5.1电路中的能量 同步练习（Word版含解析）.docx

粤教版（2019）必修三5.1电路中的能量一、单选题1 .扫地机器人是智能家用电器的一种，能凭借一定的人工智能，自动在房间内完成地 板清理工作。若机器人电动机线圈电阻为，当它正常工作时，电动机两端所加的电压 为u,通过的电流为I,下列说法正确的是（）B.经过时间3电动机消耗的电能W =C.经过时间t,电动机产生的热量。D.电动机输出的机械功率为U/-/2厂2.如图所示，某户家庭有电炉、微波炉、洗衣机、电风扇等家用电器。停电时，用欧 姆表测得4、3间电阻为&供电后所有电器均使用，测得力、8间电压为。，进线电 流为/,则该户用电的总功率为（）A. P=I2RB. P=UIU2c. P =R.U2D. P = I-R + R3.如图，便携式小风扇用可充电直流电源连接电动机驱动，电源电动势为£、内阻为尸，电动机内部电阻为以-电动机正常工作时，回路电流为/,则（）参考答案:1. D【解析】【详解】A.电动机是非纯电阻，欧姆定律不适应，故A错误；B.经过时间。电动机消耗的电能W =，故B错误；C.经过时间"电动机产生的热量。=/2%，故C错误；D.电动机输出的机械功率为P = UI-I2r故D正确。故选D。2. B【解析】【详解】B.加在用户两端的电压为。，电路中的电流为/,所以该户用电的总功率为P = UI故B正确；ACD.用户洗衣机、电风扇等家用电器为非纯电阻电器，其电功率不可以用P=I2R或P上R计算。更不能用计算。故ACD错误；故选B。3. A【解析】【详解】A.，秒内电源的总功答案第1页，共13页P=EItA正确;B.电动机为非纯电阻用电器，不适用欧姆定律，电动机的额定电压不等于/Rm，选项B错误；C.电动机消耗的电能转化为机械能和内能，C错误；D.通过电动机电流做功功率即为电功率大于热功率D错误。故选Ao4. C【解析】【详解】依题意，根据能量守恒定律可得Ex48% = UIt代入题中相关数据，可得每秒照射到这种电池上的太阳光的能量约是故选C。5. A【解析】【详解】A.定值电阻消耗的热功率选项A正确；BC.电动机两端的电压UM=E I(R + r) = 3Y电动机的输出功率为选项BC错误；D.电源的输出功率是答案第2页，共13页P源输=正一12r = 5W选项D错误。故选Ao6. B【解析】【详解】A. Ah是电流与时间的乘积的单位，是电荷量的单位，故A错误；B.电机的输入功率P=U/=12x2 W = 24 W可知电机的输出功率一定小于24 W,故B正确；C.电机是非纯电阻，只知道电机的额定电压与额定电流，不能由欧姆定律求出电机线圈 的电阻，故c错误；D.知道电机的额定电压，不知道电机线圈的电阻，所以若电机突发故障，被卡住无法转 动，不能求出通过电机的电流，故D错误。故选Bo7. B【解析】【详解】由P = Fv = 0.02mgv得P = 80W机器人内阻满足UI = P +r解得=5。故B正确，ACD错误。故选Bo8. D答案第3页，共13页【解析】【详解】A.接通电路前，为保证灯泡和电表安全，并联部分电压应从零开始变化，所以滑动变阻 器的滑片P应置于b端，故A错误；B.滑片P置于R的中点时，灯泡(含电表)支路和滑动变阻器下半部分电阻并联，并联 电阻小于滑动变阻器总阻值的一半，由串联分压特点可知，电压表的示数小于故B错 误；C.由B中分析知，滑片。置于火的中点时，电压表的示数小于白；滑片夕由火的中点向 b端滑动，并联部分电阻逐渐减小，分到的电压逐渐减小，所以电压表的示数一直小于 y,故C错误；U1D.滑片。由R的中点向。端滑动，并联部分电压逐渐增大，由尸二J知灯泡£的功率将R变大，故D正确。故选D。9. C【解析】【详解】由图可知加在牛前后两脚间的电压U = 400kV - 200kV = 200kV = 2xlO5V因此流过牛身体的电流,U 2xl()5I = =A = 400AR 500闪电过程中耗散在牛体内的能量Q=I2Rt = 4002 x500x40x10-6J = 3200J故选C。