物理必修 第三册1 电路中的能量转化精品一课一练

这是一份物理必修 第三册1 电路中的能量转化精品一课一练，共12页。试卷主要包含了 如图有一内电阻为4等内容，欢迎下载使用。

A. 白炽灯的电阻随电压的增大而减小
B. 在A点，白炽灯的电阻可表示为tan β
C. 在A点，白炽灯的电功率可表示为U0I0
D. 在A点，白炽灯的电阻可表示为
2. 如图为某两个电阻的U-I图像，则R1：R2，把两电阻串联后接入电路，则消耗功率P1：P2，并联后接入电路，消耗功率之比，分别为（ ）
A. 2∶1、 2∶1 、1∶2B. 2∶1 、1∶2 、2∶1
C. 1∶2 、1∶2、 2∶1D. 1∶2 、2∶1、 1∶2
3. 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，接在该电源的两端，设电阻器D和电阻R1、R2消耗的电功率分别是PD、P1、P2，则下列说法中正确的是( )
A. P1＝4P2B. PD＝C. PD＝P2D. P1＜4P2
4. 四盏灯泡接成如图所示的电路．a、c灯泡的规格为“220V 40W”，b、d灯泡的规格为“220V 100W”，各个灯泡的实际功率都没有超过它的额定功率．则下列选项正确的是（ ）
A. B.
C. D.
5. 关于电功W和电热Q的说法正确的是（ ）
A. 在任何电路中都有W＝UIt、Q＝I2Rt，且W＝Q
B. 在任何电路中都有W＝UIt、Q＝I2Rt，但W不一定等于Q
C. W＝UIt、Q＝I2Rt均只有在纯电阻电路中才成立
D. W＝UIt在任何电路中都成立，Q＝I2Rt只在纯电阻电路中才成立
6. 如图所示，电动机M的线圈电阻为r，接入电压恒为U的电源时，电动机正常工作，此时电动机中通过的电流为I、消耗的电功率为P、线圈电阻的发热功率为P热、输出的机械功率为P出．则下列关系式正确的是
A. B. P=IU+I2r
C. D. P出=IU-I2r
7. 如图有一内电阻为4.4 Ω的电解槽和一盏标有“110V 60 W”的灯泡串联后接在电压为220V的直流电路两端，灯泡正常发光，则( )．
A. 电解槽消耗的电功率为120W
B. 电解槽消耗的电功率为60W
C. 电解槽的发热功率为60W
D. 电路消耗的总功率为60W
8. 一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为的交流电源上（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5.0A，通过洗衣机电动机的电流是，则下列说法中正确的是（ ）
A. 电饭煲的电阻为，洗衣机电动机线圈的电阻为
B. 电饭煲消耗的电功率为，洗衣机电动机消耗的电功率为
C. 内电饭煲消耗的电能为，洗衣机电动机消耗的电能为
D. 电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍
9. 如图所示是某款理发用的电吹风的电路图，它主要由电动机M和电热丝R构成．当闭合开关S1、S2后，电动机驱动风叶旋转，将空气从进风口吸入，经电热丝加热，形成热风后从出风口吹出．已知电吹风的额定电压为220 V，吹冷风时的功率为120 W，吹热风时的功率为1 000 W．关于该电吹风，下列说法正确的是( )
A. 电热丝的电阻为55Ω
B. 电动机的电阻为Ω
C. 当电吹风吹冷风时，电热丝每秒钟消耗的电能为1 000 J
D. 当电吹风吹热风时，电动机每秒钟消耗的电能为1 000 J
10. 长为L的均匀金属丝总电阻为R，弯成如图所示的圆形闭合导线环，A、B、C、D四点将圆环等分。将A、C两点接入电压恒为U的电源上时，圆环消耗的功率为P。若将A、B两点接入同样的电源上时，圆环消耗的功率为
A. B. C. D. 2P
11. A、B为“220 V 100 W”的两盏相同的灯泡，C、D为“220 V 40 W”的两盏相同的灯泡.现将四盏灯泡接成3.如图所示的电路，并将两端接入电路，各灯实际功率分别为PA、PB、PC、PD.则实际功率的大小关系为( )
A. PA＝PB，PC＝PD
B. PA＝PD＞PB＝PC
C. PD＞PA＞PB＞PC
D. PB＞PC＞PD＞PA
12. 如图所示，用输出电压为1.4 V、输出电流为100 mA的充电器对内阻为2 Ω的镍—氢电池充电．下列说法正确的是（ ）
A. 电能转化为化学能的功率为0.12 W
