12-1-電路中的能量轉化(課后練習)-高中物理人教版(2019)必修第三冊

12.1電路中的能量轉化課后練1.某同學研究白熾燈得到某白熾燈的U－I曲線如圖所示．圖象上A點與原點的連線與橫軸成α角，A點的切線與橫軸成β角，則()A.白熾燈的電阻隨電壓的增大而減小B.在A點，白熾燈的電阻可表示為tanβC.在A點，白熾燈的電功率可表示為U0I0D.在A點，白熾燈的電阻可表示為2.如圖為某兩個電阻的U-I圖像，則R1：R2，把兩電阻串聯(lián)后接入電路，則消耗功率P1：P2，并聯(lián)后接入電路，消耗功率之比，分別為（）A.2∶1、2∶1、1∶2 B.2∶1、1∶2、2∶1C.1∶2、1∶2、2∶1 D.1∶2、2∶1、1∶23.一個用半導體材料制成的電阻器D，其電流I隨它兩端電壓U變化的關系圖象如圖甲所示，若將它與兩個標準電阻R1、R2并聯(lián)后接在電壓恒為U的電源兩端，3個用電器消耗的電功率均為P，現(xiàn)將它們連接成如圖乙所示的電路，接在該電源的兩端，設電阻器D和電阻R1、R2消耗的電功率分別是PD、P1、P2，則下列說法中正確的是()A.P1＝4P2 B.PD＝ C.PD＝P2 D.P1＜4P24.四盞燈泡接成如圖所示的電路．a、c燈泡的規(guī)格為“220V40W”，b、d燈泡的規(guī)格為“220V100W”，各個燈泡的實際功率都沒有超過它的額定功率．則下列選項正確的是（）A. B.C. D.5.關于電功W和電熱Q的說法正確的是（）A.在任何電路中都有W＝UIt、Q＝I2Rt，且W＝QB.在任何電路中都有W＝UIt、Q＝I2Rt，但W不一定等于QC.W＝UIt、Q＝I2Rt均只有在純電阻電路中才成立D.W＝UIt在任何電路中都成立，Q＝I2Rt只在純電阻電路中才成立6.如圖所示，電動機M的線圈電阻為r，接入電壓恒為U的電源時，電動機正常工作，此時電動機中通過的電流為I、消耗的電功率為P、線圈電阻的發(fā)熱功率為P熱、輸出的機械功率為P出．則下列關系式正確的是A. B.P=IU+I2rC. D.P出=IU-I2r7.如圖有一內電阻為4.4Ω的電解槽和一盞標有“110V60W”的燈泡串聯(lián)后接在電壓為220V的直流電路兩端，燈泡正常發(fā)光，則()．A.電解槽消耗的電功率為120WB.電解槽消耗的電功率為60WC.電解槽的發(fā)熱功率為60WD.電路消耗的總功率為60W8.一只電飯煲和一臺洗衣機并聯(lián)接在輸出電壓為的交流電源上（其內電阻可忽略不計），均正常工作。用電流表分別測得通過電飯煲的電流是5.0A，通過洗衣機電動機的電流是，則下列說法中正確的是（）A.電飯煲的電阻為，洗衣機電動機線圈的電阻為B.電飯煲消耗的電功率為，洗衣機電動機消耗的電功率為C.內電飯煲消耗的電能為，洗衣機電動機消耗的電能為D.電飯煲發(fā)熱功率是洗衣機電動機發(fā)熱功率的10倍9.如圖所示是某款理發(fā)用的電吹風的電路圖，它主要由電動機M和電熱絲R構成．當閉合開關S1、S2后，電動機驅動風葉旋轉，將空氣從進風口吸入，經電熱絲加熱，形成熱風后從出風口吹出．已知電吹風的額定電壓為220V，吹冷風時的功率為120W，吹熱風時的功率為1000W．關于該電吹風，下列說法正確的是()A.電熱絲的電阻為55ΩB.電動機的電阻為ΩC.當電吹風吹冷風時，電熱絲每秒鐘消耗的電能為1000JD.當電吹風吹熱風時，電動機每秒鐘消耗的電能為1000J10.長為L的均勻金屬絲總電阻為R，彎成如圖所示的圓形閉合導線環(huán)，A、B、C、D四點將圓環(huán)等分。將A、C兩點接入電壓恒為U的電源上時，圓環(huán)消耗的功率為P。若將A、B兩點接入同樣的電源上時，圓環(huán)消耗的功率為A. B. C. D.2P11.A、B為“220V100W”的兩盞相同的燈泡，C、D為“220V40W”的兩盞相同的燈泡.