10. B【解析】【详解】A.电压表在交流电路中对应交流有效值，由于电源电压答案第4页，共13页 = 3UsinlOOR（V）可得有效值为220V, A错误；B.因保险丝融化电流指有效值，电暖宝的电流V = 2A油烟机的电流即保险丝的额定电流不能小于3A, B正确;C.电暖宝是纯电阻电路，其电功率等于发热功率440W,抽油烟机发热功率等于电功率减机械功率，即-P-?<220W所以电暖宝发热功率大于抽油烟机发热功率的2倍，C错误;D.工作Imin抽油烟机消耗的电能为W = Pz = 1.32x104JD错误。故选B。11. B【解析】【分析】【详解】A.发射时间转换设备电流为,A 20. 5. U 246而在接收等候时间内，其电流为故A错误；B.转换设备负载每天耗电量约为q = Lt,-Lt? =-xl5Ah + x9Ah=Ah«l 4.375Ah112 2 62424故B正确；答案第5页，共13页C.转换设备每天消耗电能为w =电 + p2t2 =20x15Wh + 5 X 9Wh = 345Wh = 0.345kWh故C错误；D.转换设备在等待过程中，工作电压等于24V,他是恒定不变的，故D错误；故选B。12. D【解析】【详解】A. mA.h是电荷量的单位，故A错误；B.参数“DC 5V”中“DC”指直流电的意思，故B错误；C.由图示信息可知，充电宝的最大输出电流为2A,根据/ =幺可知，以最大电流给手机 t充电，充电宝持续工作时间为q 5000mA h 。口t = - = 2.5hI 2A故C错误；D.该充电宝储存的电能为卬=/=5000x10-3x3600x5J = 9x104J由图示信息可知仅用作暖手时的功率为2W,根据可得持续时间W 9xlO4J in4 sct = = 4.5x10 s = 12.5hP 2W故D正确。故选Do13. B【解析】【详解】A.电压表的读数为U = EIr = lQN故A错误；B.电动机两端的电压为Um=E /( + K)= 7V答案第6页，共13页 故B正确；C.电源的输出功率为p = UZ = 20W故C错误；D.电动机的输出功率为外出=Um，-，2%=12W故D错误；故选B。14. B【解析】【详解】A.电阻的电功率为故A错误；BD.电阻两端的电压为5 =IR灯泡两端的电压为U2=U-U1 =U-IR故B正确，D错误；C.灯泡的电功率为故C错误。故选Bo15. A【解析】【详解】A.酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，H减小，电路总电阻减小，总电流/增大，则电流表示 数增大，故A正确；答案第7页，共13页B.根据闭合电路欧姆定律可得电压表的示数为U = E I(R0 + r)当/增大时，。减小，故B错误；C.电源的输出功率为（4 + R +） & + R +根据数学知识可知，当Ro+R>/时，。随火的减小而增大，故c错误;D.电源的总功率为P = EI当/增大时，P增大，故D错误。故选Ao16. 0.220【解析】【分析】【详解】川根据公式p=i2ry =0.2A, I所以串联起来，允许通过的最大电流为0.2A。2根据公式U = IRq = 1禺=2ov , u2 = i2r2 = 3ov所以并联起来，允许的最大电压为20V。17. 48.032.0【解析】【分析】答案第8页，共13页【详解】题图所示的电路中，当电动机停止转动时，由图甲、乙的示数可测得电动机内电阻的 值为当电动机正常运转时，由图丙、丁的示数可计算出电动机消耗的电功率P=t/2/2=24.0x2.00W=48.0W这时它的输出功率为P 组=尸-I r=48.0W-2.002x4.00W = 32.0W18. 