12.1 电路中的能量转化 小节训练-2022-2023学年物理高二上学期（人教版2019必修第三册）

12.1电路中的能量转化一、选择题（共15题）1．某电热水壶的额定电流为I，电阻为R，则该电热水壶的额定功率为（）A． B． C． D．2．某数码相机的锂电池电动势为，容量为，已知每拍摄一张照片消耗的电能是，根据以上信息估算一下在充满电的情况下能连续拍摄约多少张照片（）A．80张 B．800张 C．30张 D．300张3．三个阻值相同的灯泡，其允许消耗的最大功率都是，现将其中两只灯泡并联起来，后再与第三只灯泡串联接在电路中，则整个电路允许允许消耗的最大功率是（）A． B． C． D．4．如图为2017年5月戴森公司发售的360Eye扫地机器人．360Eye内置锂电池容量为2250mA·h，在一般状况下，充满一次电可供其运行的时间为45min．已知360Eye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2.25AB．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．扫地机器人电池充满电之后的电能为4.374×105J5．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6．对阻值不变的灯泡L1、L2、L3，L1和L2上标有“220V，100W”，上标有“110V、100W”若三个灯不烧毁在图中路中消耗功率最大的接法是（）A． B．C． D．7．如图所示，是某电热水器的铭牌，其正常工作时的电流约为（）型号EWH-80B额定功率1500W额定电压220V容量80L外形尺寸842×463×415A．5A B．7A C．10A D．15A8．通过如图所示的电路利用电动机提升重物，已知电源的电动势，电源的内阻，电阻，重物质量。当将重物固定时，电压表的示数为，当重物不固定，且电动机最后以稳定的速度匀速提升重物时，电压表的示数为，不计摩擦，取，下列说法正确的是（）A．电动机内部线圈的电阻为B．稳定匀速提升重物时，流过电动机的电流为C．重物匀速上升时的速度为D．匀速提升重物时电动机消耗的电功率是9．如图所示，把两盏相同的电灯分别接成甲、乙两种电路，甲电路所加的电压为8V，乙电路所加的电压为14V．调节变阻器R1和R2使两灯都正常发光，此时变阻器消耗的电功率分别为P甲和P乙，下列关系中正确的是（

