（2021新人教版）高中物理必修第三册12.1 电路中的能量转化.docx

1、第十二章第十二章 电能电能 能量守恒定律能量守恒定律 第第 1 节节 电路中的能量转化电路中的能量转化 一、单项选择题一、单项选择题 1下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是（） A电流做功越快，电功率越大，电路中产生的焦耳热一定越多 B在非纯电阻电路中， 2 UII R C电功 W=UIt 只在纯电阻电路中适用 D电热 2 QI Rt只在纯电阻电路中适用 2如图所示为电动机提升重物的装置，电动机线圈电阻为 r=1，电动机两端电压为 5V，电路中 的电流为 1A，物体重 20N，不计摩擦力，则（） A电动机的机械功率为 5WB电动机的电功率为 1W C物体匀速上升时的速度为 0.2m/

2、sD电动机的热功率为 4W 3能源问题是当今社会重要的一个难题。关于节约能源已经深入到我们的家庭生活中。现有两盏节 能灯 A 和 B，其额定功率相同，额定电压 A 灯大于 B 灯，则（） A两灯正常发光时，IA IB B两灯电阻 RA PB D将两灯并联后接入电路中，灯的功率 AB PP 4R1和 R2分别标有“2，1.0A”和“4，0.5A”，将它们串联后接入电路中，如图所示，则此电路中 允许消耗的最大功率为（） A1.5WB3.0WC5.0WD6.0W 5电动机与小电珠串联接入电路，电动机正常工作时，小电珠的电阻为 R1，两端电压为 U1，流过 的电流为 I1；电动机的内电阻为 R2，两端

3、电压为 U2，流过的电流为 I2。则（） AI1I2BU1=R1I1 C 11 22 UR UR DU2=R2I2 6电饭锅工作时有两种状态：一种是煮饭时的加热状态，另一种是锅内饭煮熟后的保温状态。如图 所示是电饭锅电路的示意图，S 是用感温材料制造的开关，则（） A其中 R2是供加热用的电阻丝 B开关 S 断开时，电饭锅处于加热状态 C开关 S 闭合时，电饭锅处于保温状态 D开关 S 闭合时，R1被断路 7一台直流电动机，其线圈的电阻值为 0.5。当电动机两端所加电压为 8V 时，电动机正常工作， 通过线圈的电流是 2A。由此可知（） A电动机消耗的电功率为 72W B电动机输出的机械功率为

4、 12W C电动机线圈的发热功率为 2W D电动机的工作效率为 50% 8扫地机器人是智能家用电器的一种，能凭借一定的人工智能，自动在房间内完成地板清理工作。 若机器人电动机线圈电阻为 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，下 列说法正确的是（） A U I r B经过时间 t，电动机消耗的电能 2 WI rt C经过时间 t，电动机产生的热量QUIt D经过时间 t，电动机输出的机械功WUIt 9电吹风中的电动机带动风叶转动，电热丝给空气加热，生成的热风可将头发吹干。设电动机线圈 的电阻为 R1，它与电热丝的电阻 R2串联，接到直流电源上，电吹风两端电压为 U，通

5、过的电流为 I。 下列说法正确的是（） A电吹风两端的电压 U=I（R1+R2） B电吹风消耗的电功率为 I2（R1+R2） C电吹风消耗的电功率为 UI+I2（R1+R2） D电吹风输出的机械功率为 UII2（R1+R2） 10如图，电路中 8 个电阻 r 相同，r=1，另 3 个电阻阻值均为 R=4，还有一个电阻阻值 R0=2， 将 a，b 与电源相连，电路中总电流为 2A，则电路消耗的总功率为 P，其中 R0上消耗的功率为 P0， 则（） AP=24W，P0= 1 8 WBP=12W，P0= 1 4 W CP=16W，P0= 1 8 WDP=16W，P0= 1 4 W 二、多项选择题二、

6、多项选择题 11如图所示电路，电源电动势为 E，内电阻为零，外接电路中的电阻 R1= 10 ，电动机的内阻 R2 = 10 ，当开关打开时，电流表的示数是 1 A，当开关合上后，电动机转动起来，电流表 A 的示数 I 和外电路消耗的电功率 P 应是（） AI = 2ABI 2 ACP = 20 WDP 20 W 12某集装箱吊车的交流电动机输入电压为 380 V，当吊车以 01 m/s 的速度匀速吊起总质量为 57103kg 的集装箱时，测得电动机的电流为 20A，g 取 10 m/s2则下列说法正确的是（） A电动机的内阻为 19 B电动机的内阻为 475 C电动机的输出功率为 76103W

7、 D电动机的工作效率为 75% 13如图所示的电路，电源电动势3.0VE ，内阻不计， 1 L、 2 L、 3 L为 3 个相同规格的小灯泡， 这种小灯泡的IU特性曲线如图所示。当开关闭合后，下列关于电路中的灯泡的说法中，正确的 是（） A灯泡 1 L消耗的电功率为 0.30W B灯泡 1 L的电阻为 75 C灯泡 3 L的电阻为 12 D三灯泡消耗的总电功率为 0.90W 14如图所示是某款理发用的电吹风的电路图，它主要由电动机 M 和电热丝 R 构成当闭合开关 S1、 S2后， 电动机驱动风叶旋转， 将空气从进风口吸入， 经电热丝加热， 形成热风后从出风口吹出 已 知电吹风的额定电压为 2

