高中物理电路中的能量转化同步训练题

这是一份高中物理电路中的能量转化同步训练题，文件包含人教版必修第三册高二物理同步导学案121电路中的能量转化解析版docx、人教版必修第三册高二物理同步导学案121电路中的能量转化原卷版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共24页， 欢迎下载使用。
一、电功和电功率
1.电热水壶工作时，① 能转化为② 能。
2.在恒定电场中，电流做功的实质是导体中的恒定电场对自由电荷的③ 在做功。
3.若通过热水壶的电流为，热水壶两端的电压为，经过时间电流做的功④ ，电功率⑤ 。
二、焦耳定律
1.焦耳定律的内容和表达式。
（1）内容：⑥
（2）表达式⑦
2.电流的发热功率⑧
三、电路中的能量转化
1.电动机接上电源后，会带动风扇转动，从能量转化与守恒的角度看，电动机从电源获得的能量，一部分转化为⑨ ，一部分转化为⑩ 。
2.设电动机消耗的功率为，电动机对外做功，输出的功率为，另外，电动机工作时自身也有能量损失，对应的功率为，他们之间满足⑪ 。
3.设电动机两端的电压为，通过电动机线圈的电流为，可知⑫
4.电动机刚停止工作时，我们发现外壳是热的，说明工作时有电能转化为内能。设电动机线圈的电阻为，可知⑬
5.电动机线圈有电阻，所以有一部分电能转化为内能，而这一部分属于能量损失，忽略摩擦以及空气阻力，则有⑭
6.正在充电的电池，电能除了转化为⑮ 之外，还有一部分转化为⑯ 。
【方法突破】
一、电功、电热与焦耳定律的理解
1.电功与电功率:
电流做功的实质是导体中的恒定电场对自由电荷的静电力在做功。静电力对自由电荷做功的过程,就是电荷的电势能转化为其他形式的能的过程。
(1)电功的计算公式:W=UIt=Pt。
(2)电功的单位:在国际单位制中电功的单位是焦耳,常用单位还有“度”,1度=1千瓦时=3.6×106焦耳。
2.焦耳定律:
(1)推导:设导体的电阻为R,通过的电流为I,由欧姆定律可知,导体两端的电压U=IR,又因为Q=W=UIt,可得,Q=I2Rt。
(2)注意:焦耳定律是实验规律,这里的推导过程只是为了方便大家理解。
(3)在推导过程中用到Q=W,即电热等于电功,但其实在非纯电阻电路中,焦耳定律依然成立。
【例1】关于四个公式①P＝UI；②P＝I2R；③P＝；④P＝，下列叙述正确的是（ ）
A．公式①④适用于任何电路的电功率的计算
B．公式②③适用于任何电路的电功率的计算
C．公式①②③适用于任何电路的电功率的计算
D．以上均不正确
【针对训练1】电炉通电后，电炉丝热得发红，而跟电炉连接的铜导线却不那么热，这是因为( )
A．通过铜导线的电流小，所以它消耗的电能也较少
B．电炉丝和铜导线消耗的电能相同，但铜导线散热快，所以就不那么热
C．通过电炉丝的电流大，所以它消耗的电能较多
D．铜导线电阻较小，所以它消耗的电能较少
二、串并联电路中的电功率
提醒：无论是串联电路还是并联电路，电路消耗的总功率等于各电阻消耗的功率之和。
【例2】两电阻、，若同时接于同一电路中，两者消耗的电功率相等，其连接方式可能是（ ）．
A．串联一个16Ω的电阻后再与并联
B．串联一个8Ω的电阻后再与并联
C．并联一个9Ω的电阻后再与串联
D．并联一个6Ω的电阻后再与串联
【针对训练2】如图所示，一个电阻R和一个灯泡L串联接在电压恒为U的电源上，电路中的电流为I,电阻R两端的电压为U1，电功率为P1；灯泡两端的电压为U2，电功率为P2，则下列关系式正确的是( )
A．B．C．D．
三、纯电阻电路和非纯电阻电路
1.纯电阻电路:电流通过纯电阻电路做功时,电能全部转化为导体的内能。
2.非纯电阻电路:含有电动机或电解槽等的电路称为非纯电阻电路。在非纯电阻电路中,电流做功将电能除了部分转化为内能外,还转化为机械能或化学能等其他形式的能。
3.纯电阻电路和非纯电阻电路的比较:
4.说明:
(1)W=UIt、P电=UI适用于任何电路计算电功和电功率。
