12-1电路中的能量转化(作业)(人教版2019必修第三册)(解析版).docx

第1节 电路中的能量转化
（作业时间：30分钟）

一、 电功与电功率 热功和热功率
1．下列关于电功和电功率的说法中正确的是（　　）
A．电流做功越多，单位时间内消耗的电能越多
B．电功率大的用电器，消耗的电能一定多
C．电功率小的用电器，消耗的电能与通电时间无关
D．电能消耗越快的用电器，它的电功率也越大
【答案】D
【详解】A．电流做功的功率越大，单位时间内消耗的电能越多，选项A错误；
B．电功率大的用电器，在相同时间内消耗的电能一定多，选项B错误；
C．根据W=Pt可知，电功率小的用电器，消耗的电能与通电时间有关，选项C错误；
D．电能消耗越快的用电器，它的电功率也越大，选项D正确。故选D。
2．关于电流的热效应，以下说法不正确的是（　　）
A．电流通过导体产生的热量，跟电流的二次方、导体的电阻．通电时间成正比
B．如果一个电暖器在时间内产生的热量为，那么它的热功率为
C．在国际单位制中，热功率的单位是瓦特，简称瓦，符号是
D．当电流通过电动机时，电能全部转化为机械能
【答案】BD
【详解】A．根据焦耳定律，电流通过导体产生的热量，跟电流的二次方、导体的电阻、通电时间成正比，A正确，不符合题意；
B．如果一个电暖器在时间内产生的热量为，根据公式，它的热功率为，B错误，符合题意；
C．在国际单位制中，热功率的单位是瓦特，简称瓦，符号是，C正确，不符合题意；
D．由于电动机有内阻，则当电流通过电动机时，电能全部转化为机械能和内能，D错误，符合题意。
故选BD。
二、 串、并联电路中的电功率
3．三只灯泡A、B和C，分别标有“6 V 、6 W”、“6 V 、12 W”、“6 V、 36 W”，以下说法中正确的是（　　）
A．若并联在6 V的电压上，则三灯一样亮
B．若串联在电路中且所有灯都能发光，则C灯最亮
C．若串联在电路中且所有灯都能发光，则A灯最亮
D．三灯串联后可接入18 V的电压，三灯均可正常发光
【答案】C
【详解】A．若并联在6 V的电压上，三个灯泡都正常发光，C的功率最大，最亮，故A错误；
BC．根据公式可知，功率小的电阻最大，而串联电路电流相等，则根据P＝I2R可知，电阻最大的功率最大，所以A灯最亮，故B错误，C正确；
D．三灯串联后，电流相等，而电阻不等，所以电压不是平均分配到三个灯泡，则三灯均不能正常发光，故D错误。故选C。
4．如图所示，三个电阻的阻值相同，在AB间接上电源后，三个电阻的功率之比为（       ）

A．4∶1∶1 B．1∶4∶4
C．2∶1∶1 D．1∶2∶2
【答案】A
【详解】设通过R1的电流为I，由于三个电阻的阻值相同，故通过R2，R3两位两个电阻的电流均为，故三个电阻的电功率之比为：故选A。
三、 纯电阻电路和非纯电阻电路
5．一盏规格为“，”的白炽灯和一台规格为“，”的电风扇并联接入电压恒为的交流电中，均正常工作。则（　　）
A．白炽灯和电风扇的热功率一定不同
B．白炽灯和电风扇的热功率一定相同
C．白炽灯和电风扇消耗的电功率一定不同
D．白炽灯和电风扇的电阻一定相等
【答案】A
【详解】AB．电风扇工作时会产生反电流，所以通过电风扇的电流较小，根据可知白炽灯和电风扇的热功率一定不同，B错误，A正确；
C．二者正常工作，消耗的电功率均为，相同，C错误；
D．白炽灯和电风扇的电阻不一定相等，D错误。故选A。
6．在如图所示的电路中，电源电动势为12 V，电源内阻为1.0 Ω，电路中的电阻R0为1.5 Ω，小型直流电动机M的内阻为0.5 Ω。闭合开关S后，电动机转动，电流表的示数为2.0 A．以下判断中正确的是（　　）

A．电动机的输出功率为14 W B．电动机两端的电压为7 V
C．电动机产生的热功率为4 W D．电源输出的电功率为24 W
【答案】B
【详解】电动机两端的电压为U=E-I（R0＋r）=7 V电动机产生的热功率为P热=I2rM=2W
电动机的输出功率为P1=UI-I2rM=12W电源输出的电功率为P2=EI-I2r=20 W故选B。

7．如图所示是一个家用电熨斗电路结构图，通过改变内部接线方式可以使电熨斗处于断开状态或获得中、低、高三个不同的温度挡。下列接线方式中，能获得低挡温度的是（　　）

A． B． C． D．
【答案】B
【详解】由可知，电压一定时，电路的电阻越大，功率越小，由图可知当两个电阻串联时，电路的总电阻最大，功率最小，所以B正确，ACD错误。故选B。
8．把六个相同的小灯泡接成如图甲、乙所示的电路，调节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，则下列结论中正确的是（　　）

