高中物理课时分层作业11焦耳定律电路中的能量转化(含解析)教科版选修31

1、高中物理课时分层作业11焦耳定律电路中的能量转化（含解析）教科版选修31课时分层作业（十一）焦耳定律 电路中的能量转化基础达标练（时间：15分钟 分值：50分）一、选择题（本题共6小题，每小题6分，共36分）1.功率为10 W的发光二极管（LED灯）的亮度与功率为60 W的白炽灯相当.根据国家节 能战略，2016年前普通白炽灯应被淘汰.假设每户家庭有2只60 W的白炽灯，均用10 W的 LED灯替代，估算出全国一年在省的电能最接近（按每户一天亮灯5小时，全国共有4亿户家 庭计算）（）A. 8X10s kW-hB. 8X1O10 kWhC. 8X10” kW-hD. 8X1013 kWhB 按每

2、户一天亮灯5小时计算，每户一年节省的电能为（2X 60-2X10）X10 5X5X365 kW - h=182. 5 kW. h,全国共有4亿户家庭,则全国一年节省的电能为182.5X4X10kW-h= 7.3X10lokW-h,最接近于B选项，故选项B正确，选项R、C、D错误.如图所示为某两个电阻的匚？图像，则兄：兄的值和把两电阻串联后接入电路时消耗 功率之比H： 2及并联后接入电路时消耗功率之比/V ：2分别是（） TOC o 1-5 h z 2：12 ： 11：22：11 ： 22：11：21 ： 22：11：22 ： 11：2A 由小2图像可知，见：足=2 ： L把几、兄串联接入电路，

3、由P=fR知P：区=兄：兄 =2 : 1.并联时 A ： Pz =是：兄=1 ： 2.把六个相同的小灯泡接成如图甲、乙所示的电路，调行变阻器使灯泡正常发光，甲、 乙两电路所消耗的功率分别用尸中和尸乙表示，则下列结论中正确的是（）12V乙12 V甲A.尸甲=尸乙B.产甲=3尸乙C.尸乙=3尸中D.尸乙3尸中B 设每个灯泡正常工作时的电流为1,则甲图中电路的总电流为32,尸“，= 12VX3I, 乙图中电路的总电流为，产乙=12 VXZ,故有尸甲=3产乙，B正确.（多选）在如图所示的电路中，电源电动势为12 V,电源内阻为1.0 Q,电路中的电 阻尼为1.5 Q,小型直流电动机颈的内阻为0.5 C

4、.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（）电动机A.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2. 0 WD.电源输出的电功率为24 WBC 电动机的总功率为产电= 07=14 W, A错误；电路中电流表的示数为2.0 A,所以电 动机的电压为：=万一。内一，花=斤-1（兄+r）=7 V, B正确；电动机的发热功率为尸耳=7A =2=X0. 5 W=2 W, C正确；电源的输出功率为尸划尸一r=12X2 W2Xl W=20W, D错 误.如图所示，直线4为某电源的小？图线，曲线6为某小灯泡的图线，用该电源和 小灯泡组成

5、闭合电路时，电源的输出功率和电源的总功率分别是（）C. 2 W, 3 WD. 4 W, 6 WD 用该电源和小灯泡组成闭合电路时，电源的输出功率是0=2X2 W=4W,电源的总 功率是7=3X2 W=6 W.选项D正确. A 6为“220 V, 100 W”的两盏相同的灯泡,C、D为“220 V, 40 W”的相同灯泡, 现将四部灯泡接成如图所示电路，并将两端接入电路，各灯实际功率分别为Pa、自、Pc、Pd, 则实际功率的大小顺序正确的是（）A. PaPsPcPB. PA PAPA PcC. PPPPdD. PPAPPcB 根据斤=/得：-=凡=00 Q =484 Q Rc Ro )q = 1

6、 210。：由电路图可知,B、。并联，所以电压相等，根据尸可知：PPc，A.，串联，电流相等，根据尸，斤可知, KPAPa A.。的电流大于5、。的电流，根据尸=?可知：月为，PA P,、所以自 月 丹 R.故B项正确.二、非选择题(14分).如图所示，用一直流电动机提升重物，重物的质量为s=10 kg,电源供电电压恒为 220 V,电路中的保护电阻为Q10 Q,电动机的电阻为r=l。，不计各处摩擦，电动机正 常工作时电压表的示数为170 V,求：(取10m/s)(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)斤两端的电压缶=220 V-170 V=50

