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，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%
2．热现象过程中不可避免地出现能量耗散的现象。所谓能量耗散是指在能量转化的过程中无法把耗散的能量重新收集、重新加以利用。下列关于能量耗散的说法中正确的是（　　）
A．能量耗散是指在一定条件下，能量在转化过程中总量减少了
B．能量耗散表明，在能源的利用过程中，能量在数量上并未减少，但在可利用的品质上降低了
C．能量耗散表明，能量守恒定律具有一不定期的局限性
D．能量不可能耗散，能量守恒定律反映了自然界中能量转化的宏观过程可以有任意的方向性
3．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
4．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%
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．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
7．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
8．图为两段由同种材料制成的长度相同、粗细不同的电阻丝和的伏安特性曲线。关于这两段电阻丝，以下判断正确的是（　　）
A．电阻丝较细
B．电阻和的阻值之比3：1
C．若将电阻丝和串联在一起接入电路，两端的电压较大
D．若将电阻丝和并联在一起接入电路，消耗的电功率较大
9．和是材料相同、上下表面为正方形的长方体导体，的上、下表面积大于的上、下表面积，将和按图所示方式接到电源上，闭合开关后，下列说法正确的是：（ ）
A．若和的体积相同，则通过的电流大于通过的电流
B．若和的体积相同，则的电功率大于的电功率
C．若和的厚度相同，则和内自由电荷定向移动的速率相等
D．若和的厚度相同，则两端的电压大于两端的电压
10．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
11．电瓶车使用的锂电池以碳材料为负极，含锂化合物为正极，充电时通过化学反应，电池正极会产生带正电的锂离子，通过电解液到达电池负极。某锂电池参数如下表所示，下列说法错误的是（　　）
产品参数
型号 尺寸（长宽高） 重量（）
额定放电电流 最大放电电流
A．充电时电池内部静电力对锂离子做负功
B．表示该电池的容量
C．该电瓶最大启动功率576W
D．充满电后正常行驶时间为2小时
12．一个铁块沿斜面匀速滑下，关于物体的机械能和内能的变化，下列判断中正确的是（　　）
A．物体的机械能和内能都不变
B．物体的机械能减少，内能不变
C．物体的机械能增加，内能增加
D．物体的机械能减少，内能增加
13．有三个定值电阻的阻值都是2kΩ、额定功率都是1W，将它们连接成如图所示的混联电路，则相当于一个电阻的对应规格是（　　）
A．6kΩ，3W B．6kΩ，1.5W
C．3kΩ，3W D．3kΩ，1.5W
14．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
15．关于用电器的额定功率和实际功率，下列说法中正确的是（　　）
A．额定功率大的用电器，其实际功率一定大
B．实际功率大的用电器，其额定功率一定大
C．额定功率大的用电器，单位时间内电流做功一定多
D．实际功率大的用电器，单位时间内电流做功一定多
二、填空题
16．电路中只有电阻、电炉丝等电阻元件，只能把电能转化为内能的电路是_______；除电阻外还包括电动机等，能把电能转化为其他形式能的电路是_______。
A．纯电阻电路　　　　B．非纯电阻电路
17．如图，电源电动势为12V，内阻r为1Ω，电阻R为1Ω，小灯泡L标有“6V 12W”，电动机线圈电阻RM为0.5Ω。开关闭合后，小灯泡和电动机均能正常工作，则电源的总功率为_________W；电动机的输出功率为_________W。
18．在30min时间内，20Ω的电阻上消耗的电能为1kW·h，则通过该电阻的电流是_____A，电流做功的电功率是_____kW。
19．某电饭煲铭牌的部分内容如表中所示，电饭煲工作时应______（填“串联”或“并联”）接在电路中。正常工作时的功率是______W，电流为______A。
电器名称 电饭煲
额定电压 220V
额定功率 880W
三、解答题
20．分析在地热发电、风力发电、太阳能光电池等发电方式中，发生的是什么样的能量转化。
21．水能是可再生能源，可持续地利用水能来发电，为人类提供“清洁”的能源．若一水力发电站水流的平均流量为Q（m3/s），落差为h（m），发电效率为η，则该电站一年的发电量（kW·h）是多少？（一年按365天计算，g取10 m/s2，水的密度ρ＝1×103 kg/m3）
22．设计一个有关不可再生能源和可再生能源的表格，表格中应该包括：
(1)不可再生能源和可再生能源各三种；
(2)简要地说明每一种能源的利用方式；
23．充电宝内部的主要部件是锂电池，充电宝中的锂电池在充电后，就是一个电源，可以给手机充电。充电宝的铭牌通常标注的是“”（毫安时）的数量，即锂电池充满电后全部放电的电荷量。机场规定：严禁携带额定能量超过的充电宝搭乘飞机。某同学查看了自己的充电宝铭牌，上面写着“”和“”，你认为能否把它带上飞机？
24．某同学观察到家里的汽车如果先打开灯后再启动电动机，车灯会明显变暗。为了研究这一现象，他通过网络研究了汽车电路后设计了如图所示电路进行模拟，图中白炽灯（电阻保持不变）模拟车灯，能够提升重物P的直流电动机模拟汽车电动机。已知电源电动势为12V，电流表和电压表均为理想电表。只闭合时，电流表示数为2A，电压表示数为11V；再闭合，启动电动机，稳定时电流表示数变为1.6A，重物P上升的速度，重物的质量为（重力加速度g取）。求：
