高中物理(新人教版)必修第三册同步习题：电路中的能量转化(同步习题)【含答案及解析】

第十二章电能能量守恒定律

1电路中的能量转化

基础过关练

题组一电功和电功率

1.(2020安徽合肥一模)电功率的计算公式P=U 2

R

中,U是加在用电器上的电压,R是用电器的电阻,此式可用于()

A.计算电冰箱的功率

B.计算电风扇的功率

C.计算电烙铁的功率

D.计算洗衣机的功率

2.电阻R1、R2的I-U图线如图所示,则下列说法正确的是()

A.R1∶R2=3∶1

B.将R1与R2串联后接于电源上,则电压比U1∶U2=1∶3

C.将R1与R2并联后接于电源上,则电流比I1∶I2=1∶3

D.将R1与R2并联后接于电源上,则功率比P1∶P2=1∶3

3.(2019湖南长沙长郡中学检测)当纯电阻R两端加上某一稳定电压时,通过该电阻的电荷量为0.3C,消耗的电能为0.9J。为在相同时间内使0.6C的电荷量通过该电阻,在其两端需加的电压和消耗的电能分别是()

A.3V 1.8J

B.3V 3.6J

C.6V 1.8J

D.6V 3.6J

4.(2020江西南昌中学高三模拟)如图所示,电路两端的电压U保持不变,电阻R1、R2、R3消耗的电功率一样大,则电阻之比R1∶R2∶R3是()

A.1∶1∶1

B.4∶1∶1

C.1∶4∶4

D.1∶2∶2

题组二焦耳定律

5.(2020上海华师大二附中等八校联考)两个精制电阻,用锰铜电阻丝绕制而成,两电阻上分别标有“100Ω10W”和“20Ω40W”,则它们的额定电流之比为

()

A.√5∶5

B.√10∶20

C.√5∶10

D.1∶2000

6.(2019山东德州模拟)一台电动机的额定电压是220V,额定电流为5A,电动机线圈的电阻是0.4Ω。当该电动机正常工作时,每秒产生的热量是()

A.1100J

B.110J

C.1210J

D.10J

7.(2020湖南邵阳洞口四中高二上期中)一台电动机,额定电压是220V,线圈电阻是

1Ω。正常工作时,通过的电流为5A,则电动机因发热损失的功率为()

A.48400W

B.1100W

C.220W

D.25W

8.(2020福建漳州八校联考)通过电阻R的电流为I时,在t时间内产生的热量为Q。若电阻为2R,电流为I

2

,则在t时间内产生的热量为()

A.4Q

B.2Q

C.Q

2D.Q

4

题组三电路中的能量转化

9.(2019湖南永州高级中学高二上期末)有三个用电器,分别为日光灯、电烙铁和电风扇,它们的铭牌均标有“220V,60W”。现让它们在额定电压下工作相同时间,产生的热量()

A.日光灯最多

B.电烙铁最多

C.电风扇最多

D.一样多

10.(2020湖北武汉武昌四校高二上期中联考)(多选)电动机的线圈电阻为R,电动机正常工作时,两端的电压为U,通过的电流为I,工作的时间为t,则下列说法中正确的是()

A.电动机消耗的电能为UIt

B.电动机消耗的电能为I2Rt

C.电动机线圈产生的热量为I2Rt

D.电动机线圈产生的热量为U 2

R

t

能力提升练

题组一电功和电功率

1.(2020云南玉溪新平三中高二上月考,)(多选)如图所示,把四个相同的灯泡接成甲、乙两种电路后,灯泡都正常发光,且两个电路的总功率相等,则关于这两个电路

中的U甲、U乙和R甲、R乙之间的关系,正确的是()

A.U甲>2U乙

B.U甲=2U乙

C.R甲=4R乙

D.R甲=2R乙

2.(2020江西丰城中学高二上期中,)一个用半导体材料制成的电阻器D,其电流I

随它两端电压U变化的关系图像如图甲所示,若将它与两个标准电阻R1、R2并联

后接在电压恒为U的电源两端,3个用电器消耗的电功率均为P。现将它们连接成

如图乙所示的电路,接在电压为U的电源两端,设电阻器D和电阻R1、R2消耗的电功率分别是P D、P1、P2,它们之间的关系为()

A.P1=4P2

B.P D=P

4

C.P D=P2

D.P1<4P2

题组二焦耳定律

3.(2020安徽江南十校联考,)电热水壶已进入千家万户,极大地方便了我们的生活。如果将一电热水壶接在220V的电源两端,经时间t0电热水壶的开关自动切断,假

设热量的损失不计、电热丝的阻值不受温度的影响。则()

A.如果将电热水壶接在110V的电源两端,需经2t0的时间电热水壶的开关自动切断

B.如果将电热水壶接在110V的电源两端,需经16t0的时间电热水壶的开关自动切断

C.如果将电热水壶接在55V的电源两端,需经4t0的时间电热水壶的开关自动切断

D.如果将电热水壶接在55V的电源两端,需经16t0的时间电热水壶的开关自动切断

4.(2019山东济南一中高一下月考,)如图所示是一个电热水壶的铭牌。某同学利用所学知识,结合从该铭牌上获取的信息,得出该电热水壶()

A.只能在220V电压下工作

B.正常工作5min耗电约0.5kW·h

C.正常工作时的电流约为6.8A

D.在非工作状态下电阻丝的电阻值约为32Ω

题组三电路中的能量转化

5.(2020四川自贡二诊,)一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为220V的交流电源上(其内电阻可忽略不计),均正常工作。用电流表分别测得通过电饭煲的电流是5.0A,通过洗衣机电动机的电流是0.50A,则下列说法中正确的是()

A.电饭煲的电阻为44Ω,洗衣机电动机线圈的电阻为440Ω

B.电饭煲消耗的电功率为1555W,洗衣机电动机消耗的电功率为155.5W

C.1min内电饭煲消耗的电能为6.6×104J,洗衣机电动机消耗的电能为6.6×103J

D.电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍

6.(2020浙江丽水四校联考,)国庆期间群众游行队伍中的国徽彩车,不仅气势磅礴,而且还是一辆电动车,充一次电可以行驶100千米左右。假设这辆电动彩车的总质量为6.75×103kg,它匀速通过天安门前500m的检阅区域用时250s,驱动电机的

输入电流I=10A,电压为300V,电动彩车行驶时所受阻力为车重的1

。g取10

50

m/s2,其他摩擦不计,只考虑驱动电机的线圈发热损耗的能量,求:

(1)驱动电机的输入功率;

(2)电动彩车通过天安门前时,牵引电动彩车前进的机械功率;

