2021_2021学年新教材高中物理第十二章电能能量守恒定律1电路中的能量转化课堂达标含解析新人教版必修.doc
电路中的能量转化1.如图所示为甲、乙两灯泡的I-U图像,根据图像,计算甲、乙两灯泡并联在电压为220 V的电路中,实际发光的功率约为()A.15 W、30 WB.30 W、40 WC.40 W、60 WD.60 W、100 W【解析】选C。由图像的横坐标U=220 V可找出对应的纵坐标I的值分别为I甲=0.18 A,I乙=0.28 A,则P甲=I甲U40 W,P乙=I乙U60 W,C正确。2.一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为220 V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5.0 A,通过洗衣机电动机的电流是0.50 A,则下列说法中正确的是()A.电饭煲的电阻为44 ,洗衣机电动机线圈的电阻为440 B.电饭煲消耗的电功率为1 555 W,洗衣机电动机消耗的电功率为155.5 WC.1 min内电饭煲消耗的电能为6.6×104 J,洗衣机电动机消耗的电能为6.6×103 JD.电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍【解析】选C。由于电饭煲是纯电阻用电器,所以R1=44 ,P1=UI1=1 100 W,其在1 min内消耗的电能W1=UI1t=6.6×104 J,洗衣机为非纯电阻用电器,所以R2,P2=UI2=110 W,其在1 min内消耗的电能W2=UI2t=6.6×103 J,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。【补偿训练】把六个相同的小灯泡接成如图甲、乙所示的电路,调节电阻箱使灯泡正常发光,甲、乙两电路所消耗的功率分别用P甲和P乙表示,则下列结论中正确的是()A.P甲=P乙B.P甲=3P乙C.P乙=3P甲D.P乙>3P甲【解析】选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。3.如图所示,有一内电阻为4.4 的电解槽和一个标有“110 V 60 W”的灯泡串联后接在电压为220 V的直流电路两端,灯泡正常发光,则()A.电解槽消耗的电功率为120 WB.电解槽的发热功率为60 WC.电解槽消耗的电功率为60 WD.电路消耗的总功率为60 W【解析】选C。灯泡能正常发光,说明电解槽和灯泡均分得110 V电压,且干路电流I=I灯= A,则电解槽消耗的功率P=P灯=60 W,C对,A错;电解槽的发热功率P热=I2R=1.3 W,B错;整个电路消耗的功率P总=220 V× A=120 W,D错误。4.如图所示,用一直流电动机提升重物,重物的质量为m=10 kg,电源供电电压恒为220 V,电路中的保护电阻R=10 ,电动机的电阻r=1 ,不计各处摩擦,电动机正常工作时电压表的示数为170 V,求:(g取10 m/s2)(1)电动机正常工作后通过电动机的电流是多少?(2)重物匀速上升的速度是多少?【解析】(1)R两端的电压UR=220 V-170 V=50 V通过电动机电流I=IR=5 A。(2)对电动机:P电=UI=170×5 W=850 WP内=I2r=5×5×1 W=25 WP机=P电-P内=825 W又因为电动机匀速提升重物,所以P机=Fv=mgv,即v=8.25 m/s。答案:(1)5 A(2)8.25 m/s【补偿训练】养生壶采用高科技温控和过热保护系统,无需看管,全自动保温。如图甲所示是小梦家的养生壶,它有高挡、低挡、保温三个功能,如表乙是其部分参数,图丙是它的高挡和低挡的工作电路图,其中R1、R2为定值电阻,R1=33 。额定电压/V220高挡功率/W550容量/L3防干烧功能有乙(1)求该养生壶低挡时的电功率是多少?(2)小梦某次煲汤时,先用高挡加热总质量为2 kg的水和大米混合物,使温度从20 上升到100 ,然后换低挡加热,最后保温,图丁是工作信息图。求该养生壶用高挡加热的效率是多少?水和大米混合物的比热容c=4.2×103 J/(kg·)【解析】(1)当开关S、S1闭合时,R1被短路,R2单独工作,处于高挡工作状态,由题知此时的功率为P高=550 W由公式P=UI和I=得P=R2的电阻为:R2=88 当开关S闭合,S1断开时,R1和 R2串联,处于低挡工作状态,此时电路的总电阻为:R=R1+R2=33 +88 =121 该养生壶低挡时的电功率是:P低=400 W(2)水和大米的混合物吸收的热量为:Q吸=cmt=4.2×103 J/(kg·)×2 kg×(100 -20)=6.72×105 J,该养生壶用高挡加热消耗的电能为:由P=得:W=P高t=550 W×25×60 s=8.25×105 J该养生壶用高挡加热的效率:=×100%=×100%=81.5%答案:(1)400 W(2)81.5%- 4 -
