第十二章电能能量守恒定律第1节电路中的能量转化同步练习（word版含答案）

第十二章 电能 能量守恒定律 第1节 电路中的能量转化 同步练习
一、单选题
1．如图（a）、（b）所示，两电路中、两灯额定电压和额定功率都相同，接在电源电压恒为12V的电路上，要使两灯均正常发光，两电路消耗功率为（　　）
A． B． C． D．
2．两根用同种材料制成的电阻丝甲和乙，甲电阻丝的长度和直径分别为l和d；乙电阻丝的长度和直径分别为2l和2d；将甲乙两根电阻丝分别接入电路时，如果两电阻丝消耗的电功率相等，则加在两根电阻丝上的电压比值U甲：U乙应满足：
A．1:1 B． C． D．2:1
3．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．下表为某品牌电动自行车规格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电动机的输入功率为576W ②电动机的内电阻为4Ω
③该车获得的牵引力为104N ④该车受到阻力为63N
A．①②
B．①④
C．①③
D．②④
4．在图示电路中，“6V 2W”的灯泡恰好能正常发光．若换接成“6V 3W”的灯泡，不考虑温度对灯丝电阻的影响，则该灯泡实际消耗的功率可能是
A．1W B．1.2W
C．2W D．3W
5．如图所示，电路两端的电压为U，安培表内阻不计，定值电阻与电动机绕线电阻的阻值均为R，当开关S断开时，电流表的示数I1，此时定值电阻上消耗的功率为；当开关S合上后，电动机正常转动，电路两端的电压不变，此时电流表的示数和电动机的输入功率为，则下列关系式正确的是 ( )
A． B． C． D．
6．一个小灯泡上标有“6V，0.3A”，它在正常发光时的电阻和电功率分别为（　　）
A．1.8Ω，1.8W B．20Ω，1.8W C．20Ω，20W D．6.3Ω，1.8W
7．如图所示电路中，已知电源有内阻，定值电阻R1=12Ω，R2=18Ω。当开关S接到位置1时，电压表V的示数为3.6V；当开关S接到位置2时，电压表V的示数可能为（　　）
A．5.4V B．4.8V C．3.6V D．2.4V
8．某大型超市安装了一台倾角30°的自动扶梯。该扶梯在380V额定电压的电动机带动下以0.5m/s的恒定速率斜向上运动。电动机的最大输出功率为6.4kW，不载人时测得电动机中的电流为5A。若载人时扶梯速率和不载人时相同，设人的平均质量为60kg（g取10m/s2）则该扶梯可同时乘载的人数最多为（　　）
A．20人 B．25人 C．30人 D．35人
9．一只“220V 100W”的灯泡正常工作时电阻为484Ω，拿一只同样的灯泡来测量它不工作时的电阻应（ ）
A．大于484Ω B．小于484Ω C．略小于484Ω D．等于 484Ω
10．机器人的使用开拓了我们的视野，延伸了我们的肢体，增强了我们的力量，提高了我们的工作效率，将人们从繁重的生产劳动中解放出来，一款微型机器人的直流电动机的额定电压为U，额定电流为I，线圈电阻为R，将它接在电源电动机恰能正常工作，下列说法中错误的是
A．电动机消耗的总功率为UI
B．电动机消耗的热功率为I2R
C．电动机的输出功率小于UI
D．若此时将电动机卡住，电动机的电流仍为I
11．2019年11月4日美国正式启动退出《巴黎气候变化协定》的程序，《巴黎协定》是人类历史上应对全球温室效应带来的气候变化的第三个里程碑式的国际法律文本。为了减少二氧化碳的排放，我国一直在大力发展新能源汽车，已知某型号的电动汽车主要技术参数如下：
车型尺寸长×宽×高 4870×1950×1725 最高时速（ ） 180
电机型式 交流永磁同步电机 电机最大电功率（kW） 180
工况法纯电续驶里程（km） 500 等速法纯电续驶里程（km） 600
电池容量（ ） 80 快充时间（h） 2
加速时间（s） 2 加速时间（s） 5
根据电动汽车行业国家标准、电机的最大功率为电机输出的最大机械功率：电池容量为电池充满电时储存在最大电能，根据表中数据，可知（　　）A． 的加速过程中电动车行驶的路程一定大于100m
B．电机以最大功率工作且车以最大速度行驶时，车受到阻力大小为5000N
C．用输出电压为220V的充电桩给电池快速充电时，充电电流为182A
D．该车在 的加速过程中平均加速度为
二、多选题
