3.3 电功与电热同步练习（word版含答案）

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，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．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．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
4．2020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
5．如图所示电路中，各灯泡额定电压和额定功率分别是：A灯“10V　10W”，B灯“60V　60W”，C灯“20V　20W”，D灯“20V　20W”。在a、b两端加上电压后，四个灯泡都能发光。比较各灯泡消耗功率大小，以下说法正确的是（　　）
A．PB>PD>PA>PC B．PB>PD>PC>PA
C．PB>PA>PD＝PC D．PA>PC>PD>PB
6．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
7．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
8．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
9．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
10．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
11．某无人值守彩色电视中转站采用太阳能电源工作，转换设备电压为24V，每天发射时间为15h，功耗20W，其余9小时为接收等候时间，功耗为5W，则（　　）
A．转换设备电流恒为A
B．转换设备负载每天耗电量约为14.37Ah
C．转换设备每天消耗电能为345度
D．转换设备在等待过程中，工作电压小于24V
12．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
13．某款移动充电宝的部分相关参数如图所示。小张同学通过网络查阅得知，额定容量是由制造商标定的移动电源可输出容量。下面说法错误的是（　　）
产品型号 A5
电池容量 3.7V20000mAh（74Wh）
额定容量 13000mAh（5V=1A）
输入接口 MicroUSB
输出接口 USB-A/MicroUSB
输入 BC5.0V/2.4A（Max）
输出 2DC5.0V/2.4A（3.5AMax）
A．20000mAh指的是充电宝能够储存72000C的电荷量
B．74Wh指的是充电宝能够储存266400J的电能
C．该充电宝理论上可以按最大电流输出约5.71h
D．输入接口的输入功率为12W
14．电动自行车具有低噪声、无废气、无油污的环保性，而且骑行简单方便，受到广大上班族的喜欢。下表为某品牌电动自行午的铭牌，显示了电动车的信息及所用电动机的主要技术参数，不计其自身机械损耗，则由该铭牌可以求得电动自行车的电动机内阻约为（　　）
自重 额定电压
载重 额定电流
最大运动速度 额定输出功率
A． B． C． D．
15．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
二、填空题
16．(1)一个小型电动机，线圈电阻是，当它两端所加的电压为100V时，通过的电流为2A，这台电动机10秒钟所做的机械功的大小为___________焦耳。
(2)求下图AB部分电路中总电阻的最大值是____________。
17．电功率
（1）定义：电流在一段电路中所做的功与通电_______之比。
（2）公式：P＝＝_____。
（3）单位：_____，符号为____。
（4）意义：表示电流做功的______。
18．某电容器上标有“220V、300μF”，300μF=______F=______pF；家庭计算用电量时，常用的单位是“度”，1度=______千瓦小时。
三、解答题
19．如图所示，电解槽A和电炉B并联后接到电源上，电源内阻r=1Ω，电炉B电阻R=9Ω，电解槽电阻r'=0.5Ω。当S1闭合、S2断开时，电炉消耗功率为P1=324W，S1、S2都闭合时，电炉消耗功率为P2=225W（电炉电阻可看作不变），试求：
（1）电源的电动势E；
（2）S1、S2闭合时，流过电解槽的电流大小；
（3）S1、S2闭合时，电解槽中电能转化成化学能的功率。
20．设计一个电路，用48V的电源使12个12 V的灯泡同时发出同样亮度的光。
（1）方案A：要求当一个灯泡烧坏时，其他灯泡能继续发光。
（2）方案B：要求所有灯泡能正常发光。
21．如图所示是利用电动机提升重物的示意图，其中D是直流电动机。P是一个质量为 m的重物，它用细绳拴在电动机的轴上。闭合开关S，重物P以速度v匀速上升，这时电流表和电压表的示数分别是I=5.0A和U=110V，重物P上升的速度v=0.70m/s。已知重物的质量m=45kg，（g取10m/s2）求：
