第二章 第五节
1．(2019·伊春校级月考)有一“3 V 3 W”的小灯泡，则接入下列的哪一电源可使小灯泡最亮( )
A．E＝3 V，r＝1.0 Ω B．E＝3 V，r＝1.5 Ω
C．E＝3 V，r＝2.0 Ω D．E＝3 V，r＝2.5 Ω
【答案】A
【解析】灯泡接到电源上，灯泡上的电压为外电压，根据闭合电路欧姆定律，电源内阻越小，电路电流越大，灯泡两端电压越大，消耗的实际功率越大，灯泡越亮，故A正确，B、C、D错误．
2．(2018·浙江名校模拟)杭州市正将主干道上的部分高压钠灯换成LED灯，已知高压钠灯功率为400 W，LED灯功率为180 W，若更换400盏，则一个月可节约的电能约为( )
A．9×102 kW·h B．3×105 kW·h
C．3×104 kW·h D．1×1012 kW·h
【答案】C
【解析】每盏高压钠灯换成LED灯时，节约的功率ΔP＝(400－180) W＝220 W，故一个月可节约的电能约为W＝ΔPt＝400×0.22×30×12 kW·h≈3×104 kW·h.故C正确A、B、D错误．
3．(2018·佛山名校模拟)功率相同的下列四种用电器，分别接入家庭电路中，在相同的时间内，通过它们的电流产生的热量最多的是( )
A．电烙铁 B．电风扇
C．电视机 D．洗衣机
【答案】A
【解析】电风扇主要将电能转化为机械能，电视机主要将电能转化为声和光能，洗衣机主要将电能转化为机械能，故它们应尽量减小发热量，即电阻很小，而电烙铁是利用电流的热效应，电能全部用来发热，故电烙铁的发热量最高．
4．(2019·浙江模拟)电动机是把电能转化成机械能的一种设备，在工农业、交通运输、国防及家电、医疗等领域广泛应用．下面表格是某品牌电动机铭牌的部分参数，据此信息，下列说法中不正确的是( )
型号
YE3－132S2－2
编号
521780
额定功率
1 100 W
额定电压
220 V
额定电流
5.0 A
额定转速
2 900 r/min
效率
90.0%
频率
50 Hz
A.该电动机的发热功率为110 W
B．该电动机转化为机械能的功率为1 100 W
C．该电动机的线圈电阻R为4.4 Ω
D．该电动机正常工作时每分钟对外做的功为5.94×104 J
【答案】B
【解析】电动机的输出功率为P出＝η·P总＝1 100×90.0 %＝990 W，则电动机的发热功率为P热＝(1 100－990) W＝110 W，A正确；电动机转化为机械能的功率等于输出功率990 W，B不正确；电路中的额定电流为5 A，所以电动机的线圈电阻为R＝＝＝4.4 Ω，C正确；电动机正常工作时每分钟对外做的功为W＝P出t＝990×60 J＝5.94×104 J，D正确．本题选择不正确的，故选B.
第二章 第五节
基础达标
一、选择题(在每小题给出的四个选项中．第1～4题只有一项符合题目要求；第5～6题有多项符合题目要求)
1．一白炽灯泡的额定功率与额定电压分别为36 W与36 V．若把此灯泡接到输出电压为18 V的电源两端，则灯泡消耗的电功率( )
A．等于36 W B．小于36 W，大于9 W
C．等于9 W D．小于9 W
【答案】B
【解析】白炽灯在正常工作时的电阻为R，由P＝得R＝36 Ω，当接入18 V电压时，假设灯泡的电阻也为36 Ω，则它消耗的功率为P＝＝ W＝9 W，但是当灯泡两端接入18 V电压时，它的发热功率小，灯丝的温度较正常工作时的温度低，其电阻小，所以其电阻要小于36 Ω，其实际功率要大于9 W，故B项正确．
2．有一只电风扇，标有“220 V 50 W”，电动机线圈的电阻为0.4 Ω，把它接入220 V的电路中，以下几种计算时间t内产生热量的方法，正确的是( )
A．Q＝ B．Q＝Pt
C．Q＝2·Rt D．以上三种方法均正确
【答案】C
【解析】通过电风扇的电流为I＝，因为电风扇不是纯电阻电路，所以其焦耳热为Q＝I2Rt＝2Rt，而不应该是Q＝t或Q＝Pt.
