2022届高考物理选择题专题强化训练：电功和电功率 串联、并联电路的功率分配 焦耳定律(北京使用)

这是一份2022届高考物理选择题专题强化训练：电功和电功率 串联、并联电路的功率分配 焦耳定律(北京使用)，共13页。试卷主要包含了单项选择题，双项选择题，多项选择题等内容，欢迎下载使用。

一、单项选择题（共20小题；共80分）
1. 两个精制电阻，用锰铜电阻丝绕制而成，两电阻上分别标有“100 Ω 10 W”和“20 Ω 40 W”，则它们的额定电流之比为
A. 5:5B. 10:20C. 5:10D. 1:2000

2. 当纯电阻 R 两端加上某一稳定电压时，通过该电阻的电荷量为 0.3 C，消耗的电能为 0.9 J。为在相同时间内使 0.6 C 的电荷量通过该电阻，在其两端需加的电压和消耗的电能分别是
A. 3 V 1.8 JB. 3 V 3.6 JC. 6 V 1.8 JD. 6 V 3.6 J

3. 通过电阻 R 的电流为 I 时，在 t 时间内产生的热量为 Q。若电阻为 2R，电流为 I2，则在 t 时间内产生的热量为
A. 4QB. 2QC. Q2D. Q4

4. 一台电动机的额定电压是 220 V，额定电流为 5 A，电动机线圈的电阻是 0.4 Ω。当该电动机正常工作时，每秒产生的热量是
A. 1100 JB. 110 JC. 1210 JD. 10 J

5. 有三个用电器，分别为日光灯、电烙铁和电风扇，它们的铭牌均标有“220 V，60 W”。现让它们在额定电压下工作相同时间，产生的热量
A. 日光灯最多B. 电烙铁最多C. 电风扇最多D. 一样多

6. 电功率的计算公式 P=U2R 中，U 是加在用电器上的电压，R 是用电器的电阻，此式可用于
A. 计算电冰箱的功率B. 计算电风扇的功率
C. 计算电烙铁的功率D. 计算洗衣机的功率

7. 一内阻为 1.0 Ω 的电动机，加上 220 V 的电压后，电动机正常工作，此时通过它的电流为 5 A，则电动机输出功率为
A. 1125 WB. 1100 WC. 1075 WD. 25 W

8. 关于电功 W 和电热 Q 的说法中正确的是
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，且 W 不一定等于 Q
C. W=UIt 、 Q=I2Rt 均只在纯电阻电路中才成立
D. W=UIt 在任何电路中都成立，Q=I2Rt 只在纯电阻电路中成立

9. 用输出电压为 6 V 的电源和符合实验要求的电流表、电压表测量一只标有“220 V 100 W”字样的灯泡的电阻，则所测得的电阻值
A. 小于 484Ω B. 大于 484Ω
C. 等于 484Ω D. 以上三种情况都可能 484Ω

10. 如图所示的 4 个图象中，能正确地表示家庭电路中常用的白炽灯在不同电压下消耗的电功率 P 与电压平方 U2 之间关系的是
A. B.
C. D.

11. 如图所示，金属棒 MN，在竖直放置的两根平行导轨上无摩擦地下滑，导轨间串联一个电阻，磁感应强度 B 垂直于导轨平面，金属棒和导轨的电阻不计，设 MN 下落过程中，电阻 R 上消耗的最大功率为 P，要使 R 消耗的电功率增大到 4P，可采取的方法是
A. 使 MN 的质量增大到原来的 2 倍
B. 使磁感应强度 B 增大到原来的 2 倍
C. 使 MN 的质量和导轨间距同时增大到原来的 2 倍
D. 使电阻 R 的阻值减到原来的一半

12. 如图所示为两电源的 U−I 图象，则下列说法正确的是
A. 电源 ① 的电动势和内阻均比电源 ② 小
B. 当外接相同的电阻时，两电源的输出功率可能相等
C. 当外接同样的电阻时，两电源的效率可能相等
D. 不论外接多大的相同电阻，电源 ① 的输出功率总比电源 ② 的输出功率大

13. 在如图所示的电路中，电容器的电容为 C，现将滑动变阻器 R 的滑片稍向上移动一些，电压表示数变化量的绝对值为 ΔU，电容器电量变化量的绝对值为 ΔQ。下列说法正确的是
A. ΔQ 一定大于 C⋅ΔUB. 灯泡 L2 一定变亮
C. 电源输出功率一定减小D. 电容器的带电量一定增大

