沪科版 (2019)必修 第三册第4章 闭合电路欧姆定律4.3 电路中的能量转化与守恒当堂达标检测题

【名师】第3节电路中的能量转化与守恒-1课时练习

一.填空题

1．两电阻分别标有“1A，4W”和“2A，1W”，则它们的电阻之比是　    　，若它们串联，允许通过最大的电流是　    　．

2．表为某品牌微波炉的技术参数，根据相关数据可知该微波炉所用微波的波长为___________m(保留两位小数)。若微波炉工作电流为额定电流，加热食品120s，消耗的电能为___________J，输出的能量为___________J。

3．电流在电热丝中做的功与电热丝产生的热量______（选填“相等”或“不相等”）．保持电热丝两端的电压不变，增大电热丝的电阻，电热丝消耗的电功率将________（选填“增大”或“减小”）．

4．有一个化学电池向电热器供电，电动势为E，外电阻为R，内电阻为r，电流为I，则在通电时间t内，转化为电能的化学能是_______，电能中转化为外电阻上的内能是_______，电能中转化为内电阻上的内能是_______，电源消耗的化学能和内．外电阻上获得的内能间的数量关系应该_______ （填相等或不相等）.

5．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2I，则在 t 时间内产生的热量为　  　．

6．电流通过导体会产生热量的现象叫_______________，产生的热量跟_____________．_______________ ．___________________成正比。

7．某电热器的工作原理如图所示。．是两个发热电阻，该电热器有高低两个档位，，，该电热器处于高温档时的功率是低温档的______倍。小明想在电路中加一个“防倾倒开关”，以保证电热器被碰倒后能自动断开电路，以免引起火灾。该开关最好安装在图中．．．四点中的______点。

8．某型号电热水器铭牌的部分参数如图所示电热水器正常工作时的电压是_______V，正常工作时的功率是______W，正常工作0.5h消耗的电能是_______kW·h。

9．如图所示为一个玩具汽车上的控制电路，小明对其进行测量和研究发现：电动机的线圈电阻为，保护电阻为，当闭合开关后，两电压表的示数分别为和，则电路中的电流为___________，电动机的功率为__________。

10．如图所示为家庭．宾馆常用的电热水壶（一种在倒水时导线脱离，用电加热的方便热水壶）。若小明家的电热水壶规格为“220V 1.1kW”，则电热水壶正常工作时的电流是___________A，电热水壶正常工作时的电阻是___________。

11．历史上，通过实验得到“电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比”这一结论的科学家是_____________（选填“焦耳”或“欧姆”）。在额定电压相同的电热器中，功率越大，其电阻越_________（选填“大”或“小”）

12．电动机是一种将电能转化为______能的装置。将一电动机接在如图所示的电路中，当电键S闭合后，电动机可带动质量为m的重物匀速上升，设在重物上升的过程中，电压表和电流表的示数始终保持不变，分别为U和I。若在时间t内，测得重物上升的高度为h，则该电动机的效率为______。

13．如图所示，直线OAC为某一直流电源的总功率P随总电流I变化的图线，抛物线OBC为同一电源内部消耗的功率Pr随总电流I变化的图线，则当通过电源的电流为1A时，该电源的输出功率为P1=________W，电源的最大输出功率P2=________W.

14．电能表（电度表）是计量消耗电能的仪表，小煜同学用以下办法估测她家中的电饭锅在加热状态下的电功率。将家中的其他用电器断开，将需要煮饭的电饭锅插头插上电源插座，按下“煮饭”开关，然后观察自己家中的电度表的转盘转动情况，测出转盘转过l0圈所需的时间为30s。该电度表上标明有“1000r/KWh”字样，则可估算出她家电饭锅在煮饭时消耗的电功率约为________w。

15．如图所示，图甲为一个电灯泡两端电压与通过它的电流的变化关系曲线．由图可知，两者不成线性关系，这是由于焦耳热使灯丝的温度发生了变化的缘故．如图乙所示，将这个灯泡与10Ω的定制电阻R0串联，接在电压恒定为8V的电路上，则通过电流表的电流值是　    　A，灯泡的实际功率是　   　W．（不计电流表内阻，线路提供电压不变）

16．闭合电路中电源的电动势为12V，外电压为10V，当有0.2C电量通过电路时，该电路中的能量转化情况是：非静电力把___________J的其他形式能量转化为电能，电源内阻消耗了___________J的电能。

17．如图所示是LG微波炉的部分技术参数，这个微波炉正常工作时的电压为________ V；当使用微波挡工作时，微波炉的额定电流是_________A；如果做一道菜，使用微波挡需要正常工作30min则做道菜需要消耗__________________kW·h的电能。

18．下表为KFR一35GW壁挂式冷暖空调机主要参数。

这台空调机应__________（填“串联”或“并联”）接在电路中；正常工作电压为_________V；正常制冷电流________（填“大于”或“小于”）正常制热电流。

参考答案与试题解析

1．【答案】16：1，1A

【解析】【考点】电功．电功率．

【分析】根据P=UI和U=IR，得到P=I2R，据此求解电阻，得到电阻之比；串联电路处处电流相等，为了不损坏电阻，比较两电阻允许通过的最大电流，选其中较小的电流．