3．(2017·宝应段考)室内有几种用电器：1.5 kW的电饭煲、200 W的电灯、750 W的取暖器、250 W的电视机和2 kW的空调器．如果进线处只有13 A的保险丝，供电电压为220 V，为用电安全，下列情况下不能同时使用的是( )
A．电饭煲和电灯 B．取暖器和空调器
C．电饭煲和空调器 D．电灯、电视机和空调器
【答案】C
【解析】当保险丝达到最大电流时电路中的总功率P＝UI＝(220×13) W＝2 860 W．电饭煲和电灯同时使用的功率为P＝(1 500＋200) W＝1 700 W<2 860 W，可以同时使用，故A可以；取暖器和空调器同时使用的功率为P＝(750＋2 000) W＝2 750 W<2 860 W，可以同时使用，故B可以；电饭煲和空调器同时使用的功率为P＝(1 500＋2 000) W＝3 500 W>2 860 W，不可以同时使用，故C不能；电灯、电视机和空调器同时使用的功率为P＝(200＋250＋2 000) W＝2 450 W<2 860 W，可以同时使用，故D可以．本题选不能同时使用的，故选C．
4．(2019·湖州校级期末)如图所示，直线A为电源的路端电压与总电流关系的图线，直线B为电阻R两端电压与通过该电阻电流关系的图线，用该电源和该电阻组成闭合电路，电源的输出功率和效率分别是( )
A．2 W,66.7% B．2 W,33.3%
C．4 W,33.3% D．4 W,66.7%
【答案】A
【解析】由图象A可知电源的电动势为E＝3 V，短路电流为3 A．电源的输出功率即为电阻R上消耗的功率，根据P＝UI得P＝2×1 W＝2 W，电源的总功率为P总＝EI＝3×1 W＝3 W，所以效率为×100%＝×100%＝66.7%，A正确，B、C、D错误．
5．(2019·商丘名校期末)如图所示，抛物线C1、C2分别是纯电阻直流电路中，内、外电路消耗的电功率随电流变化的图线．由该图可知下列说法中正确的是( )
A．电源的电动势为8 V
B．电源的内电阻为1 Ω
C．电源输出功率最大值为8 W
D．电源被短路时，电源消耗的最大功率可达16 W
【答案】BD
【解析】根据图象可以知道曲线C1、C2的交点的位置，此时电路的内、外功率相等，由于电路的电流是相等的，所以此时的电源的内阻和电路的外电阻的大小是相等的，即此时电源输出功率是最大的，由图可知电源输出功率最大值为4 W．根据P＝I2R＝I2r可知，当输出功率最大时，P＝4 W，I＝2 A，所以R＝r＝1 Ω.由于E＝I(R＋r)＝2×(1＋1) V＝4 V，所以电源的电动势为4 V，故A、C错误，B正确．当电源被短路时，电源消耗的最大功率P大＝＝ W＝16 W，故D正确．
6．如图所示的电路中，L为“6 V 12 W”的灯泡，M为电动机．将灯泡和电动机串联接到一电压恒为12 V的电源上，灯泡恰好能正常发光．已知电动机线圈的电阻RM＝0.50 Ω，下列说法中正确的是( )
A．电动机消耗的电功率为12 W
B．电动机转化为机械能的功率为12 W
C．电动机发热的功率为2.0 W
D．整个电路消耗的电功率为22 W
【答案】AC
【解析】灯泡正常发光，电压UL＝6 V，功率PL＝12 W，所以电流I＝＝2 A，电动机的电压UM＝U－UL＝12 V－6 V＝6 V，电动机的功率PM＝UMI＝6×2 W＝12 W，A正确；转化为机械能的功率小于12 W，B错误；电动机的发热功率P热＝I2RM＝22×0.50 W＝2.0 W，C正确；整个电路消耗的功率P＝UI＝12×2 W＝24 W，D错误.
