12.1电场中的能量转化 练习题—2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册（word版含答案）

电场中的能量转化
一、单选题
1．如图所示是某一电器的铭牌．从铭牌上的信息可推断该铭牌对应的电器可能是(　　)
A．
B．
C．
D．
2．如图所示的安全出口指示灯，该灯配备有两个电源——正常电源和紧急备用电源，其中正常亮灯状态下，指示灯功率为3W，紧急指示灯亮起时，指示灯功率为6W。假设在某次消防安全演练中，某商场的200个紧急指示灯全部正常开启，持续时间为60min。在这次演练中，所有指示灯消耗的电能约为（　　）
A．3.6×105J
B．7.2×105J
C．2.2×106J
D．4.3×106J
3．
把家用电炉的电热丝剪去一小段后，继续使用，则在同样的时间内（
）
A．由Q=I2Rt可知，电炉的发热量减少
B．由Q=UIt可知，电炉的发热量不变
C．由可知，电炉的发热量增加
D．无法确定
4．如图所示的电路中，输入电压U恒为8V，灯泡L标有“3V，6W”字样，若灯泡恰能正常发光，以下说法不正确的是（　　）
A．电动机的输入功率是10W
B．电动机的电阻为2.5Ω
C．电动机的输出功率无法计算
D．整个电路消耗的电功率是16W
5．美、日三位科学家，在发现新型高效、环境友好型蓝色发光二极管（LED）光源方面做出巨大贡献．若某汽车LED日行灯的工作电压为12V，工作电流为30mA，则汽车LED日行灯工作时消耗的功率为（
）
A．60W
B．3.6W
C．0.36W
D．150W
6．如图为某公司生产的风光互补LED路灯系统电路结构图．“风光互补路灯”是利用风能和太阳能作为能源的路灯系统，我国现有城乡路灯总数约2亿只，假如用此套路灯替换40W、每天工作10小时的传统路灯，则全国每年（365天）大约可节约多少吨标准煤（每燃烧1吨标准煤可发电3000kWh）
A．
B．
C．
D．
7．现在市场上常见的电动车由4个蓄电池串联供电，续行里程在。某品牌蓄电池标注“”，则采用这种电池的电动车在没电的情况下充电一次，最多约耗电（　　）
A．5度
B．1度
C．0.25度
D．0.1度
8．如图为一种服务型机器人，其额定功率为，额定工作电压为。机器人的锂电池容量为，则机器人（　　）
A．额定工作电流为
B．充满电后最长工作时间为
C．电池充满电后总电量为
D．以额定电流工作时每秒消耗能量为
9．为节约能源，某城市将主干道上部分路灯换成LED灯。已知旧灯的功率为300W，LED灯功率为180W，若更换5000盏，则一个月可以节约的电能约为（　　）
A．6×106kW·h
B．2×105kW·h
C．9×104kW·h
D．1.8×104kW·h
10．夏天使用电风扇时，若不慎扇叶被卡住，风扇容易烧毁。已知电风扇正常工作时电功率为P，发热功率为P0。若扇叶被卡住时风扇两端电压不变，则此时热功率为（　　）
A．
B．
C．P
D．
11．下表是某品牌电动自行车铭牌上所示的技术参数：当该车在平直公路上匀速行驶时受到的阻力为100N时，则此车电机内部线圈的电阻r和电机在额定电压下工作时的速率v分别为（　　）
规格
后轮驱动直流永磁铁电机
车型
28型电动自行车
额定输出功率
140W
整车质量
30kg
额定电压
40V
最大载重
120kg
额定电流
5A
A．r=8，v=2m/s
B．r=8，v=1.4m/s
C．r=2.4，v=2m/s
D．r=2.4，v=1.4m/s
12．一个直流电动机，线圈电阻是0.5Ω，当它两端所加电压为6V时，通过电动机的电流是2A。由此可知（　　）
A．电动机消耗的电功率为10W
B．电动机发热的功率为10W
C．电动机输出的机械功率为10W
D．电动机的工作效率为20%
13．如图是一款微型电风扇，其自带电池的电动势为，内阻不计。电池直接给线圈电阻为的微型电动机供电，稳定工作后通过微型电动机的电流是，则（　　）
A．电动机卡住电流仍为
B．电动机的发热功率为
C．电动机的机械功率为
D．电池消耗的总功率为
14．如图所示为一种环保“重力灯”，让重物缓慢下落，拉动绳子，从而带动发电机转动，使小灯泡发光。某“重力灯”中的重物的质量为18kg，它在30min内缓慢下落了2m使规格为“1.5V，0.12W”的小灯泡正常发光不计绳子重力，下列说法正确的是（　　）
A．绳子拉力对重物做正功
B．重物重力做功为216J
C．30min内产生的电能为360J
D．重物重力势能转化为灯泡电能的效率为60%
15．智能手机耗电量大，移动充电宝应运而生，它是能直接给移动设备充电的储能装置。机场严禁携带能量超过的充电宝搭乘飞机。某品牌充电宝的铭牌标志如图所示，其中有部分数据因磨损而显示不出。下列说法正确的是（　　）
产品名称：充电宝
输入：
输出1：
输出2：
电池容量：
A．相当于使的物体升高增加的重力势能
B．该充电宝充电时输入的功率为
C．满电时输出端1、2同时输出大约能使用
D．该充电宝不能被携带乘机
16．如图所示，用充电宝为一手机电池充电，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，则该段时间t内（　　）
A．充电宝输出的电功率为
B．充电宝产生的热功率为