9915【解析】【分析】【详解】1由图可知，当电压为220V时，L2的电流为0.45A,故的额定功率P = UI2 = 220V x 0.45A = 99W2两电阻串联时，流过两电阻的电流相等，而总电压应为220V,由U-/图象可知，串联时电流应为0.25A,止匕时L2的电压为60V,故此时L2的功率P = (/272' = 60x0.25W = 15W19. -4.5T【解析】【详解】(1)口根据电流强度定义t由于每隔时间八 就有一个电子通过某个截面，因此等效电流强度/ = -T(2)2一节干电池的电动势为1.5V,根据能量守恒，化学能转化成电能，最终通过电源对小灯泡做功，由于10s时间内，电源对小灯泡做功Q = 1.5 X 0.3 X10J = 4.5J答案第9页，共13页因此有4.5J焦耳化学能转化为电能20. (1) 12V, 6Q； (2) 6W； (3) 3xl0-5C【解析】【详解】(I)电源U-/图像的纵截距表示区 斜率的绝对值表示匕即E = 12Vr = Q = 6。2(2)当H=0时，电路中电流最大，定值电阻凡的功率最大，即(3)当H=12Q时，电容器两端电压为R从12Q减小到0的过程中通过Ri的电荷量为Q =- J = 3 x 1(T5c21. (1) 2.4'10飞；(2) 66.7%【解析】【详解】(1)当开关s闭合时，电动机恰好正常工作，两端的电压等于额定电压，电容器与电动机 并联，两端的电压等于312V其带电量Q = UmC计算可得Q = 2.4x10-9 C(2)由闭合电路欧姆定律，流过电阻飞的电流答案第10页，共13页A. /秒内电源的总功为B.电动机的额定电压为C.电动机将机械能转化为电能D.通过电动机电流做功功率大小为时4. 2020年9月1日消息，沙特阿拉伯研究人员设计了一种新的球形太阳能电池，能 更好地收集直射和散射的阳光。若球形电池在正常照射下可将光能转换为电能的效率高达48%,用这种太阳能电池产生6V的电动势，可获得L2A的电流，则每秒照射到这种电池上的太阳光的能量约是（）A. 5JB. 10JC. 15JD. 20J5.如图所示，电源电动势E=6V,内阻尸1Q,定值电阻R=2Q与电动机M串联接在 电源上开关闭合后，理想电流表示数为1A,电动机刚好正常工作，电动机的线圈电阻R尸0.5。下列说法中正确的是（）A.定值电阻消耗的热功率2WB.电动机的输出功率为4.5WC.电动机两端的电压为0.5VD.电源的输出功率是6W6. 一款儿童电动汽车的部分参数如图所示，则下列说法正确的是（）适用年龄6个月3岁家长遥控34岁可自驾核定载重25kg电源规格12V 4.5A,h充电器 12V 1 000mA电 机 RS390-12V 2AI ；e-Um1&+r计算可得L =3A由欧姆定律，流过电阻(的电流由串并联电路电流的关系，流过电动机的电流-右=2 A电动机消耗的电功率为八 Um，m=24W电动机发热的功率为 = -8W电动机正常工作时的效率77=X1OO%P可得77 X 66.7%22. (1) 1Q； (2) 4W； (3) 16W【解析】【详解】(1)当电动机停止转动时，由题得电动机的电阻(2)正常运转时，电动机的热功率尸尸尸22xlW=4W(3)消耗的电功率P 人=。2/2=10'2 W=20W正常运转时输出功率P2=P 入-P=20W-4W=16W23. (1) 22W； (2) 73.3%； (3) 2kg答案第11页，共13页【解析】【详解】(1)电机不转时，由欧姆定律得电动机的内电阻正常工作时，电动机总功率为= u2l2 = 15.0x 2.0W = 30W电动机热功率为马二/) = 22x2W = 8W电动机输出功率为偏=4 4=3OW-8W = 22W(2)电动机的效率为p22二x 100% = xlOO% = 73.3%P忠30(3)根据机械功率知箍=网根据牛顿第二定律知F = mg + ma联立解得m = 2kg24. (1) 2.5A； (2) 22.5W； (3) 4W【解析】【详解】(1)由电路图可知，灯泡与电动机并联，电压关系有U=E-Ir又灯泡正常发光，即有U=9N代入数据，可得流过电源的干路电流为1=2.5 答案第12页，共13页(2)电源的输出功率P = IE-I2r = (2.5xlO-2.52 x0.4)W=22.5W(3)因为灯泡正常发光，可得由并联电路电流关系可得，流过电动机的电流为由功率关系可得，电动机的输出功率为P /L7/7?