2024版新教材高中物理课时分层作业十八电路中的能量转化新人教版必修第三册

课时分层作业(十八)电路中的能量转化A组基础达标练1．下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法正确的是()A．电功率越大，说明电流做功越快，则电路中产生的焦耳热一定越多B．W＝UIt＝I2Rt＝eq\f(U2,R)t，对任何电路都适用C．U＝IR对于纯电阻和非纯电阻电路都适用D．焦耳热Q＝I2Rt适用于任何电路2．有一个电风扇，标有“220V50W”字样，其电动机线圈的电阻为0.4Ω.现把它接入220V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＝eq\f(U2,R)tB．Q＝PtC．Q＝(eq\f(P,U))2·RtD．以上三种方法均正确3.如图所示，A、B两点间电压为18V，R1＝0.2Ω，电动机M线圈的电阻也是0.2Ω，电路中的电流是25A．则此电路中电能转化为机械能的效率是()A．72%B．28%C．55.6%D．44.4%4.如图所示，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．则下列说法正确的是()A．电解槽消耗的电功率为120WB．电解槽的发热功率为60WC．电解槽消耗的电功率为60WD．电路消耗的总功率为60W5．浙江省某地的“渔光互补”光伏发电项目计划在5000多亩荒草地和水域上方安装90余万块单晶双面双玻光伏组件(如图所示).该光伏电站在阳光照射时正常工作的总容量为4.0×108W，则晴朗的一天能够提供的电能约为()A．4.0×108kW·hB．3.0×106kW·hC．9.6×105kW·hD．9.6×109kW·h6．有人在调制电路时把一个“100kΩeq\f(1,8)W”的电阻和一个“300kΩeq\f(1,8)W”的电阻串联，作为400kΩ的电阻使用．此时两串联电阻允许消耗的最大功率为()A．eq\f(1,2)WB.eq\f(1,6)WC．eq\f(1,8)WD．eq\f(1,4)W7．杭州在国内率先启用可出租的微公交，为市民提供又一便利的出行选择．该微公交由蓄电池对车上电动机供电，电动机为车提供动力．该车的主要技术参数如表．下列说法正确的是()A.蓄电池充满电时能储电5760JB.电动机在额定电压下工作时，额定电流为2.5AC.蓄电池充满电后最多能供电动机正常工作4.8hD.电动机在额定电压下工作1h，流过的电荷量为4.32×105C8．如图所示，a、b两点间的电压为9V，三个电阻的阻值分别为R1＝R2＝6Ω、R3＝3Ω.下列说法正确的是()A.R1、R2、R3两端的电压之比为2∶1∶1B.R1、R2、R3消耗的电功率之比为1∶1∶2C.在相等的时间内，通过R1、R2、R3的电荷量之比为2∶2∶1D.在相等的时间内，R1、R2、R3产生的焦耳热之比为1∶2∶2B组能力提升练9.(多选)电饭煲工作时有两种状态，一种是煲内米饭中的水烧干前的加热状态，另一种是煲内米饭中的水烧干后的保温状态．如图所示是电饭煲电路原理示意图，S是用感温材料制造的开关．下列说法正确的是()A．当开关S接通时电饭煲为保温状态，当开关S断开时电饭煲为加热状态B．当开关S接通时电饭煲为加热状态，当开关S断开时电饭煲为保温状态C．要使R2在保温状态时的功率为加热状态时功率的一半，R1∶R2应为2∶1D．要使R2在保温状态时的功率为加热状态时功率的一半，R1∶R2应为(eq\r(2)－1)∶110．(多选)小明去逛超市，遇促销打折买了一个电吹风，电吹风的使用说明书上给出了如表所示的铭牌参数及如图所示的电路图．下列说法正确的是()A．该电吹风发热电阻R的阻值约为64.5ΩB．该电吹风电动机M的内阻为193.6ΩC．当开关S1断开、S2闭合时，电吹风吹冷风D．当开关S1、S2均闭合时，电动机每秒消耗的电能为1000J11.在如图所示的电路中，输入电压U恒为8V，灯泡L标有“3V6W”字样，电动机线圈的电阻RM＝0.5Ω.若灯泡恰能正常发光，下列说法正确的是()A．电动机的输入电压是8VB．流过电动机的电流是10AC．电动机的效率是80%D．整个电路消耗的电功率是10W12．如图所示是利用电动机提升重物的示意图，其中D是直流电动机，P是一个质量为m的重物，它用细绳拴在电动机的轴上．闭合开关S，重物P以速度v匀速上升，这时理想电流表和理想电压表的示数分别是I＝5A和U＝110V，重物P上升的速度v＝0.7m/s.已知重物的质量m＝45kg，g取10m/s2.求：(1)电动机消耗的电功率P电；(2)细绳对重物做功的机械功率P机；(3)电动机线圈的电阻R.课时分层作业(十八)电路中的能量转化1．