現(xiàn)將四盞燈泡接成3.如圖所示的電路，并將兩端接入電路，各燈實際功率分別為PA、PB、PC、PD.則實際功率的大小關系為()A.PA＝PB，PC＝PDB.PA＝PD＞PB＝PCC.PD＞PA＞PB＞PCD.PB＞PC＞PD＞PA12.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0.12WB.充電器輸出的電功率為0.14WC.充電時，電池消耗的熱功率為0.02WD.充電器把0.14W的功率儲存在電池內13.如表列出了某品牌電動自行車及所用電動機的主要技術參數(shù)，不計其自身機械損耗。若該車在額定狀態(tài)下以最大運行速度行駛，則（）自重40kg額定電壓48V載重75kg額定電流12A最大行駛速度20km/h額定輸出功率350WA.電動機的輸入功率為576WB.電動機的內電阻為4ΩC.該車獲得的牽引力為104ND.該車受到的阻力為63N14.如圖所示，一臺電動機提著質量為m的物體，以速度v勻速上升。已知電動機線圈的電阻為R，電源電動勢為E，通過電源的電流為I，當?shù)刂亓铀俣葹間，忽略一切阻力及導線電阻，則()A.電源內阻B.電源內阻C.如果電動機轉軸被卡住而停止轉動，較短時間內電源消耗的功率將變大D.如果電動機轉軸被卡住而停止轉動，較短時間內電源消耗的功率將變小15.如圖所示，M為電動機，N為電爐子，電爐子的電阻R=4Ω，電動機的內阻r=1Ω，恒定電壓U=12V。當S1閉合、S2斷開時，電流表A示數(shù)為I1；當S1、S2同時閉合時，電流表A示數(shù)為I2=5A；求：(1)示數(shù)I1及電爐子發(fā)熱功率各多大；(2)電動機的輸出功率是多少？16.如圖所示為電動機提升重物的裝置，電動機線圈電阻為r=1Ω，電動機兩端電壓為5V，電路中的電流為1A，物體A重20N，不計摩擦力，求：（1）電動機線圈電阻上消耗的熱功率是多少？（2）電動機的輸入功率和輸出功率各是多少？（3）10s內，可以把重物A勻速提升多高？（4）這臺電動機的機械效率是多少？參考答案1.CD【詳解】A.由圖示圖象可知，隨電壓增大，通過燈泡的電流增大，電壓與電流的比值增大，燈泡電阻變大，故A錯誤；B.在A點，白熾燈的電阻：由于縱坐標與橫坐標的標度可能不同，所以不能用計算電阻值，更不能用計算，故B錯誤C.在A點，白熾燈的電功率：故C正確；D.由歐姆定律可知，在A點，白熾燈的電阻：故D正確.2.A【詳解】根據(jù)U-I圖線，電壓相等時，電流和電阻成反比，則串聯(lián)電路的特點是：電流處處相等，電功率和電阻成正比，則把兩電阻串聯(lián)后接入電路，消耗功率之比為并聯(lián)電路的特點是：各部分電壓相等，電功率和電阻成反比，則并聯(lián)后接入電路，消耗功率之比故選A。3.D【詳解】AD.由歐姆定律可知，電流ID＜I2，又I1＝I2＋ID，故I1＜2I2，根據(jù)P＝I2R，則有P1＜4P2；A錯誤，D正確.B.由于電阻器D與電阻R2的并聯(lián)電阻R＜R1，所以D兩端的電壓小于，且D阻值變大，則PD＜；B錯誤.C.由于電阻器D與兩個標準電阻R1、R2并聯(lián)后接在電壓恒為U的電源兩端時，三者功率相同，則此時三者電阻相等．當三者按照題圖乙所示的電路連接時，電阻器D兩端的電壓小于U，由題圖甲可知，電阻器D的電阻增大，則有RD＞R1＝R2，而RD與R2并聯(lián)，電壓相等，根據(jù)P＝，則有PD＜P2；C錯誤.4.A【詳解】由題意可知，故，由串聯(lián)電路的特點可知根據(jù),故，，，所以選A正確，BCD錯誤；故選A．