高一物理必修三12.1 电路中的能量转化 课时同步练习（含答案）

高一物理必修三12.1《电路中的能量转化》课时同步练习
一、单选题
1．我国某汽车集团采用减小厚度、增加长度的结构创新方案推出了“刀片电池”，可以在同样的空间内装入更多电池。一款车型装配了10块“刀片电池”，每块“刀片电池”的容量是120A·h，输出电压为48V，该车型采用充电电压为300V的快充充电桩时，充电效率为80%，充满电需要的时间为8h。已知该车型电动机额定电压为48V，额定功率为1.2kW，则下列说法不正确的是（　　）
A．电动机在额定电压下工作时，额定电流为25A
B．刀片电池充满电时能储存57600J的能
C．电池充满电后最多能供电动机正常工作48h
D．快充充电桩的平均充电电流为30A
2．如图所示，电阻、、，电路两端的电压始终为保持不变，此时电阻消耗的电功率为；若在的两端再并联上一个电阻，此时消耗的电功率为（　　）
A． B． C． D．
第2题 第3题
3．如图所示电路中，电源电压为12V。在a、b间接入灯泡L1“6V 2W”，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P使灯L1正常发光；断开开关，取下灯L1，保持滑片P的位置不变，在a、b间接入灯L2“6V 3W”，闭合开关，则（灯泡电阻均保持不变）（　　）
A．灯L2正常发光
B．滑动变阻器接入电路的电阻为12欧
C．通过L2的电流为0.4安
D．灯L2通电10秒电流产生的热量为30焦
4．如图所示的电路，4个电阻乙、丙、戊、己的阻值均为，两个电阻丁、庚的阻值均为，还有一个电阻甲的阻值为，将、与电源相连，已知甲的电流为1A，下列说法正确的是（　　）
A．甲、乙、丙串联的总电阻为3 B．电路的总电阻为2
C．电阻丁两端的电压为2V
D．除电阻庚之外，其他6个电阻的热功率之和为8W
第4题 第5题
5．华为移动电源SuperCharge快充版充电速度很快，如图所示为给手机充电的电路结构。在充电时，移动电源的输出电压U、输出电流I可认为是恒定不变的。设手机电池的内阻为r，则（　　）
A．移动电源的发热功率为 B．手机电池的发热功率为
C．在时间t内，移动电源输出的电功为 D．在时间t内，手机电池增加的化学能为
6．一个用半导体材料制成的电阻器D，其电流I随它两端电压U变化的关系图像如图（a）所示，将它与两个标准电阻R1、R2组成如图（b）所示电路，当电键S接通位置1时，三个用电器消耗的电功率均为P。将电键S切换到位置2后，电阻器D和电阻R1、R2消耗的电功率分别是PD、P1、P2，下列关系中正确的是（　　）
A． B． C． D．
7．半径为a的金属球远离其它一切物体，通过阻值为R的电阻与大地相连。电子束从远处射向小球，各物理量达稳定状态后每秒钟有n个电子以速度v不断地落到球上，电子的质量为m，电荷量为e，那么以下结论正确的是（　　）
A．小球的电势为neR
B．通过电阻的电流为ne，且从金属球流向大地
C．电阻上的电热功率为小球所带电荷量是不为零的一个定值
D．金属球单位时间内释放的热量为
8．利用功率为500W的取暖器给书房空气加热，书房的体积为30m3，房间温度为0．已知空气密度为129kg/m3，每千克空气每升高1吸收的热量为1000J，取暖器产生热量的50%用于加热空气，若每一度电的电费为0.5元，下列说法正确的是（　　）
A．1h内取暖器消耗的电能为500J B．1h内取暖器产生的热量为25000J
C．1h后房间的温度约为 D．若每天使用取暖器1h，需要付电费250元
9．如图所示，某商场采用的电源驱动电机带动阶梯式电梯以的恒定速度运行，质量为的顾客静立在电梯上随电梯向上运动，若电梯的倾角为，运送顾客向上运动所需的功完全来自电机。下列说法正确的是（　　）
A．顾客向上运动的过程中机械能守恒
B．顾客重力的平均功率为
C．顾客受到电梯给予的静摩擦力
D．电梯站顾客时通过电机的电流比未站顾客时至少要增加0.5A
