2022秋物理人教2019必修第三册第12章 电能 能量守恒定律练习（word版含答案）

2022秋物理人教2019必修第三册第12章 电能 能量守恒定律练题含答案
人教（2019）必修第三册第12章 电能 能量守恒定律
一、选择题。
1、如图所示，A、B两点间电压为18 V，R1＝0.2 Ω，电动机M的内阻也是0.2 Ω，线路中的电流是25 A，则此电路中电能转化为机械能的效率是(　　)
A．72% B．28% C．55.6% D．44.4%
2、一太阳能电池板，测得它的开路电压为800 mV，短路电流为40 mA，若将该电池板与一阻值为20 Ω的电阻器连成一闭合电路，则它的路端电压是(　　)
A．0.10 V B．0.20 V C．0.30 V D．0.40 V
3、关于能量和能源，下列说法中正确的是 (　　)
A．化石能源是清洁能源；水能是可再生能源
B．人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造
C．在能源的利用过程中，由于能量在数量上并未减少，所以不需要节约能源
D．能量耗散现象说明：在能量转化的过程中，虽然能量的总量并不减少，但能量品质降低了
4、图示电路中，当变阻器R3的滑动头P向b端移动时，（ ）
A．电压表示数变大，电流表示数变小
B．电压表示数变小，电流表示数变大
C．电压表示数变大，电流表示数变大
D．电压表示数变小，电流表示数变小
5、（多选）电饭锅工作时有两种状态，一种是锅内水烧开前的加热状态，另一种是锅内水烧开后的保温状态，如图所示是电饭锅电路原理示意图，S是用感温材料制造的开关，下列说法正确的是(　　)
A．其中R2是供加热用的电阻丝
B．当开关S接通时电饭锅为加热状态，S断开时为保温状态
C．要使R2在保温状态时的功率为加热状态的一半，应为2?1
D．要使R2在保温状态时的功率为加热状态的一半，应为(－1)?1
6、在如图所示的闭合电路中，当滑片P向右移动时，两电表读数的变化是(　　)
A．A变大，V变大 B．A变小，V变大
C．A变大，V变小 D．A变小，V变小
7、下列关于能源的说法中错误的是(　　)
A．能源是取之不尽，用之不竭的，所以不存在能源危机
B．能源是有限的，特别是常规能源，如煤、石油、天然气等
C．大量消耗常规能源会使环境恶化，故提倡开发利用新能源
D．核能的利用对环境的影响比燃烧石油、煤炭小
8、一台电动机额定电压为100 V，电阻为1 Ω。正常工作时，通过的电流为5 A，则电动机因发热损失的功率为(　　)
A．500 W　　　　　　　 B．25 W
C．1 000 W D．475 W
9、（双选）通常一次闪电过程历时约0.2～0.3 s，它由若干个相继发生的闪击构成．每个闪击持续时间仅40～80 μs，电荷转移主要发生在第一个闪击过程中．在某一次闪电前云地之间的电势差约为1.0×109 V，云地间距离约为1 km；第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为6 C，闪击持续时间约为60 μs.假定闪电前云地间的电场是均匀的．根据以上数据，下列判断正确的是(　　)
A．闪电电流的瞬时值可达到1×105 A
B．整个闪电过程的平均功率约为1×1014 W
C．闪电前云地间的电场强度约为1×106 V/m
D．整个闪电过程向外释放的能量约为6×106 J
10、将电阻R1和R2分别单独与同一电源相连，在相同的时间内，两电阻发出的热量相同，则电源内阻应为(　　)
A． B． C． D．
11、PM2.5主要来自化石燃料、生物质、垃圾的焚烧，为了控制污染，要求我们节约及高效利用能源。关于能源和能量，下列说法中正确的是(　　)
A．自然界中的石油、煤炭等能源可供人类永久使用
B．人类应多开发与利用太阳能、风能等新能源
C．能量被使用后就消灭了，所以要节约能源
D．能量耗散说明自然界的能量在不断减少
12、下面是某电热水壶的铭牌，由此可知该电热水壶正常加热1 min产生的热量为(　　)
电热水壶
型号 SP—356 A 额定电压 220 V
额定功率 1 800 W 额定频率 50 Hz
额定容量 1.5 L
