5.1电路中的能量 同步练习（Word版含解析）

粤教版（2019）必修三 5.1 电路中的能量
一、单选题
1．一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（　　）
适用年龄　6个月～3岁家长遥控　3～4岁可自驾 核定载重　25kg 电源规格　12V　4.5Ah 充 电 器　12V　1 000mA 电　　机　RS390－12V　2A
A．电源规格中的4.5 Ah，Ah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6Ω
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
2．国产某5G手机电池容量为4100mA·h，待机时间为22d（天），用超级快充装置对其充电时的电功率为66W。由此可估算手机电池（　　）
A．待机时的电压 B．待机时的电流
C．快充时的电流 D．快充过程获得的电能
3．智能手机耗电量大，移动充电宝应运而生，它是能直接给移动设备充电的储能装置。充电宝的转化率是指电源放电总量占电源容量的比值，一般在0.60～0.70之间（包括移动电源和被充电池的线路板、接头和连线的损耗）。如图为某一款移动充电宝，其参数见表，下列说法正确的是（　　）
容量 20000mAh 兼容性 所有智能手机
边充边放 否 保护电路 是
输入 DC：5V2AMAX 输出 DC：5V0～1A～2.5A
尺寸 56×82×22mm 转换率 0.60
产品名称 索扬SY10-200 重量 约430g
A．给充电宝充电时将电能转化为内能
B．20000mA h的mA h是能量的单位
C．参数“DC5V”中“DC”指直流电的意思
D．充电宝以最大电流输出时可工作10小时
4．在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，电流表和电压表的示数分别为0.5 A和1.0 V；重新调节R，使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0 A和15.0 V。则有关这台电动机正常运转时的说法正确的是（　　）
A．电动机的内电阻为0.5 Ω
B．电动机的内电阻为7.5 Ω
C．电动机的输出功率为30 W
D．电动机的输出功率为22 W
5．2020年9月1日消息，沙特阿拉伯研究人员设计了一种新的球形太阳能电池，能更好地收集直射和散射的阳光。若球形电池在正常照射下可将光能转换为电能的效率高达48%，用这种太阳能电池产生6V的电动势，可获得1.2A的电流，则每秒照射到这种电池上的太阳光的能量约是（　　）
A．5J B．10J C．15J D．20J
6．如图所示，M为电动机，电流表的内阻不计，恒定电压。当闭合、断开时，电流表A的示数为；当闭合、断开时，电动机的输出功率为，电流表A的示数也为。不计摩擦阻力，下列说法正确的是（　　）
A． B．电动机的内阻为
C．电动机的效率为66.6% D．电动机内阻的发热功率为
7．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
8．用充电宝给手机电池充电时，充电宝输出电能转化为手机电池的化学能和内能，等效电路如图所示。在充电开始后的时间t内，充电宝的输出电压U和输出电流I都可认为是恒定的，若手机电池的内阻为r，则t时间内（　　）
A．充电宝输出的电流为 B．充电宝输出的电功为
C．手机电池产生的焦耳热为 D．手机电池储存的化学能为
9．取两根完全相同的电阻丝，第一次将两根电阻丝串联，两端加电压U时，经t1时间产生的热量为Q；第二次将两根电阻丝分别均匀拉长一倍后再并联，两端加相同的电压U，经t2时间产生的热量为2Q。则为（ ）
A．4:1 B．2:1 C．1:2 D．1:4
10．某旅行充电器和某锂离子电池的铭牌如图所示，则以下说法正确的是（　　）
A．该锂电池充满电后可贮存5.04×106C的电量
B．用该充电器给锂电池充电时，充电器输出功率为7.4W
C．用该充电器给该锂电池充电时，电池内部锂离子是从正极运动到负极
D．若给该锂电池充满电，需要消耗25200J的电能
11．如图所示的“52℃暖手充电宝”集暖手与移动充电两大功能于一体而受热捧，下表中列出了这种产品的几个主要参数：
产品名称 52℃暖手充电宝 重量 285g
尺寸 74×68.5×33.8（mm） 电池容量 5000
