5.1电路中的能量 自主提升过关练（word解析版）

5.1电路中的能量 自主提升过关练（解析版）
一、选择题
1．四盏灯泡接成如图所示电路。a、c灯泡的规格为“220V、40W”，b、d灯泡的规格为“220V、100W”各个灯泡的实际功率都没超过它的额定功率。请排列出这四盏灯泡实际消耗功率的排列顺序（　　）
A．Pa>Pb>Pc>Pd B．Pa>Pd>Pb>Pc C．Pa>Pb=Pc>Pd D．Pa=Pd>Pc=Pd
2．某学习小组用如下电路研究小电动机的电流与电压关系。通过调节滑动变阻器R接入电路的阻值，测量得到下表记录的信息。若认为小电动机的电阻是不变的，则（　　）
序号 电压 电流 电动机工作状态
1 1.25 0.50 卡住未转动
2 2.00 0.20 稳定转动
3 3.5 0.30 稳定转动
A．小电动机的电阻大约为
B．当小电动机的电压为时，其发热功率为
C．当小电动机的电压为时，其电功率为
D．当小电动机的电压为时，其对外做功的功率为
3．甲、乙、丙、丁四只电阻U-I图像如图所示，将其并联。则消耗电功率最大的电阻是（　　）
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
4．在纯电阻电路中，当用一个固定的电源（设E、r是定值）向变化的外电阻供电时，关于电源的输出功率P随外电阻R变化的规律如图所示。则下列判断错误的是（　　）
A．当R＝r时，电源有最大的输出功率
B．当R＝r时，电源的效率η＝50%
C．电源的功率P′随外电阻R的增大而增大
D．电源的效率η随外电阻R的增大而增大
5．一标有“12V 12W”的电动机正常工作，已知其线圈电阻为2Ω，则正常工作1分钟产生的焦耳热为（　　）
A．720J B．144J C．120J D．4320J
6．如图，电动机M与灯泡L串联在电路中，M的线圈电阻为2，电源的电动势为16V、内阻为1，灯泡电阻为5。闭合开关S后，M正常运转，M线圈上产生的热功率为2W，V为理想电压表，则（　　）
A．电压表示数为2V
B．电动机的输出功率为8W
C．电源的输出功率为16W
D．电源的效率为87.5%
7．下表为一台电热水器的铭牌（有一项内容模糊不清），电热水器内部电路可简化为如图所示电路，和均为电热丝。则下列说法中不正确的是（　　）
某电热水器的简介 简化电路
额定电压 220V
额定电流 高温档
中温档 5A
低温档 2A
电源频率 50Hz
A．低温档正常工作时的额定功率是440W
B．中温档正常工作1分钟产生的热量是
C．高温档正常工作时的额定电流约为8.3A
D．电热丝的电阻是
8．下列设备工作时，以电能转化为机械能为目的的是（　　）
A．洗衣机 B．电冰箱
C．微波炉 D．计算机
9．如图甲所示电路，电源电压不变，将小灯泡L和电阻R接入电路中，只闭合开关S1时，小灯泡L的实际功率为1.8 W；图乙是小灯泡L和电阻R的I-U图像。下列说法中正确的是（　　）
A．只闭合开关S1时，小灯泡L的电阻为20 Ω
B．再闭合开关S2后，电路总功率为2.7 W
C．再闭合开关S2后，电阻R的电功率为0.4 W
D．再闭合开关S2后，在1 min内电阻R消耗的电能是24 J
10．充电宝内部的主要部件是锂电池，充电宝中的锂电池在充电后，就是一个电源，可以给手机充电．充电宝的铭牌通常标注的是“”（毫安时）的数量，即锂电池充满电后全部放电的电荷量．机场规定：严禁携带额定能量超过的充电宝搭乘飞机．根据以下充电宝铭牌，不能带上飞机的是（　　）
A．“”和“” B．“”和“”
C．“”和“” D．“”和“”
