高中1 电路中的能量转化同步训练题

12.1 电路中的能量转化 同步练习

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、多选题

1．如图所示为某一电路的一部分，其中，，下列关于、、消耗的电功率、、，以及、、两端的电压、、的关系正确的是（　　）

A． B．

C． D．

2．电动机是把电能转化成机械能的一种设备，在工农业、交通运输、国防及家电、医疗领域应用广泛。如下表格是某品牌电动机铭牌的部分参数，据此信息，下列说法中正确的是（　　）

A．该电动机的发热功率为

B．该电动机转化为机械能的功率为

C．该电动机的线圈电阻为

D．该电动机正常工作时每分钟对外做的功为

3．一个阻值为R的电阻加上恒定电压U后，不考虑温度对电阻影响，有关该电阻的某个电学量x随时间变化的图象如图所示，则x可能是（   ）

A．电量q

B．电流I

C．电功率P

D．电热Q

4．一台电风扇，内阻是20Ω，接上220V的电压后，消耗功率为66W，则电风扇正常工作时，下列说法正确的是：（     ）

A．通过电动机的电流是 11A B．电动机消耗的热功率是 1.8W

C．电动机输出的机械能的功率为 66W D．电动机的效率是 97.3﹪

5．如图电阻R1＝20 Ω，电动机线圈电阻R2＝10 Ω，当开关S断开时，电流表的示数为0.5 A．当开关S闭合后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，电流表显示的电流或电路消耗的电功率P应为（    ）

A．I＝1.5 A B．I<1.5 A

C．P<15 W D．P>15 W

6．下表列出了某品牌电动自行车及所用电动机的主要参数。若该车在额定状态下以最大速度行驶，不计自行车自身的机械消耗，则（　　）

A．电动机的输入功率为 B．电动机的内阻约等于

C．该车受到的阻力大小约为 D．该车获得的牵引力大小约为

二、单选题

7．家电待机耗电问题常常被市民所忽视．据有关部门测量，电视机待机一天的耗电量在0.2度左右．据统计潍坊市的常住人口900多万人，以家庭户300万户，用电器平均每天待机20小时计，参考下表数据，估算每年潍坊市家庭用电器待机耗电总量约为（　　）

A．度 B．度 C．度 D． 度

8．现有电灯L1（3V、3W）和电灯L2（3V、6W）两只及一个可变电阻R（0→10Ω，5A），接在电压恒为6V的电路中，要求两只灯都正常发光，并且电路消耗功率最小，则用图中那个电路（　　）

A．

B．

C．

D．

9．电动机与小电珠串联接人电路，电动机正常工作时，小电珠的电阻为R1，两端电压为U1，流过的电流为I1；电动机的内电阻为R2，两端电压为U2，流过的电流为12．则（    ）

A． B． C． D．

10．扫地机器人它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫，并能根据红外感应绕开障碍物．某扫地机器人正常工作时电动机的电压为10V、电流为3A、线圈电阻为1Ω．则下列有关它的说法正确的是（　　）

A．正常工作时，电动机的发热功率为100W

B．正常工作时，电动机的输出功率为9W

C．正常工作时，电动机的总功率为30W

D．电动机被杂物卡住无法运转不考虑保护电路的作用时，电动机的发热功率为9W

11．LED灯可将电能高效转化为光能，在日常生活中得到普遍应用．某LED灯的额定功率为10W，它以额定功率工作1min消耗的电能为（    ）

A．10J B．60J C．600J D．6000J

12．某同学用多用电表测一电学元件的电阻读数为1200欧姆，该电学元件最有可能是下列哪一个(       )

A．220V 800W  电饭煲 B．220V 100W   电炉子

C．220V 40W  白炽灯 D．220V 20W    咖啡壶

13．小钟同学家里新购买一个快速电热水壶，小钟同学仔细检查了这个新热水壶，发现铭牌上标有如下数据，下列说法正确的是（　　）

A．该电热水壶的电阻是32.3Ω

B．该电热水壶在正常工作时的电流是0.15A

C．若实际电压为110V，水壶的实际功率还是1500 W

D．该电热水壶加热水5min产生的热量是7500 J

14．如图甲所示为一款儿童电动汽车，该款电动汽车的部分参数如图乙所示，则下列说法正确的是（　　）

A．电源规格中的“”，是能量的单位

B．电机的输出功率不大于

C．电机线圈的电阻为

D．行驶过程中电机突发故障，被卡住无法转动，此时通过电机的电流为

15．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

16．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，电动机正常工作，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，断开开关S1，电吹风吹冷风．已知电吹风的额定电压为220V，吹热风时的功率为1000W，吹冷风时的功率为120W，关于该电吹风，下列说法正确的是（   ）

