第五章 电能与能源的可持续发展章节综合练 （word版含答案）

粤教版（2019）必修三 第五章 电能与能源的可持续发展 章节综合练
一、单选题
1．摩托车电动机启动时车灯会瞬时变暗，如图，在打开车灯、电动机未启动时电流表读数为5A，电动机启动时电流表读数为15A，若电源电动势12V，内阻0.4Ω，电流表内阻不计，则因电动机启动导致车灯的电功率降低了（　　）
A．30 W
B．32 W
C．20 W
D．18 W
2．新冠肺炎患者中有13%的重症患者和6%的危重患者需要给予及时的呼吸机治疗，呼吸机成为生死攸关的战略资源。呼吸机的核心部件之一是呼吸机马达。下图是国内某制造商生产的呼吸机的马达主要参数。下列说明正确的是（　　）
呼吸机马达
额定电压 24V
空载电流 0.2A
额定转速 30000rpm
额定负载扭矩 100mN·m
额定电流 1.9A
额定输出功率 32W
A．额定电流状态下，马达内阻等消耗功率为13.6W
B．利用空载状态的参数，计算出马达的内阻是120Ω
C．利用额定状态的参数，计算出马达的内阻约为9Ω
D．空载状态下，马达的输出功率为4.8W
3．传统的榨汁机一般都很难清洗，现在市场中很流行一种便携式榨汁杯，方便携带，容易清洗。如图所示为某品牌的榨汁杯，可利用充电。已知其额定电压为，额定功率为，充电电压，充电电流，充电时间约210分钟，电池容量。则下列说法正确的是（　　）
A．榨汁杯正常工作时的电流为
B．电池容量是指电池储存的电能
C．电池充满电后储存的电能约为
D．榨汁杯充满电后一次工作时间最多约为50分钟
4．如图所示，一直流电动机与阻值R＝9 Ω的电阻串联在电源上，电源的电动势E＝30 V，内阻r＝1 Ω，闭合开关，用理想电压表测出电动机两端电压U＝10 V，已知电动机线圈的电阻RM＝1 Ω，则下列说法正确的是（　　）
A．通过电动机的电流为10 A
B．电动机线圈电阻上的发热功率为2 W
C．电源的输出功率为60 W
D．电动机的输出功率为16 W
5．如图所示，电源电动势E=6V，内阻r=1Ω，定值电阻R=2Ω与电动机M串联接在电源上开关闭合后，理想电流表示数为1A，电动机刚好正常工作，电动机的线圈电阻R0=0.5Ω。下列说法中正确的是（　　）
A．定值电阻消耗的热功率2W B．电动机的输出功率为4.5W
C．电动机两端的电压为0.5V D．电源的输出功率是6W
6．下面属于二次能源的是（　　）
A．石油 B．电能 C．煤炭 D．风能
7．如图所示，某户家庭有电炉、微波炉、洗衣机、电风扇等家用电器。停电时，用欧姆表测得A、B间电阻为R；供电后所有电器均使用，测得A、B间电压为U，进线电流为I，则该户用电的总功率为（　　）
A．P=I2R
B．P=UI
C．
D．
8．如图所示的电路中，恒流源可为电路提供恒定电流，R为定值电阻，为滑动变阻器，电流表、电压表均可视为理想电表，不考虑导线电阻对电路的影响。将滑动变阻器的滑片P向上移动过程中，下列说法正确的是（ ）
A．电路中总电阻减小
B．电流表的示数减小
C．电压表的示数减小
D．恒流源输出功率减小
9．图为某电动自行车的相关参数，已知该电动车在额定输出功率状态下，在某水平道路上匀速运动的速度为10m/s，下列分析正确的是（　　）
规格 后轮驱动直流永磁毂电机
车型 电动自行车 额定输出功率 120W
整车质量 30kg 额定转速 240r/min
最大载量 120kg 额定电压 40V
续行里程 大于40km 额定电流 3.5A
A．该电动车后轮电机的线圈内阻约为11.43Ω
B．电动车在上述水平道路上匀速运动时受到的阻力为14N
C．额定输出功率状态下的该电动车电机的发热功率为20W
D．该电动车的车轮半径大约为0.8m
10．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
11．如图所示电路中，各灯泡额定电压和额定功率分别是：A灯“10V　10W”，B灯“60V　60W”，C灯“20V　20W”，D灯“20V　20W”。在a、b两端加上电压后，四个灯泡都能发光。比较各灯泡消耗功率大小，以下说法正确的是（　　）
A．PB>PD>PA>PC B．PB>PD>PC>PA
C．PB>PA>PD＝PC D．PA>PC>PD>PB
