3.3电功与电热同步练习 （word版含答案）

3.3 电功与电热 同步练习
一、单选题
1．两根相同材料做成的导体，若它们的横截面积之比为2∶1，长度之比为4∶1，则将它们串联起来通以相同的电流，在相同的时间内，它们产生的热量之比为（　　）
A．2∶1 B．4∶1 C．1∶2 D．1∶4
2．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
3．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
4．下列物理量的单位用国际单位制中基本单位正确表示的是（　　）
A．电阻： B．电功率： C．电量： D．电功：
5．如图所示，两段长度和材料相同、各自粗细均匀的金属导体a、b，单位体积内的自由电子数相等，横截面积之比，已知流经导体a的电流为0.16A，电子的电荷量e=1.6×10-19C，下列说法正确的是（　　）
A．5s内有个自由电子通过导体a的横截面
B．a、b的电阻之比
C．自由电子在导体a和b中的定向移动速率之比
D．相同时间内导体a和b产生的焦耳热之比
6．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．
7．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
8．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
9．一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．
10．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
11．如图所示，一直流电动机与阻值R＝9 Ω的电阻串联在电源上，电源的电动势E＝30 V，内阻r＝1 Ω，闭合开关，用理想电压表测出电动机两端电压U＝10 V，已知电动机线圈的电阻RM＝1 Ω，则下列说法正确的是（　　）
A．通过电动机的电流为10 A
B．电动机线圈电阻上的发热功率为2 W
C．电源的输出功率为60 W
D．电动机的输出功率为16 W
12．某学习小组用如下电路研究小电动机的电流与电压关系。通过调节滑动变阻器R接入电路的阻值，测量得到下表记录的信息。若认为小电动机的电阻是不变的，则（　　）
序号 电压 电流 电动机工作状态
1 1.25 0.50 卡住未转动
2 2.00 0.20 稳定转动
3 3.5 0.30 稳定转动
A．小电动机的电阻大约为
B．当小电动机的电压为时，其发热功率为
C．当小电动机的电压为时，其电功率为
D．当小电动机的电压为时，其对外做功的功率为
13．扫地机器人是智能家用电器的一种，能凭借一定的人工智能，自动在房间内完成地板清理工作。若机器人电动机线圈电阻为r，当它正常工作时，电动机两端所加的电压为U，通过的电流为I，下列说法正确的是（　　）
A．
B．经过时间t，电动机消耗的电能
C．经过时间t，电动机产生的热量
D．电动机输出的机械功率为
14．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%
15．小明同学家里购买了一款扫地机器人，如图所示，小明同学仔细检查了这款扫地机器人，发现铭牌上标有如下表所示数据，则该扫地机器人（　　）
主机基本参数
产品尺寸
电池 锂电池
质量
无线连接 智能快述
工作额定电压
工作额定功率
A．额定工作电流为
B．是能量单位
C．若当剩余电量减少为电池容量的时，机器人会主动寻找充电器充电，则充满电后正常工作的时间为
D．以额定电流工作时每分钟消耗电能为
二、填空题
16．电饭锅工作时有两种状态：一是锅内饭烧好前的加热状态；二是饭烧好后的保温状态，如图（甲）中所示为电饭锅的电路图。、是加热用的电阻丝，自动开关S接通与断开使电饭锅分别处于两种状态，要使电饭锅在保温状态时消耗的功率为加热状态时的，则_____；如图（乙）所示为“××”牌电饭锅的铭牌，若在一个大气压下，将一锅常温下（）的水烧开，大约需要_____分钟时间，耗电_____kW·h。［水的比热容为）不计锅体的耗热］
17．两个阻值均为2Ω的电阻，当它们串联时的总电阻为______Ω；当它们并联时的总电阻为______Ω；当把它们串联接入6V的电源（电源内阻不计）时，电路消耗的总功率为______W。
18．物理学规定____定向移动的方向为电流的方向；电流通过导体时能使导体的温度升高，电能转化为____能；一个的电阻工作时，通过它的电流是0.3A，则此电阻在100s内电流产生的热量为____J。
三、解答题
19．随着科技的发展，越来越多的节能家电被研发出来，包括节能灯、节能空调、节能电冰箱等。上网搜索资料与查阅电器说明书，记录家里电器工作状态下的消耗功率。结合自己日常生活使用电器的时长，试探讨假如家里采用节能家电的话，每个月能节省多少度电。可尝试为自己家规划节能改造方案，并撰写题为“节能用电”的调查报告。
20．某兴趣小组设计了一个可以指示电动机断路故障的电路，如图所示，电源的电动势E=48V，故障指示灯的阻值为R1=44Ω（视为定值纯电阻），电动机的内阻R0=1Ω，开关S始终闭合，当电动机断路时，指示灯将处于高亮度状态，其电功率；当电动机正常工作时，指示灯将处于低亮度状态，其电功率。
（1）求电源的内阻r；
（2）当电动机正常工作时，求电动机两端电压U及电动机输出的机械功率。
21．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。
22．如图所示，电源电动势，小灯泡标有“，”。开关接1，当变阻器调到时，小灯泡正常发光；现将开关接2，小灯泡和微型电动机M均正常工作，电动机的线圈电阻为。求：
