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．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．
2．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
3．如图，电动机M与灯泡L串联在电路中，M的线圈电阻为2，电源的电动势为16V、内阻为1，灯泡电阻为5。闭合开关S后，M正常运转，M线圈上产生的热功率为2W，V为理想电压表，则（　　）
A．电压表示数为2V
B．电动机的输出功率为8W
C．电源的输出功率为16W
D．电源的效率为87.5%
4．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
5．扫地机器人是智能家用电器的一种，它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫，如图所示为某款扫地机器人，已知其电池是容量为3000mA·h的锂电池，额定工作电压为15V，额定功率为30W，则下列说法正确的是（　　）
A．题中“mA·h”是能量的单位
B．扫地机器人正常工作时的电流是2A
C．扫地机器人充满电后可以工作的时间约为2h
D．扫地机器人储存的电能大约是2000J
6．智能机器人可以服务人类生活。如图甲所示为一款新型送餐机器人，内部电路如图乙所示，它的直流电动机额定电压为U，额定电流为I，线圈电阻为R，将它接在电动势为E，内阻为r的直流电源两极间，电动机恰好能正常工作。下列说法正确的是（　　）
A．电动机消耗的总功率为
B．电动机消耗的热功率为
C．电源的输出功率为
D．电源的效率为
7．2021年7月1日晚，某地举行建党100周年纪念活动。如图所示为400架无人机的飞行表演。表格中是该款无人机铭牌上的参数，下列说法正确的是（　　）
充电器输出电压 20V 充电器输出电流 5A
无人机电池额定电压 15V 无人机电池额定电流 4A
无人机电池能量 60Wh 无人机电池容量 4000mAh
A．无人机电池充电时，从无电状态到满电状态所需时间约为8小时
B．无人机电池充满电后，总电荷量为
C．无人机正常飞行时的机械功率为100W
D．无人机电池充满电后可供无人机持续飞行约2小时
8．如图所示电路中，电源电动势恒定，内阻不可忽略，Rt为光敏电阻（光照强度减弱时，其电阻值增大），R1、R2为定值电阻，电压表均为理想电压表。闭合开关S，当光照强度逐渐减弱时，下列判断正确的是（　　）
A．R1消耗功率变小 B．R2消耗功率变小
C．电压表V1示数变小 D．电压表V2示数变大
9．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
10．小电珠与电动机并联接入电路，两者均正常工作时，小电珠的电阻为，两端电压为，流过的电流为；电动机的内电阻为，两端电压为，流过的电流为，则（　　）
A． B． C． D．
11．一个定值电阻R两端加上电压U1，经2s时间通过的电荷量为0.2C，消耗的电能为0.6J。要在2s时间内通过电阻R的电荷量为0.4C，则其两端需加的电压U2为（　　）
A．1V B．3V C．6V D．9V
12．如图所示电路中，电源电动势E = 9 V，内阻r = 1 Ω。M为直流电动机，其线圈电阻R = 1 Ω，限流电阻R′ = 3 Ω。当电动机正常工作时，理想电压表示数为 1.5 V。则电动机的输出功率是（　　）
（　　）
A．3.25W B．3.50W C．3.75W D．49W
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．电动自行车具有低噪声、无废气、无油污的环保性，而且骑行简单方便，受到广大上班族的喜欢。下表为某品牌电动自行午的铭牌，显示了电动车的信息及所用电动机的主要技术参数，不计其自身机械损耗，则由该铭牌可以求得电动自行车的电动机内阻约为（　　）
自重 额定电压
载重 额定电流
最大运动速度 额定输出功率
A． B． C． D．
15．某电学元件的外壳上标有“”的字样，该字样用来表示它的（　　）
A．电流 B．电压 C．电容 D．电功率
二、填空题
16．『判一判』
（1）电流做功的过程就是电能向其他形式的能量转化的过程。( )
（2）电功率越大，表示电流做功越多。( )
（3）电功与能量的单位都是焦耳，电功就是电能。( )
（4）电动机消耗的电能，一部分转化为机械能，一部分转化为线圈内阻上的电热。( )
（5）电功W=UIt只能用来计算纯电阻电路中电流所做的功。( )
（6）焦耳定律的表达式为Q=I2Rt，此式适用于任何电路。( )