14. 如图所示的电路，闭合开关 S，当滑动变阻器滑片 P 向右移动时，下列说法正确的是
A. 小灯泡 L 变暗B. 电容器 C 上电荷量减小
C. 电流表读数变小，电压表读数变大D. 电源的总功率变小

15. 把 6 个相同的电灯泡接成如图所示的（a）、（b）两个电路，调节变阻器使电灯均正常发光，设两个电路消耗的功率分别为 Pa 、 Pb，可以断定
A. Pa>3PbB. Pa<3PbC. Pa=3PbD. 3Pa=Pb

16. 如图所示，电动势为 E、内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相接。只合上开关 S1，三个灯泡都能正常工作。如果再合上 S2，则下列表述中正确的是
​
A. 电源输出功率减小B. L1 上消耗的功率增大
C. 通过 ​R1 上的电流增大D. 通过 R3 上的电流增大

17. 一理想变压器的原，副线圈的匝数比为 3:1，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为 220 V 的正弦交流电源上，如图所示，设副线圈回路中电阻两端的电压为 U，原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为 k，则
A. U=66 V，k=19B. U=22 V，k=19C. U=66 V，k=13D. U=22 V，k=13

18. 两根同种材料制成的电阻丝 a 和 b，a 的长度和横截面的直径均为 b 的两倍，要使两电阻丝接入电路后消耗的电功率相等，加在它们两端的电压之比 Ua:Ub 为
A. 1:1 B. 2:1 C. 2:1 D. 1:2

19. 一电饭煲和一台洗衣机同时并入 u=311sin314t(V) 的交流电源上，均正常工作，用电流表分别测得电饭煲的电流是 5 A，洗衣机的电流是 0.5 A。下列说法正确的是
A. 电饭煲的电阻是 44 Ω，洗衣机电动机线圈电阻是 440 Ω
B. 电饭煲消耗的功率为 1555 W，洗衣机电动机消耗的功率为 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. 电饭煲的发热功率是洗衣机电动机发热功率的 10 倍

20. 白炽灯的灯丝由钨丝制成，当灯丝烧断后脱落一段，又将剩余灯丝刚好能搭接上使用，若灯泡功率原来为 60 W，观察搭接起来的灯丝长度大约为原来的 34，则现在灯泡的功率约为
A. 30 W B. 45 W C. 60 W D. 80 W

二、双项选择题（共8小题；共32分）
21. 如图所示，电源电动势 E=3 V，小灯泡 L 的规格为“2 V 0.4 W”，开关 S 接 1，当滑动变阻器调到 R=4 Ω 时，小灯泡 L 正常发光。现将开关 S 接 2，小灯泡 L 和电动机 M 均正常工作，则
A. 电源内阻为 1 ΩB. 电动机的内阻为 4 Ω
C. 电动机正常工作电压为 1 VD. 电源效率约为 93.3%

22. 法拉第圆盘发电机的示意图如图所示。铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片 P 、 Q 分别于圆盘的边缘和铜轴接触，圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场 B 中，圆盘旋转时，关于流过电阻 R 的电流，下列说法正确的是
A. 若圆盘转动的角速度恒定，则电流大小恒定
B. 若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿 a 到 b 的方向流动
C. 若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化
D. 若圆盘转动的角速度变为原来的 2 倍，则电流在 R 上的热功率也变为原来的 2 倍

23. 如图所示为两电阻 R1 和 R2 的伏安特性曲线。若在两电阻两端加相同的电压，关于它们的电阻值及发热功率比较正确的是 。
A. 电阻 R1 的阻值较大B. 电阻 R2 的阻值较大
C. 电阻 R1 的发热功率较大D. 电阻 R2 的发热功率较大

24. 如图所示，电源两端的电压恒定，L 为小灯泡，R 为光敏电阻，LED 为发光二极管（电流越大，发出的光越强），且 R 与 LED 距离不变，下列说法正确的是
A. 当滑动触头 P 向左移动时，L 消耗的功率增大
B. 当滑动触头 P 向左移动时，L 消耗的功率减小
C. 当滑动触头 P 向右移动时，L 消耗的功率减小
D. 无论怎样移动触头 P，L 消耗的功率都不变

25. 在如图所示的 U−I 图线上，a 、 b 、 c 各点均表示该电路中有一个确定的工作状态，在 b 点 α=β，则下列说法中正确的是
A. 在 b 点时电源有最大输出功率
B. 在 b 点时电源的总功率最大
C. 从 a→b，β 角增大，电源的总功率和输出功率可能都将增大
D. 从 b→c，β 角增大，电源的总功率和输出功率可能都将减小