输入 DC5V/2.5A（最大） 输出 DC5V/2A（最大）
发热温度 52℃ 发热功率 2.0W
根据上述信息，下列说法正确的是（　　）A．5000的是能量单位
B．参数“DC5V”中“DC”指交流电
C．以最大电流给手机充电，充电宝最多能连续工作2个小时
D．该产品仅用作暖手，理论上可持续工作12.5小时
12．某简易电吹风简化电路如图所示，其主要部件为电动机M和电热丝，部分技术参数如下表，电吹风在220V电压下工作。下列说法正确的是（　　）
额定电压 220V
额定功率 热风时：990W
冷风时：110W
A．开关、都闭合时电吹风吹冷风
B．吹热风时通过电热丝的电流为4A
C．吹热风时电热丝的功率为990W
D．该电吹风中电动机的内电阻为
13．某型号玩具小车的电动机额定工作电压为5V，工作电流为200mA，车上装有的太阳能电板，可用太阳能电板为该模型的电池供电。已知太阳辐射的总功率约为，太阳到地球的距离为，假设太阳光传播到达地面约有40%的能量损耗，小车的太阳能电板的光电转化效率为16%，若垂直电板光照6h，则该玩具小车可工作时间约为（　　）
A．4h B．6h C．8h D．10h
14．如图所示的电路中，R1、R2、R3均为定值电阻。其中R1=5Ω，额定功率P1=5W；R2=5Ω，额定功率P2=20W；R3=4Ω，额定功率P3=49W。则AB之间允许消耗的最大功率为（　　）
A．35W B．50W C．59W D．74W
15．如图所示为两个导体R1、R2的U-I关系图像，下列说法正确的是（　　）
A．将R1与R2并联后接于电源上，则通过两导体的电流之比I1：I2=1：3
B．把R1均匀拉长到原来的3倍长之后，则其阻值等于R2的阻值
C．将R1与R2串联后接于电源上，则两导体的功率之比P1：P2=3：1
D．把R1接于电源上，通过导体的电流与导体内自由电子定向移动的平均速率成正比
二、填空题
16．苏泊尔电水壶铭牌上的部分内容如表中所示，根据表中信息可知，电水壶正常工作时的电压为_________V，功率为_________W，电水壶正常工作消耗的电能为__________。
苏泊尔电水壶
型号
最大容量
额定电压
额定功率
17．下表列出了某国产品牌电动自行车的主要技术参数。若该车在额定功率状态下正常行驶时，电动机的输入功率为________W，电动机的内阻为_________Ω。
自重 40kg 电动机额定电压 48V
载重 75kg 电动机额定电流 10A
最大速度 20km/h 电动机额定输出功率 350W
18．在如图（a）所示的电路中，电源电动势为3V，内阻不计，L1、L2为相同规格的小灯泡，这种小灯泡的U-I曲线如图（b）所示，R为定值电阻，阻值为10Ω当开关S闭合后，L1消耗的电功率为________W，电路消耗的总功率___________W。
19．如图所示电路，电阻、、。保持闭合，接通和断开时电源的总功率之比为9：5，则电源的内电阻为______，接通和断开时电流表的示数之比为______。
三、解答题
20．甲图所示电路中，电源的路端电压随电流的变化图像如图乙。闭合开关，调节滑动变阻器R的阻值改变电路中的电流，已知R的最大值为12Ω，定值电阻R0为6Ω，电容器的电容C为1.0×10-5F。
（1）根据图乙求出电源的电动势E和内阻r；
（2）求定值电阻R0的最大功率Pm；
（3）求R从12Ω减小到0的过程中通过R1的电荷量ΔQ。
21．用一条标有“220V,400W”的电炉丝来将一壶水加热煮开，为了缩短煮水的时间，一名同学建议将电炉丝剪短一段后使用，另一名同学则建议将电炉丝剪成长度相等的两段，然后并联起来使用。请分析评价这两名同学的做法。
22．如图所示，电解槽A和电炉B并联后接到电源上，电源内阻r=1Ω，电炉B电阻R=9Ω，电解槽电阻r'=0.5Ω。当S1闭合、S2断开时，电炉消耗功率为P1=324W，S1、S2都闭合时，电炉消耗功率为P2=225W（电炉电阻可看作不变），试求：
（1）电源的电动势E；
（2）S1、S2闭合时，流过电解槽的电流大小；
（3）S1、S2闭合时，电解槽中电能转化成化学能的功率。
23．如图，输电线路两端的电压为，每条输电线的电阻为，电热水器A的电阻为。求电热水器A上的电压和它消耗的功率。如果再并联一个电阻为的电热水壶B，则电热水器和电热水壶消耗的功率各是多少？
24．如图所示，电源电动势，内阻，“，”的灯泡恰好能正常发光，电动机绕线的电阻，求：
（1）路端电压和内电压；
