2023-2025北京高二（上）期末物理汇编：电路中的能量转化

2023-2025北京高二（上）期末物理汇编

电路中的能量转化

一、单选题

1.（2025北京朝阳高二上期末）两个电阻与、&的伏安特性曲线如图中实线所示。下列说法正确的是

（）

A.%的阻值恒定，&的阻值随电压增大而减小

B.电压为W时，电阻&的阻值为4。

C.电压为IV时，&的电阻小于与的电阻

D.电压为IV时，两电阻消耗的电功率相等

2.（2025北京房山高二上期末）下列说法是某同学对电场中的概念、公式的理解，其中不正确的是（）

A.根据电场强度定义式E=；,电场中某点的电场强度和试探电荷的电荷量q无关

B.根据公式卬=以可知，该公式只能求纯电阻电路的电流做功

C.leV等于一个电子经过IV电压加速后所增加的动能

D.人们把最小的电荷量叫做元电荷

3.（2025北京顺义一中高二上期末）如图所示，扫地机器人由主机和充电座两部分构成。充电座接在

220V的插座上，可以对主机的电池进行充电。在某品牌扫地机器人的说明书上获得下表中的参数，由这

些参数可知（）

电池电动势、容量14.4V、5200mA-h

主机额定电压14.4V

额定功率69W

额定功率28W

充电座额定输出电压20V

额定输出电流1.2A

A.主机电池充电完毕储存的电能约为5200J

B.主机以额定功率工作的时间约为2h

C.充电座以额定功率工作时Is内输出的电能约为28J

D.充电座以额定功率工作时1s内产生的内能约为4J

4.（2025北京丰台高二上期末）如图所示，将一个小电动机接在电路中。正常工作和将电动机短时间卡住

时，测得电动机两端的电压和流过电动机的电流如下表所示。下列说法正确的是（）

电压U/V电流〃A

扇叶被卡住（短时间）5.40.27

正常工作时6.00.05

A.电动机线圈电阻为120。

B.正常工作时，电动机消耗的电功率尸/=0.3W

C.正常工作时，电动机发热的功率P2=L8W

D.正常工作时，电动机对外做功的功率尸3=L5W

5.（2025北京怀柔高二上期末）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，不计自身机

械损耗，若该车在额定状态下以最大速度行驶，则下列选项正确的是（）

40额定电48

自重

kg压V

75额定电12

载重

kg流A

最大行驶20额定输400

速度km/h出功率W

A.电动机的输入功率为576W

B.电动机的线圈电阻为4。

C.该车获得的牵引力为104N

D.该车受到的阻力为20N

6.（2024北京昌平高二上期末）某扫地机器人利用自身携带的小型吸尘部件吸尘。已知机器人电池容量为

3000mA-h,电机两端电压为15V,吸尘时的额定功率为30W,输出功率为22W。下列说法正确的是

（）

A.“mAh”是能量单位

B.吸尘时通过电机的电流为1.5A

C.该机器人电机的电阻为5.5。

D.理论上，该机器人充满电后可工作1.5h

7.（2024北京丰台高二上期末）如图所示，将一个电动机M接在电路中，正常工作时测得电动机两端的

电压为G，流过电动机的电流为右；将电动机短时间卡住时，测得电动机两端的电压为6,流过电动机

的电流为A。下列说法正确的是（）

A.电动机线圈电阻为，

B.正常工作时，电动机消耗的电功率为UJ

C.正常工作时，电动机产生的热功率为UJ

D.正常工作时，电动机对外做功功率为

8.（2024北京朝阳高二上期末）某学习小组利用如图所示电路研究某手持小风扇的电动机性能。调节滑动

变阻器R,测得风扇运转时电压表示数为2.0V,电流表示数为0.20A；扇叶被卡住停止转动时，电压表示

数为1.25V,电流表的示数为0.50A。下列说法正确的是（）

B.风扇运转时输出的机械功率为0.3W

C.风扇运转时线圈的发热功率为0.4W

D.与扇叶被卡住时相比，风扇运转时电源的总功率更大

9.（2024北京朝阳高二上期末）电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内水烧干以前的加热状态，另一种是

