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．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
2．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．根据以下充电宝铭牌，不能带上飞机的是（　　）
A．“”和“” B．“”和“”
C．“”和“” D．“”和“”
3．一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
4．目前，家庭照明已由“白炽灯时代”过渡到“节能灯时代，再过渡到现在的 LED 灯时代，一个功率为 10W 的节能灯的亮度与一个功率仅为 5W 的 LED 灯相当，假设某市每户家庭有 5 只功率为 10W 的节能灯均用功率为 5W 的 LED 灯代替，则该市一年内因此节省的电能约为（该市常住人口约 100 万）。 （　　）
A．31014度 B．71013度 C．7107度 D．2107度
5．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
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（　　）
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
7．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
8．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
9．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．
10．能量守恒定律的建立是人类认识自然的一次重大飞跃，它是最普遍、最重要、最可靠的自然规律之一。下列说法正确的是 （　　）
A．因为能量守恒，所以能量可以随意使用
B．不同形式的能量之间可以相互转化
C．因为能量不会消失，所以不可能有能源危机
D．能量可以被消灭，也可以被创生
11．某电吹风技术参数与简化电路如图甲、乙所示，其主要部件为选择开关、电动机M与电热丝。若电吹风在220V电压下工作，则（　　）
A．电动机的内电阻约为 B．旋转选择开关至触点BC时，电吹风吹热风
C．吹热风时通过电热丝的电流为4A D．吹热风时电热丝的功率为1000W
12．行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下；流星在夜空中坠落并发出明亮的光焰；降落伞在空中匀速下降；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生电流，上述不同现象中所包含的相同的物理过程是（　　）
A．物体机械能守恒
B．物体的动能转化为其它形式的能量
C．物体的势能转化为其它形式的能量
D．物体的机械能转化为其它形式的能量
13．11月4日，大连市突发新冠疫情，全市人民众志成城，同心战“疫”，辽宁省各市、县派出近千人的医护人员驰援大连，大连及全省的战“疫”精神传遍全国。在疫情期间，智能机器人被广泛应用各个领域。下表数据是某配送机器人工作的参数。
参数 额定电压 额定电流 机器人净重 最大承载量
数据 50V 2A 100kg 100kg
配送机器人满载时，匀速行驶的速度为7.2km/h，此时配送机器人以额定功率工作，所受阻力为总重量的0.02倍，g=10m/s2，则配送机器人的内阻为（　　）A．2.5Ω B．5Ω C．10Ω D．15Ω
14．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
15．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
二、填空题
16．电功：
（1）实质：导体中的恒定电场对自由电荷的_______在做功。
（2）公式：W=_______。
（3）国际单位：_______，符号为_______。
（4）意义：电功是_______转化为其他形式的能的量度，即电功是多少就有多少_______转化为其他形式的能。
17．当加在一个小电动机上的电压是时，小电动机消耗的电功率为。已知小电动机线圈的电阻为，则小电动机线圈上消耗的电热功率为__________；这种情况下小电动机输出的机械功率为__________。
18．随着人口迅速增长、经济快速发展以及工业化程度的提高，______短缺和过度使用______带来的环境恶化已经成为关系到人类社会能否持续发展的大问题．
19．某大楼安装了一台升降机，该升降机在电压为380V的电动机带动下以1m/s的恒定速率沿竖直方向上升，电动机的最大功率为9.1kW，不载人时测得电动机中的电流为5A，若载人时升降机的速率和不载人时相同，则这台升降机载10人时，电动机的输出功率为_____kW，这台升降机可同时载的最多人数为_____人。（设人的平均质量为60kg，g取，电动机的内阻和一切摩擦均不计）
三、解答题
20．如图所示的电路中，R1＝1 Ω，R2＝6 Ω，电源内阻r＝1 Ω，若开关闭合后通过电源的电流为3 A，铭牌上标有“6 V，12 W”的电动机刚好正常工作，求：
（1）流过R2上的电流为多少？
（2）电源电动势为多少？
21．除了常见的煤炭、石油外，可利用的能源还有哪些？
22．利用电动机通过如图所示的电路提升重物。已知电源电动势E=12V，电源内阻r=2Ω，电阻R=3Ω，重物质量m=0.30kg，当将重物固定且电动机不转动时时，理想电压表的示数为U1=8V。当重物不固定且电动机最后以稳定的速度匀速提升重物时，理想电压表的示数为U2=11V，不计摩擦，g取10m/s2求：
（1）重物固定时流过电源的电流I1为多大；
（2）电动机内部线圈的电阻r0为多大；