）A．P甲＞P乙B．P甲＜P乙C．P甲＝P乙D．无法确定10．图甲中R1为定值电阻，R2为滑动变阻器（允许通过的最大电流为5A）,电源电压不变。闭合开关S后，移动滑片P时，ab两端电压U和通过的电流I之间的关系如图乙；R2消耗的功率P与电流I的关系如图丙，则下列说法中错误的是（）A．电源电压为50VB．R1的阻值为5ΩC．当R2的功率为120W时，电路消耗的总功率为200WD．滑动变阻器连入阻值的范围为4~45Ω11．把“220V、100W”的A灯和“220V、200W”的B灯串联起来，接到220V的电路中，导线的电阻不计，以下选项不正确的是（）A．电阻之比为RA：RB＝2：1B．电压之比为UA：UB＝1：2C．功率之比为PA：PB＝2：1D．相同时间内电热之比为QA：QB＝2：112．如图所示，三个电阻R1、R2、R3的阻值相同，允许消耗的最大功率分别为10W、10W、2W，则此电路中允许消耗的最大功率为（）A．22W B．12W C．15W D．16W13．功率可调的直流电动机线圈内阻恒为2Ω，接在电路中的A、B间，如图，电源的电动势为6V，内阻为2Ω，下列说法正确的是（）A．电动机输出最大功率为2.25WB．电源的最大输出功率为4.5WC．电动机输出最大功率时电源输出功率也最大D．若将电动机改为范围足够大的滑动变阻器，电源可输出得最大功率为4.5W14．通过电阻丝的电流是，电阻丝的电阻是，通电时间是，则（）A．电阻丝两端电压是B．通过其某一横截面的电子数是个C．电流做的功是D．产生的热量是15．如图所示，一电动自行车动力电源上的铭牌标有“、”字样，假设工作时电源（不计内阻）的输出电压恒为，额定输出功率，由于电动机发热造成的损耗（其它损耗不计），电动自行车的效率为80%，则下列说法正确的是（）A．额定工作电流为 B．电池充满电后总电量为C．自行车电动机的内阻为 D．自行车保持额定功率行驶的最长时间是二、填空题16．某品牌的广告是这样介绍自己产品的：我们的冰箱工作一天的能耗只相当于一个25W灯泡一天工作的能耗，如图所示是该冰箱内的温度随时间的变化图像。则该冰箱压缩机实际工作时的功率为______瓦特，要进一步减小能耗，在产品设计、日常使用时应该注意（写出一种即可）_________________________________________。17．三个用电器均为“110V，20W”，将两个并联后与第三个串联，然后接于电源上，当每个用电器均不超过额定功率时，这个电路最多消耗电功率为________W，此时电源输出电压为_________V．18．某大楼安装了一台升降机，该升降机在电压为380V的电动机带动下以1m/s的恒定速率沿竖直方向上升，电动机的最大功率为9.1kW，不载人时测得电动机中的电流为5A，若载人时升降机的速率和不载人时相同，则这台升降机载10人时，电动机的输出功率为_____kW，这台升降机可同时载的最多人数为_____人。（设人的平均质量为60kg，g取，电动机的内阻和一切摩擦均不计）19．电动车所需能量由它所携带的电池供给.图为某类电动车与汽油车性能的比较，通常车用电动机的质量是汽油机的4倍或5倍.为促进电动车的推广使用，在技术上主要应对电动车的_______、______等部件加以改进.给电动车蓄电池充电的能量实际上来自于发电站.一般发电站燃烧燃料所释放出来的能量仅30％转化为电能，在向用户输送及充电过程中又损失了20%，这意味着使用电动车时能量转化的总效率约为_______％.三、综合题20．表中是一辆电动自行车说明书上后轮驱动直流电机的一些技术参数，根据表中提供的信息，探究以下问题：规格车型26电动自行车额定输出功率120W整车质量30kg额定电压40V最大载质量120kg额定电流3.5A（1）在额定电压下工作时，该电机的内阻是多少？（2）假设行驶过程中所受阻力是车和人总重的0.02倍，在最大载质量的情况下，人骑车行驶的最大速度为多大？（g取）21．如图，电动机与灯泡串联在电路中，电动机的线圈电阻为，灯泡的电阻为，电源的电动势为、内阻为。闭合开关后，灯泡正常发光，电动机正常运转，电动机线圈上产生的热功率为，忽略电动机转动时受到的摩擦，求：（1）电压表的示数；（2）电动机输出的机械功率；（3）电源输出的电功率。22．如图所示的电路中，R1=1Ω，R2=6Ω，电源内阻r=1Ω，若开关闭合后通过电源的电流为3A，铭牌上标有“6V12W”的电动机刚好正常工作，求：(1)流过R2上的电流为多少？(2)电源电动势为多少？(3)若电动机线圈电阻为，电动机机械功率为多少？23．目前太阳能已被广泛利用。如图所示的太阳能路灯的额定功率为P，光电池的光电转换效率为η，用P0表示太阳辐射的总功率，用r表示太阳与地球间的距离。太阳光传播到达地面的过程中大约有的能40％量损耗。已知电池板接收太阳垂直照射的等效面积为S。求单位时间内电池板产生的电能W，及路灯正常工作时间t与日照时间t0之比。参考答案：1．D【详解】因电热水壶是纯电阻电路，额定电流为I，则该电热水壶的额定功率为故选D。2．D【详解】锂电池中储存的总电量为=锂电池中储存的总电能为每拍摄一张照片消耗的电能是，故在充满电的情况下能连续拍摄的照片数约为张故选D。3．C【详解】当电路达到最大功率时只需要第三只串联的灯泡达到最大功率，此时另外两只灯泡上的电流是第三只上电流的一半，根据P=I2R可知，两只并联的灯泡的功率各为2.5W，则此时电路消耗的总功率为15W。