人教版新教材必修三 12.1 电路能量转化（含答案）

人教版新教材必修三第十二章电路能量转化（含答案）
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题（本大题共10小题，共60.0分）
1. 关于电功和电热．以下说法正确的是：
A. 外电路电流做的功一定等于电热
B. 外电路中电流所做的功一定大于电热
C. 任何电路中电流所做的功一定大于电热
D. 当外电路有电动机、电解槽的情况下电流做的功将转化为热能、机械能、化学能，因此，电功大于电热
2. 如图所示，用充电宝为一手机电池充电，其等效电路如图所示。在充电开始后的一段时间内，充电宝的输出电压、输出电流可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻为，则时间内( )
A. 充电宝输出的电功率为 B. 手机电池产生的焦耳热为
C. 手机电池产生的焦耳热为 D. 手机电池储存的化学能为
3. 如图所示，电动机的内阻是，电阻，直流电压，理想电压表示数，以下判断错误的是( )
A. 电动机通过的电流为 B. 电动机消耗的电功率为
C. 电动机输出的机械功率为 D. 电动机工作所产生的热量为
4. 如图所示，电阻和电动机串联接到电路中，已知电动机线圈的电阻阻值跟电阻的阻值相等，电键接通后，电动机正常工作．设电阻和电动机两端的电压分别为和，经过时间，电流通过电阻做功为，产生热量为，电流通过电动机做功为，产生热量为，则( )
A. ， B. ，
C. ， D. ，
5. 如下表数据所示为电饭煲和洗衣机正常工作时电压和电流，则下列说法中正确的是( )
电饭煲 洗衣机
工作电压 交流电 交流电
工作电流
A. 洗衣机的电阻是电饭煲的电阻的倍 B. 电饭煲工作时的电功率为
C. 洗衣机的热功率为 D. 内洗衣机消耗的电能为
6. 关于电功和电热的说法正确的是
A. 在任何电路中都有、，且
B. 在任何电路中都有、，但不一定等于
C. 、均只有在纯电阻电路中才成立
D. 在任何电路中成立，只在纯电阻电路中成立
7. 如图所示的电路图，已知电动机内电阻，定值电阻，直流电压内阻不计，理想电压表示数，则电动机机械功率为
A. B. C. D.
8. 华为手机用自己新的吉尼斯世界纪录告诉全世界什么叫中国科技。其中毫安时超大电池华为超级快充，极速充电每秒充，分钟，充电速度是苹果的倍现用华为快充为一手机电池充电，等效电路如图所示，充电器的输出电压为，输出电流为，手机电池的内阻为，下列说法错误的是( )
A. 手机电池的电阻 B. 充电器输出的电功率为
C. 锂电池产热功率为 D. 锂电池将电能转化为化学能的功率为
9. 如图所示，用输出电压为、输出电流为的充电器对内阻为的镍氢电池充电。下列说法错误的是( )
A. 电能转化为化学能的功率为 B. 充电器输出的电功率为
C. 充电时，电池消耗的热功率为 D. 充电器把的功率储存在电池内
10. 在直流电路中，两个电阻的阻值之比，通过的电流之比，则在相等时间内两个电阻产生的热量之比为
A. B. C. D.
二、计算题（本大题共3小题，共40.0分）
11. 一内阻为直流电动机，标有“，”的字样．则该电动机在额定电压下工作，则：
该电动机的额定电流为多少？
该电动机在这内产生的热量是多少？
该电动机在这内对外做功为多少？
12. 小明准备参加玩具赛车比赛，她想通过实验挑选一只能量转换效率较高的电动机，实验时她先用手捏住电动机的转轴，使其不转动，然后放手，让电动机正常转动，分别将次实验的有关数据记录在表格中，请问：
电动机的电压 电动机工作状态 通过电动机的电流
不转动
正常转动
这只电动机线圈的电阻为多少？
当电动机正常工作时，转化为机械能的功率是多少？
该玩具电动机正常工作时电能转化为机械能的效率是多少？
13. 如图所示的电路中，输入电压恒为，灯泡上标有“、”字样，电动机线圈的电阻若灯泡恰能正常发光，
求：电动机的电流，
电动机的输入功率
电动机的输出功率
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了电功和电热的转化，纯电阻电路和非纯电阻电路的区别，注意灵活选取公式。
纯电阻电路，电功可用公式计算，也可用公式计算，非纯电阻电路，电功用公式计算，电热用公式计算。
【解答】
当外电路是纯电阻电路时外电路电流做的功等于外电路产生的热，当外电路有电动机时，电功大于电热，故ABC错误。
D.当外电路有电动机、电解槽的时候，外电路不是纯电阻，此时电流做的功将转化为热能和机械能或热能和化学能，因此电功大于电热，故D正确。
故选D。
2.【答案】
【解析】
【分析】
充电宝和手机都是非纯电阻，其电功率只能用计算，产生的焦耳热只能用计算，根据能量守恒列式求解手机电池储存的化学能。
本题考查了非纯电阻，解题关键是区分热功率与电功率的计算式，本题难度较小，考查了学生掌握知识与应用知识的能力。
【解答】
A.由题意可得充电宝输出的电功率为，故A错误；
根据焦耳定律可得手机电池产生的焦耳热为，因为不是手机电池的内电压，所以，故B正确，C错误；
D.根据能量守恒定律可知，充电宝输出的电能一部分转化为手机电池的化学能，一部分转化为电池内电阻产生的焦耳热，则，故D错误。

3.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查非纯电阻电路。
