12.1 电路中的能量转化基础巩固 2021—2022 学年高中物理人教版 （2019）必修第三册 一、选择题（共 15 题） 1．微型电风扇能在课堂上给学生送来徐徐凉风，受学生的喜爱。若电风扇的电动机线圈电阻为 r ，当它正 常工作时，电动机两端所加的电压为 U 。则（　　） A．通过线圈的电流小于 U r 2 C．电动机的电功率为 I r B．通过线圈的电流等于 U r D．电动机的输出功率为 UI 2．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． 3．有一台电风扇额定电压为 U，额定功率为 P，额定电流为 I，线圈电阻为 R，将电风扇接入额定电压 U，则 t 秒内电风扇产生的热量为（　　） A．Q＝Pt B．Q＝I2Rt C．Q＝UIt U2 D． Q  R t 4．额定电压都是 110 V，额定功率 PL1＝100 W，PL2＝40 W 的电灯两盏，若接在电压是 220 V 的电路上， 使两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗功率最小的电路是(　　) A． B． C． D． 5．一台电动机的线圈电阻与一只电炉（纯电阻电路）的电阻相同，都通过相同的电流，在相同时间内（ ） A．电炉放热大于电动机放热 B．电炉两端电压小于电动机两端电压 C．电炉两端电压等于电动机两端电压 D．电动机消耗的功率等于电炉的功率 6．锂电池因能量密度高、绿色环保而广泛使用在手机等电子产品中。现用充电器为一手机锂电池充电， 等效电路如图所示，充电器电源的输出电压为 U，输出电流为 I，手机电池的内阻为 r，下列说法不正确的 是（　　） A．电能转化为化学能的功率为 C．由欧姆定律可知 I  U r UI  I 2 r B．充电器输出的电功率为 UI D．电池产生的热功率为 I 2r 7．如图所示，a、b 分别表示由相同材料制成的两条长度相同、粗细均匀电阻丝的伏安特性曲线，下列判 断中正确的是（ ） A．a 代表的电阻丝较粗 B．b 代表的电阻丝较粗 C．将两条电阻丝并联后，其 I—U 图线位于 a、b 之间 D．将两条电阻丝串联后接入电路，a 的热功率比 b 的小 8．如图所示是某款理发用的电吹风的电路图，它主要由电动机 M 和电热丝 R 构成，当闭合开关 S1、S2 后， 电动机正常工作，将空气从进风口吸入，经电热丝加热，形成热风后从出风口吹出，断开开关 S1，电吹风 吹冷风．已知电吹风的额定电压为 220V，吹热风时的功率为 1000W，吹冷风时的功率为 120W，关于该电 吹风，下列说法正确的是( ) A．当电吹风吹热风时，电热丝每秒消耗的电能为 880J B．当电吹风吹冷风时，电热丝每秒消耗的电能为 120J C．电热丝的电阻为 65Ω D．电动机线圈的电阻为 1210 Ω 3 9．一台发电机，输出功率为 1�106 W ，输电导线电阻是 10Ω ，当发电机接到电压是 5 �103 V 的输电线路时， 则在输电导线上损失的热功率为（　　） A． 2 �103 W B． 4 �105 W C． 1�106 W D． 4 �106 W 10．有一家用电褽斗，其内部电路结构如图所示，改变内部连线方式可以使电褽斗处于断开状态或获得低、 中、高三个不同的温度挡，选项图中是它的四种不同的连接方式，其中能获得低挡温度的是（ ） A． B． C． D． 11．有一根电阻丝，当通过 2C 的电量时电流做功 8J．若在相同的时间内电阻丝中通过了 4C 的电量，则在 这一过程中电流做功为（ A．16J ）． B．32J C．64J D．128J 12．中国已经进入智能时代，如图为一种服务型智能扫地机，其额定功率为 48W，额定工作电压为 12V， 智能扫地机的锂电池容量为 12A·h，则（　　） A．额定工作电流为 12A B．充满电后最长工作时间为 4h C．以额定电流工作时每秒消耗能量为 40J D．电池充满电后总电量为 4.32×104C 13．纯电动汽车的发展将极大缓解燃油汽车带来的污染问题，有助于改善城市空气质量．如图所示为纯电 动汽车的电路示意简图，若汽车电池组的电动势为 400V ，内阻为 0.5Ω ，能量容量为 20kWh ．当汽车以 90km / h 匀速行驶时，受到的阻力约为 400N 则（　　） A．当汽车以 90km / h 行驶，电流为100A B．电池组的热功率为 5kw ，此时直流驱动电机的输入电压为 300V ，输入功率 15kW ， C．直流驱动电机的内阻约为1Ω D．当汽车以 90km / h 行驶，最大行驶里程约为 90km 14．有 A、B 两灯泡，A 标有“xW、100V”，B 标有“yW、100V”，今串联后接于 100V 电压中，A、B 两灯 消耗功率之比为 3∶2，则 x、y 之比为（　　） A．