(3)驱动电机的内阻和机械效率。

答案全解全析

第十二章 电能 能量守恒定律

1 电路中的能量转化

基础过关练

1.C 公式P=U 2

R

是根据电功率公式P=UI 和欧姆定律I=U

R

推导出来的,只能用于纯电阻电路中,故C 正确,A 、B 、

D 错误。

2.B 由题图可知,当I=1 A 时,U 1=1 V,U 2=3 V,所以R 1=U

1I

=1 Ω,R 2=U

2I

=3 Ω,则R 1∶R 2=1∶3,A 错。R 1与R 2串

联时,U 1∶U 2=R 1∶R 2=1∶3,B 正确。R 1与R 2并联时,I 1∶I 2=R 2∶R 1=3∶1,P 1∶P 2=R 2∶R 1=3∶1,C 、D 均错。 3.D 设两次加在电阻R 上的电压分别为U 1和U 2,通电的时间都为t 。由W 1=U 1q 1和W 1=U 1

2R

t,可得U 1=3

V,t

R

=0.1 s/Ω。再由W 2=U 2q 2和W 2=U 22

R

t,可求出U 2=6 V,W 2=3.6 J,故选项D 正确。

4.C 由于三个电阻消耗的功率一样大,则有U 232R 2

=U 23

2R 3

,得R 2=R 3,所以通过R 1的电流是通过R 2电流的2倍,则有

(2I)2R 1=I 2R 2,得R 1=R

24。故R 1∶R 2∶R 3=1∶4∶4,C 正确。 5.C 由公式P=I 2R 得I=√P

R ,所以I 1∶I 2=√5∶10,选项C 正确。

6.D 额定电流是5 A,线圈电阻是0.4 Ω,则电动机每秒产生的热量Q=I 2Rt=52×0.4×1 J=10 J,故选D 。

7.D 电动机因发热损失的功率P=I 2R=25×1 W=25 W,故选项D 正确。

8.C 根据Q=I 2Rt,若电阻变为原来的2倍,电流变为原来的1

2

,时间不变,则产生的热量变为原来的1

2

,C 正确。

9.B 电烙铁是纯电阻用电器,工作时将电能全部转化为内能,而日光灯和电风扇是非纯电阻用电器,电流通过它们时产生的热量很少,电能主要转化为其他形式的能,B 正确。

10.AC 电动机正常工作时,两端的电压为U,通过的电流为I,工作的时间为t,所以电动机消耗的电能为UIt,A 正确,B 错误。电动机为非纯电阻用电器,其线圈产生的热量为I 2Rt,由于U>IR,则I 2Rt

R t,C 正确,D 错误。

能力提升练

1.BC设灯泡正常工作时两端电压为U,通过的电流为I,则有U甲I=U乙×2I,得U甲=2U乙,A错误,B正确;因两电路的总功率相等,又知四个灯泡相同且均正常发光,则它们的实际功率相等,可得两电阻的功率也相等,则有I2R甲=(2I)2R乙,得R甲=4R乙,C正确,D错误。

2.D由于电阻器D与两个标准电阻R1、R2并联后接在电压恒为U的电源两端时,三者功率相同,则此时三者电阻相同。当三者按照题图乙所示电路连接时,电阻器D两端的电压小于U,由题图甲可知,电阻器D的电阻增大,则有R D>R1=R2,而R D与R2并联,两端电压相等,根据P=U2

R

,可知P D

的总电阻R并

2,且D阻值变大,则P D

4

,B错误。

3.D根据公式Q=U2

R t可知,煮沸一壶水所需的热量为Q=U2

R

t0。当电压变为原来的1

2

时,所需热量没变,因此加热

时间要变为原来的4倍,即4t0,A、B错误;当电压变为原来的1

4

时,加热时间要变为原来的16倍,即16t0,C错误,D 正确。

4.C该电热水壶可以在低于220V的电压下工作,故A错误;正常工作5min,电热水壶消耗的电能W=Pt=1.5

kW×5

60

h=0.125kW·h,故B错误;由铭牌信息可知,额定功率为1500W,额定电压为220V,则该电热水壶正

常工作时的电流I=P

U =1 500W

220V

=6.8A,故C正确;金属丝的电阻率随温度的升高而增大,所以在非工作状态下电热

水壶电热阻丝的电阻比正常工作时小,正常工作时电阻丝的电阻R=U2

P =(220V)2

1 500W

=32Ω,故D错误。

5.C由于电饭煲是纯电阻用电器,所以R1=U

I1

=44Ω,P1=UI1=1100W,其在1min内消耗的电能

W1=UI1t=6.6×104J,洗衣机为非纯电阻用电器,所以R2≠U

I2

,P2=UI2=110W,其在1min内消耗的电能

W2=UI2t=6.6×103J,其热功率P热≠P2,所以电饭煲发热功率不是洗衣机电动机发热功率的10倍。综上可知C 正确。

6.答案(1)3000W(2)2700W(3)3Ω90%

解析(1)驱动电机的输入功率P入=UI=300×10W=3000W

(2)电动彩车通过检阅区域时的速度v=x

t

=2m/s

电动彩车行驶时所受阻力f=150mg=1

50×6.75×103×10 N=1.35×103 N

电动彩车匀速行驶时牵引力F=f,故电动彩车通过天安门前时,牵引电动彩车前进的机械功率P 机=Fv=2 700 W

(3)设驱动电机的内阻为R,由能量守恒定律得P 入t=P 机t+I 2Rt 解得R=3 Ω

驱动电机的机械效率η=P

机

P 入

×100%=90%。

【新教材】2021-2022学年物理人教版必修第三册学案：第12章 1.电路中的能量转化含答案

1．电路中的能量转化[核心素养·明目标] 核心素养学习目标 物理观念 (1)理解电功、电功率和焦耳定律的概念。 (2)理解电功和电热的区别和联系。 科学思维 (1)通过推导电功公式和焦耳定律，能用焦耳定律解释生活中 的相关现象。 (2)通过实例分析，理解电能转化为其他形式的能是通过电流 做功实现的。 科学探究 从能量转化和守恒角度分析非纯电阻电路中的能量转化，加 深对功与能量转化关系的认识。 科学态度与 责任 联系生活中的电风扇、空调、电动机等电器设备，体会能量 转化与守恒思想，增强理论联系实际的意识。 知识点一电功和电功率 1．电流做功的实质：导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做功。 2．电功 (1)定义：电流在一段电路中所做的功，等于这段电路两端的电压U、电路中的电流I、通电时间t三者的乘积。 (2)公式：W＝UIt。 (3)单位：国际单位是焦耳，符号是J。 3．电功率 (1)定义：电流在一段电路中所做的功与通电时间之比。 (2)公式：P＝ W t＝UI。 (3)单位：国际单位是瓦特，符号是W。

对于纯电阻电路，由欧姆定律I＝U R可得 (1)W＝UIt＝I2Rt＝U2 R t。 (2)P＝UI＝I2R＝U2 R。 1：思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)电功与电能不同，电流做功的过程就是电能向其他形式的能量转化的过程。(√) (2)电功率越大，表示电流做功越多。(×) (3)三个公式P＝UI、P＝I2R、P＝U2 R没有任何区别，它们表达相同的意义， 所示P即是电功率。(×)知识点二焦耳定律 1．内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比。 2．表达式：Q＝I2Rt。 3．热功率 在任何电路中，总有(1)W≥Q(2)IU≥I2R只有在纯电阻电路中，(1)电能全部转化为电热，即Q＝W (2)电功率等于热功率IU＝I2R。 2：思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多。(×) (2)W＝UIt＝I2Rt＝U2 R t，对任何电路都适用。(×) (3)U＝IR对于纯电阻电路和非纯电阻电路都适用。(×) (4)Q＝I2Rt适用于任何电路。(√)知识点三电路中的能量转化

