2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册-12.1 电路中的能量转化 同步练习题(Word版含答案)

12.1 电路中的能量转化
一、单选题
1．人们常用卡路里（cal）来计量运动消耗的能量，已知1cal=4.2J，而家庭用电则常用千瓦时（kW h）计量所用的电能，则1kW h相当于（　　）
A．1000cal B．3600cal C．3.6106cal D．8.6105cal
2．一家庭使用的电热毯电阻阻值为605Ω，当电热毯接入220V的电压时，电热毯在10s内产生的焦耳热为（　　）
A．360J B．600J C．800J D．1200J
3．两个白炽灯泡上分别标有“”和“”字样，则它们正常工作时的电阻之比是（　　）
A． B． C． D．
4．一台正在打扫房间卫生的扫地机器人，工作电压为，工作电流为。在它打扫一分钟的时间里，电流做的功为（　　）
A． B． C． D．
5．如图所示电路中，RA=RC；RB=RD；RB>RA。在a、b两端加上电压后，四个灯都能发光.比较各灯消耗功率的大小，正确的是（　　）
A．PB＞PD＞PA＞PC B．PB＞PA＞PC＞PD
C．PB＞PD＞PC＞PA D．PA＞PC＞PD＞PB
6．电流通过白炽灯泡做功时可将电能全部转化为白炽灯泡的内能。假设一白炽灯泡的额定功率与额定电压分别为220W与220V。若把此灯泡接到输出电压恒为110V的电源两端，则灯泡消耗的电功率（　　）
A．等于110W B．小于55W C．等于55W D．大于55W，小于220W
7．如图所示，电阻，电动机绕线电阻，当开关断开时，理想电流表的示数是，当开关合上后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，理想电流表的示数和电路消耗的电功率应是（　　）
A． B． C． D．
8．已知定值电阻，、和在电路中允许消耗的最大电功率分别为，。现将与并联再与串联如图所示，则电路允许消耗的电功率的最大值为（　　）
A．8W B．12W C．16W D．20W
二、多选题
9．在如图所示电路中，电源电动势为，电源内阻为，电路中电阻为，小型直流电动机的内阻为，闭合开关后，电动机转动，理想电流表的示数为。则以下判断中正确的是（　　）
A．电源两端的电压为 B．电源输出的电功率为
C．电动机两端的电压为 D．电动机的输出功率为
10．如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，电动机内阻为R1，当开关闭合时，电动机正常工作时，滑动变阻器接入电路中的电阻为R2，电动机两端的电压为U，通过电动机的电流为I，以下说法正确的是（　　）
A．电动机的发热功率为
B．电动机两端的电压等于IR1
C．电动机输出的机械功率等于
D．电动机输出的机械功率等于
11．2021年9月6日，中国能建哈密光热50MW熔盐塔式光热发电项目成功实现全容量并网，该电站年发电量1.98亿千瓦时，共安装了14500面五边形定日镜，定日镜在伺服系统的控制下能自动地把接收到的太阳光反射到集热塔的热靶上。伺服系统是两套结构相同的装置，一套控制水平轴负责俯仰（点头）、一套控制竖直轴负责方位（摇头），伺服系统主要耗电设备是电动机，虽然驱动的角速度很小，但是要对抗风吹，所以要带阻尼运行。设每个电动机功率为40W，内阻为2Ω，工作电压为20V。根据以上数据判断下列哪个选项最接近真实状况（　　）
A．单个伺服电动机的工作电流是10A
B．单个伺服电动机克服阻尼的功率是32W
C．如果平均日照时间为10小时，则电厂伺服系统每日耗电约11600KW·h
D．单个定日镜日均发电34kW h
12．如图所示为A、B两个电阻的伏安特性曲线，则下列分析正确的是（　　）
A．A、B的电阻之比为3:2 B．A、B的电阻之比为2:3
C．A、B串联时功率之比为3:2 D．A、B并联时功率之比为3:2
13．四盏灯泡接成如图所示的电路。a、c灯泡的规格是“220V 40W”，b、d灯泡的规格是“220V 100W”，通电后各个灯泡的实际功率都低于额定功率。则这四盏灯泡的实际功率Pa、Pb、Pc、Pd的大小关系，下列分析正确的是（　　）
A．Pa>Pb B．Pb>Pc C．Pc>Pd D．Pa=Pd
14．一台规格为“、”的电风扇的线圈电阻为。当电风扇正常工作时（　　）
A．通过线圈的电流是 B．通过线圈的电流是
C．机械功率是 D．机械功率是
15．如图所示，一直流电动机与阻值的电阻串联在电源上，电源电动势V，内阻，用理想电压表测出电动机两端电压V，已知电动机线圈电阻，则下列说法中正确的是（　　）
A．电源的总功率为60W B．通过电动机的电流为A
C．电源的路端电压为28V D．电动机的输出功率为18W
16．某同学测得某白炽灯的伏安特性曲线如图所示。图像上A点与原点的连线与横轴成角，A点的切线与横轴成β角，则（　　）
A．白炽灯的电阻随电压的增大而增大
B．在A点，白炽灯的电阻可表示为tanβ
C．在A点，白炽灯的电功率可表示为
D．在A点，白炽灯的电阻不能表示为
三、解答题
17．如图所示，线路两端的电压U=220V，每条输电线的电阻均为r=5Ω，A、B为两个一样的电炉，它们的电阻均为200Ω，求：
（1）电炉A两端的电压；
（2）电炉A的功率。