8、20 V，吹冷风时的功率为 120 W，吹热风时的功率为 1 000 W，关于该电吹 风，下列说法正确的是（） A电热丝的电阻为 55 B电动机的电阻为 1210 3 C当电吹风热风时，电热丝每秒钟消耗的电能为1000 J D当电吹风热风时，电动机每秒钟消耗的电能为120 J 15有三个电阻的阻值及额定功率分别为 R110，P110W，R220，P280W，R35，P3 20W，它们组成的电路如图(甲)、(乙)、(丙)所示。下列关于各图的说法正确的是（） A图(甲)两端允许加的最大电压为 35V B图(乙)电路允许通过的最大电流为 5.5A C图(丙)两端允许加的最大电压为 17.5V D图(

9、丙)电路允许消耗的最大功率为 110W 三、填空题三、填空题 16一个阻值为 R=4的电阻，在 2s 内通过某导线横截面的电荷量 Q=10C，则通过该导线的电流强 度 I=_A，2s 内电阻 R 上产生的焦耳热为_J。 17一台小型扫地机器人的直流电动机的额定电压为 12V，额定电流为 5A，线圈电阻为 0.2，将它 接在直流电源的两极间，电动机恰好能正常工作，则电动机消耗的总功率为_，转化为机械能的 功率为_ 18如图所示， 1 R和 2 R都是“4W 100、”的电阻， 3 R是“1W 100、”的电阻，A、B 两端允许消 耗的最大电功率是_W。 四、解答题四、解答题 19有一小型直流电动

10、机，把它接入 U1= 0.3 V 的电路中时，电动机不转，测得流过电动机的电流 为 I1= 0.6 A；若把电动机接入 U2= 3.0 V 的电路中时，电动机正常工作，工作电流是 I2= 1.0 A，求： （1）电动机正常工作时的输出功率是多少； （2）如果电动机正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率是多大。 20如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图电动机的内阻 r=0.8 ，电路中另一电 阻 R=10 ，直流电压 U=160 V，电压表示数 UV=110 V试求： （1）通过电动机的电流； （2）输入电动机的电功率； （3）若电动机以 v=10 m/s 匀速竖直向上提升

11、重物，求该重物的质量(g 取 10 m/s2) 21 如图， 是一个电热毯示意电路图 R0是电热毯中的电阻丝， R 是与电热毯与电阻丝串联的电阻 电 热毯上标有“220V 100W”字样，S 是控制电热毯处于加热状态或保温状态的开关 （1）用学过的公式推理说明开关 S 断开时，电热毯是处于加热状态还是保温状态？ （2）若要求在保温时电流通过电阻丝 R0每分钟有 60J 的电能转化为内能，电阻 R 的阻值是多大？ 参考答案参考答案 一、单项选择题 12345678910 BCCABACADC 二、多项选择题 1112131415 BDBDACADAC 三、填空题 165200 1760W55W

12、181.5 四、解答题 19 【答案】 （1）2.5 W； （2）18 W 【解析】 （1）当 U1= 0.3 V，I1= 0.6 A 时，电动机不转，此时电动机为纯电阻，故电动机的内电阻为 1 1 0.5 U r I 当 U2= 3.0 V，I2= 1.0 A 时，电动机正常工作，此时电动机为非纯电阻，则电动机的输出功率为 2 222 2.5WPU II r 出 （2）当电动机正常工作被卡住时，电动机又为纯电阻，其热功率为 2 2 18W U P r 热 20 【答案】 （1）5A（2）550W（3）53kg 【解析】 （1）通过 R 的电流： 12 160 110 A5A 10 UU I

13、R ； （2）电动机的输入功率： 12 110 5W550WPU I， （3）电动机内电阻的发热功率： 22 2 50.8W20WPI r， 输出的机械功率： 312 55020W530WPPP（） 而 3 PFvmgv 解得： 530 kg5.3kg 10 10 m 21 【答案】 （1）电热毯处于保温状态（2）4356 【解析】 （1）根据公式： 2 PI R R0一定，t 一定时，电热毯功率大时，处于加热状态 S 闭合时，R0发热功率： 2 2 000 0 U PI RR R S 断开时，R0发热功率： 2 2 000 0 U PI RR RR 比较两式得 00 PP 所以当 S 闭合，电热毯处于加热状态S 断开，电热毯处于保温状态 （2）根据“220V 100W”可得 22 0 0 0 220 484 100 U R P 保温时：电阻 R0两端电压为 U0 2 0 0 0 U Qt R 已知：Q0=60J，t=1min=60s 则有： 00 0 22 Q R U t V 所以 R 上分到的电压为 0R UUU220-22=198V 根据 00 R U U R R 解得：R=4356