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．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
2．某款扫地机器人如图所示，额定功率24W，额定电流3A，正常工作时电机输出的功率为19.5W，锂电池容量9A·h，为延长锂电池寿命，当剩余电量为总容量的20%时就需要充电，则（　　）
A．电机的电阻为 B．额定电压为6.5V
C．正常工作时，电机产生的热量为19.5W D．充满电的电池可以正常工作时间为2.4h
3．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
4．关于功和能，下列说法正确的是（　　）
A．功就是能，功可以转化为能 B．做功越多，物体的能越大
C．能量转化中，做的功越多，能量转化越多 D．功是矢量，所以有正负
5．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
6．硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点。如图所示，图线a是该电池在某光照射强度下路端电压U和电流I的关系图（电池电动势不变，内阻不是常量），图线b是某电阻的U-I图象。在某光照强度下将它们组成闭合回路时，下列说法正确的是（　　）
A．此时硅光电池的电动势是2V
B．此时硅光电池的输出功率是0.4W
C．此时硅光电池的内阻为10Ω
D．若把内阻为10Ω的直流电动机接到该电池上，电动机的输出功率为0.4W
7．如图所示电路中，电源电压u＝311sin100πt（V），A、B间接有“220V，440W”的电暖宝、“220V，220W”的抽油烟机、交流电压表及保险丝．下列说法正确的是（　　）
A．交流电压表的示数为311V
B．电路要正常工作，保险丝的额定电流不能小于3A
C．电暖宝发热功率是抽油烟机发热功率的2倍
D．1min抽油烟机消耗的电能为1.32×103J
8．电动汽车、电动自行车由于节能环保及良好的操控性能，越来越被大家认可，但其安全性也引起了大家的关注.某电动汽车的电池组是由约8000个锂电池串并联组成，其部分参数如下表：
最大储能 额定输出功率 额定输出电压 电池组内阻
20kW 400V 0.04～0.12Ω
下列相关说法正确的是（　　）A．电池组的额定输出电流为5A
B．该车以额定输出功率持续行驶的时间小于2.5h
C．该电池组充满电所储存的能量约为
D．若电池组输出端短路，则瞬间热功率最大可达到400kW
9．如图所示，三个电阻R1、R2、R3的阻值相同，允许消耗的最大功率分别为10W、10W、2W，则此电路中允许消耗的最大功率为（　　）
A．22W B．12W C．15W D．16W
10．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
11．某教室中有一台电风扇，其电动机内电阻是，接上的恒定电压后，电风扇正常工作，消耗的总功率是。下列说法正确的是（　　）
A．通过电风扇电动机的电流为 B．通过电风扇电动机的电流为
C．电风扇输出的机械功率为 D．电风扇输出的机械功率为
12．2021年11月17日，华为发布新品MateX2典藏版，该手机配备12GB内存，512GB存储，预装HarmonyOS2系统，手机说明书如下（节选）．
手机类型 智能折叠手机、5G
屏幕分辨率 内屏：像紫外屏：
电池容量
标准电压（电动势）
电池类型 不可拆卸电池
待机时间
工作时间
关于MateX2的说法正确的是（　　）A．该电池的容量为
B．该手机工作时的电流为
C．该电池储存的电能
D．该电池通过静电力做功将其他形式的能转化为电能
13．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
14．2020年10月，某公司宣称其旗舰手机系列计划全面采用石墨烯电池技术。石墨烯电池充电速度极快，额定电压为3.7V、容量为3000mA·h的石墨烯电池能在30分钟内充满。下列说法正确的是（　　）
A．3000mA·h是该电池储存的电能
B．3.7V是该电池的电动势
C．该电池储存的电能为11.1kW·h
D．充电电流为0.2A
15．一个新型绿色冰箱，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
二、填空题
16．焦耳定律