（1）电源的内阻；
（2）正常工作时电动机的输出功率。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【详解】
两根相同材料做成的导体，若它们的横截面积之比为2∶1，长度之比为4∶1，根据
则
根据
则产生的热量之比为2∶1
故选A。
2．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。
3．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。
4．C
【详解】
A．电阻
故A错误；
B．电功率
故B错误；
C．电量
故C正确；
D．电功
故D正确。
故选C。
5．A
【详解】
A．5s内通过导体a的横截面的自由电子数为
故A正确；
B．根据电阻定律可得a、b的电阻之比为
故B错误；
C．根据电流的微观表达式
可得自由电子在导体a和b中的定向移动速率之比为
故C错误；
D．根据焦耳定律可得相同时间内导体a和b产生的焦耳热之比为
故D错误。
故选A。
6．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。
7．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。
8．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。
9．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。
10．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。
11．D
【详解】
A．根据闭合电路欧姆定律有
解得
A错误；
B．电热机的热功率
B错误；
CD．电动机的输入功率
电动机的输出功率
C错误D正确。
故选D。
12．B
【详解】
A．将电压表当作理想电压表，当小电动机的电压为时，电动机卡住未转动，电功率等于内阻发热功率
将第一组数据代入可解得
故A错误；
B．当小电动机的电压为时，电流是0.50A，由P=I2r得其发热功率为，故B正确；
C．当小电动机的电压为时，其电功率
故C错误；
D．当小电动机的电压为时，其对外做功的功率
故D错误。
故选B。
13．D
【详解】
A.电动机是非纯电阻，欧姆定律不适应， 故A错误；
B．经过时间t，电动机消耗的电能 ，故B错误；
C．经过时间t，电动机产生的热量 ，故C错误；
D．电动机输出的机械功率为
故D正确。
故选D。
14．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。
15．D
【详解】
AD．由铭牌知，扫地机器人工作的额定电压为8V，额定功率为14.4W，则额定电流
以额定电流工作时每分钟消耗电能为
故A错误，D正确；
B． mA是电流的单位，h是时间单位所以由
可知是电量的单位，故B错误；
C．充满电后的电量为
正常工作的时间为
故C错误。
故选D。
16． 25.2 0.42
【详解】
[1] 当开关S闭合时电路处于加热状态，而S断开时，处于保温状态；由题意可知
解得
[2] 水的容积为4.5L，其质量m=4.5kg，水吸收的热量
烧开用时
[3] 水的容积为4.5L，其质量m=4.5kg，水吸收的热量
17． 4 1 9
【详解】
[1][2][3] 两个阻值均为2Ω的电阻，当它们串联时的总电阻为4Ω；当它们并联时的总电阻为单个阻值的一半，即1Ω；当把它们串联接入6V的电源（电源内阻不计）时，电路总电流
电路消耗的总功率为
18． 正电荷 内 90
【详解】
[1]物理学规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。
[2]电流通过导体时能使导体的温度升高，电能转化为内能。
[3]根据焦耳定律得，产生的热量
19．见解析
【详解】
以节能灯和白炽灯为例，一盏20W的节能灯亮度相当于一盏100W的白炽灯。若它们每天都正常发光10小时，节能灯耗电
0.02kW×10h=0.2kW·h
白炽灯耗电
0.1kW×10h=1kW·h
可见使用节能灯每天可节约用电
1kW·h-0.2kW·h=0.8kW·h
则每个月能节省24度电。
为了用电的安全和环保，我们平常要养成良好的家电使用习惯，比如在放置冰箱时，它的背面与墙之间要留出空隙，这比起紧贴墙面来每天可以节能20%左右；电饭锅煮饭，用温水或热水煮饭，可以省电30%；微波炉等电器插头与插座的接触要匹配良好，否则将多耗电40%。除此之外，如热水器的最佳温度设置在40℃~60℃时最省电，洗衣机应按额定容量洗涤，水量过多或过少都不利于节能。另外音响、电视机、电脑、打印机、电风扇和饮水机要及时拔掉插头，省电又安全。家庭在选购电灯和电器时也要选购节能产品。
20．（1）4Ω；（2）22V；96W
【详解】
（1）当电动机断路时，电路中通过的电流为
指示灯消耗的功率
I=1A
解得
r=4Ω
（2）当电动机正常工作时，设路端电压为U，有
设此时电源中通过的电流为，由闭合电路的欧姆定律有
得
流过的电流为，流过电动机的电流为，有
又
故
电动机的输出功率为
解得
P出=96W
21．见详解
【详解】
在时间t内电流做功
电功率为
22．（1）；（2）
【详解】
（1）小灯泡正常发光，干路电流
根据闭合电路欧姆定律
解得
（2）电动机两端电压
正常工作时电动机的输出功率
解得
答案第1页，共2页
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