人教版 (2019)必修 第三册电路中的能量转化精品同步训练题

这是一份人教版 (2019)必修 第三册电路中的能量转化精品同步训练题，文件包含人教版2019高中物理必修三第十二章121举一反三训练原卷版docx、人教版2019高中物理必修三第十二章121举一反三训练解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共19页， 欢迎下载使用。
一、核心知识点梳理
知识点1：电功和电功率
1.电功(W)
定义：电流在一段电路中所做的功。
实质：电能转化为其他形式能的过程。
计算公式：
W=UIt（普适公式）
单位：焦耳(J)，常用单位：千瓦时(kW·h)，1kW·h=3.6×10⁶J
2.电功率(P)
定义：单位时间内电流所做的功。表示电流做功的快慢。
计算公式：
P=W/t=UI（普适公式）
单位：瓦特(W)
知识点2：焦耳定律与热功率
1.内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比。
2.公式：
Q=I²Rt（实验定律）
单位：焦耳(J)
3.热功率(P热)
定义：单位时间内的发热量。
公式：
P热=Q/t=I²R
知识点3：电路的能量转化——纯电阻电路vs非纯电阻电路
核心要点：
UI是电路消耗的总功率。
I²R是电阻上的发热功率。
只有在纯电阻电路中，UI=I²R才成立。
对于非纯电阻电路，计算热量唯一、必须使用Q=I²Rt。
【题型1：纯电阻电路的计算】
例1.如图所示是电饭煲及其内部的简化电路图，电源内阻可忽略，下列说法正确的是（ ）
A．开关S接通时，电饭煲处于保温状态
B．若，则保温时，的热功率等于968W
C．若，则、均工作时的热功率之比为5∶4
D．若在保温状态下的功率是加热状态下的一半，则
【举一反三】：
1.将一个“6V，6W”的小灯甲连接在内阻不能忽略的电源上，小灯恰好正常发光，现改将一个“6V，3W”的小灯乙连接到同一电源上，则（ ）
A．小灯乙可能正常发光B．小灯乙可能因电压过高而烧毁
C．小灯乙可能因电压较低而不能正常发光D．小灯乙一定正常发光
2.定值电阻R1、R2、R3的阻值均为2Ω，在电路中允许消耗的电功率的最大值分别为10W、10W、2W，现将这三个电阻按照如图所示的方式连接，则这部分电路消耗的电功率的最大值为（ ）
A．22 WB．12 WC．15 WD．16 W
3.如图所示，电源电压为5V，灯泡标有“3V 1.5W”字样（不计温度对灯丝电阻的影响），滑动变阻器R的规格为“20Ω 1A”，定值电阻，电压表量程“0～3V”，电流表量程为“0～0.6A”。在电路安全的情况下，下列判断正确的是（ ）
A．只闭合开关S、S1时，向左移动滑动变阻器的滑片，灯泡的亮度变暗
B．只闭合开关S、S1时，滑动变阻器R允许接入电路的阻值范围是4Ω～20Ω
C．只闭合开关S、S2时，整个电路消耗电功率的范围是0.625W～1.25W
D．只闭合开关S、S2时，在安全范围内向右移动滑片的过程中，电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值在增大
【题型2：非纯电阻电路的计算】
例2.如图所示，电源的电动势、内阻，小型直流电动机M的内阻。闭合开关S后，电动机M正常转动，理想电流表的示数为，则电动机M的机械功率为（ ）
A．8WB．12WC．20WD．24W
【举一反三】：
1.如图所示，一个标有“2.5V，1W”字样的的小灯泡与一个电动机串联在一起连接在电源电动势为E=9V的电源上，电源内阻不计。闭合开关后小灯泡和电动机都能正常工作。已知电动机的线圈电阻为r=1Ω，则电动机输出的机械功率为（ ）
A．2.44WB．2.6WC．36WD．42.25W
2.如图所示，电源电动势，内阻，电动机内阻，闭合开关S，小灯泡L恰好正常发光，电动机正常工作，此时理想电压表示数为8.0V，理想电流表示数为1A，下列说法正确的是（ ）
A．小灯泡额定功率为8WB．电动机正常工作时发热功率为0.25W
C．电源的输出功率为18WD．电动机正常工作时其输出的机械功率为8W
3.如图所示，电解槽和电阻丝R并联后接到电源上，电源内阻r = 1Ω，电阻丝电阻R = 20Ω，电解槽内阻r′ = 0.5Ω。当S1闭合、S2断开时，电阻丝消耗功率为720W；S1、S2都闭合时，电阻丝消耗功率为500W，下列说法正确的是（ ）
A．电源电动势为120V
B．S1、S2闭合时，流过电解槽的电流大小为26A
C．S1、S2闭合时，1s内电解槽中有1879.5J的电能转化为化学能
D．S1、S2闭合时，电解槽中电能转化成化学能的效率为87%
【题型3：综合应用（混联电路中的功率分配）】
例3.如图所示，电源电动势E=6V，内阻r=2Ω，定值电阻R1=1Ω，R2=4Ω，当滑动变阻器接入电路的电阻为12Ω时，滑动变阻器的功率为（ ）
A．2WB．1.5W
C．0.75WD．0.5W
【举一反三】：
1.如图所示的电路，4个电阻乙、丙、戊、己的阻值均为，两个电阻丁、庚的阻值均为，还有一个电阻甲的阻值为，将、与电源相连，已知甲的电流为1A，下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙、丙串联的总电阻为3Ω
B．电路的总电阻为2Ω
C．电阻丁两端的电压为2V
D．除电阻庚之外，其他6个电阻的热功率之和为8W
2.现有标有“110V 40W”的灯泡L1和标有“110V 100W”的灯泡L2及一只最大阻值为500Ω的滑动变阻器R，将它们接在220V的电路中，在如图所示的几种接法中，为了保证两个灯泡可以正常发光，且消耗功率最小的电路是（ ）
A． B．
C． D．
3.如图所示，电路中灯泡均正常发光，阻值分别为，，，，电源电动势，内阻不计，四个灯泡中消耗功率最大的是（ ）
A．B．C．D．
电路类型
纯电阻电路
非纯电阻电路
能量转化
电能全部转化为内能（热能）
电能主要转化为其他形式的能（如机械能、化学能）
实例
电炉、白炽灯、电烙铁、电阻器
电动机、电解槽、充电电池
电功与电热的关系
W=Q
W>Q
计算公式
W=Q=UIt=I²Rt=(U²/R)t
P=P热=UI=I²R=U²/R
W=UIt（总功）
Q=I²Rt（热功）
E其他=W-Q=UIt-I²Rt（其他能）
欧姆定律
适用 U=IR
不适用 U>IR或U≠IR