电路中的能量转化 同步练习 2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

12.1电路中的能量转化1.如图，灯L上标有200W，电动机上标有2000W，在A、B两端加上220V的电压时，灯和电动机均正常工作，则电灯正常工作时的电阻为()A.2Ω B.1Ω C.0.5Ω D.3Ω2.一电阻丝的电阻为，两端的电压为，则该电阻丝在内产生的焦耳热为()A. B. C. D.3.如图所示的电路中，，，闭合开关S，则()A.流过两个电阻的电流之比B.流过的电流与流过电源的电流之比C.两个电阻的电压之比D.两个电阻的功率之比4.如图所示，电源电动势6V，内阻，小灯泡L标有“2V0.4W”字样，开关S闭合后，小灯泡L正常发光。已知电动机的内阻也是，则电动机的输出功率为()A.0.76W B.0.72W C.0.04W D.0.4W5.A为“220V100W”的灯泡，B为“220V40W”的白炽灯泡.现将两盏灯泡串联接在220V的电源两端，（设灯丝的电阻不随温度改变）两灯实际功率分别为、，各灯通过的电流为，两端电压为.则下列正确的为()A. B. C. D.6.电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内的水烧干以前的加热状态，另一种是水烧干以后的保温状态。如图是电饭锅的电路图，是电阻，是加热用的电热丝。下列说法正确的是()A.开关S接通时，电饭锅处于保温状态B.开关S断开时，电饭锅处于加热状态C.当时，电饭锅在保温状态下的功率是电饭锅在加热状态下功率的一半D.当时，在保温状态下的功率是在加热状态下功率的一半7.如图所示的电路中，电源两端电压为6V并保持不变，定值电阻的阻值为5Ω，滑动变阻器的铭牌上标有“20Ω，1A”。电流表和电压表选择的量程分别为“0～0.6A”和“0～3V”。在保证电路安全的情况下，下列说法中正确的是()A.电路中的最大电流为1AB.滑动变阻器接入电路的最大阻值为5ΩC.定值电阻消耗的最大电功率为1.8WD.电路的总功率的变化范围为0.288W～3.6W8.如图所示，将一个小电动机接在电路中。正常工作和将电动机短时间卡住时，测得电动机两端的电压和流过电动机的电流如下表所示。下列说法正确的是()电压U/V电流I/A扇叶被卡住（短时间）5.40.27正常工作时6.00.05A.电动机线圈电阻为120ΩB.正常工作时，电动机消耗的电功率C.正常工作时，电动机发热的功率D.正常工作时，电动机对外做功的功率9.如图所示，电路中所有二极管均为理想二极管，，图丙和图丁中的变压器为原、副线圈匝数相同的理想变压器，P为原线圈中央抽头，输入端接同一正弦交流电源，四个电阻的功率分别为，下列关系式正确的是()A. B. C. D.10.如图所示电路中，A为理想电流表，均为固定电阻，为滑动变阻器且其总电阻大于，C为平行板电容器，M为电动机，其内阻，干电池电源电动势，内阻不计，当滑片P从a点滑到b点过程中，下列说法正确的是()A.电流表的示数先增大后减小B.电容器带电量一直减小C.电源消耗化学能的功率先减小后增大D.电动机消耗的功率为72W11.如图所示，用输出电压为1.4V、输出电流为100mA的充电器对内阻为2Ω的镍—氢电池充电.下列说法正确的是()A.电能转化为化学能的功率为0.12W B.充电器输出的电功率为0.14WC.充电时，电池消耗的热功率为0.02W D.充电器把0.14W的功率储存在电池内12.关于电功和焦耳热，下列说法错误的是()A.