根据
可知，电阻小的消耗的功率多，
P1按不同接法，消耗的功率大小不同。
故选D。
9．C
【详解】
A．对于电炉电路和电动机电路，焦耳定律都适用，根据焦耳定律得，电炉和电动机的电阻相同，电流相同，则在相同的时间内电炉和电动机产生的电热相等，故A错误；
B．电动机消耗的电能一部分转化为内能，另一部分转化为机械能，电炉消耗的电能全部转化为内能，而相等时间内它们产生的热量相等，则在相同的时间内，电动机消耗的电能大于电炉消耗的电能，电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率，故B错误；
CD．设电流为I，则电炉两端电压，电动机两端电压，所以，即电炉两端电压小于电动机两端电压，故C正确，D错误。
故选C。
10．C
【详解】
A．为电荷量的单位，为该电池能贮存的最大电荷量，故A错误；
B．由可知，该车的续航时间
故B错误；
C．电机的发热功率
故C正确；
D．电机的效率
故D错误。
故选C。
11．A
【详解】
根据公式可知，灯泡A的电阻
灯泡B的电阻
AD．已经求得RB＞RA，把灯泡B与可变电阻并联，可以使并联部分的总电阻减小，可以使并联部分的总电阻与A灯的电阻相同，AB分得电压均为110V，所以AB两灯能同时正常发光；根据P=UI可知，B灯与电阻消耗功率之和等于A灯的功率，已知PA=100W，则
P并=PA=100W
所以总功率
P总=2PA=2×100W=200W
当把AB并联之后与可变电阻串联接入电路时，当可变电阻的阻值与AB并联的总电阻相等时，AB分得电压均为110V，AB两灯就可以正常发光；根据P=UI可知，此时电阻消耗的功率等于AB两灯功率的和，已知PA=100W，PB=40W，即此时电阻消耗的功率为
所以电路消耗的总功率
则正常发光并且消耗总功率最小的为A图中的连接，故A正确，D错误；
B．已经求得RB＞RA，当把灯泡A与可变电阻并联时，会使并联部分的总电阻更小，即
R并＜RA＜RB
所以电源电压不会被平分，AB两灯不会同时正常发光，故B错误；
C．图是灯泡A和灯泡B串联，然后接到220V的电源上，根据串联电路的分压特点可知，灯泡B两端的电压大于110V，所以两灯不能正常工作，故C错误。
故选A。
12．B
【详解】
AB．由题意可知
则电路电流
电动机不是纯电阻电路，则电动机的内阻
A错误，B正确；
CD．电动机消耗的总功率为
P=IU=1.8×18W=32.4W
而内阻消耗的功率无法确定，可知电动机输出的机械功率小于32.4W，选项CD错误。
故选B。
13．AB
【详解】
B．电路中电流表的示数为2.0A，所以电动机的电压为
U=E-U内-UR0=12-Ir-IR0=12-2×1-2×1.5=7V
所以B正确；
AC．电动机的总功率为
P总=UI=7×2=14W
电动机的发热功率为
P热=I2R=22×0.5=2W
所以电动机的输出功率为14
W-2W=12W，所以A正确，C错误；
D．电源的输出的功率为
P输出=EI-I2R=12×2-22×1=20W
所以D错误。
故选AB。
14．AD
【详解】
A．根据题意，并联电路各支路电流为0.5A，则并联电路总电流为1A，由图丙可得并联电路的电压为2V，根据串联电路电流特点，在外电路中电流为1A，则在串联电路中的灯泡的电流为1A，两端电压由图丙可得为6V。设电动机两端电压为U，电动机的电流为1A，电动机消耗的电能有部分转化为热量，部分转化为机械能，则有
解得
U=6V
则电源内电压为
U1=E-6V-6V-2V=1V
则电源效率为
所以A正确；
B．电动机的效率为
所以B错误；
C．电源内电阻
所以C错误
D．电源的总功率为
P总=EI=15W
所以D正确。
故选AD。
15．BCD
【详解】
AB．根据q=It，则电池容量的单位Ah就是电量单位，所以A错误；B正确；
C．该电池组充电时的功率为
所以C正确；
D．该电池组充满电所储存的能量约为
所以D正确；
故选BCD。
16．（1）5A（2）550W（3）53kg
【详解】
（1）通过R的电流：
；
（2）电动机的输入功率：
，
（3）电动机内电阻的发热功率：
，
输出的机械功率：
而
解得：
17．（1）14.25W；（2）12W
【详解】
（1）电路中电流
=1.5A
电动机两端的电压
=9.5V
电动机的总功率
（2）电动机线圈热功率
电动机的输出功率