《1電路中的能量轉(zhuǎn)化》提升練習(xí)【含答案解析】

《1電路中的能量轉(zhuǎn)化》提升練習(xí)參考答案與試題解析一．選擇題1.額定電壓為2.5V的小燈泡正常發(fā)光時通過的電流為100mA，則小燈泡正常工作3分鐘（）A．正常工作時，燈絲電阻為0.25歐姆 B．小燈泡消耗的能量為45J C．通過小燈泡的電荷量為300C D．通過小燈泡的電荷量為0.3C解析：A、正常工作時，燈絲電阻為，故A錯誤；B、小燈泡消耗的能量為E＝UIt＝2.5×0.1×3×60J＝45J，故B正確；CD、通過小燈泡的電荷量為q＝It＝0.1×3×60C＝18C，故CD錯誤。答案：B2.一額定電壓U額＝150V的電動機接在電壓U1＝5V的直流電源上時未轉(zhuǎn)動，測得此時流過電動機的電流I1＝0.5A．現(xiàn)將該電動機接入如圖所示的電路，用以提升質(zhì)量m＝50kg的重物，當(dāng)電源供電電壓恒為U2＝200V時，電動機正常工作，保護電阻R＝10Ω，不計一切摩擦，g＝10m/s2．電動機正常工作時，下列說法正確的是（）A．電動機線圈的直流電阻r＝30Ω B．電動機的銘牌應(yīng)標(biāo)有“150V，10A”字樣 C．重物勻速上升的速度大小v＝2m/s D．若重物被勻速提升h＝60m的高度，整個電路消耗的電能為E總＝6×104J解析：A、電動機不轉(zhuǎn)動時，電動機為純電阻，根據(jù)歐姆定律可知，r＝＝10Ω，故A錯誤。B、根據(jù)串聯(lián)電路規(guī)律可知，電動機的額定電流＝5A，則電動機的銘牌為150V，5A，故B錯誤。C、根據(jù)能量守恒可知，電動機的輸出功率等于克服重力的功率，，解得重物勻速上升速度大小為v＝1m/s，故C錯誤。D、重物上升h＝60m，時間t＝＝60s，則消耗的電能E總＝U2I額t＝6×104J，故D正確。答案：D3.如圖所示，R1＝6Ω，R2＝3Ω，R3＝4Ω，左右兩端接入電路后，關(guān)于這三只電阻的判斷正確的是（）A．電流之比是I1：I2：I3＝4：3：6 B．電壓之比是U1：U2：U3＝1：1：2 C．功率之比是P1：P2：P3＝4：3：6 D．相同時間內(nèi)產(chǎn)生熱量之比Q1：Q2：Q3＝6：3：4解析：B、電阻R1與R2并聯(lián)后與R3串聯(lián)；并聯(lián)電阻為：R12＝＝2Ω，并聯(lián)電路電壓相等，串聯(lián)電路電壓比等于電阻比，故有：U并：U3＝R12：R3＝2：4＝1：2，故：U1：U2：U3＝1：1：2，故B正確。A、串聯(lián)電路電流相等，并聯(lián)電路電流比等于電阻的反比，故：＝，I3＝I1+I2，故I1：I2：I3＝1：2：3，故A錯誤。C、根據(jù)電功率公式P＝UI，有：P1：P2：P3＝U1I1：U2I2：U3I3＝1：2：6，故C錯誤。D、相同時間內(nèi)產(chǎn)生熱量之比等于功率之比Q1：Q2：Q3＝1：2：6，故D錯誤。答案：B4.如圖所示是利用電動機提升重物的示意圖，其中D是直流電動機。P是一個質(zhì)量m＝40kg的重物，它用細繩拴在電動機的軸上。閉合開關(guān)S，重物P以加速度a＝1m/s2勻加速上升，當(dāng)重物P上升的速度v＝1m/s時，理想電流表、電壓表的示數(shù)分別是I＝5A和U＝110V，重力加速度g取10m/s2，下列說法正確的是（）A．電動機線圈電阻為22Ω，輸出功率為400W B．電動機線圈電阻為22Ω，輸出功率為440W C．電動機線圈電阻為6.0Ω，輸出功率為400W D．電動機線圈電阻為4.4Ω，輸出功率為440W解析：細線拉力為F，由牛頓第二定律可得：F﹣mg＝ma，解得F＝440N．當(dāng)重物速度為v＝1m/s時電動機對重物做功的功率為P＝Fv＝440W．即電動機的輸出功率為440W，電動機的消耗的電功率為P總＝UI＝550W，所以電動機的熱功率Pr＝P總﹣P＝110W．根據(jù)解得：，故D正確，ABC錯誤。答案：D5.如圖所示電路中直流電動機的內(nèi)阻r＝0.4Ω，R＝12Ω，U＝150V，電壓表的讀數(shù)為90V，則下列說法正確的是（）A．通過電阻的電流為12.1A B．通過電動機的電流為2.25A C．電動機的發(fā)熱功率為10W D．輸入到電動機的電功率為440W解析：AB、通過電動機的電流與提供電阻的電流是相等的，為：I＝，故A錯誤，B錯誤；C、電動機工作發(fā)熱的功率：P熱＝I2RM＝25×0.4W＝10W，故C正確；D、輸入電動機的功率：P＝UVI＝90×5W＝450W．故D錯誤。答案：C二．多選題6.如圖所示是一直流電動機提升重物的裝置；已知重物質(zhì)量為m＝50kg，電源輸出電壓U＝110V保持不變，電動機線圈電阻R＝4Ω，不計各處摩擦，當(dāng)電動機以某一速度勻速向上提升重物時，電路中的電流I＝5A（g＝10m/s2）則（）A．