【解答】解：根据P=I2R，“1A，4W”电阻为：R1=；

“2A，1W”，电阻为：R2=；

故R1：R2=4：0.25=1：16；

串联电路最大电流应该取额定电流的最小值，故为1A；

故答案为：16：1，1A．

2．【答案】0.12           

【解析】【来源】上海市徐汇区2019届高三物理（一模)第一学期期末质量抽查物理试题

【分析】

从表格得到频率和输出功率，根据求解波长，根据求解消耗的电能，根据求输出的能量。

【详解】

从表格得到频率为2450MHz．输出功率为700W；该微波炉所用微波的波长为，加热食品120s，消耗的电能为：，输出的能量为：。

【点睛】

本题关键是明确明确电磁波的波速与波长关系公式c=λf，然后根据求解消耗的电能。

3．【答案】    (1). 相等    (2). 减小

【解析】

【详解】电流在电热丝中做的功与电热丝产生的热量相等．根据P=U2/R可知，保持电热丝两端的电压不变，增大电热丝的电阻，电热丝消耗的电功率将减小．

4．【答案】            相等   

【解析】

【详解】

[1][2][3][4] 有一个化学电池向电热器供电，电动势为E，外电阻为R，内电阻为r，电流为I，则在通电时间t内，转化为电能的化学能是

根据焦耳定律可知，电能中转化为外电阻上的内能是

电能中转化为内电阻上的内能是

根据能量守恒定律可知，电源消耗的化学能和内．外电阻上获得的内能间的数量关系应该相等。

5．【答案】8Q．

【解析】

考点： 焦耳定律．

分析： 通过电阻R的电流为I，根据焦耳定律得出在时间t内产生的热量Q=I2Rt．

解答： 解：通过电阻R的电流为I时，t时间内产生的热量为Q，根据焦耳定律，有：Q=I2Rt

若只有电阻变为2R，电流为2I，则根据焦耳定律公式Q=（2I）22Rt，在t时间内产生的热量为8Q，

故答案为：8Q．

点评： 本题考查了学生对焦耳定律Q=I2Rt的掌握和运用，属于基础题目．

6．【答案】    (1). 电流的热效应    (2). 电流的二次方    (3). 导体的电阻    (4). 通电时间

【解析】电流通过导体会产生热量的现象叫电流的热效应，产生的热量跟电流的二次方．导体的电阻．通电时间成正比。

7．【答案】    ①. 4    ②. C

【解析】

【分析】

【详解】[1]旋转开关接1时，电热器功率为

旋转开关接2时，电热器功率为

代入数据解得

[2] 保证电热器被碰倒后能自动断开电路，以免引起火灾，该开关最好安装在火线上，且在开关之前，即安装在C点。

8．【答案】    ①. 220    ②. 1200    ③. 0.6

【解析】

【分析】

【详解】[1][2]根据表中信息可知，热水器正常工作时，电压为220V，功率为1200 W；

[3]热水器正常工作0.5h消耗的电能为

W =Pt=1200 W ×0.5h =600 W·h=0.6kW·h

9．【答案】    ①. 0.5    ②. 2

【解析】

【分析】

【详解】[1]由图可知，电压表V2测电阻R两端电压为2V，根据欧姆定律

[2]电压表V1测路端电压为6V，由串并联关系可知电动机两端电压

根据电功率公式

10．【答案】5    44   

【解析】【来源】湖南省郴州市2019-2020学年高二学业水平考试模拟监测物理试题

【分析】

【详解】

[1]正常工作时的电流

[2]正常工作时的电阻

11．【答案】焦耳，小

【解析】试题分析：“电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比”这一结论属于焦耳定律，所以是焦耳发现了，在额定电压相同的电热器中，功率越大根据公式可得功率越大，电阻越小

考点：考查了焦耳定律

【名师点睛】本题直接考查焦耳定律的内容，属基础概念的考查，比较简单．注意，只有纯电阻电路中公式才适用

12．【答案】    (1). 机械    (2). （或）

【解析】

【分析】

【详解】[1]由能量守恒可知，电动机是一种将电能转化为机械能的装置。

[2]重力做功为

电动机做功为

电动机的效率为

13．【答案】2   2.25

【解析】

14．【答案】1200

【解析】由功率可知，

当W=1kWh=，所用的时间为

所以功率。

15．【答案】0.4，1.6W

【解析】

考点： 电功．电功率．

专题： 恒定电流专题．

分析： 金属材料的电阻率随着温度的升高变大；根据闭合电路欧姆定律，得到电灯的实际电压与电流的关系式，在甲图上作出图象，此图象与电灯的伏安特性曲线的交点，表示电灯实际工作状态，读出交点的电压和电流，求出电灯的实际功率．

解答： 解：在题乙图中的串联电路中，设电灯加上的实际电压和实际电流分别为U和I． 在这个闭合电路中，有 E=U+IR0

代入数据并整理得，U=8﹣10I

这是一个直线方程，把该直线在题甲图上画出可以知道，这两条曲线的交点为U=4V．I=0.4A，

每只灯泡的实际功率P=UI=4×0.4=1.6W

故答案为：0.4，1.6W

点评： 此题电灯是非线性元件，本题的技巧是应用数学方法，通过作图求解电灯的电流．

16．【答案】2.4    0.4   

【解析】

[1]在电源内部，根据公式

非静电力将2.4J的其它形式的能转化为电能。

[2]静电力做功

故静电力把2J的电能转化为其他形式的能量，则电源消耗的电能

17．【答案】220    5    0.55   

【解析】由铭牌数据可知额定功率和额定电压：

P=1100W，U=220V

根据电功率常用计算式P=UI得：

；

P=1100W=1.1kW，t=30min=

根据电功率的定义式 得：

W=Pt=1.1kW×0.5h=0.55kW？h。

18．【答案】并联；    220V；    小于。   

【解析】

[1]在家庭电路中用电器都应该并联接在电路中；

[2]正常工作电压即额定电压为220V；

[3]正常工作时电压均为220V，由表格可知：正常制冷的功率小于正常制热的功率，根据电功率公式P=UI可得，正常制冷的电流小于正常制热的电流。