2020-2021学年1 电路中的能量转化同步训练题

这是一份2020-2021学年1 电路中的能量转化同步训练题，共15页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
2021-2022学年度高二物理第十二章电能能量守恒定律第一节电路中的能量转化（一）必修第三册（人教版2019）未命名  一、单选题1．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，设电动机的线图电阻为，它与电热丝的电阻串联，接到直流电源上，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．2．如图所示是一款可充电的手持式电风扇。当电池充电时输入电压为U1=5. 0V，电流I1=1.0A，完全充满电所需的时间为3h。当电风扇以高速档正常运行时，电动机两端电压为U2=3.5V，通过电动机的电流大小为I=0. 2A，输出功率为P=0.66W，可正常工作6h。下列说法正确的是（　　）A．充电电池的内阻为5 B．电动机的内阻为25C．电动机的内阻为1. 0 D．电池充满电时储存的电能为J3．LED 灯是一种半导体新型节能灯。已知某种型号的 LED 灯在一定电压范围内的工作电流是 20 mA，在不同电压下发出不同颜色的光：当两端电压为 1.8 V 时，发黄光；当两端电压为 1.4 V 时，发红光；当两端电压为 3.2 V 时，发蓝光。广告牌上LED 灯数量为 10000个 /m2，那么一块 5 m2的 LED 广告牌发红光时，需要供给的电功率大约是（　　）A．500W B．100W C．1400W D．2300W4．两个小灯泡，分别标有“2 A　6 W”和“1 A　3 W”的字样，则它们均正常发光时的电阻阻值之比为（　　）A．1∶2 B．2∶1 C．4∶1 D．1∶165．如图所示，在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极接电源的负极，沿边缘内壁放另一个圆环形电极接电源的正极做“旋转液体实验”，其中蹄形磁铁两极间正对部分的磁场可视为匀强磁场，磁感应强度大小B=0.2T，磁铁上方为S极。电源的电动势E=6V，内阻未知，限流电阻R0=4.8Ω。闭合开关S后，当导电液体旋转稳定时理想电压表的示数恒为3.5V，理想电流表示数为0.5A。则（　　）A．从上往下看，液体顺时针旋转B．玻璃皿中两电极间液体的等效电阻为R=7.0ΩC．液体消耗的电功率为1.75WD．1分钟内，液体里产生的热量为105J6．一辆电瓶车，质量为500kg，由内阻不计的蓄电池组向直流电动机提供24V的电压，当电瓶车在水平地面上以0.8m/s的速度匀速行驶时，通过电动机的电流为5A，设车所受的阻力是车重的0.02倍(g=10m/s2)，则此电动机的内阻是：A．0.4ῼ B．1.6ῼ C．3.2ῼ D．4.8ῼ7．电阻R和电动机M相串联接到电路中，如图所示已知电阻R跟电动机线圈的电阻相等，电键接通后，电动机正常工作设电阻R和电动机两端的电压分别为U1和U2；经过时间t，电流通过电阻R做功W1，产生的电热为Q1；电流通过电动机M做功W2，产生的电热为Q2，则有（　　）A．U1<U2，Q1>Q2B．W1=2W2，Q1=Q2C．W1<W2，Q1<Q2D．W1<W2，Q1=Q2 二、多选题8．A、B两灯的额定电压都是110V，A灯的额定功率PA＝100W，B灯的额定功率PB＝40W，若将两灯同时接入电压恒为220V的电路上,且使两灯均能正常发光，同学们设计了如图所示的甲、乙两种电路，则（）A．甲电路中流过滑动变阻器的电流为AB．甲电路消耗的电功率大小为180WC．乙电路中流过滑动变阻器的电流为AD．乙电路消耗的电功率大小为280W9．家用灯暖型浴霸的电路如图所示，其中照明灯额定电压为、额定功率为；四只相同的取暖灯额定电压均为、额定功率均为；排气扇电机的内阻为。当将浴霸接入的交流电路中时，闭合全部开关后各用电器均正常工作，此时通过保险丝的电流为8.6A。以下判断中正确的是（　　）A．交流电的频率为B．排气扇电机的输出功率为C．闭合全部开关，浴霸的总功率为D．只闭合、，通过保险丝的电流为10．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、医疗领域应用广泛。