3.3电功与电热 过关检测练习（word版含答案）

3.3电功与电热练习
一、单选题
1．LED灯正在逐步取代道路照明的高压钠灯。已知每盏高压钠灯的功率为400W，同亮度,LED灯的功率为100W，若某小城市要更换5000盏高压钠灯，则一个月可节约的电能约为（　　）
A．5×107kW·h B．5×106kW·h
C．5×105kW·h D．5×103kW·h
2．、分别表示由相同材料制成的两条长度相同、粗细不同的电阻丝的伏安特性曲线，从图线可判断（　　）
A．图线表示的电阻丝的阻值与电压成正比
B．电阻丝的阻值小于电阻丝的阻值
C．电阻丝较粗，电阻丝较细
D．两电阻串联接入电路时，消耗的功率大
3．下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中错误的是（　　）
A．适用于任何电路，而只适用于纯电阻电路
B．在非纯电阻电路中，
C．电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多
D．焦耳热适用于任何电路
4．为节约能源，某城市将主干道上部分路灯换成LED灯。已知旧灯的功率为300W，LED灯功率为200W，若更换5000盏，则一个月可以节约的电能约为（　　）
A．6×105kW·h B．3.6×105kW·h
C．9×104kW·h D．1.8×105kW·h
5．图是利用电动机提升重物的示意图，其中D是直流电动机。P是一个质量为m的重物，它被细绳拴在电动机的轴上。闭合开关S，重物P以速度v匀速上升，这时电流表和电压表的示数分别是5.0 A和100 V，重物P上升的速度为0.70 m/s。重物的质量为50 kg，g取10 m/s2。下列说法不正确的是（　　）
A．电动机消耗的电功率为500W
B．绳对重物做功的机械功率350W
C．电动机线圈的电阻20Ω
D．电动机的效率为70%
6．把六个相同的小灯泡接成如图甲、乙所示的电路，调节变阻器使灯泡正常发光，甲、乙两电路所消耗的功率分别用P甲和P乙表示，则下列结论中正确的是（　　）
A．P甲=P乙 B．P乙=3P甲
C．P甲=3P乙 D．P乙>3P甲
7．如图所示，有一内电阻为4.4 Ω的电解槽和一盏标有“110 V　60 W”的灯泡串联后接在电压为220 V的直流电路两端，灯泡正常发光，则（　　）
A．电解槽消耗的电功率为120 W B．电解槽的发热功率为60 W
C．电解槽消耗的电功率为60 W D．电路消耗的总功率为60 W
8．如图为一种服务型机器人，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20A·h。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2h
C．电池充满电后总电量为7.2×104C
D．以额定电流工作时每分钟消耗能量为1440J
二、多选题
9．如图所示是电饭煲的电路图。S1是一个限温开关，手动闭合，当此开关的温度达到居里点（103°C）时会自动断开。S2是一个自动温控开关，当温度低于约70℃时会自动闭合，温度高于80℃时会自动断开。红灯是加热状态时的指示灯，黄灯是保温状态时的指示灯。阻流电阻R1=R2=500Ω，加热电阻丝R3=50Ω，两灯电阻均不计，下列说法正确的是（　　）
A．加热状态下，限流电阻R2的电流为0.44A
B．保温状态下，限流电阻R1的电压约为201.7V
C．保温状态下，限流电阻R1与限流电阻R2的电流之比约为22
D．加热和保温两种状态下，加热电阻R3消耗的功率之比约为72
10．当电气设备发生接地故障，接地电流通过接地点向大地流散，在地面上形成电位分布时，若人在接地短路点周围行走，其两脚间的电位差叫作跨步电压。由跨步电压引起的人体触电，称为跨步电压触电。当人发觉有跨步电压时，应立即将双脚并在一起或抬起一条腿，跳着离开危险区。如图所示，一根火线断落在潮湿的地面上，站在地面上的人两脚间的距离为，每只脚的电阻为，人体躯干的电阻为，每米地面的电阻为。若通过躯干的电流为，则下列说法正确的是（　　）
A．通过人体的电流方向为从后脚到前脚
B．人的跨步电压为
C．通过人两脚间地面的电流为
D．通过人体的电流的电功率为
11．一台线圈电阻为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
12．如图是米家牌扫地机器人的照片，下表内容是它的一些重要参数：
额定电压 100-240V/50-60HZ 额定功率 50W
电池输入电压 14.4V 电池容量 5100mAh
充电时间 约3小时 工作时间 2.5小时
根据以上信息，下列说法正确的是（　　）
A．工作时，电池把电能转化为化学能
B．电池充电时平均充电电流约1.83A
C．电池充满电时储存的能量大约为2.64×105J
