2.8焦耳定律 电路中的能量转化 课时提升练（word版含答案）

2.8焦耳定律 电路中的能量转化 课时提升练（含解析）
一、选择题
1．如图，为一直流电动机，电动机的线圈绕组的电阻为，电阻为，电源的电动势为电源的内阻忽略不计。当电动机正常运转时，直流电动机两端的电压为，此时通过电动机的电流为（　　）
A． B． C． D．
2．下列家用电器中把电能主要转化为内能的是（　　）
A．电风扇 B．电饭锅 C．洗衣机 D．吸尘器
3．一盏规格为“，”的白炽灯和一台规格为“，”的电风扇并联接入电压恒为的交流电中，均正常工作。则（　　）
A．白炽灯和电风扇的热功率一定不同
B．白炽灯和电风扇的热功率一定相同
C．白炽灯和电风扇消耗的电功率一定不同
D．白炽灯和电风扇的电阻一定相等
4．如图所示，电动势为E、内阻为r的电池与定值电阻R0、滑动变阻器R串联，已知R0=r，滑动变阻器的最大阻值是2r。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动时，下列说法中正确的是（　　）
A．路端电压变大 B．电源提供的总功率变小
C．滑动变阻器消耗的功率变小 D．定值电阻R0上消耗的功率变小
5．两根相同材料做成的导体，若它们的横截面积之比为2∶1，长度之比为4∶1，则将它们串联起来通以相同的电流，在相同的时间内，它们产生的热量之比为（　　）
A．2∶1 B．4∶1 C．1∶2 D．1∶4
6．如图所示，直线OAC为某一直流电源的总功率P总随电流I变化的图线，抛物线OBC为该电源内部热功率Pr随电流I变化的图线。若A、B的横坐标为1A，那么AB表示的功率等于（　　）
A．2W B．2.5W C．3W D．4W
7．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，内阻，用理想电压表测出电动机两端电压，已知电动机线圈电阻，则下列说法中不正确的是（　　）
A．通过电动机的电流为
B．电动机的输入功率为
C．电动机的热功率为
D．电动机的输出功率为
8．如图所示，电源电动势E=12 V，内阻r=3Ω，直流电动机内阻0.5Ω。调节R2使电源输出功率最大，且此时电动机刚好正常工作（额定功率为6 W），则此时R2的阻值和电动机的输出机械功率P为（　　）
A．R2=2.5Ω B．P=4W
C．P=2W D．R2=4.5Ω
9．如图为汽车蓄电池供电简化电路图。汽车启动时先闭合开关S1，车灯亮，再闭合开关S2，电动机工作，启动发动机，车辆启动完成，断开S2，下列说法正确的是（　　）
A．闭合S2时车灯变亮 B．闭合S2时电流表示数变小
C．闭合S2时变小 D．断开S2时电源效率变大
10．图是利用电动机提升重物的示意图，其中是直流电动机。是一个质量为的重物，它被细绳拴在电动机的轴上。闭合开关，重物以速度匀速上升，这时电流表和电压表的示数分别是和，重物上升的速度为。重物的质量为，取。下列说法不正确的是（ ）
A．电动机消耗的电功率为
B．绳对重物做功的机械功率
C．电动机线圈的电阻
D．电动机的效率为
11．某简易电吹风简化电路如图所示，其主要部件为电动机M和电热丝，部分技术参数如下表，电吹风在220V 电压下工作。下列说法正确的是（　　）
电吹风额定电压 220W
电吹风额定功率 热风时：990W
冷风时：110W
A．开关都闭合时电吹风吹冷风
B．该电吹风中电动机的内电阻为440Ω
C．吹热风时电热丝的功率为990W
D．吹热风时通过电热丝的电流为4A
12．某节水喷灌系统如图所示，水以的速度水平喷出，每秒喷出水的质量为2.0kg。喷出的水是从井下抽取的，喷口离水面的高度保持H=3.75m不变。水泵由电动机带动，电动机正常工作时，输入电压为220V，输入电流为2.0A。不计电动机的摩擦损耗，电动机的输出功率等于水泵所需要的输入功率。已知水泵的抽水效率（水泵的输出功率与输入功率之比）为75%，忽略水在管道中运动的机械能损失，则（　　）
A．每秒水泵对水做功为75J
B．每秒水泵对水做功为225J
C．水泵输入功率为440W
