优化集训19　电路中的能量转化、闭合电路欧姆定律--2026物理学考专题练（含解析）

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2026物理学考专题练
优化集训19　电路中的能量转化、闭合电路欧姆定律(含能源与可持续发展)
基础巩固
1.如图所示为7号,5号,1号三节干电池,下列描述正确的是(　　)
A.三节电池的电动势和电阻都相同
B.三节电池的电动势和电阻都不同
C.电动势1号电池最大,7号电池最小
D.三节电池非静电力做功的能力相同
2.把12个相同的小灯泡接成如图甲、乙所示的两种电路,用相同的电源供电。调节滑动变阻器,使两组小灯泡均能正常发光。设甲、乙两电路滑动变阻器消耗的功率分别为P甲、P乙,则P甲、P乙可能的关系是 (　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　
A.P甲=3P乙 B.3P甲=P乙
C.P甲=4P乙 D.4P甲=P乙
3.一个由电池供电的闭合电路,外电路是纯电阻时,以下说法正确的是(　　)
A.当外电阻增大时,路端电压增大
B.当外电阻减小时,路端电压增大
C.当外电阻减小时,电路中的电流减小
D.当外电阻增大时,内电压增大
4.(2025浙江衢州高二月考)风能是清洁能源,风力发电是利用风的动能推动发电机的叶片转动而产生电能。某地有一个风力发电厂,安装有20台风电机组,该风力发电厂一年之中能满负荷发电的时间约为80天。已知发电机叶片长度为30 m,空气的密度为1.3 kg/m3,该地区平均风速10 m/s,风向与叶片转动面垂直,空气的动能约有10%可以转化为电能,则该风力发电厂年发电量约为(　　)
A.2.4×107 kW·h B.7.1×106 kW·h
C.2.1×106 kW·h D.8.5×107 kW·h
5.某玩具电动车的电动机铭牌上标注如图所示,当电动机正常工作时,电动机线圈消耗的热功率为(　　)
额定电压:3 V
额定电流:1 A
线圈内阻:0.5 Ω
A.0.5 W B.3 W C.9 W D.18 W
6.为了测出电视机机顶盒在待机时的电功率,某同学在国庆外出旅游期间,关闭家中其他用电器的电源,用电能表测出机顶盒待机时消耗的电能,数据如下表所示。若该市有200万户家庭,按每户家庭一台机顶盒,每天机顶盒待机20 h,每度电按0.5元计算,该市所有家庭一天总共额外支付的电费为(　　)
时间 电能表示数
2025年4月1日上午9时
2025年4月6日上午9时
A.20万元 B.24万元
C.200万元 D.240万元
7.一辆电动自行车的铭牌上给出了如图的技术参数:
规格 后轮驱动直流永磁毂电机
最高时速 20 km/h 额定电压 60 V
续航里程 40 km 额定电流 8 A
由此表可知,此车的电动机在额定电压下正常工作时消耗的电功率为(　　)
A.480 W B.320 W
C.2 400 W D.160 W
8.扫地机器人是智能家用电器的一种,能自动进行吸尘清扫。已知某品牌的扫地机器人工作的额定电压15 V,额定功率30 W;充电额定电压24 V,额定电流0.5 A,充电时间约240分钟;电池容量2 000 mA·h。则下列说法正确的是(　　)
A.电池容量是指电池储存的电能
B.机器人的电阻为7.5 Ω
C.机器人正常工作时的电流为2 A
D.机器人充满电后一次工作时间最多约为4小时
9.某简易电吹风简化电路如图所示,其主要部件为电动机M和电热丝,部分技术参数如表所示,电吹风在220 V电压下工作。下列说法正确的是(　　)
电吹风额定电压 220 V
电吹风额定功率 热风时:990 W
冷风时:110 W
A.开关S1、S2都闭合时电吹风吹冷风
B.该电吹风中电动机的内电阻为440 Ω
C.吹热风时通过电热丝的电流为4 A
D.吹热风时电热丝的功率为990 W
10.某数码相机的锂电池电动势为7.2 V,容量为875 mA·h,能连续拍摄约315张照片。根据以上信息估算每拍摄一张照片消耗的电能最接近以下哪个数值(　　)
