第五章电能与能源的可持续发展 章节综合练（Word版含解析）

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，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%
2．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
3．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
4．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
5．如图是某同学对电动牙刷的微型电动机进行研究的实验电路，其操作如下：闭合开关S，调节滑动变阻器R的阻值，当理想电压表的示数为0.3V时，电动机不转动，此时理想电流表示数为60mA；重新调节R使电动机正常运转，此时电压表和电流表的示数分别为2.4V和100mA。则这台电动机正常运转时的输出功率为（　　）
A．0.24W B．0.05W C．0.018W D．0.19W
6．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
7．功率为10W的发光二极管（LED灯）的亮度与功率为60W的白炽灯相当。假设每户家庭有2只60W的白炽灯，均用10W的LED灯替代，估算全国一年节省的电能最接近（　　）
A．8108kWh B．81010kWh C．81012kWh D．81014kWh
8．小陶同学家里部分电器的消耗功率及每天工作时间如下表所示，则这些电器一天消耗的电能约为（　　）
电器 消耗功率/W 每个工作时间/h 个数
电茶壶 2000 1 1
空调 1200 3 2
电视机 100 2 1
节能灯 16 4 6
路由器 9 24 1
A．1.0×103W B．3.6×105J
C．1.0×106W D．3.6×107J
9．11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
10．一台电动机工作时的功率是，要用它匀速提升的货物，已知，则电动机提升货物的速度的大小为（　　）
A． B．
C． D．
11．一个新型绿色冰箱，其输入总功率是180W，一天的耗电量是1kw·h。若冰箱每次制冷时问为7min，且间隔均匀相等，则该冰箱每小时制冷的次数约是多少次，下列正确的是（　　）
A．2次 B．3次 C．4次 D．5次
12．电阻R1、R2按图示方法接入电压恒定的电源上，闭合电键后保持R1的阻值不变，改变R2的阻值，则关于R1消耗的功率P1的说法正确的是（　　）
A．R2增大，P1增大 B．R2增大，P1减小
C．R2减小，P1减小 D．R2减小，P1不变
13．下面属于二次能源的是（　　）
A．石油 B．电能 C．煤炭 D．风能
14．为了打击酒驾醉驾行为，保障交通安全，交警常用酒精浓度检测仪对驾驶员进行酒精测试，如图甲是某型号酒精测试仪，其工作原理如图乙所示，R为气敏电阻，其阻值随酒精气体浓度的增大而减小，电源的电动势为E、内阻为r，电路中的电表均为理想电表，R0为定值电阻，且R0=r。酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，与未饮酒的驾驶员相比（　　）
A．电流表的示数较大 B．电压表的示数较大
C．电源的输出功率较小 D．电源的总功率较小
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．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．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
18．甲、乙两定值电阻的电压与电流关系的 U-I 图象如图所示，则甲、乙两电阻的阻值之比 R 甲：R乙=___________；将甲、乙两电阻并联后接在电压为3V的电源两端，通电10s，甲、乙两电阻产生的热量之比Q 甲：Q 乙=___________。
19．热功率
（1）定义：______内的发热量称为热功率。
（2）公式：P热＝I2R。
三、解答题
20．电流通过电路时电能转变成其他形式的能是通过电流做功来实现的，试通过电场力做功推导功率的表达式。
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．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．如图甲所示为“风光互补路灯”的外形图，图乙所示是该路灯系统的简化电路原理图，光控开关S白天与触点a接触，太阳能电池板为蓄电池充电，晚上与触点b接触，给路灯供电。太阳能电池板在晴天时每天可接收太阳能6kW·h，能使“24V；15W”的路灯正常工作6天（路灯平均每天工作8h）。则：
（1）该路灯正常工作时的电流是多少
（2）该路灯正常工作一天消耗的电能是多少千瓦时
（3）太阳能电池板把光能转化为电能的转化效率
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
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【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。
2．B
【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。
3．C
【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。
4．A
【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。
5．D
【详解】
当理想电压表的示数为0.3V时，电动机不转动，电动机看做纯电阻，根据
得电动机内阻为
重新调节R使电动机正常运转，电动机的功率
电动机的发热功率为
则电动机正常运转时的输出功率为
故D正确，ABC错误。
故选D。
6．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。
7．B
【详解】
全国的户数约为
n=
每个家庭一天电灯5小时，则节约的电能为
E=2×(60-10)×10-3kW×5h=0.5kW·h
全国一年节省的电能最接近
W=365nE=365×4.3×108×0.5kW·h≈7.8×1010kW·h
故选B。
8．D
【详解】
根据W=Pt可得每天消耗的电能
(2000+1200×2×3+100×2+16×4×6+9×24）×3600J=3.6×107J
故选D。
9．B
【详解】
由
得
机器人内阻满足
解得
故B正确，ACD错误。
故选B。
10．A
【详解】
要用它匀速提升的货物，则绳子的拉力为
根据
代入数据解得
故A正确，BCD错误。
故选A。
11．A
【详解】
1小时耗电量为，需要时间
工作次数
次
故选A。
12．B
【详解】
R1消耗的功率
R1的阻值不变，发现，R2增大时，P1减小，R2减小时，P1增大。
故选B。
13．B
【详解】
一次能源是指直接取自自然界没有经过加工转换的各种能量和资源，它包括：原煤、原油、天然气、油页岩、核能、太阳能、水力、风力、波浪能、潮汐能、地热等等；
二次能源是转化过形式的能源．例如：煤如果直接拿来烧，我们就是利用了一次能源．如果先用煤发电，所产生的电能就是二次能源。
故选B。
14．A
【详解】
A．酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，R减小，电路总电阻减小，总电流I增大，则电流表示数增大，故A正确；
B．根据闭合电路欧姆定律可得电压表的示数为
当I增大时，U减小，故B错误；
C．电源的输出功率为
根据数学知识可知，当R0+R＞r时，P随R的减小而增大，故C错误；
D．电源的总功率为
当I增大时，P′增大，故D错误。
故选A。
15．D
【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． 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． 220 1500 0.1
【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
18． 2:1 1:2
【详解】
[1]根据
可知，甲、乙两电阻的阻值之比
[2]将甲、乙两电阻并联后接在电压为3V的电源两端，通电10s，根据
甲、乙两电阻产生的热量之比
19．单位时间
【详解】
略
20．见详解
【详解】
在时间t内电流做功
电功率为
21．（1）；（2）
【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．（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）0.625A；（2）0.12kW·h；（3）12%
【详解】
（1）由
P=UI
可得，路灯正常工作时的电流
I==A=0.625A
（2）路灯正常工作时的功率
P=15W=0.015kW
该路灯正常工作一天消耗的电能
W=Pt=0.015kW×8h=0.12kW·h
（3）路灯正常工作6天消耗的电能是
W电=nW=6×0.12kW·h=0.72kW·h
太阳能电池板把光能转化为电能的转化效率
η=×100%=×100%=12%
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
答案第1页，共2页