高中物理第4章探究闭合电路欧姆定律4_4电路中的能量转化与守恒学业分层测评沪科版选修3-1.pdf

精品教案可编辑电路中的能量转化与守恒(建议用时：45 分钟)学业达标 1(多选)在某段电路中，其两端电压为U，通过的电流为I，通电时间为t，若该电路电阻为R，则关于电功和电热的关系，下列结论正确的是()A在任何电路中，电功UItI2RtB在任何电路中，电功为UIt，电热为I2RtC在纯电阻电路中，UItI2RtD在非纯电阻电路中，UItI2Rt【解析】在纯电阻电路中，UItI2Rt，在非纯电阻电路中，UItI2Rt.故 A，D 错误，B，C 正确【答案】BC2(2016潍坊高二检测)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B 选项正确【答案】B3把两根电阻相同的电热丝先串联后并联分别接在同一电源上，若要产生相等的热量，则两种方法所需的时间之比t串t并为()A 11 B21C41 D14【解析】串联后电阻为R12r，产生的热量为Q1U2R1t串U22rt串；并联后电阻为精品教案可编辑R2r2，产生的热量为Q2U2R2t并U2r2t并，若要Q1Q2，所以有t串t并41.【答案】C4如图 4-4-6所示，已知电源内电阻r为 2，定值电阻R0为 3，滑动变阻器阻值范围为 0 10 .当滑动变阻器R使其阻值为R1时，在R1上获得最大功率，则R1的阻值应为()【导学号：37930051】图 4-4-6A 2 B 3 C 4 D 5【解析】将R0视为内阻，当外阻R1等于内阻(R0r)时，输出功率最大，即R1上的功率最大故D 正确【答案】D5.在图 4-4-7所示的电路中，电源电动势为12 V，电源内阻为1.0，电路中的电阻R0为 1.5，小型直流电动机 M 的内阻为0.5 .闭合开关S 后，电动机转动，电流表的示数为 2.0 A 以下判断中正确的是()图 4-4-7A电动机的输出功率为14 WB电动机两端的电压为7.0 VC电动机产生的热功率为4.0 WD电源输出的电功率为24 W精品教案可编辑【解析】电动机两端的电压为UEI(R0r)7 V，电动机产生的热功率为P热I2rM2 W，电动机的输出功率为P1UII2rM12 W，电源输出的电功率为P2EII2r20 W，故 B 正确【答案】B6.(多选)如图 4-4-8所示的电路中，电源的电动势E和内电阻r恒定不变，电灯 L 恰能正常发光，如果变阻器的滑片向b端滑动，则()图 4-4-8A电灯 L 更亮，电流表的示数减小B定值电阻R2消耗的功率减小C电灯 L 变暗，电源的总功率减小D电灯 L 变暗，电流表的示数增大【解析】滑片向b端滑动，R1变大，电路中总电阻变大，根据IER总r知I减小，电流表示数减小，根据EU外Ir知，U外变大，灯泡两端电压变大，故电灯L 更亮再根据P2I22R2，I减小，IL变大，故I2变小，R2功率变小，故C，D 错误，A，B 正确【答案】AB7如图 4-4-9所示是一实验电路图在滑动触头由a端滑向b端的过程中，下列表述正确的是()图 4-4-9A路端电压变小精品教案可编辑B电流表的示数变大C电源内阻消耗的功率变小D电路的总电阻变大【解析】滑片触头由a端滑向b端的过程中，总电阻变小，D 错误；干路电流变大，路端电压变小，A 正确；内阻消耗功率变大，C 错误；定值电阻R3上电压降低，电流表示数变小，B 错误【答案】A8(2013上海高考)如图 4-4-10，电路中三个电阻R1、R2和R3的阻值分别为R、2R和 4R.当电键 S1断开、S2闭合时，电源输出功率为P0；当 S1闭合、S2断开时，电源输出功率也为P0.则电源电动势为_；当 S1、S2都断开时，电源的总功率为_ 图 4-4-10【解析】S1断开，S2闭合时：P0(ERr)2R；S1闭合、S2断开时：P0(E4Rr)24R；联立得：r2R，E3P0R，当 S1、S2都断开时，PE27RrE29RP0.【答案】3P0RP0能力提升 9如图 4-4-11所示，有一内电阻为4.4 的电解槽和一盏标有“110 V60 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()精品教案可编辑图 4-4-11A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】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II灯60110A，则电解槽消耗的功率PP灯60 W，C 对，A 错；电解槽的发热功率P热I2R内1.3 W，B错；整个电路消耗的总功率P总 220 60110W120 W，D 错【答案】C10.(多选)如图 4-4-12所示，当电路中的滑动变阻器R2的滑动触头P向下滑动时()【导学号：37930052】图 4-4-12A电容器C两端的电压增大B电容器C两极板间的电场强度增大C电压表的读数减小DR1消耗的功率增大【解析】P下滑时R2接入电路的电阻增大，总电阻增大，总电流减小，R1消耗的功率减小，故D 错误内电压减小，外电压增大，电压表的读数增大，故C 错误电容器两精品教案可编辑端的电压增大，两极板间的电场强度增大，A，B 选项正确【答案】AB11 表中是一辆电动自行车说明书上的一些技术参数，根据表中提供的信息，探究以下问题：规格后轮驱动直流永磁毂电机车型26 电动自行车额定输出功率120 W整车质量30 kg额定电压40 V最大载重120 kg额定电流3.5 A(1)在额定电压下工作时，该电机的内阻是多少？其效率为多大？(2)假设行驶过程中所受阻力是车和人总重的0.02 倍，在最大载重量的情况下，人骑车行驶的最大速度为多大？(g取 10 m/s2，车行驶速度最大时为匀速运动状态)【解析】(1)由功率之间的关系知：UII2rP出，所以r 1.63 效率为P出UI12014085.7%.(2)当车以最大速度行驶时有P出0.02(Mm)gvm所以vmP出0.02Mmg4 m/s.【答案】(1)1.63 85.7%(2)4 m/s12.如图 4-4-13所示，电源内阻r 1，R1 2，R2 6，灯 L 上标有“3 V1.5 W”的字样，当滑动变阻器R3的滑片P移到最右端时，电流表示数为1 A，灯 L 恰能正常发光精品教案可编辑图 4-4-13(1)求电源的电动势；(2)求当P移到最左端时，电流表的示数；(3)当滑动变阻器的Pb段电阻为多大时，变阻器R3上消耗的功率最大？最大值为多大？【解析】(1)滑动变阻器的滑片P移到最右端时，电源的电动势EULIR1Ir3 V 1 2 V 1 1 V 6 V.(2)当P移到最左端时，由闭合电路欧姆定律，IER1r2 A.(3)设滑动变阻器的Pb段电阻为R3，R3与RL并联等效电阻R3LR3RLR3RL由闭合电路欧姆定律，得IER1rR3L，又U3IR3L所以P3U23R316R3R234R3416R3R3228R316R322R3 8当R3 2 时，变阻器R3上消耗的功率最大，且最大值为2 W.【答案】(1)6 V(2)2 A(3)2 2 W