（2）通过电源的电流和电源的总功率；
（3）电动机的输出功率。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【解析】
【详解】
A．A·h是电流与时间的乘积的单位，是电荷量的单位，故A错误；
B．电机的输入功率
P＝UI＝12×2 W＝24 W
可知电机的输出功率一定小于24 W，故B正确；
C．电机是非纯电阻，只知道电机的额定电压与额定电流，不能由欧姆定律求出电机线圈的电阻，故C错误；
D．知道电机的额定电压，不知道电机线圈的电阻，所以若电机突发故障，被卡住无法转动，不能求出通过电机的电流，故D错误。
故选B。
2．B
【解析】
【详解】
AB．根据手机电池容量为4100mA·h以及待机时间为22d，根据
可求解待机时的电流，但是无法求解待机时的电压，选项A错误，B正确；
CD．根据题中条件无法求解快充时的电流，也不能求解快充过程获得的电能，选项CD错误。
故选B。
3．C
【解析】
【详解】
A．充电宝充电时将电能转化为化学能，不是内能，选项A错误；
B．20000mA h的mA h是电量的单位，选项B错误；
C．参数“DC5V”中“DC”指直流电的意思，选项C正确；
D．充电宝以最大电流2.5A输出时可工作
选项D错误。
故选C。
4．D
【解析】
【详解】
AB．当调节滑动变阻器R，使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.5 A和1.0 V，根据欧姆定律
可得电动机的内阻为
故AB错误；
CD．重新调节R，使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0 A和15.0 V，电动机的输出功率为
故C错误D正确。
故选D。
5．C
【解析】
【详解】
依题意，根据能量守恒定律可得
代入题中相关数据，可得每秒照射到这种电池上的太阳光的能量约是
故选C。
6．A
【解析】
【详解】
A．对定值电阻运用欧姆定律，定值电阻的阻值为
故A正确；
BCD．电动机正常工作时，消耗的电能，一部分转化为内能，一部分转化为机械能
电动机的总功率为
设电动机内阻为r，根据能量守恒有
电动机的效率为
由 得电动机得内阻
故BCD错误。
故选A。
7．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。
8．D
【解析】
【详解】
A．手机电池不是纯电阻，则输出电流
故A错误；
B．因为充电宝的输出电压为U和输出电流为I，故充电宝输出的电功为，故B错误；
C．手机电池产生的焦耳热为
故C错误；
D．手机电池储存的化学能为
故D正确。
故选D。
9．C
【解析】
【详解】
设两根完全相同的电阻丝电阻为R，则第一次将两根电阻丝串联，两端加电压U时，经t1时间产生的热量为
第二次将两根电阻丝分别均匀拉长一倍后电阻丝电阻为，因为长度变为原来的二倍，由于体积不变，故横截面积变为原来的一半，则
之后再并联，两端加相同的电压U，经t2时间产生的热量为
解得
故选C。
10．C
【解析】
【详解】
A．该锂电池充满电后可贮存的电量
选项A错误；
B．用该充电器给锂电池充电时，充电器输出功率为
P=IU=2×5W=10W
选项B错误；
C．用该充电器给该锂电池充电时，电池内部带正电的锂离子是从正极运动到负极，选项C正确；
D．若给该锂电池充满电，需要消耗的电能
E=U′Q=3.7×5040J=18648J
选项D错误。
故选C。
11．D
【解析】
【详解】
A．是电荷量的单位，故A错误；
B．参数“DC 5V”中“DC”指直流电的意思，故B错误；
C．由图示信息可知，充电宝的最大输出电流为2A，根据可知，以最大电流给手机充电，充电宝持续工作时间为
故C错误；
D．该充电宝储存的电能为
由图示信息可知仅用作暖手时的功率为2W，根据W＝Pt可得持续时间
故D正确。
故选D。
12．B
【解析】
【详解】
A．开关、都闭合时，电热丝工作，电吹风吹热风，故A错误；
BC．吹热风时电热丝的功率为
通过电热丝的电流为
故B正确，C错误；
D．若电动机是纯电阻，电阻为
但电动机是非纯电阻，所以内阻不等于440Ω，故D错误。
故选B。
13．C
【解析】
【详解】
由于太阳辐射为球面状，则单位面积上接收的功率
P = ，S = 4π × (1.5 × 1011)2m2
垂直电板光照6h，玩具小车吸收太阳能后转化成的电能为
E = P × 60% × 16% × 0.01 × 6 × 3600
