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人教版 (2019)必修 第三册1 电路中的能量转化精品练习
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这是一份人教版 (2019)必修 第三册1 电路中的能量转化精品练习，共4页。试卷主要包含了单项选择题，双项选择题，解答题等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题（共4小题；共16分）
1. 如图所示是一个电热水壶的铭牌。某同学利用所学知识，结合该铭牌上获取的信息，得出该电热水壶
A. 只能在 220 V 电压下工作
B. 正常工作 5 min 耗电约 0.5 kW⋅h
C. 正常工作时的电流约为 6.8 A
D. 用多用电表测量其电阻值约为 32 Ω
2. 一个用半导体材料制成的电阻器 D，其电流 I 随它两端电压 U 变化的关系图象如图甲所示，若将它与两个标准电阻 R1 、 R2 并联后接在电压恒为 U 的电源两端，3 个用电器消耗的电功率均为 P。现将它们连接成如图乙所示的电路，接在电压为 U 的电源两端，设电阻器 D 利电阻 R1 、 R2 消耗的电功率分别是 PD 、 P1 、 P2，它们之间的关系为
A. P1=4P2B. PD=P4C. PD=P2D. P1<4P2
3. 电热水壶已进入千家万户，极大地方便了我们的生活。如果将一电热水壶接在 220 V 的电源两端，经时间 t0 电热水壶的开关自动切断，假设热量的损失不计、电热丝的阻值不受温度的影响。则
A. 如果将电热水壶接在 110 V 的电源两端，需经 2t0 的时间电热水壶的开关自动切断
B. 如果将电热水壶接在 110 V 的电源两端，需经 16t0 的时间电热水壶的开关自动切断
C. 如果将电热水壶接在 55 V 的电源两端，需经 4t0 的时间电热水壶的开关自动切断
D. 如果将电热水壶接在 55 V 的电源两端，需经 16t0 的时间电热水壶的开关自动切断
4. 一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为 220 V 的交流电源上（其内电阻可忽略不计），均正常工作．用电流表分别测得通过电饭煲的电流是 5.0 A，通过洗衣机电动机的电流是 0.50 A，则下列说法中正确的是
A. 电饭煲的电阻为 44 Ω，洗衣机电动机线圈的电阻为 440 Ω
B. 电饭煲消耗的电功率为 1555 W，洗衣机电动机消耗的电功率为 155.5 W
C. 1 min 内电饭煲消耗的电能为 6.6×104 J，洗衣机电动机消耗的电能为 6.6×103 J
D. 电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的 10 倍
二、双项选择题（共1小题；共4分）
5. 如图所示，把四个相同的灯泡接成甲、乙两种电路后，灯泡都正常发光，且两个电路的总功率相等，则关于这两个电路中的 U甲 、 U乙 和 R甲 、 R乙 之间的关系，正确的是
A. U甲>2U乙B. U甲=2U乙C. R甲=4R乙D. R甲=2R乙
三、解答题（共1小题；共13分）
6. 国庆期间群众游行队伍中的国徽彩车，不仅气势磅礴，而且还是一辆电动车，充一次电可以行驶 100 千米左右。假设这辆电动彩车的总质量为 6.75×103 kg，它匀速通过天安门前 500 m 的检阅区域用时 250 s，驱动电机的输入电流 I=10 A，电压为 300 V，电动彩车行驶时所受阻力为车重的 150。g 取 10 m/s2，其他摩擦不计，只考虑驱动电机的线圈发热损耗的能量，求：
（1）驱动电机的输入功率；
（2）电动彩车通过天安门前时，牵引电动彩车前进的机械功率；
（3）驱动电机的内阻和机械效率。
答案
第一部分
1. C
【解析】从铭牌上可获取额定功率 P=1500 W ，额定电压 U=220 V 。电热水壶可以在低于 220 V 电压下工作，选项A错误；正常工作 5 min 耗电 W=Pt=1.5×560 kW⋅h=0.125 kW⋅h ，选项B错误；正常工作时的电流 I=PU≈6.8 A ，选项C正确；其正常工作时的电阻 R=U2P≈32 Ω ，则在冷态时用多用电表测量其电阻值应远小于 32 Ω ，选项D错误。
