《1电路中的能量转化》提升练习【含答案解析】

《1电路中的能量转化》提升练习参考答案与试题解析一．选择题1.额定电压为2.5V的小灯泡正常发光时通过的电流为100mA，则小灯泡正常工作3分钟（）A．正常工作时，灯丝电阻为0.25欧姆 B．小灯泡消耗的能量为45J C．通过小灯泡的电荷量为300C D．通过小灯泡的电荷量为0.3C解析：A、正常工作时，灯丝电阻为，故A错误；B、小灯泡消耗的能量为E＝UIt＝2.5×0.1×3×60J＝45J，故B正确；CD、通过小灯泡的电荷量为q＝It＝0.1×3×60C＝18C，故CD错误。答案：B2.一额定电压U额＝150V的电动机接在电压U1＝5V的直流电源上时未转动，测得此时流过电动机的电流I1＝0.5A．现将该电动机接入如图所示的电路，用以提升质量m＝50kg的重物，当电源供电电压恒为U2＝200V时，电动机正常工作，保护电阻R＝10Ω，不计一切摩擦，g＝10m/s2．电动机正常工作时，下列说法正确的是（）A．电动机线圈的直流电阻r＝30Ω B．电动机的铭牌应标有“150V，10A”字样 C．重物匀速上升的速度大小v＝2m/s D．若重物被匀速提升h＝60m的高度，整个电路消耗的电能为E总＝6×104J解析：A、电动机不转动时，电动机为纯电阻，根据欧姆定律可知，r＝＝10Ω，故A错误。B、根据串联电路规律可知，电动机的额定电流＝5A，则电动机的铭牌为150V，5A，故B错误。C、根据能量守恒可知，电动机的输出功率等于克服重力的功率，，解得重物匀速上升速度大小为v＝1m/s，故C错误。D、重物上升h＝60m，时间t＝＝60s，则消耗的电能E总＝U2I额t＝6×104J，故D正确。答案：D3.如图所示，R1＝6Ω，R2＝3Ω，R3＝4Ω，左右两端接入电路后，关于这三只电阻的判断正确的是（）A．电流之比是I1：I2：I3＝4：3：6 B．电压之比是U1：U2：U3＝1：1：2 C．功率之比是P1：P2：P3＝4：3：6 D．相同时间内产生热量之比Q1：Q2：Q3＝6：3：4解析：B、电阻R1与R2并联后与R3串联；并联电阻为：R12＝＝2Ω，并联电路电压相等，串联电路电压比等于电阻比，故有：U并：U3＝R12：R3＝2：4＝1：2，故：U1：U2：U3＝1：1：2，故B正确。A、串联电路电流相等，并联电路电流比等于电阻的反比，故：＝，I3＝I1+I2，故I1：I2：I3＝1：2：3，故A错误。C、根据电功率公式P＝UI，有：P1：P2：P3＝U1I1：U2I2：U3I3＝1：2：6，故C错误。D、相同时间内产生热量之比等于功率之比Q1：Q2：Q3＝1：2：6，故D错误。答案：B4.如图所示是利用电动机提升重物的示意图，其中D是直流电动机。P是一个质量m＝40kg的重物，它用细绳拴在电动机的轴上。闭合开关S，重物P以加速度a＝1m/s2匀加速上升，当重物P上升的速度v＝1m/s时，理想电流表、电压表的示数分别是I＝5A和U＝110V，重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是（）A．电动机线圈电阻为22Ω，输出功率为400W B．电动机线圈电阻为22Ω，输出功率为440W C．电动机线圈电阻为6.0Ω，输出功率为400W D．电动机线圈电阻为4.4Ω，输出功率为440W解析：细线拉力为F，由牛顿第二定律可得：F﹣mg＝ma，解得F＝440N．当重物速度为v＝1m/s时电动机对重物做功的功率为P＝Fv＝440W．即电动机的输出功率为440W，电动机的消耗的电功率为P总＝UI＝550W，所以电动机的热功率Pr＝P总﹣P＝110W．根据解得：，故D正确，ABC错误。答案：D5.如图所示电路中直流电动机的内阻r＝0.4Ω，R＝12Ω，U＝150V，电压表的读数为90V，则下列说法正确的是（）A．通过电阻的电流为12.1A B．通过电动机的电流为2.25A C．电动机的发热功率为10W D．输入到电动机的电功率为440W解析：AB、通过电动机的电流与提供电阻的电流是相等的，为：I＝，故A错误，B错误；C、电动机工作发热的功率：P热＝I2RM＝25×0.4W＝10W，故C正确；D、输入电动机的功率：P＝UVI＝90×5W＝450W．故D错误。答案：C二．多选题6.