高中物理人教版选修3-1能力提升测试卷 ：第二章+第5节 电功率和热功率+Word版含解析

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
考点一
电功率和热功率
1.(多选)关于四个公式①P＝UI；②P＝I2R；③P＝；④P＝，下列叙述正确的是(　　)
A．公式①④适用于任何电路的电功率的计算
B．公式②适用于任何电路的热功率的计算
C．公式①②③适用于任何电路电功率的计算
D．以上均不正确
答案　AB
解析　P＝UI、P＝适用于任何电路的电功率的计算，而P＝I2R、P＝只适用于纯电阻电路的电功率的计算，A正确，C错误；P＝I2R适用于任何电路的热功率的计算，P＝UI、P＝只适用于纯电阻电路的热功率的计算，B正确。
2．两盏额定功率相同的灯泡A和B，其额定电压UA>UB，则下列说法正确的是(　　)
A．两灯正常发光时，灯泡的电流IA>IB
B．两灯电阻RAC．将两灯串联后接入电路中发光时，则灯泡的功率PAD．将两灯并联后接入电路中发光时，则灯泡的功率PA′答案　D
解析　由P＝可知RA＞RB，由P＝UI可知额定电流IAPB；两灯并联后，由并联电路的功率分配关系可知P∝，所以PA′考点二
电功和电热
3.关于电功W和电热Q的说法正确的是(　　)
A．在任何电路中都有W＝UIt、Q＝I2Rt，且W＝Q
B．在任何电路中都有W＝UIt、Q＝I2Rt，但W不一定等于Q
C．W＝UIt、Q＝I2Rt均只有在纯电阻电路中才成立
D．W＝UIt在任何电路中成立，Q＝I2Rt只在纯电阻电路中成立
答案　B
解析　W＝UIt、Q＝I2Rt适用一切电路，但在纯电阻电路中W＝Q，在非纯电阻电路中W＞Q，B正确，A、C、D错误。
4．通过电阻R的电流为I时，在t时间内产生的热量为Q，若电阻为2R，电流为，则在时间t内产生的热量为(　　)
A．4Q B．2Q C. D.
答案　C
解析　根据Q＝I2Rt得，电阻变为原来的2倍，电流变为原来的，时间t不变，则热量变为原来的，C正确。
考点三
非纯电阻电路的特点及有关计算
5.一电动机，线圈电阻为R，在它两端加上电压U，电动机正常工作，测得通过它的电流为I，电动机的机械功率是(　　)
A．I2R B.
C．UI－I2R D．UI
答案　C
解析　电动机的总功率的大小为P＝UI，电动机的发热功率的大小为P热＝I2R，所以电动机的机械功率的大小为P机＝P－P热＝UI－I2R，C正确。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1．(多选)一台电动机的线圈电阻与一只电炉的电阻相同，都通过相同的电流，在相同的时间内(　　)
A．电炉放热和电动机放热相等
B．电炉两端电压小于电动机两端电压
C．电炉两端电压等于电动机两端电压
D．电动机消耗的电功率大于电炉的电功率
答案　ABD
解析　由Q热＝I2Rt知A正确；电炉为纯电阻用电器，UIt＝I2Rt，U＝IR，电动机为非纯电阻用电器，U′I′t>I′2Rt，U′>I′R，C错误，B、D正确。
2．电功率的计算公式P＝中，U是加在用电器上的电压，R是用电器的电阻，此式可用于(　　)
A．计算电冰箱的功率 B．计算电风扇的功率
C．计算电烙铁的功率 D．计算洗衣机的功率
答案　C
解析　公式P＝是根据功率公式和欧姆定律推导出来的，只能用在纯电阻电路中，C正确，A、B、D错误。
3．(多选)日常生活用的电吹风中有电动机和电热丝，电动机带动风叶转动，电热丝给空气加热，得到热风可将头发吹干。设电动机线圈的电阻为R1，它与电热丝的电阻R2相串联，接到直流电源上，电吹风两端电压为U，通过的电流为I，消耗的电功率为P，则以下选项正确的是(　　)
A．IU＞P B．IU＝P
C．P>I2(R1＋R2) D．P＝I2(R1＋R2)
答案　BC
解析　根据题意可知，通过电吹风的电流为I，它两端的电压为U，所以它消耗的电功率P＝UI，B正确，A错误；电吹风内部有两部分电阻，一是电热丝的电阻，二是电动机线圈的电阻，所以热功率为I2(R1＋R2)，因为电功还有一部分转化为电动机的机械能，所以P＞I2(R1＋R2)，C正确，D错误。
4.