2. D
【解析】由于电阻器 D 与两个标准电阻 R1 、 R2 并联后接在电压恒为 U 的电源两端时，三者功率相同，则此时三者电阻相同。当三者按照题图乙所示电路连接时，电阻器 D 两端的电压小于 U，由题图甲可知，电阻器 D 的电阻增大，则有 RD>R1=R2，而 RD 与 R2 并联，两端电压相等，根据 P=U2R，可知 PD按题图乙方式连接后，由欧姆定律可知，电流 ID由于电阻器 D 与电阻 R2 并联的总电阻 R并3. D
【解析】根据公式 Q=U2Rt 知，煮沸一壶水所需的热量为 Q=U2Rt0。当电压变为原来的 12 时，所需热量没变，因此加热时间要变为原来的 4 倍，即 4t0，A、B错误；
当电压变为原来的 14 时，加热时间要变为原来的 16 倍，即 16t0，C错误，D正确。
4. C
【解析】由于电饭煲是纯电阻元件，所以
R1=UI1=44 Ω，P1=UI1=1100 W
其在 1 min 内消耗的电能
W1=UI1t=6.6×104 J
洗衣机为非纯电阻元件，所以
R2≠UI2，P2=UI2=110 W
其在 1 min 内消耗的电能
W2=UI2t=6.6×103 J
其热功率 P热≠P2，所以电饭煲发热功率不是洗衣机电动机发热功率的 10 倍。
第二部分
5. B， C
【解析】设灯泡正常工作时两端电压为 U，通过的电流为 I，则有 U甲I=U乙×2I，得 U甲=2U乙，A错误，B正确；因两电路的总功率相等，又知四个灯泡相同且均正常发光，则它们的实际功率相等，可得两电阻的功率也相等，则有 I2R甲=(2I)2R乙，得 R甲=4R乙，C正确，D错误。
第三部分
6. （1） 3000 W
【解析】驱动电机的输入功率 P入=UI=300×10 W=3000 W；
（2） 2700 W
【解析】电动彩车通过检阅区域时的速度 v=xt=2 m/s
电动彩车行驶时所受阻力 f=150mg=150×6.75×103×10 N=1.35×103 N
电动彩车匀速行驶时牵引力 F=f，故电动彩车通过天安门前时牵引电动彩车前进的机械功率 P机=Fv=2700 W
（3） 3 Ω；90%
【解析】设驱动电机的内阻为 R，由能量守恒定律得 P入t=P机t+I2Rt 解得 R=3 Ω 驱动电机的机械效率 η=P机P入×100%=90%。
一、单项选择题（共4小题；共16分）
1. 如图所示是一个电热水壶的铭牌。某同学利用所学知识，结合该铭牌上获取的信息，得出该电热水壶
A. 只能在 220 V 电压下工作
B. 正常工作 5 min 耗电约 0.5 kW⋅h
C. 正常工作时的电流约为 6.8 A
D. 用多用电表测量其电阻值约为 32 Ω
2. 一个用半导体材料制成的电阻器 D，其电流 I 随它两端电压 U 变化的关系图象如图甲所示，若将它与两个标准电阻 R1 、 R2 并联后接在电压恒为 U 的电源两端，3 个用电器消耗的电功率均为 P。现将它们连接成如图乙所示的电路，接在电压为 U 的电源两端，设电阻器 D 利电阻 R1 、 R2 消耗的电功率分别是 PD 、 P1 、 P2，它们之间的关系为
A. P1=4P2B. PD=P4C. PD=P2D. P1<4P2
3. 电热水壶已进入千家万户，极大地方便了我们的生活。如果将一电热水壶接在 220 V 的电源两端，经时间 t0 电热水壶的开关自动切断，假设热量的损失不计、电热丝的阻值不受温度的影响。则
A. 如果将电热水壶接在 110 V 的电源两端，需经 2t0 的时间电热水壶的开关自动切断
B. 如果将电热水壶接在 110 V 的电源两端，需经 16t0 的时间电热水壶的开关自动切断
C. 如果将电热水壶接在 55 V 的电源两端，需经 4t0 的时间电热水壶的开关自动切断
D. 如果将电热水壶接在 55 V 的电源两端，需经 16t0 的时间电热水壶的开关自动切断
4. 一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为 220 V 的交流电源上（其内电阻可忽略不计），均正常工作．用电流表分别测得通过电饭煲的电流是 5.0 A，通过洗衣机电动机的电流是 0.50 A，则下列说法中正确的是
