第十二章第1节电路中的能量转化同步练习word版含答案-2021-2022学年高中物理人教版（2019）必修第三册

2021-2022学年高二物理人教版（2019）必修第三册第十二章第1节电路中的能量转化同步练习
第I卷（选择题）
一、单选题
1．以下关于安全用电的说法，正确的是（　　）
A．用电热壶烧水时，其金属外壳必须通过三孔插座接地
B．使用测电笔时，手不能接触测电笔上任何金属部分
C．保险丝熔断了，一定是电路中发生了短路
D．开关的塑料外壳是不带电的，用湿手拨动开关不会触电
2．三个阻值相同的灯泡，其允许消耗的最大功率都是，现将其中两只灯泡并联起来，后再与第三只灯泡串联接在电路中，则整个电路允许允许消耗的最大功率是（　　）
A．
B．
C．
D．
3．下面列出了电冰箱和电风扇铭牌上的主要项目，根据铭牌上提供的信息判断，在12小时内正常工作的电冰箱与连续运转的电风扇消耗电能的情况是（　　）
电冰箱
额定电压
工作频率
额定功率
耗电量
电风扇
规格
额定电压
工作频率
额定功率
A．电冰箱比电风扇多
B．电风扇比电冰箱多
C．电风扇与电冰箱一样多
D．电冰箱比电风扇可能多，也可能少
4．如图为2017年5月戴森公司发售的360
Eye扫地机器人．360
Eye内置锂电池容量为2250mA·h，在一般状况下，充满一次电可供其运行的时间为45min．已知360
Eye扫地机器人额定功率54W，则下列说法正确的是（
）
A．扫地机器人正常工作时的电流是2.25A
B．扫地机器人正常工作时额定电压为18V
C．扫地机器人工作时的内阻为6Ω
D．扫地机器人电池充满电之后的电能为4.374×105J
5．一个小型电动机加上2V电压，电动机没有转动，测得电流为1A；加上12V电压，观察到电动机转动了，则此时流过电动机的电流（　　）
A．小于6A
B．大于6A
C．等于6A
D．无法确定
6．电阻R1、R2的I－U图像如图所示，则下列说法正确的是（　　）
A．R1∶R2＝3∶1
B．将R1与R2串联后接于电源上，则电压比U1∶U2＝1∶3
C．将R1与R2并联后接于电源上，则电流比I1∶I2＝1∶3
D．将R1与R2并联后接于电源上，则功率比P1∶P2＝1∶3
7．有一只小型直流电动机和一只白炽灯，它们的铭牌上都标有“220
V　40
W”的字样，现将它们并联接在电源电压为220
V的直流电路中，当电路接通后(　　)
A．在相同的时间内它们发出的热量相同
B．在相同的时间内它们消耗的电能相同
C．对它们来说，IU＝I2R都是成立的
D．对电动机来说，成立
8．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，以下说法中正确的是（　　）
A．电动机的输入功率为
B．电动机的输出功率为
C．电动机的热功率为
D．整个电路消耗的电功率为
9．为使电热器在单位时间内产生的热量减少一半，下列措施可行的是（　　）
A．R不变，使通过电热丝的I减小一半
B．U不变，使电热丝的R增大一倍
C．R不变，使电热丝两端的U减小一半
D．U不变，使电热丝的R增大为原来的倍
10．如图所示，理发用的电吹风机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，得到热风将头发吹干。设电动机的线圈电阻为R1，它与电热丝的电阻，串联，现把电吹风机接到电源上，电吹风机两端电压为U，电流为I，消耗的电功率为P，则有（　　）
A．
B．
C．
D．
11．根据最新统计，某市的常住人口约750万人，参考下表数据，估算每年该市家庭用电器待机耗电量约为（　　）
家庭常用电器
电视机
洗衣机
空调
电脑
户均数量（台）
2
1
2
1
电器待机功耗（W/台）
10
20
40
40
A．度
B．度
C．度
D．度
12．如图所示是某种电度表的表盘．表盘上标有“”，即每耗电，电度表的转盘转720圈．将该电度表与一个电动机连接以测定电动机消耗的电能．当电动机匀速提升50kg的重物时，电度表的转盘在40s内转2圈．已知电动机将电能转化成机械能的效率为80%。重力加速度g取，则该电动机总功率和重物上升的速度分别为（　　）
A．250W，0.4m/s
B．250W，0.5m/s
C．2500W，0.4m/s
D．2500W，0.5m/s