A.1.80×103 J B．1.10×104 J
C．1.32×104 J D．1.08×105 J
二、填空类题。
13、某兴趣小组探究用不同方法测定干电池的电动势和内阻,他们提出的实验方案中有如下四种器材组合。为使实验结果尽可能准确,最不可取的一组器材是( )
A.一个安培表、一个伏特表和一个滑动变阻器
B.一个伏特表和多个定值电阻
C.一个安培表和一个电阻箱
D.两个安培表和一个滑动变阻器
14、如图所示电路，M、N是一对平行金属板，将N板接地。已知电源电动势E=36V，内阻r=100Ω，R0=200Ω为定值电阻，R1、R2均为0~999.9Ω的可调电阻箱，带电小球用绝缘细线悬挂在平行金属板之间。闭合电键S，当R1=200Ω，R2=400Ω时，UMN=___________；若将R1从200Ω调到400Ω，小球的电势能将___________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
三、解答题。
15、（计算类综合题）一台电风扇的额定功率是60 W，内阻为2 Ω，当它接在220 V的电压下正常运转，求：
(1)电风扇正常运转时，通过它的电流多大？每秒钟的电能转化为多少机械能？
(2)若接上电源后，电风扇因故不能转动，这时通过它的电流多大？电风扇实际消耗的电功率多大？此时可能会发生什么问题？
16、如图所示为电动机提升重物的装置，电动机线圈的电阻为r＝1 Ω，电动机两端的电压为5 V，电路中的电流为1 A，物体A重为20 N，不计摩擦力，求：
(1)电动机线圈上消耗的热功率是多少？
(2)电动机的输入功率和输出功率各是多少？
(3)10 s内，可以把重物A匀速提升多高？
(4)这台电动机的机械效率是多少？
17、太阳能是人类使用的最基本的能源，它无污染、无费用，这种能源的使用期和太阳本身寿命一样长，当太阳光照射地面时，1 m2地面上在1 s内平均得到的太阳辐射能约为1.0×103 J。太阳能热水器就是直接利用太阳能的装置，目前已经出现在我们的生活中。晓雨在网上下载了某型号太阳能热水器的宣传广告：
容积(V)　　　　　　　　100 L
集热管的采光面积(S) 1.5 m2
效率(η) 40%
使用年限(z) 15年
(1)晓雨家每天大约需要100 kg热水，用这种热水器将这些水从25 ℃加热到45 ℃需要多长时间？
(2)与效率为80%的电热水器相比，晓雨家每天可节约多少电能？
2022秋物理人教2019必修第三册第12章 电能 能量守恒定律练题含答案
人教（2019）必修第三册第12章 电能 能量守恒定律
一、选择题。
1、如图所示，A、B两点间电压为18 V，R1＝0.2 Ω，电动机M的内阻也是0.2 Ω，线路中的电流是25 A，则此电路中电能转化为机械能的效率是(　　)
A．72% B．28% C．55.6% D．44.4%
【答案】D
2、一太阳能电池板，测得它的开路电压为800 mV，短路电流为40 mA，若将该电池板与一阻值为20 Ω的电阻器连成一闭合电路，则它的路端电压是(　　)
A．0.10 V B．0.20 V C．0.30 V D．0.40 V
【答案】D
3、关于能量和能源，下列说法中正确的是 (　　)
A．化石能源是清洁能源；水能是可再生能源
B．人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造
C．在能源的利用过程中，由于能量在数量上并未减少，所以不需要节约能源
D．能量耗散现象说明：在能量转化的过程中，虽然能量的总量并不减少，但能量品质降低了
【答案】D　
4、图示电路中，当变阻器R3的滑动头P向b端移动时，（ ）
A．电压表示数变大，电流表示数变小
B．电压表示数变小，电流表示数变大
C．电压表示数变大，电流表示数变大
D．电压表示数变小，电流表示数变小
【答案】B
5、（多选）电饭锅工作时有两种状态，一种是锅内水烧开前的加热状态，另一种是锅内水烧开后的保温状态，如图所示是电饭锅电路原理示意图，S是用感温材料制造的开关，下列说法正确的是(　　)
A．其中R2是供加热用的电阻丝
B．当开关S接通时电饭锅为加热状态，S断开时为保温状态
C．要使R2在保温状态时的功率为加热状态的一半，应为2?1
