3.3電功與電熱 同步練習(xí)（含解析）

試卷第=page11頁(yè)，共=sectionpages33頁(yè)試卷第=page11頁(yè)，共=sectionpages33頁(yè)魯科版（2019）必修第三冊(cè)3.3電功與電熱同步練習(xí)一、單選題1．1866年，德國(guó)人西門子制成了發(fā)電機(jī)，標(biāo)志著第二次工業(yè)革命的開(kāi)始。電能由于能夠便捷運(yùn)輸和使用，直至今日依舊是人們?nèi)粘Ｉ钪凶钪匾哪芰縼?lái)源。如圖是某手機(jī)充電器的銘牌，額定情況下輸出電壓5V，輸出直流3A。當(dāng)該充電器給手機(jī)充電時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）A．充電時(shí)，充電器功率約為15WB．充電時(shí)，每秒約有15個(gè)電子穿過(guò)電池正極C．充電時(shí)，若電池容量為6000mAh，在電量耗盡后再充電，約四小時(shí)可以充滿D．為了縮短充電時(shí)間，可以換輸出電壓更大的充電器對(duì)該手機(jī)充電2．為了更好適應(yīng)市場(chǎng)需求，長(zhǎng)安公司推出某新能源純電版汽車，該電動(dòng)汽車的質(zhì)量為、其電池每次充滿電后的總電能為。某次汽車電池電能耗盡時(shí)，采用直流充電樁對(duì)汽車進(jìn)行充電，充電的平均電流為、平均電壓為，需要用時(shí)才能將電池充滿電。當(dāng)汽車在平直道路上以的額定輸出功率行駛，其最大車速為，重力加速度取，假設(shè)汽車所受阻力與汽車的速率成正比。根據(jù)以上信息，下列說(shuō)法中正確的是（）A．當(dāng)汽車電池電能耗盡后，直流充電樁對(duì)汽車的充電效率為92%B．當(dāng)汽車的輸出功率減半，汽車在平直道路上行駛時(shí)的最大車速也會(huì)減半C．若汽車以額定輸出功率行駛，當(dāng)車速為時(shí)，汽車的加速度約為D．若汽車以額定輸出功率行駛，當(dāng)車速為時(shí)，汽車的加速度為3．在研究微型電動(dòng)機(jī)的性能時(shí)，可采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路。當(dāng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R，使電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電流表和電壓表的示數(shù)分別為0.5A和1.0V；重新調(diào)節(jié)R，使電動(dòng)機(jī)恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電流表和電壓表的示數(shù)分別為2.0A和15.0V。則有關(guān)這臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的說(shuō)法正確的是（）A．電動(dòng)機(jī)的內(nèi)電阻為0.5ΩB．電動(dòng)機(jī)的內(nèi)電阻為7.5ΩC．電動(dòng)機(jī)的輸出功率為30WD．電動(dòng)機(jī)的輸出功率為22W4．電動(dòng)汽車、電動(dòng)自行車由于節(jié)能環(huán)保及良好的操控性能，越來(lái)越被大家認(rèn)可，但其安全性也引起了大家的關(guān)注.某電動(dòng)汽車的電池組是由約8000個(gè)鋰電池串并聯(lián)組成，其部分參數(shù)如下表：最大儲(chǔ)能額定輸出功率額定輸出電壓電池組內(nèi)阻20kW400V0.04～0.12Ω下列相關(guān)說(shuō)法正確的是（）A．電池組的額定輸出電流為5AB．該車以額定輸出功率持續(xù)行駛的時(shí)間小于2.5hC．該電池組充滿電所儲(chǔ)存的能量約為D．若電池組輸出端短路，則瞬間熱功率最大可達(dá)到400kW5．11月4日，大連市突發(fā)新冠疫情，全市人民眾志成城，同心戰(zhàn)“疫”，遼寧省各市、縣派出近千人的醫(yī)護(hù)人員馳援大連，大連及全省的戰(zhàn)“疫”精神傳遍全國(guó)。在疫情期間，智能機(jī)器人被廣泛應(yīng)用各個(gè)領(lǐng)域。