3.3电功与电热-同步训练（Word版含答案）

3.3电功与电热
一、选择题（共15题）
1．如上图所示，电源电动势E=8V，内电阻为r=0.5Ω，“3V，3W”的灯泡L与电动机M串联接在电源上，灯泡刚好正常发光，电动机刚好正常工作，电动机的线圈电阻R0=1.5Ω，下列说法正确的是（ ）
A．通过电动机的电流为1.6A
B．电动机的效率是62.5%
C．电动机的输入功率为1.5W
D．电动机的输出功率为3W
2．如图所示的家用电器（分别是液晶电视、电风扇、台灯、电饭煲），正常工作时的电流最接近4A的是（　　）
A． B．
C． D．
3．如图1所示，用内阻为充电宝为一手机充电，其等效电路如图2所示。在充电开始后的一段时间t内，充电宝的输出电压U、输出电流I可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻为，则时间t内（　　）
A．充电宝输出的电功率为
B．充电宝的总功率为
C．手机电池产生的焦耳热为
D．手机电池增加的化学能为
4．如图所示，R1是可变电阻器.电压表、电流表可看做理想电表，电源内阻不计.闭合开关S，两电表都有一定示数.适当调节可变电阻器，能使电压表的示数加倍，而电流表的示数减半.则电阻R2消耗的电功率将
A．变为原来的1/2 B．变为原来的1/4
C．变为原来的4倍 D．与原来相同
5．某厂研制的一种节能冰箱，一天的能耗只相当于一个25瓦的灯泡一天工作的能耗，如图所示为该冰箱内的温度随时间的变化的图象，则冰箱工作时的功率为 （ ）
A．25W B．50W
C．75W D．100W
6．关于用电器的电功和电功率，下列说法中错误的是（ ）
A．电功率越大的用电器，电流做功越快
B．电功率小的用电器，电流做功不一定少
C．额定功率大的用电器，消耗的电能一定多
D．相同时间内，电流做功多的用电器电功率大
7．功率为10W的发光二极管（LED灯）的亮度与功率为60W的白炽灯相当。假设每户家庭有2只60W的白炽灯，均用10W的LED灯替代，估算全国一年节省的电能最接近（　　）
A．8108kWh B．81010kWh C．81012kWh D．81014kWh
8．物理学重视逻辑，崇尚理性，其理论总是建立在对事实观察的基础上，下列说法正确的是（　　）
A．欧姆发现了欧姆定律，说明了热现象和电现象之间存在联系
B．库仑通过油滴实验，最早测出元电荷e的数值
C．焦耳发现了电流的热效应，定量给出了电能和热量之间的转换关系
D．密立根通过扭称实验，定量的研究出真空中两点电荷的相互作用关系
9．2021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．
10．如图所示，两段长度和材料相同、各自粗细均匀的金属导体a、b，单位体积内的自由电子数相等，横截面积之比，已知流经导体a的电流为0.16A，电子的电荷量e=1.6×10-19C，下列说法正确的是
A．5s内有个自由电子通过导体a的横截面
B．a、b的电阻之比
C．自由电子在导体a和b中的定向移动速率之比
D．相同时间内导体a和b产生的焦耳热之比
11．如图所示，a、b分别表示由相同材料制成的横截面积相同、粗细均匀的电阻丝的伏安特性曲线，下列判断中正确的是（　　）
A．a代表的电阻丝较短
B．b代表的电阻丝较长
C．将两条电阻丝串联后，其图线位于a的下方
D．将两条电阻丝并联后接入电路，a的热功率比b的大
12．一块手机电池的背面印有如图所示的一些符号，另外在手机使用说明书上还写有“通话时间3 h，待机时间100 h”，则该手机通话和待机时消耗的功率分别约为（ ）
A．1.8 W，5.4×10-2W
B．3.6 W，0.108 W
C．0.6 W，1.8×10-2 W
D．6.48×103 W，1.94×102 W
13．如图所示，电源电动势E=6V，小灯泡L标有“2V，2W”字样，开关S接1，当电阻箱调到R=3Ω时，小灯泡L正常发光；然后将开关S接2，小灯泡L和电动机M均正常工作。电动机线圈的电阻RM=1Ω。则（　　）
A．电源内阻为1Ω
B．电动机的正常工作电流为1.5A
C．电动机的输出功率为2W
D．电源效率约为93.3%
14．如图所示是某电吹风的简化电路图，它主要由电动机M和电热丝R构成。调节开关S1、S2的通断，可使电动机驱动风叶旋转，将冷空气从进风口吸入，从出风口吹出冷风或热风。已知电吹风的额定电压为220 V，吹冷风时的功率为100 W，吹热风时的功率为1200 W。关于该电吹风，下列说法正确的是（　　）
A．当开关S1、S2均闭合时，电吹风吹出冷风
B．电动机的内阻为484Ω
C．电热丝的电阻为44Ω
D．正常工作吹冷风时，电动机每分钟消耗的电能为6000J
