沪科版 (2019)必修 第三册4.3 电路中的能量转化与守恒练习

【精编】第3节电路中的能量转化与守恒-1课时练习

一.填空题

1．两只分别标有“110V，100W”．“110V，25W”的白炽灯，如果忽略温度对电阻的影响，则二者串联接入110V电压时的功率比为　    ，并联接入110V电压时的功率比为　    　．

2．如右图所示为某型号国产电池外壳上的说明文字：

(1)电源是把其它形式的能转化为________的装置，电动势是描述电源这种本领的物理量．由图可知该电池的电动势为________V；

(2)该电池最多可放出____mA·h的电荷量．若电池的平均工作电流为0.05 A，则它最多可使用____h．

3．某品牌电热水壶的铭牌如下面所示．用该电热水壶烧水，在额定电压下工作时，它的工作电流是______A，正常工作1min消耗的电能是______J．

4．如图所示的电路中，纯电阻用电器Q的额定电压为U，额定功率为P。由于给用电器输电的导线太长，造成用电器工作不正常。现用理想电压表接在电路中图示的位置，并断开电键S，此时电压表读数为U，闭合电键S，其示数为。则闭合电键后用电器Q的实际功率为____________，输电线的电阻为_______________。

5．电场力做功的特点是：______，因此可以引入电势能。______是反映电源将其他形式的能转化为电能本领大小的物理量。

6．一台小型扫地机器人的直流电动机的额定电压为12v，额定电流为5A，线圈电阻为0.2Ω，将它接在直流电源的两极间，电动机恰好能正常工作，则电动机消耗的总功率为_____，转化为机械能的功率为____。

7．(1)下表为某电热水壶铭牌上的一部分内容。根据表中的信息，可计算出电热水壶在额定电压下以额定功率工作时的电流约为____________。

A．6.8A   B．4.1A    C．1.2A    D．0.24A

(2)在家庭电路中洗衣机和电冰箱是____________（填串联或并联），节能灯比白炽灯的发光效率____________（填高或低）。

8．某电热水壶的铭牌如图所示，某同学使用该电热水壶烧水，在额定电压下工作时，通过电热水壶的电流是____,工作 5min产生的焦耳热是____J

9．有一起重机用的是直流电动机，其内阻r=0.8Ω，线路电阻R=10Ω，电源电压U=150V，伏特表的示数为110V，通过电动机的电流为　    　A，电动的发热功率为　   　W．

10．如图是一电热水壶的铭牌，由铭牌可知，该电热水壶在额定电压下工作时，所使用的交流电压的最大值为　  　V，交流电的周期为　    　s．

11．如图所示是电饭锅的电路示意图， R1 ． R2 是电热丝， S 是温控开关。电饭锅有加热和保温两种状态，则 S 闭合时电饭锅处于_____________状态；若 R1 : R2 ？？9 :1 ，加热时功率是 1000W，则保温时的功率是______________

12．一电炉子的电阻R=2000Ω，通过的电流I=5A，通电10min产热Q=________J ．

13．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．这个关系最初是　  　 用实验直接得到的；该定律的表达式是　  　．

14．某同学设计了如图（a）所示电路研究电源输出功率变化情况．电源E电动势．内电阻恒定，R1为滑动变阻器，R2．R3为定值电阻，A．V为理想电表．

（1）若滑动片P由a滑至b时A示数一直变小，则R1和R2必须满足的关系是         

（2）若R1=6Ω，R2=12Ω，电源内电阻r=6Ω，当滑动片P由a滑至b时，电源E的输出功率P随外电路总电阻R的变化关系如图（b）所示，则R3的阻值应该选择         

A．2Ω        B．4Ω         C．6Ω        D．8Ω

15．一台电动机，额定电压是220V，电阻是0.8Ω，在正常工作时通过的电流是10A，则每秒钟电流做的功是　   　 J，电动机每秒对外做功是　   　J．

16．2016年发生了多起手机爆炸事故，主要原因是手机电池周边没有空隙，使用时发热膨胀导致爆炸．如果某电池的内阻为1.0Ω，以0.1A的电流持续工作1h，则此过程中，电池消耗的功率为　    　W，产生的热量为　    　J．

17．李明最近购买了一台冷热两用的空调，这台空调的说明书中主要数据如下表所示.

