3.3电功与电热 同步练习（Word版含解析）

鲁科版 （2019）必修第三册 3.3 电功与电热 同步练习
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．在家用电热灭蚊器中，电热部分主要元件是PTC元件，PTC元件是由钛酸钡等半导体材料制成的电阻器，其电阻率ρ随温度t的变化关系如图所示，由于这种特性，PTC元件具有发热、保温双重功能。对此，以下判断正确的是 （　　）
①通电后，其电功率先增大后减小
②通电后，其电功率先减小后增大
③当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1不变
④当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1和t2之间的某一值不变
A．①② B．②③ C．②④ D．①④
3．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
4．如图所示的电路中，电源电动势为12V，电源内阻为，电路中的电阻，小型直流电动机M的内阻为。闭合开关S后，电动机转动，电流表的示数为2.0A。则以下判断错误的是（　　）
A．电源输出的功率为24W B．电动机两端的电压为1.0V
C．电动机产生的热功率为4.0W D．电动机消耗的电功率为14W
5．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
6．随着环境问题的日益严重以及电池技术的发展，零排放的纯电动汽车逐渐走入了我们的生活。随着电池容量、可靠性、安全性与充电技术等的不断成熟，纯电动汽车正在迅速发展。截至2017年底，我国自主研发了各类用途的数百款纯电动汽车，保有量以百万计。纯电动汽车的发展将极大缓解燃油汽车带来的污染问题，有助于改善城市的空气质量。下表是某款电动汽车的蓄电池参数，据此下列说法正确的是（　　）
电池只数 100只
电池容量/只
充电参数（电压/电流） 420V，20A
放电时平均电压/只 3.3V
A．电池从完全没电到充满电所需时间为12h
B．电池容量的单位就是能量单位
C．该电池组充电时的功率为8.4×103W
D．该电池组充满电时的能量约为8.4×103J
7．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
8．如图所示为一键加水的全自动电热水壶，当壶内水位过低时能自动加满水，加热之后的水经过一段时间后冷却，机器又可以自动加热到设定温度，某兴趣小组对水泵电路进行单独测试时发现，当其两端所加电压U1=8V时，电动机不转动，此时通过它的电流I1=2A；当其两端所加电压U2=32V时，电动机能带动负载正常运转，这时电流I2=1A．电热水壶加热部分的信息如铭牌所示，则（　　）
A．这种电热水壶工作时加热部分的电阻约为4Ω
B．水泵正常工作时消耗的热功率为16W
C．水泵正常工作时，其输出的机械功率为28W
D．使用一天该电热水壶消耗的电能为43.2kW·h
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．若横轴表示时间，纵轴表示速度，则如图为匀变速直线运动的图像。当把时间t分成许多小的时间间隔，在每个时间内，可以认为物体做匀速运动。图中每个小矩形的面积，就对应着物体在内的位移。对这些位移求和，可以认为图线与横轴包围的面积表示t时间内物体的位移。我们可以应用上述方法处理很多问题，下列说法正确的是（　　）
A．若横轴表示时间t，纵轴表示加速度a，则图线与横轴包围的面积表示物体的末速度
B．若横轴表示位移x，纵轴表示合外力，则图线与横轴包围的面积表示物体动能的变化量
C．若横轴表示通过定值电阻的电流I，纵轴表示其两端的电压U，则图线与横轴包围的面积表示定值电阻的电功率
D．若横轴表示电容器充电时两极板所带电荷量Q，纵轴表示两极板间电压U，则图线与横轴包围的面积表示电容器储存的电能
11．下表是一辆电动自行车的一些指标。其中额定车速是指电动自行车满载情况下在水平的平直道路上以额定功率匀速行驶的速度。由表中数据可知（　　）
额定车速 整车质量 载重 额定输出功率 电动机额定电压和电流 轮胎直径
A．电动机内阻为
B．水平道路上以额定功率匀速行驶时，车轮的转速为
C．水平道路电动机满载时，所受阻力为
D．水平道路电动机满载以额定功率行驶，当车速为时加速度为