A．当电吹风吹热风时，电热丝每秒消耗的电能为1000J

B．当电吹风吹冷风时，电热丝每秒消耗的电能为120J

C．电热丝的电阻为55Ω

D．电动机线圈的电阻为

17．如图所示，在输入电压U恒定的电路上，将用电器L接在较近的AB两端时消耗的功率是9W，将它接在较远的CD两端时消耗的功率是4W．则AC、 BD两根输电线消耗的功率为（    ）

A．1W B．2W C．5W D．13W

三、解答题

18．规格为“220V　36W”的排气扇，线圈电阻为40Ω，求：

(1)接上220V的电压后，排气扇转化为机械能的功率和发热的功率；

(2)如果接上电源后，扇叶被卡住，不能转动，求电动机消耗的功率和发热的功率．

19．如图所示，A为电解槽，M为电动机，N为电炉子，恒定电压，当闭合，、断开时，电流表示数为；当闭合，、断开时，电流表示数为，且电动机的内阻；当闭合，、断开时，电流表示数为，且电解槽内阻。求：

(1)电炉子的电阻及发热功率；

(2)电动机的机械效率；

(3)在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率。

20．如图所示电路，电源电动势为12V，内阻不计．闭合开关S，当滑片P置于变阻器的b端时，电压表的示数为6V，在10s内定值电阻R1产生的热量为60J；当滑片P置于变阻器的中点时，电压表的示数为4V．求：

（1）电路中的最小电流；

（2）滑片P在中点和在b端两种状态下，R消耗的电功率之比．

参考答案

1．BC

【详解】

AB．和并联，并且它们的电阻也是相等的，设通过、的电流大小都为I，那么通过的电流大小为，所以两端的电压为

、两端的电压分别为

、

代入已知量得

故A错误，B正确；

CD．消耗的电功率为

、消耗的电功率分别为

、

代入已知量得

故C正确，D错误；

故选BC。

【点睛】

分析清楚电路的串并联关系，根据它们之间的电流和电压的关系，利用电压和电功率的公式可以求得它们的电压和电功率的大小关系。

2．ACD

【详解】

AB．由电动机的额定功率及效率可得电动机的发热功率为

电动机转化为机械能的功率为

故A正确，B错误；

C．由可得电动机的线圈电阻为

故C正确；

D．电动机正常工作时每分钟对外做功为

故D正确；

故选ACD。

3．AD

【详解】

因，则x可能是电量q，选项A正确；电流为恒量可知B错误；电功率为恒量，可知C错误；电热Q=，可知D正确；故选AD.

4．BD

【分析】

根据功率P=UI可以求得电动机的电流的大小；

由PQ=I2r可以求得转化为内能的功率的大小，再由P机=P-PQ可以求得转化为机械能的功率．

【详解】

A项：由P=UI可得电流为：，故A错误；

B项：线圈电阻发热功率为：PQ=I2r=0.32×20=1.8w，故B正确；

C项：机械功率为：P机=P-PQ=66-1.8=64.2W，故C错误；

D项：效率为机械功率与总功率之比为：η=，故D正确．

故应选：BD．

【点睛】

对于电功率的计算，一定要分析清楚是不是纯电阻电路，对于非纯电阻电路，总功率和发热功率的计算公式是不一样的．

5．BC

【详解】

当电键S断开时，由欧姆定律得，U=I1R=0.5×20=10V．当电键S闭合后，通过R1的电流仍为0.5A，电动机的电流，故电流表的电流I＜1.5A，电路中电功率P=UI＜15W．故BC正确，AD错误．

6．AC

【详解】

A．电动机的输入功率

选项A正确；

B．电动机的发热功率

据，代入数据解得内阻

选项B错误；

CD．电动车速度最大时，牵引力F与阻力大小相等，由，可得

选项C正确，D错误。

故选AC。

7．B

【详解】

一户人家家电待机总功率为：P=10W+2W+2×3W+10W=28W；一户人家农机因待机一天消耗的电能为：；则每年潍坊市家庭用电器待机耗电总量为：E=300×104×365×E0；代入数据并转换为度为单位可得：E=6.132×108度，故B正确，ACD错误．

8．C

【详解】

由P=UI可知，L1的额定电流为1A，L2的额定电流为2A，由欧姆定律可知，L1的电阻为3Ω，L2的电阻为1.5Ω；由此可知A、D不能正确发光，B、C可以正常发光；

B图中总电流3A，电路消耗功率；C图中总电流2A，电路消耗功率，故可知C电路功率最小，故C正确，A、B、D错误；

故选C．

【点睛】

根据功率公式及欧姆定律可求得两灯的电流和电阻，根据串并联电路的规律可明确能否正常工作，再由功率公式分析功率大小．

9．D

【详解】

由题意可知I1=I2，选项A错误；因U2>I2R2，U1=I1R1，则，选项BC错误，D正确；故选D.