B. 充电器输出的电功率为0.14 W
C. 充电时，电池消耗的热功率为0.02 W
D. 充电器把0.14 W的功率储存在电池内
13. 如表列出了某品牌电动自行车及所用电动机的主要技术参数，不计其自身机械损耗。若该车在额定状态下以最大运行速度行驶，则（ ）
A. 电动机的输入功率为576W
B. 电动机的内电阻为4Ω
C. 该车获得的牵引力为104N
D. 该车受到的阻力为63N
14. 如图所示，一台电动机提着质量为m的物体，以速度v匀速上升。已知电动机线圈的电阻为R，电源电动势为E，通过电源的电流为I，当地重力加速度为g，忽略一切阻力及导线电阻，则( )
A. 电源内阻
B. 电源内阻
C. 如果电动机转轴被卡住而停止转动，较短时间内电源消耗的功率将变大
D. 如果电动机转轴被卡住而停止转动，较短时间内电源消耗的功率将变小
15. 如图所示，M为电动机，N为电炉子，电炉子的电阻R=4Ω，电动机的内阻r=1Ω，恒定电压U=12V。当S1闭合、S2断开时，电流表A示数为I1；当S1、S2同时闭合时，电流表A示数为I2=5A；求：
(1)示数I1及电炉子发热功率各多大；(2)电动机的输出功率是多少？
16. 如图所示为电动机提升重物的装置，电动机线圈电阻为r=1 Ω，电动机两端电压为5 V，电路中的电流为1 A，物体A重20 N，不计摩擦力，求：
（1）电动机线圈电阻上消耗的热功率是多少？
（2）电动机的输入功率和输出功率各是多少？
（3）10 s内，可以把重物A匀速提升多高？
（4）这台电动机的机械效率是多少？
参考答案
1. CD
【详解】A.由图示图象可知，随电压增大，通过灯泡的电流增大，电压与电流的比值增大，灯泡电阻变大，故A错误；
B.在A点，白炽灯的电阻：
由于纵坐标与横坐标的标度可能不同，所以不能用计算电阻值，更不能用计算，故B错误
C.在A点，白炽灯的电功率：
故C正确；
D.由欧姆定律可知，在A点，白炽灯的电阻：
故D正确.
2. A
【详解】根据U-I图线，电压相等时，电流和电阻成反比，则
串联电路的特点是：电流处处相等，电功率和电阻成正比，则把两电阻串联后接入电路，消耗功率之比为
并联电路的特点是：各部分电压相等，电功率和电阻成反比，则并联后接入电路，消耗功率之比
故选A。
3.D
【详解】AD.由欧姆定律可知，电流ID＜I2，又I1＝I2＋ID，故I1＜2I2，根据P＝I2R，则有P1＜4P2；A错误，D正确.
B.由于电阻器D与电阻R2的并联电阻R＜R1，所以D两端的电压小于，且D阻值变大，则PD＜；B错误.
C.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，则此时三者电阻相等．当三者按照题图乙所示的电路连接时，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，电压相等，根据P＝，则有PD＜P2；C错误.
4. A
【详解】由题意可知，故，由串联电路的特点可知
根据,故
，，，
所以
选A正确，BCD错误；
故选A．
5. B
【分析】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
【详解】非纯电阻中，用来求电功，用来求电热，但W>Q；只有在纯电阻电路，根据能量守恒电功和电热电相等，电功可用公式计算，也可用公式计算，可用于任何电路求总电功，而可以适用任何电路求热功，故B正确，A、C、D错误；
故选B。
6. D
【详解】电动机为非纯电阻用电器，电动机中通过的电流为，它消耗的电能一部分转化成机械能一部分自身发热，线圈电阻的发热功率，消耗的电功率为，所以根据能量守恒得出
故选D。
7. B
【详解】A,B项：由于灯泡正常发光，所以电解槽的电压应该和灯泡两端的电压是相等的，都是110V ，由于电解槽和灯泡串联，它们的电流相等，所以 ,所以电解槽的输入功率为：，所以A错误．B项正确
C项、电解槽的发热功率为：，所以C项错误
D项、电路消耗总功率为为：,所以D错误．
故选项B正确
综上所述：本题答案为B
8. C
【详解】由于电饭煲是纯电阻元件，所以
其在内消耗的电能
洗衣机为非纯电阻元件，所以
其在内消耗的电能
其热功率
所以电饭煲发热功率不是洗衣机电动机发热功率的10倍。
故选C。
9. A
【详解】A.电机和电阻并联，当吹热风时，电阻消耗的功率为P=P热-P冷=1000-120W=880W，由可知
；
故A正确.