新教材2020-2021学年高中物理人教版必修第3册学案-第十二章-1.电路中的能量转化-含解析

第十二章电能能量守恒定律 1．电路中的能量转化 目标体系构建 明确目标·梳理脉络【学习目标】 1．理解电功和电功率的概念，知道电流做功的实质。 2．理解电热和电热功率，关注焦耳定律在生产、生活中的应用。 3．从能量转化和守恒的角度理解电功和电热的区别。 【思维脉络】 课前预习反馈 教材梳理·落实新知 知识点1 电功和电功率 1．电能转化为其他形式的能，是通过__电流__做功来实现的。 2．电流做功的实质：导体中的__恒定电场__对自由电荷的静电力在做功。 3．静电力的功：电流在一段电路中所做的功等于电路两端的电压U、电路中的电流I、通电时间t三者的__乘积__。即W＝__UIt__。

4．电功率 (1)定义：电流在一段电路中所做的功与通电__时间__之比。 (2)定义式：P ＝ W t 。 (3)电功率表达式：P ＝__UI __。 (4)单位：电功的单位是__焦耳__(J)，电功率的单位是__瓦特__(W)。 知识点 2 焦耳定律 1．焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成__正比__，跟导体的电阻及通电时间成__正比__。即Q ＝__I 2Rt __。 2．热功率：电流通过导体发热的功率P 热＝__I 2R __。 知识点 3 电路中的能量转化 1．电动机工作时能量转化关系：电动机从电源获得的能量，一部分转化为机械能，还有一部分转化为__内能__。 2．功率关系：P 电＝__P 机＋P 损__。 3．电池充电时能量转化关系：电能转化为__化学__能和内能。 预习自测 『判一判』 (1)电功与能量的单位都是焦耳，电功就是电能。( × ) (2)电功与电能不同，电流做功的过程就是电能向其他形式的能量转化的过程。( √ ) (3)电功率越大，表示电流做功越多。( × ) (4)焦耳定律的表达式为Q ＝I 2Rt ，此式适用于任何电路。( √ ) (5)三个公式P ＝UI 、P ＝I 2R 、P ＝ U 2 R 没有任何区别，它们表达相同的意义，所示P 即是电功率。( × ) 『选一选』 如图所示，一幢居民楼里住着生活习惯各不相同的24户居民，所以整幢居民楼里有各种不同的电器，例如电炉、电视机、微波炉、电脑等。停电时，用欧姆表测得A 、B 间电阻为R ；供电后，各家电器同时使用，测得A 、B 间电压为U ，进线电流为I ，则计算该幢居民楼用电的总功率可以用的公式是( C )

高中物理(新人教版)必修第三册同步习题：电路中的能量转化(同步习题)【含答案及解析】

第十二章电能能量守恒定律 1电路中的能量转化 基础过关练 题组一电功和电功率 1.(2020安徽合肥一模)电功率的计算公式P=U 2 R 中,U是加在用电器上的电压,R是用电器的电阻,此式可用于() A.计算电冰箱的功率 B.计算电风扇的功率 C.计算电烙铁的功率 D.计算洗衣机的功率 2.电阻R1、R2的I-U图线如图所示,则下列说法正确的是() A.R1∶R2=3∶1 B.将R1与R2串联后接于电源上,则电压比U1∶U2=1∶3 C.将R1与R2并联后接于电源上,则电流比I1∶I2=1∶3 D.将R1与R2并联后接于电源上,则功率比P1∶P2=1∶3 3.(2019湖南长沙长郡中学检测)当纯电阻R两端加上某一稳定电压时,通过该电阻的电荷量为0.3C,消耗的电能为0.9J。为在相同时间内使0.6C的电荷量通过该电阻,在其两端需加的电压和消耗的电能分别是() A.3V 1.8J B.3V 3.6J C.6V 1.8J D.6V 3.6J 4.(2020江西南昌中学高三模拟)如图所示,电路两端的电压U保持不变,电阻R1、R2、R3消耗的电功率一样大,则电阻之比R1∶R2∶R3是()

A.1∶1∶1 B.4∶1∶1 C.1∶4∶4 D.1∶2∶2 题组二焦耳定律 5.(2020上海华师大二附中等八校联考)两个精制电阻,用锰铜电阻丝绕制而成,两电阻上分别标有“100Ω10W”和“20Ω40W”,则它们的额定电流之比为 () A.√5∶5 B.√10∶20 C.√5∶10 D.1∶2000 6.(2019山东德州模拟)一台电动机的额定电压是220V,额定电流为5A,电动机线圈的电阻是0.4Ω。当该电动机正常工作时,每秒产生的热量是() A.1100J B.110J C.1210J D.10J 7.(2020湖南邵阳洞口四中高二上期中)一台电动机,额定电压是220V,线圈电阻是 1Ω。正常工作时,通过的电流为5A,则电动机因发热损失的功率为() A.48400W B.1100W C.220W D.25W 8.(2020福建漳州八校联考)通过电阻R的电流为I时,在t时间内产生的热量为Q。若电阻为2R,电流为I 2 ,则在t时间内产生的热量为() A.4Q B.2Q C.Q 2D.Q 4 题组三电路中的能量转化 9.(2019湖南永州高级中学高二上期末)有三个用电器,分别为日光灯、电烙铁和电风扇,它们的铭牌均标有“220V,60W”。现让它们在额定电压下工作相同时间,产生的热量() A.日光灯最多 B.电烙铁最多 C.电风扇最多 D.一样多 10.(2020湖北武汉武昌四校高二上期中联考)(多选)电动机的线圈电阻为R,电动机正常工作时,两端的电压为U,通过的电流为I,工作的时间为t,则下列说法中正确的是() A.电动机消耗的电能为UIt B.电动机消耗的电能为I2Rt C.电动机线圈产生的热量为I2Rt

