人教版 (2019)必修 第三册1 电路中的能量转化课后复习题

12.1电路中的能量变化同步练习高中物理人教版（新课标）必修三

一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）

1. 关于电功和电热．以下说法正确的是：

A. 外电路电流做的功一定等于电热
B. 外电路中电流所做的功一定大于电热
C. 任何电路中电流所做的功一定大于电热
D. 当外电路有电动机、电解槽的情况下电流做的功将转化为热能、机械能、化学能，因此，电功大于电热

2. 如图所示，电阻R和电动机M串联接到电路中，已知电动机线圈的电阻阻值跟电阻R的阻值相等，电键接通后，电动机正常工作．设电阻R和电动机M两端的电压分别为和，经过时间t，电流通过电阻R做功为，产生热量为，电流通过电动机M做功为，产生热量为，则

A. ， B. ，
C. ， D. ，

3. 有一台电风扇额定电压为U，额定功率为P，额定电流为I，线圈电阻为R，将电风扇接入额定电压U，则t秒内电风扇产生的热量为

A.  B.  C.  D.

4. 一台电动机的线圈电阻为r，接在电压为U的电源上正常工作时，通过电动机的电流为I，则电动机转子的输出功率为

A.  B.  C. UI D.

5. 一根电阻丝阻值是1欧，通过的电流在6秒内所消耗的电能是

A.  B.  C. 24J D. 12J

6. 一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示。已知发电机线圈内阻为，现外接一只电阻为的灯泡，如图乙所示，则

A. 电压表V的示数为
B. 电路中的电流方向每秒钟改变50次
C. 灯泡实际消耗的功率为
D. 发电机线圈内阻每秒钟产生的电热为

7. 供电电路电源输出电压为，线路损失电压为，用电器得到的电压为，总电流为I，线路导线的总电阻为R，则表示线路损失的电功率错误的表达式为

A.  B.  C.  D.

8. 在下列四组用电器中，可以看作纯电阻用电器的一组是

A. 电风扇和电动机 B. 白炽灯和电烙铁
C. 洗衣机和电冰箱 D. 电解槽和电吹风

9. 对下列物理量数值的估计，最接近实际的是

A. 通常情况下骑行自行车的速度约为
B. 一个中学生跳绳一次克服重力所做的功约为
C. 一个中学生双脚站立时对地的压强约
D. 一盏教室用节能灯正常工作的功率为

10. 下列说法中正确的是     

A. 电动势就是闭合电路中电源两端的电压
B. 电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位
C. 电流通过导体时做功越多，则导体的电功率越大
D. 导体的电阻率都随温度的升高而增大

二、填空题（本大题共6小题，共24.0分）

11. 如表为某品牌微波炉的技术参数，根据相关数据可知该微波炉所用微波的波长为______保留两位小数。若微波炉工作电流为额定电流，加热食品120s，消耗的电能为______J，输出的能量为______J。

12. 一只断灯丝的灯泡，摇接灯丝后使用，要比原来亮一些，这是因为灯丝的电阻_____填“增大了”或“减小了”，实际功率_____填“增大了”或“减小了”。
13. 一电动机的电阻为，正常工作时通过它的电流为20A，在10s内转化的机械能为，求：在这10s内电流做功、电动机产生的热量分别为______、______。
14. 电动机是将______能转化为______能的装置。电动机的______与______之比叫做电动机的效率。由于电动机运行中总有______，所以其效率不可能达到______。
15. 现在市场上有一种小台灯，台灯铭牌上标有“3V，”字样，该台灯正常工作需要的电压为_______V，正常工作时电流为_________A．
16. 一阻值恒定的电阻器，当两端加上的直流电压时，测得它的功率为P；当两端加上某一正弦式交流电压时，测得它的功率为由此可知该交流电压的有效值为________V，最大值为___________V．

三、实验题（本大题共1小题，共9.0分）

17. 小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大某同学为研究这一现象，用实验得到如下数据和U分别表示小灯泡上的电流和电压

在下边虚线框中画出实验电路图可用的器材有：电压表、电流表、滑动变阻器变化范围、电源、小灯泡、电键、导线若干．

在图中画出小灯泡的曲线．

把该小灯泡接在电动势为、内阻是的电池两端，小灯泡的实际功率是多少

四、计算题（本大题共2小题，共20.0分）

18. 一台直流电动机的额定电压为，电动机线圈电阻，当它正常工作时通过的电流，在电动机正常运转时间秒时间内，求：

电流所做的功；

线圈上产生的热量；

电动机输出的机械能；






 

19. 一台小型电动机在3V的恒定电压下工作，通过它的电流为，用此电动机提升重4N的物体，在30s内可以使该物体匀速提升3m，除电动机线圈生热之外，不计其他的能量损失，求：