（1）和都闭合时，路端电压是多少，通过电动机的电流是多少；
（2）直流电动机的机械效率（保留2位有效数字）；
（3）电动机线圈的电阻R（保留2位有效数字）。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【解析】
【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。
2．B
【解析】
【详解】
AC．能量虽然有耗散但总的能量是守恒的在转化的过程中总量不会减少，故AC错误；
B．能量耗散表明在能源的利用过程中，能量在数量上并未减少，但是在可利用的品质上降低了，故B正确；
D．根据热力学定律可知，宏观自然过程自发进行是有其方向性，能量耗散就是从能量转化的角度反映了这种方向性，故D错误；
故选C。
3．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。
4．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。
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．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。
7．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。
8．C
【解析】
【详解】
B．图线的斜率表示电阻的倒数，电阻和的阻值之比
选项B错误；
A．电阻丝电阻较小，根据
可知，横截面积较大，则较粗，选项A错误；
C．电阻丝电阻较小，若将电阻丝和串联在一起接入电路，两端的电压较大，选项C正确；
D．电阻丝电阻较小，若将电阻丝和并联在一起接入电路，根据
则消耗的电功率较小，选项D错误。
故选C。
9．B
【解析】
【详解】
A．和是串联在电路中的，所以通过的电流总等于通过的电流，A错误；
B．由电阻定律可得
则若和的体积相同，上下表面积越大的电阻的阻值越大，由电功率公式
由于通过的电流总等于通过的电流，则电阻越大的电功率越大，所以若和的体积相同，则的电功率大于的电功率，B正确；
C．根据电流公式
若和的厚度相同，由于和的面积面积不相等，故和内自由电荷定向移动的速率不相等，C错误；
D．由电阻定律可得
若和的厚度相同，则和的电阻的阻值相同，由于和是串联关系，所以则两端的电压等于两端的电压，所以CD错误；
故选B。
10．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。
11．A
【解析】
【详解】
A．充电时通过化学反应，电池正极会产生带正电的锂离子，通过电解液到达电池负极，故静电力对锂离子做正功，故A错误；
B．12Ah表示该电池的容量，选项B正确；
C．该电瓶最大启动功率
选项C正确；
D．充满电后正常行驶时间为
选项D正确。
此题选择错误的选项，故选A。
12．D
【解析】
【详解】
铁块沿斜面匀速滑下时，除重力做功外还有摩擦力做负功，则铁块的机械能减小，减小的机械能转化为铁块的内能，使内能增加。
故选D。
13．D
【解析】
【详解】
总电阻
当右侧的一个电阻达到额定功率1W时，左侧两个电阻各消耗的功率为0.25W，则此时整个电路消耗的功率为1.5W，即整个电路的额定功率为1.5W。
故选D。
14．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。
15．D
【解析】
【详解】
A．额定功率大的用电器，其实际功率不一定大，选项A错误；
B．实际功率大的用电器，其额定功率不一定大，选项B错误；
C．额定功率大的用电器实际功率不一定大，则单位时间内电流做功不一定多，选项C错误；
D．实际功率大的用电器，单位时间内电流做功一定多，选项D正确。
故选D。
16． A B
【解析】
【分析】
【详解】
[1]只能把电能转化为内能的电路是，故选A。
[2]能把电能转化为其他形式能的电路是，故选B。
17． 36 5.5
【解析】
【详解】
[1]根据闭合电路欧姆定律有
解得
电源的总功率为
[2]通过小灯泡的电流为
通过电动机的电流为
电动机的输出功率为
18． 10 2
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2]根据
W=Pt
可知
根据
P=I2R
解得
19． 并联 880 4
【解析】
【详解】
[1][2][3]由于电饭煲的额定电压为220V，电饭煲工作时应并联接在电路中，由题意可知，正常工作时的功率是880W，根据
可知，正常工作时的电流为
20．在地热发电中，是热能转化为电能；风力发电中是机械能转化为电能；太阳能光电池是光能转化为电能。
【解析】
【分析】
【详解】
在地热发电中，是热能转化为电能；风力发电中是机械能转化为电能；太阳能光电池是光能转化为电能。
21．
【解析】
【分析】
【详解】
每秒钟水能转化为电能为
也就是发电功率，所以一年内的发电量
22．见解析
【解析】
【分析】
【详解】
不可再生能源 可再生能源
名称 用途 名称 用途
天然气 燃料 太阳能 太阳能发电或者太阳能热水器
石油 工业燃料和原料 水能 发电
煤 燃料 风能 发电
23．能，详见解析
【解析】
【详解】
某同学查看了自己的充电宝铭牌，上面写着“”和“”，则该充电宝的额定能量为
此能量小于机场规定的的额定能量的充电宝，所以该同学能把它带上飞机。
24．（1）8.8V，；（2）；（3）
【解析】
【详解】
（1）白炽灯电阻
由闭合电路欧姆定律
解得
和都闭合时，路端电压
根据闭合电路的欧姆定律得
则流过电动机的电流
（2）电动机的电功率
电动机的机械功率
电动机的机械效率
（3）电动机线圈电阻R的发热功率为
由
得
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