17．如图所示电路中，电阻，，是总电阻为的滑动变阻器，滑动片位于中点，稳压电源的电压。断开电键时，电阻的功率为___________；闭合电键，要使的功率变为，滑动变阻器接入电路的阻值为___________。
18．某电热器的工作原理如图所示。、是两个发热电阻，该电热器有高低两个档位，，，该电热器处于高温档时的功率是低温档的______倍。小明想在电路中加一个“防倾倒开关”，以保证电热器被碰倒后能自动断开电路，以免引起火灾。该开关最好安装在图中、、、四点中的______点。
19．太阳的辐射功率及太阳能传递到地球后各种形式能之间的转化过程，根据书中提供的信息和已学的知识，完成下列问题：
（1）太阳能把地面和空气晒热，太阳能转化为______能，晒热后的空气因密度变小上升、流动而形成风，这样又转化为______能。
（2）太阳能把水面和地面晒热，并使一部分水蒸发升到空中形成云，然后又以雨、雪的形式下落到地面，大部分又变成水流汇入江河，太阳能转化为______。
（3）太阳能被绿色植物吸收，通过光合作用把太阳能转化为植物的______能；部分植物成为动物的食物，这样又转化为动物的______能；古代的植物在地质变迁中变成煤、石油、天然气，又转化为__能。
（4）地球表面每年接受的太阳辐射能约为______kJ。
三、解答题
20．某商场安装了一台倾角为30°的自动扶梯，该扶梯在电压为380V的电动机带动下以0.5m/s的恒定速率向上方移动，电动机的最大输出功率为4.9kW。不载人时测得电动机中的电流为5A，若载人时扶梯的移动速率与不载人时相同，忽略电动机内阻的热损耗，则不载人时扶梯运行的电功率是多大？若输送一个人的功率为120W，则这台自动扶梯可同时乘载多少人？
21．为实现“双碳”目标，我国大力发展以蓄电池为驱动能源的环保电动汽车。某品牌电动汽车，当它在水平路面上以的速度匀速行驶时，驱动电机的输入电流，电压。已知电动汽车驱动电机线圈内阻为，在此行驶状态下，求：
（1）驱动电机的输出功率；
（2）电动汽车匀速行驶时，所受到的阻力。
22．炎炎夏日，居民家里的空调、电风扇等持续运转，大量用电器同时使用，往往会引起空气断路器“跳闸”请你解释原因并说出一条安全用电的注意事项。
23．有一个直流电动机，把它接入0.2 V电压的电路时，电动机不转，此时测得流过电动机的电流是0.4 A；若把电动机接入2.0 V电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1.0 A。求：
（1）电动机线圈的电阻；
（2）电动机正常工作时的输出功率；
（3）在发动机正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率。
24．能源按形式或转换特点分为一次能源和二次能源，简述它们的特点，并举例说明有哪些能源。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．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。
2．B
【解析】
【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。
3．B
【解析】
【详解】
A．M线圈上产生的热功率为2W，则
可得
I=1A
则电压表读数
选项A错误；
B．电动机的输出功率为
选项B正确；
C．电源的输出功率为
D．电源的效率为
选项D错误。
故选B。
4．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。
5．B
【解析】
【详解】
A．题中“mA·h”是电荷量的单位，故A错误；
B．扫地机器人正常工作时的电流
I＝＝2A
故B正确；
C．扫地机器人充满电后可以工作的时间
t＝＝＝1.5A
故C错误；
D．扫地机器人额定功率30W，根据
E＝W＝Pt＝30×5400J＝162000J
故D项错误。
故选B。
6．D
【解析】
【详解】
A．电动机消耗的总功率为
故A错误；
B．电动机消耗的热功率为
故B错误；
C．电源的输出功率为
故C错误；
D．电源的效率为
故D正确。
故选D。
7．B
【解析】
【详解】
A．无人机电池充电时，从无电状态到满电状态所需时间约为
A错误；
B．无人机电池充满电后，总电荷量为
B正确；
C．无人机正常飞行时电池的输出功率
电池的输出功率一部分转化为机械功率，另一部分转化为电动机内部产热的功率，可知无人机正常飞行时的机械功率小于60W，C错误；
D．电池可供无人机持续飞行时间
D错误。
故选B。
8．A
【解析】
【详解】