第9题 第10题
10．如图所示，电源电动势为，内阻为，定值电阻，电流表和电压表均为理想电表，不计导线电阻。闭合开关，若电动机风叶卡住不转动，电流表和电压表示数分别为和；断开开关，清除故障，闭合开关S，电动机正常工作，此时电压表示数为，关于电动机正常工作后，下列说法正确的是（　　）
A．电流表示数为 B．电动机输出功率为
C．电源效率为 D．经，电阻产生的热量为3240J
11．如图所示电路，电源电动势为E，内阻为。当开关闭合后，小型直流电动机和指示灯都恰能正常工作。已知指示灯的电阻为，电流为，电动机的线圈电阻为，电压表的示数为。不计灯泡电阻变化，则下列说法中正确的是（　　）
A．额定电流 B．电动机的发热功率为
C．电动机的输出功率为 D．电动机的效率
第11题 第12题
12．图示为某款乒乓球训练机，发球原理是乒乓球到达出球口后，驱动轮旋转并摩擦乒乓球，使球获得一定的水平初速度并发出。某次设定机器发无旋球，乒乓球射出位置到台面的高度为，射程为，每分钟发射60个乒乓球。已知乒乓球质量为，发球机输入电压为，输入电流为，电动机线圈内阻为。不考虑空气阻力和发球前乒乓球高度的变化，下列说法正确的是（　　）
A．发球机对单个乒乓球做的功为
B．发球机对乒乓球做功的功率为
C．电动机输出的机械功率为
D．发球机将电能转换为乒乓球机械能的效率为21.6%
13．如图1所示，用充电宝为一手机电池充电，其等效电路如图2所示。在充电开始后的一段时间t内，充电宝的输出电压U、输出电流I可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻为r，则时间t内（　　）
A．手机电池储存的化学能为 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．充电宝输出的电功率为
14．某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车，行驶时的最大速度为18km/h，人与车的总质量。当它在水平路面行驶时所受阻力恒为总重的，驱动电机的额定电流，额定电压，取重力加速度大小。下列说法正确的是（　　）
A．驱动电机的内阻为20
B．若某工作人员以0.4m/s2的加速度匀加速启动该车，则汽车匀加速的时间为2s
C．若某工作人员以0.4m/s2的加速度匀加速启动该车，则匀加速阶段驱动电机输出的机械能为1875 J
D．若汽车以额定输出功率启动，则汽车的速度达到3m/s时加速度大小为0.1m/s2
15．新能源汽车越来越得到推广。某电动汽车自重2t，其营销广告如下：电池额定容量为50kW·h，电池瞬时功率最高可达90kW，车行驶受到的阻力约为车重的，理论续航里程400km。现有国家电网的充电桩可在电池额定容量的30%~80%之间应用快充技术（500V，50A）充电，而便携式充电器（220V，16A）可以将电池容量从0充到100%。不计充电损耗，当汽车电池剩余电量为额定值的30%时，下列说法正确的是（　　）
A．汽车还能行驶180km
B．用国家电网充电桩将电池容量充到其额定值的80%，理论上需要50min
C．用便携式充电器将电池容量充到其额定值的80%，理论上需要7h以上
D．此电动汽车的最高行驶速度可超过180km/h
二、解答题
16．电动车越来越普及，如图所示是家用电瓶车充电器对蓄电池组进行充电的电路，A、B两端接在充电器的输出端上，蓄电池组的内阻r=2Ω，指示灯L的规格为“6V，3W”，当可变电阻R调到20Ω时，指示灯恰能正常发光，电压表示数为52V（设电压表内阻极大），蓄电池组接充电器时，试求：
(1)充电器的输出功率；
(2)充电器的充电效率（保留三位有效数字）。
17．大疆植保无人机效率高、效果优、智能强、安全好、耐用且操作简便，革新了农业生产模式，解放人力、高效精准增质。“赣南脐橙”果园里新购了一架T50大疆植保无人机用于吊运脐橙，它内置了电动势、容量的智能电池，其内电阻忽略不计。若该款无人机正常工作时电池输出的电流恒为，其他设施正常工作时的电功率为，飞行时电动机的工作效率。