（1）电动机消耗的电功率P电；
（2）细绳对重物做功的机械功率P机；
（3）电动机线圈的电阻R。
22．电动机是一种使用广泛的动力机械。从能量转化的角度看，它把大部分电能转化为机械能，还有一部分能量在线圈中以热量的形式散失掉。所示电路图中，电源电动势，内阻，闭合开关S，标有“，”的灯泡L恰好能正常发光，内阻的小型直流电动机M恰能正常工作，求：
（1）电动机的额定工作电压；
（2）电动机的机械功率。
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．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. 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。
4．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。
5．C
【详解】
A灯正常工作时电阻
B灯正常工作时电阻
C灯正常工作时电阻
D灯正常工作时电阻
A灯和B灯电流相等，由
，
可知
C灯和D灯电压相等，由
，
可知
C灯和A灯，由
，，
可知
故C正确，ABD错误。
故选C。
6．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。
7．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。
8．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。
9．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。
10．C
【详解】
因为是电容的单位，故C正确，ABD错误。
故选C。
11．B
【详解】
A．发射时间转换设备电流为
而在接收等候时间内，其电流为
故A错误；
B．转换设备负载每天耗电量约为
故B正确；
C．转换设备每天消耗电能为
故C错误；
D．转换设备在等待过程中，工作电压等于24V，他是恒定不变的，故D错误；
故选B。
12．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。
13．D
【详解】
A．20000mAh指的是能储存的电荷量为
故A正确；
B．74Wh指的是充电宝能够储存的电能为
故B正确；
D．该充电宝理论上可以按最大电流输出的时间为
故C正确；
D．输入口的最大电流为2.4A，电压为5.0V，故最大输入功率
输入功率可以小于12W，故D错误。
本题选错误项，故选D。
14．A
【详解】
由表格中数据可得
解得
故选A。
15．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。
16． 1980 6
【详解】
（1）电动机消耗的的总功率
线圈消耗的热功率
所以，电动机对外做功的功率
则10秒钟所做的机械功
（2）设滑片以上部分的电阻为x，则滑片以下部分的电阻为(6-x)，其中，则总电阻
当x=5时，R取最大值：
17． 时间 UI 瓦特 W 快慢
【详解】
略
18． 3×10-4 3×108 1
【详解】
[1][2]根据单位换算关系可知
300μF=3×10-4F= 3×108pF
[3] 家庭计算用电量时，常用的单位是“度”，1度=1千瓦小时
19．（1）60V；（2）10A；（3）400W
【详解】
（1）S1闭合、S2断开时，电炉消耗功率为P1，电炉中电流
电源电动势
解得
E＝60V
（2）S1、S2都闭合时，电炉消耗功率为P2，电炉中电流为
路端电压为
U＝IRR＝5×9V＝45V
流过电源的电流为
流过电解槽的电流为
解得
IA＝10A
（3）电解槽消耗的电功率
PA＝IAU＝10×45W＝450W
电解槽内热损耗功率
P热＝IA2r′＝102×0.5W＝50W
电解槽中电能转化成化学能的功率为
P化＝PAP热＝400W
20．（1）使每两个灯泡并联后再串联起来；（2）分成四组，每组三个灯泡并联起来，再与其它组串联起来
【详解】
（1）要求当一个灯泡烧坏时，其它灯泡能继续发光，说明烧坏的灯泡并联在电路中，所以使每两个灯泡并联，再和其它组串联，能保证12个灯泡发出同样亮度的光，且当一个灯泡烧坏时其它灯泡能继续发光；
（2）所有灯泡正常发光，所以灯泡两端的电压为12V，总电压为48V，根据串联电路中电压规律，可把总电路分成四部分，每部分分的电压为12V，故要把三个灯并联看作一组，共分成四组，每组分的电压为12V，即保证了灯泡能正常发光。
21．（1）550W；（2）315W；（3）9.4Ω
【详解】
（1）电动机消耗的电功率为
（2）细绳对重物做功的机械功率为
（3）电动机线圈消耗的功率为
解得
22．（1） ；（2）
【详解】
（1）灯泡L正常发光，则电路中电流为
解得
根据闭合电路的欧姆定律，电动机的额定工作电压
解得
（2）电动机的总功率
解得
电动机内阻消耗的功率
解得
故电动机的机械功率
解得
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页