電源的輸出功率為100W B．電動機線圈電阻R的發(fā)熱功率550W C．提升中重物的功率為450W D．電動機的效率為81.8%解析：A、電源的輸出功率為：P＝UI＝110×5＝550W，故A錯誤；B、電動機線圈電阻R的發(fā)熱功率為：PQ＝I2R＝52×4＝100W，故B錯誤；C、根據(jù)能量守恒定律可知，提升重物的功率為：PG＝P﹣PQ＝550﹣110＝450W，故C正確；D、電動機的效率為：η＝×100%＝×100%＝81.8%，故D正確。答案：CD7.某同學(xué)將一直流電源內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr及電源的輸出功率PR隨電流I變化的圖線畫在了同一坐標(biāo)系中，如圖中的a、b曲線所示，兩條圖線分別交匯于（0，0）和（1A，2W）兩點。由圖象可知（）A．反映電源輸出功率PR隨電流I變化的圖線是b B．電源的內(nèi)阻r為4Ω C．當(dāng)通過電源的電流為0.25A時，外電路的電阻為14Ω D．若外電阻為1Ω時，電源的輸出功率為P，則外電阻為2Ω時，電源的輸出功率也為P解析：A、電源的發(fā)熱功率公式為，所以功率與電流是二次函數(shù)關(guān)系，則圖線a是發(fā)熱功率，圖線b就是輸出功率了，故A正確；B、由圖象a可知，當(dāng)電流I＝2A時，電源的發(fā)熱功率最大是8W，則，故B錯誤；C、由圖可知，電源的短路電流為2A，此時電源的功率就等于發(fā)熱功率，即P＝Pr＝EI，由此可以計算出電源的電動勢E＝4V，根據(jù)閉合電路的歐姆定律可以得出，當(dāng)I＝0.25A時，外電阻R＝14Ω，故C正確；D、由上面的分析可以得出電源的電動勢E＝4V，內(nèi)電阻r＝2Ω，電源的輸出功率公式為，當(dāng)外電阻分別為1Ω、2Ω時可以解出它們的輸出功率并不相等，故D錯誤。答案：AC8.如圖，有一提升重物用的直流電動機，內(nèi)阻r＝1Ω，R＝10Ω，U＝150V，電壓表的讀數(shù)為100V，則下列說法正確的是（）A．通過電動機的電流為5A B．通過電動機的電流為100A C．在電動機中發(fā)熱的功率為500W D．電動機輸出的機械功功率為475W解析：AB、電動機和電阻串聯(lián)，所以電流相等，電阻R兩端電壓U1＝150V﹣100V＝50V，I＝＝5A，所以通過電動機的電流為5A，故A正確，B錯誤。C、電動機的熱功率P熱＝I2r＝52×1W＝25W，故C錯誤。D、電動機的電功率P＝UI＝10×5W＝500W，輸出的機械功功率P'＝P﹣P熱＝475W，故D正確。答案：AD三．實驗題9.小明想測額定電壓為2.5V的小燈泡在不同電壓下的電功率，電路如圖1。（1）在實驗過程中，調(diào)節(jié)滑片P，電壓表和電流表均有示數(shù)但總是調(diào)不到零，其原因是的導(dǎo)線1點至4點沒有連接好（圖1中用數(shù)字標(biāo)記的小圓點表示接線點，空格中請?zhí)顚憟D中的數(shù)字，如“7點至8點”）；（2）正確連好電路，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑片P，當(dāng)電壓表的示數(shù)達到額定電壓時，電流表的指針如圖2所示，則電流為0.30A，此時小燈泡的功率為0.75W（3）做完實驗后小明發(fā)現(xiàn)在實驗報告上漏寫了電壓為1.00V時通過小燈泡的電流，但在草稿紙上記錄了下列數(shù)據(jù)，你認為最有可能的是CA.0.08AB.0.12AC.0.20A解析：（1）在實驗過程中，調(diào)節(jié)滑片P，電壓表和電流表均有示數(shù)但總是調(diào)不到零，說明滑動變阻器接成了限流接法，由圖示電路圖可知，其原因是1點至4點的導(dǎo)線沒有連接好。（2）電流表量程為0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.30A，燈泡額定功率：P＝UI＝2.5×0.30＝0.75W；（3）燈泡電阻隨溫度升高而增大，電壓越小燈泡額定功率越小，燈絲溫度越低，燈泡電阻越小，由此可知1.00V電壓對應(yīng)的電流應(yīng)為0.20A，故C正確；答案：（1）1點至4點；（2）0.30A；0.75；（3）C。四．計算題10.如圖為某新國標(biāo)電動自行車的電路圖。圖中電壓表的作用是顯示電量，可視為理想電表；電動機線圈的電阻R0＝0.1Ω，初始時S1、S2均斷開。閉合S1，電量顯示100%（48.0V）；接著閉合S2，自行車開始加速。將自行車加速轉(zhuǎn)把扭到最大時，電機的電功率為360W，此時電量顯示75%（36.0V）。求：（1）電源的電動勢和內(nèi)電阻；（2）加速轉(zhuǎn)把扭到最大時，電動機輸出的機械功率