新教材同步辅导2023年高中物理课时评价作业十六电路中的能量粤教版必修第三册

课时评价作业（十六）电路中的能量A级合格达标1.（多选）一灯泡标有“220V100W”字样，将其接到110V的电源上（不考虑灯泡电阻的变化），则有（）A.灯泡的实际功率为50WB.灯泡的实际功率为25WC.通过灯泡的电流为额定工作电流的eq\f(1,2)D.通过灯泡的电流为额定工作电流的eq\f(1,4)解析：根据电压变化，求出电流，由I＝eq\f(U,R)可知电流是原来的eq\f(1,2)，则由功率公式P＝UI＝I2R可知，功率也变为原来的eq\f(1,4)，故B、C正确.答案：BC2.如图所示是电饭锅的电路图，R1是定值电阻，R2是加热用的电热丝.电饭锅工作时有两种状态，当自动开关S闭合时为锅内的水烧干以前的加热状态；当自动开关S断开时为水烧干后的保温状态.若要使R2在保温状态下的功率是加热状态的一半，不考虑电阻随温度的变化，则R1、R2的电阻值之比为（）A.1∶1 B.1∶eq\r(2)C.（eq\r(2)－1）∶1 D.（eq\r(2)＋1）∶1解析：在加热状态下P加热＝eq\f(U2,R2)，在保温状态下P保温＝（eq\f(U,R1＋R2)）2R2，P加热＝2P保温，解得eq\f(R1,R2)＝eq\r(2)－1，故选C.答案：C3.如图所示是一款无叶电风扇及其铭牌，此款风扇内主要电器元件由内阻为0.5Ω的电动机和一个换挡元件串联组成.此风扇以额定功率工作1h，电动机产生的焦耳热为（）A.44J B.72JC.4.5×104J D.1.58×105J解析：电动机额定电流I＝eq\f(P,U)＝eq\f(44,220)A＝0.2A，则其工作1h产生的焦耳热为Q＝I2Rt＝0.22×0.5×3600J＝72J，故选B.答案：B4.智能机器人可以服务人类生活.如图甲所示为一款新型送餐机器人，内部电路如图乙所示，它的直流电动机额定电压为U，额定电流为I，线圈电阻为R，将它接在电动势为E，内阻为r的直流电源两极间，电动机恰好能正常工作.下列说法正确的是（）A.电动机消耗的总功率为EIB.电动机消耗的热功率为UIC.电源的输出功率为EI－I2RD.电源的效率为1－eq\f(Ir,E)解析：电动机消耗的总功率为P＝UI，故A错误；电动机消耗的热功率为P热＝I2R，故B错误；电源的输出功率为P出＝EI－I2r，故C错误；电源的效率为η′＝eq\f(IU,IE)＝eq\f(U,E)＝eq\f(E－Ir,E)＝1－eq\f(Ir,E)，故D正确.故选D.答案：D5.如图所示为吹风机的工作电路图，rM为电动机的内阻，R为电阻丝的电阻.已知该吹风机有两个挡位，电源电压恒为220V，低挡消耗的电功率为220W，高挡消耗的电功率为1100W，则下列对该电路的分析正确的是（）A.两开关均闭合时吹风机为低挡位B.电动机工作时，其输出的机械功率为220WC.吹风机的电阻rM＝220ΩD.R＝55Ω解析：由图可知，两开关均闭合时，电阻丝接入电路，电阻丝发热，所以此时为高挡位，故A错误；由于电动机的内阻发热，因此电机输出的机械功率小于220W，故B错误；当开关S1断开、开关S2闭合时，只有电动机接入电路，即为低挡位，流过电动机的电流为I＝eq\f(P,U)＝eq\f(220,220)A＝1A.由于电动机为非纯电阻电路，所以电动机的电阻rM<eq\f(U,I)＝eq\f(220,1)Ω＝220Ω，故C错误；当开关S1、S2闭合时，为高挡位，由题意可知，电阻丝的功率为PR＝1100W－220W＝880W，所以电阻丝的电阻为R＝eq\f(U2,PR)＝eq\f(2202,880)Ω＝55Ω，故D正确.故选D.答案：D6.如图所示的U-I图像中，直线Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系，直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线，用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图像可知（）A.电源的总功率为1.5WB.电源内阻为0.5ΩC.电源的效率为50%D.