如下表格是某品牌电动机铭牌的部分参数，据此信息，下列说法中正确的是（　　）额定功率额定电压额定电流额定转速效率90.0%频率 A．该电动机的发热功率为B．该电动机转化为机械能的功率为C．该电动机的线圈电阻为D．该电动机正常工作时每分钟对外做的功为  三、实验题11．用图所示的多用电表测量一个阻值约为的电阻，测量步骤如下：（1）调节指针定位螺丝，使多用电表指针指着_____________。（2）将选择开关旋转到“”挡的____________位置。（3）将红、黑表笔分别插入“”“”插孔，并将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使电表指针对准__________。（4）将红、黑表笔分别与待测电阻两端接触，若多用电表读数如图所示，该电阻的阻值为_________。（5）测量完毕，将选择开关旋转到OFF位置。12．电容器作为储能器件，在生产生活中有广泛的应用．对给定电容值为C的电容器充电，无论采用何种充电方式，其两极间的电势差u随电荷量q的变化图像都相同．（1）请在图1中画出上述u–q图像．类比直线运动中由v–t图像求位移的方法，求两极间电压为U时电容器所储存的电能Ep．（___________）______（2）在如图2所示的充电电路中，R表示电阻，E表示电源（忽略内阻）．通过改变电路中元件的参数对同一电容器进行两次充电，对应的q–t曲线如图3中①②所示．a．①②两条曲线不同是______（选填E或R）的改变造成的；b．电容器有时需要快速充电，有时需要均匀充电．依据a中的结论，说明实现这两种充电方式的途径．__________________（3）设想使用理想的“恒流源”替换（2）中电源对电容器充电，可实现电容器电荷量随时间均匀增加．请思考使用“恒流源”和（2）中电源对电容器的充电过程，填写下表（选填“增大”、“减小”或“不变”）． “恒流源”（2）中电源电源两端电压________通过电源的电流________  四、解答题13．某导体的电阻是，当8 A的电流通过时，3分钟产生的热量是多少焦？14．在某段电路中，一定值电阻的阻值为，通过它的电流为。求：（1）电阻的热功率P；（2）电阻在1分钟内产生的热量Q。15．如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图．电动机的内阻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）输入电动机的电功率；（2）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)．16．如图所示电路，电源电动势为E，内阻为，定值电阻，闭合S1、断开S2，电流表的示数是1.00A；闭合S1和S2，电流表的示数是2.00A，此时电动机竖直向上匀速吊起质量为的重物，已知电动机线圈电阻为，电流表、电压表均为理想电表，不计一切阻力，取，求：(1)电源电动势E；(2)电动机的输入功率P入；(3)闭合S1和S2时，重物向上运动的速率。
参考答案1．D【详解】AC．电吹风机消耗的电功率P是总的功率，总功率的大小应该是用P=IU来计算，所以总功率P=IU，故AC错误；BD．电吹风机中发热的功率要用I2R来计算，所以总的发热功率为I2(R1+R2)，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，故B错误，D正确。故选D。2．C【详解】A．充电电池充电时电池的内阻不能用求解内阻，选项A错误；BC．对电动机：即解得r=1.0Ω选项C正确，B错误； D．电池充满电时储存的电能为选项D错误。故选C。3．C【详解】每个灯的功率P=UI=1.4×20×10-3=2.8×10-2W则总功率P总=nP=10000×5×2.8×10-2=1400W故选C。4．A【详解】它们的电阻分别为它们均正常发光时的电阻阻值之比为故选A。5．C【详解】A．由于中心放一个圆柱形电极接电源的负极，沿边缘内壁放一个圆环形电极接电源的正极，在电源外部电流由正极流向负极，因此电流由边缘流向中心，玻璃皿所在处的磁场方向竖直向上，由左手定则可知，导电液体受到的安培力沿逆时针方向，因此液体沿逆时针方向旋转，故A错误；B．对于非纯电阻元件，不满足欧姆定律，，B错误；C．液体消耗的电功率P＝UI＝1.75 WC正确；D．1分钟电流做功为由能量守恒可知电流做功转化为热能和液体的转动动能，因此1分钟内液体里产生的热量小于UIt＝105J，D错误。