2021-2022学年粤教版（2019）必修第三册5.1电路中的能量跟踪训练（Word版含答案）

电路中的能量
一、单选题
1．家电待机耗电问题常常被市民所忽略，技术人员发现一台电视机待机一天的耗电量约0.2度。据最新统计浙江省的常住人口约5800万人，假设每户家庭拥有的家用电器如下表所示，则由表中数据，估算每年浙江省家庭用电器待机耗电量约为（　　）
家庭常用电器 电视机 洗衣机 空调 电脑
户均数量（台） 2 1 2 1
电器待机功耗（W/台） 10 20 40 40
A．度 B．度 C．度 D．度
2．心室纤维性颤是一种常见类型的心脏病发作，除颤器被应急医疗队用来制止心脏病发作患者的纤维性颤动。当除颤器中一个70μF电容器充电到5000V时，其电容器存储的能量中约200J在约2ms的脉冲周期被发送通过患者，则流过胸腔的电流为（　　）
A．200A B．20A C．2A D．0.2A
3．如图所示，一个灯泡L和一个电动机M串联接在电压恒为U的电源上，电路中的电流为I，灯泡两端的电压为，电功率为，电阻为；电动机两端的电压为，电功率为，其线圈电阻为，则下列关系式正确的是（　　）
A． B． C． D．
4．有两个灯泡、，额定电压皆为3V，额定功率分别为6W、3W，采用不同的接法，下列说法正确的是（　　）
A．若将它们串联接在电路中，两灯泡的总功率最大为4.5W
B．若将它们串联接在电路中，两灯泡的总功率最大为6W
C．若将它们并联接在电路中，两灯泡的总功率最大为3W
D．若将它们并联接在电路中，两灯泡的总功率最大为6W
5．如图所示是一台直流电动机。在额定电压下正常工作时，下列分析正确的是（　　）
A．热功率是72W B．输入功率为0.125W
C．机械功率是2.875W D．持续工作一小时耗电为0.03度
6．DC14.8V/2200mAh的锂电池供电，额定功率为35W，当锂电池剩余电量为总容量的20%时，扫地机器人就自动回座机充电。结合上述信息，下列说法正确的是（　　）
A．DC14.8V/2200mAh表示该电池输出的是交流电
B．该机器人电机的额定电流为0.42A
C．正常工作时机器人电动机每秒钟输出35J动能
D．电池充满电后机器人正常工作约45mim后回座机充电
7．如图所示为小明同学家里购买的一款扫地机器人，工作过程遇电量不足20%时，会自动返回基座充电。小明同学仔细翻阅了这款扫地机器人的说明书，发现其工作参数如下表所示，则该扫地机器人（　　）
机器人吸尘器
电池 锂离子电池
产品重量 约
无线连接 WiFi智能快连
额定电压
额定功率
充电时间 小时
A．电阻一定为 B．实际工作电流一定为
C．充满电后正常工作的时间一定为 D．以额定功率工作时每分钟消耗电能一定为
二、多选题
8．进行科学探究或测量时都有多次实验的要求，以下对各探究或测量中的多次实验分析合理的是（　　）
A．测量定值电阻的阻值时，多次实验是为了取平均值减小误差
B．探究串联电路中的电流规律时，多次实验是为了使结论具有普遍性
C．探究电流与电阻的关系时，可通过调节滑动变阻器的滑片改变定值电阻两端电压，获得多组数据
D．测量小灯泡的电功率时，多次实验是为了探究小灯泡亮度与其实际电功率的关系
9．一电动自行车动力电源上的铭牌标有“36V、10A·h”字样，假设工作时电源（不计内阻）的输出电压恒为36V，额定输出功率为180W，由于电动机发热造成损耗（其他损耗不计），电动自行车的效率为80％，则下列说法正确的是（　　）
A．额定工作电流为10A
B．电池充满电后总电量为3.6×104C
C．自行车电动机的内阻为7.2Ω
D．自行车保持额定功率行驶的最长时间是2h
三、填空题
10．手机电池在供电过程中，电池内发生了化学变化，将化学能转化为________；某型号手机电池板的铭牌上标有“”字样，已知其充电电压为，若该手机电池板需完成充电，则所消耗的电能为________。
11．某同学把标有“”的灯泡和“”的灯泡串联在电路中，其中一只灯泡能正常发光，另一只没有达到额定电压。不考虑灯丝电阻的变化，则电源电压为______，此时的实际功率______的实际功率（选填“大于”“等于”或“小于”）。
四、实验题
12．图（甲）为某同学设计的电路图，想测定直流电动机恒定功率下的效率和电源的电动势与内电阻。在小桶中放入适量的砝码（小桶和砝码以下称为重物），多次移动滑动变阻器R的滑片，测出5组数据，记录在下表。
实验次数 1 2 3 4 5
电压表的示数 4.10 3.40 2.70 1.90 1.10
电压表的示数 3.00 3.50 4.00 4.50 5.00
电流表的示数 0.11 0.16 0.22 0.30 0.38
重物的总质量 0.04 0.07 0.11 0.16 0.21
重物的提升高度 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80
重物的上升时间 1.95 1.90 1.85 1.80 1.65
（1）为了减小测定直流电动机效率的实验误差，需在重物做___________（选填“匀加速”、“匀减速”、“匀速”）直线运动的过程中测量上升高度h和对应的时间t；
（2）给电动机输入4V电压时，直流电动机的效率为___________ %（g取，保留两位有效数字）；
（3）根据5组测量数据，选择适当的物理量，在答题卡上的图（乙）中作出图像_____，根据图像可以求出电源的电动势为___________V、内阻为___________Ω（结果均保留三位有效数字）；