D．电动机线圈的电阻为10
13．内阻为4.4Ω的电解槽和一盏标有“110V　60W”的灯泡串联后接在电压为220V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120W B．电解槽的发热功率为1.3W
C．电解槽消耗的电功率为60W D．电路消耗的总功率为60W
14．将一电源电动势为E，内阻为r的电池，与外电路连接，构成一个闭合电路，用R表示外电路电阻，I表示电路的总电流，下列说法正确的是（　　）
A．由可知，电源的内电压随I的增大而增大
B．由可知，外电压随I的增大而增大
C．由可知，电源的输出功率P随输出电流I的增大而增大
D．由可知，电源输出电压U随输出电流I的增大而减小
15．有一种简易的干电池充电宝，采用升压模块可以用两节干电池组成的电池组给手机充电，以解决应急之需。已知干电池组的内阻为r、电动势为，给手机充电时电池组的输出电流为；升压模块给手机电池充电时加在手机电池两端的电压为U、输入电流为I，手机电池的内阻为R。以下说法正确的是（　　）
A．干电池组的输出功率为
B．升压模块不含干电池组损耗电能的功率为
C．手机电池的焦耳热功率为
D．手机电池转化为化学能的功率为
二、解答题
16．如图所示，恒压源输出电压不变为U＝18V，M为电动机（可视为非纯电阻），N为电炉（可视为纯电阻），只闭合S1，S2断开时，电流表示数为3A；只闭合S2，S1断开时，电流表示数为5 A，且电动机输出功率为40 W。求：
（1）电炉的电阻及发热功率；
（2）电动机的内阻。
17．一辆电瓶车质量为500kg，由内阻不计的蓄电池组向直流电动机提供24V的电压，使车在水平地面上以0.8m/s的速度匀速行驶时，通过电动机的电流为5A。设车受的阻力为车重的0.02倍，求此电动机行驶时消耗的机械功率和电机的内阻。（g取10m/s2）
参考答案
1．B
【详解】
根据闭合电路欧姆定律可知
所以电阻上的电压为
根据欧姆定律得电路中的电流为
即通过电动机的电流为 ，ACD错误，B正确。
故选B。
2．B
【详解】
电流做功的过程，实际上就是能量转化的过程，消耗电能转化成其它形式的能。在常见的家用电器中，洗衣机、电风扇和吸尘器主要是把电能转化为机械能；电饭锅主要是把电能转化为内能，故ACD错误B正确。
故选B。
3．A
【详解】
AB．电风扇工作时会产生反电流，所以通过电风扇的电流较小，根据可知白炽灯和电风扇的热功率一定不同，B错误，A正确；
C．二者正常工作，消耗的电功率均为，相同，C错误；
D．白炽灯和电风扇的电阻不一定相等，D错误。
故选A。
4．C
【详解】
ABD．当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值减小，电路总电阻减小，总电流增大，根据
可知电源提供的总功率增大；
根据
可知路端电压减小；
根据
可知定值电阻R0上消耗的功率增大，综上所述可知ABD错误；
C．滑动变阻器消耗的功率为
根据数学知识可知当R=2r时，P最大；当R＜2r时，P随R的减小而减小，所以当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动时，P减小，故C正确。
故选C。
5．A
【详解】
两根相同材料做成的导体，若它们的横截面积之比为2∶1，长度之比为4∶1，根据
则
根据
则产生的热量之比为2∶1
故选A。
6．A
【详解】
电源的总功率为
P总= EI
电源内部热功率为
根据图像中数据可得
E=3V
r=1Ω
AB的功率表示当I=1A时电源的输出功率，即
故选A。
7．A
【详解】
A．根据闭合电路欧姆定律，有
解得
故A错误，符合题意；
BCD．电动机的输入功率
电动机的热功率
电动机的输出功率
故BCD正确，不符合题意。
故选A。
8．B
【详解】
当电动机M正常工作时，将电动机M等效为电阻为R的电阻，电源输出功率最大时，电源内阻等于外电阻，此时电源的输出功率为
此时电路中的电流为
则由
解得
R2=1.5Ω
电动机的输出机械功率
故选B.