B.电机为非纯电阻电路故不能用求出阻值；故B错误.
C.当电吹风吹冷风时，电热丝处于断路状态，没有电流通过，电热丝每秒钟消耗的电能为0；故C错误.
D.当电吹风吹热风时，电动机M和电热丝R并联，电动机的功率为120W，所以每秒钟消耗的电能Q=Pt=120×1=120J；故D错误.
10. A
【详解】设金属环每一等分的电阻为R，则当A、C点接入电路中时总电阻：R1=R；当AB点接入电路中时总电阻
由功率公式P=得到：P2：P1=R1：R2=4：3，又P1=P得到P2=P
故选A。
11. C
【详解】根据得：RA＝RB＝=484Ω，RC＝RD＝=1210Ω；由电路图可知，BC并联，所以电压相等，根据P＝可知：PB＞PC；AD串联，电流相等，根据P=I2R可知，PD＞PA；AD的电流大于BC的电流，根据P=I2R可知：PA＞PB，PD＞PC；所以PD＞PA＞PB＞PC；故选C.
12. ABC
【详解】AD.转化为化学能的功率为P化＝P总－P热＝0.12 W；则充电器把0.12 W的功率储存在电池内，故A正确，D错误.
C.电池充电时的热功率为P热＝I2r＝0.02 W，选项C正确；
B.充电器对电池的充电功率为P总＝UI＝0.14 W，选项B正确；
13. AD
【详解】A．电动机的输入功率为
P入=UI=48×12W=576W
故A正确；
B．电动机的发热功率为
Q=I2r=P入-P出
代入数据解得
r≈1.6Ω
故B错误；
CD．由
vmax=20km/h=m/s
根据
P出=Fv大
解得
F=63N
且当该车速度最大时
F=f=63N
故C错误，D正确。
故选AD。
14. BC
【详解】A．含有电动机的电路不是纯电阻电路，欧姆定律不再适用，A错误；
B．由能量守恒定律可得
EI＝I2r＋mgv＋I2R
解得
B正确；
CD．如果电动机转轴被卡住，则
E＝I′(R＋r)
电流增大，较短时间内，电源消耗的功率变大，较长时间的话，会出现烧坏电源和电动机的现象，C正确，D错误。
故选BC。
15. 【答案】(1)3A；36W；(2)20W
【详解】(1)电炉子为纯电阻元件，由欧姆定律得
其发热功率为
PR=UI1=12×3=36W
(2)当S1、S2同时闭合时，流过电动机的电流为
I3=I2-I1=2A
电动机为非纯电阻元件，由能量守恒定律得
UI3=P+I32r
代入数据解得
P=20W
16.【答案】(1)1 W (2)5 W 4 W (3)2 m (4)80%
【详解】电动机工作时，其电路为非纯电阻电路，它从电源获取的功率一部分转化为线圈的热功率，另一部分转化为电动机的机械功率．
（1）电动机线圈上消耗的热功率为
P热＝I2r＝1 W
（2）电动机的输入功率就是电流通过电动机做功的功率，即
P入＝UI＝5×1 W＝5 W
电动机的输出功率就是电动机对外做机械功的功率，根据P入＝P出＋P热
得P出＝P入－P热＝5 W－1 W＝4 W
（3）设物体A的重力为G，t＝10s内物体上升的高度为h，根据能量守恒定律得P出t＝Gh
h＝＝m＝2 m
（4）这台电动机的机械效率为
η＝×100%＝×100%＝80%
自重
40kg
额定电压
48V
载重
75kg
额定电流
12A
最大行驶速度
20km/h
额定输出功率
350W