计算通过电动机的电流，也就是计算流过电阻的电流；计算电动机的功率用公式；根据计算输出功率；根据焦耳定律计算电动机产生的热量。
【解答】
A、电动机跟电阻串联，所以电流相等，电阻两端的电压为，通过的电流为，即电动机通过的电流为，故A正确；
、电动机消耗的电功率为，电动机的热功率，则电动机的输出功率，故B正确，C错误；
D、电动机工作所产生的热量为，故D正确。
本题是选错误的，故选C。
4.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查纯电阻电路和非纯电阻电路知识，解题关键：纯电阻电路中欧姆定律适用：，；非纯电阻电路中欧姆定律不适用： ，
【解答】
B、电动机是非纯电阻元件，其两端电压，B错误；
C、电流做的功，，因此，C错误；
、电流产生的热量由可判断，A正确，D错误。
故选A
5.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查了非纯电阻元件的特点，要注意非纯电阻元件不符合欧姆定律，正确区分总功率、机械功率和内阻上消耗的热功率是解题的关键。
【解答】
A、根据欧姆定律可以求得电饭煲的电阻，而洗衣机为非纯电阻元件，不满足欧姆定律，其电阻不等于，故A错误；
B、据可知电饭煲工作时的电功率为，B错误；
C、洗衣机的热功率，故C错误；
D、内洗衣机消耗的电能为，故D正确。
故选D。
6.【答案】
【解析】
【分析】
纯电阻电路，电功可用公式计算，也可用公式计算；非纯电阻电路，电功用公式计算，电热用公式计算。
本题考查电功及电热公式的应用，要注意各式的适用范围，并能正确应用。
【解答】
是电功的定义式，适用于任何电路，是焦耳热的规律，也适用于任何电路，如果是纯电阻电路，则，在非纯电阻电路中，B正确，ACD错误。
故选B。
7.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了机械功率和电功率公式的灵活应用，关键是知道电动机做功的功率加上线圈的发热功率即为电动机消耗电能的功率。
【解答】
通过电动机的电流
电动机的输入功率
电动机内电阻的发热功率
输出的机械功率。
故A正确，BCD错误。
故选A。
8.【答案】
【解析】
【分析】
本题关键明确充电电路中的能量转化情况，电路电阻消耗功率的用求解，充电器输出的电功率用求解。
电池的充电和放电过程是电能和化学能转化的过程，给电池充电是将电能转化为化学能储存在电池内，根据能量守恒定律列式求解。
【解答】
A.锂电池是非纯电阻元件，其电阻不可直接用电阻定义计算，即，故A错误；
B.充电器输出的电功率为：，故B正确；
C.锂电池产生的热功率为，故C正确；
D.充电时，锂电池将电能转化为化学能和热能，根据能量守恒定律，有：，故电能转化为化学能的功率，故D正确；
本题要选错误的，故选A。
9.【答案】
【解析】
【分析】
电池充电过程中电能转化为化学能和热能，根据能量守恒定律列式求解。
本题关键明确充电电路中的能量转化情况，同时要知道电路电阻消耗功率的计算符合焦耳定律。
【解答】
A.电池充电过程中电能转化为化学能和热能，根据能量守恒定律，有：，故电能转化为化学能的功率，故A正确，不符合题意；
B.充电器输出的电功率为：，故B正确，不符合题意；
C.充电时，电池消耗的热功率为：，故C正确，不符合题意；
D.转化为化学能的功率为，故充电时，在的时间内有的电能转化为化学能，故D错误，符合题意。
故选D。
10.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查焦耳定律的应用，基础题。
根据焦耳定律公式，只要明确两个电阻的阻值，通过的电流，所用时间得关系，即可求解。
【解答】
根据焦耳定律可得，故ABC错误，D正确。
故选D。
11.【答案】解：
直流电动机的电流为：， ；
电动机线圈产生的热量为：， ；
消耗的电能为：，对外做功为 ，。
【解析】
【分析】
本题考查非纯电阻电路，额定功率以及焦耳定律的应用，注意电功和电热的区别是解题的关键。
根据电功率的计算公式求解额定功率；
根据焦耳定律计算电热；
根据电功公式计算电能，根据能量守恒定律计算输出功。
12.【答案】解：电动机不转动时，是纯电阻电路，根据欧姆定律得：
当电动机正常工作时，
电能转化为机械能的效率
【解析】本题关键在于电动机不是个纯电阻，所以对电动机正常转动和卡住不转的分析计算是不同的，这个需要同学们注意。
电动机不转动时，是纯电阻电路，根据欧姆定律求解线圈电阻；
当电动机正常工作时，转化为机械能的功率等于总功率减去内阻消耗的功率；
电能转化为机械能的效率。
13.【答案】解：整个电路中的电流为：，
则电动机的热功率为：，
电动机两端的电压为：，
电动机的输入功率为：，
则电动机的输出功率为：
答：电动机的热功率为；
电动机的输入功率为；
电动机的输出功率是
【解析】解答本题要注意电动机是非纯电阻电路，消耗的电能没有全部用于发热，知道灯泡正常发光时，电压为其额定电压，功率为其额定功率，难度适中。
由灯泡铭牌可知灯泡额定电是，额定功率是，由电功率的变形公式可以求出灯泡正常发光时的电流，由串联电路特点可以求出电动机的电压，由电功率公式可以求出电机总功率与热功率，进一步求出电动机的输出功率。
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