电动机的输入电功率；

在提升重物的30s内，电动机线圈所产生的热量；

电动机线圈的电阻。

答案和解析

1.【答案】D
 

【解析】

【分析】
本题考查了电功和电热在的转化，纯电阻电路和非纯电阻电路的区别，注意灵活选取公式。
纯电阻电路，电功可用公式计算，也可用公式计算，非纯电阻电路，电功用公式计算，电热用公式计算。
【解答】
当外电路是纯电阻电路时外电路电流做的功等于外电路产生的热，当外电路有电动机时，电功大于电热，故ABC错误。
D.当外电路有电动机、电解槽的时候，外电路不是纯电阻，此时电流做的功将转化为热能和机械能或热能和化学能，因此电功大于电热，故D正确。
故选D。  

2.【答案】A
 

【解析】

【分析】：本题考查纯电阻电路和非纯电阻电路知识，解题关键：纯电阻电路中欧姆定律适用，；非纯电阻电路中欧姆定律不适用：     
【解答】电动机是非纯电阻元件，其两端电压，B错误电流做的功，，因此，C错误电流产生的热量由可判断，A正确，D错误。
故选A  

3.【答案】B
 

【解析】解：电风扇正常工作时产生的热量是由于内阻发热产生的，所以t时间内产生的热量为，故B正确；由于是非纯电阻电路，故，故，故C错误；
因为，故，故A错误；
D.又因为，所以热量，故D错误；
故选：B。
已知电流和线圈的电阻以及通电时间，根据焦耳定律计算电风扇产生的热量；
知道电风扇是非纯电阻元件，
知道非纯电阻原件的电压、电流和电阻的关系；
 

4.【答案】B
 

【解析】

【分析】
已知电动机两端的电压和通过的电流，根据公式可求电动机的电功率；已知线圈的电阻和通过的电流，根据计算线圈消耗的功率，总功率减去线圈消耗的功率就是电动机的输出功率。
解决本题的关键是电功率公式及其变形的灵活运用，难点是知道只有在纯电阻电路中电能才完全转化成内能。
【解答】
电动机的电功率：，线圈消耗的功率：，则输出功率：，故B正确，ACD错误。
故选B。  

5.【答案】C
 

【解析】

【分析】
电阻丝是纯电阻，电功等于电热，直接根据焦耳定律公式列式求解即可。
本题是对焦耳定律的直接考查，关键是明确纯电阻电路的电功等于电热，而非纯电阻电路的电功大于电热。
【解答】
电阻丝阻值是1欧，通过2A的电流在6秒内所消耗的电能：，故C正确，ABD错误。
故选C。  

6.【答案】D
 

【解析】

【分析】
本题考查了焦耳定律，正弦式电流的图象和三角函数表达式，交流的峰值、有效值以及它们的关系；交流电的电压、电流、电动势等等物理量都随时间作周期性变化，求解交流电的焦耳热、电功、电功率时要用交流电的有效值，求电量时用平均值。
由图读出电动势的最大值，求出有效值，根据欧姆定律求出外电压的有效值，即为电压表的示数。根据电流方向每个周期改变两次，求出每秒钟方向改变的次数。根据电压有效值求出灯泡消耗的功率。由焦耳定律，由有效值求出发电机焦耳热。
【解答】
A.由，，电压表示数，故A错误；
B.周期，每个周期交流电方向改变两次，则1s内电流方向改变的次数为，故B错误；
C.灯泡实际消耗的功率，故C错误；
D.发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为，故D正确。
故选D。  

7.【答案】A
 

【解析】

【分析】
本题主要考查远程输电及电功率问题，解决本题的关键在于对功率公式的正确应用。
【解答】
由电功率公式可得：

故BCD正确，A错误。
本题选择错误选项，故选A。  

8.【答案】B
 

【解析】

【分析】
本题考查了纯电阻和非纯电阻的区别，了解其定义即可解答。
纯电阻电路就是指电能全部转化为内能，而不转化为其他形式的能量的电路。
【解答】
纯电阻电路就是指电能全部转化为内能，而不转化为其他形式的能量的电路；电风扇、电动机、洗衣机、电冰箱、电解槽和电吹风，除了发热以外，还有其它能量产生，所以这些是非纯电阻电路，白炽灯和电烙铁只产生内能，为纯电阻电路，故符合题意的时B，ACD错误。
故选B。  

9.【答案】C
 

【解析】

【分析】
首先对题目中涉及的物理量有个初步的了解，对于选项中的单位，可根据需要进行相应的换算或转换，排除与生活实际相差较远的选项，找出符合生活实际的答案．
【解答】
A、人正常步行的速度在左右，骑自行车的速度大约在左右，故A错误；
B、中学生的体重在500N左右，跳绳时脚离开地面的高度在左右，跳绳一次克服重力所做的功约为，故B错误；
C、中学生的体重在左右，双脚与地面的接触面积在左右，
站立在水平地面上时对地面的压强为，故C正确；
D、教室一盏日光灯的额定功率约为40W，达不到200W，故D错误。
故选C。  

10.【答案】B
 

【解析】

【分析】
本题考查恒定电流的基础知识，难度不大。
【解答】
A.电动势等于电源未接入电路时两极间的电压，故A错误；
B.电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位，故B正确；
C.电流通过导体时做功越快，则导体的电功率越大，故C错误；
D.导体的电阻率随温度的变化而变化，金属的电阻率随温度的升高而增大，故D错误。
故选B。  