12.1 电路中的能量转化 (人教版新教材)高中物理必修三第十二章【知识点+练习】

第十二章 电能 能量守恒定律 1 电路中的能量转化 知识点一 电功和电功率 1．电功：如果电路左右两端的电势差是U ，在电荷q 从左端移到右端的过程中，静电力做的功是W ＝qU ，把q ＝It 代入得W ＝UIt ，这表示，电流在一段电路中所做的功等于这段电路两端的电压U 、电路中的电流I ，通电时间t 三者的乘积． 2．电功率，单位时间内电流所做的功叫作电功率．用P 表示电功率，则有P ＝W t ，进而得到P ＝UI ，单位：瓦特(W)．电功率表示电流做功的快慢． 知识点二 焦耳定律 1．电流通过白炽灯、电炉等电热元件做功时，电能全部转化为导体的内能．电流在这段电路中做的功W 就等于这段电路发出的热量Q ，即Q ＝W ＝UIt ． 2．焦耳定律：由欧姆定律U ＝IR 代入Q ＝UIt 后可得热量Q 的表达式Q ＝I 2Rt ，即电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比．这个关系最初是焦耳用实验直接得到的，我们把它叫作焦耳定律． 3．热功率：单位时间内的发热量通常称为热功率，其表达式为：P ＝I 2R ． *注意：有些用电器不是纯电阻，不能用P ＝U 2 R 计算电功率． 拓展 电动机的电功率 1．电动机的等效处理：电动机是一种非纯电阻性用电器，它把电能转化为机械能和内能．在电路计算中，常把电动机等效为阻值等于其内阻的电阻r 和无电阻的转动线圈串联而成，电流通过r 时把电能转化为热能，而线圈把电能转化为机械能． 2．输入功率：也叫电动机的总功率，由电动机电路的电流和电压决定，计算公式P 总＝UI . 3．输出功率：电动机做有用功的功率，P ＝UI －I 2r . 【例1】额定电压都是110 V ，额定功率P A ＝100 W 、P B ＝40 W 的两盏电灯，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图中的( ) 【例2】在研究微型电动机的性能时，应用如图所示的实验电路，当调节滑动变阻器R 并控制电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.5 A 和2 V ．重新调节R 并使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为2 A 和24 V ，则这台电动机正常运转时的输出功率为( ) A ．48 W B ．47 W C ．44 W D ．32 W 随堂练习 1．关于电功W 和电热Q 的说法正确的是( ) A ．在任何电路中都有W ＝UIt 、Q ＝I 2Rt ，且W ＝Q B ．在任何电路中都有W ＝UIt 、Q ＝I 2Rt ，但W 不一定等于Q C ．W ＝UIt 、Q ＝I 2Rt 均只有在纯电阻电路中才成立 D ．W ＝UIt 在任何电路中成立，Q ＝I 2Rt 只在纯电阻电路中成立 2．将A 、B 两个白炽灯接入电路，关于这两只灯泡的发光情况，正确的说法是( ) A ．若A 灯中的电流比B 灯大，则A 灯一定比B 灯亮 B ．若A 灯两端的电压比B 灯大，则A 灯一定比B 灯亮

高中物理(新人教版)必修第三册课后习题：电路中的能量转化(课后习题)【含答案及解析】

第十二章电能能量守恒定律 电路中的能量转化 合格考达标练 1.用一个额定电压为220 V的电热水器煮沸一壶水需要时间t,如果不考虑电热水器的电热损失和电热丝电阻受温度的影响,那么() A.当线路电压为110 V时,煮沸一壶水需要时间2t B.当线路电压为110 V时,煮沸一壶水需要时间t 2 C.当线路电压为55 V时,煮沸一壶水需要时间4t D.当线路电压为55 V时,煮沸一壶水需要时间16t Q=U 2 R t,煮沸一壶水所需的热量为Q=(220V) 2 R t。当电压变为原来的1 2 时,所需热量没变,因此 时间要变为原来的4倍,即4t,选项A、B错误。当电压变为原来的1 4 时,时间要变为原来的16倍,即16t,选项C错误,选项D正确。 2.额定电压、额定功率均相同的电风扇、电烙铁和日光灯,各自在额定电压下正常工作了相同的时间。比较它们产生的热量,结果是() A.电风扇最多 B.电烙铁最多 C.日光灯最多 D.一样多 ,只有电烙铁是纯电阻用电器,将电能全部转化为内能,故选项B正确。 3.(2020安徽合肥高二上学期期末)有一个电风扇,额定电压为U,额定功率为P,电动机线圈的电阻为R,把它接入电压为U的电路中,下列计算时间t内产生热量的方法中正确的是() A.Q=U 2 R t B.Q=(P U ) 2 Rt C.Q=Pt D.Q=2(P U ) 2 Rt ,所以t时间内产生的热量为Q=I2Rt;由于是 非纯电阻电路,故I

高中物理(新人教版)必修第三册课后习题：电源和电流(课后习题)【含答案及解析】

第十一章电路及其应用 1.电源和电流 合格考达标练 1.在由电源、导线等电路元件所组成的电路中,以下说法正确的是() A.导线中的电场强度处处为零 B.导线中的电场强度方向跟导线方向平行 C.导线处于静电平衡状态 D.导线内沿电流方向各点的电势逐渐升高 ,垂直导线方向的电场相互抵消,在导线中形成了沿导线方向的电场,即导线中的电场强度方向跟导线方向平行,A错误,B正确;导线内有电场, 说明导线不处于静电平衡状态,C错误;沿电场方向电势逐渐降低,电场方向就是正电荷的受力方向,也就是电流的方向,即导线内沿电流方向各点的电势逐渐降低,D错误。 2.(2021山东潍坊检测)下列关于电流的说法正确的是() A.根据I=q t 可知,I与q成正比 B.如果在任何相等时间内通过导体横截面的电荷量相等,则导体中的电流是恒定电流 C.电流是一个标量,其方向是没有意义的 D.电流的单位“安培”不是国际单位制中的基本单位 I=q t 是电流的定义式,I不由q来决定,A错误;根据恒定电流的定义可知,如果在任何相等时间内通过导体横截面的电荷量相等,则导体中的电流是恒定电流,B正确;电流是标量,其方向表示正电荷定向移动的方向,与负电荷定向移动的方向相反,C错误;安培是国际单位制中七个基本单位之一,D错误。 3.电路中有一电阻,通过电阻的电流为5 A,当通电5 min 时,通过电阻横截面的电子数为() A.1 500 B.9.375×1019 C.9.375×1021 D.9.375×1020 ,n=q e =It e =9.375×1021。 4.安培提出了著名的分子电流假说,根据这一假说,电子绕核运动可等效为一环形电流。设带电荷量为e的电子以速率v绕原子核沿顺时针方向做半径为r的匀速圆周运动,其电流的等效电流强度I和方向为() A.ve 2πr ,顺时针B.ve r ,顺时针 C.ve 2πr ,逆时针 D.ve r ,逆时针

2022届高中物理新教材同步必修第三册 第12章 1 电路中的能量转化

1 电路中的能量转化 [学习目标] 1.理解电功、电功率、电热、热功率的概念，知道它们的区别与联系.2.知道纯电阻电路与非纯电阻电路的特点和区别，理解两种电路的能量转化关系． 一、电功和电功率 1．电功 (1)电流做功的实质是，导体中的恒定电场对自由电荷的静电力在做功．电能转化为其他形式的能，是通过电流做功来实现的． (2)电功的计算公式：W ＝UIt . 单位：焦耳，符号为J. 常用的单位：千瓦时(kW·h)，也称“度”，1 kW·h ＝3.6×106 J. 2．电功率 (1)定义：电流在一段电路中所做的功与通电时间之比． (2)公式：P ＝W t ＝UI . (3)单位：瓦特，符号为W. (4)意义：表示电流做功的快慢． 二、焦耳定律 1．焦耳定律 (1)内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比． (2)表达式：Q ＝I 2Rt . 2．热功率 (1)定义：单位时间内的发热量称为热功率． (2)公式：P 热＝I 2R . 三、电路中的能量转化

