2019-2020学年新教材高中物理 课时跟踪训练（十八）电路中的能量转化 新人教版必修第三册

1 课时跟踪训练 十八 课时跟踪训练 十八 电路中的能量转化电路中的能量转化 a 级 学考达标 1 有一个电风扇 标有 200 v 50 w 电动机线圈的电阻为 0 4 把它接入 220 v 的电路中 以下几种计算时间t内产生热量的方法中正确的是 a q b q pt u2t r c q 2 rt d 以上三种方法均正确 p u 解析 选 c 通过电风扇的电流为i 因为电风扇不是纯电阻电路 所以其焦耳热 p u 为q 2 rt 而不应该是q 或q pt c 正确 p u u2t r 2 功率为 10 w 的发光二极管 led 灯 的亮度与功率为 60 w 的白炽灯相当 根据国家 节能战略 2016 年前普通白炽灯应被淘汰 假设每户家庭有 2 个 60 w 的白炽灯 均用 10 w 的 led 灯替代 估算出全国一年能节省的电能最接近 a 5 108 kw h b 5 1010 kw h c 5 1012 kw h d 5 1013 kw h 解析 选 b 解答本题的关键是要了解全国有多少家庭及每天亮灯的时间 全国大约 有 4 5 亿户人家 每天亮灯时间大约 3 h 已知白炽灯和 led 灯的额定功率分别为 60 w 和 10 w 根据公式w pt得全国一年节省的电能最接近w 2 pt 2 0 06 0 01 4 5 108 3 365 kw h 4 9 1010 kw h 故选 b 3 在直流电路中 两个电阻的阻值之比r1 r2 2 1 通过的电流之比 i1 i2 2 1 则在相等时间内两个电阻产生的热量之比q1 q2为 a 1 1 b 2 1 c 4 1 d 8 1 解析 选 d 已知两个电阻的阻值之比是 2 1 通过的电流之比是 2 1 则相等时间 内产生的热量之比 2 故 d 正确 q1 q2 i12r1t i22r2t 2 1 2 1 8 1 4 小芳家正在使用的电器有电灯 洗衣机 电冰箱 小芳从家里的总电能表中测得在 时间t内消耗的电能为w 设小芳家的供电电压为u 总电流为i 上述电器的总电阻为 r 总功率为p 下列关系式正确的是 a p b w i2rt u2 r c i d p u r w t 2 解析 选 d 由于洗衣机 电冰箱是非纯电阻电路 欧姆定律不成立 所以i 不成 u r 立 所以关系式p 不成立 故 a c 错误 公式w i2rt只能用来求电热 不能用来求 u2 r 消耗的电能 故 b 错误 公式p 普遍适用 故 d 正确 w t 5 小明同学家里部分电器的消耗功率及每天工作时间如表所示 则这些电器一天消耗 的电能约为 电器消耗功率 w工作时间 h 电茶壶 2 0001 空调 1 2003 电视机 1002 节能灯 164 路由器 924 a 6 1 103 w b 6 1 103 j c 2 2 104 w d 2 2 107 j 解析 选 d 根据公式w pt及题表可知 这些电器一天消耗的电能为w 2 kw 1 h 1 2 kw 3 h 0 1 kw 2 h 0 016 kw 4 h 0 009 kw 24 h 6 08 kw h 又知 1 kw h 3 6 106 j 可得w 2 2 107 j 选项 d 正确 6 有两个灯泡 l1 l2 额定电压均为 6 v 额定功率分别为 6 w 3 w 将它们接在电 路中 下列说法正确的是 a 若将它们串联接在电路中 两灯泡的总功率最大为 9 w b 若将它们串联接在电路中 两灯泡的总功率最大为 6 w c 若将它们并联接在电路中 两灯泡的总功率最大为 9 w d 若将它们并联接在电路中 两灯泡的总功率最大为 4 5 w 解析 选 c 当两灯泡串联时 电流相等 l1的额定电流为i1 1 a 电阻r1 p1 u1 6 l2的额定电流为i2 0 5 a 电阻r2 12 要使两灯泡不致被 u12 p1 p2 u2 u22 p2 烧坏 电路中的最大电流为 0 5 a 两灯泡的最大功率为pmax i2r1 i2r2 4 5 w 故 a b 均错误 当两灯泡并联时 电压相等 当电压为 6 v 时 两灯均可正常发光 此时两 灯泡的最大功率为 9 w 故 c 正确 d 错误 3 7 