A.0.02 J B.20 J
C.70 J D.7×104 J
11.低碳生活是一种绿色而又环保的新型生活方式,日常生活中,我们要注意节电、节油、节气、节水,从点滴做起,保护环境,保护地球。下列关于能源与能量理解正确的是(　　)
A.能量是守恒的,没有必要提倡节约能源
B.能量耗散表明自然界的能量在利用过程中正在不断地消失
C.自然界中石油、煤炭等能源取之不尽,用之不竭,只需不断开发
D.人类应积极开发与利用风能、太阳能、潮汐能等能再生的新能源
能力提高
12.一台电动机带动水泵,每小时将72 t水竖直提升6 m。已知电动机的绕线电阻为7 Ω,工作电压为220 V,工作电流为10 A。下列说法正确的是 (　　)
A.水泵的输出功率为1 500 W
B.电动机的输出功率为1 200 W
C.水泵的效率为80%
D.电动机每小时产生的焦耳热为700 J
13.超级电容器可充放电50万次以上,并且还有充电时间短和重量轻等优点。某玩具厂研发人员把如图所示的一款超级电容器通过间接储能和调压模块与一辆电动玩具汽车的电动机连接,为玩具汽车供电。此超级电容器的额定电压和电容值如图所示,其充满电后能存储的电能为10 935 J,供电效率为80%。已知玩具汽车的电动机额定电压为2.7 V,额定功率为2.7 W,效率为85%,则(　　)
A.该超级电容器充满一次电所带的电荷量为16 200 C
B.该超级电容器充满一次电最多可供玩具汽车连续运动54 min
C.该玩具汽车电动机额定状态下工作时电流为0.85 A
D.该玩具汽车电动机额定状态下工作10 min所做机械功为1 377 J
14.有两只小灯泡L1“6 V　3 W”、L2“6 V　6 W”,伏安特性曲线如图甲所示,连接到如图乙所示的电路中,其电源电动势为9 V,当闭合开关S和S1后,两只灯泡均能正常发光,则(　　)
A.L1的伏安特性曲线对应的是A线
B.电源内阻为2 Ω
C.电源的电功率为9 W
D.若断开开关S1,则L2将变暗
15.(2025浙江温州月考)如图所示,电路中开关闭合时,灯泡A、B均能正常发光。若电阻R2发生断路,其余元件正常,则(　　)
A.灯泡A变暗
B.电容器电荷量增大
C.灯泡A电压变化量ΔUA大于灯泡B电压变化量ΔUB
D.电源的总功率变大
参考答案
1.D　解析 这些电池的电动势都为1.5 V,但是内阻不同,所以选项A、B、C错误;根据电动势的定义E=可知,由于电动势是相同的,所以三节电池非静电力做功的能力是相同的,选项D正确。
2.C　解析 设每盏灯泡的额定电流为I0,额定电压为U0,则图甲中滑动变阻器消耗的功率P甲=3I0(U-2U0),图乙中滑动变阻器消耗的功率P乙=I0(U-6U0),其中U>6U0,若P甲=3P乙,则上述表达式不能成立,故A错误;若3P甲=P乙,可解得U=1.5U0,不符合题意,故B错误;若P甲=4P乙,可解得U=30U0,符合题意,故C正确;若4P甲=P乙,可解得U=U0,不符合题意,故D错误。
3.A　解析 根据U=IR=,当外电阻增大时,路端电压增大,选项A正确,B错误;根据I=,当外电阻减小时,电路中的电流变大,选项C错误;内电压Ur=Ir=,当外电阻增大时,内电压减小,选项D错误。
4.B　解析 单位时间内与发电机叶片作用的空气质量为m==πl2ρv,每台风电机组的发电功率为P0=10%×mv2=10%×πl2ρv3,该风力发电厂一年之中能满负荷发电的时间约为t=80×24 h=1 920 h,该风力发电厂年发电量约为W=20P0t=7.1×106 kW·h,故选B。
5.A　解析 根据表格数据,电动机消耗的热功率P=I2R=12×0.5 W=0.5 W,故选A。
6.A　解析 根据电能表读数的变化,这段时间电视机消耗的电能为W=3 524.6 kW·h-3 523.4 kW·h=1.2 kW·h,待机时间t=24 h×5=120 h,待机功率P==0.01 kW,200万户家庭待机消耗的电能W=Pt'=0.01 kW×2×106×20 h=4×105 kW·h,应交电费0.5×4×105元=2.0×105元=20万元,A正确。