D．在2.5小时工作时间内机器人并非一直以50W额定功率工作
三、填空题
13．物理学规定____定向移动的方向为电流的方向；电流通过导体时能使导体的温度升高，电能转化为____能；一个的电阻工作时，通过它的电流是0.3A，则此电阻在100s内电流产生的热量为____J。
自重 40kg 额定电压 48V
载重 75kg 额定电流 12A
最大运行速度 20km/h 额定输出功率 350W
14．电动自行车具有低噪声、无废气、无油污的环保性，而且它的能源利用率很高，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，不计其自身机械损耗，若该车在额定状态下以最大运行速度行驶，则
（1）该车获得的牵引力为______N。
（2）电动机的内阻为______Ω。
四、解答题
15．如图所示的电路中，输入电压U恒为，灯泡L上标有“、”字样，电动机线圈的电阻若灯泡恰能正常发光，求：
（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）电动机的效率是多少？
16．如图甲为一款电饭煲，其额定电压为220V，它采用了先进技术，智能化地控制不同时间段的烹饪温度。图乙为其电路原理图，R1和R2为电阻不变的电热丝，S1是自动控制开关。将电饭煲接入U=220V电路中，在电饭煲工作的30min内，它消耗的电功率随时间变化的图像如图丙所示。求：
（1） 0~30min，电饭煲产生的总热量；
（2） S和S1均闭合，电路中的总电流；
（3） 根据电路的设计，在不同电压下，电饭煲从开始工作到S1第一次自动断开产生的热量相同。当实际电压U/=200V时，使用该电饭煲，从开始工作到S1第一次自动断开需要多长时间？
17．在如图所示的电路中，电源两端电压不变，的阻值为20Ω，滑动变阻器的最大阻值为；当开关S闭合，、断开时，将滑动变阻器的滑片置于b端，此时电压表的示数为，流过的电流为，消耗的功率为为6.4W；当开关S、闭合，断开时，电流表的示数为，电压表的示数为；当开关S、、都闭合时，将滑动变阻器的滑片置于中点，电流表的示数为，已知，，求：
（1）的大小；
（2）阻值的大小；
（3）当只闭合S，滑片调至某位置时，变阻器消耗的电功率为42W，求此时电路的总功率。
试卷第1页，共3页
参考答案
1．C
【详解】
每盏高压钠灯换成LED灯时，节约的功率
△P=400W-100W=300W=0.3kW
路灯一般工作时间一天约为12小时，故一个月可节约的电能约为
W=△Pt=5000×0.3×30×12kW h=5.4×105kW h
与C选项接近，故C正确，ABD错误。
故选C。
2．D
【详解】
A．图线表示电流随电压的变化关系，两图中斜率不变，故电阻均不变，故A错误；
C．根据电阻定律知，长度相同，材料相同，知的横截面积小，的横截面积大，故B错误；
B．由图的斜率可知，电阻丝的阻值大于电阻丝的阻值。故C错误；
D．串联电路中电流相等，则根据可知，消耗的功率大。故D正确。
故选D。
3．C
【详解】
A.公式
是计算电路的总功的大小，适用于任何的电路
对于纯电阻欧姆定律适用
带入可得
只适用于纯电阻电路，故A正确；
B．在非纯电阻电路中，因为电流做功产生其它能量如机械能、化学能等，所以电功大于电热，即
故B正确；
C．电功率越大，表示电流做功越快，但焦耳热
焦耳热还与时间有关，所以电功率越大电路中产生的焦耳热不一定越多，故C错误；
D.焦耳热
适用于任何电路中的焦耳热量的计算，故D正确。
本题选错误的，故选C。
4．D
【详解】
一个月可以节约的电能约为
所以D正确；ABC错误；
故选D。
5．C
【详解】
A．根据电功率关系式有
故电动机消耗的功率为500W，故A正确，不符合题意；
B．以物体为研究对象，由于物体匀速上升，根据平衡条件有
根据
得
故细绳对对重物做功的机械功率为350W，故B正确，不符合题意；
C．根据功能关系有
联立解得
故C错误，符合题意；
D．电动机效率
故D正确，不符合题意；
故选C。
6．C
【详解】
设灯泡正常发光时的电流为I，对于甲图，电路的总的电流为3I，此时甲的总功率的大小为
P甲＝U 3I
对于乙图，电流的总电流的大小就为I，此时乙的总功率的大小为
P乙＝U I
所以
P甲＝3P乙
故选C。
7．C
【详解】
AC．灯泡能正常发光，说明电解槽和灯泡均分得110 V电压，且干路电流
I=I灯==A
则电解槽消耗的功率
P=P灯=IU=60 W
C正确，A错误；
B．电解槽的发热功率
P热=I2R内=1.3W
B错误；
D．整个电路消耗的总功率
P总=220× W=120 W
D错误。
故选C。
8．C
【详解】
A．由P=UI知额定电流
I==2A
故A项错误；
B．充满电后，锂电池容量为20A·h，最长工作时间
t==10h
故B项错误；
C．电池充满电后总电量