(2)Q=I2Rt、P热=I2R适用于任意电路计算电热和热功率。
(3)只有纯电阻电路满足W=Q,P电=P热;非纯电阻电路W>Q，P电>P热。
【例3】某简易电吹风简化电路如图所示，其主要部件为电动机M和电热丝，部分技术参数如下表，电吹风在220V电压下工作。下列说法正确的是（ ）
A．开关、都闭合时电吹风吹冷风
B．吹热风时通过电热丝的电流为4A
C．吹热风时电热丝的功率为990W
D．该电吹风中电动机的内电阻为
【针对训练3】如图所示，电阻R1=20Ω，电动机的绕组R2=10Ω。当开关打开时，电流表的示数是0.5A，当开关合上后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，电流表的示数I和电路消耗的电功率P应是（ ）
A．I=1.5AB．I＜1.5AC．P=15WD．P＜15W
【对点检测】
1．如图中虚线框内是一个未知电路，测得它的两端点a、b之间电阻是R，在a、b之间加上电压U，测得流过电路的电流为I，则未知电路的电功率一定是（ ）
A．I2R
B．UI－I2R
C．U2/R
D．UI
2．一盏电灯直接接在电压恒定的电源上，其功率为100W，若将这盏灯先接上一段很长的导线后，再接在同一电源上，在导线上损失的电功率是9W，那么此时电灯实际消耗的电功率将（ ）
A．等于91W
B．小于91W
C．大于91W
D．条件不足，无法确定
3．如图所示，把两个相同的灯泡分别接在甲、乙电路中，甲电路两端的电压为8V，乙电路两端的电压为16V，调节变阻器R1和R2使两灯都正常发光，此时变阻器消耗的功率分别为P1和P2 ，两电路中消耗的总功率分别为P甲和P乙则下列关系中正确的是( )
A．P甲＜P乙B．P甲＞P乙C．P1 ＞P2D．P1＝P2
4．在如图所示电路中，电源电动势为，电源内阻为，电路中的电阻为，小型直流电动机的内阻为，闭合开关后，电动机转动，电流表的示数为．则以下判断中正确的是（ ）
A．电动机两端的电压为
B．电动机的输出功率为
C．电动机产生的热功率
D．电源输出的电功率为
5．有一个直流电动机，把它接入0.2V电压的电路中电机不转，测得流过电动机的电流是0.4A；若把电动机接入2.0V电压的电路中，正常工作时的电流是1.0A，此时，电动机的输出功率是P出；如果在电动机正常工作时，转子突然被卡住，电动机的发热功率是P热，则（ ）
A．，
B．，
C．，
D．，
6．如图所示，M为电动机，电流表的内阻不计，恒定电压。当闭合、断开时，电流表A的示数为；当闭合、断开时，电动机的输出功率为，电流表A的示数也为。不计摩擦阻力，下列说法正确的是（ ）
A．B．电动机的内阻为
C．电动机的效率为66.6%D．电动机内阻的发热功率为
7．图是利用电动机提升重物的示意图，其中是直流电动机。是一个质量为的重物，它被细绳拴在电动机的轴上。闭合开关，重物以速度匀速上升，这时电流表和电压表的示数分别是和，重物上升的速度为。重物的质量为，取。下列说法不正确的是（ ）
A．电动机消耗的电功率为
B．绳对重物做功的机械功率
C．电动机线圈的电阻
D．电动机的效率为
8．如下图所示的4个电路中，灯泡L1、L2额定电压都是110V，额定功率P1＝60W，P2＝40W.将它们接到220V的电路中，通过调节滑动变阻器，能使两个灯泡都正常发光的是 ( )
A．B．
C．D．
项目
串联电路
并联电路
特点
电流相同I1=I2
电压相同U1=U2
电功率计算
公式
P=I2R
P=
功率关系
=
=
总功率
P=P1+P2+…+Pn
P=P1+P2+…+Pn
项目
纯电阻电路
非纯电阻电路
举例
白炽灯、电炉、
电熨斗、电饭锅
电动机、
电解槽
能量转
化情况
电功和电
热的关系
W=Q
即IUt=I2Rt
W=Q+E其他
UIt=I2Rt+E其他
电功率和热
功率的关系
P=P热,
即IU=I2R
P=P热+P其他
即IU=I2R+P其他
欧姆定律
是否成立
U=IR,I=,成立
U>IR,I