5.1电路中的能量 综合训练（Word版含答案）

5.1电路中的能量
一、选择题（共15题）
1．通过电阻R的电流为I时，在t时间内产生的热量为Q，若电阻变为2R，通过电阻的电流仍为I, 则在时间t内产生的热量为（ ）
A．2Q B．8Q C． D．
2．甲、乙两根同种材料制成的电阻丝，长度相等，甲横截面的半径是乙的两倍，将其并联后接在电源上( )
A．甲、乙的电阻之比是1:2
B．甲、乙中的电流强度之比是4:1
C．甲、乙电阻丝相同时间 产生的热量之比是1:4
D．甲、乙电阻丝两端的电压之比是1:2
3．如图，电源电动势为，内电阻不计，一个“，”的电灯与一个绕线电阻为的电动机串联接入电路。已知电路中电灯正常发光，则电动机输出的机械功率为（　　）
A． B． C． D．
4．如图是米家牌扫地机器人的照片，下表内容是它的一些重要参数：
额定电压 100－240V/50－60HZ 额定功率 55W
电池输入电压 14.4V 电池容量 5200mAh
充电时间 约3小时 工作时间 2.5小时
根据以上信息，下列说法错误的是A．工作时，电池把化学能转化为电能
B．电池充电时平均充电电流约1.73A
C．电池充满电时储存的能量大约为5.94×105J
D．在2.5小时工作时间内机器人并非一直以55W额定功率工作
5．一台电动机的输出功率是10kW，这表明该电动机正常工作时（　　）
A．每秒钟消耗电能10kJ B．每秒钟对外做功10kJ
C．每秒钟电枢线圈产生10kJ的热 D．每秒钟电流做功10kJ
6．一款儿童电动汽车的部分参数如图所示，则下列说法正确的是（　　）
A．电源规格中的4.5A·h，A·h是能量的单位
B．电机的输出功率小于24W
C．电机线圈的电阻为6
D．行驶过程中电机突发故障，被卡住无法转动，此时通过电机的电流为2A
7．一个直流电动机，其线圈的电阻是0.5 Ω，当它两端所加电压为6 V时，通过电动机的电流是2 A。由此可知( )
A．电动机消耗的电功率为10W
B．电动机的发热功率为12W
C．电动机输出的机械功率为10W
D．电动机的工作效率为20%
8．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%
9．两只电阻的伏安特性曲线如图所示，则下列说法中正确的是（　　）
A．两电阻的阻值为大于
B．两电阻串联在电路中时，两端电压大于两端电压
C．两电阻串联在电路中时，消耗的功率小于消耗的功率
D．两电阻并联在电路中时，的电流小于的电流
10．用如图所示的实验电路研究微型电动机的性能．当调节滑动变阻器，让电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为和，重新调节，使电动机恢复正常动转时，电流表和电压表的示数分别为和，则这台电动机（不计温度对电阻的影响）（ ）
A．正常运转时的输出功率为
B．正常运转时的输出功率为
C．正常运转时的发热功率为
D．正常 运转时的发热功率为
11．某扫地机器人电池容量5000mA·h，额定工作电压15V，额定功率30W，则下列说法正确的是（　　）
A．扫地机器人的电阻是7.5Ω
B．扫地机器人正常工作时的电流是2A
C．题中mA·h是能量的单位
D．扫地机器人充满电后一次工作时间约为5h
12．电动机是把电能转化成机械能的一种设备，在工农业、交通运输、国防及家电、医疗领域广泛应用．图示表格是某品牌电动机铭牌的部分参数，据此信息，下列说法中不正确的是
型号 YE3-132S2-2 编号 521780
额定功率 1100W 额定电压 220V
额定电流 5.0A 额定转速 2900r/ min
效率 90.0% 频率 50Hz
A．该电动机的发热功率为110W
B．该电动机转化为机械能的功率为1100W
C．该电动机的线圈电阻R为4.4Ω
D．该电动机正常工作时每分钟对外做的功为5.94×104J
13．某电动自行车使用的锂离子电池额定电压为30V，电池总容量为60A·h，当电池剩余容量为总容量的时，该车将不能行驶。该电动自行车质量为40kg，质量为60kg的人骑该车在平直路面上行驶时额定车速为18km/h，所受阻力大小为人车总重的0.1倍。已知1度电为1kW·h。取重力加速度。下列说法正确的是（ ）
A．题中电池容量的单位A·h为能量单位
B．从此车不能行驶开始充电至电池充满需要用电1.5度
C．该人骑此车在平直路面上以额定速度行驶时，此车的额定功率为500W
D．该人骑此车在平直路面上以额定速度行驶，能行驶的最大里程约为45km
14．如图所示，是一提升重物用的直流电动机工作的电路图，电动机的内阻为， ．直流电压，电压表示数为，则（ ）
A．通过电流计的电流 B．输入电动机的电功率为
C．电动机的输出功率为 D．电动机的效率大约是95.5%
15．在用直流电动机提升重物的装置中，电源输给电动机电压为110V，电路中的电流强度I=5.0A，电动机线圈的电阻是1欧，可以判断（ ）
A．电源输出的功率为550W B．电机发热的功率是25W
C．提升重物消耗的功率为25W D．电机发热的功率是550W
二、填空题
16．将阻值分别为，的两个电阻并联后接入电路中，通过R1，R2的电流强度之比I1：I2=_____，消耗的电功率之比P1：P2=_____。
17．通过电阻R的电流为I时，在t时间内产生的热量为Q，若电阻为2R，电流为2I，则在t时间内产生的热量为______Q。
18．某一用直流电动机提升重物的装置，如图所示．重物的质量m=50千克，电源的电动势E=220伏特，不计电源内阻及各处的摩擦．当电动机以v=0.80米/秒的恒定速度向上提升重物时,电路中的电流强度I=2安培，由此可知电动机的输出功率P＝_______W，电动机线圈的电阻R=_______Ω　（g取10m/s2）　
19．三个标有"100Ω，4W”、“12.5Ω，8W”、“90Ω，10W"字样的电阻，当它们串联时允许加的最大总电压是________V，并联时允许通过的最大总电流是________A.