12．用如图所示的电路来描绘小灯泡L的伏安特性曲线，变阻器R接于恒压电源（带开关），电源的输出电压为U，接通电路（　　）
A．接通电路前，滑动变阻器的滑片P应置于a端
B．滑片P置于R的中点时，电压表的示数为
C．滑片P由R的中点向b端滑动，电压表的示数可能为
D．滑片P由R的中点向a端滑动，灯泡L的功率将变大
13．某实物投影机有10个相同的强光灯L1～L10和10个相同的指示灯X1～X10，将其连接在220V直流电源上，电路图如图所示，若工作一段时间后，L2灯丝烧断，则（　　）
A．X1的功率减小，L1的功率增大
B．X1的功率增大，L1的功率增大
C．X2的功率增大，其他指示灯的功率减小
D．X2的功率减小，其他指示灯的功率增大
14．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
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．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。
18．一节干电池的电动势约为___________ V，手电筒中的干电池给某小灯泡供电时，电流为 0.3A，在某次接通开关的 10s 时间内，电荷量为___________ C，一节干电池中___________ J 的化学能转化为电能。
三、解答题
19．我国大部分电器的额定电压是220V。
（1）一台电动机的线圈电阻，正常工作时通过的电流，求每秒电流所做的功以及线圈上每秒内产生的热量。
（2）电饭煲正常工作时的电流，其发热盘的电阻，其消耗的电能大部分转化为哪种能？
20．以家庭中与热有关的一个用电器的使用情况为例，讨论如何使用才能节约能源。
21．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？
22．如图为直流电动机提升重物的装置，重物的重量G＝500 N，电源电动势E＝90 V，电源内阻r＝2 Ω，不计各处摩擦，当电动机以v＝0.6 m/s 的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流I＝5 A，求：
（1）电动机消耗的总功率；
（2）电动机线圈的电阻；
（3）电动机的效率。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．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。
2．D
【详解】
通电后半导体材料的温度逐渐升高，由图像可知，半导体的电阻率先变小，后变大，由电阻定律可知，半导体材料的电阻R先变小后变大，电源电压U不变，由电功率公式
知半导体材料的电功率先增大后减小，故①正确，②错误；
由图像可知，在0~t1这区间里电阻R随温度升高而减小；在t1~t2这区间里电阻R随温度的升高而增大；在t2之后区间里电阻R随温度的升高而减小．在家庭电路中电压不变，电热器的电功率
可知电阻器的发热功率与电阻成反比．在温度升到t1前，电阻R随温度的升高而减小，功率增大，温度升高更快；温度一旦超过t1，电阻R随温度的升高而增大，功率减小，放出热量减小，温度升高变慢，当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1至t2间的某一值不变，保持稳定，故③错误，④正确；
所以①②③④中，只有①④是正确的。
故选D。
3．A
【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。
4．ABC
【详解】
A．电源输出的功率为
所以A错误；
B．电动机两端的电压为
所以B错误；
C．电动机产生的热功率为
所以C错误；
D．电动机消耗的电功率为
所以D正确；
本题选错误的，故选ABC。
5．C
【详解】
因为是电容的单位，故C正确，ABD错误。
故选C。
6．C
【详解】
A．电池从完全没电到充满电所需时间为
故A错误；
B．电池容量的单位是电量的单位，故B错误；
C．该电池组充电时的功率为
故C正确；
D．该电池组充满电时的能量为
故D错误。
故选C。
7．D
【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。
8．C
【详解】
A．根据铭牌，这种电热水壶工作时加热部分的电阻约为
A错误；
B．电动机的内阻为
水泵正常工作时消耗的热功率为
B错误；
