12.1电路中的能量转化-综合练习（Word版含答案）

12.1、电路中的能量转化
一、选择题（共15题）
1．在下列四组用电器中，属于纯电阻用电器的一组是（ ）
A．电风扇和电动机 B．洗衣机和电冰箱 C．白炽灯和电烙铁 D．电解槽和电吹风
2．下列物理量中,属于矢量的是 ( )
A．加速度 B．电动势 C．电功率 D．机械能
3．2019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图表：
车型尺寸长×宽×高（mm） 4870×1950×1725 最高时速（km/h） 120
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（kWh） 82.8 快充时间（h） 1.4
0—50km/h加速时间（s） 2 0—100km/h加速时间（s） 4.6
根据电动汽车行业国家标准（GB/T18386—2017）。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的最大电能。根据表中数据，可知（　　）A．0~100km/h的加速过程中电动车行驶的路程一定大于64m
B．电机以最大功率工作且车以最大速度行驶时，车受到的阻力大小为5000N
C．该车在0~50km/h的加速过程中平均加速度为
D．用输出电压为220V的充电桩给电池快速充电时，充电电流一定小于260A
4．三峡工程是一座具有防洪、发电、航运及养殖和供水等综合利用价值的特大型水利水电工程，其部分设计数据如下表．由表可知，发电机组全部建成发电后，假设发电机组一直以总装机容量正常发电，要完成年平均发电量，它们的
总发电时间约为(　　)
A．4.6×102h
B．4.6×103h
C．4.6×104h
D．4.6×105h
5．按如图甲所示连接电路，实验中闭合电键S后，逐渐调节电阻箱的电阻，并记录阻值R和电流表的示数I，用描点法得如图乙所示其电I电阻R的图像。当电阻箱阻值时，则此时电阻箱消耗的电功率为（　　）
A． B． C． D．
6．把六个相同的小灯泡接成如图甲、乙所示的电路，调节变阻器使灯泡均正常发光，甲、乙两电路所消耗的功率分别用P甲和P乙表示，则下列结论中正确的是（　　）
A．P甲＝3P乙 B．P甲＞3P乙 C．P乙＝3P甲 D．P乙＞3P甲
7．加在某台电动机上的电压是U（V），电动机消耗的电功率为P（W），电动机线圈的电阻为R（Ω），则电动机线圈上消耗的热功率为（ ）
A．
B．
C．
D．
8．闪电是一种常见的自然现象，发生闪电时会释放出大量能量。已知某次闪电放电电压大约为，放电通过的电量约为30C。一所希望小学每天消耗的电能约为20kW h。此次闪电释放的电能如果都能储存起来并加以利用，则这些电能可供这所小学使用的时间约为（　　）
A．5天 B．50天 C．500天 D．5000天
9．太阳能路灯是采用晶体硅太阳能电池供电，用代替传统公用电力照明的路灯，白天太阳能电池对蓄电池充电，晚上蓄电池的电能供给路灯照明。太阳光垂直照射到地面上时，单位面积的辐射功率为。某一太阳能路灯供电系统对一盏LED灯供电，太阳能电池的光电转换效率为12%左右，电池板面积，采用一组24V的蓄电池（总容量300Ah），LED路灯规格为“40W，24V”，蓄电池放电预留20%容量，下列说法正确的是（　　）
A．蓄电池的放电电流约为0.6A
B．一盏LED灯每天消耗的电能约为0.96kWh
C．该太阳能电池板把光能转换为电能的功率约为40W
D．平时把该蓄电池充满所需要的最大能量约为5.76kWh
10．如图所示为吹风机的工作电路图，其中M和A分别为电动机和电阻丝，且rm为吹风机的内阻、R为电阻丝A的电阻．已知该吹风机有两个挡位，电源电压恒为220 V，低挡消耗的电功率为120 W，高挡消耗的电功率为1 000 W．则下列关于对该电路的分析正确的是（ ）
A．两电键均闭合时吹风机为低挡位
B．rM＝Ω
C．R＝55 Ω
D．低挡位时，电阻丝每秒产生的焦耳热为880 J
11．将一盏“2V，4W”的小灯泡，一台线圈电阻是1Ω的电动机与电动势为12V、内阻为1Ω的电源串联成闭合电路，小灯泡刚好正常发光，则电动机输出的功率是（　　）
A．16W B．20W C．12W D．10W