（4）该同学利用图像分析在测量电动势和内阻实验中由电表内阻引起的实验误差。在下图中，如果实线是根据实验数据描点作图得到的U-I图像；虚线是该电源真实的路端电压U随真实的干路电流I变化的U-I图像。本次实验分析误差的U-I图像是( )；
A． B． C． D．
（5）为减小电表内阻在测量电动势和内电阻中引起的实验误差，在电表量程不变的情况下，可以采取的措施是( )。
A．换用内阻更小的电流表 B．换用内阻更大的电流表
C．换用内阻更小的电压表 D．换用内阻更大的电压表
五、解答题
13．在如图所示的电路中，电阻R1=50Ω，R为滑动变阻器。闭合开关S，求：
（1）流过电阻R1的电流方向是从a到b还是从b到a？
（2）将滑动变阻器滑片P向右移动少许，电阻R1在相同时间内产生的热量是增大还是减小？
（3）如果电路中的电流I=0.1A，电阻R1的热功率是多大？
参考答案：
1．C
【解析】
【详解】
浙江省家庭用电器每家待机总电功率为
大约三人一户，则浙江省家庭用电器年待机耗电量
故选C。
2．B
【解析】
【详解】
设流过胸腔的电流为，则有
解得
B正确，ACD错误；
故选B。
3．C
【解析】
【详解】
A．灯泡的电功率为
故A错误；
BD．电动机是非纯电阻元件，所以
则
电动机的电功率为
故BD错误；
C．电源输出的总功率为
故C正确。
故选C。
4．A
【解析】
【详解】
由
可得两灯泡的额定电流分别为
，
两个灯泡的电阻分别为
，
AB．若将它们串联接在电路中，则电路中的最大电流为，两灯泡的总功率最大为
故A正确，B错误；
CD．若将它们并联接在电路中，并联电路的电压是3V时都达到额定功率，两灯泡的总功率最大为
故CD错误。
故选A。
5．C
【解析】
【详解】
A.根据焦耳定律得到
A错误；
B.电动机的输入功率
B错误；
C.电动机的机械功率
C正确；
D. 持续工作一小时耗电为
D错误。
故选C。
6．D
【解析】
【详解】
A．DC14.8V/2200mAh表示该电池输出的是直流电，选项A错误；
B．该机器人电机的额定电流为
选项B错误；
C．正常工作时机器人电动机内阻要产生部分内能，则每秒钟输出动能小于35J，选项C错误；
D．机器人人正常工作的时间
选项D正确。
故选D。
7．D
【解析】
【详解】
A．机器人不是纯电阻用电器，所以其电阻
故A错误；
B．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
实际工作电流不一定等于额定电流，B错误；
C．根据电池容量5200mA·h知，知电量为
由于机器人工作过程遇电量不足20%时，会自动返回基座充电，所以充满电后正常工作的时间为
故C错误；
D．以额定功率工作时每分钟消耗电能为
故D正确。
故选D。
8．AB
【解析】
【详解】
A．测量定值电阻的阻值时，多次实验是为了取平均值减小误差,A正确；
B．探究串联电路中的电流规律时，多次实验是为了使结论具有普遍性，B正确；
C．探究电流与电阻的关系时，应利用控制变量法控制电阻两端电压不变，C错误；
D．测量小灯泡的电功率时，多次实验是为了取平均值减小误差，D错误。
故选AB。
9．BD
【解析】
【详解】
A．由可知，额定电流
A错误；
B．动力电源充满电后总电量
B正确；
C．电动自行车的热功率
可得
C错误；
D．根据电池容量和得
D正确。
故选BD。
10． 电能 0.0038
【解析】
【详解】
[1]手机电池在使用时，将储存的化学能转化为电能；
[2]消耗的电能为
11． 16 等于
【解析】
【详解】
[1]灯泡的额定电流
灯泡的额定电流
两灯串联在电路中，电流相等，一只没有达到额定电压，能正常发光的灯泡一定是灯泡，则干路电流为，则电源电压为
[2]两灯电阻相同，电流相同，根据可知，此时的实际功率等于的实际功率。
12． 匀速 54 7.50 3.75 C A
【解析】
【详解】
（1）[1]本实验中需要测量重物上升高度h时电动机所输出的机械功，只有当重物做匀速直线运动时，电动机牵引力大小才等于重物的重力mg大小，此时用mgh来作为机械功误差最小。
（2）[2]给电动机输入4V电压时，通过电动机的电流为0.22A，则在1.85s内电动机消耗的电能为
电动机输出的机械功为
此时直流电动机的效率为
（3）[3][4][5]根据电路图可知，路端电压为
作出U-I图像如图所示。
图像的纵截距表示电源的电动势，斜率的绝对值表示内阻，即
（4）[6]电流表的示数为通过电源的电流真实值，当电流表示数为零时，电源内电压和电流表分压均为零，此时U等于电动势，所以所作图线的纵截距等于真实值；设电流表内阻为rA，当U为零时，短路电流的测量值为
而短路电流的真实值为
所以所作图线的横截距比真实值偏小，综上所述可知图像C符合题意。
故选C。
（5）[7]根据前面分析可知，此实验所测电动势等于真实值，但所测内阻大于真实值，所测内阻实际上为电源内阻和电流表内阻之和，所以为减小电表内阻在测量电动势和内电阻中引起的实验误差，在电表量程不变的情况下，可以采取的措施是换用内阻更小的电流表。
故选A。
13．（1）从a到b；（2）减小；（3）0.5W
【解析】
【详解】
（1）在外电路，电流方向由电源正极流向电源负极，故流过电阻R1的电流方向是从a到b。
（2）将滑动变阻器滑片P向右移动少许，电路中的电阻增大，电流减小，根据焦耳定律可知，电阻R1在相同时间内产生的热量将减小。
（3）根据
解得
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