電路中的能量轉化 同步練習 2024-2025學年高二上學期物理人教版（2019）必修第三冊

12.1電路中的能量轉化1.如圖，燈L上標有200W，電動機上標有2000W，在A、B兩端加上220V的電壓時，燈和電動機均正常工作，則電燈正常工作時的電阻為()A.2Ω B.1Ω C.0.5Ω D.3Ω2.一電阻絲的電阻為，兩端的電壓為，則該電阻絲在內產生的焦耳熱為()A. B. C. D.3.如圖所示的電路中，，，閉合開關S，則()A.流過兩個電阻的電流之比B.流過的電流與流過電源的電流之比C.兩個電阻的電壓之比D.兩個電阻的功率之比4.如圖所示，電源電動勢6V，內阻，小燈泡L標有“2V0.4W”字樣，開關S閉合后，小燈泡L正常發(fā)光。已知電動機的內阻也是，則電動機的輸出功率為()A.0.76W B.0.72W C.0.04W D.0.4W5.A為“220V100W”的燈泡，B為“220V40W”的白熾燈泡.現將兩盞燈泡串聯(lián)接在220V的電源兩端，（設燈絲的電阻不隨溫度改變）兩燈實際功率分別為、，各燈通過的電流為，兩端電壓為.則下列正確的為()A. B. C. D.6.電飯鍋工作時有兩種狀態(tài)：一種是鍋內的水燒干以前的加熱狀態(tài)，另一種是水燒干以后的保溫狀態(tài)。如圖是電飯鍋的電路圖，是電阻，是加熱用的電熱絲。下列說法正確的是()A.開關S接通時，電飯鍋處于保溫狀態(tài)B.開關S斷開時，電飯鍋處于加熱狀態(tài)C.當時，電飯鍋在保溫狀態(tài)下的功率是電飯鍋在加熱狀態(tài)下功率的一半D.當時，在保溫狀態(tài)下的功率是在加熱狀態(tài)下功率的一半7.如圖所示的電路中，電源兩端電壓為6V并保持不變，定值電阻的阻值為5Ω，滑動變阻器的銘牌上標有“20Ω，1A”。電流表和電壓表選擇的量程分別為“0～0.6A”和“0～3V”。在保證電路安全的情況下，下列說法中正確的是()A.電路中的最大電流為1AB.滑動變阻器接入電路的最大阻值為5ΩC.定值電阻消耗的最大電功率為1.8WD.電路的總功率的變化范圍為0.288W～3.6W8.如圖所示，將一個小電動機接在電路中。正常工作和將電動機短時間卡住時，測得電動機兩端的電壓和流過電動機的電流如下表所示。下列說法正確的是()電壓U/V電流I/A扇葉被卡?。ǘ虝r間）5.40.27正常工作時6.00.05A.電動機線圈電阻為120ΩB.正常工作時，電動機消耗的電功率C.正常工作時，電動機發(fā)熱的功率D.正常工作時，電動機對外做功的功率9.如圖所示，電路中所有二極管均為理想二極管，，圖丙和圖丁中的變壓器為原、副線圈匝數相同的理想變壓器，P為原線圈中央抽頭，輸入端接同一正弦交流電源，四個電阻的功率分別為，下列關系式正確的是()A. B. C. D.10.如圖所示電路中，A為理想電流表，均為固定電阻，為滑動變阻器且其總電阻大于，C為平行板電容器，M為電動機，其內阻，干電池電源電動勢，內阻不計，當滑片P從a點滑到b點過程中，下列說法正確的是()A.電流表的示數先增大后減小B.電容器帶電量一直減小C.電源消耗化學能的功率先減小后增大D.電動機消耗的功率為72W11.如圖所示，用輸出電壓為1.4V、輸出電流為100mA的充電器對內阻為2Ω的鎳—氫電池充電.下列說法正確的是()A.電能轉化為化學能的功率為0.12W B.充電器輸出的電功率為0.14WC.充電時，電池消耗的熱功率為0.02W D.充電器把0.14W的功率儲存在電池內12.關于電功和焦耳熱，下列說法錯誤的是()A.在純電阻電路中，計算電功可用公式B.在非純電阻電路中，計算電功可用公式C.在非純電阻電路中，計算焦耳熱可用D.在純電阻電路中，計算焦耳熱可以用13.