7、 V通过电动机电流/=/=?= 5 A.(2)对电动机：产电=07=170X5 W=850 W尸内= Fr=5X5Xl W=25 W产机=尸电一尸内=825 W又因为电动机匀速提升重物，所以尸也=&=磔即y=8. 25m/s.答案(1)5 A (2)8. 25 m/s能力提升练(时间：25分钟 分值：50分)一、选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分)1. 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0.50A,则下列说法中正确的是 ()A.电饭煲的电阻为44 C

8、,洗衣机电动机线圈的电阻为440 QB.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6.6X10, J,洗衣机电动机消耗的电能为6.6X10, JD.电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍C 由于电饭煲是纯电阻元件，所以U几=r=44 c, R = I=1 100 W其在1 min内消耗的电能后=匕工=6.6X10, J洗衣机为非纯电阻元件，所以U是2 =以=110 W lz其在1 min内消耗的电能限=071=6.6X10, J其热功率9出X2,所以电饭煲发热功率不是洗衣机电动机发热功率的10倍，C正确.（多选）在如

9、图甲所示的电路中，L、A、乙为三个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示.当开关S闭合后，电路中的总电流为0.25 A,则此时（）L的电压为L电压的2倍L,消耗的电功率为0.75 WL的电阻为12 QL、L消耗的电功率的比值大于4 ： 1BD 由题意知，开关闭合后，L：的电流是L二的两倍，根据伏安特性曲线知，L：的电压不 等于L二的两倍，所以A错误；由伏安特性曲线知，当电流为0.25 A时，电压为3.0 V,故L 消耗的电功率A = C5=0.75 H,所以B正确：由题意知，L：的电流为0.125 A,根据伏安特 r; o 3性曲线知电压约为0.3 V,再根据 4亍=丁荷z Q

10、=2. 4 Q,知C错误：L消耗的电功率为 1 U. 1ZO=0.3X0. 125 W=0. 037 5 W,故 A ： 2=20 ： 14 ： 1, D 正确.额定电压为4.0 V的直流电动机的线圈电阻为1.0 Q,正常工作时，电动机线圈每秒 产生的热量为4. 0 J,下列计算结果正确的是（）A.电动机正常工作时的电流强度为4.0 AB.电动机正常工作时的输出功率为8.0 WC.电动机每分钟将电能转化成机械能为240.0 JD.电动机正常工作时的输入功率为4.0 WC 电动机正常工作时的电流强度为2=/9A=2 A,选项A错误：电动机 正常工作时的输出功率为人=1/尸内=2X4 W4 H=4

11、 H,选项B错误：电动机每分钟将电 能转化成机械能为万机=产出=4X60 J=240 J,选项C正确：电动机正常工作时的输入功率 为片以=2X4 W=8 W,选项D错误.4.如图所示，直线0为某一直流电源上总功率随电流/的变化图线，曲线次表示同一直流电源内部热功率随电流了变化的图线.若从 6的横坐标为1A,那么四段表示的功率 为（）A. 1 WB. 6 WC. 2 WD. 2. 5 WC 在。点，电源的总功率等于电源内耗功率，所以电源电动势的大小为=3 V,短路电流的大小为1=3 A,所以电源的内阻为r=l Q,图像上相段所代表的功率为&=尸曲 -/r=lX3 W-fXl W=2 W,故选 C

12、.二、非选择题（本题共2小题，共26分）5. （12分）电热毯、电饭锅等是人们常用的电热式家用电器，它们一般具有加热和保温功 能，其工作原理大致相同，如图所示为某种电热式用电器的简化电路图，主要元件有电阻丝 兄、足和自动开关S,问：当开关S闭合和断开时，用电器分别处于什么状态？（2）用电器由照明电路供电，6=220 V,设加热时用电器的功率为400 W,保温时用电器 的功率为40 W,则兄和足分别为多大？解析 由于是纯电阻电路，当S闭合时，足短路，用电器消耗的电功率尸：=4：当S断开时，用电器消耗的电功率故S闭合时为加热状态，S断开时为保温状态. nir It：? 220（2） S闭合时，由只=方得Rt Q = 121 Q ；quu/?a8220:S断开时，由得是=三一=（珠-121） Q=1 089 Q.分十九rzqu答案(l)S闭合时为加热状态，S断开时为保温状态(2) 121 Q 1 089 Q6. (14分)如图所示的电路中， = 3 Q,足=6 Q, 7&=1.5 C, C=20 uE当开关S断开时，电源所释放的总功率为2 W：当开关S闭合时，电源所释放的总功率为4 W,求:(1)电源的电动势和内电阻：闭合S时，电源的输出功率：(3)S断开和闭合时，电容器所带的电荷量各是多少?解析(1)S断开时外电路是、几串联：=2(凡+ &)+!S闭合时：外电路工、