12．下列家用电器中，正常工作时电流最大的是（　　）
A． 电热蚊香器 B． 电风扇
C． 台灯 D． 电热水壶
13．如图所示，一个电阻R和一个灯泡L串联接在电压恒为U的电源上，电路中的电流为I。电阻两端的电压为U1，电功率为P1；灯泡两端的电压为U2，电功率为P2，则下列关系式正确的是（　　）
A．P1=UI B．U2=U－IR
C．P2=U2R D．U1=U－IR
14．某款新能源汽车配备了两种不同型号的动力电池，电池数据如下表所示，若不考虑动力电池的内阻，下列说法正确的是（　　）
电池型号 额定电压（V） 额定容量（Ah） 额定电能（kW/h） 重量（kg）
21TAD 355 153 54.34 338
21TY 322 174 56.04 356
A．用同样的充电电流从零电能到充满，21TY的充电时间更短
B．用同样的充电功率从零电能到充满，21TY的充电时间更短
C．对同一电动汽车供电，若电池输出功率相同，21TAD的汽车效率更高
D．对同一电动汽车供电，若电池输出电流相同，21TY的行驶总里程一定更长
15．一个新型绿色冰箱，其输入总功率是180W，一天的耗电量是1kw·h。若冰箱每次制冷时问为7min，且间隔均匀相等，则该冰箱每小时制冷的次数约是多少次，下列正确的是（　　）
A．2次 B．3次 C．4次 D．5次
二、填空题
16．北京家庭采用电压为220V的供电，香港家庭采用电压为200V的供电．北京厨房内支“220V 50W”照明用的灯泡，若改用200V的供电，使用相同的时间可以节省电能_______%，如果采用200V供电的同时，又不减弱厨房照明亮度，则原灯泡电阻丝要换成电阻为______的新电阻丝．
17．如图甲所示，三个电阻的阻值均为，额定功率均为。在每个电阻消耗电功率均不超过额定功率的条件下，此电路最大消耗电功率为________W。若仍满足上述条件，改为图乙所示所示电路，这个电路最大消耗功率为________W。
18．如图所示，电解槽A与电阻R并联后接到电源上，电源的电动势E=120V，内阻r＝1Ω，电阻R＝19Ω，电解槽电阻r′＝0.5Ω。S闭合时电阻R消耗的功率为475W，则此时通过电阻R的电流为______A，电解槽中电能转化为化学能的功率为______ W。
19．我国自古有“昼涨称潮，夜涨称汐”的说法。潮汐主要是由太阳和月球对海水的引力造成的，以月球对海水的引力为主。
(1)世界两大观潮胜地，一处是亚马孙河北河口，另一处是我国的___________入海口。
(2)图中，a、b是某些潮汐发电示意图。涨潮时开闸门（图a），水由通道进入海湾水库蓄水，待水面升至最高点时关闭闸门，当落潮时，开闸放水发电（图b）。设海湾水库面积为5.0×108m2，平均潮差为3.0m，一天涨落潮两次，发电的平均能量转化率为10%，则一天内发电的平均功率约为（ρ水取1.0×103kg/m3，g取10m/s2）___________。
A．2.6×104kW B．5.2×104kW C．2.6×105kW D．5.2×105kW
三、解答题
20．图中所示的电路中，电源电动势为，内阻为，电阻、的阻值分别为、，平行板电容器的电容。开关闭合后，电动机恰好正常工作。已知电动机的额定电压，线圈的电阻，求：
（1）开关闭合后，电容器的带电量；
（2）电动机正常工作时的效率是多少？
21．如图所示，M为一线圈电阻的电动机，，电源电动势。当S断开时，电流表的示数为，当开关S闭合时，电流表的示数为。求：
（1）电源内阻r；
（2）开关S闭合时流过R的电流；
（3）开关S闭合时电动机输出的机械功率。
22．如图所示，电源电动势为10V，内阻为1Ω，电阻R1为1Ω，R2为6Ω。开关闭合后，电动机恰好正常工作。已知电动机额定电压U为6V，线圈电阻为0.5Ω，问：
（1）流过R2的电流是多大？
（2）通过电动机的电流是多大？
（3）电动机正常工作时产生的机械功率是多大？
（4）如在正常工作时，电动机的转子突然被卡住，此时电动机的发热功率是多少？
23．如图所示为某汽车的电源、电流表、车灯、电动机连接的简化电路。已知电源的电动势，内阻，电动机的内阻。当闭合S1、断开S2时，电流表的示数为；当S1、S2均闭合时，电动机正常工作，电流表的示数为。不计电流表的内阻和导线电阻，车灯的电阻R1为定值。