C．水泵正常工作时，其输出的机械功率为
C正确；
D．在一天内该电热水壶的工作时间不确定，所以消耗的电能也不确定，D错误。
故选C。
9．C
【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．B
【详解】
A. 若横轴表示时间t，纵轴表示加速度a，则图线与横轴包围的面积为
则图线与横轴包围的面积表示物体速度的变化量；
B. 轴表示位移x，纵轴表示合外力，则图线与横轴包围的面积表示
图线与横轴包围的面积表示合外力做的功，根据动能定理，则也可表示为物体动能的变化量，故B正确；
C. 若横轴表示通过定值电阻的电流I，纵轴表示其两端的电压U，矩形面积
表示定值电阻消耗的功率，故C错误；
D. 若横轴表示电容器充电时两极板所带电荷量Q，纵轴表示两极板间电压U，
因为
则图线与横轴包围的面积
表示电容器储存的电能的增加量，故D错误。
故选B。
11．C
【详解】
A．电动机的额定输出功率
因此内电阻
A错误；
B．由于
而
可得转速
B错误；
C．根据
代入数据可得
电动车匀速运动
C正确；
D．当车速为时，根据牛顿第二定律
而
联立可得
D错误。
故选C。
12．D
【详解】
A．接通电路前，为保证灯泡和电表安全，并联部分电压应从零开始变化，所以滑动变阻器的滑片P应置于b端，故A错误；
B．滑片P置于R的中点时，灯泡（含电表）支路和滑动变阻器下半部分电阻并联，并联电阻小于滑动变阻器总阻值的一半，由串联分压特点可知，电压表的示数小于，故B错误；
C．由B中分析知，滑片P置于R的中点时，电压表的示数小于；滑片P由R的中点向b端滑动，并联部分电阻逐渐减小，分到的电压逐渐减小，所以电压表的示数一直小于，故C错误；
D．滑片P由R的中点向a端滑动，并联部分电压逐渐增大，由知灯泡L的功率将变大，故D正确。
故选D。
13．C
【详解】
AB．显然L1和X1并联、L2和X2并联…然后它们再串联接在220V直流电源上，L2灯丝烧断，则总电阻变大、电路中电流I减小，又L1和X1并联的电流分配关系不变，则X1和L1的电流都减小，由
功率都减小，同理可知除X2和L2外各灯功率都减小，AB错误；
CD．由于I减小，各并联部分的电压都减小，电源电压不变，则X2上电压增大，根据
可知X2的功率变大， D错误C正确。
故选C。
14．A
【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。
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． 17.4 800
【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
【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． 1.5 V 3C 4.5J
【详解】
[1] 一节干电池的电动势约为1.5 V
[2]根据
[3] 化学能转化为电能
19．（1）4400J，80J；（2）大部分电能转化为电阻上的热量
【详解】
（1）电流所做的功
线圈电阻产生的热量
（2）电阻产生的热量
消耗的电能
通过计算，可知电动机消耗的电能远大于线圈电阻上产生的热量，大部分电能被转化为机械能；而电饭煲则把大部分电能转化为电阻上的热量。
20．热水器，洗澡前一个小时开始通电加热，洗完澡后关闭，平常的时候使热水器处于关闭状态。这样能使电能消耗处于最少的状态，最大程度上节省电费，根据使用量调节热水器的温度，使用量不大时，可以把温度调低一点，使用量大时，可以把温度调高一点
【详解】
热水器，洗澡前一个小时开始通电加热，洗完澡后关闭，平常的时候使热水器处于关闭状态。这样能使电能消耗处于最少的状态，最大程度上节省电费，根据使用量调节热水器的温度，使用量不大时，可以把温度调低一点，使用量大时，可以把温度调高一点。
21．能，详见解析
【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。
22．（1）400 W；（2）4 Ω；（3）75%
【详解】
（1）由题意知此时电路中的电流
I＝5 A
则电源的总功率
P＝EI＝90×5 W＝450 W
电源的内功率为
则电动机消耗的总功率为
（2）由题意知，电动机的输出功率为
所以电动机热功率为
解得
（3）电动机的效率为
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答案第1页，共2页