当光照强度逐渐减弱时，Rt阻值增大，电路总电阻增大，总电流减小，R1消耗功率变小，且R1两端电压减小，即电压表V2示数减小；电源内电压减小，路端电压增大，即电压表V1示数增大；R2两端电压增大，所以R2消耗功率变大。综上所述可知A正确，BCD错误。
故选A。
9．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。
10．B
【解析】
【详解】
A．小电珠与电动机并联接入电路，所以
故A错误；
BCD．对小电珠，由欧姆定律可得
电动机正常工作时，由于线圈切割磁感线产生反电动势，所以
又因为
所以
故B正确，CD错误。
故选B。
11．C
【解析】
【详解】
根据电功的表达式和欧姆定律有
，
得
电阻不变，电流与电压成正比，则
所以
故选C。
12．A
【解析】
【详解】
通过电动机的电流I与流过限流电阻R′的电流相同，由
电动机两端电压
电动机的输出功率
故选A。
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．A
【解析】
【详解】
由表格中数据可得
解得
故选A。
15．C
【解析】
【详解】
因为是电容的单位，故C正确，ABD错误。
故选C。
16． 正确 错误 错误 正确 错误 正确
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]电流做功的过程就是电能向其他形式的能量转化的过程。故正确。
(2)[2]电功率越大，表示电流做功越快，不一定越多。故错误。
(3)[3]电功与能量的单位都是焦耳。电功是电流做的功，是过程量；电能是电源具有的对外做功的能力，是状态量；二者的物理意义不同。故错误。
(4)[4]电动机消耗的电能，一部分转化为机械能，一部分转化为线圈内阻上的电热。故正确。
(5)[5]电功公式W=UIt是对一切电路都适用，故错误。
(6)[6]焦耳定律的表达式为Q=I2Rt，此式适用于任何电路。故正确。
17． 3.2 14
【解析】
【分析】
【详解】
[1]断开电键时，回路中的电流
电阻R1的功率为
[2]闭合电键，要使R1的功率变为5W，则电流
回路中的电流
带入数据解得滑动变阻器接入电路的阻值
18． 4 C
【解析】
【分析】
【详解】
[1]旋转开关接1时，电热器功率为
旋转开关接2时，电热器功率为
代入数据解得
[2] 保证电热器被碰倒后能自动断开电路，以免引起火灾，该开关最好安装在火线上，且在开关之前，即安装在C点。
19． 内 风 水的能量 化学 化学 化学
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1] 太阳能把地面和空气晒热，太阳能转化为内能。
[2]空气流动形成风能。
(2)[3] 太阳能把水面和地面晒热，并使一部分水蒸发升到空中形成云，然后又以雨、雪的形式下落到地面，大部分又变成水流汇入江河，太阳能转化为水的能量。
(3)[4] 太阳能被绿色植物吸收，通过光合作用把太阳能转化为植物的化学能。
[5] 部分植物成为动物的食物，这样又转化为动物的化学能。
[6] 古代的植物在地质变迁中变成煤、石油、天然气，又转化为化学能。
(4)[7]查阅有关资料可知，地球表面每年接受的太阳辐射能约为kJ。
20．，25
【解析】
【分析】
【详解】
不载人时扶梯运行的电功率为
电动机的最大输出功率为4.9kW，故可用于输送乘客的功率为3000W，可同时乘载的人数为
个
21．（1）；（2）
【解析】
【详解】
（1）驱动电机的输入功率
内阻的发热功率
故电机的输出功率
（2）电动车受到的牵引力
电动车匀速运动时受力平衡
22．见解析
【解析】
【分析】
【详解】
根据 可知，在电压一定时，大量的用电器同时使用电路的总功率过大，干路总电流过大，引起空气断路器“跳闸”， 安全用电时需要注意不要同时使用大功率用电器，还要防止漏电，短路，不要用湿手碰开关、有金属外壳的用电器要使用三脚插头等。
23．（1）0.5 Ω；（2）1.5 W；（3）8 W
【解析】
【详解】
（1）电动机不转时，电动机电路为纯电阻电路，根据欧姆定律可得线圈的电阻为
R==0.5 Ω
（2）电动机正常工作时的输入功率为
P输入=UI=2.0V×1.0 A=2 W
此时线圈的发热功率为
P热=I2R=0.5 W
则电动机的输出功率为
P输出=P输入－P热=2 W－0.5 W=1.5 W
（3）当转子被卡住之后，电动机为纯电阻电路，电动机的发热功率为
P热′== W=8 W
24．见解析
【解析】
【详解】
来自自然界、没有经过任何加工或转换的能源叫做一次能源，所以化石燃料属于一次能源，水力和风力都属于一次能源；汽油、酒精、煤气、电是从一次能源直接或间接转化而来的能源属二次能源；
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页