(1)求充满一次电，该款无人机理论上正常工作的最长时间；
(2)求正常工作时无人机的电动机输出的机械功率；
(3)已知该款无人机的总质量为，某次吊运的脐橙质量。假设该无人机飞行时所受的空气阻力恒为取，求该款无人机竖直上升过程中的最大速度。
18．小明同学利用所学知识，设计了一个用电动机提升重物的装置。如图是利用电动机提升重物的示意图。其中D是线圈电阻R=1Ω的直流电动机，P是一个质量为2kg的重物，它用细绳拴在电动机的轴上。电源电动势E=6V，闭合开关S，重物P以速度v匀速上升，这时电流表和电压表的示数分别是I=1.0A和U=5.0V，不计电流表、电压表内阻，不计各处的摩擦，g取10m/s2.求：
(1)电源的内阻r；
(2)电动机对该重物的最大提升速度vm；
(3)闭合开关S，若电动机因故不能转动，这时电动机实际消耗的电功率。
19．如图所示，电源电动势，内电阻，定值电阻，电动机M的内电阻，水平放置的平行板电容器电容，板长，板间距，质量为，带电量的微粒源源不断的从电容器左侧中央以一固定速度平行于板进入板间，电容器不带电时恰好从极板右侧下边缘射出电容器；闭合开关电动机稳定工作后，带电微粒从极板右侧上边缘射出电容器。若电动机除内电阻外其他损耗不计，，求：
(1)电动机稳定工作时电容器的电荷量Q；
(2)电动机稳定工作时电路的路端电压U和电动机输出的机械功率（结果保留2位有效数字）。
20．传送带和放在水平地面上平板紧靠在一起，且上表面在同一水平面内，传送带两轮轴间长度为，平板长度。传送带始终保持以速度匀速运动。现将一滑块（可视为质点）无初速度轻放在传送带左端，然后平稳地滑上平板（忽略传送带与平板对接处对速度的影响）。已知：滑块与传送带之间的动摩擦因数，滑块与平板间动摩擦因数，忽略平板与水平地面间的摩擦。滑块的质量为，平板的质量，重力加速度。
（1）求滑块通过传送带的时间；
（2）求因运送滑块电动机多消耗的电能；
（3）求滑块滑离平板时的速度大小。
高一物理必修三12.1《电路中的能量转化》课时同步练习参考答案
1．B 2. B 3. C 4. B 5. D 6. C 7. D 8. C 9. D
10. B 11.D 12.D 13.A 14.C 15.C
16．(1)31W (2)72.6%
【详解】（1）电路中的电流为
充电器的输出功率
（2）充电器的有用功率
则充电器的充电效率
17．(1)1.2h (2)1600W (3)
【详解】（1）由题可得无人机理论上正常工作的最长时间
（2）由能量守恒定律得
（3）当加速度时速度最大，即 由解得
18．(1)1Ω (2)0.2m/s (3)9W
【详解】（1）根据闭合电路的欧姆定律可得E = U＋Ir
电源内阻
（2）电动机的输入功率为
电动机线圈产生的热功率为
输出功率为
当牵引力等于重力时，速度最大，则有
解得
（3）电动机不转时看作纯电阻元件，根据闭合电路的欧姆定律，
通过电动机的电流为
实际消耗的电功率为
19．(1) (2)5.0V；
【详解】（1）依题意，电容器不带电时，有，电动机稳定工作后，有
又联立，解得根据 解得
（2）由闭合电路欧姆定律 又
联立，解得， 通过电动机的电流为
电动机输出的机械功率
20．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）根据牛顿第二定律得
与传送带共速时间 共速时滑块位移 即恰好到通过传送带。
（2）相对位移 摩擦生热
滑块动能增加 电动机多消耗的电能为
（3）对滑块在木板上运动，设经间离开木板，对滑块 解得
对木板 解得
滑离时位移满足 解得或（舍去）
则滑块滑离平板时速度为
试卷第1页，共3页
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