12．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 (　 　)
自重 40 kg 额定电压 48 V
载重 75 kg 额定电流 12 A
最大行驶速度 36 km/h 额定输出功率 350 W
A．电动机的输入功率为576 W B．电动机的内电阻为4 Ω
C．该车获得的牵引力为57.6 N D．该车受到的阻力为35 N
13．如图所示，R1=2Ω，R2=10Ω，R3=10Ω，A、B两端接在电压恒定的电源上，则（　　）
A．S闭合时通过R1与R2的电流之比为2∶1
B．S闭合时，R1与R2的功率之比为2∶5
C．S断开与闭合两情况下，电阻R2的功率之比为49∶36
D．S断开与闭合两情况下，电阻R1两端的电压之比为2∶1
14．一台电动机的线圈电阻与一只电炉的电阻相同，都通过相同的电流，在相同时间内（　　）
A．电炉放热与电动机放热相等 B．电炉两端电压小于电动机两端电压
C．电炉两端电压等于电动机两端电压 D．电动机消耗的功率大于电炉的功率
15．家用电吹风中，有一个小电动机和与它串联的一段电热丝．电热丝加热空气，电动机带动风叶转动，送出热风．设电动机线圈的电阻为，电热丝的电阻为．将电吹风接到直流电源上，电源输出电压为U，输出电流为I，电吹风消耗的电功率为P．以下表达式中正确的是
A． B．
C． D．
16．现有一个排气扇，如图所示，排气扇电动机的线圈电阻为0.2Ω，当它两端电压为110V时，通过的电流为5A。则这台排风扇（　　）
A．每分钟消耗的电能是33000J
B．每分钟产生的热量为300J
C．排风扇的输出功率是545W
D．排风扇的工作效率是82.5%
17．下列说法正确的是（　　）
A．电源通过非静电力做功把其它形式的能转化为电能
B．在电源里面电流方向从正极指向负极
C．电动势在数值上等于电源两端未接任何用电器时两端的电压
D．电流是由于电荷的移动产生的
三、解答题
18．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水平平直道路上以额定功率匀速行驶的速度．
额定车速 整车质量 载重 额定输出功率 电动机额定工作电压和电流
18km/h 40kg 80kg 180W 36V/6A
请参考表中数据，完成下列问题 (g取10 m/s2)：
（1）此电动机的电阻是多少？正常工作时，电动机的效率是多少？
（2） 在水平平直道路上行驶过程中电动自行车受阻力是车重（包括载重）的k倍，试计算k的大小．
（3）仍在上述道路上行驶，若电动自行车满载时以额定功率行驶，当车速为2m/s时的加速度为多少？
19．如图所示，电源的电动势E=6 V，电阻R1=8 Ω，电动机绕组的电阻R0=2 Ω．电键S1始终闭合，当电键S2断开时，流过电阻R1的电流是0.6 A；当电键S2闭合时，电阻R1的电功率是2 W，求：
（1）电源的内阻；
（2）当电键S2闭合时流过电源的电流；
（3）当电键S2闭合时电动机的输出功率．
20．小杰坐在汽车的副驾驶位上观察到一个现象∶当汽车的电动机启动时，车灯突然变暗。汽车的电源、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图所示，先闭合接通车灯，电流表示数为10A；再闭合启动电动机，瞬间电流表示数达到60A。已知汽车电源电动势为12V，电源与电流表的内阻之和为0.1Ω ，忽略电动机启动瞬间车灯的电阻变化，求∶
(1)车灯的电阻R以及电动机启动前车灯的功率
(2)电动机启动后车灯的功率
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【解析】
【分析】
本题主要考查了电功率的计算，主要根据串联电路和并联电路的特点分析计算，知道串联电路电流处处相等，并联电路中干路电流等于各支路电流总和。
【详解】
设两灯的额定电流均为I，则灯泡正常发光时，a电路的电流为I ，b电路的电流为2I，根据
可知，a、b两电路的功率比为
故B正确，ACD错误。
故选B。
2．C
【解析】
【分析】
【详解】
根据电阻定律
可得两电阻之比为
因两电阻丝消耗的电功率相等，则根据可得
故选C.
考点：电阻定律；电功率
【名师点睛】
此题考查了电阻定律及电功率的应用问题；首先应该掌握电阻定律的表达式，找到两电阻的关系，然后要知道电功率的求解公式，选取适当的公式进行解答.