12．室内有几种用电器：1.5kW的电饭煲、750W的取暖器、250W的电视机和2kW的空调器，如果进线处有10A的保险丝，供电电压为220V，下列情况下可以同时使用的是（　　）
A．电饭煲和取暖器 B．电视机和空调器
C．电饭煲和电视机 D．取暖器和空调器
13．在如图甲所示的电路中，L1、L2和L3为三个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，当开关S闭合后，电路中的总电流为0.25 A，则此时(　　)
A．L1的电阻为12 Ω B．L1的电压为L2电压的2倍
C．L1消耗的电功率为0.75 W D．L1、L2消耗的电功率的比值等于4：1
14．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
15．国庆期间小明去逛超市，遇促销打折买了一个电吹风，电吹风的使用说明书上给出了如表所示的参数及图示电路图。下列说法正确的是（　　）
电吹风铭牌参数
额定电压 220V 50Hz
额定功率 热风 1000 W
冷风 250 W
A．该电吹风发热电阻R的阻值约为64.5Ω
B．该电吹风电动机M的内阻为193.6Ω
C．当开关S1断开、S2闭合时，电吹风吹冷风
D．当开关S1、S2均闭合时，电动机每秒钟消耗的电能为1000J
二、填空题
16．电动机消耗的功率P电＝_____。
17．电阻R1．R2．R3的伏安特性曲线如图所示，若将它们串联后接入电路，则它们的电压之比U1∶U2∶U3=______．它们的电功率之比P1∶P2∶P3=______．
18．如图所示，把标有“，”和“，”的、两个小灯泡，串联后接入电路中，则电路两端的电压不能超过__________，电路消耗的总功率不能超过__________。（温度对电阻的影响不计）
19．物理学规定____定向移动的方向为电流的方向；电流通过导体时能使导体的温度升高，电能转化为____能；一个的电阻工作时，通过它的电流是0.3A，则此电阻在100s内电流产生的热量为____J。
三、综合题
20．汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗，其简化电路如图所示，在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表的示数为10A，电动机启动时电流表的示数为70A，若电源电动势为12.5V，电源及电流表的内阻均不计，已知车灯的I-U图像如图乙所示.求：
（1）定值电阻R的阻值；
（2）车灯接通电动机启动时，车灯消耗的电功率。
21．科学上通常会遇到三类公式：①定义式；②定律；③导出公式。例如，①；②；③。试写一篇短文，说明“电阻等于电压除以电流”在撰写前，先研究一下上述三种类型的公式。
22．四个定值电阻连成图所示的电路。、的规格为“”，、的规格为“”。请按消耗功率大小的顺序排列这四个定值电阻，并说明理由。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【详解】
电扇和电动机都有机械功的输出，故是非纯电阻电器，故A错误．洗衣机和电冰箱都不是只发热，故是非纯电阻电器，故B错误．电烙铁和白炽灯只发热没有机械功的输出，故是纯电阻电器，故C正确．电解槽和电吹风不是只发热，还有其他形式能量的转化，故D错误．故选C．
2．A
【详解】
加速度是既有大小又有方向的物理量，是矢量；而电动势、电功率和机械能只有大小无方向，是标量；故选A.
3．A
【详解】
A．；0-100km/h的加速时间为4.6s，假设电动车做匀加速直线运动，该过程中电动车行驶的路程
实际上电动车做加速度减小的加速运动，故路程一定大于64m，故A正确；B．P=180kW=180000W，vm=120km/h=33.3m/s，电机以最大功率工作且车以最大速度行驶时，牵引力等于阻力
故车受到的阻力大小为5400N，故B错误；
C．，该车在0-50km/h的加速过程中，用时2s，平均加速度
故C错误；
D．电池容量82.8kW h，快充时间为1.4h，用输出电压为220V的充电桩给电池快速充电时，充电电流
故D错误。
故选A。
4．B
【详解】
发电的时间．故B正确，A、C、D错误．故选B.