三、综合题
20．有一小型直流电动机，把它接入U1 = 0.3 V的电路中时，电动机不转，测得流过电动机的电流为I1 = 0.6 A；若把电动机接入U2 = 3.0 V的电路中时，电动机正常工作，工作电流是I2 = 1.0 A，求：
（1）电动机正常工作时的输出功率是多少；
（2）如果电动机正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率是多大。
21．如图所示的电路中，电炉电阻R=20Ω，电动机线圈的电阻r=1Ω，电路两端电压U=10V，电流表的示数为2.5A，则：
(1)通过电动机的电流为多少？
(2)通电1min，电动机做的有用功为多少？
22．一台小型电动机在电压下工作，用此电动机提升所受重力为的物体时，通过它的电流是。在内可使该物体被匀速提升。若不计除电动机线圈生热之外的能量损失，求：
（1）电动机的输入功率；
（2）在提升重物的内，电动机线圈所产生的热量；
（3）线圈的电阻。
23．电动机是将电能转换成机械能的一种装置，在生产生活中有着广泛的应用。如图所示电路中，电动机的内阻，电源电动势、内阻，小灯泡规格为“”。闭合开关S，电路稳定后，小灯泡恰好正常发光。求：
（1）电源的输出功率；
（2）电动机的效率。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【详解】
试题分析：根据焦耳定律可得：当通过电阻R的电流强度为I时，在t时间内产生的热量为Ｑ，即；当若电阻为2R，电流强度为I时，则在时间t内产生的热量为,故选A．
2．B
【详解】
两根长度相同，甲的横截面的圆半径是乙的2倍，根据电阻定律得，R甲：R乙=1：4，并联电路电压相等，由I=U/R可知，甲乙中的电流强度之比为4：1；故A错误，B正确；由可知得：甲、乙电阻丝相同时间产生的热量之比是4:1，故C错误．两电阻并联，则两电阻两端的电压相等；故D错误；故选B．
3．C
【详解】
灯泡正常发光，则回路的电流
电动机两端电压为
UM=E-UL=24V
则电动机输出的机械功率
故选C。
4．C
【详解】
A、扫地机器人对电池的重量没有特别高的要求，所以基本使用镍氢电池，工作时，电池把化学能转化为电能，故A不符合题意；
B、电池充电时平均充电电流，故B不符合题意；
C、电池充满电具有的能量为，故C符合题意；
D、若一直以55W工作，则工作时间为，而且机器人也并不是一直处于扫地工作状态，故D不符合题意。
故选C．
5．B
【详解】
电动机是非纯电阻电路，输出功率是10kW，则每秒钟向外输出10 kJ的机械能，说明每秒钟对外做功10 kJ，而每秒钟消耗电能大于10kJ，每秒钟电流做功大于10kJ，每秒钟电枢线圈产生的热小于10kJ，故只有B项正确。
故选B。
6．B
【详解】
A． A h是电流与时间的乘积，是电量的单位，故A错误；
B． 电动机的额定功率
P=UI=12×2W=24W
可知电动机的输出功率一定小于24W，故B正确；
C． 只知道电动机的额定电压与额定电流，不能由欧姆定律求出电动机的电阻值，故C错误；
D． 知道电动机的额定电压，不知道电动机的电阻值，所以若电机突发故障，被卡住无法转动，不能求出通过电动机的电流值，故D错误。
故选B。
7．C
【详解】
试题分析：直流电动机线圈电阻为R，当电动机工作时通过的电流为I，两端的电压为U；总功率为：，发热功率为：
根据能量守恒定律，其输出功率是：
机械的工作效率为，故选C正确．
8．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。
9．C
【详解】
A．由图像的斜率表示电阻的倒数可知两电阻的阻值为大于，故A错误；
B．两电阻串联在电路中时，电流相等，根据
可得两端电压大于两端电压，故B错误；
C．两电阻串联在电路中时，电流相等，根据
消耗的功率小于消耗的功率，故C正确；
D．两电阻并联在电路中时，电压相等，根据
可知的电流大于的电流，故D错误。
故选C。
10．A
【详解】
电动机停止转动时，其电路是纯电阻电路，由欧姆定律得，电动机的电阻为：
电动机正常运转时，输入的电功率为：
发热功率为：
，
所以输出功率为：
故选A
11．B
【详解】