一臺小型電動機在電壓下工作，用此電動機提升所受重力為的物體時，通過它的電流是。在內可使該物體被勻速提升。若不計除電動機線圈生熱之外的能量損失，求：(1)電動機的輸入功率；(2)在提升重物的內，電動機線圈所產生的熱量；(3)線圈的電阻。14.下圖是電飯煲的電路圖，是一個磁鋼限溫開關，手動閉合后，當此開關溫度達到居里點（）時，會自動斷開，且不能自動閉合是一個雙金屬片自動控溫開關，當溫度低于時，會自動閉合；溫度高于時，會自動斷開。紅燈是加熱指示燈，黃燈是保溫指示燈，分流電阻，加熱電阻絲，兩燈電阻不計。（1）分析電飯煲的工作原理；（2）計算加熱和保溫兩種狀態(tài)下，電飯煲消耗的電功率之比；（3）如果不閉合開關，能將飯煮熟嗎？15.如圖所示的電路中，電源內阻，，為電阻箱，定值電阻，電動機的額定電壓，額定電流為，線圈的電阻，開關S閉合后，調節(jié)，當兩電阻箱電阻均等于2Ω時，電動機恰好正常工作，求：（1）電動機正常工作時輸出的機械功率；（2）若電動機被卡住停止轉動，則通過電源的電流會增大多少(結果保留到小數點后兩位)。

答案以及解析1.答案：A解析：由于電燈是純電阻用電器，正常工作時有整個電器的功率而解得電路電流為根據得BCD錯誤，A正確。故選A。2.答案：C解析：根據題意可知，產熱故選C。3.答案：C解析：AB.電源與兩個電阻串聯(lián)，串聯(lián)電路電流相等，所以流過兩個電阻的電流之比為流過的電流與流過電源的電流之比為AB均錯誤；C.根據可得，兩個電阻的電壓之比為C正確；C.根據可得，兩個電阻的功率之比為D錯誤。故選C。4.答案：B解析：由小燈泡L正常發(fā)光，可知電路中電流為則電動機兩端電壓為電動機的輸入功率為電動機發(fā)熱功率為可得電動機的輸出功率為故選B。5.答案：B解析：A、串聯(lián)電路電流處處相等，故A錯誤；B.根據，可知B的電阻大于A的電阻，根據串聯(lián)電流處處相等，根據知實際功率B的大，故B正確；CD、串聯(lián)電路電流處處相等，電壓與電阻成正比，A的電壓小于B的電壓，故CD錯誤；故選：B。6.答案：C解析：AB.加熱狀態(tài)下電路總功率較大，保溫狀態(tài)下電路總功率較小。在純電阻電路中，電路總功率開關S接通時，被短路，電路總功率開關S斷開時，與串聯(lián)，電路總功率因為所以開關S接通時，電飯鍋處于加熱狀態(tài)，開關S斷開時，電飯鍋處于保溫狀態(tài)。故AB錯誤；C.代入數據，當時，保溫功率和加熱功率之比為電飯鍋在保溫狀態(tài)下的功率是電飯鍋在加熱狀態(tài)下功率的一半。故C正確；D.在保溫狀態(tài)下的功率為在加熱狀態(tài)下功率為則在保溫狀態(tài)下的功率與在加熱狀態(tài)下功率之比為在保溫狀態(tài)下的功率是在加熱狀態(tài)下功率的。故D錯誤。故選C。7.答案：C解析：A.由電路圖知道，與串聯(lián)，電壓表測兩端的電壓，電流表測電路中的電流。電流表的量程為0～0.6A，滑動變阻器允許通過的最大電流為1A，當電壓表的示數時，電路中的電流因串聯(lián)電路中各處的電流相等，故最大電流為0.6A，故A錯誤；B.由電路圖知道，與串聯(lián)，所以在保證電路安全的情況下，滑動變阻器接入電路的最大阻值為20Ω，故B錯誤；C.由知道，當電路中的電流最大時，定值電阻消耗的功率最大，且最大功率故C正確；D.由知道，當電路中的電流最大時，電路消耗的總功率最大，即當滑動變阻器接入電路的最大阻值時，電路總電阻最大，由知道，電路消耗的總功率最小，即所以電路的總功率的變化范圍為1.44W～3.6W，故D錯誤。故選C。8.答案：B解析：A.當扇葉被卡住，電動機不轉、為純電阻電路，根據歐姆定律可知，故A錯誤；B.