3.3电功和电热 同步作业（word解析版）

2021-2022学年鲁科版（2019）必修第三册
3.3电功和电热
同步作业（解析版）
1．电动机的电枢阻值为，电动机正常工作时，两端的电压为，通过的电流为，工作时间为，下列说法中正确的是（　　）
A．电动机消耗的电能为
B．电动机消耗的电能为
C．电动机线圈产生的热量为
D．电动机线圈产生的热量为
2．2020Robotex世界机器人大会京津冀选拔赛于10月1日在北京开幕，大会中出现如图所示的一种服务型机器人，其额定功率为48W，额定工作电压为24V，机器人的锂电池容量为20Ah。则机器人（　　）
A．额定工作电流为20A
B．充满电后最长工作时间为20h
C．电池充满电后总电量为7.2×104C
D．以额定电流工作时每秒消耗能量为200J
3．一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
4．机器人的使用开拓了我们的视野，延伸了我们的肢体，增强了我们的力量，提高了我们的工作效率，将人们从繁重的生产劳动中解救出来。如图所示，一款微型机器人的直流电动机的额定电压为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，下列说法中正确的是（　　）
A．电动机消耗的总功率为EI
B．流过线圈电阻的电流为
C．电源的输出功率为UI
D．电动机的输出功率为UI
5．下列属于能量单位的是（　　）
A．V A
B．N m
C．A s
D．mA h
6．一只风扇，标有“U、P”，电动机线圈电阻为R，把它接入电压为U的电路中，以下几种计算电风扇发热量的方法，正确的是（　　）
A．
B．
C．
D．以上三种都正确
7．如图所示，三个灯泡上分别标有“110V、40W”“110V、25W”“110V、5W”等字样，当三个灯泡按照右图以几种不同的方式连接在电路中，只要调节可变电阻R，并在AB间加220V的交流电，都可以使三个灯泡正常发光。当三个灯泡都正常发光时，电路中消耗的总功率最小值是（　　）
A．60W
B．150W
C．130W
D．90W
8．一台发电机，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．
9．
下表列出了某品牌电动自行车及所用电动机的主要技术参数，不计自身机械损耗，若该车在额定状态下以最大速度行驶，则下列选项正确的是（　　）
自重
40
kg
额定电压
48
V
载重
75
kg
额定电流
12
A
最大行驶速度
20
km/h
额定输出功率
400
W
A．电动机的输入功率为576W
B．电动机的线圈电阻为4Ω
C．该车获得的牵引力为104N
D．该车受到的阻力为20N
10．两个小灯泡，分别标有“2
A　6
W”和“1
A　3
W”的字样，则它们均正常发光时的电阻阻值之比为（　　）
A．1∶2
B．2∶1
C．4∶1
D．1∶16
11．如图所示的电路中，输入电压U恒为16V，灯泡L标有“6V，6W”字样，电动机线圈的电阻RM=1Ω，若灯泡恰能正常发光，则下列说法中正确的是（
）
A．电动机的输入功率为16W
B．电动机的输出功率为10W
C．电动机的热功率为1W
D．整个电路消耗的电功率为16W
12．有一个直流电动机，把它接入0.2
V电压的电路中，电动机不转，测得流过电动机的电流是0.4
A；若把电动机接入2
V电压的电路中，正常工作时的电流是1
A，此时，电动机的输出功率是P出；如果在电动机正常工作时，转子突然被卡住，电动机的发热功率是P热，则（　　）
A．P出＝2
W
B．P出＝1.5
W
C．P热＝8
W
D．P热＝0.5
W
13．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
14．如图示电路中，电源提供的电压U=8V，D为直流电动机，其电枢线圈电阻R=3Ω，电阻R′=4Ω，当电动机正常工作时，电压表示数UV为0.8V。求：
（1）通过电动机的电流I是多大？
（2）电动机输入的电功率P入为多少？
（3）电动机的热功率P热和机械功率P出各是多少？
15．四川省“十二五”水利发展规划指出，若按现有供水能力测算，我省供水缺口极大，蓄引提水是目前解决供水问题的重要手段之一．某地要把河水抽高20m，进入蓄水池，用一台电动机通过传动效率为80%的皮带，带动效率为60%的离心水泵工作．工作电压为380V，此时输入电动机的电功率为19kW，电动机的内阻为0.4Ω。已知水的密度为1×103kg/m3，重力加速度取10m/s2。求：
