2.8焦耳定律 电路中的能量转化 课时提升过关练（word版含答案）

2.8焦耳定律 电路中的能量转化 课时提升过关练（含解析）
一、选择题
1．如图所示。三个电阻R1、R2、R3的阻值均为R，电源的内阻rA．R2消耗的功率变小 B．R3消耗的功率变大
C．电源输出的功率变大 D．电源内阻消耗的功率变小
2．如图所示为吹风机的工作电路图，为电动机的内阻、电阻丝的电阻为R。已知该吹风机有两个挡位，电源电压恒为220V，低挡消耗的电功率为220W，高挡消耗的电功率为1100 W，则下列对该电路的分析正确的是（　　）
A．两开关均闭合时吹风机为低挡位
B．电动机工作时，其输出的机械功率为220 W
C．吹风机的电阻rM=220 Ω
D．R=55 Ω
3．了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要。以下不符合事实的一项是（　　）
A．关系式最初是焦耳用实验直接得到的
B．库仑总结出了点电荷间相互作用的规律
C．法拉第提出了电场的观点，采用了用电场线这个简洁的方法描述电场
D．安培通过实验测定了元电荷e的数值
4．如图所示，这是安装在潜水器上的深度表的电路原理图，显示器由电流表改装而成，压力传感器的电阻随压力的增大而减小，电源的电动势和内阻均为定值，R0是定值电阻。在潜水器完成科考任务上浮的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．传感器两端的电压减小 B．通过显示器的电流减小
C．电路的总功率可能不变 D．传感器的功率一定减小
5．手机充电器又名电源适配器．手机常用锂离子电池的充电器采用的是恒流限压充电，充电器上所标注的输出参数如图甲所示，充电的锂离子电池标识如图乙所示．对于电源适配器与锂电池，下列说法正确的是（　　）
A．手机电池标识的mAh是电功的单位
B．电源适配器的充电限制电压是6V
C．如果工作电流是200mA，手机电池能连续工作约8个小时
D．手机充电时会微微发热，所以手机充电器主要是把电能转化成热能的装置
6．如图所示的电路中，输入电压U恒为，灯泡L标有“”字样，电动机线圈的电阻。若灯泡恰能正常发光，以下说法正确的是（　　）
A．电动机的输入功率是 B．电动机的输出功率是
C．电动机的热功率是 D．整个电路消耗的电功率是
7．电阻R和电动机M串联接到电路中，如图所示，已知电阻R与电动机线圈电阻相等，开关接通后，电动机正常工作，设电阻R和电动机两端的电压分别为U1和U2，经过时间t，电流通过电阻R做功W1，产生的电热为Q1；电流通过电动机做功W2，产生的热量为Q2，则有（　　）
A．U1=U2, Q1=Q2 B．W1=W2, Q1=Q2 C．W18．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” 字样的灯泡串联后接在电压为220 V的直流电源两端，灯泡正常发光，则（　　）
A．电解槽消耗的电功率为20 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
9．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（　　）
额定电压 220V
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．吹热风时通过电热丝的电流为4A
C．吹热风时电热丝的功率为990W
D．该电吹风中电动机的内电阻为
10．如图所示，一灯泡L和直流电动机M串联接入电压恒为10V的电路中，此时标有“3V 1.5W”字样的小灯泡L恰好正常发光，已知直流电动机的内阻。下列说法正确的是（　　）
A．电动机的输入功率为1.5W
B．电动机的输出功率为2.5W
C．整个电路消耗的功率为5W
D．电动机的效率约为83.3%