下表數(shù)據(jù)是某配送機(jī)器人工作的參數(shù)。參數(shù)額定電壓額定電流機(jī)器人凈重最大承載量數(shù)據(jù)50V2A100kg100kg配送機(jī)器人滿載時(shí)，勻速行駛的速度為7.2km/h，此時(shí)配送機(jī)器人以額定功率工作，所受阻力為總重量的0.02倍，g=10m/s2，則配送機(jī)器人的內(nèi)阻為（）A．2.5Ω B．5Ω C．10Ω D．15Ω6．如圖所示，一直流電動(dòng)機(jī)與阻值R＝9Ω的電阻串聯(lián)在電源上，電源的電動(dòng)勢(shì)E＝30V，內(nèi)阻r＝1Ω，閉合開(kāi)關(guān)，用理想電壓表測(cè)出電動(dòng)機(jī)兩端電壓U＝10V，已知電動(dòng)機(jī)線圈的電阻RM＝1Ω，則下列說(shuō)法正確的是（）A．通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流為10AB．電動(dòng)機(jī)線圈電阻上的發(fā)熱功率為2WC．電源的輸出功率為60WD．電動(dòng)機(jī)的輸出功率為16W7．掃地機(jī)器人是智能家用電器的一種，它利用自身攜帶的小型吸塵部件進(jìn)行吸塵清掃，如圖所示為某款掃地機(jī)器人，已知其電池是容量為3000mA·h的鋰電池，額定工作電壓為15V，額定功率為30W，則下列說(shuō)法正確的是（）A．題中“mA·h”是能量的單位B．掃地機(jī)器人正常工作時(shí)的電流是2AC．掃地機(jī)器人充滿電后可以工作的時(shí)間約為2hD．掃地機(jī)器人儲(chǔ)存的電能大約是2000J8．某簡(jiǎn)易電吹風(fēng)簡(jiǎn)化電路如圖所示，其主要部件為電動(dòng)機(jī)M和電熱絲，部分技術(shù)參數(shù)如下表，電吹風(fēng)在220V電壓下工作。下列說(shuō)法正確的是（）額定電壓220V額定功率熱風(fēng)時(shí)：990W冷風(fēng)時(shí)：110WA．開(kāi)關(guān)、都閉合時(shí)電吹風(fēng)吹冷風(fēng)B．吹熱風(fēng)時(shí)通過(guò)電熱絲的電流為4AC．吹熱風(fēng)時(shí)電熱絲的功率為990WD．該電吹風(fēng)中電動(dòng)機(jī)的內(nèi)電阻為9．如圖所示，兩段長(zhǎng)度和材料相同、各自粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)體a、b，單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)相等，橫截面積之比，已知流經(jīng)導(dǎo)體a的電流為0.16A，電子的電荷量e=1.6×10-19C，下列說(shuō)法正確的是（）A．5s內(nèi)有個(gè)自由電子通過(guò)導(dǎo)體a的橫截面B．a(chǎn)、b的電阻之比C．自由電子在導(dǎo)體a和b中的定向移動(dòng)速率之比D．相同時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體a和b產(chǎn)生的焦耳熱之比10．很多城市推出微公交小型租賃電動(dòng)車，這為個(gè)性化綠色出行又提供了一種方案。某種型號(hào)微型電動(dòng)車為零排放的純電動(dòng)汽車，其相關(guān)的性能參見(jiàn)表格，已知一次完全充電約需8小時(shí)，使用電能的價(jià)格約為每度電0.8元。電池內(nèi)阻和充電電路總電阻均很小，可忽略不計(jì)，在計(jì)算過(guò)程中不考慮各種能量轉(zhuǎn)化的效率，下列說(shuō)法正確的是（）電池充電電壓220V電池電動(dòng)勢(shì)12V電池輸出最大機(jī)械功率22kW電池容量260A?h充電電壓220V最大時(shí)速72km/h充滿電后最多行駛路程80kmA．充電電流為150AB．充滿電后儲(chǔ)存的電能為3120JC．折合每公里的電能成本約為0.03元D．最大速度行駛時(shí)的受到阻力約為306N11．在家用電熱滅蚊器中，電熱部分主要元件是PTC元件，PTC元件是由鈦酸鋇等半導(dǎo)體材料制成的電阻器，其電阻率ρ隨溫度t的變化關(guān)系如圖所示，由于這種特性，PTC元件具有發(fā)熱、保溫雙重功能。