如图所示是一直流电动机提升重物的装置；已知重物质量为m＝50kg，电源输出电压U＝110V保持不变，电动机线圈电阻R＝4Ω，不计各处摩擦，当电动机以某一速度匀速向上提升重物时，电路中的电流I＝5A（g＝10m/s2）则（）A．电源的输出功率为100W B．电动机线圈电阻R的发热功率550W C．提升中重物的功率为450W D．电动机的效率为81.8%解析：A、电源的输出功率为：P＝UI＝110×5＝550W，故A错误；B、电动机线圈电阻R的发热功率为：PQ＝I2R＝52×4＝100W，故B错误；C、根据能量守恒定律可知，提升重物的功率为：PG＝P﹣PQ＝550﹣110＝450W，故C正确；D、电动机的效率为：η＝×100%＝×100%＝81.8%，故D正确。答案：CD7.某同学将一直流电源内部的发热功率Pr及电源的输出功率PR随电流I变化的图线画在了同一坐标系中，如图中的a、b曲线所示，两条图线分别交汇于（0，0）和（1A，2W）两点。由图象可知（）A．反映电源输出功率PR随电流I变化的图线是b B．电源的内阻r为4Ω C．当通过电源的电流为0.25A时，外电路的电阻为14Ω D．若外电阻为1Ω时，电源的输出功率为P，则外电阻为2Ω时，电源的输出功率也为P解析：A、电源的发热功率公式为，所以功率与电流是二次函数关系，则图线a是发热功率，图线b就是输出功率了，故A正确；B、由图象a可知，当电流I＝2A时，电源的发热功率最大是8W，则，故B错误；C、由图可知，电源的短路电流为2A，此时电源的功率就等于发热功率，即P＝Pr＝EI，由此可以计算出电源的电动势E＝4V，根据闭合电路的欧姆定律可以得出，当I＝0.25A时，外电阻R＝14Ω，故C正确；D、由上面的分析可以得出电源的电动势E＝4V，内电阻r＝2Ω，电源的输出功率公式为，当外电阻分别为1Ω、2Ω时可以解出它们的输出功率并不相等，故D错误。答案：AC8.如图，有一提升重物用的直流电动机，内阻r＝1Ω，R＝10Ω，U＝150V，电压表的读数为100V，则下列说法正确的是（）A．通过电动机的电流为5A B．通过电动机的电流为100A C．在电动机中发热的功率为500W D．电动机输出的机械功功率为475W解析：AB、电动机和电阻串联，所以电流相等，电阻R两端电压U1＝150V﹣100V＝50V，I＝＝5A，所以通过电动机的电流为5A，故A正确，B错误。C、电动机的热功率P热＝I2r＝52×1W＝25W，故C错误。D、电动机的电功率P＝UI＝10×5W＝500W，输出的机械功功率P'＝P﹣P热＝475W，故D正确。答案：AD三．实验题9.小明想测额定电压为2.5V的小灯泡在不同电压下的电功率，电路如图1。（1）在实验过程中，调节滑片P，电压表和电流表均有示数但总是调不到零，其原因是的导线1点至4点没有连接好（图1中用数字标记的小圆点表示接线点，空格中请填写图中的数字，如“7点至8点”）；（2）正确连好电路，闭合开关，调节滑片P，当电压表的示数达到额定电压时，电流表的指针如图2所示，则电流为0.30A，此时小灯泡的功率为0.75W（3）做完实验后小明发现在实验报告上漏写了电压为1.00V时通过小灯泡的电流，但在草稿纸上记录了下列数据，你认为最有可能的是CA.0.08AB.0.12AC.0.20A解析：（1）在实验过程中，调节滑片P，电压表和电流表均有示数但总是调不到零，说明滑动变阻器接成了限流接法，由图示电路图可知，其原因是1点至4点的导线没有连接好。（2）电流表量程为0.6A，分度值为0.02A，示数为0.30A，灯泡额定功率：P＝UI＝2.5×0.30＝0.75W；（3）灯泡电阻随温度升高而增大，电压越小灯泡额定功率越小，灯丝温度越低，灯泡电阻越小，由此可知1.00V电压对应的电流应为0.20A，故C正确；答案：（1）1点至4点；（2）0.30A；0.75；（3）C。四．计算题10.如图为某新国标电动自行车的电路图。图中电压表的作用是显示电量，可视为理想电表；电动机线圈的电阻R0＝0.1Ω，初始时S1、S2均断开。闭合S1，电量显示100%（48.0V）；接着闭合S2，自行车开始加速。将自行车加速转把扭到最大时，电机的电功率为360W，此时电量显示75%（36.0V）。求：（1）电源的电动势和内电阻；（2）加速转把扭到最大时，电动机输出的机械功率