A. 根据题中条件不能确定扫地机器人的电阻，A错误；
B. 扫地机器人正常工作时的电流是
B正确；
C. 题中mA·h是电量的单位，C错误；
D. 扫地机器人充满电后一次工作时间约为
D错误。
故选B。
12．B
【详解】
根据表格可知该电动机的发热功率为，机械功率为，A正确B错误；根据可知该电动机的线圈电阻为，C正确；该电动机正常工作时每分钟对外做的功为，D正确．
13．BC
【详解】
A．根据q = It，则电池容量的单位Ah就是电量单位，A错误；
B．由题知当电池剩余容量为总容量的时，该车将不能行驶，则从此车不能行驶开始充电至电池充满有
q = 60 - × 60A·h = 50Ah
又因为自行车使用的锂离子电池额定电压为30V，则
W = Eq = 1500Wh = 1.5kWh
B正确；
C．该人骑此车在平直路面上以额定速度行驶时有
P = fv = 500W
C正确；
D．由选项B可知该车可用的总功率有1500Wh，则该车以额定速度行驶，能行驶3h，则走过的里程为
s = vt = 54km
D错误。
故选BC。
14．CD
【详解】
电动机和电阻串联，所以电流相等．电阻R两端电压U1=160V-110V=50V，通过电动机的电流大小为：，故A错误；电动机的电功率P=UI=110V×5A=550W，故B错误；电动机的热功率P热=I2R=52×1W=25W；电动机的机械功率P′=P-P热=550W-25W=525W，故C正确；电动机的效率：
故D正确；故选CD．
15．AB
【详解】
解：A、电源输出功率P出=UI=110×5=550W；故A正确；
B、电动机的发热功率P热=I2R=25×1=25W；故B正确，D错误；
C、提升重物消耗的功率P机=P出﹣P热=550﹣25=525W；故C错误；
故选AB．
16． 1：5 1：5
【详解】
由于两个电阻并联接入电路，电阻两端电压相等，根据可得，电流之比为
I1：I2=R2：R1=1：5
根据可得，消耗的电功率之比为
P1：P2= R2：R1=1：5
17．8
【详解】
通过电阻R的电流是I时，在t时间内产生的热量是Q，根据焦耳定律，有Q=I2Rt，若电阻变成2R，电流是2I，则根据焦耳定律公式，有
Q＇=（2I）22Rt=8Q
在t时间内产生的热量是8Q。
18． 400 10
【详解】
电动机的输出功率为P=Fv=mgv=400W,电动机热功率为，所以,所以r=10Ω
19． 40.5 1.01
【详解】
由P=I2R得，电阻“100Ω 4W”“12.5Ω 8W”、“90Ω 10W”的额定电流分别为：I1=0.2A，I2=0.8A，I3=1/3A；
额定电压分别为：U1=I1R1=0.2×100V=20V，U2=I2R2=0.8×12.5V=10V，U3=I3R3=1/3×90V=30V；
当它们串联时，电流相同，则允许通过的最大电流为0.2A，允许加的最大总电压是 U=Imax（R1+R2+R3）=0.2×（100+12.5+90）V=40.5V；
若将它们并联使用，电压相同，则允许所加的最大电压为10V，允许通过的最大总电流是 I=10/R1+10/R2+10/R3=0.1+0.8+0.11=1.01A．
20．（1）2.5 W；（2）18 W
【详解】
（1）当U1 = 0.3 V，I1 = 0.6 A时，电动机不转，此时电动机为纯电阻，故电动机的内电阻为
当U2 = 3.0 V，I2 = 1.0 A时，电动机正常工作，此时电动机为非纯电阻，则电动机的输出功率为
（2）当电动机正常工作被卡住时，电动机又为纯电阻，其热功率为
21．(1)2A；(2)960J
【详解】
(1)电炉电阻，电压，故电流
通过电动机的电流
(2)电动机的总功率
电动机的发热功率
故电动机的机械功率是
做的有用功
22．（1）；（2）；（3）
【详解】
（1）电动机的输入功率
（2）物体上升的速度
电动机提升重物的机械功率
电动机线圈所产生的热功率
所生热量
（3）由焦耳定律
得线圈电阻
23．（1）3.5W；（2）90%
【详解】
（1）根据小灯泡恰好正常发光，可得电路中电流
电源外压
电源的输出功率
解得
（2）电动机的电压
电动机的电功率
电动机的热功率
电动机的效率
解得
答案第1页，共2页