三个阻值相同的灯泡，其允许消耗的最大功率都是10 W，现将其中的两只灯泡串联起来后再与第三只灯泡并联接在电路中，则整个电路允许消耗的最大功率为(　　)
A．30 W B．20 W C．15 W D．10 W
答案　C
解析　若灯泡2和1都达到最大功率时，灯泡3两端的电压将太大，容易烧坏，所以整个电路允许消耗的最大功率应该是灯泡3达到最大功率。即＝10 W，串联部分消耗功率为＝5 W，所以总功率为15 W，C正确。
5．额定电压都是110 V、额定功率PA＝110 W和PB＝40 W 的电灯两盏，若接在电压是220 V的电路上，使两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗功率最小的电路是(　　)
答案　C
解析　由P＝和已知条件可知，RA＜RB。对于A电路，由于RA＜RB，所以UB＞110 V，B灯烧毁，两灯不能正常发光。对于B电路，由于RB＞RA，A灯又并联变阻器，并联电阻更小于RB，所以UB＞110 V，B灯烧毁。对于C电路，B灯与变阻器并联，电阻可能等于RA，所以可能有UA＝UB＝110 V，两灯可以正常发光。对于D电路，若变阻器的有效电阻等于A、B的并联电阻，则UA＝UB＝110 V，两灯可以正常发光。比较C、D两个电路，由于C电路中变阻器功率为(IA－IB)×110，而D电路中变阻器功率为(IA＋IB)×110，所以C电路消耗电功率最小，C正确。
6．一个标有“12 V”字样，功率未知的灯泡，测得灯丝电阻R随灯泡两端电压变化的关系图线如图所示。在正常发光情况下，灯泡的电功率P＝________W；若一定值电阻与灯泡串联，接在20 V的电压上，灯泡能正常发光，则串联电阻的阻值为________Ω。
答案　24　4
解析　在正常发光情况下，灯丝的电压U＝12 V，由图中读出此时的电阻为R＝6 Ω，则灯泡的电功率P＝＝24 W。灯泡能正常发光时，电流I＝＝2 A，串联电阻电压U′＝20 V－12 V＝8 V，阻值为R′＝＝4 Ω。
7．如图是家用电饭煲的电路图。将电饭煲接到稳压电源上，当开关接通“加热”挡时，电热丝以额定功率给食物加热，当食物蒸熟后，开关接通“保温”挡，给食物保温，这时电热丝的功率为其额定功率的，电流为1.40 A，已知分压电阻的阻值是R＝100 Ω。求：
(1)保温时，电阻R两端的电压；
(2)稳压电源输出的电压；
(3)电热丝的额定功率。
答案　(1)140 V　(2)210 V　(3)882 W
解析　(1)电阻R两端的电压为
UR＝IR＝1.40×100 V＝140 V。
(2)设电热丝的电阻为r，电源输出电压为U，则
2r＝·，解得：r＝50 Ω。
所以电源电压为
U＝I(R＋r)＝1.40×(100＋50) V＝210 V。
(3)电热丝的额定功率为P＝＝ W＝882 W。
8．某电动机与灯泡连接电路如图所示。现K1闭合(灯泡亮)，K2断开，电流表读数为5 A；若保持K1闭合，再将K2关闭(电动机启动)，电流表读数为20 A。已知电源电动势E＝12 V，内阻r＝0.4 Ω，电流表内阻不计，假设灯泡电阻恒定。求：因电动机启动，灯泡的电功率降低了多少？
答案　42 W
解析　电动机未启动时：
灯两端电压
U灯1＝E－I1r＝(12－5×0.4) V＝10 V，
灯消耗功率P灯1＝U灯1I1＝50 W；
电动机启动时：
灯两端电压
U灯2＝E－I2r＝(12－20×0.4) V＝4 V，
设灯阻值不变，由P＝可得
P灯2＝2P灯1＝2×50 W＝8 W，
灯电功率的减少量
ΔP＝P灯1－P灯2＝(50－8) W＝42 W。