3．B
【解析】
【详解】
根据电动机的额定电压和额定电流可知，电动机的输入功率为P=UI=48×12=576W，所以①正确；电动机的额定输出功率350W，所以电动机的发热的功率为576W-350W=226W，由P热=I2r可得，所以②错误；最大运行速度20km/h=5.56m/s，根据输出功率的公式P出=F牵v可得，以最大运行速度行驶时，，所以③错误；当电动车匀速行驶时，牵引力和受到的阻力的大小相等，所以该车受到阻力为63N，所以④正确．故选B．
【点睛】
对于电动机来说，不是纯电阻电路，对于功率的不同的计算公式代表的含义是不同的，P=UI计算的是总的消耗的功率，P热=I2r是计算电动机的发热的功率，当速度最大时牵引力和阻力相等．
4．C
【解析】
【分析】
由功率公式可求得两灯泡的电阻，再由闭合电路欧姆定律及功率公式进行分析，明确功率可能的值；注意本题中无法求出具体的数值，只能确定对应的范围．
【详解】
设电源电动势为E，内阻为r；由P=U2/R可知，R1=18Ω，R2=12Ω；
将R1接入电路时正常发光，因为R1＞R2，则由闭合电路欧姆定律可得，U1＞U2，即L2的实际电压一定小于6V，所以其实际功率一定小于额定功率3W；
对L1接入有：
L2接入时，
联立以上两式可得：当→∞时，P2取最小值，最小值为；因此可能的功率为C；故选C．
【点睛】
本题考查闭合电路欧姆定律以及功率公式的应用，对学生的应用数学解题的能力要求较高，应注意正确选择数学规律进行分析求解．
5．C
【解析】
【详解】
当开关S断开时，电流表的示数，此时定值电阻上消耗的功率为；当开关S合上后，电阻R上的电流不变，仍为，而电动机上的电流，可知；，故选C.
6．B
【解析】
【分析】
【详解】
它在正常发光时的电阻为
它在正常发光时的电功率为
所以B正确；ACD错误；
故选B。
7．B
【解析】
【详解】
当开关S接到位置1时，有
当开关S接到位置2时，有
代入数据有
联立解得
所以
则B正确；ACD错误；
故选B。
8．C
【解析】
【详解】
电动机的电压恒为380V，扶梯不载人时，电动机中的电流为5A，忽略电动机内阻的消耗，认为电动机的输入功率和输出功率等，即可得到维持扶梯运转的功率为
P0=380V×5A=1900W
电动机的最大输出功率为
Pm=6.4kW
可用于输送顾客功率为
△P=Pm-P0=4.5kW
由于扶梯以恒定速率向斜上方移动，每一位顾客所受的力为重力mg和支持力FN，且
FN=mg
电动机通过扶梯的支持力FN对顾客做功，对每一位顾客做功的功率为
P1=FNvcosα=mgvcos(90°-30°)=150W
则同时乘载的最多人数为
人
故C正确，ABD错误。
故选C。
9．B
【解析】
【详解】
试题分析：灯泡工作时温度很高，电阻较大，当它不工作时，温度较低，电阻较小．
解：当220V，100W“的灯泡工作时，电压为U=220V，功率为P=100W，电阻为R==484Ω
当灯泡不工作时，温度降低，电阻减小，电阻将小于484Ω且变化较为明显，不是略小于484Ω．
故选B
【点评】灯泡的灯丝是由金属材料制成的，金属的电阻率随温度升高而增大，随温度降低而减小．基础题．
10．D
【解析】
【详解】
A．根据电功率公式P＝UI知，电动机消耗的总功率为UI．故A不符合题意．
B．根据热功率公式P＝I2R知，电动机消耗的热功率为I2R．故B不符合题意．
C．电动机的输出功率为机器人的机械功率，大小为：P出＝UI﹣I2R＜UI．故C不符合题意．
D．电动机正常工作时，属于非纯电阻电路，电流比较小；电动机卡住，电路变成了纯电阻电路，电流会变大．故D符合题意．
11．C
【解析】
【详解】
A．若电动车做匀加速运动，则 的加速过程中电动车行驶的路程
选项A错误；
B．电机以最大功率工作且车以最大速度行驶时，车受到阻力大小为
选项B错误；
C．根据可知，用输出电压为220V的充电桩给电池快速充电时，充电电流为
选项C正确；
D．该车在 的加速过程中平均加速度为
选项D错误。
故选C。
12．AD
【解析】
【详解】
A.电动机的输入功率为，故选项A正确；
