(新高中)物理人教版必修第三册课后练习：第十二章 1.电路中的能量转化 Word版含解析

第十二章电能能量守恒定律1.电路中的能量转化课后篇巩固提升基础巩固1.(多选)用一个额定电压为220V的电热水器煮沸一壶水需要ts,如果不考虑电热水器的电热损失和电热丝电阻受温度的影响,那么(

)A.当线路电压为110V时,煮沸一壶水需要2tsB.当线路电压为110V时,煮沸一壶水需要4tsC.当线路电压为55V时,煮沸一壶水需要4tsD.当线路电压为55V时,煮沸一壶水需要16ts解析由公式Q=t,煮沸一壶水所需的热量为Q=t。当电压变为原来的时,所需热量没变,因此时间要变为原来的4倍,即4ts,选项B正确。当电压变为原来的时,时间要变为原来的16倍,即16ts,选项D正确。答案BD2.额定电压、额定功率均相同的电风扇、电烙铁和日光灯,各自在额定电压下正常工作了相同的时间。比较它们产生的热量,结果是(

)A.电风扇最多

B.电烙铁最多C.日光灯最多

D.一样多解析在三种用电器中,只有电烙铁是纯电阻用电器,将电能全部转化为内能,故选项B正确。答案B3.(多选)如图所示,电阻R1=20Ω,电动机线圈的电阻R2=10Ω。当开关断开时,电流表的示数是0.5A,当开关闭合后,电动机转动起来,电路两端的电压不变,电流表的示数I和电路消耗的电功率P应是(

)A.I=1.5A

B.I<1.5A

C.P=15W

D.P<15W解析电路两端的电压为U=I1R1=0.5A×20Ω=10V。电动机是非纯电阻用电器,UI2>R2,所以I2<=1A。电流表的示数I=I1+I2<1.5A,A错误,B正确。电路总功率为P=U(I1+I2)<15W,C错误,D正确。答案BD4.额定电压都是110V、额定功率PA=100W、PB=40W的灯泡两盏,若接在电压为220V的电路上,使两盏灯泡均能正常发光,且消耗功率最小的电路是(

)解析判断灯泡能否正常发光,就要判断电压是否是额定电压,或电流是否是额定电流,对灯泡有P=UI=,可知RA<RB。对于A电路,由于RA<RB,所以UB>UA,且有UB>110V,B灯被烧毁,UA<110V,A灯不能正常发光。对于B电路,由于RB>RA,A灯又并联滑动变阻器,并联电阻小于RB,所以UB>U并,B灯烧毁。对于C电路,B灯与滑动变阻器并联电阻可能等于RA,所以可能UA=UB=110V,两灯可以正常发光。对于D电路,若滑动变阻器的有效电阻等于A、B的并联电阻,则UA=UB=110V,两灯可以正常发光。比较C、D两个电路,由于C电路中滑动变阻器功率为(IA-IB)×110V,而D电路中滑动变阻器功率为(IA+IB)×110V,所以C电路消耗电功率最小。答案C5.电阻R和电动机M串联接到电路中,如图所示,已知电阻R跟电动机线圈的电阻值相等,闭合开关后,电动机正常工作,设电阻R和电动机M两端的电压分别为U1和U2,经过时间t,电流通过电阻R做功为W1,产生热量Q1,电流通过电动机做功为W2,产生热量为Q2,则(

)A.U1<U2,Q1=Q2

B.U1=U2,Q1=Q2C.W1=W2,Q1>Q2

D.W1<W2,Q1<Q2解析设开关闭合后,电路中电流为I,对于电阻R,由欧姆定律得U1=IR,对于电动机,有U2>IR,则U1<U2,根据焦耳定律得Q1=I2Rt,Q2=I2Rt,则Q1=Q2,故A正确。答案A6.电热毯、电饭锅等是人们常用的电热式家用电器,它们一般具有加热和保温功能,其工作原理大致相同,某种电热式用电器的简化电路图如图所示,主要元件有电阻丝R1、R2和自动开关S,问:(1)当开关S闭合和断开时,用电器分别处于什么状态?(2)用电器由照明电路供电,U=220V,设加热时用电器的功率为400W,保温时用电器的功率为40W,则R1和R2分别为多大?解析(1)由于是纯电阻电路,当S闭合时,R2短路,用电器消耗的电功率P1=;当S断开时,用电器消耗的电功率P2=,故S闭合时为加热状态,S断开时为保温状态。(2)S闭合时,由P1=得R1=Ω=121Ω;S断开时,由P2=得R2=-R1=Ω=1089Ω。答案(1)S闭合时为加热状态,S断开时为保温状态(2)121Ω1089Ω7.如图所示,电路两端电压U保持不变。(1)若电阻R1、R2、R3消耗的电功率一样大,则电阻之比R1∶R2∶R3=

。

(2)若电阻R1=R2=R3,则它们在相同时间内产生的热量之比Q1∶Q2∶Q3=

。

解析(1)根据题意,由混联电路的特点可知I1=I2+I3,且I2=I3,再由P=I2R可得R1∶R2∶R3=1∶4∶4。(2)根据题意,由混联电路的特点可知I1=I2+I3,且I2=I3,再由Q=I2Rt,可得Q1∶Q2∶Q3=4∶1∶1。答案(1)1∶4∶4(2)4∶1∶1能力提升1.把六个相同的小灯泡接成如图甲、乙所示的电路,调节变阻器使灯泡正常发光,甲、乙两电路所消耗的功率分别用P甲和P乙表示,则下列结论正确的是(

)A.P甲=P乙

B.P甲=3P乙C.P乙=3P甲

D.P乙>3P甲解析设每个灯泡正常工作时的电流为I,则题图甲中电路的总电流为3I,P甲=12V×3I,题图乙中电路的总电流为I,P乙=12V×I,故有P甲=3P乙,B正确。答案B2.如图所示的电路中,电源电压为60V,内阻不计,电阻R=2Ω,电动机的内阻R0=1.6Ω,电压表的示数为50V,电动机正常工作,求电动机的输出功率。解析电动机正常工作时,电动机两端的电压U0=50V,此时通过电路中的电流I==5A,电动机的输出功率P出=U0I-I2R0=50V×5A-(5A)2×1.6Ω=210W。答案210W3.电饭煲的电路图如图所示,S1是一个限温开关,手动闭合,当此开关的温度达到居里点(103℃)时会自动断开;S2是一个自动温控开关,当温度低于60℃时会自动闭合,温度高于80℃时会自动断开,红灯是加热状态时的指示灯,它在保温状态下是不亮的,黄灯是保温状态下的指示灯。限流电阻R1=R2=500Ω,加热电阻丝R3=50Ω,两灯的电阻不计。(1)根据电路分析,叙述电饭煲煮饭的全过程(包括加热和保温的过程)。(2)简要回答,如果不闭合开关S1,电饭煲能将饭煮熟吗?(3)计算加热和保温两种状态下,电饭煲的消耗功率之比。解析(1)电饭煲盛上食物后,接上电源,S2/r