1．电动机消耗的功率P 电＝UI . 2．电动机线圈电阻上的热功率P 热＝I 2R . 3．电动机输出功率P 机＝UI －I 2R . 1．判断下列说法的正误． (1)电功率越大，表示电流做功越多．( × ) (2)电功W ＝UIt 可以用来计算所有电路中电流所做的功．( √ ) (3)电热Q ＝I 2Rt 可以用来计算所有含有电阻的电路中产生的焦耳热．( √ ) (4)电动机消耗的电能，一部分转化为机械能，一部分转化为线圈内阻上的电热．( √ ) (5)三个公式 P ＝UI 、P ＝I 2R 、P ＝ U 2 R 没有任何区别，它们表达相同的意义，所以三式中P 都是电功率．( × ) 2．通过电阻R 的电流为I 时，在t 时间内产生的热量为Q ，若电阻为2R ，电流为I 2，则在时 间t 内产生的热量为________． 答案 Q 2 解析 根据Q ＝I 2Rt 得，电阻变为原来的2倍，电流变为原来的1 2，时间不变，Q ′＝⎝⎛⎭⎫I 22·2R ·t ＝12I 2Rt ＝Q 2 . 一、电功和电热的理解 导学探究 电吹风工作时，将电能转化为什么能？电熨斗工作时，将电能转化为什么能？ 答案 电吹风工作时，将电能转化为内能和机械能．电熨斗工作时，将电能转化为内能． 知识深化 1．电功和电功率 W ＝UIt 是电功的计算式，P ＝UI 是电功率的计算式，适用于任何电路． 2．电热和热功率 Q ＝I 2Rt 是电热的计算式，P 热＝I 2R 是热功率的计算式，可以计算任何电路产生的电热和热功率． 3．电功和电热的关系 (1)在纯电阻电路中：

2020新教材高中物理第十二章电能能量守恒定律2电路中的能量转化课堂检测(含解析)新人教版必修第三册

电路中的能量转化 1.下列有关电压与电动势的说法正确的是( ) A.电压与电动势的单位都是伏特,所以电动势与电压是同一物理量的不同叫法 B.电动势是电源两极间的电压 C.电动势是静电力所做的功W与电荷量q的比值 D.电动势是反映电源把其他形式的能转化为电势能本领强弱的物理量 【解析】选D。电压与电动势是两个不同的概念,A错误;电动势的大小等于电路内、外电压之和,B错误;电动势是非静电力做的功与电荷量的比值,而电压则是静电力做的功与电荷量q的比值,C错误,故选D。 2.一个闭合电路,是由电池供电的,外电路是纯电阻时,以下说法正确的 是( ) A.当外电阻增大时,路端电压增大 B.当外电阻减小时,路端电压增大 C.当外电阻减小时,电路中的电流减小 D.闭合电路中的电流跟路端电压成正比,与内外电阻之和成反比 【解析】选A。根据U=E-Ir,当外电阻增大时,I减小,U增大,A正确,B错误;根据I=,C错误;闭合电路中的电流跟电动势成正比,与内外电阻之和成反比,故D错误。 【补偿训练】 在如图所示的电路中,电阻R=2.0 Ω,电源的电动势E=3.0 V,内电阻r=1.0 Ω。闭合开关S后,通过电阻R 的电流为( ) A.1.0 A B.1.5 A C.2.0 A D.6.0 A 【解析】选A。根据闭合电路欧姆定律得I== A=1 A,则A正确。 3.如图所示电路中,电源电动势E=9 V,内阻r=3 Ω,R=15Ω,下列说法中正确的是 ( )

A.当S断开时,U AC=9 V B.当S闭合时,U AC=9 V C.当S闭合时,U AB=7.5 V,U AC=9 V D.当S断开时,U AB=0,U BC=0 【解析】选A。当S断开时,U AC与U BC为路端电压,等于电源电动势,A正确,D错误;当S闭合 时,U AC=U AB=R=7.5 V,U BC=I×0=0,B、C错误。 4.如图所示,R为电阻箱,为理想电压表,当电阻箱读数为R1=2 Ω时,电压表读数为U1=4 V;当电阻箱读数为R2=5 Ω时,电压表读数为U2=5 V。求: (1)电源的电动势E和内阻r。 (2)当电阻箱R读数为多少时,电源的输出功率最大?最大值P m为多少? 【解析】(1)由闭合电路欧姆定律得E=U1+r, ① E=U2+r。② 联立①②并代入数据解得E=6 V,r=1Ω。 (2)电源的输出功率P=R, ③ 将③式变形为P=, ④ 由④式知,R=r=1 Ω时,P有最大值P m==9 W。

人教版(2019)高中物理必修第三册同步练习：12.1电路中的能量转化(含答案)

电路中的能量转化 一选择题： 1.如图所示，一个电阻R 和一个灯泡L 串联接在电压恒为U 的电源上，电路中的电流为I 。电阻两端的电压为U 1，电功率为P 1；灯泡两端的电压为U 2，电功率为P 2，则下列关系式正确的是( ) A ．P 1＝UI B ．P 2＝U 2R C ．U 2＝U －IR D ．U 1＝U －IR C 2．通过电阻R 的电流为I 时，在时间t 内产生的热量为Q ；若电阻为2R ，电流为I 2 时，则在时间t 内产生的热量为( ) A ．4Q B ．2Q C ．Q 2 D ．Q 4 C 3.把六个相同的小灯泡接成如图甲、乙所示的电路，调节变阻器使灯泡正常发光，甲、乙两电路所消耗的总功率分别用P 甲和P 乙表示，则下列结论中正确的是( ) 甲 乙 A ．P 甲＝P 乙 B ．P 甲＝3P 乙 C ．P 乙＝3P 甲 D ．P 乙>3P 甲 B 4.用一个额定电压为220 V 的电热水器煮沸一壶水需要t s ，如果不考虑电热水器的电热损失和电热丝电阻受温度的影响，那么( )

A．当线路电压为110 V时，煮沸一壶水需要2t s B．当线路电压为110 V时，煮沸一壶水需要4t s C．当线路电压为55 V时，煮沸一壶水需要4t s D．当线路电压为55 V时，煮沸一壶水需要8t s B 5.如图所示为一电烙铁，电烙铁通电一段时间后，会变得很烫，而连接电烙铁的导线却不怎么热，其主要原因是() A．导线有绝缘皮，隔热效果好 B．导线较长，散热比电烙铁快 C．导线的电阻远小于电烙铁的电阻 D．通过导线的电流小于通过电烙铁的电流 C 6.如图所示，A、B两点间电压为18 V，R1＝0.2 Ω，电动机M线圈的电阻也是0.2 Ω，电路中的电流是25 A，则此电路中电能转化为机械能的效率是() A．72%B．28% C．55.6%D．44.4% D 7.下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法错误的是()