26. 如图甲所示，abcd 是匝数为 100 匝、边长为 10 cm 、总电阻为 0.1 Ω 的正方形闭合导线圈，放在与线圈平面垂直的图示匀强磁场中，磁感应强度 B 随时间 t 的变化关系如图乙所示，则以下说法正确的是
A. 导线圈中产生的是交变电流
B. 在 t=2.5 s 时导线框产生的感应电动势为 1 V
C. 在 0∼2 s 内通过导线横截面的电荷量为 20 C
D. 在 t=1 s 时，导线圈内电流的瞬时功率为 20 W

27. 如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比是 22:1，图中电表均为理想的交流电表，与电压表 V1 串联的是一个理想二极管，开关 S 原来闭合，定值电阻 R 、 R1 、 R2，其余电阻不计。从某时刻开始给原线圈加上如图乙所示的交变电压，则下列说法正确的是
A. 断开 S 后，电压表 V1 读数不变，仍为 10 V
B. 断开 S 后，电压表 V2 读数变大，电流表 A2 读数变小
C. 断开 S 后，电阻 R1 的功率变小，电阻 R 的功率变大
D. 断开 S 后，电流表 A1 读数变小，原线圈的输入功率变小

28. 在如图甲所示的理想变压器的原线圈输入端 a 、 b 加如图乙所示的电压，图象前半周期为正弦部分，理想变压器原、副线圈匝数比为 5:1，电路中电阻 R1=5 Ω，R2=6 Ω，R3 为定值电阻，开始时电键 S 断开，下列说法正确的是
A. 电压表的示数为 222 V
B. 电流表的示数为 0.4 A
C. 闭合电键 S 后，电压表的示数变大
D. 闭合电键 S 后，电流表的示数变大

三、多项选择题（共2小题；共8分）
29. 一只电炉的电阻丝电阻和一台电动机线圈电阻相同，都为 R，设通过的电流相同，则（在相同时间内）下列说法中正确的是
A. 电炉和电动机的电热相等
B. 电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率
C. 电炉两端电压小于电动机两端电压
D. 电炉和电动机两端电压相等