解析：电功率越大，表示电流做功越快，但是电路中产生的焦耳热的多少还与做功时间的长短有关，A错误；公式W＝UIt是计算电路的总功的大小，适用于任何电路，当电路为纯电阻电路时，根据欧姆定律I＝eq\f(U,R)，可以推导出W＝I2Rt，W＝eq\f(U2,R)t，所以W＝I2Rt，W＝eq\f(U2,R)t只能适用于纯电阻电路，B错误；U＝IR只适用于纯电阻电路，对非纯电阻电路不适用，C错误；焦耳热Q＝I2Rt适用于任何电路中的焦耳热的计算，D正确．答案：D2．解析：通过电风扇的电流为I＝eq\f(P,U)，因为电风扇不是纯电阻电路，所以其焦耳热为Q＝(eq\f(P,U))2·Rt，而不应该是Q＝eq\f(U2t,R)或Q＝Pt，C正确．答案：C3．解析：电路中总的电功率为P＝UI＝450W，电路中的热功率为P热＝I2(R1＋r)＝250W，则电路中电能转化为机械能的效率为η＝eq\f(P－P热,P)×100%≈44.4%，D正确．答案：D4．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对，A错误；电解槽的发热功率P热＝I2R≈1.3W，B错误；整个电路消耗的功率P总＝220V×eq\f(60W,110V)＝120W，D错误．答案：C5．解析：一天的有效阳光照射时间约为8小时，所以E＝Pt＝3.2×106kW·h故选B.答案：B6．解析：由P＝I2R可知，允许流过两电阻的最大电流I1>I2，当300kΩ的电阻达到额定值时，100kΩ电阻消耗的功率为其功率的eq\f(1,3)，则有最大功率Pm＝eq\f(1,3)×eq\f(1,8)W＋eq\f(1,8)W＝eq\f(1,6)W．故选B.答案：B7．解析：根据电功公式可得蓄电池充满电储存的电能为W＝UIt＝48×120W·h＝5760W·h＝2.0736×107J，故A错误；根据电功率的公式可得电动机的额定电流为I＝eq\f(P,U)＝eq\f(1200,48)A＝25A，故B错误；根据A中的分析得到的蓄电池充满电时的储能，则可得蓄电池充满电后最多能供电动机正常工作的时间为t＝eq\f(W,P)＝eq\f(5760,1200)h＝4.8h，故C正确；由B的分析可得电动机的额定电流，则根据电流定义可知电动机在额定电压下工作1h，流过的电荷量为q＝It＝25×1×3600C＝9×104C，故D错误．答案：C8．解析：电路中的总电阻为R＝R3＋eq\f(R1R2,R1＋R2)＝3Ω＋eq\f(6×6,6＋6)Ω＝6Ω，电路中的电流I＝eq\f(U,R)＝eq\f(9,6)A＝1.5A，则R3两端电压U3＝IR3＝1.5×3V＝4.5V，并联部分两端电压为U′＝Ieq\f(R1R2,R1＋R2)＝4.5V，所以R1、R2、R3两端的电压之比为1∶1∶1，A错误；根据P＝eq\f(U2,R)可得R1、R2、R3消耗的电功率之比为1∶1∶2，B正确；根据欧姆定律I＝eq\f(U,R)可得通过R1、R2、R3的电流之比为1∶1∶2，根据I＝eq\f(q,t)可得在相等时间内通过R1、R2、R3的电荷量之比为等于通过它们的电流之比，即1∶1∶2，C错误；根据Q＝I2Rt可以得到在相等时间内产生的焦耳热之比为1∶1∶2，D错误．答案：B9．解析：由P＝eq\f(U2,R)得，当S接通时，电阻变小，功率变大，处于加热状态；当S断开时，电阻变大，功率变小，处于保温状态，则R2是供加热用的电阻丝，当开关S接通时电饭煲为加热状态，S断开时为保温状态，A错误，B正确；使R2在保温状态时的功率为加热状态时的一半，由P＝I2R可得，电阻R2在保温与加热状态下的电流之比为1∶eq\r(2)，所以(R1＋R2)∶R2＝eq\r(2)∶1，则R1∶R2＝(eq\r(2)－1)∶1，C错误，D正确．答案：BD10．解析：由表格可知发热电阻的功率PR＝P－PM＝1000W－250W＝750W，所以该电吹风发热电阻R＝eq\f(U2,PR)＝eq\f(2202,750)Ω≈64.5Ω，故A正确；电动机正常工作过程为非纯电阻用电器，不能使用公式R＝eq\f(U2,PM)计算电动机内阻，故B错误；由题图可知当开关S1断开、S2闭合时，发热电阻断路，电吹风吹冷风，故C正确；当开关S1、S2均闭合时，电动机正常工作，功率仍然为250W，故电动机每秒消耗的电能为W＝PMt＝250×1J＝250J，故D错误．答案：AC11．解析：电动机的输入电压U1＝U－UL＝8V－3V＝5V，故A错误；整个电路中的电流为I＝eq\f(PL,UL)＝eq\f(6W,3V)＝2A，所以电动机消耗的电功率为P电＝U1I＝5×2W＝10W，电动机发热的功率为P热＝I2RM＝4×0.5W＝2W，则电动机输出的功率为P出＝P电－P热＝10W－2W＝8W，η＝eq\f(P出,P电)×100%＝eq\f(8,