A．P甲=P乙 B．P乙=3P甲 C．P甲=3P乙 D．P乙>3P甲
【答案】C
【详解】设灯泡正常发光时的电流为I，对于甲图，电路的总的电流为3I，此时甲的总功率的大小为
P甲＝U•3I对于乙图，电流的总电流的大小就为I，此时乙的总功率的大小为P乙＝U•I所以P甲＝3P乙
故选C。
9．现有额定电压均为110V额定功率分别为100W和60W的灯泡A和B，将它们接在220V的直流电路中后，两灯均正常工作，且消耗的电功率最小的电路是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】B
【详解】对于A电路，根据欧姆定律可得灯A、B的阻值分别为；由于AB两个灯泡的电阻大小不同，所以直接把AB串连接入电路的话，AB的电压不会平分，AB不会同时正常发光；对于B电路，由于额定电压都是110V，由上分析可知RB＞RA
把灯泡B与电阻并联的话，可以使并联部分的电阻减小，可能使A与并联部分的电阻相同所以AB能同时正常发光，并且电路消耗的功率与A灯泡的功率相同，所以总功率的大小为200W；对于C电路，由于额定电压都是110V，由上分析可知RB＞RA把灯泡A与电阻并联的话，会使并联的部分的电阻更小，所以AB的电压不会平分，AB不会同时正常发光；
对于D电路，把AB并联之后与电阻串连接入电路的话，当电阻的阻值与AB并联的总的电阻相等时，AB就可以正常发光，此时电阻消耗的功率为AB灯泡功率的和，所以电路消耗的总的功率的大小为280W。综合以上分析可知，正常发光并且消耗的功率最小的为B，故B正确，ACD错误。故选B。
10．如图所示，P为一块半圆形薄电阻合金片，先将它按图甲方式接在电极A、B之间，然后将它再按图乙方式接在电极C、D之间，设AB、CD之间的电压是相同的，则这两种接法相等时间内在电阻中产生的热量关系正确的是（　　）

A．图甲产生的热量比图乙产生的热量多
B．图甲产生的热量比图乙产生的热量少
C．图甲产生的热量和图乙产生的热量一样多
D．因为是形状不规范的导体，所以判断不出哪一个产生的热量多
【答案】A
【详解】将四分之一圆形薄合金片看成一个电阻，设为r，图甲中等效为两个电阻并联R甲＝
图乙中等效为两个电阻串联R乙＝2r又因为两端的电压是相等的，故由P＝知电阻小的产热多，A正确，BCD错误。故选A。
11．如图所示为吹风机的工作电路图，为电动机的内阻电阻丝的电阻为R。已知该吹风机有两个挡位，电源电压恒为220V，低挡消耗的电功率为220W，高挡消耗的电功率为1100 W，则下列对该电路的分析正确的是（　　）

A．两开关均闭合时吹风机为低挡位
B．电动机工作时，其输出的机械功率为220 W
C．吹风机的电阻rM=220 Ω
D．R=55 Ω
【答案】D
【详解】A．由图可知，两开关均闭合时，电阻丝接入电路，电阻丝发热，所以此时为高挡位，故A错误；
B．由于电动机的内阻发热，因此电机输出的机械功率小于220W，故B错误；
C．当开关断开，开关闭合时，只有电动机接入电路，即为低挡位，流过电动机的电流为
由于电动机为非纯电阻电路，所以电动机的电阻故C错误；
D．当开关、闭合时，为高挡位，由题意可知，电阻丝的功率为
所以电阻丝的电阻为故D正确。故选。
12．在研究微型电动机的性能时，应用如图所示的实验电路，当调节滑动变阻器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2.0V。重新调节R使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为2.0A和24.0V。则这台电动机正常运转时输出功率为（　　）

A．47W B．44W C．32W D．18W
【答案】C
【详解】电动机内阻为电动机正常运转时解得，C正确，ABD错误。
故选C。
13．电动汽车、电动自行车由于节能环保及良好的操控性能，越来越被大家认可，但其安全性也引起了大家的关注.某电动汽车的电池组是由约8000个锂电池串并联组成，其部分参数如下表：
最大储能
额定输出功率
额定输出电压
电池组内阻

20kW
400V
0.04～0.12Ω

下列相关说法正确的是（　　）A．电池组的额定输出电流为5A
B．该车以额定输出功率持续行驶的时间小于2.5h
C．该电池组充满电所储存的能量约为
D．若电池组输出端短路，则瞬间热功率最大可达到400kW
【答案】B
【详解】A. 根据故A错误；
B．根据故B正确；
C．该电池组充满电所储存的能量约为故C错误；
D．若电池组输出端短路，则瞬间热功率最大可达到故D错误。故选B。
14．如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图，其中电动机内电阻，电路中另一电阻，直流电压，理想电压表示数，电动机正以匀速竖直向上提升某重物，g取，则：
（1）输入电动机的电功率是多少？
（2）重物的质量是多少？

【答案】（1）；（2）
【详解】（1）通过R的电流为电动机的输入功率为
（2）电动机内电阻的发热功率为输出的机械功率
解得