（1）求车灯电阻R1的值：
（2）S1、S2均闭合时，求车灯的功率和电动机的机械功率；
（3）S1、S2均闭合时，若电动机突然被卡住不转动，求此时电流表的示数。
24．日常应用电动机提升物体来研究微型电动机的性能。如图所示是采用的原理电路，初始时使电动机停止转动时，此时电压表和电流表的示数分别为和。重新调整后，滑动变阻器R也能按照工作要求进行调节，使电动机恢复正常运转，电动机的输出功率全部转化为机械功率。此时电动机能拉着原来静止重物以加速度匀加速上升，当重物的速度时，此时电压表和电流表的示数分别为和，g取10m/s2.求：
（1）电动机的输出电功率P；
（2）电动机的效率η；
（3）重物的质量m。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【解析】
【详解】
电动机未启动时
U灯＝E－I1r＝（12－5×0.4）V＝10 V
车灯功率
P灯＝U灯I1＝50 W
电动机启动时
U灯′＝E－I2r＝（12－15×0.4）V＝6 V
设车灯阻值不变，由
P＝
可得
P′＝（）2×P灯＝（）2×50 W＝18 W
电功率的减少量
ΔP＝P－P′＝（50－18）W＝32 W
故选B。
2．A
【解析】
【详解】
A．额定电流状态下，马达内阻等消耗功率为
故A正确；
BC．由于马达不是纯电阻元件，所以无论是在空载状态还是额定状态，都不能利用参数根据欧姆定律计算马达的内阻，故BC错误；
D．空载状态下，马达的输入功率为
由于马达内阻会消耗效率，所以马达此时的输出功率小于4.8W，故D错误。
故选A。
3．D
【解析】
【详解】
A．正常工作电流为
故A错误；
B．电池容量为电池储存的电荷量，B错误；
C．电池充满电后储存的电能
故C错误；
D．工作时间
（分钟）
故D正确。
故选D。
4．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．根据闭合电路欧姆定律有
解得
A错误；
B．电热机的热功率
B错误；
CD．电动机的输入功率
电动机的输出功率
C错误D正确。
故选D。
5．A
【解析】
【详解】
A．定值电阻消耗的热功率
选项A正确；
BC．电动机两端的电压
电动机的输出功率为
选项BC错误；
D．电源的输出功率是
选项D错误。
故选A。
6．B
【解析】
【详解】
一次能源是指直接取自自然界没有经过加工转换的各种能量和资源，它包括：原煤、原油、天然气、油页岩、核能、太阳能、水力、风力、波浪能、潮汐能、地热等等；
二次能源是转化过形式的能源．例如：煤如果直接拿来烧，我们就是利用了一次能源．如果先用煤发电，所产生的电能就是二次能源。
故选B。
7．B
【解析】
【详解】
B．加在用户两端的电压为U，电路中的电流为I，所以该户用电的总功率为
故B正确；
ACD．用户洗衣机、电风扇等家用电器为非纯电阻电器，其电功率不可以用
或
计算。更不能用
计算。故ACD错误；
故选B。
8．B
【解析】
【详解】
A．滑动变阻器的滑片向上移动，接入电路的电阻变大，根据并联电路的特征，电路中总电阻增大，A错误；
BC．恒流源流出的总电流不变，滑动变阻器的滑片向上移动，接入电路的电阻变大，电路中总电阻增大，则并联部分总电压增大，即电压表示数增大，则流过R的电流增大，由于总电流不变，则流过RL的电流减小，即电流表示数减小，B正确、C错误；
D．根据P = I2R总，由于恒流源电流大小不变，总电阻变大，所以恒流源输出功率增大，D错误。
故选B。
9．C
【解析】
【详解】
AC．该电动车额定电压下工作时的线圈发热功率为
由
可得后轮电机的线圈内阻为
故A错误，C正确；
B．该电动车额定电压下工作时的输出功率为120W，由
可以计算得阻力为
故B错误；
D．由
可得该电动车的车轮半径为
故D错误。
故选C。
10．C
【解析】
【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。
11．C
【解析】
【详解】
A灯正常工作时电阻
B灯正常工作时电阻
C灯正常工作时电阻
D灯正常工作时电阻
A灯和B灯电流相等，由
，
可知
C灯和D灯电压相等，由
，
可知
