3.3电功和电热 达标练习（word解析版）

2021-2022学年鲁科版（2019）必修第三册
3.3电功和电热
达标练习（解析版）
1．电流在导体内产生的热量和下列哪一个因素无关（　　）
A．电流
B．电阻
C．时间
D．电容
2．如图所示是一款可充电的手持式电风扇。当电池充电时输入电压为U1=5.
0V，电流I1=1.0A，完全充满电所需的时间为3h。当电风扇以高速档正常运行时，电动机两端电压为U2=3.5V，通过电动机的电流大小为I=0.
2A，输出功率为P=0.66W，可正常工作6h。下列说法正确的是（　　）
A．充电电池的内阻为5
B．电动机的内阻为25
C．电动机的内阻为1.
0
D．电池充满电时储存的电能为J
3．一个电热器电阻为R，当通过它的电流为I时，通过时间t产生的热量为Q。若要使它产生的热量为4Q，下列方法正确的是（　　）
A．电阻R不变，电流I变为原来的2倍，通电时间t不变
B．电阻R减半，电流I变为原来的2倍，通电时间t不变
C．电阻R不变，电流I不变，通电时间t变为原来的2倍
D．电阻R变为原来的2倍，电流I不变，通电时间t不变
4．某汽车的电源（电源电动势为E、内阻为r）与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示（车灯等效为一个车灯）。已知车灯的额定电压为U、额定功率为P。当开关S闭合后，汽车的启动电机开始启动，车灯正常发光，电机正常工作，下列说法正确的是（　　）
A．电源两端的电压为E
B．电源的输出功率为P
C．通过车灯的电流为
D．电机两端的电压为E－U
5．新能源汽车已经进入我们的生活，新能源车的最大续航里程取决于电池容量，通常以kWh为单位，某国产电动汽车的电池容量为60kWh，用充满电的该电池给10盏电压合适的60W的电灯供电，灯泡正常工作，不计其他能量损失，电池全部放电完毕，理想情况下能让这10盏灯工作多长时间（　　）
A．100小时
B．10000小时
C．100天
D．10000秒
6．某同学为探究电流通过导体产生热量的多少跟电阻的关系，设计了如下电路图，其中正确的是（　　）
A．
B．
C．
D．
7．电源、电阻箱、电流表与开关连接成如图所示的电路。闭合开关S后，当电阻箱接入电路的阻值R=10.0Ω时，电流表示数为0.50A。当电阻箱接入电路的阻值R=10.0Ω时，电阻箱的热功率等于（　　）
A．50W
B．20W
C．5.0W
D．2.5W
8．如图所示的电路中，，接在电源上时，它们的电功率分别为、、，则（　　）
A．
B．
C．
D．
9．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直播课时消耗的总电能。他查阅了相关资料，信息如下表：
学校师生总人数
上课时间/节
每天/节
网络作业时间/h
2000
30min
6
2
使用手机人数占比
使用电脑人数占比
手机的功率/W
电脑的功率/W
20%
80%
5
50
仅考虑信息表中的用电器，试估算全校师生在家上直播课时一天消耗的总电能约为（　　）
A．4.1×105J
B．8.9×108J
C．1.5×109J
D．2.0×109J
10．在如图所示的电路中，输入电压U恒为10V，灯泡L标有“3V，9W”字样，电动机线圈的电阻RM＝1Ω。若灯泡恰能正常发光，下列说法正确的是（　　）
A．电动机两端的电压是6V
B．通过电动机的电流是5A
C．电动机的输出功率是12W
D．整个电路消耗的电功率是21W
11．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
12．在如图所示电路中，电源电动势为12V，电源内阻为，电路中的电阻为，小型直流电动机M的内阻为。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14W
B．电动机两端的电压为7.0V
C．电动机产生的热功率为4.0W
D．电源输出的电功率为22W
13．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。若该车在额定状态下以最大速度行驶，不计自行车自身的机械损耗，则（　　）
自重
40kg
额定电压
36V
载重
75kg
额定电流
12A
最大行驶速度
20km/h
额定输出功率
300W
A．电动机的输入功率为432W
B．电动机的内电阻约等于2Ω
C．该车获得的牵引力约为78N
D．该车受到的阻力约为54N
14．现用充电器为一手机电池充电，等效电路如图所示，充电器电源的输出电压为U，输出电流为I，手机电池的内阻为r，下列说法正确的是（　　）
A．充电器输出的电功率为
B．电能转化为化学能的功率为
C．电池产生的热功率为
D．充电器的充电效率为
15．如图所示，电阻
R1＝20
Ω，电动机的内阻
R2＝5Ω。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，电路两端的电
压不变，关于电流表的示数
I、电路消耗的电功率
P
和电动机的热功率
P的
式子正确的是(
)
A．I＝2.5
A
B．I>2.5
A
C．P
热＜20
W
D．P＜25
W
16．小明妈妈新购买了一只苏泊尔SWJ-50型电热水壶，其铭牌如图所示。小明在一个标准气压下，发现将一满壶初温为20℃的水在电热水壶正常工作时恰好烧开的时间为5min。[已知c水=4.2×103J/（kg ℃），电热水壶发热电阻丝的电阻不变]