30. 图中长为 L 的金属杆在外力作用下，在匀强磁场中沿水平光滑导轨匀速运动，如果速度 v 不变，而将磁感应强度由 B 增为 2B。除电阻 R 外，其他电阻不计，则
A. 作用力将增为 4 倍B. 作用力将增为 2 倍
C. 感应电动势将增为 2 倍D. 感应电流的热功率将增为 4 倍
答案
第一部分
1. C
【解析】由公式 P=I2R 得 I=PR，所以 I1:I2=5:10，选项C正确。
2. D
【解析】设两次加在电阻 R 上的电压分别为 U1 和 U2，通电的时间都为 t。
由 W1=U1q1 和 W1=U12Rt，可得 U1=3 V，tR=0.1 s/Ω。再由 W2=U2q2 和 W2=U22Rt，可求出 U2=6 V，W2=3.6 J，故选项D正确。
3. C
【解析】根据 Q=I2Rt，若电阻变为原来的 2 倍，电流变为原来的 12, 时间不变，则产生的热量变为原来的 12，C正确。
4. D
【解析】额定电流是 5 A，线圈电阻是 0.4 Ω，则电动机每秒产生的热量 Q=I2Rt=52×0.4×1 J=10 J，故选D。
5. B
【解析】电烙铁是纯电阻用电器，工作时将电能全部转化为内能，而日光灯和电风扇是非纯电阻用电器，电流通过它们时产生的热量很少，电能主要转化为其他形式的能，B正确。
6. C
【解析】公式 P=U2R 是根据电功率公式 P=UI 和欧姆定律 I=UR 推导出来的，只能用于纯电阻电路中，故C正确，A、B 、D错误。
7. C
【解析】（2012 山东模拟）
​电动机消耗的功率 P=UI=220 V×5 A=1100 W，发热功率 PR=I2R=5 A2×1.0 Ω=25 W，所以电动机输出功率 P机=P−PR=1100 W−25 W=1075 W。
8. B
【解析】 W=UIt 、 Q=I2Rt 适用于一切电路，在纯电阻电路中有 W=Q，在非纯电阻电路中 W>Q，故 B 对，A、C、D 错误。
9. A
10. C
11. A
12. D
【解析】根据闭合电路欧姆定律得，U=E−Ir，当 I=0 时，U=E，即图线与纵轴交点表示断路状态，交点的纵坐标等于电源的电动势大小，图线的斜率大小等于电源的内阻，由图看出，电源 ① 的电动势和内阻均比电源 ② 大，A错误；
过原点 O 作出一条倾斜的直线 ③，该直线与图线 ① 、 ② 的交点就表示一个相同的电阻与两电源连接时的工作状态，如图所示：
由图看出，直线 ③ 与图线 ① 交点的两坐标的乘积大于直线 ③ 与图线 ② 交点的两坐标的乘积，说明不论外接多大的相同电阻，电源 ① 的输出功率总比电源 ② 的输出功率大，B错误，D正确；
电源的效率 η=UIEI=RR+r 当外接同样的电阻，由于内阻 r 不等，电源的效率不可能相等，电源 ② 的效率总大于电源 ① 的效率，C错误。
13. A
【解析】A.将滑动变阻器 R 的滑片稍向上移动时，变阻器接入电路的电阻变小，外电路总电阻变小，总电流变大，电源的内电压变大，则路端电压变小。总电流变大，灯泡 L1 的电压变大，即电压表的示数变大。根据路端电压等于灯泡 L1 的电压与右侧并联部分电压之和，可知，右侧并联部分电压变小，由于路端电压变小，所以右侧并联部分电压减小量大于灯泡 L1 电压的增加量，所以电容器电压的变化量绝对值大于 ΔU，因此电容器电量变化量的绝对值为 ΔQ 一定大于 C⋅ΔU。故A正确；
B.右侧并联部分电压变小，灯泡 L2 的电压变小，则灯泡 L2 一定变暗，故B错误；
C.由于电源的内外电阻关系未知，所以不能判断电源输出功率如何变化，故C错误；
D.电容器板间电压变小，则电容器的带电量一定减小，故D错误。
14. B
【解析】A.将滑动变阻器滑片 P 向右移动后，变阻器接入电路的电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知电路中电流 I 变大，小灯泡 L 变亮，故A错误；B.电容器 C 两端的电压 Uc=E−I(RL+r)，I 变大，其他量不变，则 Uc 减小，根据 Q=CU 可知电容器 C 上电荷量减小，故B正确；C.变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，总电流变大，电流表读数变大，内电压增大，则路端电压减小，电压表读数变小，故C错误；D.因为总电流变大，根据 P总=IE，可知电源的总功率变大，故D错误。
15. C
16. C
【解析】在合上 S2 之前，三灯泡都能正常工作，合上 S2 之后，电路中的总电阻 R总 减小，则 I总 增大，即流过 R1 的电流增大，由于不计内阻，电源的输出功率 P出=EI，可见电源的输出功率增大，A 错误；
R1 两端的电压增大，则并联部分的电压减小，通过 L1 和 R3 的电流都减小，L1 上消耗的功率减小，可见 C 正确。
17. A
【解析】由题意知：副线圈的电流为：I2=UR，
则原线圈的电流为：I1=13I2=U3R，
与原线圈串联的电阻的电压为：UR=I1R=U3，
由变压器的变比可知，原线圈的电压为 3U，所以有：U3+3U=220 V，
解得：U=66 V，
原线圈回路中的电阻的功率为：P1=I12R=U29R，
副线圈回路中的电阻的功率为：P2=U2R，
所以 k=P1P2=19，
选项A正确，BCD错误。
18. D