水烧干以后的保温状态。图是电饭锅的电路图，R/是分压电阻，史是加热用的电阻丝。已知电源输出电压

恒为U=220V,R/=792。，保温状态时电路电流/=0.25A。下列说法正确的是（）

A.自动开关S接通时，电饭锅处于保温状态

B.电热丝的电阻&=880。

C.&在保温状态下的功率是加热状态下的击

D.若仅换用阻值更大的加热电阻丝，保温状态时电阻丝的功率一定增大

10.（2024北京顺义牛栏山一中高二上期末）某手机的部分说明书如下表所示，其中电池的容量是指电池

全部放电时输出的总电荷量。说明书还标明该手机电池的电动势为3.7V,充满电后播放视频的最长时间约

10小时。下列判断正确的是（）

手机类型智能手机、4G手机

屏幕分辨率1920x1080像素

电池容量4000mA-h

待机时间10天

A.该手机电池放电时输出的总电荷量约为4000C

B.该手机播放视频时电池的平均输出功率约为0.4W

C.该手机播放视频的电流大约为待机时电流的24倍

D.该手机电池充满电储存的电能大约为4000J

11.（2024北京理工大附中高二上期末）在如图所示电路中，电源电动势为12V,内电阻为1.00,电阻凡

为L5Q,小型直流电动机M的内阻为0.5Q。电流表和电压表均为理想电表。闭合开关S后，电动机转动,

电流表的示数为2.0A。则以下判断中正确的是（）

A.电压表的读数为12VB.电动机两端的电压为7.0V

C.电源的输出功率为24WD.电动机的输出功率为14W

12.（2023北京昌平高二上期末）如图所示是某一直流电动机提升重物的示意图。重物质量根=50kg,电

源提供给电动机的电压为。=liov。当电动机以v=0.9m/s的恒定速率向上提升重物时，通过电动机的电

流为/=5.0A。不计各种摩擦，重力加速度g取10m/s2,下列说法正确的是（）

产《电动机

由俨

A.电动机输出的功率为450WB.电动机输入的功率为500W

C.电动机损耗的功率为50WD.电动机线圈的电阻为22。

13.（2023北京丰台高二上期末）如图所示，电源电动势为E=6V,内阻为r=1。，开关闭合后，电动机

恰好正常工作。已知电动机额定电压为UM=4V,线圈电阻为A=0.50。下列说法正确的是（）

A.电动机正常工作时的电流为8A

B.电动机正常工作时发热的功率为32W

C.电动机正常工作时消耗的电功率为32W

D.电动机正常工作时输出的机械功率为6W

14.（2023北京丰台高二上期末）某品牌充电宝的参数如图所示。下列说法正确的是（）

产品净重600g

电芯类型锂聚合物电池

电池容量50000mA-h

输入电压12V

输出电压12V

输出快充功率66W

A.电池容量中的“mA-h”是能量的单位

B.电池容量中的“mA-h”是电容的单位

C.该充电宝能输出的电能最多为2.16X1（）6J

D.该充电宝以快充功率可以持续供电约900小时

15.（2023北京朝阳高二上期末）如图所示，已知电路中电源电动势为12V,内阻为1。，电阻K为1。，

此为60,电动机额定电压为6V,线圈电阻时为050。开关闭合后，电动机恰好正常工作。下列选项正

确的是（）

A.电阻与两端的电压为6VB.通过电动机的电流为3A

C.通过电阻凡的电流为1AD.电动机输出的机械功率为12W

16.（2023北京朝阳高二上期末）中国大型太阳能无人机“启明星一50”翼展50米量级，9月初顺利完成首

飞引发高度关注，假定该无人机电池容量为2.0x104mAh,电机额定工作电压为20V,无人机正常工作时

电机总额定功率为400W,下列说法正确的是（）

B,无人机的电机电阻是

C.无人机正常工作时的电流是20A

D.无人机充满电后可持续飞行时间约为2小时

17.（2023北京八中高二上期末）右侧方框内为某台电风扇的铭牌，如果已知该电风扇在额定电压下工作

时，转化为机械能的功率等于电动机消耗电功率的97%,则在额定电压下工作时，通过电动机的电流/及

电动机线圈的电阻R分别是（）

□□□电风扇

规格400mm

额定电压220V

工作频率50Hz

额定功率60W

A.Z=0.3AR=22QB.Z=0.3AR=733。

C.7=3.3A7?=22QD.I=3.3AR=733。

二、多选题

18.（2025北京北京西城高二上期末）如图某手持风扇，其电动机的电阻为0.5。、额定电压为3.7V、额定

功率为7.4W,风扇内电池容量为4000mA-h。则（）

A.电动机正常工作时的电流为2AB.电动机正常工作时的发热功率为1W

C.电动机正常工作时的机械功率为7.4WD.该风扇连续正常工作的时间最长为2h

三、解答题

19.（2025北京东城高二上期末）汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗，如图所示，在打开车灯的情况下,

