必修三第五章电能与能源的可持续发展章节综合练（word版含答案）

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．如图所示，电路中E、r为电源的电动势和内电阻，R1、R2、R3为定值电阻，电压表和电流表均为理想电表。开关闭合时，水平放置的平行金属板中间带电小液滴P处于静止状态。当滑动变阻器R4的滑片向a端滑动时，则（　　）
A．电源的效率一定会减小
B．电源的输出功率一定会增大
C．小液滴一定会向下运动
D．若电流表、电压表的示数变化量分别为和，则
2．在如图所示的U-I图像中，直线a为某电源的路端电压与电流的关系图线，直线b为某电阻R的电压与电流的关系图线。下列说法正确的是（　　）
A．电阻R的阻值随两端电压升高变大
B．该电源的电动势为6V，内阻为3Ω
C．该电源的最大输出功率为4W
D．若将该电源直接与电阻R连成闭合电路，电源的输出功率为4W
3．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：
4．图为两段由同种材料制成的长度相同、粗细不同的电阻丝和的伏安特性曲线。关于这两段电阻丝，以下判断正确的是（　　）
A．电阻丝较细
B．电阻和的阻值之比3：1
C．若将电阻丝和串联在一起接入电路，两端的电压较大
D．若将电阻丝和并联在一起接入电路，消耗的电功率较大
5．国产某5G手机电池容量为4100mA·h，待机时间为22d（天），用超级快充装置对其充电时的电功率为66W。由此可估算手机电池（　　）
A．待机时的电压 B．待机时的电流
C．快充时的电流 D．快充过程获得的电能
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．如图连接电动机的电路，闭合开关，当滑动变阻器的触头从一端滑到另一端的整个过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化清况如图乙所示，已知当电流小于时，电动机不会发生转动，若不考虑电表对电路的影响，则（　　）
A．该电动机的内阻为
B．该电路中电源的电动势为
C．此电路中，电动机的最大输出功率为
D．若电动机能转动，需要调节滑动变阻器阻值小于
8．如图所示，这是安装在潜水器上的深度表的电路原理图，显示器由电流表改装而成，压力传感器的电阻随压力的增大而减小，电源的电动势和内阻均为定值，R0是定值电阻。在潜水器上浮的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．通过显示器的电流增大 B．压力传感器两端的电压减小
C．电源内阻的功率一定减小 D．压力传感器的功率一定减小
9．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
10．扫地机器人是一种智能家用电器，其主要原理是利用自身携带的小型吸尘部件对地面进行吸尘清扫，某品牌的扫地机器人的电机内阻为r，正常工作时输入电压为U，工作电流为I。以下说法正确的是（　　）
A．扫地机器人工作时，将电能全部转化为机械能
B．t时间内扫地机器人消耗的电能为UIt
C．工作电流
D．扫地机器人电机的输入功率为UI+I2r
11．如图，便携式小风扇用可充电直流电源连接电动机驱动，电源电动势为E、内阻为r，电动机内部电阻为，电动机正常工作时，回路电流为I，则（　　）
A．t秒内电源的总功为
B．电动机的额定电压为
C．电动机将机械能转化为电能
D．通过电动机电流做功功率大小为
12．通过电脑的USB接口不仅可以在电脑和各种数码产品之间传递数据，也可以为数码产品供电。现通过电脑的USB接口给一个阻值为的电热鼠标垫供电，已知供电电流为0.5A，则此鼠标垫消耗的电功率为（　　）
A．0.5W B．2.5W C．5.0W D．10.0W
13．如图所示电路中，电源电动势恒定，内阻不可忽，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
14．油烟危害健康，某品牌的抽油烟机的主要部件是照明灯L和抽气扇M（电动机），电路连接如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．抽气扇须在点亮照明灯的情况下才能工作
B．闭合开关S1和S2，抽气扇处于“弱吸”挡
C．抽气扇由“弱吸”挡换成“强吸”挡，其发热功率不变
D．工作中的抽气扇因吸入异物出现卡机时，回路中的电流将变大
15．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
二、填空题