18．如图所示是利用电动机提升重物的示意图，其中D是真流电动机，P是一个质量为m的重物，它用细绳拴在电动机的轴上，闭合开关S，重物P以速度匀速上升，这时理想电流表和理想电压表的示数分别是=5A和=110V，重物P上升的速度=0.7m/s。已知重物的质量m=45kg，g取10m/s2。求：
（1）电动机输入的电功率；
（2）细绳对重物做功的机械功率；
（3）电动机线圈的电阻R。
试卷第2页，共2页
试卷第1页，共1页
参考答案
1．D
【详解】
故选D。
2．C
【详解】
电热毯电阻产生的热量
代入数据解得
Q=800J
故选C。
3．B
【详解】
根据
可得
可得两灯泡的电阻之比
故选B。
4．D
【详解】
它打扫一分钟的时间里，电流做的功为
故选D。
5．B
【详解】
因AB电流相等，RB>RA，根据
P=I2R
可知
PB>PA
因A的电流大于C，RA=RC，根据
P=I2R
可知
PA＞PC
CD电压相等，RD＞RC，根据
PC＞PD
即
PB＞PA＞PC＞PD
故选B。
6．D
【详解】
由于金属的电阻随温度的升高而增大，所以以额定电压工作时的电阻大于以110V电压工作的电阻。因没有达到额定电压，所以灯泡的功率一定小于220W；
根据部分电路欧姆定律，有
，
所以
所以灯泡消耗的功率小于220W大于55 W；
故选D。
7．D
【详解】
AB．当电键S断开时，由欧姆定律得
当电键S闭合后，通过R1的电流仍为0.5A，电动机的电流为
故电流表的电流为
故
故AB错误；
CD．电路中电功率为
但不能求出具体的数据。故C错误，D正确。
故选D。
8．B
【详解】
由题意可知
因为与并联，则两端电压相等，由公式
知，与所消耗的功率一样.已知与本身允许的最大功率分别是10W和2W，所以、在该电路中的最大功率都是2W，否则会超过的最大功率，而在电路中允许的最大功率，把与看成一个并联电阻，则电路就是与串联，而串联电路所流过的电流相同，再由
知，与所消耗功率之比为，与的并联阻值
即
所以消耗的功率是并联电阻的两倍，则的功率是
所以总功率最大为
ACD错误，B正确。
故选B。
9．AB
【详解】
A．由闭合电路欧姆定律可得
解得
故A正确；
B．根据电功率公式可求的电源输出的电功率为
解得
故B正确；
C．电动机两端的电压为
解得
故C错误；
D．电动机的输出功率为
解得
故D错误。
故选AB。
10．AC
【详解】
A．根据焦耳定律，电动机的发热功率为，故A正确；
B．只有纯电阻电路才能适用于欧姆定律求解，电动机为非纯电电路，不能用欧姆定律，故B错误；
CD．电动机输出的机械功率等于总功率减去发热功率，即
P出=UI-I2R1
故C正确，D错误；
故选AC。
11．BC
【详解】
AB．由得单个伺服电动机的工作电流
不能按纯电阻计算，电动机输出功率
故A错误，B正确；
C．伺服系统只在白天工作，认为每天工作10小时，则耗电为
故C正确；
D．单个定日镜日均发电
故D错误。
故选BC。
12．BD
【详解】
AB．由
可知A的电阻为，B的电阻为，A、B的电阻之比为，故A错误，B正确；
C．A、B串联时通过A、B的电流相等，由
知此时功率之比等于电阻之比，即为2:3，故C错误；
D．A、B并联时两端电压相等，由
知此时的功率之比等于电阻的反比，即为3:2，故D正确。
故选BD。
13．AB
【详解】
A．a、c灯泡的电阻为
b、d灯泡的电阻为
由图知通过a灯泡的电流为通过b、c两灯泡电流之和，而且，由
知，，故A正确；
BC．b、c灯泡并联两端电压相等，由
知，电阻小的功率大，即，故B正确；
C．b、c并联后的总电阻，大电阻分大电压，所以b、c两端的电压小于d灯泡的电压，由
知电阻相同的电压小的功率小，即，又因为，所以，故C错误；
D．通过a、d两灯泡的电流相等，而两灯泡电阻，由
知，，故D错误。
故选AB。
14．BC
【详解】
AB．电风扇的额定功率为。它两端的电压为。则通过电风扇线圈的电流为
故A错误，B正确；
CD．电风扇的总功率。线圈内阻消耗的功率
根据能量守恒可知，转化为机械能的功率是
故C正确，D错误。
故选BC。
15．AC
【详解】
B．根据闭合电路欧姆定律，有
解得
故B错误；
A．电源的总功率为
故A正确；
C．电源的路端电压为
故C正确；
D．电动机的输入功率
电动机的热功率
电动机的输出功率
故D错误。
故选AC。
16．AC
【详解】
A．由U-I图线可知，随电压增大，通过灯泡的电流增大，图线上的点与原点连线的斜率表示电阻值，故白炽灯的电阻增大，A正确；
BD．在A点，由欧姆定律可知，白炽灯的电阻可表示为
由于纵坐标与横坐标的意义、标度不同，所以不能用tanα表示电阻值，更不能用tanβ来计算，BD错误；
C．由图可知在A点，白炽灯两端的电压为U0，流过白炽灯的电流为I0，则白炽灯的电功率可表示为U0I0，C正确。
故选AC。
17．（1）200V；（2）200W
【详解】
（1）电路中总电阻
由
得线路电流
根据
得电炉A两端的电压
（2）电炉A得功率由
得
18．（1）；（2）；（3）
【详解】
（1）电动机消耗得电功率为
（2）重物匀速上升，拉力
T=mg
绳对重物做功的机械功率为
（3）电动机线圈的电阻R的发热功率为
=235W
由
得电动机线圈的电阻
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