13．如图所示，灯为“6V，4W”，灯为“6V，2W”。现把它们按在12V的电路中，要使每个灯都正常发光，还要求省电，正确的接法是（　　）
A．
B．
C．
D．
14．现有三个灯泡，标为“8V
2W”，标为“6V
2W”，标为“12V
2W”。如果把它们串联后接入电路中，则三个灯泡的实际功率、、的关系（　　）
A．
B．
C．
D．
第II卷（非选择题）
二、填空题
15．灯泡标有“36V，100W”的字样，它工作2h消耗的电能0.15kW·h，它的额定功率是_____W，它的实际功率是_____W。
16．将阻值为12Ω的小灯泡接在某电路上，小灯泡正常发光，电流为1A，小灯泡的额定电压为_____V，额定功率_____W。当电流做功360J，通过灯丝的电量是_____C。
17．某电热水壶的铭牌如图所示，某同学使用该电热水壶烧水，在额定电压下工作时，通过电热水壶的电流是____，工作
5min产生的焦耳热是____J
产品型号
KS-12
额定电压
220V
额定功率
1100W
使用频率
50Hz
容量
1.2L
18．用充电器为一手机锂电池充电，等效电路如图所示，充电器电源的输出电压为U，输出电流为I，手机电池的内阻为r，则电能转化为化学能的功率为__________，充电器的充电效率为________。
三、解答题
19．如图所示电路中，L1、L2灯泡的规格为“110V
60W”，L3、L4灯泡的规格为“110V
30W”，各个灯泡的实际功率都没有超过它的额定功率，则这四盏灯泡中，实际消耗功率最大和最小的分别是哪个？请说明理由。
20．下表是品牌电动自行车的主要技术参数。
整车质量
40kg
蓄电池工作电压
36V
最高车速
25km/h
一次充电电耗
0.6kW·h
电动机效率
75%
充电时间
8h
最大骑行噪声
62dB
次充电连续行驶里程
50km
质量m=60kg的人骑该电动自行车在水平路面上以6m/s的速度匀速行驶，受到的阻力是人与车总重的0.02。取重力加速度g=10m/s2。
(1)若以这一速度连续行驶10min，电动机至少做多少功？
(2)行驶过程中通过电动机的电流多大？
21．如图所示的电路中，电源电动势，内阻，电动机的电阻，电阻。电动机正常工作时，电压表的示数，求：
(1)电源的总功率；
(2)电动机消耗的电功率和将电能转化为机械能的功率；
(3)电源的输出功率和效率。
22．在探究串并联电路特点的实验中，某实验小组连接了如图所示的实验电路，其中、、、是四盏完全相同的小灯泡。闭合开关S后，发现灯泡几乎正常发光，而灯泡、、却不发光，这是什么原因呢？
参考答案
1．A
【详解】
A．用电热壶烧水时，其金属外壳必须通过三孔插座接地，以防外壳带电时危及人身安全，故A正确；
B．使用测电笔时，要用手接触测电笔笔尾的金属体，这样才能辨别火线和零线，故B错误；
C．保险丝熔断，说明电路中电流过大，其原因可能是电路中发生了短路或用电器总功率过大，故C错误；
D．开关的塑料外壳是不导电的，但用湿手拨动开关时可能会发生触电事故，故D错误。
故选A。
2．C
【详解】
当电路达到最大功率时只需要第三只串联的灯泡达到最大功率，此时另外两只灯泡上的电流是第三只上电流的一半，根据P=I2R可知，两只并联的灯泡的功率各为2.5W，则此时电路消耗的总功率为15W。
故选C。
3．B
【详解】
电风扇12h内连续运转消耗的电能
冰箱耗电量0.5kW?h/24h，则12h内正常使用时耗电量为0.25kW?h所以，12h内连续运转的电风扇比正常工作的电冰箱消耗的电能多。
故选B。
4．B
【详解】
A．根据电流的定义式可得工作电流为
故A错误；
B．机器人额定功率54W，则工作电压
故B正确；
C．机械人消耗的电功率大部分转化为机械能，所以其电阻值一定小于
故C错误；
D．机器人电池充满电之后的电能等于放电过程中消耗的电能
E=Pt=54×2700J=1.458×105J
故D错误。
故选B。
5．A
【详解】
电动机没有转动时是纯电阻电路，根据
得该电动机线圈的电阻为
电动机转动时，电路中消耗的总功率为
故热功率小于总功率
即
故A正确，BCD错误。
故选A。
6．B
【详解】
A．由图像可知，当I＝1A时，U1＝1V，U2＝3V，所以
R1＝＝1Ω
R2＝＝3Ω
则
R1∶R2＝1∶3
A错误；
B．R1与R2串联时
U1∶U2＝R1∶R2＝1∶3
B正确；
CD．R1与R2并联时
I1∶I2＝R2∶R1＝3∶1