11．2021年6月28日上午，金沙江白鹤滩水电站首批机组正式投产发电．此次投产发电的机组为14号、1号机组．其中，14号机组为全球首台实现100万千瓦满负荷发电的机组．若14号机组满负荷发电一小时，提供的电能用国际单位制基本单位来表示，则下列正确的是（　　）
A． B．
C． D．
12．某家用电热水器额定功率为1000W，每天工作2小时，一个月（按30天计算）消耗多少度电？（一度电为1kW·h）（　　）
A．30度 B．60度 C．120度 D．240度
13．下列各种说法中正确的是（　　）
A．通过一段导体的电流是2A，则1分钟内通过该导体截面的电量为120C
B．电动势为1.5V的干电池，表明干电池可以使2C的电量具有3J的电能
C．将金属丝均匀拉长为原来的两倍，金属丝的电阻和电阻率都增大2倍
D．“220V，50W”的电风扇，线圈电阻为0.4Ω，正常工作时每分钟产生的电热约1.24J
14．下表是一辆电动自行车的部分技术指标，其中额定车速是指电动自行车满载情况下在平直道路上以额定功率匀速行驶的速度，若该车满载时在平直道路上以额定功率行驶，且所受阻力大小恒定，重力加速度，根据表中数据，下列说法正确的是（　　）
额定车速 车质量 载重 电源 电源输出电压 充电时间 额定输出功率 电动机额定工作电压和电流
A．该过程中，电动自行车电动机的热功率为
B．该车所配电动机的内阻为
C．该过程中，电动自行车所受阻力是车重（包括载重）的0.09倍
D．该过程中，当车速为时，加速度大小为
15．小型机器人在人们的日常生活中应用越来越多，机器人是依靠直流电源供电驱动直流电机进行工作，已知直流电源的电动势为E，电动机直接接在电源两端，闭合电路后，电动机刚好正常工作，此时，电动机的输入电压为U、输入功率为P，则（　　）
A．电动机的内阻为 B．电源的内阻为
C．电源的内耗功率为 D．整个电路消耗的功率为
二、解答题
16．如图所示，电源的电动势，内阻，电阻，为直流电动机，其电阻，电动机正常工作时，其两端所接理想电压表读数为，求：
（1）流过电动机的电流；
（2）电动机输出的机械功的功率。
17．在如图所示的电路中，电源的电动势，内阻，，，电动机M的规格为“6V，12W”，其内阻。当开关S闭合时，电动机正常工作。求：
（1）通过电源的电流I；
（2）电动机的输出功率；
（3）电阻的阻值。
参考答案
1．B
【详解】
根据公式
可得b、d的电阻小于a、c的电阻，a、d串联在干路，所以两灯泡的电流相等，故根据公式
可得
因为通过b、c的电流之和等于d的电流，所以通过d的电流大于b的电流，b、c并联，电压相同，由于b的电阻小于c的电阻，所以b的电流大小于c的电流，故根据公式
可得
，
综合可得
故选B。
2．B
【详解】
A．将电压表当作理想电压表，当小电动机的电压为时，电动机卡住未转动，电功率等于内阻发热功率
将第一组数据代入可解得
故A错误；
B．当小电动机的电压为时，电流是0.50A，由P=I2r得其发热功率为，故B正确；
C．当小电动机的电压为时，其电功率
故C错误；
D．当小电动机的电压为时，其对外做功的功率
故D错误。
故选B。
3．D
【详解】
四个电阻并联后两端电压相等，根据可知阻值最小的消耗功率最大，而U-I图像的斜率表示电阻的阻值，所以丁电阻的阻值最小，消耗的功率最大。
故选D。
4．C
【详解】
AB．由图可知，当R＝r时，电源有最大的输出功率，此时电源的效率为
故AB正确；
C．电源的功率为
所以P′随外电阻R的增大而减小，故C错误；
D．电源的效率为
所以η随外电阻R的增大而增大， 故D正确。
本题选错误的，故选C。
5．C
【详解】