C灯和A灯，由
，，
可知
故C正确，ABD错误。
故选C。
12．D
【解析】
【详解】
题中电热水壶的电功率最大，根据
家庭用电的电压相同，可知电热水壶的电流最大，故Ｄ正确，ABC错误。
故选D。
13．B
【解析】
【详解】
A．电阻的电功率为
故A错误；
BD．电阻两端的电压为
灯泡两端的电压为
故B正确，D错误；
C．灯泡的电功率为
故C错误。
故选B。
14．C
【解析】
【详解】
AB．由于21TY的额定容量和额定电能更大，故无论是用同样的充电电流还是同样的充电功率，都是21TY所用的充电时间更长，故AB错误；
C．对同一电动汽车供电时，若电池输出功率相同，21TAD电池的额定电压大，根据可知，电流会更小，电机内阻的热功率更小，所以效率高，故C正确；
D．若电池输出电流相同，21TY的输出功率小，汽车效率低，虽然总电能稍大一些，但做的有用功不一定多，而且行驶里程还和路面状况等其它因素相关，故行驶里程不一定长，D错误。
故选C。
15．A
【解析】
【详解】
1小时耗电量为，需要时间
工作次数
次
故选A。
16． 17.4 800
【解析】
【详解】
[1]．由可得，，则
即使用相同的时间可以节省电能17.4%
[2]．不减弱厨房照明亮度，灯泡功率相等，由
解得
．
17． 27 27
【解析】
【分析】
【详解】
[1]干路中电阻的功率为额定功率时，电路中消耗的功率最大。支路电流是干路电流的一半，所以根据可知，每个并联电阻消耗的功率为额定功率的四分之一，所以电路消耗的最大功率为
[2]并联电路电压相等，所以当单电阻支路的电阻消耗的功率为额定功率时，电路中消耗的功率最大。根据可得
18． 5 1700
【解析】
【详解】
[1]根据P=I2R可得通过电阻R的电流为
[2]路端电压
U=IRR=95V
总电流
则电解槽的电流
I1=I-IR=20A
电解槽中电能转化为化学能的功率为
19． 钱塘江 B
【解析】
【详解】
(1)[1]钱塘江是世界著名的观潮胜地，有“八月十八潮，壮观天下无”的说法。
(2)[2]发电时水减少的势能
ΔEp=mgΔh=ρ水ShgΔh
其中
Δh=
一天发电两次，转化成的电能
E=2ΔEp×10%，P=
代入数值得
P=5.2×104kW
故选B。
20．（1）；（2）
【解析】
【详解】
（1）当开关S闭合时，电动机恰好正常工作，两端的电压等于额定电压，电容器与电动机并联，两端的电压等于
其带电量
计算可得
（2）由闭合电路欧姆定律，流过电阻的电流
计算可得
由欧姆定律，流过电阻的电流
由串并联电路电流的关系，流过电动机的电流
电动机消耗的电功率为
电动机发热的功率为
电动机正常工作时的效率
可得
21．（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】
（1）当S断开时，根据闭合电路欧姆定律得
得
（2）开关S闭合时，路端电压为
流过R的电流为
（3）流过电动机的电流为
电动机输出的机械功率
22．（1）1A；（2）1A；（3）5.5W；（4）7W
【解析】
【详解】
（1）开关闭合后，电动机恰好正常工作，由电路可知此时两端电压为6V，所以流过R2的电流为
（2）根据闭合电路欧姆定律可得中的电流为
所以通过电动机的电流为
（3）电动机正常工作时内部消耗的功率为
则产生的机械功率为
（4）正常工作时，电动机的转子突然被卡主，此时电路为纯电阻电路，此时总电阻
电动机两端电压
电动机的发热功率为
23．（1）；（2），；（3）
【解析】
【详解】
（1）闭合S1、断开S2时，根据闭合电路欧姆定律
解得
（2）S1、S2均闭合时，路端电压为
车灯的电流为
车灯的功率为
电动机的电流为
电动机的机械功率为
（3）S1、S2均闭合时，若电动机突然被卡住不转动，外电阻为
电流表的示数为
24．（1）22W；（2）73.3%；（3）2kg
【解析】
【详解】
（1）电机不转时，由欧姆定律得电动机的内电阻
正常工作时，电动机总功率为
电动机热功率为
电动机输出功率为
（2）电动机的效率为
（3）根据机械功率知
根据牛顿第二定律知
联立解得
答案第1页，共2页
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