對(duì)此，以下判斷正確的是（）①通電后，其電功率先增大后減?、谕姾?，其電功率先減小后增大③當(dāng)其產(chǎn)生的熱量與散發(fā)的熱量相等時(shí)，溫度保持在t1不變④當(dāng)其產(chǎn)生的熱量與散發(fā)的熱量相等時(shí)，溫度保持在t1和t2之間的某一值不變A．①② B．②③ C．②④ D．①④12．如圖，便攜式小風(fēng)扇用可充電直流電源連接電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，電源電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r，電動(dòng)機(jī)內(nèi)部電阻為，電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，回路電流為I，則（）A．t秒內(nèi)電源的總功為B．電動(dòng)機(jī)的額定電壓為C．電動(dòng)機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能D．通過(guò)電動(dòng)機(jī)電流做功功率大小為13．某型號(hào)玩具小車的電動(dòng)機(jī)額定工作電壓為5V，工作電流為200mA，車上裝有的太陽(yáng)能電板，可用太陽(yáng)能電板為該模型的電池供電。已知太陽(yáng)輻射的總功率約為，太陽(yáng)到地球的距離為，假設(shè)太陽(yáng)光傳播到達(dá)地面約有40%的能量損耗，小車的太陽(yáng)能電板的光電轉(zhuǎn)化效率為16%，若垂直電板光照6h，則該玩具小車可工作時(shí)間約為（）A．4h B．6h C．8h D．10h14．如圖，為一直流電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)的線圈繞組的電阻為，電阻為，電源的電動(dòng)勢(shì)為電源的內(nèi)阻忽略不計(jì)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，直流電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為，此時(shí)通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流為（）A． B． C． D．15．下列家用電器中，正常工作時(shí)電流最大的是（）A．電熱蚊香器 B．電風(fēng)扇C．臺(tái)燈 D．電熱水壺二、填空題16．某段陡峭的河床，上、下游水面高度差為2.0m，上游河水水速為2.0m/s，水面寬為4.0m，平均水深為1.0m，若將該段河水的機(jī)械能全部轉(zhuǎn)化為電能，發(fā)電功率可達(dá)______kW。發(fā)電時(shí)若發(fā)電機(jī)輸出功率僅為上述功率的一半，一晝夜發(fā)電機(jī)輸出電能約為_(kāi)_____kW?h。（取兩位有效數(shù)字）17．2020年10月20日，世界上第一個(gè)公里級(jí)別的商用超導(dǎo)電纜在上海市徐匯區(qū)正式啟用。已知該電纜總長(zhǎng)1.2公里，輸送的電流和電壓分別為2000A和35kV。于是該電纜輸電的功率為_(kāi)_____W。在超導(dǎo)狀態(tài)下，整根電纜的總電阻不超過(guò)10-12Ω?？芍眠@根電纜輸電時(shí)，其損耗功率的上限為_(kāi)_____W。18．熱功率（1）定義：______內(nèi)的發(fā)熱量稱為熱功率。（2）公式：P熱＝I2R。三、解答題19．電動(dòng)機(jī)是將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的一種裝置，在生產(chǎn)生活中有著廣泛的應(yīng)用。如圖所示電路中，電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻，電源電動(dòng)勢(shì)、內(nèi)阻，小燈泡規(guī)格為“”。閉合開(kāi)關(guān)S，電路穩(wěn)定后，小燈泡恰好正常發(fā)光。求：（1）電源的輸出功率；（2）電動(dòng)機(jī)的效率。20．