高二物理举一反三系列（人教版必修第三册）专题12.1 电路中的能量转化（学生版）

专题12.1电路中的能量转化【人教版】TOC\o"1-3"\t"正文,1"\h【题型1纯电阻电路能量分析】 【题型2非纯电阻电路问题】 【题型3联系实际问题】 【题型4科学探究中的能量问题】 【题型1纯电阻电路能量分析】【例1】小明在一根细橡胶管中灌满食盐水，两端用粗铜丝塞住管口，形成一段封闭的盐水柱。他将此盐水柱接到电源两端，电源电动势和内阻恒定。握住盐水柱两端将它水平均匀拉伸到原长的1.2倍，若忽略温度对电阻率的影响，则此盐水柱()A.通过的电流增大B.两端的电压增大C.阻值增大为原来的1.2倍D.电功率增大为原来的1.44倍【变式1-1】为了生活方便，电热水壶已进入千家万户，如果将一电热水壶接在220V的电源两端，经时间t0电热水壶的开关自动切断，假设热量的损失不计、加热丝的阻值不受温度的影响。则()A．如果将电热水壶接在110V的电源两端，需经2t0的时间电热水壶的开关自动切断B．如果将电热水壶接在110V的电源两端，需经16t0的时间电热水壶的开关自动切断C．如果将电热水壶接在55V的电源两端，需经4t0的时间电热水壶的开关自动切断D．如果将电热水壶接在55V的电源两端，需经16t0的时间电热水壶的开关自动切断【变式1-2】如图甲，电路中电源电动势为3.0V，内阻不计，L1、L2、L3为三个相同规格的小灯泡，小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。当开关闭合后，下列说法中正确的是()A．L1中的电流为L2中电流的2倍B．L3的电阻约为1.875ΩC．L3的电功率约为0.75WD．L2和L3的总功率约为3W【变式1-3】额定电压都是110V、额定功率PA＝110W和PB＝40W的两盏电灯，若接在电压是220V的电路上，使两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗功率最小的电路是()【题型2非纯电阻电路问题】【例2】某简易电吹风简化电路如图所示，其主要部件为电动机M和电热丝，部分技术参数如下表，电吹风在220V电压下工作。下列说法正确的是()电吹风额定电压220V电吹风额定功率热风时：990W冷风时：110WA.开关S1、S2都闭合时电吹风吹冷风B.该电吹风中电动机的内电阻为440ΩC.吹热风时电热丝的功率为990WD.吹热风时通过电热丝的电流为4A【变式2-1】扫地机器人能有效清除地板上的灰尘等颗粒垃圾。若扫地机器人的电动机线圈电阻为r，当它正常工作时，电动机两端所加的电压为U，通过的电流为I，则()A．通过线圈的电流小于eq\f(U,r)B．通过线圈的电流等于eq\f(U,r)C．电动机的电功率为I2rD．电动机输出的机械功率为UI【变式2-2】(多选)如图所示，电阻R1＝20Ω，电动机的内阻R2＝10Ω。当开关断开时，电流表的示数是0.5A，当开关合上后，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＜1.5AC.P＝15W D.P＜15W【变式2-3】(多选)如图甲所示，用内阻为r1的充电宝为一手机充电，其等效电路如图乙所示。在充电开始后的一段时间t内，充电宝的输出电压U、输出电流I可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻为r2，则时间t内()A．充电宝输出的电功率为UI－I2r1B．充电宝的总功率为UI＋I2r1C．手机电池产生的焦耳热为eq\f(U2,r2)tD．手机电池增加的化学能为UIt－I2r2t【题型3联系实际问题】【例3】如图所示是某品牌吊扇的相关参数，g取10m/s2，以下说法正确的是()A．吊扇正常工作时通过吊扇电机的电流为0.25AB．天花板对吊杆的拉力大小等于50NC．吊扇正常工作时消耗的电能用于对空气做功D．吊扇边沿A点的最大线速度大小为896πm/s【变式3-1】某扫地机器人电池容量2000mA·h，额定工作电压15V，额定功率30W，则下列说法正确的是()A．扫地机器人的电阻是7.5ΩB．题中mA·h是能量的单位C．扫地机器人正常工作时的电流是2AD．扫地机器人充满电后一次工作时间约为4h【变式3-2】(多选)下表列出了某品牌电动自行车及所用电动机的主要技术参数，不计其自身机械能损耗。若该车在额定状态下以最大运行速度行驶，则()自重40kg额定电压48V载重75kg额定电流12A最大行驶速度20km/h额定输出功率350WA.电动机的输入功率为576W B.电动机的内电阻为4ΩC.该车获得的牵引力为104N D.该车受到的阻力为63N【变式3-3】新能源电动汽车是当代生活中重要的交通工具。某品牌观光新能源电动车的动力电源上的铭牌标有“120V250A·h”字样。假设工作时电源的输出电压恒为120V，额定输出功率为3kW。根据上述有关数据，下列说法不正确的是()A．电动汽车保持额定功率行驶的最长时间是10hB．额定工作电流为25AC．动力电源充满电后储存的电能为1.08×108JD．电动汽车电动机的内阻为4.8Ω【题型4科学探究中的能量问题】【例4】如图所示，在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极接电源的负极，沿边缘内壁放另一个圆环形电极接电源的正极做“旋转液体实验”，其中蹄形磁铁两极间正对部分的磁场可视为匀强磁场，磁感应强度大小B＝0.2T，磁铁上方为S极。电源的电动势E＝6V，内阻未知，限流电阻R0＝4.8Ω。闭合开关S后，当导电液体旋转稳定时理想电压表的示数恒为3.5V，理想电流表示数为0.5A。则()A．从上往下看，液体顺时针旋转B．玻璃皿中两电极间液体的等效电阻为R＝7.0ΩC．液体消耗的电功率为1.75WD．1分钟内，液体里产生的热量为105J【变式4-1】图甲表示某金属丝的电阻R随摄氏温度t变化的情况。把这段金属丝与电池、电流表串联起来(图乙)，用这段金属丝做测温探头，把电流表的刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简易温度计。下列说法正确的是()A．tA应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是线性关系B．tA应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是非线性关系C．tB应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是线性关系D．tB应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是非线性关系【变式4-2】2019年12月7日至11日在日本东京举办了第十三届中日节能环保综合论坛，与会专家统计：每使用1度(千瓦时)电，就相应消耗了0.4kg的标准煤，同时产生0.272kg碳粉尘，0.997kg二氧化碳，0.03kg二氧化硫，0.015kg氮氧化物。济宁市约有200万家庭，根据下表提供的数据，估算我市由于这4种用电器待机一昼夜产生的二氧化碳的质量约为()每户普通家庭用电器平均数1台平板电视机1台空调1台洗衣机1台台式电脑每台用电器平均待机功率(W)1423A.4.8×103kg B.4.8×104kgC.4.8×105kg D.4.8×106kg【变式4-3】在研究微型电动机的性能时，可采用如图所示的实验电路．当调节滑动变阻器R，使