【文档说明】2023-2024学年高中物理人教版2019 必修第三册课后习题 第十二章 1-电路中的能量转化 Word版含解析.docx，共(5)页，177.628 KB，由小赞的店铺上传

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第十二章电能能量守恒定律1.电路中的能量转化合格考达标练1.用一个额定电压为220V的电热水器煮沸一壶水需要时间t,如果不考虑电热水器的电热损失和电热丝电阻受温度的影响,那么()A.当线路电压为110V

时,煮沸一壶水需要时间2tB.当线路电压为110V时,煮沸一壶水需要时间𝑡2C.当线路电压为55V时,煮沸一壶水需要时间4tD.当线路电压为55V时,煮沸一壶水需要时间16t答案D解析由公式Q=𝑈2𝑅t,煮沸一壶水所需的热量为Q=

(220V)2𝑅t。当电压变为原来的12时,所需热量没变,因此时间要变为原来的4倍,即4t,选项A、B错误。当电压变为原来的14时,时间要变为原来的16倍,即16t,选项C错误,选项D正确。2.额定电压、额定功率均相同

的电风扇、电烙铁和日光灯,各自在额定电压下正常工作了相同的时间。比较它们产生的热量,结果是()A.电风扇最多B.电烙铁最多C.日光灯最多D.一样多答案B解析在三种用电器中,只有电烙铁是纯电阻用电器,将电能全部转化为内能,故选项B正确。3.(2020安

徽合肥高二上学期期末)有一个电风扇,额定电压为U,额定功率为P,电动机线圈的电阻为R,把它接入电压为U的电路中,下列计算时间t内产生热量的方法中正确的是()A.Q=𝑈2𝑅tB.Q=(𝑃𝑈)2RtC.Q=P

tD.Q=2(𝑃𝑈)2Rt答案B解析电风扇正常工作时产生的热量是由内阻发热产生的,所以t时间内产生的热量为Q=I2Rt;由于是非纯电阻电路,故I<𝑈𝑅,故Q≠𝑈2𝑅t,故A错误;由于I=𝑃𝑈,Q=I2Rt,故Q=(𝑃𝑈)2Rt,B正确、D错

误;电风扇的功率为P,而电风扇消耗的电能大部分转化为机械能,所以产生的热量Q<Pt,C错误。4.把两根电阻相同的电热丝先串联后并联分别接在同一电源上,若要产生相等的热量,则两种方法所需的时间之比t串∶t并为()A.1∶1B.2∶1C.4∶1D.

1∶4答案C解析设每根电热丝电阻为R0,则R串=2R0,R并=𝑅02。由Q=W=𝑈2𝑅t得t串∶t并=4∶1。5.如图所示的电路中,输入电压U恒为12V,灯泡L上标有“6V12W”字样,电动机线圈的电阻RM=0.50Ω。若灯泡恰能正常发光,以下说法中正确的是()A.通过电动机

的电流为12AB.电动机的输入功率为24WC.电动机的输出功率为12WD.电动机的热功率为2W答案D解析灯泡与电动机串联,通过的电流相等,则电流I=𝑃L𝑈L=2A,A错误;电动机两端的电压为UM=U

-UL=6V,所以电动机的输入功率为P=UMI=12W,B错误;电动机的发热功率为P热=I2RM=2W,电动机的输出功率为P出=P-P热=10W,C错误,D正确。6.电热毯是人们常用的电热式家用电器,

一般具有加热和保温功能,其工作原理的简化电路图如图所示,主要元件有电阻丝R1、R2和自动开关S,问:(1)当开关S闭合和断开时,电热毯分别处于什么状态?(2)电热毯由家庭电路供电,U=220V,设加热时电热毯的功率

为400W,保温时电热毯的功率为40W,则R1和R2分别为多大?答案(1)S闭合时为加热状态,S断开时为保温状态(2)121Ω1089Ω解析(1)由于是纯电阻电路,当S闭合时,R2短路,电热毯消耗的电功率P1=𝑈2𝑅1;当S断开时,电热毯消耗的电功率P2=𝑈2𝑅1+𝑅2,故S闭

合时为加热状态,S断开时为保温状态。(2)S闭合时,由P1=𝑈2𝑅1得R1=𝑈2𝑃1=2202400Ω=121ΩS断开时,由P2=𝑈2𝑅1+𝑅2得R2=𝑈2𝑃2-R1=(220240-121)Ω=1089Ω。7.如图所示为电动机的工作