(1)电动机内阻消耗的热功率；
(2)将蓄水池蓄入864m3的水需要的时间(不计进、出水口的水流速度)。
参考答案
1．C
【详解】
AB．含电动机的电路不是纯电阻电路，所以不能使用欧姆定律，电动机的总功率大小为
所以消耗的总电能为
故A、B错误；
CD．电动机线圈发热的功率为
所以电动机线圈产生的热量为
故C正确；D错误。
故选C。
2．C
【详解】
A．根据P=UI得，额定工作电流为2A，A错误；
B．根据Q=It得，最长工作时间为10h，B错误；
C．电池充满电后总电量为
C正确；
D．以额定电流工作时每秒消耗能量为
D错误。
故选C。
3．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。
4．C
【详解】
A．电动机消耗的总功率为UI，A错误；
B．电动机不是纯电阻电路，欧姆定律不适用。流过线圈电阻的电流为I，B错误；
C．电源的输出功率为UI，C正确；
D．电动机的输出功率为
，D错误。
故选C。
5．B
【详解】
A．V是电压的单位，A是电流的单位，根据
V A是电功率的单位，A错误；
B．N是力的单位，m是位移的单位，根据
N m是能量单位，B正确；
C．A是电流的单位，s是时间单位，根据
A s是电量单位，C错误；
D．mA是电流单位，h是时间单位，根据
mA h是电量单位，D错误。
故选B。
6．C
【详解】
A．带有风扇的电路是非纯电阻电路，欧姆定律不适用，A错误；
B．标有“U、P”的P不是发热功率，B错误；
CD．通过电动机的电流
在根据焦耳定律可求得
C正确，D错误；
故选C。
7．D
【详解】
由题意可知，三个灯泡均正常发光，故三个灯泡的功率之和为
由P=UI知三个灯泡的额定电流分别为。
当R与40W灯泡并联时，因为流过40W灯泡的电流大于另两个灯泡电流之和；故不可能使三灯均正常发光；
当R与25W为泡并联时，由电路图可知：流过R和25W灯泡的总电流等于流过另外两个灯泡电流之和。所以流过R的电流为
故R消耗的功率
总功率为
当R与5W灯泡并联时，由电路图可知：流过R和5W灯泡的总电流等于流过另外两个灯泡电流之和。所以流过R的电流为
故R消耗的功率为
总功率为
综上所述，电路中消耗的总功率最小值为90W，故D正确，ABC错误。
故选D。
8．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。
9．A
【详解】
A．电动机的输入功率
故A正确；
B．电动机正常工作时是非纯电阻电路，不能用欧姆定律求内阻，故B错误；
CD．电动车速度最大时，牵引力等于阻力，由
可得
故CD错误。
故选A。
10．A
【详解】
它们的电阻分别为
它们均正常发光时的电阻阻值之比为
故选A。
11．CD
【详解】
电动机两端的电压U1=U-UL=16-6V=10V，整个电路中的电流，所以电动机的输入功率P=U1I=10×1W=10W，故A错误；电动机的热功率P热=I2RM=1×1W=1W，则电动机的输出功率P2=P-I2RM=10-1W=9W，故B错误，C正确；整个电路消耗的功率P总=UI=16×1W=16W，故D正确．所以CD正确，AB错误．
12．BC
【详解】
当电动机不转时，电动机的内阻为
电动机正常工作时输出功率为
P出=U2I2﹣I22r=1.5W．
卡住后热功率
故选BC。
13．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。
14．(1)0.2A；(2)1.44W；
(3)0.12W，1.32W
【详解】
(1)通过电动机的电流I与流过限流电阻R′的电流相同，则
(2)电动机两端电压
电动机输入的电功率
(3)电动机的发热功率
电动机的机械功率，也就是电动机的输出功率
15．(1)1×103W；(2)2×104s
【详解】
(1)设电动机的电功率为P，则有
设电动机内阻r上消耗的热功率为Pr，则有
代入数据解得。
(2)设蓄水总质量为M，所用抽水时间为t。已知抽水高度为h，容积为V，水的密度为ρ，则有
M＝ρV
设质量为M的河水增加的重力势能为ΔEp，则
设电动机的输出功率为P0，则
P0＝P－Pr
根据能量守恒定律得
代入数据解得。