【解析】由公式 R=ρlS，S=14πD2，P=U2R 得，U=4ρlPπD2，解得 Ua:Ub=1:2，故D正确.
19. C
【解析】电饭煲与洗衣机的都与电源并联，电源两端电压相等，均为 220 V，由欧姆定律可求得电饭煲的电阻为 R1＝UI1＝2205=44 Ω，但洗衣机不是纯电阻用电器，由 R2＝UI2＝2200.5=440 Ω 求得的电阻是错误的，所以 A项错误；
它们消耗的电功率分别为 P1=UI1=1100 W ， P2=UI2=110 W，所以 B项错误；
电饭煲和洗衣机在 1 min 内消耗的电能分别为 Q1=P1t=6.6×104 J ， Q2=P2t=6.6×103 J，所以 C项正确；
因洗衣机的内阻未知，无法比较二者的发热功率，所以 D项错误．
故选：C
20. D
【解析】由电阻定律知，灯丝长度减为原来的 34，电阻变为原来的 34，照明电路中电压 220 V 不变，则由 P=U2R 知功率变为原来的 43 倍，即 80 W，D选项正确.
第二部分
21. A， D
【解析】小灯泡正常工作时的电阻 RL=U2P=10 Ω，流过小灯泡的电流 I=PU=0.2 A。当开关 S 接 1 时，R总=EI=15 Ω，电源内阻 r=R总−R−RL=1 Ω，A正确；当开关 S 接 2 时，小灯泡 L 和电动机 M 均正常工作，电动机为非纯电阻用电器，电动机内阻不可能是 4 Ω，选项B错误；电动机 M 正常工作时，其两端的电压 UM=E−Ir−U=0.8 V，选项C错误；电源的效率 η=E−IrE×100%=2.8 V3 V×100%≈93.3%，D正确。
22. A， B
【解析】设圆盘的半径为 r，圆盘转动的角速度为 ω，则圆盘转动产生的电动势为 E=12Brω2，可知，转动的角速度恒定，电动势恒定，电流恒定，A项正确；根据右手定则可知，从上向下看，圆盘顺时针转动，圆盘中电流由边缘指向圆心，即电流沿 a 到 b 的方向流动，B项正确；圆盘转动方向不变，产生的电流方向不变，C项错误；若圆盘转动的角速度变为原来的 2 倍，则电动势变为原来的 4 倍，电流变为原来的 4 倍，由 P=I2R 可知，电阻 R 上的热功率变为原来的 16 倍，D项错误。
23. B， C
24. A， C
【解析】电源电压恒定，即并联电路两端的电压恒定，当滑动触头 P 向左移动时，变阻器接入电路的电阻减小，流过发光二极管的电流增大，发光二极管发光变强，光敏电阻的阻值变小，所以通过灯 L 的电流变大，则 L 的功率变大，故A正确，同理可知C正确，B、D错误。
25. A， D
【解析】b 点对应的内、外电路电阻相等，电源有最大输出功率，A正确；电源的总功率 P总=IE，当回路电流最大时电源总功率最大，即外电路短路时电源的总功率最大，B错误；从 a→b，路端电压增大，回路电流减小，电源的总功率减小，C错误；UbIb=r （电源内阻），由路端电压和回路电流可判断从 b→c 外电路电阻增大，电源的输出功率和总功率都减小，D正确。
26. A， C
【解析】A.根据楞次定律可知，在 0∼2 s 内的感应电流方向与 2 s∼3 s 内的感应电流方向相反，即为交流电，故A正确；B.根据法拉第电磁感应定律，2.5 s 时的感应电动势等于 2 s 到 3 s 内的感应电动势，则有：E=NΔB·SΔt=100×(2−0)×0.1×0.11 V=2 V，故B错误；C、D.在 0∼2 s 时间内，感应电动势为：E1=100×(2−0)2×0.12=1 V，再根据欧姆定律 I=ER 有：I1=10.1 A=10 A，在 t=1 s 时，线框内电流为 10 A，那么导线框内电流的瞬时功率为：P=I2R=102×0.1=10 W，根据 Q=It 解得：Q=10×2 C=20 C，故C正确，D错误。
27. B， D
【解析】副线圈的电压由原线圈的电压和变压比决定，则知副线圈的电压不变，则断开 S 后，电压表 V1 读数不变，设电压表 V1 读数为 U，由图知，原线圈的电压 U1=220 V，由 U1U2=n1n2 得副线圈的电压 U2=10 V，理想二极管有单向导电性，根据有效值的定义得 U2RT=102R⋅T2，得 U=52 V，故A错误；断开 S 后，根据串联电路分压规律知，电压表 V2 读数变大。副线圈的总电阻增大，总电流减小，则电流表 A2 读数变小，故B正确；断开 S 后，电阻 R1 的电压变大，功率变大。电阻 R 的电流变小，功率变小，故C错误；断开 S 后，电流表 A2 读数变小，电流表 A1 读数也变小，变压器的输出功率变小，则原线圈的输入功率变小，故D正确。
28. A， D
【解析】由于变压器只能输送交流电，因此只有乙图中的正向电压能进行输送，由图可知，正向交流电的最大值为 2202 V，故前半个周期内的有效值为 220 V，设输入电压的有效值为 U1，则 U12Rt=2202R⋅T2，求得 U1=1102 V，根据变压比可得副线圈两端的电压为 U2=222 V，故A正确；电键断开时，副线圈电路中的电流为 I2=U2R1+R2=2225+6=22 A，根据电流之比等于线圈匝数的反比可知，电流表中的电流为 225 A，故B错误；闭合电键后，电压表的示数不变，故C错误；闭合电键 S 后，总电阻减小，输出功率增大，输入功率增大，电流增大，故D正确。
第三部分
29. A， B， C
【解析】此题关键是分清电炉丝是纯电阻用电器，而电动机是非纯电阻用电器。
30. A， C， D