A. 电饭煲的电阻为 44 Ω，洗衣机电动机线圈的电阻为 440 Ω
B. 电饭煲消耗的电功率为 1555 W，洗衣机电动机消耗的电功率为 155.5 W
C. 1 min 内电饭煲消耗的电能为 6.6×104 J，洗衣机电动机消耗的电能为 6.6×103 J
D. 电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的 10 倍
二、双项选择题（共1小题；共4分）
5. 如图所示，把四个相同的灯泡接成甲、乙两种电路后，灯泡都正常发光，且两个电路的总功率相等，则关于这两个电路中的 U甲 、 U乙 和 R甲 、 R乙 之间的关系，正确的是
A. U甲>2U乙B. U甲=2U乙C. R甲=4R乙D. R甲=2R乙
三、解答题（共1小题；共13分）
6. 国庆期间群众游行队伍中的国徽彩车，不仅气势磅礴，而且还是一辆电动车，充一次电可以行驶 100 千米左右。假设这辆电动彩车的总质量为 6.75×103 kg，它匀速通过天安门前 500 m 的检阅区域用时 250 s，驱动电机的输入电流 I=10 A，电压为 300 V，电动彩车行驶时所受阻力为车重的 150。g 取 10 m/s2，其他摩擦不计，只考虑驱动电机的线圈发热损耗的能量，求：
（1）驱动电机的输入功率；
（2）电动彩车通过天安门前时，牵引电动彩车前进的机械功率；
（3）驱动电机的内阻和机械效率。
答案
第一部分
1. C
【解析】从铭牌上可获取额定功率 P=1500 W ，额定电压 U=220 V 。电热水壶可以在低于 220 V 电压下工作，选项A错误；正常工作 5 min 耗电 W=Pt=1.5×560 kW⋅h=0.125 kW⋅h ，选项B错误；正常工作时的电流 I=PU≈6.8 A ，选项C正确；其正常工作时的电阻 R=U2P≈32 Ω ，则在冷态时用多用电表测量其电阻值应远小于 32 Ω ，选项D错误。
2. D
【解析】由于电阻器 D 与两个标准电阻 R1 、 R2 并联后接在电压恒为 U 的电源两端时，三者功率相同，则此时三者电阻相同。当三者按照题图乙所示电路连接时，电阻器 D 两端的电压小于 U，由题图甲可知，电阻器 D 的电阻增大，则有 RD>R1=R2，而 RD 与 R2 并联，两端电压相等，根据 P=U2R，可知 PD
【解析】根据公式 Q=U2Rt 知，煮沸一壶水所需的热量为 Q=U2Rt0。当电压变为原来的 12 时，所需热量没变，因此加热时间要变为原来的 4 倍，即 4t0，A、B错误；
当电压变为原来的 14 时，加热时间要变为原来的 16 倍，即 16t0，C错误，D正确。
4. C
【解析】由于电饭煲是纯电阻元件，所以
R1=UI1=44 Ω，P1=UI1=1100 W
其在 1 min 内消耗的电能
W1=UI1t=6.6×104 J
洗衣机为非纯电阻元件，所以
R2≠UI2，P2=UI2=110 W
其在 1 min 内消耗的电能
W2=UI2t=6.6×103 J
其热功率 P热≠P2，所以电饭煲发热功率不是洗衣机电动机发热功率的 10 倍。
第二部分
5. B， C
【解析】设灯泡正常工作时两端电压为 U，通过的电流为 I，则有 U甲I=U乙×2I，得 U甲=2U乙，A错误，B正确；因两电路的总功率相等，又知四个灯泡相同且均正常发光，则它们的实际功率相等，可得两电阻的功率也相等，则有 I2R甲=(2I)2R乙，得 R甲=4R乙，C正确，D错误。
第三部分
6. （1） 3000 W
【解析】驱动电机的输入功率 P入=UI=300×10 W=3000 W；
（2） 2700 W
【解析】电动彩车通过检阅区域时的速度 v=xt=2 m/s
电动彩车行驶时所受阻力 f=150mg=150×6.75×103×10 N=1.35×103 N
电动彩车匀速行驶时牵引力 F=f，故电动彩车通过天安门前时牵引电动彩车前进的机械功率 P机=Fv=2700 W
（3） 3 Ω；90%
【解析】设驱动电机的内阻为 R，由能量守恒定律得 P入t=P机t+I2Rt 解得 R=3 Ω 驱动电机的机械效率 η=P机P入×100%=90%。
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