15．在如图所示的电路中，输入电压U恒为8 V，灯泡L标有“3 V，6 W”字样，电动机线圈的电阻RM＝1 Ω.若灯泡恰能正常发光，下列说法正确的是(　　)
A．电动机的输入电压是5 V B．流过电动机的电流是2 A
C．电动机的效率是80% D．整个电路消耗的电功率是10 W
二、填空题
16．一台电阻为2Ω的电动机，接在110V电路中正常工作时，通过电动机的电流为10A，则这台电动机消耗的电功率为______W，发热功率为______W，转化成机械功率有______W。
17．家庭淋浴房常用“浴霸”来取暖。“浴霸”主要由四盏“，”的特殊灯泡组成，这种灯泡正常工作时的电压为______V，功率为________W。这四盏灯泡在电路中的连接方式是_______（填“串联”或“并联”）。
18．电磁炉是绿色环保型炉具，在人们生活中有着重要的应用（如图所示）。某同学家买了一台电磁炉，仔细观察发现有两个挡位。“挡位1”上标有“220V　500W”，“挡位2”上标有“220V　1000W”，这台电磁炉正常工作时的电压应为_____V。如果用“挡位2”做饭，电路中的电流为_____A。
19．某型号电热水器铭牌的部分参数如图所示电热水器正常工作时的电压是_______V，正常工作时的功率是______W，正常工作0.5h消耗的电能是_______kW·h。
XX电热水器
额定电压 220V
额定频率 50Hz
额定功率 1200W
三、综合题
20．如图所示，M为一线圈电阻rM=0.4Ω的电动机，R=24Ω，电源电动势E=40V，当S断开时，电流表的示数为I1=1.6A，当开关S闭合时，电流表的示数为I2=4.0A。求：
(1)电源内阻r；
(2)开关S闭合时电动机输出的机械功率；
(3)开关S闭合时电源输出功率。
21．如图所示，已知电源电动势E=20V，内阻r=lΩ，当接入固定电阻R=3Ω时，电路中标有“3V,6W”的灯泡L和内阻RD=1Ω的小型直流电动机D都恰能正常工作.试求：
（1）电路中的电流大小； （2）电动机的输出功率．
22．某同学为测定空调器的电功率，他单独启动空调，同时关闭其他用电器。当他观察标有“3000r/（kW·h）”字样的电能表时，发现表中转盘在1min内转了55r。试估算该空调器的电功率。
23．研究微型电动机的性能时，可采用如图所示的实验电路。当调节滑动变阻器 R，使电动机停止转动时，电压表和电流表的示数分别为U1=1.0V和 I1=0.5A；重新调节R，使电动机恢复正常运转，此时电动机拉着重物以a=1m/s2的 加速度匀加速上升，当重物的速度 v0=1m/s 时，电压表和电流表的示数分别为U2=15.0V 和 I2=2.0A，g 取 10m/s2。求此时：
(1)电动机的输出电功率 P 出；
(2)该重物的质量m 和电动机的效率η。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】
灯泡L正常发光，通过灯泡的电流：，电动机与灯泡串联，通过电动机的电流，故A错误；路端电压：，电动机两端的电压：，电动机的输入功率，电动机的输出功率：，电动机的效率为：，故BC错误，D正确；故选D．
2．D
【详解】
A．家用电器的额定电压均为，电视的功率约为，根据
可知通过电视的电流约为，A错误；
B．电风扇的功率约为，通过的电流约为，B错误；
C．台灯的功率约为，通过对的电流约为，C错误；
D．电饭煲的功率约为，通过的电流约为，和题目中接近，符合题意，D正确。
故选D。
3．B
【详解】
A．充电宝的输出电压U、输出电流I，所以充电宝输出的电功率为
A错误；
B．充电宝的总功率为输出功率加上内阻发热功率，总功率为
B正确；
C．是充电宝的输出电压，不是内电压，所以不能用计算电池产生的热量，电池产生的热量应该为，C错误；
D．输出的电能一部分转化为手机的化学能，一部分转化为电池的热能，故根据能量守恒定律知手机增加的化学能为，D错误。
故选B。
4．B
【详解】
由题意，适当调节可变电阻，能使电压表的示数加倍，而电流表的示数减半，对于电阻R2 来说，电流减半，由电功率的表达式：P=I2R；所以：P′＝(I)2R＝I2R＝P，故选B．
5．C
【详解】
根据图像可知冰箱一个小时制冷工作时间为20分钟，则一天中工作时间为8小时，冰箱，一天的能耗只相当于一个25瓦的灯泡一天工作的能耗，则冰箱工作时的功率选C
6．C
【详解】
根据W=Pt可知，电功率越大的用电器，单位时间内做功越多，电流做功越快，选项A正确；根据W=Pt可知，电功率小的用电器，电流做功不一定少，因为还与时间有关，选项B正确；根据W=Pt可知，额定功率大的用电器，消耗的电能不一定多，选项C错误；根据P=W/t可知，相同时间内，电流做功多的用电器电功率大，选项D正确；此题选择错误的选项，故选C.
