2.8 焦耳定律 电路中的能量转化 课时提升过关练（含解 析） 一、选择题 1．如图所示。三个电阻 R1、R2、R3 的阻值均为 R，电源的内阻 r<R，c 为滑动变阻器 的中点。闭合开关后，将滑动变阻器的滑片由 c 点向 a 端滑动。下列说法正确的是（ ） A．R2 消耗的功率变小 B．R3 消耗的功率变大 C．电源输出的功率变大 D．电源内阻消耗的功率变小 2．如图所示为吹风机的工作电路图， rM 为电动机的内阻、电阻丝的电阻为 R。已知该 吹风机有两个挡位，电源电压恒为 220V，低挡消耗的电功率为 220W，高挡消耗的电 功率为 1100 W，则下列对该电路的分析正确的是（　　） A．两开关均闭合时吹风机为低挡位 B．电动机工作时，其输出的机械功率为 220 W C．吹风机的电阻 rM=220 Ω D．R=55 Ω 3．了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更 重要。以下不符合事实的一项是（　　） 2 A．关系式 Q  I Rt 最初是焦耳用实验直接得到的 B．库仑总结出了点电荷间相互作用的规律 C．法拉第提出了电场的观点，采用了用电场线这个简洁的方法描述电场 D．安培通过实验测定了元电荷 e 的数值 4．如图所示，这是安装在潜水器上的深度表的电路原理图，显示器由电流表改装而成， 压力传感器的电阻随压力的增大而减小，电源的电动势和内阻均为定值，R0 是定值电 阻。在潜水器完成科考任务上浮的过程中，下列说法正确的是（　　） A．传感器两端的电压减小 B．通过显示器的电流减小 C．电路的总功率可能不变 D．传感器的功率一定减小 5．手机充电器又名电源适配器．手机常用锂离子电池的充电器采用的是恒流限压充电， 充电器上所标注的输出参数如图甲所示，充电的锂离子电池标识如图乙所示．对于电 源适配器与锂电池，下列说法正确的是（　　） A．手机电池标识的 mAh 是电功的单位 B．电源适配器的充电限制电压是 6V C．如果工作电流是 200mA，手机电池能连续工作约 8 个小时 D．手机充电时会微微发热，所以手机充电器主要是把电能转化成热能的装置 6．如图所示的电路中，输入电压 U 恒为12V ，灯泡 L 标有“ 6V 12W ”字样，电动机线 圈的电阻 RM  0.50Ω 。若灯泡恰能正常发光，以下说法正确的是（　　） A．电动机的输入功率是 2W B．电动机的输出功率是12W C．电动机的热功率是12W D．整个电路消耗的电功率是 24W 7．电阻 R 和电动机 M 串联接到电路中，如图所示，已知电阻 R 与电动机线圈电阻相 等，开关接通后，电动机正常工作，设电阻 R 和电动机两端的电压分别为 U1 和 U2，经 过时间 t，电流通过电阻 R 做功 W1，产生的电热为 Q1；电流通过电动机做功 W2，产生 的热量为 Q2，则有（　　） A．U1=U2, Q1=Q2 B．W1=W2, Q1=Q2 C．W1<W2, Q1<Q2 D．W1<W2, Q1=Q2 8．如图所示，有一内电阻为 4.4 Ω 的电解槽和一盏标有“110 V　60 W” 字样的灯泡串 联后接在电压为 220 V 的直流电源两端，灯泡正常发光，则（　　） A．电解槽消耗的电功率为 20 W B．电解槽的发热功率为 60 W C．电解槽消耗的电功率为 60 W D．电路消耗的总功率为 60 W 9．某简易电吹风简化电路如图所示，其主要部件为电动机 M 和电热丝，部分技术参 数如下表，电吹风在 220V 电压下工作。下列说法正确的是（　　） 额定电 压 220V 热风时： 额定功 率 990W 冷风时：110W A．开关 S1 、 S2 都闭合时电吹风吹冷风 B．吹热风时通过电热丝的电流为 4A C．吹热风时电热丝的功率为 990W D．该电吹风中电动机的内电阻为 440 10．如图所示，一灯泡 L 和直流电动机 M 串联接入电压恒为 10V 的电路中，此时标有 “3V 1.5W”字样的小灯泡 L 恰好正常发光，已知直流电动机的内阻 RM  2 。下列说法 正确的是（　　） A．电动机的输入功率为 1.5W B．电动机的输出功率为 2.5W C．整个电路消耗的功率为 5W D．电动机的效率约为 83.3% 11．近年来，电动汽车以车载电源为动力，因对环境的污染小，节约能源深受大众青 睐。某品牌的一款电动汽车的车载电源额定输出电压为 360V，电池容量为 213A·h。该 款汽车现以额定输出电压在平直公路上匀速行驶，速度大小为 100km/h，此时电源的 输出功率为 18kW。若不考虑各种能量的转化效率，下列说法正确的是（　　） A．电源的电动势一定为 360V B．干路电流为 5A C．电动汽车所受阻力为 180N D．充满电的该款汽车在这种情况下，最多可以行驶 426km 12．小电珠与电动机并联接入电路，两者均正常工作时，小电珠的电阻为 压为 U1 ，流过的电流为 I1 ；电动机的内电阻为 R2 ，两端电压为 U2 R1 ，两端电 ，流过的电流为 则（　　） A． U1  U 2 B． I1 R1  I 2 R2 C． I1 R1  I 2 R2 D． I1R1  I 2 R2 I2 ， 13．