7.A　解析 此车的电动机在额定电压下正常工作时消耗的电功率P=IU=8×60 W=480 W,故选A。
8.C　解析 扫地机器人正常工作额定电流为I==2 A,但它并不是纯电阻电路,所以内阻无法直接计算,选项B错误,C正确;电池容量可从单位上判断为电量单位,选项A错误,充满电的电池电量为2 Ah,正常工作电流为2 A,因此能够工作时间为1 h,选项D错误。
9.C　解析 由电路图可知,开关S1、S2都闭合时,电动机和电热丝同时接入电路,电吹风吹热风,故A错误;只闭合开关S2时,仅电动机接入电路,若电动机为纯电阻,则电阻为r= Ω=440 Ω,由于电动机为非纯电阻,则内阻不为440 Ω,故B错误;开关S1、S2都闭合时,电动机和电热丝同时接入电路,电吹风吹热风,总功率为990 W,即为电动机的功率和电热丝的功率之和,则吹热风时电热丝的功率为880 W;通过电热丝的电流为I= A=4 A,故C正确,D错误。
10.C　解析 锂电池储存的电荷量q=It=875×10-3×3 600 C=3 150 C,锂电池储存的电能E=Uq=7.2×3 150 J=22 680 J,每拍摄一张照片消耗的电能E0==72 J,C正确。
11.D　解析 在能源的利用过程中,虽然能量在数量上并未减少,但可利用率越来越小,故仍需节约能源,故A错误;能量耗散表明自然界的能量在转化的过程中可利用率越来越小,但总量不会减小,故B错误;自然界中石油、煤炭指的是亿万年前的大量生物经过地壳变化,被埋藏在地下,受地层压力和温度的影响,缓慢地形成的可以燃烧的矿物质,在短时间内不能再生,是不可再生能源,故C错误;太阳能、风能是可再生能源,人类应多开发与利用,故D正确。
12.C　解析 水泵的输出功率为P=W=1 200 W,选项A错误;电动机的输出功率为P机出=IU-I2r=1 500 W,选项B错误;水泵的效率为η=×100%=80%,选项C正确;电动机每小时产生的焦耳热为Q=I2Rt=102×7×3 600 J=2.52×106 J,选项D错误。
13.D　解析 根据W=UIt可知充满一次电的电荷量Q==4 050 C,选项A错误;充满电的电容器能够输出的总能量为0.8×10 935 J=8 748 J,电动机能工作时间t==45.9 min,工作时电动机电流I==1 A,选项B、C错误;额定状态下,机械功E=Pt×0.85=1 377 J,选项D正确。
14.B　解析 当闭合开关S和S1后,两只灯泡均能正常发光,由电功率公式可得I1= A=0.5 A,I2= A=1 A,由图可知,L1的伏安特性曲线对应的是B线,A错误;由闭合电路欧姆定律可得E=(I1+I2)r+U,解得r=2 Ω,B正确;电源的电功率为P=E(I1+I2)=13.5 W,C错误;若断开开关S1,电路中只有灯泡L2,此时电路中总电阻增大,由闭合电路欧姆定律可得U'=E,灯泡L2两端的电压增大,由图可知通过L2的电流会增大,灯泡L2将变亮,D错误。
15.C　解析 整个并联部分的电压U1增大,电阻R1上的电流I1增大,通过灯泡B和电阻R3的总电流减小,则灯泡B和电阻R3并联电压减小,故灯泡B变暗,灯泡A两端电压UA=U1-UB增大,灯泡A变亮,A错误;由路端电压U=E-Ir可知,路端电压增大,电阻R4两端电压U4减小,电容器两端电压减小,电荷量减小,B错误;灯泡B电压变化量为ΔUB=UB-UB',灯泡A电压变化量为ΔUA=(U1'-UB')-(U1-UB)=(U1'-U1)+(UB-UB'),故ΔUA>ΔUB,C正确;当电阻R2发生断路时,整个回路总外电阻变大,由闭合电路欧姆定律,回路电流I减小,电源的总功率P=IE减小,D错误。
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