故选C。4．B【详解】A．根据电流的定义式可得工作电流为故A错误；B．机器人额定功率54W，则工作电压故B正确；C．机械人消耗的电功率大部分转化为机械能，所以其电阻值一定小于故C错误；D．机器人电池充满电之后的电能等于放电过程中消耗的电能E=Pt=54×2700J=1.458×105J故D错误。故选B。5．C【详解】电烙铁在使用时，电烙铁和导线串联，I电烙铁=I导线，通电时间t相同Q=I2RtR电烙铁＞R导线电流产生的热量Q电烙铁＞Q导线从而出现通电一段时间后电烙铁变得很烫、而连接电烙铁的导线却不怎么热的现象；由以上分析可知，选项ABD错误，C正确。故选C。6．B【详解】A.要想不烧坏，则并联电路两端的电压不能超过110V，根据公式可得，B．要想不烧坏，则电路干路中的电流不能超过的额定电流，即,所以并联电路两端电压不能超过,所以可得C.要使灯泡不烧坏，则与不能超过的额定电流，即，故并联电路两端电压为220V，所以可得D．要使灯泡不烧坏，则电路干路中的电流不能超过的额定电流，并且并联电路两端电压不能超过110V，所以可得故B中消耗的电功率最大，故选B，7．B【详解】电热水器的额定电压为U=220V，额定功率为P=1500W，根据P=IU可知正常工作时电流为故选B。8．D【详解】A．当将重物固定时，电动机没有机械能输出，整个电路是纯电阻电路，根据闭合电路欧姆定律可知电路中内电压为则电路中的电流为设电动机线圈电阻为，又代入数据解得故A错误；B．当电动机匀速提升重物时，电路张的内电压为则电路中的电流为所以稳定匀速提升重物时，通过电动机的电流为，故B错误；C．重物匀速上升时，电动机两端的电压为电动机的机械功率为当重物匀速上升时，其电动机的牵引力等于重物的重力，即由得重物匀速上升的速度为故C错误；D．匀速提升重物时电动机消耗的电功率为故D正确。故选D。9．A【详解】设灯泡的额定电流为，额定电压为，则，，则得，故A正确．10．D【详解】AB．由题意可得U=U电源-IR1结合图乙可得，纵轴截距为电源电压，即50V，则在乙图中取点，当电路电流为1A时，R2两端电压为45V，则R1两端电压为5V，由欧姆定律可求R1阻值为故AB正确，不符合题意；C．由丙图可得，当R2的功率为120W时，电路电流为4A，则由P=UI可求电流总功率为P总=UI=50V×4A=200W故C正确，不符合题意；D．由乙图可得，R2两端电压最大为45V，最小为25V，则对应接入电阻为则滑动变阻器连入阻值的范围为5~45Ω，故D错误，符合题意。故选D。11．B【详解】A．根据公式可得电阻之比为RA：RB＝2：1故A正确；B．根据串联电路的分压原理，可得UA：UB＝2：1故B错误；C．根据公式可得功率之比为PA：PB＝2：1故C正确；D．根据焦耳定律可得相同时间内电热之比为QA：QB＝2：1故D正确。本题选不正确的，故选B。12．B【详解】由题意知R1=R2=R3=R，P1=10W，P2=10W，P3=2W。由图知，R2与R3并联，则两端电压相等，根据可知R2与R3所消耗的功率一样，因R2与R3本身允许的最大功率分别是10W和2W，则R2、R3在电路中允许最大功率只能都是2W，否者会超过R3的允许功率。又把R2与R3看成一个并联电阻R'，则电路就是R1与R′串联，故电流相等，根据可知R1与R'所消耗功率之比为。由题知，三个电阻R1，R2，R3的阻值相同，R2与R3的并联值，所以，所以R1上消耗的功率是并联电阻R'上的两倍。若R2、R3的功率都为2W，则R'的功率即为2W+2W=4W则R1的功率为2×4W=8W<10W所以总功率最大为2W+2W+8W=12W故选B。13．ABD【详解】A．电动机的输出功率为根据数学知识可知，当时，，A正确；BC．当电动机不对外做功时，电源的输出功率最大，为此时电动机的输出功率为零，C错误，B正确；D．若将电动机改为范围足够大的滑动变阻器，当滑动变阻器的电阻等于电源的内阻时，电源的输出功率最大，为D正确；故选ABD。14．AD【详解】A．由欧姆定律可知A正确；B．由则可得通电时间为10s时，通过某一截面的电荷量为一个电子的电荷量e=1.6×10-19C则通电时间为10s时，通过其某一横截面的电子数是个B错误；CD．因为电阻丝是纯电阻，所以电流做的功全部转化为内能，则有C错误，D正确。故选AD。15．AD【详解】A．由P=UI可知，额定电流A正确；B．电池充满电后总电量为Q=10Ah=10×3600C=3.6×104CB错误；C．电动车的热功率P热=20%P=180×0.2=36W则由P热=I2r可得r==1.44ΩC错误；D．根据电池容量Q=10Ah，电流为5A，则可得D正确。故选AD。16．

75W

可以增强冰箱保温层的保温效率、减少开冰箱门的频率【详解】由题意可知，冰箱工作一天的能耗只相当于一个25W灯泡一天工作的能耗，从图像可知，冰箱工作时间为，，即三分之一的时间是工作的，根据能量守恒，可得解得要进一步减小能耗，需减小冰箱从外界吸收热量，可以增强冰箱保温层的保温效率、减少开冰箱门的频率。17．

30

165【详解】两个用电器并联之后，并联电阻为原来的一半，串联电路分压与电阻成正比，所以并联部分电压为55伏时，第三个用电器分压达到110伏，又因为，所以、，这个电路最多消耗电功率为，此时电源电压为：