5.B【分析】純電阻電路，電功可用公式計算，也可用公式計算，非純電阻電路，電功用公式計算，電熱用公式計算【詳解】非純電阻中，用來求電功，用來求電熱，但W>Q；只有在純電阻電路，根據(jù)能量守恒電功和電熱電相等，電功可用公式計算，也可用公式計算，可用于任何電路求總電功，而可以適用任何電路求熱功，故B正確，A、C、D錯誤；故選B。6.D【詳解】電動機為非純電阻用電器，電動機中通過的電流為，它消耗的電能一部分轉化成機械能一部分自身發(fā)熱，線圈電阻的發(fā)熱功率，消耗的電功率為，所以根據(jù)能量守恒得出故選D。7.B【詳解】A,B項：由于燈泡正常發(fā)光，所以電解槽的電壓應該和燈泡兩端的電壓是相等的，都是110V，由于電解槽和燈泡串聯(lián)，它們的電流相等，所以,所以電解槽的輸入功率為：，所以A錯誤．B項正確C項、電解槽的發(fā)熱功率為：，所以C項錯誤D項、電路消耗總功率為為：,所以D錯誤．故選項B正確綜上所述：本題答案為B8.C【詳解】由于電飯煲是純電阻元件，所以其在內消耗的電能洗衣機為非純電阻元件，所以其在內消耗的電能其熱功率所以電飯煲發(fā)熱功率不是洗衣機電動機發(fā)熱功率的10倍。故選C。9.A【詳解】A.電機和電阻并聯(lián)，當吹熱風時，電阻消耗的功率為P=P熱-P冷=1000-120W=880W，由可知；故A正確.B.電機為非純電阻電路故不能用求出阻值；故B錯誤.C.當電吹風吹冷風時，電熱絲處于斷路狀態(tài)，沒有電流通過，電熱絲每秒鐘消耗的電能為0；故C錯誤.D.當電吹風吹熱風時，電動機M和電熱絲R并聯(lián)，電動機的功率為120W，所以每秒鐘消耗的電能Q=Pt=120×1=120J；故D錯誤.10.A【詳解】設金屬環(huán)每一等分的電阻為R，則當A、C點接入電路中時總電阻：R1=R；當AB點接入電路中時總電阻由功率公式P=得到：P2：P1=R1：R2=4：3，又P1=P得到P2=P故選A。11.C【詳解】根據(jù)得：RA＝RB＝=484Ω，RC＝RD＝=1210Ω；由電路圖可知，BC并聯(lián)，所以電壓相等，根據(jù)P＝可知：PB＞PC；AD串聯(lián)，電流相等，根據(jù)P=I2R可知，PD＞PA；AD的電流大于BC的電流，根據(jù)P=I2R可知：PA＞PB，PD＞PC；所以PD＞PA＞PB＞PC；故選C.12.ABC【詳解】AD.轉化為化學能的功率為P化＝P總－P熱＝0.12W；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P熱＝I2r＝0.02W，選項C正確；B.充電器對電池的充電功率為P總＝UI＝0.14W，選項B正確；13.AD【詳解】A．電動機的輸入功率為P入=UI=48×12W=576W故A正確；B．電動機的發(fā)熱功率為Q=I2r=P入-P出代入數(shù)據(jù)解得r≈1.6Ω故B錯誤；CD．由vmax=20km/h=m/s根據(jù)P出=Fv大解得F=63N且當該車速度最大時F=f=63N故C錯誤，D正確。故選AD。14.BC【詳解】A．含有電動機的電路不是純電阻電路，歐姆定律不再適用，A錯誤；B．由能量守恒定律可得EI＝I2r＋mgv＋I2R解得B正確；CD．如果電動機轉軸被卡住，則E＝I′(R＋r)電流增大，較短時間內，電源消耗的功率變大，較長時間的話，會出現(xiàn)燒壞電源和電動機的現(xiàn)象，C正確，D錯誤。故選BC。15.【答案】(1)3A；36W；(2)20W【詳解】(1)電爐子為純電阻元件，由歐姆定律得其發(fā)熱功率為PR=UI1=12×3=36W(2)當S1、S2同時閉合時，流過電動機的電流為I3=I2-I1=2A電動機為非純電阻元件，由能量守恒定律得UI3=P+I32r代入數(shù)據(jù)解得P=20W16.【答案】(1)1W(2)5W4W(3)2m(4)80%【詳解】電動機工作時，其電路為非純電