由题意可知电动机正常工作时，
根据
解得
根据焦耳定律
解得
故选C。
6．B
【详解】
A．M线圈上产生的热功率为2W，则
可得
I=1A
则电压表读数
选项A错误；
B．电动机的输出功率为
选项B正确；
C．电源的输出功率为
D．电源的效率为
选项D错误。
故选B。
7．D
【详解】
A．低温档正常工作时的额定功率
故A正确；
B．中温档正常工作1分钟产生的热量
故B正确；
CD．当S1断开，S2接b时，R1、R2串联，电阻最大，为低温档
当S1闭合，S2悬空时，电路中电阻只有R1，为中温档
所以
当S1闭合，S2接a时，R1、R2并联，为高温档，此时电阻
故C正确，D错误；
故选D。
8．A
【详解】
A．洗衣机把电能转化为机械能，利用机械能进行洗衣；故A正确；
B．电冰箱先把电能转化为机械能，然后利用机械能驱动制冷剂在冰箱内外进行热交换，我们使用的不是其机械能；故B错误；
C．微波炉将电能转化为微波，然后利用微波对食物进行加热，不使用机械能；故C错误；
D．计算机利用了电场、磁场、电路等原理接收、播放电视声音和图象，不是利用机械能。故D错误。
故选A。
9．B
【详解】
A．由电路图知，只闭合开关S1时，电路中只有小灯泡工作，它的实际功率为1.8W，由图乙知，此时小灯泡两端的电压即电源电压为3V，通过的电流为0.6A，则小灯泡的电阻
A错误；
BCD．再闭合S2后，小灯泡和电阻R并联在电路中，由图乙知，此时通过R的电流为0.3A。那么R消耗的电功率为
P1=UI1=3V×0.3A=0.9W
那么电路的总功率为
P总=P1+PL=0.9W+1.8W=2.7W
在1min内电阻R消耗的电能为
W=P1t=0.9W×60s=54J
CD错误，B正确。
故选B。
10．C
【详解】
A．额定能量为
故A不符合题意；
B．额定能量为
故B不符合题意；
C．额定能量为
故C符合题意；
D．额定能量为
故D不符合题意；
故选C。
11．C
【详解】
根据可得
故正确答案为C。
12．B
【详解】
电热水器一个月消耗的电能为
故选B。
13．ABD
【详解】
A．通过一段导体的电流是2A，则1分钟内通过该导体截面的电量为
q=It=2×60C=120C
选项A正确；
B．电动势为1.5V的干电池，由
得
W=qE=2×1.5J=3J
则知干电池可以使2C的电量具有3J的电能，故B正确；
C．电阻率是由金属本身决定的，与导体的长度无关。故C错误；
D．220V，50W的电风扇工作时的电流
正常工作时每分钟产生的电热
故D正确
故选ABD。
14．BD
【详解】
A．依题意，可得自行车的总功率为
输出功率为180W，则热功率为
故A错误；
B．根据
解得电动机的内阻
故B正确；
C．自行车的最大速度即额定速度为
由公式
得阻力
则有
即该过程中，自行车所受阻力是车重（包括载重）的倍，故C错误；
D．该过程中，当车速为时，牵引力为
根据牛顿第二定律
即
解得加速度大小为
故D正确。
故选BD。
15．BC
【详解】
A．由于电动机是非纯电阻用电器，因此内阻不等于，故A错误；
B．由题意可知，电路中的电流
电源的内电压为，因此电源的内阻为
故B正确；
C．电源的内耗功率为
故C正确；
D．整个电路消耗的功率为
故D错误。
故选BC。
16．（1）2A；（2）80W
【详解】
（1）电动机正常工作时，电阻R以及电源内阻上的电压
电路的电流
（2）电动机的总功率
17．（1）4A；（2）8W；（3）2Ω
【详解】
（1）电动机正常工作时，其两端电压为
解得
（2）电动机正常工作时，通过其电流为
电动机的输出功率为
（3）R2所在支路的总电阻为
解得