2023年新教材高中物理第12章电能能量守恒定律1电路中的能量转化课后提升训练新人教版必修第三册

第12章1A组·基础达标1．一台电动机正常工作时，两端的电压为U，通过的电流为I.已知电动机线圈的电阻为R，则电动机()A．消耗的功率为I2R B．消耗的功率为eq\f(U2,R)C．发热的功率为I2R D．输出的功率为UI【答案】C【解析】电动机消耗的电能为P总＝UI，由于电动机是非纯电阻元件，故不能用P＝I2R和P＝eq\f(U2,R)求消耗的总功率，A、B错误；电动机线圈产生的热功率P热＝I2R，C正确；输出功率P出＝UI－I2R，D错误．2．如图所示为一电烙铁，电烙铁通电一段时间后，会变得很烫，而连接电烙铁的导线却不怎么热，其主要原因是()A．导线有绝缘皮，隔热效果好B．导线较长，散热比电烙铁快C．导线的电阻远小于电烙铁的电阻D．通过导线的电流小于通过电烙铁的电流【答案】C【解析】由热功率P＝I2R可知，电烙铁和导线串联，电流相等，导线的电阻远小于电烙铁的电阻，故电烙铁很烫而导线不怎么热，C正确．3．如图，电阻R和电动机M并联接到电路中，已知电阻R跟电动机线圈的电阻值相等，开关接通后，电动机正常工作．经过一段时间，电流通过电阻R做功为W1，产生热量为Q1，电流通过电动机做功为W2，产生热量为Q2，则有()A．W1＝W2，Q1＝Q2 B．W1＞W2，Q1＞Q2C．W1＜W2，Q1＝Q2 D．W1＞W2，Q1＜Q2【答案】B【解析】设开关接通后，电路两端电压为U.对于电阻R，由欧姆定律得U＝I1R，对于电动机，U＞I2R，则有I2＜I1.电功W1＝UI1t，W2＝UI2t，则有W1＞W2，根据焦耳定律得Q1＝Ieq\o\al(2,1)Rt，Q2＝Ieq\o\al(2,2)Rt，则有Q1＞Q2.B正确，A、C、D错误．4．功率为10W的发光二极管(LED灯)的亮度与功率为60W的白炽灯相当．假设每户家庭有2个60W的白炽灯，均用10W的LED灯替代，按全国有4亿户家庭，每户家庭每天亮灯6小时计算，估算出全国一年节省的电能最接近()A．8×108kW·hB．8×1010kW·hC．8×1011kW·hD．8×1013kW·h【答案】B【解析】因每个白炽灯和发光二极管的功率分别为60W和10W，则每户家庭每天节省的电能为(60－10)×10－3×2×6kW·h＝0.6kW·h，所以全国一年节省的电能为0.6×4×108×365kW·h＝8.76×1010kW·h，B正确，A、C、D错误．5．如图所示电路中，各灯泡额定电压和额定功率分别是：A灯“10V10W”，B灯“60V60W”，C灯“20V20W”，D灯“20V20W”．在a、b两端加上电压后，四个灯泡都能发光．比较各灯泡消耗功率大小，以下说法正确的是()A．PB>PD>PA>PCB．PB>PA>PD＝PCC．PB>PD>PC>PAD．PA>PC>PD>PB【答案】B【解析】由R＝eq\f(U2,P)可知，灯的电阻RA＝10Ω，RB＝60Ω，RC＝RD＝20Ω，C、D并联部分的电阻为R并＝10Ω，电路中RB>RA＝R并，由串联电路的功率关系知PB>PA＝P并，而PC＝PD＝eq\f(P并,2)，故PB>PA>PD＝PC，B正确．6．下面是某电热水壶的铭牌，由此可知该电热水壶正常加热1min产生的热量为()电热水壶型号SP—356A额定电压220V额定功率1800W额定频率50Hz额定容量1.5LA．1.80×103J B．1.10×104JC．1.32×104J D．1.08×105J【答案】D【解析】由铭牌可知，电热水壶的功率为1800W，所以正常加热1分钟产生的热量为Q＝Pt＝1800×60J＝1.08×105J.7．如图所示为甲、乙两灯泡的I-U图像，根据图像，计算甲、乙两灯泡并联在电压为220V的电路中时实际发光的功率分别约为()A．15W、30W B．30W、40WC．40W、60W D．60W、100W【答案】C【解析】由图像可知，当U＝220V时，通过甲、乙两灯的电流分别为I甲＝0.18A、I乙＝0.27A，则P甲＝UI甲≈40W，P乙＝UI乙≈60W，C正确．8．重庆市将主干道上的部分高压钠灯换成LED灯，已知高压钠灯功率为400W，LED灯功率为180W，若更换4000盏，则一个月(取30天，每天约10h)可节约的电能约为()A．9×102kW·h B．3×105kW·hC．6×108kW·h D．1×1011kW·h【答案】B【解析】一个月可节约的电能为ΔW＝ΔPt＝(400－180)×4000×10×30W·h≈3×105kW·h，B正确．9．一台线圈电阻为2Ω的电动机接在110V的电路中工作时，通过电动机的电流为10A，求这台电动机消耗的电功率、发热功率、转化成的机械功率和电动机的效率．【答案】1100W200W900W82%【解析】电动机消耗的电功率即电路输入给电动机的功率P′＝IU＝10×110W＝1100W，发热功率P热＝I2R＝102×2W＝200W，转化成的机械功率P＝P′－P热＝1100W－200W＝900W，机械效率η＝eq\f(P,P1)×100%＝eq\f(900,1100)×100%≈82%.B组·能力提升10．(多选)有一内电阻为4.4Ω的电解槽和一盏标有“110V60W”的灯泡串联后接在电压为220V的直流电路两端，灯泡正常发光，则()A．电解槽消耗的电功率为120WB．电解槽的发热功率为1.3WC．电解槽消耗的电功率为60WD．电路消耗的总功率为60W【答案】BC【解析】灯泡能正常发光，说明电解槽和灯泡均分得110V电压，且干路电流I＝I灯＝eq\f(60W,110V)，则电解槽消耗的功率P＝P灯＝60W，C正确，A错误；电解槽的发热功率P热＝I2R＝1.3W，B正确；整个电路消耗的功率P总＝220V×eq\f(60W,110V)＝120W，D错误．11．一台小型电动机在3V的电压下工作，用此电动机提升重力为4N的物体时，通过它的电流是0.2A．在30s内可使该物体被匀速提升3m．若不计除电动机线圈发热之外的能量损失，求：(1)电动机的输入功率；(2)在提升重物的30s内，电动机线圈所产生的热量；(3)线圈的电阻．【答案】(1)0.6W(2)6J(3)5Ω【解析】(1)电动机的输入功率P入＝UI＝3×0.2W＝0.6W.(2)电动机提升重物的机械功率P机＝Fv＝4×eq\