D．要使R2在保温状态时的功率为加热状态的一半，应为(－1)?1
【答案】ABD
6、在如图所示的闭合电路中，当滑片P向右移动时，两电表读数的变化是(　　)
A．A变大，V变大 B．A变小，V变大
C．A变大，V变小 D．A变小，V变小
【答案】B
7、下列关于能源的说法中错误的是(　　)
A．能源是取之不尽，用之不竭的，所以不存在能源危机
B．能源是有限的，特别是常规能源，如煤、石油、天然气等
C．大量消耗常规能源会使环境恶化，故提倡开发利用新能源
D．核能的利用对环境的影响比燃烧石油、煤炭小
【答案】A　
8、一台电动机额定电压为100 V，电阻为1 Ω。正常工作时，通过的电流为5 A，则电动机因发热损失的功率为(　　)
A．500 W　　　　　　　 B．25 W
C．1 000 W D．475 W
【答案】B　
9、（双选）通常一次闪电过程历时约0.2～0.3 s，它由若干个相继发生的闪击构成．每个闪击持续时间仅40～80 μs，电荷转移主要发生在第一个闪击过程中．在某一次闪电前云地之间的电势差约为1.0×109 V，云地间距离约为1 km；第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为6 C，闪击持续时间约为60 μs.假定闪电前云地间的电场是均匀的．根据以上数据，下列判断正确的是(　　)
A．闪电电流的瞬时值可达到1×105 A
B．整个闪电过程的平均功率约为1×1014 W
C．闪电前云地间的电场强度约为1×106 V/m
D．整个闪电过程向外释放的能量约为6×106 J
【答案】AC
10、将电阻R1和R2分别单独与同一电源相连，在相同的时间内，两电阻发出的热量相同，则电源内阻应为(　　)
A． B． C． D．
【答案】C
11、PM2.5主要来自化石燃料、生物质、垃圾的焚烧，为了控制污染，要求我们节约及高效利用能源。关于能源和能量，下列说法中正确的是(　　)
A．自然界中的石油、煤炭等能源可供人类永久使用
B．人类应多开发与利用太阳能、风能等新能源
C．能量被使用后就消灭了，所以要节约能源
D．能量耗散说明自然界的能量在不断减少
【答案】B　
12、下面是某电热水壶的铭牌，由此可知该电热水壶正常加热1 min产生的热量为(　　)
电热水壶
型号 SP—356 A 额定电压 220 V
额定功率 1 800 W 额定频率 50 Hz
额定容量 1.5 L
A.1.80×103 J B．1.10×104 J
C．1.32×104 J D．1.08×105 J
【答案】D　
二、填空类题。
13、某兴趣小组探究用不同方法测定干电池的电动势和内阻,他们提出的实验方案中有如下四种器材组合。为使实验结果尽可能准确,最不可取的一组器材是( )
A.一个安培表、一个伏特表和一个滑动变阻器
B.一个伏特表和多个定值电阻
C.一个安培表和一个电阻箱
D.两个安培表和一个滑动变阻器
【答案】D
14、如图所示电路，M、N是一对平行金属板，将N板接地。已知电源电动势E=36V，内阻r=100Ω，R0=200Ω为定值电阻，R1、R2均为0~999.9Ω的可调电阻箱，带电小球用绝缘细线悬挂在平行金属板之间。闭合电键S，当R1=200Ω，R2=400Ω时，UMN=___________；若将R1从200Ω调到400Ω，小球的电势能将___________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】10.3V 不变
三、解答题。
15、（计算类综合题）一台电风扇的额定功率是60 W，内阻为2 Ω，当它接在220 V的电压下正常运转，求：
(1)电风扇正常运转时，通过它的电流多大？每秒钟的电能转化为多少机械能？
(2)若接上电源后，电风扇因故不能转动，这时通过它的电流多大？电风扇实际消耗的电功率多大？此时可能会发生什么问题？
【答案】(1)0.27 A　59.85 J
(2)110 A　24 200 W　电风扇将被烧坏
【解析】(1)电风扇正常运转，消耗的电功率为额定功率P＝UI，所以I＝＝ A≈0.27 A，由能量守恒W＝Q＋E得：E＝Pt－I2Rt≈59.85 J.