5．A
【详解】
根据乙图可知，当电阻箱阻值时，此时电流为0.2A，则此时电阻箱消耗的电功率为
故A正确，BCD错误。
故选A。
6．A
【详解】
设灯泡正常发光时的电流为I，对于甲图，电路的总的电流为3I，此时甲的总功率的大小为P甲＝U 3I，对于乙图，电流的总电流的大小就为I，此时乙的总功率的大小为P乙＝U I，所以P甲＝3P乙．
7．C
【详解】
电动机是非纯电阻电路，电功率为P=UI，故电流为I=P/U，故热功率P热=I2r=（）2r=；故选C．
8．C
【详解】
此次闪电释放的电能为
设这些电能可供这所小学使用的时间约为t，则有
故选C。
9．D
【详解】
A．蓄电池的放电电流为
A错误；
B．一盏LED灯的功率为40W，每天平均使用按10小时算，每天消耗的电能约为
B错误；
C．太阳能电池板把光能转化为电能的功率
C错误；
D．把蓄电池完全充满电，假设太阳能电池板全部用于对蓄电池充电，需能量为
D正确。
故选D。
10．C
【详解】
A. 由图可知，两电键均闭合时，电阻丝接入电路，电阻丝发热，所以此时为高挡位，故A项与题意不相符；
B.当S1断开，S2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B项与题意不相符；
C. 当S1，S2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C项与题意相符；
D. 低挡位时，电阻丝末接入电路，所以电功率为0，故D项与题意不相符．
11．C
【详解】
回路的电流等于小灯泡的电流
电源的路端电压为
电动机两端电压为
电动机的输出功率为
故选C。
12．C
【详解】
A．电饭煲和取暖器同时使用的功率
1500W+750W=2250W>2200W
不可以同时使用，A错误；
B．电视机和空调器同时使用的功率
250W+2000W=2250W>2200W
不可以同时使用，B错误；
C．电饭煲和电视机同时使用的功率
1500W+250W=1750W<2200W
可以同时使用，C正确；
D．取暖器和空调器同时使用的功率
750W+2000W=2750W>2200W
不可以同时使用，D错误。
故选C。
13．AC
【详解】
AC．电路中的总电流为0.25 A，L1中电流为0.25 A，由小灯泡的伏安特性曲线可知电压为3.0 V，由欧姆定律，L1的电阻为
L1消耗的电功率为
P＝UI＝0.75 W
故AC正确；
B．根据并联电路规律，L2中电流为0.125 A，由小灯泡的伏安特性曲线可知电压大约为0.3 V，L1的电压大约为L2电压的10倍，故B错误；
D．L2消耗的电功率为
P＝UI＝0.3×0.125 W＝0.037 5 W
L1、L2消耗的电功率的比值大于4:1，故D错误．
14．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。
15．AC
【详解】
A．由表格可知发热电阻的功率
所以该电吹风发热电阻R的阻值
故A正确；
B．电动机正常工作过程为非纯电阻，不能使用公式
计算电动机内阻，故B错误
C．由图可知当开关S1断开、S2闭合时，发热电阻断路，电动机工作，故吹冷风，故C正确；
D．当开关S1、S2均闭合时，电动机正常工作，功率仍然为250W，故电动机每秒钟消耗的电能为
故D错误。
故选AC。
16．UI
【详解】
略
17． 1∶2∶4 1∶2∶4
【详解】
I—U图线斜率表示电阻的倒数，根据图可知R1：R2：R3, =1：2：4
串联接入电路中因为电流相等
，
所以都跟电阻成正比
U1∶U2∶U3=1:2:4
P1∶P2∶P3=1:2:4
18． 9 18
【详解】
由P=UI可得，两灯泡的额定电流
，
由可得，两灯泡的电阻
，
电路中的最大电流
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以电源的最大电压
则电路两端的电压不能超过9V。
由P=I2R可知，电路消耗的最大功率
则电路消耗的总功率不能超过18W。
19． 正电荷 内 90
【详解】
物理学规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。
电流通过导体时能使导体的温度升高，电能转化为内能。
根据焦耳定律得，产生的热量
20．（1）；（2）81W
【详解】
（1）车灯接通电动机未启动时，通过车灯的电流为
I1=10A
根据乙图车灯两端电压为
U1=12V
又
代入数据，得
解得
（2）电动机启动时，车灯两端的电压为
根据乙图流过车灯的电流为
I2=9A
车灯的功率为
P=U2I2
代入数据，得
P=9×9W=81W
21．见解析
【解析】
①为电流的定义公式，电流强度的大小可以用这个公式来计算，但是与 无关。
②为牛顿第二定律，说明了合外力与加速度的关系。
③为导出公式，纯电阻的电功率的表达式，根据电功率
及
联立可得
22．，见解析
【详解】
、的电阻值，根据
、的电阻值，根据
根据电路的特点，通过灯、的电流相等，则消耗的功率，根据
所以
因为，、并联，两端的电压相等，则消耗的功率，根据
则有消耗功率大小的顺序
因为通过灯的电流大于通过灯，则消耗的功率，根据
则有
即
答案第1页，共2页