2024_2025学年新教材高中物理第十二章电能能量守恒定律1电路中的能量转化课后练习含解析新人教版必修第三册.docxVIP

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电路中的能量转化

合格考达标练

1.用一个额定电压为220V的电热水器煮沸一壶水须要时间t,假如不考虑电热水器的电热损失和电热丝电阻受温度的影响,那么()

A.当线路电压为110V时,煮沸一壶水须要时间2t

B.当线路电压为110V时,煮沸一壶水须要时间

C.当线路电压为55V时,煮沸一壶水须要时间4t

D.当线路电压为55V时,煮沸一壶水须要时间16t

答案D

解析由公式Q=t,煮沸一壶水所需的热量为Q=t。当电压变为原来的时,所需热量没变,因此时间要变为原来的4倍,即4t,选项A、B错误。当电压变为原来的时,时间要变为原来的16倍,即16t,选项C错误,选项D正确。

2.额定电压、额定功率均相同的电风扇、电烙铁和日光灯,各自由额定电压下正常工作了相同的时间。比较它们产生的热量,结果是()

A.电风扇最多 B.电烙铁最多

C.日光灯最多 D.一样多

答案B

解析在三种用电器中,只有电烙铁是纯电阻用电器,将电能全部转化为内能,故选项B正确。

3.(2024安徽合肥高二上学期期末)有一个电风扇,额定电压为U,额定功率为P,电动机线圈的电阻为R,把它接入电压为U的电路中,下列计算时间t内产生热量的方法中正确的是()

A.Q=t B.Q=Rt

C.Q=Pt D.Q=2Rt

答案B

解析电风扇正常工作时产生的热量是由内阻发热产生的,所以t时间内产生的热量为Q=I2Rt;由于是非纯电阻电路,故I,故Q≠t,故A错误;由于I=,Q=I2Rt,故Q=Rt,B正确、D错误;电风扇的功率为P,而电风扇消耗的电能大部分转化为机械能,所以产生的热量QPt,C错误。

4.把两根电阻相同的电热丝先串联后并联分别接在同一电源上,若要产生相等的热量,则两种方法所需的时间之比t串∶t并为()

A.1∶1 B.2∶1 C.4∶1 D.1∶4

答案C

解析设每根电热丝电阻为R0,则R串=2R0,R并=。

由Q=W=t得t串∶t并=4∶1。

5.如图所示的电路中,输入电压U恒为12V,灯泡L上标有“6V12W”字样,电动机线圈的电阻RM=0.50Ω。若灯泡恰能正常发光,以下说法中正确的是()

A.通过电动机的电流为12A

B.电动机的输入功率为24W

C.电动机的输出功率为12W

D.电动机的热功率为2W

答案D

解析灯泡与电动机串联,通过的电流相等,则电流I==2A,A错误;电动机两端的电压为UM=U-UL=6V,所以电动机的输入功率为P=UMI=12W,B错误;电动机的发热功率为P热=I2RM=2W,电动机的输出功率为P出=P-P热=10W,C错误,D正确。

6.电热毯是人们常用的电热式家用电器,一般具有加热和保温功能,其工作原理的简化电路图如图所示,主要元件有电阻丝R1、R2和自动开关S,问:

(1)当开关S闭合和断开时,电热毯分别处于什么状态?

(2)电热毯由家庭电路供电,U=220V,设加热时电热毯的功率为400W,保温时电热毯的功率为40W,则R1和R2分别为多大?

答案(1)S闭合时为加热状态,S断开时为保温状态

(2)121Ω1089Ω

解析(1)由于是纯电阻电路,当S闭合时,R2短路,电热毯消耗的电功率P1=;当S断开时,电热毯消耗的电功率P2=,故S闭合时为加热状态,S断开时为保温状态。

(2)S闭合时,由P1=得R1=Ω=121Ω

S断开时,由P2=

得R2=-R1=Ω=1089Ω。

7.如图所示为电动机的工作图,已知电动机内阻r=2Ω,电阻R阻值未知,直流电压U=120V。现电动机正常工作,测得工作电流为2A(志向电流表未画出),志向电压表示数为100V,求:

(1)电动机的输入功率。

(2)电阻R的阻值。

(3)电动机的输出功率。

答案(1)200W(2)10Ω(3)192W

解析(1)由P=U1I可得P=200W

(2)由R=可得R=10Ω

(3)由P出=U1I-I2r可得P出=192W

等级考提升练

8.把六个相同的小灯泡接成如图甲、乙所示的电路,调整变阻器使灯泡正常发光,甲、乙两电路所消耗的功率分别用P甲和P乙表示,则下列结论正确的是()

A.P甲=P乙 B.P甲=3P乙

C.P乙=3P甲 D.P乙3P甲

答案B

解析设每个灯泡正常工作时的电流为I,则题图甲中电路的总电流为3I,P甲=12V×3I,题图乙中电路的总电流为I,P乙=12V×I,故有P甲=3P乙,B正确。

9.(多选)(2024上海华东师大附中高二上期中)如图所示为某电学元器件的伏安特性曲线,图中PQ为曲线上P点的切线。当通过该元器件的电流为0.4A时,下列说法正确的是()

A.该元器件的阻值为250Ω

B.该元器