一台规格为“ 220V 、 88W ”的电风扇的线圈电阻为 20 。当电风扇正常工作时（　 ） A．通过线圈的电流是 11A B．通过线圈的电流是 0.4A C．机械功率是 84.8W D．机械功率是 88W 14．如图所示电路中，电源电动势为 E，内阻为 r，且 r=R1，电流表和电压表均为理想 电表。闭合开关 S，让滑动变阻器的滑片 P 由图示位置向右滑动到另一位置，则与 P 滑动前比较（　　） A．电流表 A 的示数变大 B．电压表 V 的示数变小 C．电容器所带电荷量变小 D．电源的输出功率变小 15．图示电路中，电源的电动势为 E、内阻为 r，电容器的电容为 C，小灯泡 L 的电阻 为 R，小型直流电动机 M 的线圈内阻为 r0、额定电流为 I0，当开关 S 分别接 1、2、3 时， 它们都能正常工作。则（　　） A．S 接 1 且电路稳定后，电容器所带电荷量为 Q=EC B．S 接 2 且电路稳定后，小灯泡的热功率为 PL  C．S 接 3 且电路稳定后，电动机的输出功率为 D．S 接 3 且电路稳定后，电动机两端的电压是 E2 R E输出 =I 0 E  I 02 (r  r0 ) U M  E  I 0 (r  r0 ) 二、解答题 16．在如图所示的电路中，电源的电动势 E  14V ，内阻 r  0.2Ω ， R2  R3  2Ω ， R1  1.8Ω ，电动机 M 的规格为“6V，12W”，其内阻 R  1Ω 。当开关 S 闭合时，电动机 正常工作。求： （1）通过电源的电流 I； （2）电动机的输出功率； （3）电阻 R4 的阻值。 17．一台电风扇，内阻为 20Ω，接上 220V 电压后，消耗功率为 66W。 （1）电风扇正常工作时转化为内能的功率是多少？转化为机械能的功率是多少？电动 机的效率多少？（电动机的效率计算结果保留一位小数） （2）如果接上电源后，电风扇的风叶被卡住，不能转动，电动机消耗的电功率和发热 功率是多少？ 参考答案 1．C 【详解】 设电路外电阻为 R′，根据电阻并联的特点可知，当滑动变阻器的滑片在中点 c 时，电路中 并联部分阻值最大，将滑动变阻器的滑片由 c 点向 a 端滑动时，并联部分阻值减小，则 R′ 减小，电路总电流增大，电源内阻消耗的功率增大；路端电压变小，R1 两端电压增大，所 以 R3 所在支路电压减小，电流减小，则 R3 消耗的功率减小；R2 所在支路电流增大，R2 消耗 的功率增大；电源的输出功率为 P  I 2 R�  E 2 R� E2  2 2  R� r  R� r  2r R� 根据数学知识可知当 R′=r 时，P 最大；当 R′＜r 时，P 随 R′的增大而增大；当 R′＞r 时，P 随 R′的增大而减小。由题意可知 R′始终大于 r，所以当 R′减小时电源的输出功率增大。综 上所述可知 ABD 错误，C 正确。 故选 C。 2．D 【详解】 A．由图可知，两开关均闭合时，电阻丝接入电路，电阻丝发热，所以此时为高挡位，故 A 错误； B．由于电动机的内阻发热，因此电机输出的机械功率小于 220W，故 B 错误； C．当开关 S1 断开，开关 S2 闭合时，只有电动机接入电路，即为低挡位，流过电动机的电 流为 I P 220  A  1A U 220 由于电动机为非纯电阻电路，所以电动机的电阻 rM  U 220    220 I 1 故 C 错误； D．当开关 S1 、 S2 闭合时，为高挡位，由题意可知，电阻丝的功率为 PR  1100W  220W  880W 所以电阻丝的电阻为 U 2 2202    55 PR 880 R 故 D 正确。 故选 D 。 3．D 【详解】 2 A．关系式 Q  I Rt （焦耳定律）最初是焦耳用实验直接得到的，故 A 正确； B．库仑总结出了点电荷间相互作用的规律，即库仑定律，故 B 正确； C．法拉第提出了电场的观点，采用了用电场线这个简洁的方法描述电场，故 C 正确； D．密立根通过实验测定了元电荷 e 的数值，故 D 错误。 故选 D。 4．B 【详解】 ABC．在潜水器完成科考任务上浮的过程中，压力传感器的电阻增大，电路总电阻增大， 总电流减小，通过显示器的电流减小；电源的总功率减小；电源内电压减小，路端电压增 大，而 R0 两端电压减小，所以压力传感器两端的电压增大，综上所述可知 AC 错误，B 正 确； D．设传感器的电阻为 R，则其功率为 P  I 2R  E2R  R  R0  r  2  E2  R  r R 0 R 2  2  R0  r  根据数学知识可知当 R=R0+r 时，P 最大；当 R＜R0+r 时，P 随 R 的增大而增大；当 R＞ R0+r 时，P 随 R 的增大而减小。由于不知道开始时 R 与 R0+r 的关系，所以无法判断传感器 的功率变化情况，故 D 错误。 故选 B。 5．C 【详解】 A．根据 q  It 手机电池标识的 mAh 是电量的单位，故 A 错误； B．电源适配器的充电限制电压是 4. 2