2∶5 B．9∶4 C．2∶3 D．3∶2 15．A、B 两灯的额定电压都是 110V，A 灯的额定功率 PA＝100W，B 灯的额定功率 PB＝40W，若将两灯同 时接入电压恒为 220V 的电路上，且使两灯均能正常发光，同学们设计了如图所示的甲、乙两种电路，则 甲、乙两电路消耗的电功率之比为（ ） A．2∶ 7 B．2∶ 5 C．5∶ 7 D．3∶ 7 二、填空题（共 4 题） 16．(1)原子中的电子绕原子核的运动可以等效为环形电流。设氢原子的电子以某一速率在一圆周轨道上绕 核运动，已知运动周期为 T，电子的电荷量为 e，等效电流为_____。 (2)手电筒中的干电池给某小灯泡供电时，电流为 0.3A ，在某次接通开关的 10s 时间内，一节干电池中有__ ___焦耳化学能转化为电能。 17．如图所示电路中，电阻 R1  5 ， R2  14 ， R3 是总电阻为 20 的滑动变阻器，滑动片位于中点，稳 R R 压电源的电压 U  12V 。断开电键 S 时，电阻 1 的功率为___________ W ；闭合电键 S ，要使 1 的功率变为 5W ，滑动变阻器 R3 接入电路的阻值 R3' 为___________  。 18．电动玩具汽车的直流电动机电阻一定，当加上 0.3 V 电压时，通过的电流为 0.3 A，此时电动机没有转 动．当加上 3 V 电压时，电流为 1 A，这时候电动机正常工作，求电动机正常工作时，产生的机械功率___ _____ W ;发热功率________ W． 19．某同学利用 DIS 测定直流电动机效率，装置和电路如图（a），其中 A、B、C 和 D 都是传感器。 A、B 是分别是位移传感器的发射器和接收器，用来测重物上升高度 h。而图（b）是所有传感器测得的数 据记录，经电脑绘在同一张图上的三种图像（它们横坐标均为时间，纵坐标分别为电压、电流和 AB 间高 度差）。 (1)图（a）中，装置 C 是________传感器，D 是__________传感器。 (2)如图（a）所示，闭合电键前，滑动变阻器滑片应处于_____________。 (3)根据（b）图中的 U-t、I-t 和 h-t 图像，选择区域读取数据，为较精确地算出电动机的效率，则对应的时 间段选取较适宜的是_____ A．0~0.5s B．0~1.0s C．1.0~2.0s D．1.0~3.0s (4)读出所选过程中 C、D 的示数，已知重物和 A 的总质量为 m=70g，重力加速度 g=9.80m/s2，可算得该直 流电动机的效率  __________% (5)实验表明电动机的效率总是小于 100%的，请指出影响电动机效率达不到 100%的一个可能因素________ _________。 三、综合题（共 4 题） 20．阻值为 24Ω 的用电器额定功率为 6W，要使它接在 20V 的电源两端能正常工作，电路中通过的电流是 多大？在电路中应串联一只阻值为多大的电阻？ 21．将标有“220V 100W”和“220V 25W”字样的两个灯泡 A 和 B 串联后接入电路，为使两个灯泡都能安全使 用，电路两端所加电压的最大值是多少？这时两灯的实际功率之和是多少？ 22．澳门半岛的葡京大酒店的葡京赌场，是世界四大赌场之一，它为政府提供了大量的财政收入．该酒店 安装了一台自重 200 kg 的电梯，它由一台最大输出功率为 15 kW 的电动机带动匀速运行，从地面运动到 5 层(每层高 4 m)用了 8 s．某次向位于 15 层的赌场载送人时因超载而不能正常工作(设人的平均质量为 50 kg，g 取 10 m/s2)． (1)假设该电动机是在 380 V 电压下运转，则空载时流过电动机的电流是多少？ (2)该电梯每次最多载多少人？ 23．电饭锅有加热和保温两挡。R0 为发热板，当电饭锅正常工作时，加热时的功率为 800W，当处于保温 状态时，电路的总功率为 80W，求： (1)当温控开关 S1 断开时处于加热状态还是保温状态？请简述理由； (2)求 R0 和 R 的电阻； (3)当实际电压为 198V 时，实际加热功率为多少 W？ 参考答案 1．A 2．B 3．B 4．C 5．B 6．C 7．B 8．A 9．B 10．B 11．B 12．D 13．D 14．C 15．C 16． e T 4.5 17．3.2 18．2 14 1 19．电压 电流 最左端 D 23.3% 电动机的电热 20．电路中通过的电流为 0.5A，在电路中应串联一只阻值为 16Ω 的电阻 21．275V 31.25W 22．（1）I≈10.5 A（2）11 人 23．(1)保温状态，理由见解析；(2) 60.5Ω，544.5Ω；(3) 648W