故选C。6．B【详解】电瓶车匀速运动，故：，所以电瓶车的机械功率为：，电机总功率为：P=UI=24×5W=120W电机热功率为：P内=I2r=25r，电机输出功率等于电瓶车的机械功率，即P出=P机=80W根据能量守恒定律P=P内+P出即120=25r+80，解得：r=1.6ΩA．r=1.6Ω，不是0.4Ω，A错误；B．r=1.6Ω，B正确；C．r=1.6Ω，不是32Ω，C错误；D．r=1.6Ω，不是4.8Ω，D错误；7．D【详解】设电键接通后，电路中电流为，对于电阻，由欧姆定律得对于电动机则电流通过电阻做功为电流通过电动机做功为因为，所以根据焦耳定律得则选项正确，错误。故选D。8．CD【详解】A．根据题意可知A、B两灯的电阻分别为：在甲电路中，A、B两灯的电压均为110V，根据欧姆定律可得通过A的电流为：通过B的电流为：所以甲电路中流过滑动变阻器的电流为：故A不符合题意。B．甲电路消耗的电功率大小为：故B不符合题意。C．由图可知乙电路中流过滑动变阻器的电流为：故C符合题意。D．乙电路消耗的电功率大小为：故D符合题意。9．AD【详解】A．根据可得交流电的频率为故A正确；BC．照明灯电流取暖灯电流则通过排气扇的电流为排气扇电机的输出功率为排气扇功率故浴霸的总功率为故BC错误；D．只闭合、，通过保险丝的电流为故D正确。故选AD。10．ACD【详解】AB．由电动机的额定功率及效率可得电动机的发热功率为电动机转化为机械能的功率为故A正确，B错误；C．由可得电动机的线圈电阻为故C正确；D．电动机正常工作时每分钟对外做功为故D正确；故选ACD。11．电压和电流公共的零刻度线上    ×1    电阻的零刻度线上    19.0    【详解】(1)[1]使用多用电表测电阻时，要先对多用电表进行机械调零，使多用电表指针指向电压和电流公共的零刻度线上；(2)[2]将选择开关旋转到“”挡的×1位置；(3)[3]将红、黑表笔分别插入“”“”插孔，并将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使电表指针对准电阻的零刻度线上；(4)[4]该电阻的阻值为19.0Ω。12．        R    要快速度充电时，只要减小图2中的电阻R；要均匀充电时，只要适当增大图2中的电阻R即可    增大    不变    不变    减小    【详解】由电容器电容定义式得到图象，类比图象求位移求解电量，由图3斜率解决两种充电方式不同的原因和方法；根据电容器充电过程中电容器两极板相当于电源解答(1)由电容器电容定义式可得：，整理得：，所以图象应为过原点的倾斜直线，如图：由题可知，两极间电压为U时电容器所储存的电能即为图线与横轴所围面积，即，当两极间电压为U时，电荷量为，所以；(2)a.由于电源内阻不计，当电容器充满电后电容器两端电压即电源的电动势，电容器最终的电量为：，由图可知，两种充电方式最终的电量相同，只是时间不同，所以①②曲线不同是R造成的；b.由图3可知，要快速度充电时，只要减小图2中的电阻R，要均匀充电时，只要适当增大图2中的电阻R即可；(3)在电容器充电过程中在电容器的左极板带正电，右极板带负电，相当于另一电源，且充电过程中电量越来越大，回路中的总电动势减小，当电容器两端电压与电源电动势相等时，充电结束，所以换成“恒流源”时，为了保证电流不变，所以“恒流源两端电压要增大，通过电源的电流不变，在(2)电源的电压不变，通过电源的电流减小．13．【解析】试题分析：电流通过导体产生的热量跟电流、电阻大小和通电时间均有关，根据公式计算热量．某导体的电阻R=5Ω，通过的电流I=8A，通电时间t=180s，
产生的热量是：点睛：本题主要考查了用焦耳定律计算电流产生的热量，属于基础题．14．（1）2W；（2）120J【详解】（1）根据电功率公式得（2）根据焦耳定律得15．（1）550 W；（2）53 kg【详解】（1）电动机和电阻串联，所以电流相等．电阻R两端电压为：U1=160-110=50V通过电动机的电流大小为：电动机输入的电功率为：P=UI=110×5=550W．（2）电动机的机械功率为：P′=P-I2R=550W-25×0.8W=530W．由P=mgv可得：16．(1) 6.00V；(2) 4.80W；(3) 0.68m/s【详解】(1)由闭合电路欧姆定律(2)闭合S1和S2，路端电压为电动机电流为电动机的输入功率P入(3)重物向上运动的速率解得