11．近年来，电动汽车以车载电源为动力，因对环境的污染小，节约能源深受大众青睐。某品牌的一款电动汽车的车载电源额定输出电压为360V，电池容量为213A·h。该款汽车现以额定输出电压在平直公路上匀速行驶，速度大小为100km/h，此时电源的输出功率为18kW。若不考虑各种能量的转化效率，下列说法正确的是（　　）
A．电源的电动势一定为360V
B．干路电流为5A
C．电动汽车所受阻力为180N
D．充满电的该款汽车在这种情况下，最多可以行驶426km
12．小电珠与电动机并联接入电路，两者均正常工作时，小电珠的电阻为，两端电压为，流过的电流为；电动机的内电阻为，两端电压为，流过的电流为，则（　　）
A． B． C． D．
13．一台规格为“、”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
14．如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，且r=R1，电流表和电压表均为理想电表。闭合开关S，让滑动变阻器的滑片P由图示位置向右滑动到另一位置，则与P滑动前比较（　　）
A．电流表A的示数变大 B．电压表V的示数变小
C．电容器所带电荷量变小 D．电源的输出功率变小
15．图示电路中，电源的电动势为E、内阻为r，电容器的电容为C，小灯泡L的电阻为R，小型直流电动机M的线圈内阻为r0、额定电流为I0，当开关S分别接1、2、3时，它们都能正常工作。则（　　）
A．S接1且电路稳定后，电容器所带电荷量为Q=EC
B．S接2且电路稳定后，小灯泡的热功率为
C．S接3且电路稳定后，电动机的输出功率为
D．S接3且电路稳定后，电动机两端的电压是
二、解答题
16．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。
17．一台电风扇，内阻为20Ω，接上220V电压后，消耗功率为66W。
（1）电风扇正常工作时转化为内能的功率是多少？转化为机械能的功率是多少？电动机的效率多少？（电动机的效率计算结果保留一位小数）
（2）如果接上电源后，电风扇的风叶被卡住，不能转动，电动机消耗的电功率和发热功率是多少？
参考答案
1．C
【详解】
设电路外电阻为R′，根据电阻并联的特点可知，当滑动变阻器的滑片在中点c时，电路中并联部分阻值最大，将滑动变阻器的滑片由c点向a端滑动时，并联部分阻值减小，则R′减小，电路总电流增大，电源内阻消耗的功率增大；路端电压变小，R1两端电压增大，所以R3所在支路电压减小，电流减小，则R3消耗的功率减小；R2所在支路电流增大，R2消耗的功率增大；电源的输出功率为
根据数学知识可知当R′=r时，P最大；当R′＜r时，P随R′的增大而增大；当R′＞r时，P随R′的增大而减小。由题意可知R′始终大于r，所以当R′减小时电源的输出功率增大。综上所述可知ABD错误，C正确。
故选C。
2．D
【详解】
A．由图可知，两开关均闭合时，电阻丝接入电路，电阻丝发热，所以此时为高挡位，故A错误；
B．由于电动机的内阻发热，因此电机输出的机械功率小于220W，故B错误；
C．当开关断开，开关闭合时，只有电动机接入电路，即为低挡位，流过电动机的电流为
由于电动机为非纯电阻电路，所以电动机的电阻
故C错误；
D．当开关、闭合时，为高挡位，由题意可知，电阻丝的功率为
所以电阻丝的电阻为
故D正确。
故选。
3．D
【详解】
A．关系式（焦耳定律）最初是焦耳用实验直接得到的，故A正确；
B．库仑总结出了点电荷间相互作用的规律，即库仑定律，故B正确；
C．法拉第提出了电场的观点，采用了用电场线这个简洁的方法描述电场，故C正确；
D．密立根通过实验测定了元电荷e的数值，故D错误。
故选D。
4．B
【详解】
ABC．在潜水器完成科考任务上浮的过程中，压力传感器的电阻增大，电路总电阻增大，总电流减小，通过显示器的电流减小；电源的总功率减小；电源内电压减小，路端电压增大，而R0两端电压减小，所以压力传感器两端的电压增大，综上所述可知AC错误，B正确；
D．设传感器的电阻为R，则其功率为
根据数学知识可知当R=R0+r时，P最大；当R＜R0+r时，P随R的增大而增大；当R＞R0+r时，P随R的增大而减小。由于不知道开始时R与R0+r的关系，所以无法判断传感器的功率变化情况，故D错误。