高二物理人教版必修第三册同步课时作业：12.1电路中的能量转化 Word版含解析

2020-2021学年高二物理人教版（2019）必修第三册同步课时作业 （18）电路中的能量转化 1.在验证焦耳定律的实验中,为了比较电流通过两根不同的电阻丝产生的热量跟电阻的关系,实验时应同时保持相同的物理量是( ) A.通过它们的电流和加在它们两端的电压 B.通过它们的电流和它们的电阻 C.通过它们的电流和通电时间 D.通过它们的电流、加在它们两端的电压和通电时间 2.LED 灯可将电能高效转化为光能，在日常生活中得到普遍应用。某LED 灯的额定功率为10W ，它以额定功率工作1min 消耗的电能为( ) A ．10J B ．60J C ．600J D ．6000J 3.如图所示，三个电阻的阻值相同，在AB 间接上电源后，三个电阻的功率之比为( ) A.4∶1∶1 B.1∶4∶4 C.2∶1∶1 D.1∶2∶2 4.如果家里的微波炉(1000 W)、 电视机(100 W)和洗衣机(400 W)平均每天都工作1 h ，一个月(30天计)的用电量是( ) A.10 kW·h B.20 kW·h C.45 kW·h D.40 kW·h 5.如图所示电路中，三个相同的灯泡额定功率是40 W ，在不损坏灯泡的情况下，这三个灯泡消耗的总功率最大不应超过( ) A.40 W B.60 W C.80 W D.120 W 6.把家用电炉的电热丝剪去一小段后，继续使用，则在同样的时间内( ) A.由2Q I Rt =可知，电炉的发热量减少 B.由Q UIt =可知，电炉的发热量不变

C.由2 U Q t R =可知，电炉的发热量增加 D.无法确定 7.一台额定电压为U 的电动机，它的电阻为R ，正常工作时通过的电流为I ，则( ) A.电动机t 秒内产生的热量是Q UIt = B.电动机t 秒内产生的热量是2Q I Rt = C.电动机的功率为2P I R = D.电动机的功率为2/P U R = 8.有一内阻为4.4Ω的电解槽和一盏标有“110 V 60 W”的灯泡串联后接在电压恒定为220 V 的电路两端，灯泡正常发光，则( ) A.电解槽消耗的电功率为12 W B.电解槽的发热电功率为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.在研究微型电动机的性能时，可采用如图所示的实验电路。当调节滑动变阻器R 使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.5A 和1.0V ；重新调节R ，使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0A 和15.0V.则这台电动机正常运转时（ ） A.电动机的输出功率为30.0W B.电动机的电功率为30.0W C.电动机的内阻为7.5Ω D.电动机的内阻为2.0Ω 10.家用电吹风中,有一个小电动机和与它串联的一段电热丝.电热丝加热空气,电动机带动风叶转动,送出热风.设电动机线圈的电阻为1R ,电热丝的电阻为2R .将电吹风接到直流电源上,电源输出电压为U .输出电流为I ,电吹风消耗的电功率为P .以下表达式中正确的是( ) A.P UI = B.P UI > C.212()P I R R =+ D.212()P I R R >+ 11.如图所示是某型号电吹风的电路图，它主要由电动机M 和电热丝R 构成.已知电吹风的额定电压为220V ，吹冷风时的功率为120W ，吹热风时的功率为1000W .关于该电吹风，下列说法正确的是（ ）

高中新教材人教版物理同步练习必修第三册：第12章 1-电路中的能量转化

1.电路中的能量转化 课后训练巩固提升 双基巩固学考突破 1.关于电功W和电热Q的说法正确的是() A.在任何电路中都有W=UIt、Q=I2Rt,且W=Q B.在任何电路中都有W=UIt、Q=I2Rt,但W不一定等于Q C.W=UIt、Q=I2Rt均只有在纯电阻电路中才成立 D.W=UIt在任何电路中成立,Q=I2Rt只在纯电阻电路中成立 答案:B 解析:W=UIt、Q=I2Rt适用于一切电路,但在纯电阻电路中W=Q,在非纯电阻电路中W>Q,B 对,A、C、D错。 2.把6个相同的电灯接成如图甲、乙所示的两个电路,通过调节供电电压与变阻器R1、R2的阻值,使两组电灯均能正常发光,并且两电路消耗的总电功率也相同,则R1、R2大小满足() A.R2=9R1 B.R2=6R1 C.R2=3R1 D.R1=R2 答案:A 解析:设每个灯泡正常发光时的电流为I,则题图甲中总电流为3I,题图乙中总电流为I;要使两电路消耗的总电功率也相同,需使P R1=P R2,即(3I)2R1=I2R2,故R2=9R1,所以选项A正确。 3.下表为某电热水壶铭牌上的一部分内容,根据表中的信息,可计算出电热水壶在额定电压下以额定功率工作时的电流约为() A.6.8 A B.4.1 A C.1.2 A D.0.24 A 答案:B 解析:由铭牌读出电热水壶额定功率为P=900W,额定电压为U=220V。由P=UI得,电热水壶的 额定电流为I=P U =900 220 A=4.1A。 4.电阻R和电动机M串联接到电路中,如图所示,已知电阻R跟电动机线圈的电阻值相等,开关接通后,电动机正常工作。设电阻R和电动机M两端的电压分别为U1和U2,经过时间t,电流通过电阻R做功为W1,产生热量为Q1,电流通过电动机做功为W2,产生热量为Q2,则有()

高中物理真题：2020~2021学年高中物理电路中的能量转化同步练习(五)

高中物理真题：2020~2021学年高中物理电路中 的能量转化同步练习(五) 一、选择题(共15题) 1. 两个电池1和2的电动势F1>F2，它们分别向同一电阻R供电，电阻R消耗的电功率相同。比较供电时电池1和2内部消耗的电功率P1和P2电池的效率的大小，则有 （） A．P1>P2，B．P1>P2， C．P12，D．P12， 2.在研究微型电动机的性能时，应用如下图所示的实验电路。闭合电键，当调节滑动变阻器使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.50A和2.0V；重新调节滑动变阻器使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表示数分别为2.0A和24.0V。则这台电动机正常运转时的输出功率为 A.32W B.44W C.47W D.48W

3.关于电功和电热的关系，下列说法中正确的是 A．一段电路中，电流所做功可能小于电路中所产生的热量 B．一段电路中，电流所做功一定不等于电路所产生的热量 C．一段电路中，电流所做功一定大于电路中所产生的热量 D．一段电路中，电路中所产生的热量一定不大于电流所做功 4.汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗，如图所示，在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表读数为10A，电动机启动时电流表读数为58A，若电源电动势为12.5V，内阻为0.05，电流表内阻不计，则因电动机启动，车灯的电功率降低了 A．35.8WB．43.2W C．48.2WD．76.8W 5.如图所示电路，开关S闭合后，四个灯泡都正常发光，某时刻L4因灯丝烧断而突然熄灭，假设其他三灯丝都没烧断，则

A．L2变暗，L3更亮，L1不变 B．L1、L3更亮，L2变暗 C．L1更亮，L2、L3变暗 D．L1、L2、L3都更亮 6.三个额定功率为10W的相同阻值的电阻，按如图所示方式连接，则此电路允许消耗的最大功率是 A.10W B.30W C.20W D.15W 7.如图所示的电路中，当滑动变阻器的阻值减小一些时，设三盏灯都不会被烧坏，则灯的亮暗变化情况是 A．L1变亮，L2变暗，L3变亮B．L1变暗，L2变暗，L3变亮 C．L1变亮，L2变暗，L3变暗D．L1变暗，L2变亮，L3变亮 8.某理想变压器原线圈输入电功率为P，原、副线圈匝数比为k,其副线圈接一内阻为r的电动机，电动机正以速度v匀速向上提升质量为m的重物，已知重力加速度为g，则变压器原线圈两端的电压为 A. B.