电动机未启动时电流表读数为10A,电动机启动时电流表读数为33A,若电源电动势为12.5V,内阻为

0.1Q,电动机绕组的电阻0.2。，电流表内阻不计，求：

（1）车灯的电阻值；

（2）电动机启动时流过车灯的电流以及电动机的输出功率；

（3）因电动机启动，车灯的电功率降低了多少？

20.（2024北京通州高二上期末）如图所示的电路中，电源电动势E=15V,内阻r=1.0O,电动机的电阻

国=1.0。，电阻N=3.0。。电动机正常工作时，理想电压表的示数q=6.ov,求：

（1）电源的输出功率为；

（2）电动机转化为机械能的功率心；

（3）若电动机被卡住不转时，电动机消耗的功率为。

21.（2024北京东城高二上期末）如图所示，电源电动势E=12V,内阻r=lQ,电阻片=1。，凡=6。。开

关闭合后，电动机恰好正常工作。已知电动机额定电压U=6V,电动机内的线圈电阻&=。-5。。求：

（1）通过电源的电流/;

（2）电源消耗的总功率七；

（3）电动机正常工作时的机械功率羸。

22.（2024北京延庆高二上期末）如图所示，当开关S闭合后，小型直流电动机M和指示灯L都能恰好正

常工作。已知电源的电动势为E=6V,内阻为尸1。，指示灯L的电阻为&=2.5。，额定电流为/=1A,电动

机M的线圈电阻为R〃=0.5Q。求：

（1）电源的总功率产；

（2）电动机的电功率P.

（3）电动机的机械功率P处

L

0

23.（2023北京海淀高二上期末）下表是一辆电动自行车的部分技术指标，其中额定车速是指电动车满载

情况下在平直道路上以额定功率匀速行驶的速度。

额定车自行车质电源输出充电时额定输出电动机额定工作电压

载重电源

速量电压间功率和电流

18km/h40kg80kg36V/12Ah>36V6〜8h180W36V/6A

请参考表中数据，完成下列问题（g取10m/s2）；

（1）此车所配电动机的内阻是多少？

（2）在行驶过程中电动机受阻力是车重（包括载重）的K倍，试计算K的大小。

24.（2023北京丰台高二上期末）直流电动机是一个把电能转化为机械能的装置。如图所示，电源的电动

势E=6V,内阻r=0.5O,电动机M的线圈电阻为R=0.5。，限流电阻4=1。，电键S闭合，电动机处

于正常工作状态，理想电压表的示数为4.5V,求：

（1）通过电动机的电流；

（2）电动机输出的机械功率；

（3）如果电动机突然卡住，则电动机的热功率是多少？（电动机未被烧坏）

参考答案

1.D

【详解】A.因为/-。图像上的点与坐标原点连线的斜率表示电阻的倒数，则用的阻值恒定，兄的阻值

随电压增大而增大，故A错误；

BC.电压为W时，电阻&的阻值为

R0=R.=—=—-—Q=2Q

-I0.50

则此时&的电阻等于与的电阻，故BC错误；

D.电压为IV时，两电阻消耗的电功率相等，均等于

P=UI=Q5W

故D正确。

故选D。

2.B

【详解】A.电场强度定义式为比值定义，电场中某点的电场强度和试探电荷的电荷量q无关，故

A正确，不符合题意；

B.公式W=m是电功的定义式，普遍成立，即该公式能够求纯电阻和非纯电阻电路的电流做功，故B错

误，符合题意；

C.根据

W=qU

可知，leV等于一个电子经过IV电压加速后所增加的动能，故C正确，不符合题意；

D.元电荷等于e,人们把最小的电荷量叫做元电荷，故D正确，不符合题意。

故选B。

3.D

【详解】A.根据电能公式

Q=UIt=14.4x5200x10-3x3600J=269568J,It=5200mA!