故选B。
5．C
【详解】
A．根据
手机电池标识的mAh是电量的单位，故A错误；
B．电源适配器的充电限制电压是，故B错误；
C．如果工作电流是200mA，手机电池最多能连续工作时间
故C正确；
D．手机充电时会微微发热，说明有很小部分电能被手机充电器转化为内能，故D错误。
故选C。
6．D
【详解】
AD灯泡恰能正常发光，有
灯泡与电动机串联，可得
电动机的输入功率为
整个电路消耗的电功率为
故A错误；D正确；
BC电动机的热功率为
根据能量转化与守恒，可得电动机的输出功率为
故BC错误。
故选D。
7．D
【详解】
设电键接通后，电路中电流为，对于电阻，由欧姆定律得
对于电动机
则
电流通过电阻做功为
电流通过电动机做功为
因为，所以
根据焦耳定律得
则
故选D。
8．C
【详解】
AC．灯泡正常发光，说明电解槽和灯泡均分得110 V的电压，且电路电流
则电解槽消耗的电功率
A错误C正确；
B．电解槽的发热功率
B错误；
D．整个电路消耗的总功率
D错误。
故选C。
9．B
【详解】
A．开关、都闭合时，电热丝工作，电吹风吹热风，故A错误；
BC．吹热风时电热丝的功率为
通过电热丝的电流为
故B正确，C错误；
D．若电动机是纯电阻，电阻为
但电动机是非纯电阻，所以内阻不等于440Ω，故D错误。
故选B。
10．C
【详解】
A．小灯泡L恰好正常发光，其电压为额定电压3V，则电动机的电压为
小灯泡的额定电流是电动机的电流，有
则电动机的输入功率为
故A错误；
B．对电动机由能量守恒有
解得电动机的输出功率为
故B错误；
C．整个电路消耗的功率为
故C正确；
D．电动机的效率约为
故D错误；
故选C。
11．D
【详解】
A．根据闭合电路欧姆定律可知电源电动势等于输出电压和内电压之和，所以电源的电动势一定大于360V，故A错误；
B．干路电流为
故B错误；
C．当汽车匀速行驶时，阻力与牵引力大小相等，则
故C错误。
D．充满电的该款汽车在这种情况下，最多可以行驶的时间为
最多可以行驶的距离为
故D正确。
故选D。
12．B
【详解】
A．小电珠与电动机并联接入电路，所以
故A错误；
BCD．对小电珠，由欧姆定律可得
电动机正常工作时，由于线圈切割磁感线产生反电动势，所以
又因为
所以
故B正确，CD错误。
故选B。
13．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。
14．BD
【详解】
ABC．滑动变阻器的滑片P由图示位置向右滑动到另一位置，R2接入电路的阻值增大，电路总电阻增大，总电流减小，电流表A的示数减小；R1两端电压减小，电压表V的示数减小；电源内电压减小，路端电压增大，所以电容器两端电压增大，根据Q=CU可知电容器所带电荷量增大，综上所述可知AC错误，B正确；
D．设电路外电阻为R，则电源的输出功率为
根据数学知识可知当R=r时，P最大；当R＜r时，P随R的增大而增大；当R＞r时，P随R的增大而减小。由题意可知开始时R＞r，所以滑片P向右滑动后，R增大，P减小，故D正确。
故选BD。
15．AC
【详解】
A．S接1且电路稳定后，电容器两端电压为E，则所带电荷量为
Q=EC
选项A正确；
B．S接2且电路稳定后，小灯泡的热功率为
选项B错误；
C．S接3且电路稳定后，电动机的输出功率等于电源的总功率与电源内阻和电动机内阻上的热功率之差，即
选项C正确；
D．S接3且电路稳定后，电动机两端的电压是
选项D错误。
故选AC。
16．（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
17．（1）1.8W，64.2W，；（2）2420W
【详解】
（1）电风扇正常工作时，消耗的电功率为
可得电流为
转化为内能的功率为
转化为机械能的功率为
电动机的效率为
（2）如果接上电源后，电风扇的风叶被卡住不能转动，风扇变为纯电阻电路，电动机消耗的电功率和发热功率相等，均为