高中物理人教版必修3《12.1 电路中的能量转化》练习题(1)

人教版必修3《12.1 电路中的能量转化》练习题(1) 一、单选题（本大题共5小题，共20.0分） 1.饮水机是一种常见的家用电器，其工作电路可简化为如图所示的电路，其中 S是一温度控制开关，当水温升高到一定温度时，它会自动切换，使饮水机 处于保温状态；R0是饮水机加热管的电阻，R是与加热管串联的电阻。下表 是从其说明书中摘录的一些技术数据(不考虑R0、R的电阻受温度变化的影 响，表中的功率均指加热管的功率)，当开关S闭合时，饮水机处于何工作状态和R0的阻值为()额定电压220V 频率50Hz 加热功率1100W 保温功率22W A. 加热，220Ω B. 加热，44Ω C. 保温，44Ω D. 保温，220Ω 2.如图所示，电源电动势大小为E，内阻大小为r，闭合开关S，当滑动变阻 器的滑片P向左的过程中() A. 电流表读数变小，电压表读数不变 B. 小电珠L变亮 C. 处于电容器C两板间某点的一个负点电荷所具有的电势能变小 D. 电源的总功率变大 3.在光控电路中，光敏电阻阻值随着光照强度的变化可实现对电路相关物理量的调节，如图所示， 为定值电阻，为半导体光敏电阻，C为电容器，当上光照强度减弱时 A. 电压表的读数减小 B. 电容器C的带电量增大 C. 电容器C两极板间的电场强度减小 D. 消耗的电功率增大

4.如图所示，电源电动势E=12V，内阻r=3Ω，甲图中R0=1Ω，乙图中直流电动机内阻R0′=1Ω， 当调节滑动变阻器R1时可使甲电路输出功率最大，同样，调节R2时可使乙电路输出功率最大，且此时电动机刚好正常工作(额定输出功率为P0=2W)，则R1和R2的值为() A. 2Ω，2Ω B. 2Ω，1.5Ω C. 1.5Ω，1.5Ω D. 1.5Ω，2Ω 5.如图所示，匝数为n，面积为S的线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴 以角速度ω匀速转动，线圈电阻为r，外电路电阻为R，在线圈由图示位置转过90° 的过程中，下列说法正确的是() A. 磁通量的变化量△φ=nBS B. 平均感应电动势E=2nBSω 2π C. 电阻R产生的焦耳热Q=(nBS)2Rπ 4(R+r)2 D. 电阻R产生的焦耳热Q=(nBS)2ωRπ 4(R+r)2 二、多选题（本大题共2小题，共8.0分） 6.有轨电车是一种无污染的环保交通工具．现有一质量为m=3×103kg有轨电车，其发电机是一 直流电机，其内阻r恒定．当电车以v=54km/ℎ的速度沿水平路段匀速行驶时，输入直流电机的电流I=200A，此时发电机的效率η=90%(效率η为发电机输出的机械功率与直流电机输入功率之比).当电车关闭发电机时，能沿某一倾斜角为11°的路段向下以相同的速率匀速行驶．假设电车在水平路段和斜面路段上的阻力大小相等．(sin11°=0.2、cos11°=0.98、g=10m/s)，则() A. 有轨电车受到的阻力大小为6×103N B. 直流电机的内阻为0.25Ω C. 直流电机的输入电压为500V D. 直流电机内阻上的发热功率10kw 7.雅安芦山大地震后，某公司向灾区捐赠一批柴油发电机．该柴油发电机说明书的部分内容如下 表所示．现在用一台该型号的柴油发电机给灾民临时安置区供电，发电机到安置区的距离是400m，输电线路中的火线和零线均为GBCZ60型单股铜导线，该型导线单位长度的电阻为

高一下学期物理导学案 电路中的能量转化 习题课(含答案)

电路中的能量转化习题课 例3现有额定电压均为110 V、额定功率P A＝100 W、P B＝40 W的灯泡两盏，若接在电压为220 V的电路上，使两盏灯泡均能正常发光，且消耗功率最小的电路是( ) 答案 C 串、并联电路的功率分配关系 (1)串联电路中各个电阻的电功率跟它的阻值成正比，即P1 R1＝ P2 R2＝…＝ P n R n＝I 2. (2)并联电路中各个电阻的电功率跟它的阻值成反比，即P1R1＝P2R2＝…＝P n R n ＝U2. (3)无论是串联电路还是并联电路，电路消耗的总功率均等于电路中各电阻消耗的功率之和． 额定功率和实际功率 (1)用电器正常工作时所消耗的功率叫作额定功率．当用电器两端电压达到额定 电压U 额时，电流达到额定电流I 额 ，电功率也达到额定功率P 额． 且P 额 ＝U 额 I 额． (2)用电器的实际功率是用电器在实际工作时消耗的电功率．为了使用电器不被烧毁，要求实际功率不能大于其额定功率． 练习3把6个相同的电灯接成如图甲、乙所示两电路，通过调节供电电压与变阻器R1、R2的阻值，使两组电灯均能正常发光，并且两电路消耗的总电功率也相同，则R1、R2大小满足( ) A．R2＝9R1B．R2＝6R1 C．R2＝3R1D．R1＝R2 答案 A 练习4.如图所示为两个电阻的U－I图像，则这两个电阻的阻值之比R1∶R2、把这两电阻串联后接入电路时消耗功率之比P1∶P2以及并联后接入电路时消耗功率之比P1′∶P2′分别是() A．2∶12∶11∶2 B．2∶11∶22∶1 C．1∶21∶22∶1 D．1∶22∶11∶2 答案 A

练习5．(多选)有两个灯泡L 1、L 2，额定电压均为6 V ，额定功率分别为6 W 、3 W ，将它们接在电路中，下列说法正确的是( ) A ．若将它们串联接在电路中，两灯泡的总功率最大为9 W B ．若将它们串联接在电路中，两灯泡的总功率最大为4.5 W C ．若将它们并联接在电路中，两灯泡的总功率最大为9 W D ．若将它们并联接在电路中，两灯泡的总功率最大为4.5 W 答案 BC 练习6．四盏灯泡接成图2所示的电路，a 、c 灯泡的规格为“220 V 40 W ”，b 、d 灯泡的规格为“220 V 100 W ”，各个灯泡的实际功率都没有超过它的额定功率．则下列选项正确的是( ) A ．P a ＝P c

P b >P d C ．P a

Q ，P 电>P 热 例4．如图3所示，电动机M 的线圈电阻为r ，接入电压恒为U 的电源时，电动机正常工作，此时电动机中通过的电流为I 、消耗的电功率为P 、线圈电阻的发