故A错误；

B.根据

Q=Pt

可知

r=2»1.09h

p

故B错误；

C.根据

2'=[7'/7'=20X1.2X1J=24J

故充电座以额定功率工作时1S内输出的电能约为24J,故C错误；

D.充电座以额定功率工作时1s内产生的内能为

4=〃-C=（28xl-24）J=4J

故D正确。

故选D。

4.B

【详解】A.当扇叶被卡住，电动机不转、为纯电阻电路，根据欧姆定律可知

r=—=—Q=20Q

I0.27

故A错误；

B.正常工作时，电动机消耗的电功率

片=〃=6x0.05W=0.3W

故B正确；

C.正常工作时，电动机发热的功率

22

P2=lr=0.05x20W=0.05W

故C错误；

D.正常工作时，电动机对外做功的功率

月=q-£=0.3W-0.05W=0.25W

故D错误；

故选Bo

5.A

【详解】A.电动机的输入功率

P=L7=48X12W=576W

故A正确；

B.电动机正常工作时是非纯电阻电路，不能用欧姆定律求内阻，故B错误；

CD.电动车速度最大时，牵引力等于阻力，由

&=小=Ffvm

可得

F=Ff=^=72N

%

故CD错误。

故选Ao

6.D

【详解】A.mA是电流的单位，h是时间的单位，根据行〃，可知“mAh”是电荷量的单位；故A错误;

B.吸尘时通过电机的电流为

故B错误；

C.电机的热功率

七一七=30W-22W=8W

由扁=/，，解得该机器人电机的电阻为

r=2Q

故C错误；

D.由9=〃可得，理论上，该机器人充满电后可工作的时间

q3000mA-h

t=—=--------------=11.5h

I2A

故D正确。

故选D。

7.B

【详解】A.当将电动机短时间卡住时，电动机不转、为纯电阻电路，根据欧姆定律

故A错误；

B.正常工作时，电动机消耗的电功率

故B正确；

C.正常工作时，电动机发热的功率

—与

12

故c错误；

D.正常工作时，电动机对外做功的功率

12

故D错误。

故选B。

8.B

【详解】A.扇叶被卡住时

£=L25V=25Q

1I0.50A

A错误；

B.风扇运转时输出的机械功率为

尸=。/外=0.3W

B正确；

C.风扇运转时线圈的发热功率

%=/%=o」w

c错误；

D.扇叶被卡住时，电源的总功率

P{=EI=0.5E

风扇运转时电源的总功率

P?=Eh=0.2E

扇叶被卡住时电源的总功率更大，D错误。

故选Bo

9.C

【详解】A.由电路图可知，开关S闭合时，R/被短路，只有&接入电路；而开关断开时，两电阻串联,

根据可知

-7

开关接通时为加热状态，开关S断开时为保温状态，故A错误;

B.根据

&十殳

代入数据得

7?2=88Q

故B错误;

C.&在保温状态下的功率

6=%

加热状态下的功率

p^—

2此

代入数据得

P=----P-,

t100

故C正确;

D.&在保温状态下的功率

《=/6=()g=2

'…凡+2《+生

尺2

可知，当尺=用时，保温状态时电阻丝的功率最大，《＜鸟时，随着冬的增大，保温状态时电阻丝的功率

减小，故D错误。

故选C。

10.C

【详解】A.该手机电池放电时输出的总电荷量约为

q=4000xl0-3x3600C=1.44xlO4C

故A错误;

B.该手机播放视频的电流

『q4000mA-h.八A

I=—=---------------=400mA=0.47A1

tlOh

播放视频时电池的平均输出功率约为

P=UI=1A8W

故B错误;

c.待机时电流

i，q4000mA-h50.

I=—=---------------=—mA

f10x24h3

则手机播放视频的电流与待机时电流的比值大约为

I400…

—=--=24:1

rso

T

故C正确；

D.该手机电池充满电储存的电能大约为

W=4U=53280J

故D错误。

故选Co

11.B

【详解】A.电压表的读数为

U=E-Ir=10y

故A错误;

B.电动机两端的电压为

为=石-/（「+耳）=7V

故B正确；

C.电源的输出功率为

p="=20W

故C错误；

D.电动机的输出功率为

够出=UM/-LRM=12W

故D错误;