P1∶P2＝R2∶R1＝3∶1
CD错误；
故选B。
7．B
【解析】
根据P=UI知，消耗的电能都为40W；电动机耗的电能转化为内能和机械能；白炽灯消耗的电能全部转化为内能；小灯泡属于纯电阻电路，电动机属于非纯电阻电路有：，且；综上分析，B正确．
8．A
【详解】
A．电动机两端的电压
整个电路中的电流
所以电动机的输入功率
A正确；
BC．电动机的热功率
则电动机的输出功率
BC错误；
D．整个电路消耗的功率
D错误。
故选A。
9．B
【详解】
AC．电热器是纯电阻用电器，电功率可表示为
故R一定时，电压U减半或电流I减半，P将变为原来的，AC错误；
B．当U不变，R增大一倍时，P将变为原来的，B项正确；
D．当U不变，R增大到原来的倍时，P将变为原来的，D项错误。
故选B。
10．D
【详解】
AC．电吹风机消耗的电功率是总的功率，总功率
故AC项错误；
BD．电吹风机中发热的功率要用来计算，所以总的发热功率为，吹风机的总功率一部分转化为机械能，另一部分转化为热量，所以消耗的电功率要大于发热部分的功率，所以B项错误，D项正确。
故选D。
11．C
【详解】
该市的常住人口约750万人，平均每户的人口按3人计算，该市有250万户家庭，一户家庭用电器待机的总功率为
250万户家庭用电器待机一年的耗电量为
故C正确，ABD错误。
故选C。
12．A
【详解】
由可知该电动机总功率为
转化为电动机的机械能的功率为
由
得
v=0.4m/s
故选A。
13．C
【详解】
由两灯的额定电压和额定功率可知，而两灯能否正常发光，可通过两灯上的电压来分析：
电路A，由于，，则，灯将烧坏。
电路B，若与R并联阻值为，由于，故，，则，灯将烧坏。
电路C，若与R并联阻值为，由于，当时，两灯上的电压均为6V，两灯都能正常发光。
电路D若与并联阻值为，当时，两灯上的电压均为6V，两灯都能正常发光。
电路省电，也就是要求电路中消耗的功率最小。
C、D两电路都能使灯正常工作，但C电路正常工作时的总电流是灯正常发光时的额定电流；
D电路的总电流是、正常发光时的额定电流之和，而两电路两端电压相同为12V，因此C电路消耗的功率小，更省电。
故选C。
14．C
【详解】
灯泡L1的电阻
同理灯泡L2的电阻R2=18Ω；灯泡L3的电阻R3=72Ω，串联后三个灯泡的电流相等，灯泡L1的实际功率
同理灯泡L2的实际功率P2=18I；灯泡L3的实际功率P3=72I，所以
故选C。
15．100
75
【详解】
[1]根据灯泡的铭牌所示可知，它的额定功率是
[2]因为小灯泡工作2h消耗的电能为0.15kW·h，所以它的实际功率为
16．12
12
30
【详解】
[1][2]小灯泡正常发光，它的实际电压就是额定电压，实际功率就是额定功率
[3]当电流做功360J时，通过的电量为
17．5.0
【详解】
[1]由表可知，额定电压U=220V，额定功率P=1100W，根据
通过电热水壶的电流
[2]
工作
5min产生的焦耳热
18．
【详解】
[1][2]
充电器电源的输出电压为U，输出电流为I，手机电池的内阻为r，则电能转化为化学能的功率为
充电器的充电效率为
19．PL4，PL3
【详解】
L1、L2灯泡的电阻为
L3，L4灯泡的电阻为
根据并联电路的特点知L2、L3并联后的总电阻
R并＜R＜R′
大电阻分大电压，所以L2、L3两端的电压小于L1灯泡的电压，根据
L1、L4灯串联，电流相等，根据
P=I2R
知则P与R成正比，则
PL4＞PL1
功率大小顺序为
PL4＞PL1＞PL2＞PL3
20．(1)；(2)4.4A
【详解】
(1)设车的质量为M，由题意可知，电动车所受的阻力为
10min内骑行的位移为
电动机至少应克服阻力做功
(2)设通过的电流为I，电动机效率为，则由题意可得
代入数据解得I=4.4A。
21．(1)；(2)，；(2)，
【详解】
(1)电动机正常工作时，电流为
电源的总功率为
(2)电动机两端的电压为
电动机消耗的电功率为
电动机的热功率为
电动机将电能转化为机械能的功率
(3)电源的输出功率为
电源的效率
22．见解析
【详解】
我们知道灯泡的亮度是由灯泡的实际功率决定的。如果流经灯泡、、的电流均为I，那么流经灯泡的电流为3I，而各灯泡的电阻相同设为R，因此各小灯泡的实际功率为
小灯泡的实际功率是另三盏小灯泡实际功率的9倍，所以看到几乎正常发光，而、、却不亮。