(2)电风扇不转动，相当于纯电阻，由欧姆定律得通过电风扇的电流I′＝＝ A＝110 A．实际消耗的电功率
P′＝＝ W＝24 200 W.
由于电风扇实际消耗的功率远大于额定功率，且电能全部转化为内能，电风扇将被烧坏．
16、如图所示为电动机提升重物的装置，电动机线圈的电阻为r＝1 Ω，电动机两端的电压为5 V，电路中的电流为1 A，物体A重为20 N，不计摩擦力，求：
(1)电动机线圈上消耗的热功率是多少？
(2)电动机的输入功率和输出功率各是多少？
(3)10 s内，可以把重物A匀速提升多高？
(4)这台电动机的机械效率是多少？
【答案】(1)1 W　(2)5 W　4 W　(3)2 m　(4)80%
【解析】电动机的输入功率是电动机消耗的总功率，输出功率是机械功率。
(1)根据焦耳定律，电动机线圈上消耗的热功率为
PQ＝I2r＝12×1 W＝1 W。
(2)电动机的输入功率等于输入电流与电动机的两端电压的乘积，故有P入＝IU＝1×5 W＝5 W。
输出功率等于输入功率减去发热消耗的功率，所以有P出＝P入－PQ＝5 W－1 W＝4 W。
(3)电动机的输出功率用来提升重物，转化为机械功率，在10 s内，有P出t＝mgh，
解得h＝＝ m＝2 m。
(4)电动机的机械效率η＝＝×100%＝80%。
17、太阳能是人类使用的最基本的能源，它无污染、无费用，这种能源的使用期和太阳本身寿命一样长，当太阳光照射地面时，1 m2地面上在1 s内平均得到的太阳辐射能约为1.0×103 J。太阳能热水器就是直接利用太阳能的装置，目前已经出现在我们的生活中。晓雨在网上下载了某型号太阳能热水器的宣传广告：
容积(V)　　　　　　　　100 L
集热管的采光面积(S) 1.5 m2
效率(η) 40%
使用年限(z) 15年
(1)晓雨家每天大约需要100 kg热水，用这种热水器将这些水从25 ℃加热到45 ℃需要多长时间？
(2)与效率为80%的电热水器相比，晓雨家每天可节约多少电能？
【答案】(1)3.9 h　(2)2.9 kW·h
【解析】(1)设T为光照时间，k＝1.0×103 J/(s·m2)
Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103×100×(45－25)J＝8.4×106 J
太阳能热水器传给水的热量Q放＝kSTη
因为Q吸＝Q放，所以
T＝＝ s＝1.4×104 s≈3.9 h。
(2)由Q吸＝Q电η1得
Q电＝＝ J＝1.05×107 J≈2.9 kW·h。