2021_2022学年新教材高中物理课后落实13电路中的能量转化含解析新人教版必修第三册

新教材高中物理必修第三册课后落实： 电路中的能量转化 (建议用时：40分钟) ◎题组一电功和电功率 1．家用电器即使没有使用，只要插头插在电源上处于待机状态就会消耗电能。根据下表提供的数据，估算这些电器待机1天耗电约为( ) 家用电器1台台式电脑1台平板电视 机 1台空 调 1台洗衣机 待机功率/瓦414 2 A．0.3度 B．0.6度 C．0.9度 D．1.2度 A[表格中所列4种家用电器总功率P＝11 W，则每天消耗的电能W＝Pt＝11 W×24 h≈0.3 kW·h，即0.3度，故A项正确。] 2．(多选)如图所示为某电学元器件的伏安特性曲线，图中虚线为曲线上P点的切线。当通过该元器件的电流为0.4 A时( ) A．该元器件的阻值为250 Ω B．该元器件的阻值为125 Ω C．该元器件消耗的电功率为20 W D．该元器件消耗的电功率无法求解 BC[由题图可知，当电流为0.4 A时，电压为50 V，则由欧姆定律可知，阻值为R＝ U I ＝ 50 0.4 Ω＝125 Ω，故B正确，A错误；由P＝UI可知，该元器件消耗的电功率为20 W， 故C正确，D错误。] 3．把六个相同的小灯泡接成如图甲、乙所示的电路，调节变阻器使灯泡正常发光，甲、乙两电路所消耗的总功率分别用P甲和P乙表示，则下列结论中正确的是( ) 甲乙 A．P甲＝P乙B．P甲＝3P乙

C ．P 乙＝3P 甲 D ．P 乙>3P 甲 B [设每个灯泡正常工作时的电流为I ，则甲图中电路的总电流为3I ，P 甲＝12 V×3I ，乙图中电路的总电流为I ，P 乙＝12 V×I ，故有P 甲＝3P 乙，B 正确。] ◎题组二 焦耳定律和热功率 4．在直流电路中，两个电阻的阻值之比R 1∶R 2＝2∶1，通过的电流之比I 1∶I 2＝2∶1，则在相等时间内两个电阻产生的热量之比Q 1∶Q 2为( ) A ．1∶1 B ．2∶1 C ．4∶1 D ．8∶1 D [已知两个电阻的阻值之比是2∶1，通过的电流之比是2∶1，则相等时间内产生的热量之比Q 1Q 2＝ I 21R 1t I 22R 2 t ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫212 ×21＝8 1 ，故D 正确。] 5．有一个电风扇，标有“200 V 50 W”，电动机线圈的电阻为0.4 Ω，把它接入220 V 的电路中，以下几种计算时间t 内产生热量的方法中正确的是( ) A ．Q ＝U 2t R B ．Q ＝Pt C ．Q ＝⎝ ⎛⎭ ⎪⎫P U 2 ·Rt D ．以上三种方法均正确 C [通过电风扇的电流为I ＝P U ，因为电风扇不是纯电阻电路，所以其焦耳热为Q ＝⎝ ⎛⎭ ⎪⎫ P U 2 ·Rt ，而不应该是Q ＝U 2t R 或Q ＝Pt ，C 正确。] 6．如图所示，用输出电压为1.4 V ，输出电流为100 mA 的充电器对内阻为2 Ω的镍 —氢电池充电。下列说法错误的是( ) A ．充电器输出的电功率为0.14 W B ．充电时，电池消耗的热功率为0.02 W C ．电能转化为化学能的功率为0.12 W D ．充电器每秒把0.14 J 的能量存储在电池内 D [充电器输出的电功率P 电＝UI ＝1.4×0.1 W＝0.14 W ，A 正确；充电时，电池消耗的热功率为P 热＝I 2 r ＝0.02 W ，B 正确；电能转化为化学能的功率为P 化＝P 电－P 热＝0.12 W ，C 正确；充电器每秒把0.12 J 的能量存储在电池内，D 错误。] ◎题组三 纯电阻电路和非纯电阻电路

人教版(新教材)高中物理必修3课时作业1：12.1 电路中的能量转化练习

第1节电路中的能量转化 基础过关 1.室内有几种用电器：1.5 kW的电饭煲、200 W的电冰箱、750 W的取暖器、250 W的电视机和2 kW的空调器。如果进线处有13 A的保险丝，供电电压为220 V，下列情况下不能同时使用的是() A.电饭煲和电冰箱 B.取暖器和空调器 C.电饭煲和空调器 D.电冰箱、电视机和空调器 『解析』电路中允许的最大功率为P m＝UI＝2 860 W。用电器的功率之和大于P m时，用电器就不可以同时使用，故C正确。 『答案』C 2.额定电压、额定功率均相同的电风扇、电烙铁和日光灯，各自在额定电压下正常工作了相同的时间。比较它们产生的热量，结果是() A.电风扇最多 B.电烙铁最多 C.日光灯最多 D.一样多 『解析』在三种用电器中，只有电烙铁是纯电阻用电器，将电能全部转化为内能，故选项B正确。 『答案』B 3.(多选)一台电动机线圈的电阻与一只电炉的电阻相同，都通过相同的电流，在相同时间内() A.电炉放热与电动机放热相等 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.电动机消耗的功率大于电炉的功率 『解析』电炉属于纯电阻，电动机属于非纯电阻，对于电炉有：U＝IR，放热Q

＝I2Rt，消耗功率P＝I2R，对于电动机有：U′>IR，放热Q′＝I2Rt，消耗功率P′＝U′I>I2R。 『答案』ABD 4.(多选)理发用的电吹风机中有电动机和电热丝，电动机带动风叶转动，电热丝给空气加热，得到热风将头发吹干，设电动机的线圈电阻为R1，它与电热丝的电阻R2串联，接到直流电源上，电吹风机两端电压为U，电流为I，消耗的电功率为P，则有() A.P＜UI B.P＝I2(R1＋R2) C.P＝UI D.P＞I2(R1＋R2) 『解析』电动机正常转动时，电动机消耗的功率P＝UI，且大于发热功率，选项C、D正确。 『答案』CD 5.三只电阻R1、R2和R3按如图所示连接，在电路的A、B端加上恒定电压后，电阻R1消耗的功率最大，则三只电阻的阻值大小关系为() A.R1>R2>R3 B.R2>R1>R3 C.R3>R2>R1 D.R1>R3>R2 『解析』电阻R1、R2并联，二者两端的电压相等，因为电阻R1消耗的功率最 大，由功率公式P＝U2 R ，可判断R2>R1，由串、并联电路的特点可知，通过电阻R1的电流小于通过电阻R3的电流，根据功率公式P＝I2R，可判断R1>R3，故选项B正确。 『答案』B 6.加在某电动机上的电压是U(V)，电动机消耗的电功率为P(W)，电动机线圈的电阻为r(Ω)，则电动机线圈上消耗的电热功率为() A.P B.U2 r