在纯电阻电路中，计算电功可用公式B.在非纯电阻电路中，计算电功可用公式C.在非纯电阻电路中，计算焦耳热可用D.在纯电阻电路中，计算焦耳热可以用13.一台小型电动机在电压下工作，用此电动机提升所受重力为的物体时，通过它的电流是。在内可使该物体被匀速提升。若不计除电动机线圈生热之外的能量损失，求：(1)电动机的输入功率；(2)在提升重物的内，电动机线圈所产生的热量；(3)线圈的电阻。14.下图是电饭煲的电路图，是一个磁钢限温开关，手动闭合后，当此开关温度达到居里点（）时，会自动断开，且不能自动闭合是一个双金属片自动控温开关，当温度低于时，会自动闭合；温度高于时，会自动断开。红灯是加热指示灯，黄灯是保温指示灯，分流电阻，加热电阻丝，两灯电阻不计。（1）分析电饭煲的工作原理；（2）计算加热和保温两种状态下，电饭煲消耗的电功率之比；（3）如果不闭合开关，能将饭煮熟吗？15.如图所示的电路中，电源内阻，，为电阻箱，定值电阻，电动机的额定电压，额定电流为，线圈的电阻，开关S闭合后，调节，当两电阻箱电阻均等于2Ω时，电动机恰好正常工作，求：（1）电动机正常工作时输出的机械功率；（2）若电动机被卡住停止转动，则通过电源的电流会增大多少(结果保留到小数点后两位)。

答案以及解析1.答案：A解析：由于电灯是纯电阻用电器，正常工作时有整个电器的功率而解得电路电流为根据得BCD错误，A正确。故选A。2.答案：C解析：根据题意可知，产热故选C。3.答案：C解析：AB.电源与两个电阻串联，串联电路电流相等，所以流过两个电阻的电流之比为流过的电流与流过电源的电流之比为AB均错误；C.根据可得，两个电阻的电压之比为C正确；C.根据可得，两个电阻的功率之比为D错误。故选C。4.答案：B解析：由小灯泡L正常发光，可知电路中电流为则电动机两端电压为电动机的输入功率为电动机发热功率为可得电动机的输出功率为故选B。5.答案：B解析：A、串联电路电流处处相等，故A错误；B.根据，可知B的电阻大于A的电阻，根据串联电流处处相等，根据知实际功率B的大，故B正确；CD、串联电路电流处处相等，电压与电阻成正比，A的电压小于B的电压，故CD错误；故选：B。6.答案：C解析：AB.加热状态下电路总功率较大，保温状态下电路总功率较小。在纯电阻电路中，电路总功率开关S接通时，被短路，电路总功率开关S断开时，与串联，电路总功率因为所以开关S接通时，电饭锅处于加热状态，开关S断开时，电饭锅处于保温状态。故AB错误；C.代入数据，当时，保温功率和加热功率之比为电饭锅在保温状态下的功率是电饭锅在加热状态下功率的一半。故C正确；D.在保温状态下的功率为在加热状态下功率为则在保温状态下的功率与在加热状态下功率之比为在保温状态下的功率是在加热状态下功率的。故D错误。故选C。7.答案：C解析：A.由电路图知道，与串联，电压表测两端的电压，电流表测电路中的电流。电流表的量程为0～0.6A，滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，当电压表的示数时，电路中的电流因串联电路中各处的电流相等，故最大电流为0.6A，故A错误；B.由电路图知道，与串联，所以在保证电路安全的情况下，滑动变阻器接入电路的最大阻值为20Ω，故B错误；C.由知道，当电路中的电流最大时，定值电阻消耗的功率最大，且最大功率故C正确；D.由知道，当电路中的电流最大时，电路消耗的总功率最大，即当滑动变阻器接入电路的最大阻值时，电路总电阻最大，由知道，电路消耗的总功率最小，即所以电路的总功率的变化范围为1.44W～3.6W，故D错误。故选C。