（1）内容：电流通过导体产生的热量跟________成正比，跟导体的_____及_____成正比。
（2）表达式：Q＝______。
17．如图，电阻R=55Ω，当闭合S1、S2时，通过电阻R的电流为_________A，电路的总功率为1000 W，当只闭合S2时，电动机的电功率为___________W。
18．手持小风扇因便于携带而深受学生喜欢，某款手持小风扇的直流电动机额定电压，内阻，正常工作时，通过该电动机的电流为，则该电动机正常工作时的输入功率为__________，输出的机械功率为__________。
19．在如图所示电路中，E为电源，其两端电压保持不变。AB为滑动变阻器，其电阻；L为一小灯泡，其额定电压，额定功率；S为开关，开始时滑动变阻器的触头位于B端，现在接通开关S，然后将触头缓慢地向A端滑动，当到达某一位置C处时，小灯泡刚好正常发光，则灯泡的工作电流为_____A，C、B之间的电阻应为_____。
三、解答题
20．下表是品牌电动自行车的主要技术参数。
整车质量 40kg 蓄电池工作电压 36V
最高车速 25km/h 一次充电电耗 0.6kW·h
电动机效率 75% 充电时间 8h
最大骑行噪声 62dB 次充电连续行驶里程 50km
质量m=60kg的人骑该电动自行车在水平路面上以6m/s的速度匀速行驶，受到的阻力是人与车总重的0.02。取重力加速度g=10m/s2。
(1)若以这一速度连续行驶10min，电动机至少做多少功？
(2)行驶过程中通过电动机的电流多大？
21．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。
22．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。
23．在某一温度下，两个电路元件A和B中的电流与两端电压的关系如图所示。
（1）分析图像并说明哪个元件中的电流与它两端电压之间的关系遵循欧姆定律，为什么？
（2）将A和B并联后接在电压为的电源两端，求元件A的电功率及通过A和B的总电流。
24．如图所示为某汽车的电源、电流表、车灯、电动机连接的简化电路。已知电源的电动势，内阻，电动机的内阻。当闭合S1、断开S2时，电流表的示数为；当S1、S2均闭合时，电动机正常工作，电流表的示数为。不计电流表的内阻和导线电阻，车灯的电阻R1为定值。
（1）求车灯电阻R1的值：
（2）S1、S2均闭合时，求车灯的功率和电动机的机械功率；
（3）S1、S2均闭合时，若电动机突然被卡住不转动，求此时电流表的示数。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【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。
2．D
【详解】
A．由
得
故A错误；
B．由
得额定电压
故B错误；
C．正常工作时，电机产生的热量
故C错误；
D．由
解得
故D正确。
3．B
【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。
4．C
【详解】
A．功是能量转化的量度，不是同一个概念，故A错误；
B．做功越多，物体能量转化越多，不是物体的能量越多，故B错误；
C．能量转化中，做的功越多，能量转化越多，故C正确；
D．功是标量，正负号表示能量的增减，故D错误。
故选C。
5．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。
6．B
【详解】
A．由题意可知此时硅光电池的电动势是3.6V，故A错误；
B．此时硅光电池的输出功率等于图线a、b交点横纵坐标之积，即0.4W，故B正确；
C．根据闭合电路欧姆定律可得此时硅光电池的内阻为
故C错误；
D．若把内阻为10Ω的直流电动机接到该电池上，由于电动机是非纯电阻电路，所以无法根据题给数据计算电动机的输出功率，故D错误。
故选B。
7．B
【详解】
A．电压表在交流电路中对应交流有效值，由于电源电压
可得有效值为220V，A错误；
B．因保险丝融化电流指有效值，电暖宝的电流
油烟机的电流
即保险丝的额定电流不能小于3A，B正确；
C．电暖宝是纯电阻电路，其电功率等于发热功率440W，抽油烟机发热功率等于电功率减机械功率，即
所以电暖宝发热功率大于抽油烟机发热功率的2倍，C错误；
D．工作1min抽油烟机消耗的电能为
D错误。
故选B。
8．B
【详解】
A. 根据
故A错误；