16．家庭淋浴房常用“浴霸”来取暖。“浴霸”主要由四盏“220V ，250W”的特殊灯泡组成。假设这四盏灯泡同时开启，平均每周工作2h，则该用电器一周的耗电量为_______ kW h，若每kW h的电费为0.60元，则该用电器每月要交的电费为________元（每月按4周计算）。
17．若将标称值分别为“100W、100Ω”和“2W、200Ω”的电阻串联后作为一个用电器使用，其总额定功率为___________W，两电阻的实际功率之比为_________。
18．三个电阻分别标有“100Ω、4W”，“125Ω、8W”，“90Ω、100W”，若将它们串联起来，允许通过的最大电流是 ______；若将它们并联起来，允许加上的最大电压是________。
19．如图所示为一个玩具汽车上的控制电路，小明对其进行测量和研究发现：电动机的线圈电阻为，保护电阻为，当闭合开关后，两电压表的示数分别为8V和2V，则电路中的电流为___________，电动机的功率为__________。
三、解答题
20．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。
21．除了常见的煤炭、石油外，可利用的能源还有哪些？
22．如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图，其中电动机内电阻，电路中另一电阻，直流电压，理想电压表示数，电动机正以匀速竖直向上提升某重物，g取，则：
（1）输入电动机的电功率是多少？
（2）重物的质量是多少？
23．下表是一辆电动自行车的部分技术指标，其中额定车速是指电动自行车满载情况下在水平平直道路上以额定功率匀速行驶的速度。
额定车速 整车质量 载重 额定输出功率 电动机额定工作电压和电流
18km/h 40kg 80kg 180W 36V/6A
请参考表中数据，完成下列问题 （g取10 m/s2）：
（1） 此电动机正常工作时，电动机的效率是多少？
（2） 在水平平直道路上行驶过程中电动自行车受的阻力是车重（包括载重）的k倍，试计算k的大小。
（3） 仍在上述道路上行驶，若电动自行车满载时以额定功率行驶，当车速为2m/s时的加速度为多少？
24．以家庭中与热有关的一个用电器的使用情况为例，讨论如何使用才能节约能源。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【详解】
A．设电路外电阻为R，则电源的效率为
当滑动变阻器R4的滑片向a端滑动时，R4接入电路的阻值增大，R增大，则增大，故A错误；
B．电源的输出功率为
根据数学知识可知当R=r时，P最大；当R＜r时，P随R的增大而增大；当R＞r时，P随R的增大而减小。所以当R增大时，P不一定增大，故B错误；
C．根据前面分析可知电路总电阻增大，总电流减小，电源内电压减小，则路端电压增大，且R1两端电压减小，所以电容器两端电压增大，极板间电场强度增大，小液滴所受电场力增大，会向上运动，故C错误；
D．设通过R3的电流为I′，根据闭合电路欧姆定律有
所以
根据前面分析可知R3两端电压增大，则I′增大，而电路总电流（I+ I′）减小，则
所以
故D正确。
故选D。
2．D
【详解】
A．由图线b可知电阻R的阻值不变，故A错误；
B．图线a的纵截距表示E，斜率的绝对值表示r，即
故B错误；
C．该电源的输出功率为
根据数学知识可知P的最大值为
故C错误；
D．若将该电源直接与电阻R连成闭合电路，电源的输出功率等于a、b图线交点坐标的乘积，即
故D正确。
故选D。
3．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。
4．C
【详解】
B．图线的斜率表示电阻的倒数，电阻和的阻值之比
选项B错误；
A．电阻丝电阻较小，根据
可知，横截面积较大，则较粗，选项A错误；
C．电阻丝电阻较小，若将电阻丝和串联在一起接入电路，两端的电压较大，选项C正确；
D．电阻丝电阻较小，若将电阻丝和并联在一起接入电路，根据
则消耗的电功率较小，选项D错误。
故选C。
5．B
【详解】
AB．根据手机电池容量为4100mA·h以及待机时间为22d，根据
可求解待机时的电流，但是无法求解待机时的电压，选项A错误，B正确；
CD．根据题中条件无法求解快充时的电流，也不能求解快充过程获得的电能，选项CD错误。
故选B。
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．D
【详解】
A．当电流小于0.2A时，电动机不会发生转动，为纯电阻，则该电动机的内阻为
选项A错误；
B．根据
E=U2+Ir
当U2=3.4V时I=0.1A；当U2=3.0V时I=0.3A；带入方程解得该电路中电源的电动势为
r=2Ω
选项B错误；
C．此电路中，电动机的最大输出功率为
选项C错误；
D．当电动机两端电压超过U1=0.8V时电动机开始转动，此时电路中的电流为I=0.2A，则由电路可知