有四盏电灯 按如图所示连接在电路中 l1和 l2都标有 220 v 100 w 字样 l3 和 l4都标有 220 v 40 w 字样 电路接通后 亮度最暗的灯泡是 a l1 b l2 c l3 d l4 解析 选 c 根据串联电路的电压分配原则知 l2 l3两端的电压最小 l4两端的电压 最大 根据并联电路的电流分配原则知通过 l3的电流小于通过 l2的电流 由此可知 l4最 亮 l1次之 l3最暗 选项 c 正确 8 如图所示 r1 2 r2 10 r3 10 a b两端接在电压恒定的电源上 则 a s 断开时 r1与r2的功率之比为 5 1 b s 闭合时通过r1与r2的电流之比为 2 1 c s 断开与闭合两种情况下 电阻r1两端的电压之比为 2 1 d s 断开与闭合两种情况下 电阻r2的功率之比为 7 12 解析 选 b s 断开时 由p i2r i相等 r1与r2的功率之比 p1 p2 r1 r2 1 5 选项 a 错误 s 闭合时 i2 i3 则i1 i2 2 1 选项 b 正确 s 断开时 u1 u2 r1 r2 1 5 则u1 uab s 闭合时 u1 u2 r1 2 5 则 1 6 r2 2 u1 uab 则u1 u1 7 12 选项 c 错误 u2 uab u2 uab 由p 得 2 7 5 6 5 7 u2 r p2 p2 49 36 选项 d 错误 9 如图所示的电路中 电流表均为理想电流表 电阻r1 40 闭 合开关后 电流表 a1的示数为 0 2 a 电流表 a 的示数为 0 3 a 试求 1 r1的电功率 2 r2的阻值及在 1 min 内r2消耗的电能 解析 1 r1的电功率p1 i12r1 1 6 w 2 由电路图可知 r2两端的电压u2 i1r1 8 v 通过r2的电流为i2 0 3 a 0 2 a 0 1 a 因此r2的阻值为r2 80 u2 i2 8 0 1 4 在 1 min 内r2消耗的电能q w u2i2t 8 0 1 60 j 48 j 答案 1 1 6 w 2 80 48 j b 级 选考提能 10 在高速公路隧道内两侧的电灯泡不易更换 为了延长电灯泡的使用寿命 一个接 口处通常安装两个完全相同的灯泡 在考虑温度对电阻影响的情况下 下列说法正确的是 a 两个灯泡串联 b 两个灯泡并联 c 每个灯泡实际消耗的功率是其额定功率的四分之一 d 每个灯泡实际消耗的功率小于其额定功率的四分之一 解析 选 a 两个灯泡串联 每个灯泡两端的电压为u v 110 v 低于额定电压 220 2 灯泡不易损坏 选项 a 正确 两个灯泡并联 每个灯泡两端的电压为u 220 v 仍等于灯 泡的额定电压 灯泡正常工作 不能延长灯泡的使用寿命 选项 b 错误 由p 两个 u2 r 灯泡串联时 u变为原来的 由于灯丝较正常发光时温度偏低 故灯丝电阻较正常发光时 1 2 小 所以每个灯泡实际消耗的功率大于其额定功率的四分之一 选项 c d 错误 11 锂电池因能量密度高 绿色环保而广泛使用在手机等电子产品 中 现用充电器为一手机锂电池充电 等效电路如图所示 充电器电 源的输出电压为u 输出电流为i 锂电池的内阻为r 下列说法正确 的是 a 锂电池产生的热功率为ui b 充电器的充电效率为 100 ir u c 电能转化为化学能的功率为ui i2r d 充电器输出的电功率为ui i2r 解析 选 c 电池产生的热功率为p损 i2r 小于ui 故 a 错误 充电器的充电效率 为 100 故 b 错误 充电器输出的电功率为 p输出 ui 故 d 错误 电能转化为 u ir u 化学能和热能 根据能量守恒定律 有 ui i2r p 故p ui i2r 故 c 正确 12 如图所示 是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图 电动 机内电阻r 0 8 电路中另一电阻r 10 直流电压u 160 v 电压表示数uv 110 v 试求 1 通过电动机的电流 2 输入电动机的电功率 3 若电动机以v 1 m s 匀速竖直向上提升重物 求该重物的质量 g取 10 m s2 5 解析 1 由电路中的电压关系可得电阻r的分压ur u uv 160 110 v 50 v 流过