如圖為直流電動(dòng)機(jī)提升重物的裝置，重物的重量G＝500N，電源電動(dòng)勢(shì)E＝90V，電源內(nèi)阻r＝2Ω，不計(jì)各處摩擦，當(dāng)電動(dòng)機(jī)以v＝0.6m/s的恒定速度向上提升重物時(shí)，電路中的電流I＝5A，求：（1）電動(dòng)機(jī)消耗的總功率；（2）電動(dòng)機(jī)線圈的電阻；（3）電動(dòng)機(jī)的效率。21．如圖甲所示為“風(fēng)光互補(bǔ)路燈”的外形圖，圖乙所示是該路燈系統(tǒng)的簡(jiǎn)化電路原理圖，光控開(kāi)關(guān)S白天與觸點(diǎn)a接觸，太陽(yáng)能電池板為蓄電池充電，晚上與觸點(diǎn)b接觸，給路燈供電。太陽(yáng)能電池板在晴天時(shí)每天可接收太陽(yáng)能6kW·h，能使“24V；15W”的路燈正常工作6天（路燈平均每天工作8h）。則：（1）該路燈正常工作時(shí)的電流是多少?（2）該路燈正常工作一天消耗的電能是多少千瓦時(shí)?（3）太陽(yáng)能電池板把光能轉(zhuǎn)化為電能的轉(zhuǎn)化效率?22．你認(rèn)為家庭電路中用戶的總功率（所有用電器）確定后，干路和各用電器支路的輸電線應(yīng)該如何選擇？答案第=page11頁(yè)，共=sectionpages22頁(yè)答案第=page11頁(yè)，共=sectionpages22頁(yè)參考答案：1．A【詳解】A．充電時(shí)，充電器功率約為A正確；B．充電時(shí)，每秒穿過(guò)電池正極的電子個(gè)數(shù)為B錯(cuò)誤；C．充電時(shí)，若電池容量為6000mAh，在電量耗盡后再充電，充電時(shí)間為C錯(cuò)誤；D．換輸出電壓更大的充電器對(duì)該手機(jī)充電，可能損壞手機(jī)，D錯(cuò)誤。故選A。2．C【詳解】A．當(dāng)汽車電池電能耗盡后，直流充電樁對(duì)汽車的充電效率為故A錯(cuò)誤；B．由題意，汽車以最大速率行駛時(shí)所受的阻力大小為汽車以最大速率行駛時(shí)的輸出功率為當(dāng)汽車的輸出功率減半時(shí)，汽車在平直道路上行駛時(shí)的最大車速會(huì)變?yōu)樵瓉?lái)的，故B錯(cuò)誤；CD．若汽車以額定輸出功率行駛，當(dāng)車速為時(shí)，汽車的加速度大小為故C正確，D錯(cuò)誤。故選C。3．D【詳解】AB．當(dāng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R，使電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電流表和電壓表的示數(shù)分別為0.5A和1.0V，根據(jù)歐姆定律可得電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為故AB錯(cuò)誤；CD．重新調(diào)節(jié)R，使電動(dòng)機(jī)恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電流表和電壓表的示數(shù)分別為2.0A和15.0V，電動(dòng)機(jī)的輸出功率為故C錯(cuò)誤D正確。故選D。4．B【詳解】A.根據(jù)故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)故B正確；C．該電池組充滿電所儲(chǔ)存的能量約為故C錯(cuò)誤；D．若電池組輸出端短路，則瞬間熱功率最大可達(dá)到故D錯(cuò)誤。故選B。5．B【詳解】由得機(jī)器人內(nèi)阻滿足解得故B正確，ACD錯(cuò)誤。故選B。6．D【詳解】A．根據(jù)閉合電路歐姆定律有解得A錯(cuò)誤；B．電熱機(jī)的熱功率B錯(cuò)誤；CD．電動(dòng)機(jī)的輸入功率電動(dòng)機(jī)的輸出功率C錯(cuò)誤D正確。故選D。7．B【詳解】A．題中“mA·h”是電荷量的單位，故A錯(cuò)誤；B．掃地機(jī)器人正常工作時(shí)的電流I＝＝2A故B正確；C．掃地機(jī)器人充滿電后可以工作的時(shí)間t＝＝＝1.5A故C錯(cuò)誤；D．掃地機(jī)器人額定功率30W，根據(jù)E＝W＝Pt＝30×5400J＝162000J故D項(xiàng)錯(cuò)誤。