；w=9x0JW-0.52x2WMW答案第13页，共13页A.电源规格中的4.5 A.h, A,h是能量的单位B.电机的输出功率小于24WC.电机线圈的电阻为6QD.行驶过程中电机突发故障，被卡住无法转动，此时通过电机的电流为2A7.11月4日，大连市突发新冠疫情，全市人民众志成城，同心战“疫二辽宁省各市、 县派出近千人的医护人员驰援大连，大连及全省的战"疫'精神传遍全国。在疫情期 间，智能机器人被广泛应用各个领域。下表数据是某配送机器人工作的参数。参数额定电压额定电流机器人净重最大承载量数据50V2A100kg100kg配送机器人满载时，匀速行驶的速度为7.2km/h,此时配送机器人以额定功率工作，所受阻力为总重量的0.02倍，g=lOm*,则配送机器人的内阻为（）A. 2.5QB. 5QC. 10QD. 15。8 .用如图所示的电路来描绘小灯泡上的伏安特性曲线，变阻器火接于恒压电源（带开关），电源的输出电压为接通电路（）A.接通电路前，滑动变阻器的滑片。应置于。端9 .滑片P置于R的中点时，电压表的示数为?C.滑片。由E的中点向8端滑动，电压表的示数可能为营D.滑片P由火的中点向。端滑动，灯泡L的功率将变大10 如图所示，雷雨时一头牛躲在树下，闪电击中了树，一个持续40g的电流脉冲流 过地面，这段时间地面形成的等势面如图。如果前后两脚间的身体电阻为500。，则闪电过程中耗散在体内的能量约为（）200kVA. 1000JB. 2000JC. 3200JD. 4000J10.如图所示电路中，电源电压=311sinl00就（V）, 4、8间接有“220V, 440W”的电暖宝、“220V, 220W”的抽油烟机、交流电压表及保险丝.下列说法正确的是（ ）A I -抽油烟机1Y电暖宝“保险丝U（N）AA.交流电压表的示数为311VB.电路要正常工作，保险丝的额定电流不能小于3AC.电暖宝发热功率是抽油烟机发热功率的2倍D. Imin抽油烟机消耗的电能为l.32xl（）3j11.某无人值守彩色电视中转站采用太阳能电源工作，转换设备电压为24V,每天发射时间为15h,功耗20W,其余9小时为接收等候时间，功耗为5W,则（）A.转换设备电流恒为3A oB.转换设备负载每天耗电量约为14.37AhC.转换设备每天消耗电能为345度D.转换设备在等待过程中，工作电压小于24V12.如图所示的“52口暖手充电宝”集暖手与移动充电两大功能于一体而受热捧，下表中 列出了这种产品的几个主要参数：产品名称52口暖手充电宝重量285g尺寸74x68.5x33.8(mm)电池容量5000 mA-h输入DC5V/2.5A （最大）输出DC5V/2A （最大）发热温度52口发热功率2.0W根据上述信息，下列说法正确的是（）A. 5000mAh的mAh是能量单位B.参数“DC5V”中“DC”指交流电C.以最大电流给手机充电，充电宝最多能连续工作2个小时D.该产品仅用作暖手，理论上可持续工作12.5小时13 .在如图所示电路中，电源电动势为12V,内电阻为LOQ,电阻用为L5Q,小型直流电动机M的内阻为0.5C。电流表和电压表均为理想电表。闭合开关S后，电动机转动，电流表的示数为2.0A。则以下判断中正确的是（）A.电压表的读数为12VC.电源的输出功率为24WB.电动机两端的电压为7.0VD.电动机的输出功率为14W14 .如图所示，一个电阻R和一个灯泡L串联接在电压恒为。的电源上，电路中的电流为/。电阻两端的电压为伪，电功率为P/;灯泡两端的电压为。2,电功率为。