9．D
【详解】
AB．闭合，电路总电流变大，电流表示数变大，电源内电压变大，路端电压变小，车灯变暗，故AB错误；
C．根据闭合电路欧姆定律可得
即
所以闭合S2时不变，故C错误；
D．断开，电路总电流变小，电源内电压变小，路端电压变大，而电源效率为
所以变大，故D正确。
故选D。
10．D
【详解】
A．电动机消耗的电功率为
A正确，不符合题意；
B．绳对重物做功的机械功率
B正确，不符合题意；
C．根据
可得电动机线圈的电阻
C正确，不符合题意；
D．电动机的效率为
D错误，符合题意。
故选D。
11．D
【详解】
A．开关都闭合时，电热丝接入电路发热，电吹风吹热风，故A错误；
B．440Ω显然是用电动机的额定电压除以额定电流得出的，而电动机是非纯电阻元件，不能用欧姆定律计算其内电阻，故B错误；
CD．吹热风时电热丝的功率为
吹热风时通过电热丝的电流为
故C错误，D正确。
故选D。
12．D
【详解】
AB．每秒喷出水的质量为,抽水增加了水的重力势能和动能，则每秒水泵对水做功为
故AB错误；
C．水泵的输出能量转化为水的机械能，则
而水泵的抽水效率（水泵的输出功率与输入功率之比）为75%，则
故C错误；
D．电动机的输出功率等于水泵所需要的输入功率，则电动机的机械功率为
而电动机的电功率为
由能量守恒可知
联立解得
故D正确；
故选D。
13．BC
【详解】
AC．由于灯泡正常发光，所以电解槽的电压为220-110=110V，由于电解槽和灯泡串联，它们的电流相等，所以，所以电解槽消耗的功率为P槽=UI=110×=60W，所以A错误，C正确．
B．电解槽的发热功率为P热=I2r=（）2×4.4=1.3W，所以B正确．
D．电路消耗总功率为为：P总=220V×A=120W，所以D错误．
14．AD
【详解】
A．由可知，电源的内电压随I的增大而增大，故A错误；
BD．因为I增大时，外电阻R减小，所以不能根据得出外电压随I的增大而增大的结论，根据可知外电压（即输出电压）随I的增大而减小，故B错误，D正确；
C．电源的输出功率为
根据数学知识可知当时，P随I的增大而减小，当时，P随I的增大而增大，故C错误。
故选AD。
15．AD
【详解】
A．干电池组的总功率为，其内阻消耗的热功率为，故其输出功率为
故A正确；
B．升压模块提耗电能的功率应为干电池组的输出功率与给手机电池提供的输入功率的差值，即为
故B错误；
CD．给手机电池提供的输入电能的功率为UI，一部分转化为手机电池内阻的内能，其焦耳热功率为
=
一部分转化为手机电池的化学能，其功率为
=
故C错误，D正确。
故选AD。
16．（1）6Ω；54W；（2）2Ω
【详解】
（1）电炉的电阻为
发热功率为
（2）电动机的输入功率为
电动机的热功率为
解得电动机的内阻为
17．80W；1.6Ω
【详解】
行驶时消耗的机械功率为
设电动机的内阻为r
解得