10．C

【分析】

根据“人正常工作时电动机的电压”可知，本题考查的是含有电动机的电路问题，根据电流做功、电流的热效应、焦耳定律，列式即可．

【详解】

正常工作时，电动机的输入功率P入=IU，P热=I2R，P出=IU-I2R，所以计算可得正常工作时，电动机的发热功率为9W、总功率为30W、输出功率为21W；电动机被杂物卡住无法运转不考虑保护电路的作用时，电动机的发热功率等于总功率为30W；所以C对，ABD错

11．C

【详解】

LED灯的额定功率为10W，它以额定功率工作1min=60s内消耗的电能为：W=Pt=10×60=600J；

A. 10J，与结论不相符；

B. 60J，与结论不相符；

C. 600J，与结论相符；

D. 6000J，与结论不相符；

12．C

【详解】

由得，则：
解得A中的电阻为：，
B中的电阻为：，
C中的电阻为：，
D中的电阻为：，故C正确，ABD错误．

【点睛】

本题考查功率公式的应用，要注意该公式只适用纯电阻电路，非纯电阻电路中不能使用．

13．A

【分析】

该烧水壶的电阻是,正常工作时的电流是 ，若实际电压为110V，根据知，功率减为原来的；该水壶加热水5min产生的热量是Q=W=Pt．

【详解】

A．由，可得R=32.3Ω，故A正确；

B．由P=UI，可得I=6.8 A，故B错误；

C．电热水壶的电阻丝电阻随温度变化不大，由，可得P′=375 W，故C错误；

D．由W=Pt，可得W=4.5×105 J，故D错误．

故选A．

【点睛】

此题考查电路中基本公式的应用，记住公式和即可．

14．B

【详解】

A．是电流与时间的乘积，是电量的单位。选项A错误；

B．电机的额定功率

可知电机的输出功率不大于，选项B正确；

C．电机为非纯电阻元件，不能由欧姆定律求出电机线圈的电阻值，选项C错误；

D．知道电机的额定电压，不知道电机的电阻值，所以若电机突发故障，被卡住无法转动，则不能求出通过电机的电流值，选项D错误。

故选B。

15．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

16．C

【详解】

AC．吹热风时，电热丝和电动机并联，即电路消耗的电功率等于电热丝消耗的电功率与电动机消耗的电功率之和，故，吹热风时，电热丝的功率为，根据公式，可得当电吹风吹热风时，电热丝每秒消耗的电能为880J，根据公式可得电热丝的电阻为，A错误，C正确；

B．当吹冷风时，只有电动机工作，电热丝不工作，消耗的电功率为0，B错误；

D．因为电动机是非纯电阻，所以不能根据求解，D错误。

故选C。

17．B

【分析】

先设出用电器L分别连接在A、B和C、D两点时电路中的电流，根据分别列出用电器L消耗的电功率的方程，求出两种情况下电流之间的关系；再根据电流关系求出将用电器L接C、D两点时电源的功率，总功率减掉L消耗的功率即为导线AC和BD消耗的总功率．

【详解】

设用电器L连接在A、B两点时，电路的电流为I1，则

若将用员器L接C、D两点时，电路的电流为I2，则

由以上两式可得：

若将用电器L接C、D两点时，设AC、 BD两根输电线消耗的功率为P， 则 即  

故应选B．

18．(1)35W，　1W；　(2)1210W，　1210W；

【详解】

（1）接上220V 电压后，排气扇的功率为36W．
据热功率公式P热=I2R=()2×40=1 W
所以转化为机械能的功率P机=P-P热=36W-1W=35 W
（2）当接上220V 电压后，扇叶被卡住，不能转动，此电路变为纯电阻电路，消耗的功率全部转化为热功率， 所以

点睛：明确电功率、机械功率和热功率的关系，纯电阻电路和非纯电阻电路的区别和公式的选取是解题的关键．当排气扇卡住，此电路为纯电阻电路，功率全部转化为热功率．

19．(1)2Ω，72W；(2)58.3%；(3)16W

【详解】

(1)当闭合，、断开时，电炉子接入电路。电炉子为纯电阻元件，由欧姆定律得电炉子的电阻

其发热功率

(2)电动机为非纯电阻元件，由能量守恒定律，有

所以

(3)电解槽为非纯电阻元件，由能量守恒定律知

所以

20．（1）1A（2）

【详解】

（1）P置于b端时，电压表的示数为6V，R1两端电压为：U1=E-Uv2

根据焦耳定律：代入数据可得R1=6Ω；

变阻器R的最大值也为6Ω，故最小电流：

（2）P位于R中点时，R消耗的功率：

P位于b点时，R消耗的功率

代入数据整理可知：