B.电动机的内电阻消耗功率为，故电动机内阻为，所以选项B错误，该选项也可以从电动机为非纯电阻，不满足欧姆定律，直接判断得出选项B错误；
C. 由可知，牵引力与其速度有关，不同速度，牵引力不同，故C错误；
D.机车行驶的最大速度为，此时，有，所以选项D正确；
故选AD。
13．AC
【解析】
【详解】
A．S闭合时，由于R2与R3阻值相等，故通过R2与R3的电流相等，又因为通过R1的电流等于通过R2与R3的电流之和，则有S闭合时通过R1与R2的电流之比为2∶1，故A正确；
B．S闭合时，R1与R2的功率之比为
故B错误；
C．设A、B电压为U，S断开情况下，电阻R2的电压为
S闭合的情况下，电阻R2的电压为
由可知，S断开与闭合两情况下，电阻R2的功率之比为
故C正确；
D．设A、B电压为U，S断开情况下，电阻R1的电压为
S闭合的情况下，电阻R1的电压为
S断开与闭合两情况下，电阻R1两端的电压之比为
故D错误。
故选AC。
14．ABD
【解析】
【详解】
A．电炉电路和电动机电路焦耳定律都适用，根据焦耳定律Q=I2rt，知电炉和电动机的电阻相同，电流相同，则在相同的时间内电炉和电动机产生的电热相等，故A正确；
BC．设电流为I，电阻为r，则电炉两端电压U炉=Ir，电动机两端电压U机＞Ir，所以
U机＞U炉
即电动机两端电压大于电炉两端电压，故B正确，C错误；
D．电动机消耗的电能一部分转化为内能，另一部分转化为机械能，电炉消耗的电能全部转化为内能，而相等时间内它们产生的热量相等，则在相同的时间内，电动机消耗的电能大于电炉消耗的电能，则电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率，故D正确。
故选ABD。
15．AD
【解析】
【详解】
AB．电吹风机消耗的电功率P是总的功率，总功率的大小应该是用P=IU来计算，所以总功率P=IU，故A正确，B错误；
CD．电吹风机中发热的功率要用I2R来计算，所以总的发热功率为P=I2（R1+R2），吹风机的总功率P=IU要大于发热部分的功率，所以C错误，D正确；
16．ABC
【解析】
【详解】
A．排气扇的电功率为
每分钟消耗的电能是
所以A正确；
B．每分钟产生的热量为
所以B正确；
C．排风扇的输出功率是
所以C正确；
D．排风扇的工作效率是
所以D错误；
故选ABC。
17．AC
【解析】
【详解】
A．电源通过非静电力做功将其他形式的能转化为电能，电动势就是描述这种本领的物理量，A正确；
B．在电源内部，电流方向由负极指向正极，B错误；
C．电源的电动势在数值上等于电源两端未接任何用电器时两端的电压，但两者本质不同，故C正确；
D．电荷定向运动形成电流，D错误。
故选AC。
18．（1）（2）（3）
【解析】
【详解】
（1）从表中可知，输出功率P出=180W，
输入功率P入=UI=36×6W=216W
P损=P入-P出=36W
P损＝I2r＝62×r＝36W
解得 r=1Ω
（2）P额=fυm=k（M+m）gυm
（3）由功率公式得：P额=Fυ
由牛顿第二定律得：F-k（M+m）g=（M+m）a
解得：a=0．45 m/s2
【点睛】
解决本题的关键知道电动机输入功率、输出功率和内部损坏的功率的关系，以及知道输出功率与牵引力和速度的关系．
19．（1） （2）I=1 A （3）
【解析】
【详解】
试题分析：（1）设电键S1闭合，S2断开时，流过R1的电流I1，则
解得：
（2）电键S2闭合后，流过电源的电流为I，R1两端的电压为U1，功率为P1，则
联立两式解得：I=1A
（3）设流过R1电流为，流过电动机的电流为IM，功率为PM，输出功率为P出，则：
联立解得：
考点：考查闭合电路的欧姆定律；电功、电功率．
【名师点睛】解决本题的关键是能灵活运用闭合电路的欧姆定律，以及知道电动机输入功率、输出功率和热功率的关系．
20．(1)，；(2)32.7W
【解析】
【详解】
(1)电动机启动前车灯两端电压
车灯的电阻
车灯的功率
(2)电动机启动瞬间车灯两端电压
电动机启动瞬间车灯的功率
答案第1页，共2页
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