B．根据
故B正确；
C．该电池组充满电所储存的能量约为
故C错误；
D．若电池组输出端短路，则瞬间热功率最大可达到
故D错误。
故选B。
9．B
【详解】
由题意知R1=R2=R3=R，P1=10W，P2=10W，P3=2W。由图知，R2与R3并联，则两端电压相等，根据
可知R2与R3所消耗的功率一样，因R2与R3本身允许的最大功率分别是10W和2W，则R2、R3在电路中允许最大功率只能都是2W，否者会超过R3的允许功率。又把R2与R3看成一个并联电阻R'，则电路就是R1与R′串联，故电流相等，根据
可知R1与R'所消耗功率之比为。由题知，三个电阻R1，R2，R3的阻值相同，R2与R3的并联值，所以，所以R1上消耗的功率是并联电阻R'上的两倍。若R2、R3的功率都为2W，则R'的功率即为
2W+2W=4W
则R1的功率为
2×4W=8W<10W
所以总功率最大为
2W+2W+8W=12W
故选B。
10．A
【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。
11．B
【详解】
AB．正常工作时通过电动机的电流大小为
A错误，B正确；
CD．已知电动机正常时总功率为
电动机正常工作时热功率为
电动机正常工作时机械功率为
CD错误。
故选B。
12．B
【详解】
A．电池容量是指电池的存储电量，或电池能输出的总电荷量的多少；根据电荷量与电流关系
A错误；
B．该手机工作时的电流为
B正确；
C．电池储存的电能
C错误；
D．该电池是通过非静电力做功将其他形式的能转化为电能，D错误。
故选B。
13．B
【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。
14．B
【详解】
A．该电池储存的电荷量
Q＝It＝3×3600C＝10800C
选项A错误；
B．3.7V为该电池的电动势，选项B正确；
C．该电池储存的电能
W＝Pt＝UIt=3.7×3×10－3kW·h＝1.11×10－2kW·h
选项C错误；
D．设充电电流为I，由
It＝Q
可知
I＝6A
选项D错误。
故选B。
15．A
【详解】
1小时耗电量为，需要时间
工作次数
次
故选A。
16． 电流的二次方 电阻 通电时间 I2Rt
【详解】
略
17． 4 120
【详解】
[1]根据欧姆定律得
[2] 当闭合S1、S2时，电阻R的功率为
电动机的电功率为
当只闭合S2时，电动机的电压不变，所以电动机功率不变。
18． 3 2.82
【详解】
[1]该电动机正常工作时的输入功率为
[2]该电动机正常工作时的发热功率为
该电动机正常工作时输出的机械功率为
19． 0.3 20
【详解】
[1]本题中小灯泡正好正常发光，说明此时小灯泡达到额定电流
[2]两端电压达到额定电压U额＝6.0 V，而小灯泡和电源、滑动电阻AC串联，则电阻AC的电流与小灯泡的电流相等，则
20．(1)；(2)4.4A
【详解】
(1)设车的质量为M，由题意可知，电动车所受的阻力为
10min内骑行的位移为
电动机至少应克服阻力做功
(2)设通过的电流为I，电动机效率为，则由题意可得
代入数据解得I=4.4A。
21．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。
【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。
22．见详解
【详解】
在时间t内电流做功
电功率为
23．（1）元件A；（2）0.8W；0.7A
【详解】
（1）分析图象可知，元件A中的电流与两端的电压关系图象是正比例函数，说明元件A的电阻不变，电流与电压成正比，遵循欧姆定律；
（2）将A和B并联后接在电压为2.0V的电源两端时，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以通过A的电流0.4A，则元件A的电功率
P=UI=0.8W
由图可知通过B的电流为0.3A，则通过A和B的总电流为0.7A。
24．（1）；（2），；（3）
【详解】
（1）闭合S1、断开S2时，根据闭合电路欧姆定律
解得
（2）S1、S2均闭合时，路端电压为
车灯的电流为
车灯的功率为
电动机的电流为
电动机的机械功率为
（3）S1、S2均闭合时，若电动机突然被卡住不转动，外电阻为
电流表的示数为
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页