二、非选择题
7．饮水机是一种常见的家用电器，某型号的饮水机工作电路可简化为如图的电路，其中S是一种温度控制开关，当水温升高到一定温度时，它会自动切换，使饮水机处于保温状态．R0是饮水机的加热电阻，R是与加热电阻串联的电阻，其中R0＝88 Ω，R＝2 112 Ω，现将饮水机接到U＝220 V的电源上，求：
(1)饮水机处于加热状态时R0的功率；
(2)饮水机处于保温状态时电路的总功率．
【解析】(1)开关闭合后，处于加热状态，P＝＝ W＝550 W.
(2)开关断开后，处于保温状态，P＝＝ W＝22 W.
答案：(1)550 W (2)22 W
8．如图所示，两个不同的工业用电烙铁，其中甲的规格的“220 V 800 W”，乙的规格为“220 V 1 600 W”．则当两电烙铁分别接通，其通过的电流分别为I1＝0.4 A，I2＝0.2 A时，分别工作t1＝10 s，t2＝20 s后释放的热能为多少？
【解析】由P＝得R＝，
故R甲＝ Ω＝60.5 Ω，
R乙＝ Ω＝30.25 Ω，
由焦耳定律Q＝I2Rt得
Q甲＝IR甲t1＝(0.4)2×60.5×10 J＝96.8 J，
Q乙＝IR乙t2＝(0.2)2×30.25×20 J＝24.2 J.
答案：96.8 J 24.2 J
能力提升
9．把八个相同的小灯泡接成如图甲、乙所示的电路，调节变阻器使灯泡正常发光，甲、乙两电路所消耗的功率分别用P甲和P乙表示，则下列结论中正确的是( )
A．P甲＝P乙 B．P甲＝2P乙
C．P甲＝3P乙 D．P甲＝4P乙
【答案】D
【解析】八个灯泡都是正常发光，所以I甲＝4I额，I乙＝I额，即I甲＝4I乙，又U甲＝U乙，P＝UI，故P甲＝4P乙．
10．(2019·番禺名校月考)如图甲所示电路，当变阻器的滑片从一端滑动到另一端的过程中两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙中的A和B两线段所示，不考虑电压表与电流表对电路的影响．求：
(1)定值电阻R0和变阻器R的总电阻．
(2)电源的电动势和内电阻．
(3)变阻器的滑片从一端滑动到另一端的过程中，变阻器消耗的最大电功率为多少？
【答案】(1)3 Ω 12 Ω (2)8 V 1 Ω (3)4 W
【解析】(1)当变阻器的滑片向左移动时，变阻器接入电路的电阻减小，电路中电流增大，定值电阻R0的电压增大，路端电压减小，所以电压表V1的示数随电流表示数的变化图象应为B；电压表V2的示数随电流表示数的变化图象应为A.
定值电阻为R0＝＝＝3 Ω
当I＝0.5 A时R外＝＝＝15 Ω
故R＝R外－R0＝12 Ω.
(2)根据闭合电路欧姆定律得
E＝7.5＋0.5r，E＝6＋2r
解得E＝8 V，r＝1 Ω.
(3)当R＝R0＋r＝4 Ω时，变阻器消耗的电功率最大．
UR＝＝ V＝4 V
PR＝＝ W＝4 W.
11．如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图．电动机内阻r＝0.8 Ω，电路中另一电阻R＝10 Ω，直流电压U＝160 V，电压表示数UV＝110 V．试求：
(1)通过电动机的电流；
(2)输入电动机的电功率；
(3)若电动机以v＝1 m/s匀速竖直向上提升重物，求该重物的质量．(g取10 m/s2)
【解析】(1)电阻R两端的电压
UR＝U－UV＝160 V－110 V＝50 V，
电阻R中的电流I＝＝ A＝5 A，通过电动机的电流也为5 A．
(2)输入电动机的电功率P＝IUV＝5×110 W＝550 W.
(3)电动机输出的功率用来提升重物
P－I2r＝mgv，
解得m＝53 kg.
答案：(1)5 A (2)550 W (3)53 kg