正常工作時，電動機消耗的電功率，故B正確；C.正常工作時，電動機發(fā)熱的功率，故C錯誤；D.正常工作時，電動機對外做功的功率，故D錯誤；故選B。9.答案：AD解析：令時，左邊為高電勢，電源的有效電壓為U。A.分析甲圖電路可得，在(，1，2，…）內，電路為下面二極管和R串聯(lián)，在(，1,2，…）內，電路為、上面二極管、R串聯(lián)；同理分析乙電路，電路一直為兩個二極管、、R串聯(lián)，一個周期內選項A正確；B.圖丙電路中副線圈兩端的電壓為2U，在一個周期中，一半時間是R和串聯(lián)二極管中通電，一半時間是和串聯(lián)二極管通電，則在一個周期內選項B錯誤；C.圖丁電路中副線圈兩端的電壓為2U，在一個周期中，和分別和不同的兩個二極管串聯(lián)通電，則在一個周期內故C錯誤；D.綜上分析可得，在一個周期內選項D正確。故選AD。10.答案：BC解析：A.滑動變阻器aP段與串聯(lián)后，再和滑動變阻器bP段并聯(lián)，再與串聯(lián)，最后與電動機并聯(lián)。當滑片P從a點滑到b點的過程中，支路的電阻總值為，滑動變阻器b端支路電阻為，因為所以當即兩條支路電阻相等時，兩支路并聯(lián)電阻最大，所以當滑片P從a向b滑動時，并聯(lián)電阻先增大后減小，由于先增大后減小，而電源內阻不計，則路端電壓等于電源電動勢，恒定不變，根據并聯(lián)電路的特點可知，上方支路中電流先減小后增大，電流表的示數先減小后增大，故A錯誤；B.電流表示數先減小后增大，所以兩端的電壓先減小后增大，兩端電壓先增大后減小，當電壓先減小后增大，兩端電壓先增大后減小，當電流表示數減小、兩端電壓增大時，滑動變阻器b端支路電阻減小，則b端支路電流增大，由于可知滑動變阻器a端支路電流減小，則電阻兩端電壓減小；當電流表示數增大、兩端電壓減小時，滑動變阻器a端支路電阻增大，則a端支路電流減小，則測電阻兩端電壓減小，因此兩端電壓一直減小，由此可知電容器帶電量一直減小，故B正確；C.先增大后減小，則電路中的總電流I先減小后增大，電源消耗化學能轉化為電能的功率先減小后增大，故C正確：D.若電動機為純電阻用電器，則功率為但是電動機為非純電阻用電器，其正常工作時歐姆定律不成立，故其正常工作時功率不等于72W，故D錯誤。故選BC。11.答案：ABC解析：AD.轉化為化學能的功率為；則充電器把0.12W的功率儲存在電池內，故A正確，D錯誤.C.電池充電時的熱功率為，選項C正確；B.充電器對電池的充電功率為，選項B正確；12.答案：BC解析：A.在純電阻電路中，滿足歐姆定律，因此電流做功，聯(lián)立可得，A正確，不符合題意；B.在非純電阻電路中，不滿足歐姆定律，即，因此電流做功，B錯誤，符合題意；C.在非純電阻電路中，電流做的功不是全部用來產生焦耳熱，因此，C錯誤，符合題意；D.在純電阻電路中，電流做的功全部轉換為焦耳熱，因此，D正確，不符合題意。故選BC。13.答案：(1)(2)(3)解析：(1)電動機的輸入功率(2)物體上升的速度電動機提升重物的機械功率電動機線圈所產生的熱功率所生熱量(3)由焦耳定律得線圈電阻14.答案：（1）見解析（2）（3）不能煮熟飯解析：（1）電飯煲盛上食物后，接上電源，S2自動閉合，同時手動閉合S1，這時黃燈被短路不亮，紅燈亮，電飯煲處于加熱狀態(tài)。加熱到80℃時，S2自動斷開，S1仍閉合。水燒干后，溫度升高至103℃時，開關S1自動斷開，這時飯已煮熟，黃燈亮，電飯煲處于保溫狀態(tài)。由于散熱，待溫度降至70℃時，S2自動閉合，電飯煲重新加熱；溫度達到80℃時，S2又自動斷開，再次處于保溫狀態(tài)。（2）加熱時，電飯煲消耗的電