8.答案：B解析：A.当扇叶被卡住，电动机不转、为纯电阻电路，根据欧姆定律可知，故A错误；B.正常工作时，电动机消耗的电功率，故B正确；C.正常工作时，电动机发热的功率，故C错误；D.正常工作时，电动机对外做功的功率，故D错误；故选B。9.答案：AD解析：令时，左边为高电势，电源的有效电压为U。A.分析甲图电路可得，在(，1，2，…）内，电路为下面二极管和R串联，在(，1,2，…）内，电路为、上面二极管、R串联；同理分析乙电路，电路一直为两个二极管、、R串联，一个周期内选项A正确；B.图丙电路中副线圈两端的电压为2U，在一个周期中，一半时间是R和串联二极管中通电，一半时间是和串联二极管通电，则在一个周期内选项B错误；C.图丁电路中副线圈两端的电压为2U，在一个周期中，和分别和不同的两个二极管串联通电，则在一个周期内故C错误；D.综上分析可得，在一个周期内选项D正确。故选AD。10.答案：BC解析：A.滑动变阻器aP段与串联后，再和滑动变阻器bP段并联，再与串联，最后与电动机并联。当滑片P从a点滑到b点的过程中，支路的电阻总值为，滑动变阻器b端支路电阻为，因为所以当即两条支路电阻相等时，两支路并联电阻最大，所以当滑片P从a向b滑动时，并联电阻先增大后减小，由于先增大后减小，而电源内阻不计，则路端电压等于电源电动势，恒定不变，根据并联电路的特点可知，上方支路中电流先减小后增大，电流表的示数先减小后增大，故A错误；B.电流表示数先减小后增大，所以两端的电压先减小后增大，两端电压先增大后减小，当电压先减小后增大，两端电压先增大后减小，当电流表示数减小、两端电压增大时，滑动变阻器b端支路电阻减小，则b端支路电流增大，由于可知滑动变阻器a端支路电流减小，则电阻两端电压减小；当电流表示数增大、两端电压减小时，滑动变阻器a端支路电阻增大，则a端支路电流减小，则测电阻两端电压减小，因此两端电压一直减小，由此可知电容器带电量一直减小，故B正确；C.先增大后减小，则电路中的总电流I先减小后增大，电源消耗化学能转化为电能的功率先减小后增大，故C正确：D.若电动机为纯电阻用电器，则功率为但是电动机为非纯电阻用电器，其正常工作时欧姆定律不成立，故其正常工作时功率不等于72W，故D错误。故选BC。11.答案：ABC解析：AD.转化为化学能的功率为；则充电器把0.12W的功率储存在电池内，故A正确，D错误.C.电池充电时的热功率为，选项C正确；B.充电器对电池的充电功率为，选项B正确；12.答案：BC解析：A.在纯电阻电路中，满足欧姆定律，因此电流做功，联立可得，A正确，不符合题意；B.在非纯电阻电路中，不满足欧姆定律，即，因此电流做功，B错误，符合题意；C.在非纯电阻电路中，电流做的功不是全部用来产生焦耳热，因此，C错误，符合题意；D.在纯电阻电路中，电流做的功全部转换为焦耳热，因此，D正确，不符合题意。故选BC。13.答案：(1)(2)(3)解析：(1)电动机的输入功率(2)物体上升的速度电动机提升重物的机械功率电动机线圈所产生的热功率所生热量(3)由焦耳定律得线圈电阻14.答案：（1）见解析（2）（3）不能煮熟饭解析：（1）电饭煲盛上食物后，接上电源，S2自动闭合，同时手动闭合S1，这时黄灯被短路不亮，红灯亮，电饭煲处于加热状态。加热到80℃时，S2自动断开，S1仍闭合。水烧干后，温度升高至103℃时，开关S1自动断开，这时饭已煮熟，黄灯亮，电饭煲处于保温状态。由于散热，待温度降至70℃时，S2自动闭合，电饭煲重新加热；温度达到80℃时，S2又自动断开，再次处于保温状态。（2）加热时，电饭煲消耗的电