q=It=20×3600C=7.2×104C
故C项正确；
D．以额定电流工作时每分钟消耗能量
W=UIt=2880J
故D项错误。
故选C。
9．AB
【详解】
A．加热状态下，开关S1闭合，限流电阻R1短路，限流电阻R2两端的电压U=220V，由欧姆定律，流过R2的电流
故A正确；
B．保温状态下，开关S1、S2都断开，由欧姆定律，流过R1的电流
R1的电压
U1=I1R1≈201.7V
故B正确；
C．保温状态下，R2的电压
U2=U-U1≈18.3V
由于R1=R2=500Ω，限流电阻R1与限流电阻R2的电流之比为
故C错误；
D．加热状态下，加热电阻R3消耗的功率
保温状态下，加热电阻R3消耗的功率
则两种状态下的功率之比
故D错误。
故选AB。
10．BD
【详解】
A．由图可知，人的前脚离火线更近，所以电势较高，后脚离火线远，电势低，所以通过人体的电流方向为从前脚到后脚，故A错误；
B．人体的电阻
通过躯干的电流为，则跨步电压
故B正确；
C．两脚间地面的电阻为
则通过两脚间地面的电流
故C错误；
D．通过人体的电流的电功率为
故D正确。
故选BD。
11．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。
12．CD
【详解】
A．扫地机器人对电池的重量没有特别高的要求，所以基本使用镍氢电池，工作时，电池把化学能转化为电能，故A错误；
B．电池充电时
故B错误；
C．电池充满电具有的能量为
故C正确；
D．若一直以50W工作，则工作时间为
而且机器人也并不是一直处于扫地工作状态，故D正确。
故选CD。
13．正电荷 内 90
【详解】
[1]物理学规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。
[2]电流通过导体时能使导体的温度升高，电能转化为内能。
[3]根据焦耳定律得，产生的热量
14．63 1.6
【详解】
（1）由题中表格可知，电动自行车的最大运动速度为
v=20km/h=m/s
此时电动自行车做匀速直线运动，由瞬时功率
得
N
所以此时该车获得的牵引力为63N；
（2）由表格可知，电动机的电压U=48V，I=12A，所以电动机的输入功率为
W
根据能量守恒可知，电动机输入的电能一部分转化为机械能，即输出功，一部分转化为电动机线圈的内能，所以
其中
式中R为电动机线圈的内阻，联立以上各式可得
R=1.6
15．（1）；（2）；（3）
【详解】
（1）电动机两端的电压
整个电路中的电流灯泡正常发光
则：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）电动机的效率
16．（1）9.9×105J；（2）3A；（3）12.1min
【详解】
（1）由图乙、丙可知，工作30min：
P1=440W的时间t1=15min=900s，P=660W的时间t2=15min=900s
0~30min内电饭煲产生的总热量：
Q总=P1t1＋Pt2=440W×900s＋660W×900s=9.9×105J
（2）当S和S1均闭合时，电阻R1与R2并联，电路中的总电流
（3）由图丙可知，电饭煲从开始工作到S1第一次自动断开时的时间：t=10min=600s
正常工作时，此过程中产生的热量：
Q=W=Pt=660W×600s=3.96×105J
电路中的总电阻：
因在不同电压下，电饭煲从开始工作到S1第一次自动断开产生的热量相同，所以由
可得在U′=200V时电饭煲工作的时间
17．（1）2∶9；（2）10Ω；（3）72W或100.8W
【详解】
（1）当开关S闭合，、断开，将滑动变阻器的滑片置于b端时，滑动变阻器和电阻、串联，滑动变阻器完全接入电路中，电压表测量电阻两端电压，示数为，等效电路如图所示
、、串联，流过的电流为
当S、闭合，断开时，滑动变阻器和电阻短路，电阻单独接入电路中，电压表测量电阻两端电压，示数为，电流表测量电路中的电流，示数为，等效电路如图乙所示
电阻单独接入电路中，电阻两端电压等于电源电压U，图中电流表的示数
（2）当S、、都闭合时，将滑动变阻器的滑片置于中点，滑动变阻器和电阻、并联，滑动变阻器接入电路中的电阻为最大阻值的一半，电流表测量通过电阻和滑动变阻器的总电流，示数为，等效电路如图所示
通过的电流
通过滑动变阻器的电流
根据并联电路的电流规律可知，电流表示数
数据代入得
解得
由串联电路的电流规律可知，甲图中电路中的电流
，
代入数据得
解得
（3）因为
消耗的功率为6.4W
所以
由图甲得电源电压
当只闭合S，滑片调至某位置时，滑动变阻器接入电路的电阻为，变阻器消耗的电功率为42W，则由
有
解得
或
当时，电路的总功率为
当时，电路的总功率为
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页