7．B
【详解】
全国的户数约为
n=
每个家庭一天电灯5小时，则节约的电能为
E=2×(60-10)×10-3kW×5h=0.5kW·h
全国一年节省的电能最接近
W=365nE=365×4.3×108×0.5kW·h≈7.8×1010kW·h
故选B。
8．C
【详解】
A．欧姆发现欧姆定律，阐述的是电流与电压、电阻的之间的关系，故A错误；
B．密立根通过油滴实验，最早测出元电荷e的数值，故B错误；
C．焦耳发现了电流的热效应，定量给出了电能和热量之间的转换关系，故C正确；
D．库伦通过扭称实验，定量的研究出真空中两点电荷的相互作用关系，故D错误。
故选C。
9．C
【详解】
根据可得
故正确答案为C。
10．A
【详解】
A．5s内通过导体a的横截面的自由电子数为
故A正确；
B．根据电阻定律可得a、b的电阻之比为
故B错误；
C．根据电流的微观表达式
可得自由电子在导体a和b中的定向移动速率之比为
故C错误；
D．根据焦耳定律可得相同时间内导体a和b产生的焦耳热之比为
故D错误。
故选A。
11．C
【详解】
AB．图线的斜率表示电阻的倒数，图线a的斜率小于b的斜率，所以a的电阻大于b的电阻，根据电阻定律
知横截面积相同，材料相同，知a的电阻丝较长，b的电阻丝较短， AB错误；
C．将两条电阻丝串联后，总电阻大于较大的电阻，图线的斜率表示电阻的倒数，其 图线位于a的下方，C正确；
D．根据
电阻丝并联两端的电压相等，a的电阻大于b的电阻，a的热功率比b的小，D错误。
故选C。
12．C
【详解】
由图知,．通话时，由，得.同理待机时，，C对．
13．AC
【详解】
A．开关S接1，当电阻箱调到R=3Ω时，小灯泡L正常发光，此时电路中的电流为
电源内阻
A正确；
B．将开关S接2，小灯泡L和电动机M均正常工作，则此时通过电动机的电流为I=1A，B错误；
C．电动机两端的电压
UM=E-UL-Ir=3V
则电动机的输出功率为
P=IUM-I2RM=2W
C正确；
D．电源效率约为
D错误。
故选AC。
14．CD
【详解】
A．当开关S1、S2均闭合时，电阻丝工作，产生热量，所以此时电吹风吹出热风，故A错误；
B．当吹冷风时，只有电动机工作，电动机是非纯电阻元件，其内阻不能用求，故B错误；
C．当吹热风时，电动机和电阻丝并联，电阻丝消耗的功率为
由
可得
故C正确；
D．当吹风机正常工作吹冷风时，电动机的功率为100W，电动机每分钟消耗的电能为
故D正确。
故选CD。
15．AB
【详解】
AB．灯泡恰能正常发光，说明灯泡电压为3 V，电流为2 A，电动机的输入电压是8 V-3 V＝5 V，流过电动机的电流是I＝2 A，选项AB正确；
CD．电动机内阻消耗功率I2RM＝4 W，电动机输入功率为5×2 W＝10 W，输出功率为6 W，效率为η＝60%，整个电路消耗的电功率是10 W＋6 W＝16 W，选项CD错误．
16． 1100 200 900
【详解】
这台电动机消耗的电功率为
P=UI=1100W
发热功率为
P热=I2r=200W
转化成机械功率有
P机=P-P热=900W
17． 220 300 并联
【详解】
这种灯泡正常工作时的电压为220V，功率为300W。
这四盏灯泡在电路中的连接方式是并联。
18． 220 4.5
【详解】
用电器铭牌上的电压即为额定电压，因此电磁炉正常工作时的电压为220V；
如果用“挡位2”做饭，根据可得电路中的电流为
19． 220 1200 0.6
【详解】
根据表中信息可知，热水器正常工作时，电压为220V，功率为1200 W；
热水器正常工作0.5h消耗的电能为
W =Pt=1200 W ×0.5h =600 W·h=0.6kW·h
20．(1)1Ω；(2)87.5W；(3)144W
【详解】
(1)当S断开时
E=I1(R＋r)
代入数据得
r=1Ω
(2)设开关S闭合时，路端电压为U2
U2=E－I2r=36V
流过R的电流
IR==1.5A
流过电动机的电流
IM=I2－IR=2.5A
电动机输出的机械功率
P出=U2IM－rM=87.5W
(3)开关S闭合时电源输出功率
P=U2I2=144W
21．（1）2A；（2）14W
【详解】
试题分析：（1）因为灯泡正常发光，故通过灯泡的电流为；（2）电动机两端的电压：；
电动机的输出功率．．
22．1100W
【详解】
该电能表一分钟转了55r，共消耗电能
电功率为
23．(1)22W；(2)2kg，
【详解】
(1)根据部分电路欧姆定律，可得
根据功率公式，可得
P入=U2I2 =30W
P热=I22RM =8W
P出=P入 - P热
联立可得
P出=22W
(2)根据输出功率公式，有
根据牛顿第二定律，有
F - mg=ma
联立可得
m=2kg
根据效率定义式，有
答案第1页，共2页