C．手机电池产生的焦耳热为
D．手机电池储存的化学能为
二、解答题
17．如图，电源的电动势E=6V，电源内阻不计，小电动机的线圈电阻0.5Ω，限流电阻R阻值为3Ω，若电压表示数为3V，求：
（1）通过电动机的电流大小
（2）电动机的热功率
（3）电动机的输出功率
18．利用电动机通过如图所示的电路提升重物，已知电源电动势，电源内阻，电动机内阻，电阻，重物质量。当电动机以稳定的速度匀速提升重物时，理想电压表的示数为。不计空气阻力和摩擦，取。求：
(1)流经电源的电流I和电动机两端的电压U2；
(2)电动机的输入功率、热功率和输出功率；
(3)重物匀速上升时的速度v。
试卷第2页，总2页
试卷第1页，总1页
参考答案
1．A
【解析】
根据铭牌读出用电器的功率为24W，选项中电饭锅、熨斗、电水壶都是大功率用电器，只有电风扇的功率较小，故A正确．故选A．
2．D
【详解】
所有指示灯消耗的电能约为
故选D。
3．C
【详解】
因电阻丝剪去一小段后，由电阻定律可知总电阻减小，而电路两端的电压U不变，故由电功的计算公式：Q=U2t/
R，因时间、电压均保持不变，电阻减小，故电功变大，发热量就增大．
故选C．
【名师点睛】
电炉的电热丝剪去一小段后电阻变小，而电路的电压不变，电炉是纯电阻电路，欧姆定律成立，根据Q=U2t/R分析热量的变化．
4．B
【详解】
A．灯泡恰能正常发光，电路中电流为
根据分压原理，有电动机两端电压为
则电动机的输入功率为
故A正确，与题意不符；
B．该电路为非纯电阻电路，欧姆定律不再适用，故虽然可以求出电动机两端电压和电路中电流，但不能求出电动机的电阻。故B错误，与题意相符；
C．根据B项分析可知，电动机的输出功率不可求。故C正确，与题意不符；
D．整个电路消耗的电功率为
故D正确，与题意不符。
故选B。
5．C
【详解】
由P=UI得，日行灯工作时消耗的功率为
P=12×0.03W=0.36W
故选C。
6．C
【详解】
全国40W的路灯一年消耗的电能为：
W=NPt=2×108×0.04KW×10h×365=3000×107KW?h
一年节约的煤炭为：，故C正确，ABD错误；故选C.
7．B
【详解】
蓄电池标注“12V20Ah”，说明电压为12V，电量为20Ah；电动车由4个12V蓄电池串联供电，则充满一次电所消耗的电能
故B正确，ACD错误。
故选B。
8．B
【详解】
A．根据P=UI可知，额定电流应该为
故A错误；
B．机器人的锂电池容量为20A?h，即当额定电流2A下工作时，能够工作最长时间为10h，故B正确；
C．电源充满电后的总电量为
q=It=20×3600C=7.2×104C
故C错误；
D．在额定电流下，机器人功率48W，即每秒消耗48J电能，故D错误。
故选B。
9．B
【详解】
假设路灯每天工作12h，则一个月能够节约的电能为
故选B。
10．A
【详解】
设电压为U，则正常工作时
P=IU
P0=I2R
则
若扇叶被卡住时热功率
故选A。
11．D
【详解】
电动机的发热功率为
解得
当牵引力等于阻力时，其速度最大，设最大速度为v，由P=Fv可知
故选D。
12．C
【详解】
A．设直流电动机线圈电阻为r，电动机工作时通过的电流为I，两端的电压为U。
总功率为
P=UI=2×6=12W
所以A错误。
B．发热功率为
P热=I2r=22×0.5=2W
所以B错误。
C．根据能量守恒定律，其输出功率为
P出=P?P热=12W?2W=10W
所以C正确。
D．电动机的工作效率为
所以D错误。
故选C。
13．C
【详解】
A．电动机卡住电流变为
选项A错误；
B．电动机的发热功率为
选项B错误；
C．电动机的机械功率为
选项C正确；
D．电池消耗的总功率为
选项D错误。
故选C。
14．D
【详解】
A．由于绳子拉力向上，而重物下落，因此绳子拉力对重物做负功，A错误；
B．重物重力做功为
B错误；
C．30min内产生的电能
C错误；
D．重物重力势能转化为灯泡电能的效率
D正确。
故选D。
15．C
【详解】
A．将质量为的物体提升时重力势能的变化量
二者不相等，故A错误；
B．该充电宝充电时输入的功率为
故B错误；
C．该充电宝满电时输出端1、2同时输出，输出总电流为，则有
故C正确；
D．该充电宝具有能量为
则该充电宝能被携带乘机，故D错误。
16．D
【详解】
A．充电宝输出的电功率为
A错误；
B．充电宝内的电流也是I，但其内阻未知，所以产生的热功率不一定为，B错误；
C．手机电池不是纯电阻元件，其产生的焦耳热为
由于
所以
C错误；
D．手机电池消耗的电功率为
产生的热功率为
所以手机电池储存的化学能为
D正确。
故选D。
17．（1）（2）（3）
【详解】
(1)
在串联电路中，电压表读R0两端的电压，由欧姆定律得
；
(2)
电动机的热功率；
(3)电动机消耗的功率：
所以电动机的输出功率．
18．(1)0.5A；4V；(2)2W；0.5W；1.5W；(3)1.5m/s
【详解】
(1)流经电源的电流
电动机两端的电压
(2)电动机的输入功率
热功率
输出功率
(3)重物匀速上升时
解得
v=1.5m/s
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