玩具小车的电动机消耗的功率为
P0 = UI = 5 × 0.2W = 1W
则玩具小车最长可工作时间约为
t = = 3.84 × 1025s = 8h
故选C。
14．A
【解析】
【详解】
R1=5Ω，额定功率P1=5W，则R1的额定电流为
同理可得R2、 R3的额定电流分别为，；
又根据并联电路规律可知两支路电流比为
所以要保证电路安全，只能是允许通过R1的电流达到最大值，即，P1=5W，R2的实际功率为
并联电路电压为
R3实际功率为
则AB之间允许消耗的最大功率为
故BCD都错，A正确。
故选A。
15．D
【解析】
【详解】
A．分析图像可知
将与并联后接于电源上，由欧姆定律可得
即
A错误；
B．保持导线的体积
不变时，把均匀拉长到原来的3倍长后，S变为原来的，由电阻定律
可得变为原来的9倍，即
结合
综合可得
B错误；
C．根据电流的功率公式
将与串联后接于电源上，电流相同，功率之比等于电阻之比，由
可得
C错误：
D．由电流的微观表达公式
可知，对于确定的电阻n、e、S是确定的，导体的电流I与导体内自由电子定向移动的平均速率v成正比，D正确。
16． 220 1500 0.1
【解析】
【详解】
[1][2]根据表中信息可知，电水壶正常工作时的电压为220V，功率为1500W。
[3]电水壶正常工作消耗的电能为
17． 480 1.3
【解析】
【详解】
[1] 电动机的输入功率
[2] 根据
解得
18．
【解析】
【详解】
[1]由图（b）可知，当小灯泡的电压为U1=3V时，电流为I1=0.25A，所以L1消耗的电功率为
[2]由图（a）可知，L2两端的电压与电流的关系为
在图（b）中做出该关系式的图线，如图所示，由图可知L2两端的电压为U2=1V，电流为
I2=0.2A，L2消耗的功率为
电阻R消耗的功率为
电路消耗的总功率
P=P1+P2+P3=0.75W+0.2W+0.4W=1.35W
19． 0.3 9：4
【解析】
【分析】
【详解】
[1]保持S1闭合，S2接通时，外电路总电阻为
S2断开时，外电路总电阻为
由电源的总功率公式
总功率之比为9：5，得
代入解得
[2]根据电源的总功率公式P=I2(R+r)得
S2接通和断开时电流表的示数之比
20．（1）12V，6Ω；（2）6W；（3）3×10-5C
【解析】
【详解】
（1）电源U-I图像的纵截距表示E，斜率的绝对值表示r，即
（2）当R=0时，电路中电流最大，定值电阻R0的功率最大，即
（3）当R=12Ω时，电容器两端电压为
R从12Ω减小到0的过程中通过R1的电荷量为
21．见解析
【解析】
【详解】
根据，电炉丝剪短后，阻值R减小，根据可知，发热功率增加；电炉丝剪成长度相等的两段，然后并联起来使用，相当于l减小，S增大，阻值R较第一次减小的更多，根据可知，发热功率增加更为明显。因此，单独从发热功率上来分析，第二名同学方案发热功率可以更大些。
22．（1）60V；（2）10A；（3）400W
【解析】
【详解】
（1）S1闭合、S2断开时，电炉消耗功率为P1，电炉中电流
电源电动势
解得
E＝60V
（2）S1、S2都闭合时，电炉消耗功率为P2，电炉中电流为
路端电压为
U＝IRR＝5×9V＝45V
流过电源的电流为
流过电解槽的电流为
解得
IA＝10A
（3）电解槽消耗的电功率
PA＝IAU＝10×45W＝450W
电解槽内热损耗功率
P热＝IA2r′＝102×0.5W＝50W
电解槽中电能转化成化学能的功率为
P化＝PAP热＝400W
23．907.5W；643.8W；483W。
【解析】
【详解】
设热水器消耗的功率为PA，电热水壶消耗的功率为PB。
当S断开时有
当S闭合时有
；
24．（1）8V，2V；（2）4A，40W；（3）14W
【解析】
【详解】
（1）灯泡正常发光，电压为8V，外电路的灯泡和电动机并联，电压相等，电路中路端电压为
U=8V
电源的内电压为
U′=E-U=2V
（2）电路中的总电流
则电源的总功率为
P=EI=10×4W=40W
（3）灯泡额定电流为
流过电动机的电流为
IM=I-IL=4A-2A=2A
电动机的总功率为
PM=UMIM=8×2W=16W
电动机的热功率为
P热=IM2R0=22×0.5=2W
则电动机的输出功率为
P出=PM-P热=16-2=14W
答案第1页，共2页
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