图,已知电动机内阻r=2Ω,电阻R阻值未知,直流电压U=120V。现电动机正常工作,测得工作电流为2A(理想电流表未画出),理想电压表示数为100V,求:(1)电动机的输入功率。(2)电阻R的阻值。(3)电动机的输出功率。答案(1)200W(2)10Ω(3)192W

解析(1)由P=U1I可得P=200W(2)由R=𝑈-𝑈1𝐼可得R=10Ω(3)由P出=U1I-I2r可得P出=192W等级考提升练8.把六个相同的小灯泡接成如图甲、乙所示的电路,调节变阻器使灯泡正常发光,甲、乙两电路所消耗的功率分别用P甲和P乙表示,则下列结论正确的是()A.P甲=P

乙B.P甲=3P乙C.P乙=3P甲D.P乙>3P甲答案B解析设每个灯泡正常工作时的电流为I,则题图甲中电路的总电流为3I,P甲=12V×3I,题图乙中电路的总电流为I,P乙=12V×I,故有P甲=3P乙,B正确。9.(多选)(2021上海华东师大附中高

二上期中)如图所示为某电学元器件的伏安特性曲线,图中PQ为曲线上P点的切线。当通过该元器件的电流为0.4A时,下列说法正确的是()A.该元器件的阻值为250ΩB.该元器件的阻值为125ΩC.该元器件消耗的电功率为20WD.

该元器件消耗的电功率无法求解答案BC解析由题图可知,当电流为0.4A时,电压为50V,则由欧姆定律可知,该元器件的阻值为R=𝑈𝐼=500.4Ω=125Ω,故B正确,A错误;由P=UI可知,该元器件消耗的电功率为20W,故C正确,D错误

。10.(2021广西柳江中学高二期中)当纯电阻R两端加上某一稳定电压时,通过该电阻的电荷量为0.3C,消耗的电能为0.9J。为在相同时间内使0.6C的电荷量通过该电阻,在其两端需加的电压和消耗的电能分别是()A.3V1.8JB.3V3.6JC.6V

1.8JD.6V3.6J答案D解析设两次加在电阻R上的电压分别为U1和U2,通电的时间都为t。由W1=U1q1和W1=𝑈12𝑅t,可得U1=3V,𝑡𝑅=0.1s/Ω。再由W2=U2q2和W2=𝑈22𝑅t,可求出U2=6V,

W2=3.6J,故选项D正确。11.如图所示的电路中,纯电阻R=20Ω,电动机线圈的电阻r=1Ω,电路两端电压U=10V,理想电流表的示数为2.5A,则:(1)通过电动机的电流为多少?(2)通电1min,电动机做的有用功为多少

?答案(1)2A(2)960J解析(1)纯电阻R=20Ω,电压U=10V,故电流IR=𝑈𝑅=0.5A通过电动机的电流I电=I-IR=2.5A-0.5A=2A(2)电动机的总功率P=UI电=10×2W=20W电动机的发热功率P热=𝐼电2r=22×1W=4W

故电动机的机械功率是P出=P-P热=20W-4W=16W做的有用功W=P出t=16×60J=960J12.电饭煲的电路图如图所示,S1是一个限温开关,手动闭合,当此开关的温度达到103℃时会自动断开;S2是一个自动温控开关,当温度低于60℃时会自动闭合,温

度高于80℃时会自动断开,红灯是加热状态时的指示灯,它在保温状态下是不亮的,黄灯是保温状态下的指示灯。限流电阻R1=R2=500Ω,加热电阻丝R3=50Ω,两灯的电阻不计。(1)根据电路分析,叙述电饭煲煮饭的全过程(包括

加热和保温的过程)。(2)简要回答,如果不闭合开关S1,电饭煲能将饭煮熟吗?(3)计算加热和保温两种状态下,电饭煲的消耗功率之比。答案见解析解析(1)电饭煲盛上食物后,接上电源,S2自动闭合,同时把手动开关S1闭合,这时黄灯短路红灯亮,电饭煲

处于加热状态。加热到80℃时,S2自动断开,S1仍闭合,待电饭煲中水烧干后,温度升高到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。由于电饭煲散热,待温度下降至60℃时,S2自动闭合,电饭煲重新处于加热状态,待温度上升到80℃时,又自

动断开,电饭煲再次处于保温状态。(2)不能,因为如果不闭合S1,则只能将食物加热至80℃。(3)设电饭煲处于加热状态时,功率为P1,P1=𝑈2𝑅23=220250×50050+500W=1064.8W设电饭煲处于保温状态时消耗的功率为P2,则P2=𝑈2𝑅1+𝑅2

3=2202500+500×50500+50W=88.7W所以P1∶P2=12∶1。