故選B。8．B【詳解】A．開(kāi)關(guān)、都閉合時(shí)，電熱絲工作，電吹風(fēng)吹熱風(fēng)，故A錯(cuò)誤；BC．吹熱風(fēng)時(shí)電熱絲的功率為通過(guò)電熱絲的電流為故B正確，C錯(cuò)誤；D．若電動(dòng)機(jī)是純電阻，電阻為但電動(dòng)機(jī)是非純電阻，所以內(nèi)阻不等于440Ω，故D錯(cuò)誤。故選B。9．A【詳解】A．5s內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體a的橫截面的自由電子數(shù)為故A正確；B．根據(jù)電阻定律可得a、b的電阻之比為故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)電流的微觀表達(dá)式可得自由電子在導(dǎo)體a和b中的定向移動(dòng)速率之比為故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)焦耳定律可得相同時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體a和b產(chǎn)生的焦耳熱之比為故D錯(cuò)誤。故選A。10．C【詳解】A．根據(jù)題意可知，電池的充電功率為電池內(nèi)阻不計(jì)，則充電電流為故A錯(cuò)誤；B．充滿電后儲(chǔ)存的電能為故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)題意可知，一次充電消耗的電能為折合每公里的電能成本約為故C正確；D．最大速度行駛時(shí)，機(jī)械功率最大，且阻力等于牽引力，根據(jù)公式解得則最大速度行駛時(shí)的受到阻力約為，故D錯(cuò)誤。故選C。11．D【詳解】通電后半導(dǎo)體材料的溫度逐漸升高，由圖像可知，半導(dǎo)體的電阻率先變小，后變大，由電阻定律可知，半導(dǎo)體材料的電阻R先變小后變大，電源電壓U不變，由電功率公式知半導(dǎo)體材料的電功率先增大后減小，故①正確，②錯(cuò)誤；由圖像可知，在0~t1這區(qū)間里電阻R隨溫度升高而減??；在t1~t2這區(qū)間里電阻R隨溫度的升高而增大；在t2之后區(qū)間里電阻R隨溫度的升高而減?。诩彝ル娐分须妷翰蛔?，電熱器的電功率可知電阻器的發(fā)熱功率與電阻成反比．在溫度升到t1前，電阻R隨溫度的升高而減小，功率增大，溫度升高更快；溫度一旦超過(guò)t1，電阻R隨溫度的升高而增大，功率減小，放出熱量減小，溫度升高變慢，當(dāng)其產(chǎn)生的熱量與散發(fā)的熱量相等時(shí)，溫度保持在t1至t2間的某一值不變，保持穩(wěn)定，故③錯(cuò)誤，④正確；所以①②③④中，只有①④是正確的。故選D。12．A【詳解】A．t秒內(nèi)電源的總功A正確；B．電動(dòng)機(jī)為非純電阻用電器，不適用歐姆定律，電動(dòng)機(jī)的額定電壓不等于，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．電動(dòng)機(jī)消耗的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能和內(nèi)能，C錯(cuò)誤；D．通過(guò)電動(dòng)機(jī)電流做功功率即為電功率大于熱功率，D錯(cuò)誤。故選A。13．C【詳解】由于太陽(yáng)輻射為球面狀，則單位面積上接收的功率P=，S=4π×(1.5×1011)2m2垂直電板光照6h，玩具小車吸收太陽(yáng)能后轉(zhuǎn)化成的電能為E=P×60%×16%×0.01×6×3600玩具小車的電動(dòng)機(jī)消耗的功率為P0=UI=5×0.2W=1W則玩具小車最長(zhǎng)可工作時(shí)間約為t==3.84×1025s=8h故選C。14．B【詳解】根據(jù)閉合電路歐姆定律可知所以電阻上的電壓為根據(jù)歐姆定律得電路中的電流為即通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流為

，ACD錯(cuò)誤，B正確。故選B。15．D【詳解】題中電熱水壺的電功率最大，根據(jù)家庭用電的電壓相同，可知電熱水壺的電流最大，故Ｄ正確，ABC錯(cuò)誤。故選D。16．