2024-2025年新教材高中物理第3章恒定电流3电功与电热课堂达标含解析鲁科版必修第三册

PAGE3-电功与电热1.电动机的应用加快了人类社会进步，下列家用电器利用了电动机工作的是 ()A.日光灯 B.电熨斗 C.电风扇 D.电蚊拍【解析】选C。电动机工作时会有机械能的输出。日光灯是将电能转化为内能和光能。故A错误。电熨斗是将电能转化为内能。故B错误。电风扇是将电能转化为机械能和内能，应用了电动机。故C正确。电蚊拍是将电能转化为内能。故D错误。故选：C。2.如图某品牌扫地机器人。它的内置锂电池容量为2250mA·h，在一般状况下，充溢一次电可供其运行的时间为45min。已知该扫地机器人额定功率54W，则下列说法正确的是 ()A.扫地机器人正常工作时的电流是2.25B.扫地机器人正常工作时额定电压为18VC.扫地机器人工作时的内阻为6ΩD.扫地机器人充溢电后的电能为4.374×105J【解题指南】电池容量即电池充电的最大充电量，由q=It即可求出工作电流。【解析】选B。锂电池容量为2250mAh，充溢一次电可供其运行的时间为45min=2700s，则工作电流为：I==A=3A，故A错误。机器人额定功率54W，则工作电压为：U==V=18V，故B正确。机械人消耗的电功率大部分转化为机械能，所以其电阻值R≠=Ω=6Ω，故C错误。机器人电池充溢电之后的电能等于放电过程中消耗的电能，为：E=Pt=54×2700J=1.458×105J，故D错误。故选：B。3.2019年4月15日正式实施《电动自行车平安技术规范》强制性国家标准，新标准全面提升了电动自行车的平安性能，最高车速调整为25km/h，整车质量(含电池)不超过55kg，蓄电池标称电压不超过48V。假定一个成人在平直马路上以最高车速骑行时A.0.1A B.1A 【解题指南】(1)估算时不要忽视人的重力；(2)计算时不要忘了单位换算。【解析】选C。假设成人的质量为60kg，当电动车以最高车速行驶时，电动机输出功率为：P=fv=115×10×0.03×W=W。电动车电能转化效率为50%，故电动机的实际功率P′=2P=W=UI，解得：I==A≈9.98A，故C正确。故选：C。4.现在部分道路将高压钠灯换成LED灯，已知高压钠灯功率为400W，LED灯功率为180W，若更换2000盏，则一个月可节约的电能约为 ()A.9×102kW·h B.1.6×105kW·hC.6×105kW·h D.1×1012kW·h【解析】选B。每盏高压钠灯换成LED灯时，节约的功率ΔP=400W-180W=220W=0.22kW；路灯一般工作时间一天约为12小时，故一个月可节约的电能约为：W=nΔPt=2000×0.22×30×12kW·h≈1.6×105kW·h；故B正确，A、C、D错误。故选：B。5.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，这时电流表和电压表的示数分别是I=5.0A和U=110V，重物P上升的速度v=0.70m/s。已知重物的质量m=45kg(g取(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。【解析】(1)P电=UI=5×110W=550W，故电动机消耗的电功率为550W；(2)以重物为探讨对象，由于重物匀速上升，有：F-mg=0 ①P机=F·v ②联立①②，代入数据得：P机=315W；故细绳对重物做功的机械功率为315W；(3)依据功能关系有：P电=P机+P热 ③P热=I2R ④联立③④，代入数据得：R=9.4Ω。答案：(1)550W(2)315W(3)9.4Ω【补偿训练】在探讨微型电动机的性能时，可采纳如图所示的试验电路。当调整滑动变阻器R，使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.5A和1.0V；重新调整R，使电动机复原正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0A和15.0(1)这台电动机的内阻；(2)这台电动机正常运转时的热功率；(3)这台电动机正常运转时的输出功率。【解析】(1)当电动机停止转动时，电动机可视为纯电阻电路，则有：r==Ω=2Ω；(2)正常运转时，电流为2.0AP热=I2r