（1）求水吸收的热量；
（2）求消耗的电能；
（3）小明发现在用电高峰时，同样烧开一满壶初温为20℃的水需要的时间是363s，求电热水壶两端的实际电压。（设电热水壶的加热效率相同）
型号
WSJ﹣50
额定电压
220V
额定功率
800W
水壶容积
500mL
17．某同学观察到一款国产纯电动汽车的铭牌上有这些信息∶
最高车速
180km/h
整备质量
2240kg
电机最大输出功率
480kW
电机的工作电压
640V
电机额定输出功率
120kW
电机的峰值扭矩
420Nm
（1）某次测试时，若汽车以电机的最大输出功率，在平直路面上以最高车速匀速行驶，则所受阻力为多大？
（2）某次测试时，若汽车以电机的额定输出功率工作时，电机的工作电流为200A，求电机的内阻为多大？
参考答案
1．D
【详解】
根据焦耳定律
可知，电流在导体内产生的热量与电流、电阻、时间都有关系，与电容无关，ABC错误，D正确。
故选D。
2．C
【详解】
A．充电电池充电时电池的内阻不能用求解内阻，选项A错误；
BC．对电动机：
即
解得
r=1.0Ω
选项C正确，B错误；
D．电池充满电时储存的电能为
选项D错误。
故选C。
3．A
【详解】
由题中已知数据及焦耳定律可知
A．电阻R不变，电流I变为原来的2倍，通电时间t不变，则产生的热量为
故A正确；
B．电阻R减半，电流I变为原来的2倍，通电时间t不变，则产生的热量为
故B错误；
C．电阻R不变，电流I不变，通电时间t变为原来的2倍，则产生的热量为
故C错误；
D．电阻R变为原来的2倍，电流I不变，通电时间t不变，则产生的热量为
故D错误。
故选A。
4．C
【详解】
A．电源两端的电压即为路端电压，由闭合电路欧姆定律可知，路端电压小于电源电动势，故A错误；
B．电源的输出功率为电动机的功率与车灯功率之和，故B错误；
C．通过车灯的电流为
故C正确；
D．由电路特点可知，电机两端的电压也车灯两端电压相等，即为U，故D错误。
故选C。
5．A
【详解】
由题意，可求得这10盏灯工作1h消耗的电能为
所以充满电的该电池给10盏灯供电，有
即工作的总时间为100小时，故选A。
6．C
【详解】
要探究电流通过导体产生的热量与电阻关系，需保证通过电阻的电流相同，电阻不同，因此需让不同阻值的定值电阻串联连接，故ABD错误，C正确。
故选C。
7．D
【详解】
电阻箱的热功率为
故选D。
8．A
【详解】
与并联，电流与电阻成反比，设通过的电流为3I，则通过的电流为2I，通过的电流为5I，根据可得
，，
所以有
故选A。
9．C
【详解】
学生每天在线学习的时间
学生每天使用电脑的总功率
学生每天使用手机的总功率
学生每天学习使用手机和电脑需要消耗的电能为
ABD错误，C正确。
故选C。
10．C
【详解】
A．灯泡正常发光时的电压等于其额定电压，电动机的输入电压
UM=U-UL=10V-3V=7V
故A错误；
B．灯泡正常发光，则电路电流
即通过电动机的电流是3A，故B错误；
C．电动机的热功率
PQ=I2RM=92×1Ω=9W
则电动机的输出功率是
故C正确；
D．整个电路消耗的功率
P总=UI=10V×3A=30W
故D错误；
故选C。
11．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。
12．B
【分析】
在计算电功率的公式中，总功率用来计算，发热功率用来计算，如果是计算纯电阻的功率，这两个公式的计算结果是一样的，但对于电动机等非纯电阻，第一个计算的是总功率，第二个只是计算发热功率，这两个的计算结果是不一样的。
对于电功率的计算，一定要分析清楚是不是纯电阻电路，对于非纯电阻电路，总功率和发热功率的计算公式是不一样的。
【详解】
ABC．电路中电流表的示数为，所以电动机的电压为
电动机的总功率为
电动机的发热功率为
所以电动机的输出功率为
B正确，AC错误；
D．电源的输出的功率为
D错误。
故选B。
13．AD
【详解】
A．额定电压36V，额定电流12A，则电动机的输入功率为
故A正确；
B．额定输出功率300W，则
所以
可得
故B错误；
CD．车在额定状态下以最大速度行驶时，牵引力等于阻力。所以
故C错误，D正确。
故选AD。
14．BC
【详解】
A．充电器输出的电功率为UI，故A错误：
B．电池产生的热功率为I2r；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为
故B正确；
C．电池产生的热功率为I2r，故C正确；
D．充电器的充电效率为
故D错误。
故选BC。
15．CD
【详解】
AB．当电键S断开时，由欧姆定律得
U=I1R1=10V．
当电键S闭合后，通过R1的电流仍为0.5A，电动机的电流
故电流表的电流I＜2.5A，选项AB错误；
C．电动机消耗的热功率
选项C正确；
D．电路中电功率P=UI＜10×2.5=25W，选项D正确。
故选CD。
16．（1）；（2）；（3）
【详解】
（1）当电热水壶装满水后，水的体积为
由可得，水的质量为
则水吸收的热量为
（2）由可得，消耗的电能为
（3）烧开同一壶水时水吸收的热量相等，所以电热水壶的效率不变时，消耗的电能相等，则有
代入数据解得
17．（1）；（2）；
【详解】
（1）由铭牌可知，，，则有
由于汽车做匀速直线运动，则有
联立解得：；
（2）电动机消耗的电能为
电动机产生的热量为
又因为
解得：；