(1)空调工作时应选下图中_____孔插座(填“二”或“三”)

(2)空调正常制冷时电流为__________A，连续正常制冷30min消耗的电能为_________.

18．一台小型电动机在3 V电压下工作，用此电动机提升重力为4 N的物体时，通过电动机的电流是0.2 A，在30 s内可将该物体匀速提升3 m。若不计除电动机线圈生热之外的能量损失，则电动机的输入功率为________；线圈的电阻为________。

参考答案与试题解析

1．【答案】1：4     4：1

【解析】　

考点： 电功．电功率．

专题： 恒定电流专题．

分析： 已知两盏灯的额定功率和额定电压，根据P=分别表示出对应的电阻；串联时功率与电阻成正比，并联时功率与电阻成反比．

解答： 解：由P=，可得R=，则=，

    串联时电流相同，由P=I2R 可得：

    并联时电压相同，由P=可知，

故答案为：1：4     4：1

点评： 本题考查了电功率公式的灵活运用，明确串联与并联的相同量．简单

2．【答案】    (1). 电能    (2). 3.7    (3). 700    (4). 14

【解析】电源是把其它形式的能转化为电能的装置，该电池的电动势为3.7V，可最多放出700mA·h的电量，电池的平均工作电流为0.05A，则它最多可使用

3．【答案】    (1). 4    (2). 52800

【解析】试题分析：由表中数据可以得到额定电压．额定功率，由电功率公式P=UI可以求得电流，由W=pt可以求得电能．

解：由图知电水壶的额定电压为220V，额定功率为880W，由P=UI得：I=；

t=1min=1×60s=60s，则1分钟消耗的电能为：W=Pt=880W×60s=52800J．

故答案为：4；52800．

【点评】用电器铭牌上都会有额定电压和功率，有了这两个信息我们可以求出其他几个量：额定电流．电阻．用电量等，做题时要注意总结．

4．【答案】  

【解析】

试题分析：根据公式可得，Q的电阻为，闭合电建S后，电压表测量的是Q两端的实际电压，故，用电器的实际工作电流为，损耗电压为，根据欧姆定律可得导线电阻；

考点：考查了电功率的计算，欧姆定律

5．【答案】与路径无关，只与初末位置有关    电动势   

【解析】

[1]由公式可知，电场力做功的特点是与路径无关，只与初末位置有关，因此可以引入电势能；

[2]电动势是反映电源将其他形式的能转化为电能本领大小的物理量。

6．【答案】    (1). 60W；    (2). 55W

【解析】电动机消耗的总功率为，内阻消耗的功率为，则转化为机械能的功率为。

【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．

7．【答案】B    并联    高   

【解析】【来源】山西省太原市第二十一中学2019-2020学年高二（下)会考模拟物理试题

【分析】

【详解】

（1）[1]根据表中的信息，可知电热水壶的电压为220V，功率为900W，根据

P=UI

可得以额定功率工作时的电流为

故B正确，ACD错误。

故选B。

（2）[2]家庭电路中，各个用电器之间都是并联的，所以洗衣机和电冰箱并联；

[3]节能灯把电能主要转化为光能，白炽灯则主要转化为热能，所以节能灯发光效率高。

8．【答案】    (1). 5.0    (2).

【解析】由图知电水壶的额定电压为220V，额定功率为1100W，由P=UI得：，，则5分钟消耗的电能为：.