2,则 下列关系式正确的是（）R L ooU>c. p2=u2rA. Pi=UIB. U2=U-IRD. Ui=U-IR15 .为了打击酒驾醉驾行为，保障交通安全，交警常用酒精浓度检测仪对驾驶员进行酒精测试，如图甲是某型号酒精测试仪，其工作原理如图乙所示，火为气敏电阻，其 阻值随酒精气体浓度的增大而减小，电源的电动势为E、内阻为匕电路中的电表均为 理想电表，Ro为定值电阻，且&=。酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，与未饮酒的驾驶 员相比（）甲乙A.电流表的示数较大B.电压表的示数较大C.电源的输出功率较小D.电源的总功率较小二、填空题16 .有两个电阻，凡标有“100。4W”字样，标有“90Q 10W”字样，若把它们串联起来使用允许通过的最大电流为 A；若把它们并联起来使用，则允许的最大 电压为 V O17 .如图所示为研究一台微型电动机性能的电路，调整可变电阻火的阻值，直到电动 机停止转动，这时两个电表的示数如图甲、乙所示，重新调整H的阻值使电动机正常 运转，这时两个电表的示数如图丙、丁所示。则由两个电表的示数可知，电动机正常 运转时消耗的电功率为 W,这时它的输出功率为 Wo18 .两个额定电压为220V的白炽灯L和L2的U-/特性曲线如图所示。L2的额定功率约为 W；现将L和L2串联后接在220V的电源上，电源内阻忽略不计，此时L2的实际功率约为 WoL7VI19 . (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7,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。三、解答题20 .甲图所示电路中，电源的路端电压随电流的变化图像如图乙。闭合开关，调节滑 动变阻器R的阻值改变电路中的电流，已知火的最大值为12Q,定值电阻火。为6Q, 电容器的电容。为1.0xl0-5Fo(1)根据图乙求出电源的电动势E和内阻一；(2)求定值电阻Ro的最大功率P%(3)求火从12Q减小到0的过程中通过火/的电荷量21 .图中所示的电路中，电源电动势为E = 45V,内阻为r= 3。，电阻飞、此的阻值分别为8Q、120,平行板电容器的电容C = 2xl(T、F。开关闭合后，电动机恰好正常工作。已知电动机的额定电压=12V,线圈的电阻R,“=2Q,求:(1)开关闭合后，电容器的带电量；(2)电动机正常工作时的效率是多少?22 .某学习小组在研究微型小电风扇M的性能时，采用了如图所示的实验电路。先调 节滑动变阻器凡 测得小电风扇在未转动的情况下电流表和电压表的示数分别为L0 A 和L0V；继续调节滑动变阻器上 测得小电风扇正常运转时，电流表和电压表的示数 分别为2.0A和10V。请分析计算：（1）小电风扇的内阻尸；（2）小电风扇正常运转时，该电风扇线圈的发热功率P/；（3）小电风扇正常运转时，该电风扇的输出功率23 .日常应用电动机提升物体来研究微型电动机的性能。如图所示是采用的原理电路，初始时使电动机停止转动时，此时电压表和电流表的示数分别为a =L（）V和A=0.5Ao重新调整后，滑动变阻器R也能按照工作要求进行调节，使电动机恢复正常运转，电动机的输出功率全部转化为机械功率。此时电动机能拉着原来静止重物以加速度a = lm/s2匀加速上升，当重物的速度u = lm/s时，此时电压表和电流表的示数分别为。2 =15.0V 和八二2.0A , g 取 10m/s2求:（1）电动机的输出电功率P;（2）电动机的效率分（3）重物的质量2。24 .如图所示，电源电动势有E = 10V,内阻 = 0.4Q, “9V、18W”的灯泡L与直流电动机M并联在电源两极间，灯泡恰能正常发光，已知电动机线圈的电阻为Rm =2。求：（1）流过电源的干路电流/多大？（2）电源的输出功率为多少？（3）电动机的输出功率P为多少?与 0L T r'