解得
即若电动机能转动，需要调节滑动变阻器阻值小于，选项D正确。
故选D。
8．C
【详解】
ABC．在潜水器上浮的过程中，压力减小，压力传感器的电阻增大，回路总电阻增大，总电流减小，通过显示器的电流减小，电源内阻的功率一定减小，电源内电压减小，路端电压增大，根据串联电路分压规律可知压力传感器两端的电压增大，故AB错误，C正确；
D．设电源电动势为E，内阻为r，电流表内阻为rA，压力传感器电阻为R，则压力传感器的功率为
根据数学知识可知当时，P最大；当时，P随R的增大而增大；当时，P随R的增大而减小。由于开始时R与的大小关系不确定，所以R增大后压力传感器的功率不一定减小，故D错误。
故选C。
9．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。
10．B
【详解】
A．扫地机器人工作时，电动机内阻上会发热，故电能转化为机械能和内能，A错误；
B．据电功的定义可知，t时间内扫地机器人消耗的电能为UIt，B正确；
C．由于电动机为非纯电阻电路，故工作电流
C错误；
D．扫地机器人电机的输入功率为UI，D错误。
故选B。
11．A
【详解】
A．t秒内电源的总功
A正确；
B．电动机为非纯电阻用电器，不适用欧姆定律，电动机的额定电压不等于，选项B错误；
C．电动机消耗的电能转化为机械能和内能，C错误；
D．通过电动机电流做功功率即为电功率大于热功率，D错误。
故选A。
12．C
【详解】
此鼠标垫消耗的电功率
故选C。
13．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。
14．D
【详解】
A．由电路图可知，照明灯和抽气扇处于并联状态，则抽气扇工作与否与是否点亮照明灯无关，A错误；
B．由电路图可知，闭合开关S2电阻R被短路，则流过抽气扇的电流、电压变大，则功率变大，抽气扇处于“强吸”挡，B错误；
C．由电路图可知，闭合开关S2电阻R被短路，则流过抽气扇的电流变大，而抽气扇的热功率为
P = I2r
其中r为电机内阻，不变，则抽气扇由“弱吸”挡换成“强吸”挡，其发热功率增大，C错误；
D．工作中的抽气扇因吸入异物出现卡机时，电动机变成纯电阻电路，回路中的电流将变大，D正确。
故选D。
15．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。
16． 2 4.8
【详解】
[1]该用电器一周的耗电量为
[2]该用电器每月要交的电费为
17． 3
【详解】
[1]根据
P=I2R
可得两电阻的额定电流为
则当两电器串联时允许的最大电流为0.1A，则电路的总额定功率为
[2]两电阻的实际功率之比为
18． 0.2A 20V
【详解】
[1]根据
P=I2R
可知，三个电阻的额定电流分别为0.2A、0.25A、1.05A，则若将它们串联起来，允许通过的最大电流是0.2A；
[2]根据
可知，三个电阻的额定电压分别为20V、31.6V、94.9V，则若将它们并联起来，允许加上的最大电压是20V。
19． 0.5 3
【详解】
[1]根据电路图，有欧姆定律可得，电路中的电流为
[2]由电路图可知，电动机两端的电压为
电动机的功率为
20．（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
21．水能、风能、潮汐能、太阳能、核能等
【详解】
22．（1）；（2）
【详解】
（1）通过R的电流为
电动机的输入功率为
（2）电动机内电阻的发热功率为
输出的机械功率为
解得
23．（1）83.3%；（2）0.03；（3）0.45m/s2
【详解】
（1）电动机的输入功率
P入=UI=36×6W=216W
所以电动机效率
（2）电动自行车匀速行驶时，设水平方向自行车的牵引力为F，自行车受到的阻力为f，由平衡条件可得
F=f
而自行车的输出功率
P出=Fv
可得
由题意
f=kmg
可得
（3）车速v′=2m/s时，设牵引力为F′，则
由牛顿第二定律
F′-f=ma
可得
24．热水器，洗澡前一个小时开始通电加热，洗完澡后关闭，平常的时候使热水器处于关闭状态。这样能使电能消耗处于最少的状态，最大程度上节省电费，根据使用量调节热水器的温度，使用量不大时，可以把温度调低一点，使用量大时，可以把温度调高一点
【详解】
热水器，洗澡前一个小时开始通电加热，洗完澡后关闭，平常的时候使热水器处于关闭状态。这样能使电能消耗处于最少的状态，最大程度上节省电费，根据使用量调节热水器的温度，使用量不大时，可以把温度调低一点，使用量大时，可以把温度调高一点。
答案第1页，共2页
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