故选B。

12.A

【详解】A.由题意，电动机输出的功率等于绳子拉力的功率。重物匀速上升，绳子的拉力等于重力，故

电动机的功率为

埼=mgv=50xl0x0.9W=450W

故A正确；

B.电动机输入的功率为

尸入=U/=110x5.0W=550W

故B错误；

C.根据能量守恒可知，电动机损耗的功率为

扁=以_及=10°W

故C错误；

D.由喝=产，可得电动机线圈的电阻为

一冬空0=40

I252

故D错误。

故选Ao

13.D

【详解】A.由题意，可得电动机正常工作时的电流为

4,…『=2A

r1

故A错误；

B.电动机正常工作时发热的功率为

^=^=22XO.5W=2W

故B错误；

C.电动机正常工作时消耗的电功率为

P=C7MZM=4X2W=8W

故C错误；

D.电动机正常工作时输出的机械功率为

辱出=尸-^=（8-2）W=6W

故D正确。

故选D。

14.C

【详解】AB.电池容量中的“mA-h”是电荷量单位，AB错误；

C.该充电宝能输出的电能最多为

W=UIt=Uq=12x50000xio-3x60x60J=2.16x106J

C正确;

D.该充电宝以快充功率持续供电时的电流为

P6611

—=——AA=­AA

U122

所以可得持续供电时间为

50000义10「3

=幺=h«9h

11

2

D错误。

故选Co

15.C

【详解】A.电动机两端电压为6V,开关闭合后，电动机恰好正常工作，所以电源内电压与电阻R/两端

电压之和为6V,由欧姆定律有

6=/](r+«)

解得:

=3A

所以电阻K两端的电压为

%=/1Ri=3V

故A错误;

BC.&与电动机并联，且并联部分电压为6V,则流过&的电流为

I,=-A=lA

26

由并联电路的电流特点可知，流过电动机的电流为

1M=I-k=2A

故B错误,C正确；

D.电动机消耗的电功率

&=U“/M=6X2W=12W

电动机的发热功率为

^,.=Z^=22XO.5W=2W

电动机产生的机械功率

。冯』=10W

故D错误。

故选C。

16.C

【详解】A.由电荷量的表达式

q=It

可知“mAh”是电荷量的单位。故A错误；

C.根据

P=UI

可知电流为

/=20A

故C正确；

B.根据欧姆定律，有

由于不是纯电阻电路，所以无人机的电机电阻一定小于1。。故B错误;

D.无人机充满电后可持续飞行时间为

=7=lh

故D错误。

故选C。

17.A

【详解】从电风扇的铭牌得到额定功率尸=60W,额定电压U=220V,故额定电流为

P60W

=0.3A

U220V

转化为机械功率等于电动机消耗的电功率的97%,根据能量守恒定律可知线圈电阻消耗功率为3%P,故

3%P=I2R

解得

3%P

R==22(Q)

I1

故选A.

考点：本题考查了电功、电功率.

18.AD

【详解】A.电动机正常工作时的电流为/=3=*A=2A

"额

A正确；

B.电动机正常工作时的发热功率为P热=%=*x0.5=2W

B错误；

C.电动机正常工作时的机械功率为。=与-。=7.4W-2W=5.4W

C错误;

D该风扇连续正常工作的时间最长为:卜*Th"

D正确。

故选AD。

19.(1)1.15Q；(2)8A,105W；(3)41.4W

【详解】(1)电动机未启动时车灯两端的电压

=E-Ilr

由部分电路欧姆定律有

时子

解得

%=1.15。

(2)电动机启动时车灯两端的电压

U灯2=E-12r

根据部分电路欧姆定律有

4T=M=8A

R灯

流过电动机的电流为

7M=25A

电动机的输出功率

0=UM/M-/：&=105W

(3)电动机启动时车灯的电功率

与=。小/灯=73.6W

电动机未启动时车灯的电功率

4；=4/=115W

车灯的电功率降低

AP=外一号=41.4W

20.(1)26.0W；(2)10.0W；(3)9.0W

【详解】(1)回路电流为

/=-^=—A=2.0A

片3.0

电源内部消耗功率

片=/2〃=4.OW

电源总功率

P=E7=30.0W

电源输出功率

烯=尸一[=26.0W

(2)电动机的输入功率

以=（E_U]_/r）/=14.0W

电动机的消耗功率

缁=/24=4.0W电动机转化为机械能的功率

以-生=1°OW

(3)若电动机被卡住不转时，回路电流为

E

人=R工会=3QA电动机消耗的功率

-=/；-=9.0W

21.(1)3A；(2)36W；(3)10W

【详解】(1)根据闭合电路的欧姆定律

E=U+/(N+厂)

解得通过电源的电流为

/=3A

(2)电源消耗的总功率为