（3）重物匀速上升时的速度为多大？
23．如图所示电路中，电压恒为，滑动变阻器总阻值为，灯标有“，”的字样，试求：
（1）为使灯正常发光，通过灯的电流是多大；
（2）使灯正常发光，当段的电阻为，则流过段的电流是多少；
（3）此时，滑动变阻器消耗的电功率为多大。
24．如图所示，已知电源内阻r＝1Ω，R1＝2Ω，R2＝5Ω，灯L标有“3V，1.5W”，滑动变阻器最大值为Rx，当滑片P滑到最右端a时，电流表读数为1A，此时灯L恰好正常发光。求：
（1）电源电动势；
（2）当滑片P滑到最左端b时，电流表的读数；
（3）当滑片P滑到中点位置时，灯L消耗的功率。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【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。
2．C
【详解】
A．额定能量为
故A不符合题意；
B．额定能量为
故B不符合题意；
C．额定能量为
故C符合题意；
D．额定能量为
故D不符合题意；
故选C。
3．D
【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。
4．D
【详解】
每个家庭每天的开灯时间大概为6小时，则每个家庭每天节省的电能约为
则该市一年内因此节省的电能约为
故ABC错误D正确。
故选D。
5．D
【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。
6．B
【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。
7．D
【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。
8．D
【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。
9．B
【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。
10．B
【详解】
AC．能量是守恒的，但在利用能量的过程中有能量耗散，耗散的能量不可再利用，符合自然界中一切与热现象有关的宏观过程都有方向性，是不可逆的；应节约能源，故AC错误；
B．自然界中的能量可以从一种形式转化为另一种形式，不同形式的能量间可以相互转化，故B正确；
D．能量不能被创生，也不能被消灭，故D错误；
故选B。
11．C
【详解】
A．因为电动机是非纯电阻，故不满足欧姆定律，其电阻应该满足
即
故A错误；
B．由图乙可知，旋转选择开关至触点BC时，只有电动机工作，电热丝不工作，故此时电吹风吹冷风，故B错误；
CD．由甲图知，吹热风时，电热丝的功率为
所以吹热风时通过电热丝的电流为
故C正确，D错误。
故选C。
12．D
【详解】
行驶中的汽车具有动能，克服摩擦力做功将动能转化为内能；通过克服空气阻力做功，流星的机械能转化为内能；降落伞通过克服空气阻力做功，机械能转化为内能；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生电流，机械能转化为电能，故包含的相同的物理过程是物体的机械能转化为其它形式的能量。
故选D。
13．B
【详解】
由
得
机器人内阻满足
解得
故B正确，ACD错误。
故选B。
14．A
【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。
15．D
【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。
16． 静电力 UIt 焦耳 J 电能 电能
【详解】
(1)[1]实质：导体中的恒定电场对自由电荷的静电力在做功。
(2)[2]公式：W= UIt。
(3)[3][4]国际单位：焦耳，符号为J。
(4)[5][6]意义：电功是电能转化为其他形式的能的量度，即电功是多少就有多少电能转化为其他形式的能。
17．
【详解】
[1]流过小电动机线圈的电流为，则有
可得
小电动机线圈上消耗的电热功率为
[2]小电动机输出的机械功率为
18． 能源 化石能源
【详解】
略
19． 7.9 12
【详解】
[1]该升降机不载人时的功率为
升降机载10人时，对人做功的功率为
则电动机的输出功率为
[2] 这台升降机最多载人的功率为
这台升降机可同时载的最多人数设为x，则
代入数据解得
20．（1）1A；（2）12 V
【详解】
（1）根据部分电路欧姆定律得
（2）通过电动机的电流为
流过电源的电流
I＝I2＋IM＝3 A
由闭合电路欧姆定律可得
E＝I(R1＋r)＋U＝3×(1＋1)V＋6 V＝12V
21．水能、风能、潮汐能、太阳能、核能等
【详解】
略
22．（1）2A；（2）1Ω；（3）1.5m/s
【详解】
（1）因为
E=U1+I1r
解得
I1=2A
（2）由题意
U1=I1（r0+R）
解得
r0=1Ω
（3）因为
E=U2+I2r
解得
I2=0.5A
又
U2I2-I22（r0+R）=mgv
解得
v=1.5m/s
23．（1）0.3A；（2）0.6A；（3）5.4W
【详解】
（1）通过灯泡的电流为
（2）通过段的电流
（3）段电阻消耗的功率为
段电阻消耗的功率
所以整个滑动变阻器消耗的电功率
24．（1）6V；（2）2A；（3）0.96W
【详解】
（1）当滑片P滑到最右端a时，R2被短路，根据闭合电路欧姆定律得
（2）当滑片P滑到最左端b时，灯L、Rx、R2均被短路，此时电流表读数为
（3）当滑片P在中点位置时，等效电路如图，滑动变阻器右侧电阻与R2被电流表短路。
灯L的电阻为
当滑片P在最右端a时
通过Rx的电流为
所以
当滑片P在中点位置时，灯L与半个滑动变阻器并联后的等效电阻为
此时灯L两端电压为
灯L消耗的功率为
答案第1页，共2页
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