电阻R功率为2.5W解析：由图线Ⅰ可知，电源的电动势为E＝3.0V，内阻r＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔU,ΔI)))＝eq\f(3.0,2.0)Ω＝1.5Ω，电源的总功率P＝EI＝3×1.0W＝3W，故A错误，B错误；电源的效率η＝eq\f(UI,EI)＝eq\f(1.5,3.0)＝50%，故C正确；由图线Ⅱ可知，电阻R＝eq\f(U,I)＝eq\f(1.5,1.0)Ω＝1.5Ω，电阻R功率P内＝I2R＝1.02×1.5W＝1.5W，D错误.故选C.答案：CB级等级提升7.如图1所示，用充电宝为一手机电池充电，其等效电路如图2所示.在充电开始后的一段时间t内，充电宝的输出电压U、输出电流I可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻为r，则时间t内（）A.充电宝输出的电功为UItB.充电宝产生的热功率为I2rC.手机电池产生的焦耳热为eq\f(U2,r)tD.手机电池储存的化学能为UIt＋I2rt解析：充电宝的输出电压为U、输出电流为I，所以时间t内充电宝输出的电功为W＝UIt，故A正确；充电宝内的电流也是I，但其内阻未知，所以无法判断充电宝产生的热功率，故B错误；U是充电宝的输出电压，不是手机电池的内电压，所以不能用eq\f(U2,r)t计算手机电池产生的焦耳热，手机电池产生的焦耳热应为I2rt，故C错误；充电宝输出的电能一部分转化为手机电池储存的化学能，一部分转化为手机电池产生的焦耳热，故根据能量守恒定律可知手机电池储存的化学能为UIt－I2rt，故D错误.答案：A8.某款扫地机器人如图所示，额定功率24W，额定电流3A，正常工作时电机输出的功率为19.5W，锂电池容量9A·h，为延长锂电池寿命，当剩余电量为总容量的20%时就需要充电，则（）A.电池容量的单位A·h是能量单位B.额定电压为6.5VC.正常工作时，电机产生热量的功率为19.5WD.充满电的电池可以正常工作时间为2.4h解析：电池容量的单位A·h是电量单位，故A错误；由P＝UI可知扫地机器人的额定电压U＝eq\f(P,I)＝eq\f(24,3)V＝8V，故B错误；正常工作时，电机产生热量的功率为PQ＝P－P出＝24W－19.5W＝4.5W，故C错误；根据题意以及电池容量公式可得q×80%＝It，解得充满电的电池可以正常工作时间为t＝eq\f(0.8×9,3)h＝2.4h，故D正确.故选D.答案：D9.小明同学在玩一个会发光的电动玩具汽车时，发现了一个现象：启动电源，电动机正常工作，车轮正常转动，当不小心卡住车轮时，车灯会变暗.玩具汽车的简化电路如图所示，电源电动势E＝10V，r＝2Ω，车轮电动机的额定电压UM＝6V，额定功率PM＝6W，线圈电阻RM＝1Ω.求：（1）玩具汽车正常工作时，流过灯泡的电流；（2）玩具汽车被卡住后，流过灯泡的电流；（3）玩具汽车卡住前后，灯泡消耗功率的减少量.解析：（1）玩具汽车正常工作时，电源内压U内＝E－UM＝4V，通过电源的电流I＝eq\f(U内,r)＝eq\f(4,2)A＝2A，玩具汽车正常工作时，通过电动机的电流IM＝eq\f(RM,UM)＝1A，流过灯泡的电流IR＝I－IM＝1A.（2）灯泡的电阻为R＝eq\f(UM,IR)＝6Ω，玩具汽车被卡住后，电动机可视为纯电阻，灯泡与电动机并联的电阻R′＝eq\f(Rr,R＋r)＝eq\f(6×1,6＋1)Ω＝eq\f(6,7)Ω，电路中的总电流I′＝eq\f(E,R′＋r)＝3.5A，由并联电路的特点可知流过灯泡的电流I′R＝eq\f(RM,R＋RM)I′＝0.5A.（3）玩具汽车卡住前，灯泡消耗功率P＝UMIR＝6×1W＝6W，玩具汽车卡住前后，灯泡消耗功率P′＝Ieq\o\al(′,R)2R＝1.5W，灯泡消耗功率的减少量ΔP＝P－P′＝4.5W.答案：（1）1A（2）0.5A（3）4.5W10.如图所示是某一直流电动机提升重物的示意图，重物质量m＝100kg，电源提供给电动机的恒定电压为U＝220V，不计各种摩擦，当电动机以v＝0.8m/s的恒定速率向上提升重物时，通过电动机的电流为I＝4A，重力加速度g取10m/s2，求：（1）电动机的内阻为多少？（2）电动机的输出功率为多少？（3）如果电动机突然不转，则此时通过电动机的电流为多少？解析：（1）电动机消耗功率为P＝UI＝220V×4A＝880W，电动机输出功率为P1＝m