9．【答案】4；12.8

【解析】【考点】电功．电功率．

【专题】恒定电流专题．

【分析】（1）以电阻R为研究对象，根据欧姆定律求出电流，即为通过电动机的电流．

（2）电动机的发热功率PT=I2r．

【解答】解：（1）对电阻R，根据欧姆定律得：

电动机与电阻R串联，则通过电动机的电流为4A．

电动机的发热功率为：

；

故答案为：4；12.8

【点评】电动机工作时电路是非纯电阻电路，欧姆定律不适用，不能根据I=求通过电动机的电流，只能对电阻运用欧姆定律进行研究．

10．【答案】220，0.02

【解析】【考点】电功．电功率

【分析】由表中数据可以得到额定电压．额定功率，工作频率，根据有效值与最大值的关系求出交流电压的最大值，根据T=求出周期．

【解答】解：由图知电水壶的额定电压为220V，频率为50Hz，则所使用的交流电压的最大值，

周期T===0.02s；

故答案为：220，0.02

【点评】用电器铭牌上都会有额定电压和功率，频率，有了这些个信息我们可以求出其他几个量，如额定电流．电阻．用电量等，做题时要注意总结．

11．【答案】    (1). 加热    (2). 100

【解析】（1）当S闭合时，电阻R1被短路，电路中电阻较小，电压两端的电压不变，根据功率公式，功率较大，电饭锅处于加热状态；

（2）当S闭合时，电饭锅处于加热状态，由题，功率为P1=1000W，则有

当S断开时，电饭锅处于保温状态，功率为

则

由题，，P1=1000W，代入解得，P2=100W

12．【答案】3×107

【解析】产生的热为

综上所述本题答案是：

【分析】已知电阻．通电时间．电流，由焦耳定律可以求出电流产生的热量．

13．【答案】焦尔，Q=I2Rt

【解析】

考点： 焦耳定律．

分析： 本题考查焦耳定律的基本内容，根据焦耳定律作答即可．

解答： 解：焦耳定律是焦耳用实验直接得到的，该定律的表达式是 Q=I2Rt．

故答案为：焦尔，Q=I2Rt

点评： 对于物理学史要了解，可以帮助物理知识的理解，注意焦耳定律适用于任何电路的热量求解．

14．【答案】R1≤R2     B

【解析】（1）A示数，欲使滑动片P由a滑至b时A示数一直变小，须使R并一直变大，因为两电阻之和一定时，当二者相等时并联电阻最大，所以要求R1≤R2．

（2）从图b知，当R外=6Ω时，电源E的输出功率P最大，即电源内阻为6Ω，而R1和R2部分的电阻变化范围是0～4Ω，因此R3的阻值必须大于2Ω小于6Ω．所以A．C．D错误，只能选B

15．【答案】2200J      2120J

【解析】

考点： 电功．电功率．

专题： 恒定电流专题．

分析： 已知电压U，电流I，时间t，根据公式W=UIt可求出电流做的功W，根据焦耳定律公式Q=I2Rt列式求解电热，然后利用总功减去电热即可．

解答： 解：由W=UIt得

每秒钟电流做的功W=220V×10A×1s=2200J

根据焦耳定律公式Q=I2Rt得

电热Q=（10A）2×0.8Ω×1s=80J

所以电动机每秒对外做功W功=W﹣Q=2200﹣80=2120J

故答案为：2200J      2120J

点评： 本题关键明确电动机是非纯电阻电路，电功大于电热，基础题．

16．【答案】0.01，36

【解析】【考点】 电流．电压概念； 电功．电功率．

【分析】根据由P=I2r可求出电池消耗的电能，再根据Q=Pt或焦耳定律可求得1h内产生热量．

【解答】解：由P=I2r可知，电池消耗的电功率为：

P=I2r=0.12×1.0=0.01W；

1h内产生的热量为：

Q=Pt=0.01×3600=36J．

故答案为：0.01，36

17．【答案】    (1). 三    (2). 6    (3). 0.66

【解析】

试题分析：（1）为了防止当空调漏电时，发生触电事故，所以使外壳接上地线，空调工作时应使用三孔插座．（2）空调工作时的制冷功率，则电流，正常制冷30min消耗的电能：

故答案为：（1）三；（2）6，0.66.

18．【答案】    ①. 0.6 W    ②. 5

【解析】

【分析】

【详解】[1]电动机的输入功率

[2]电动机提升重物的速度

电动机提升重物的机械功率

则热功率为

解得