11.【答案】   
 

【解析】解：从表格得到频率为2450MHz、输出功率为700W；
该微波炉所用微波的波长为：
电功率为：
加热食品120s，消耗的电能为：
输出的能量为：
故答案为：，，
从表格得到频率和输出功率，根据求解波长，根据求解电功率。
本题关键是明确明确电磁波的波速与波长关系公式，然后根据求解电功率。
 

12.【答案】减小了；增大了
 

【解析】

【分析】
本题考查了欧姆定律在生活中的具体应用，我们得到的结果应与实际经验相符合，基础题。
根据欧姆定律分析电阻的变化，根据电功率的定义式分析功率的变化。
【解答】
将断了的灯丝重新搭接上，再将这只灯泡再接入原电路中，灯泡两端电压不变，电流增大，根据欧姆定律可知电阻减小。或者根据电阻定律，将断了的灯丝重新搭接上，再将这只灯泡再接入原电路中，灯丝接入电路的长度变短，其电阻变小。
由电功率的定义式，可知，灯泡两端电压不变，电流增大啊，故其实际功率增大。
故答案为：减小了；增大了  

13.【答案】  2000J
 

【解析】解：电流产生的热量为：；
由能量守恒定律可知，10s内电流做功为：；
故答案为：；2000J
由焦耳定律可求得电动机内产生的热量；再由能量守恒定律可求得电动机电流所做的功。
本题考查电功的计算，要注意明确电流所做的功转化为电热和输出的机械功。
 

14.【答案】电  机械  输出功率  输入功率  损耗  100
 

【解析】解：电动机是利用电流来工作，对外做功的机器，所以电动机是把电能转化为机械能的装置。
电动机的输出功率与输入功率之比叫做电动机的效率。
电动机因线圈存在电阻，由焦耳定律知存在内能的损耗，所以电动机工作时，效率不可能达到。
故答案为：电；机械；输出功率；输入功率；损耗；100。
电动机是将电能转化为机械能的装置。电动机的效率为电动机的输出功率与输入功率之比，也可以是机械功与总功的比值。电动机因线圈存在电阻，所以电动机工作时，效率不可能达到。
本题主要考查电动机的作用和电动机的效率，关键是搞清楚电动机的工作原理，并明白为什么电动机的效率不可能达到。
 

15.【答案】3  ， 
 

【解析】

【分析】
由铭牌数据可直接得到工作电压，结合求解工作电流。
从铭牌获得正确信息是求解的关键。
【解答】
台灯铭牌上标“3V，”即该台灯正常工作的电压3V和电功率，根据电功率计算公式，可得正常工作的电流。
故答案为：3  ，  。  

16.【答案】；10
 

【解析】

【分析】
本题考查了求解交变电压有效值的方法，交变电压的峰值和有效值的关系。
根据电流的发热功率公式求交流电的电压有效值，再根据峰值与有效值的关系求解。
【解答】
当电阻器的两端加直流电压时，有，当电阻器的两端加正弦式交流电压时，设交流电压的有效值为，有，联立以上两式解得，其最大值。
故答案为：；10。  

17.【答案】


 

【解析】

【分析】
本题考查灯泡伏安特性曲线的实验，要注意明确实验原理，知道本实验中应采用滑动变阻器分压接法和电流表外接法，同时注意灯泡特性曲线为曲线，不能直接利用欧姆定律求解，应通过图象进行分析。
根据实验原理可明确实验中滑动变阻器以电流表的接法，从而得出电路图；
根据表中数据利用描点法可得出对应的伏安特性曲线；
作出电源的伏安特性曲线，两图象的交点为灯泡的工作点，则由可求得实际功率。
【解答】
本实验中需要由零开始调节电流，故应采用滑动变阻器分压接法，同时灯泡内阻较小，故采用电流用表外接法；如图所示：
；
根据表中数据利用描点法可得出对应的图象如图所示；

在灯泡伏安特性曲线中作出电源的伏安特性曲线，如图所示，则可知灯泡的工作电压为，电流为，则功率。
故答案为：见解析图；见解析图；。  

18.【答案】解：电流所做的功为： 
 
线圈上产生的热量为： 
 
根据能量守恒定律，电动机输出的机械能： 

 

【解析】电动机为非纯电阻，电动机在工作时，把电能转化成机械能的同时，还有一部分电能转化成了热能，并且线圈与电动机串联。
已知通过电动机的电流、电动机两端的电压和时间，可利用公式计算电动机消耗的电能。 
已知电动机线圈的电阻、通过线圈的电流和时间，可利用公式计算线圈产生的热量。
已知电动机消耗的电能和线圈产生的热量，便可以计算出电动机做的机械功。
 

19.【答案】解：电动机的输入功率  W；
电动机提升重物的机械功率
根据能量关系，得生热的功率 W
所生热量  J； 
由焦耳定律，得线圈电阻。
 

【解析】电动机是非纯电阻电路，电动机总功率等于输出功率与热功率之和。
由求出电动机的输入功率；
电动机总功率等于热功率与输出功率之和，由求出电动机的输出功率，然后求出线圈的热功率；
由焦耳定律的变形公式求出线圈电阻。