2020_2021学年新教材高中物理第十二章电能能量守恒定律第1节电路中的能量转化练习含解析新人教版

第1节电路中的能量转化

合格考训练

25分钟·满分60分

一、选择题(本题共7小题，每题6分，共42分)

1．(2019·某某省某某一中高二上学期期末)关于电功W和电热Q的说法，正确的是( B ) A．在任何电路里都有W＝UIt，Q＝I2Rt，且W＝Q

B．在任何电路里都有W＝UIt，Q＝I2Rt，且W不一定等于Q

C．W＝UIt，Q＝I2Rt均只在纯电阻电路中才成立

D．W＝UIt在任何电路中都成立，Q＝I2Rt只在纯电阻电路中成立

解析：非纯电阻电路中，W＝UIt用来求电功；Q＝I2Rt用来求电热，但W＞Q；只有在纯电阻电路，根据能量守恒，电功和电热数值上相等，电功可用公式W＝UIt计算，也可用公式W＝I2Rt计算，故A错误；B正确；W＝UIt可用于任何电路求总电功；而Q＝I2Rt可以适用任何电路求热功，故CD均错误。

2．室内有几种用电器：1.5 kW的电饭煲、200 W的电冰箱、750 W的取暖器、250 W 的电视机和2 kW的空调器。如果进线处有13 A的保险丝，供电电压为220 V，下列情况下不可能同时使用的是( C )

A．电饭煲和电冰箱B．取暖器和空调器

C．电饭煲和空调器D．电冰箱、电视机和空调器

解析：电路中允许的最大功率为P m＝UI＝2 860 W。用电器的功率之和大于P m时，用电器就不可能同时使用，故选C。

3．在高速公路隧道内两侧的电灯泡不易更换，为了延长电灯泡的使用寿命，一个接口处通常安装两个完全相同的灯泡，下列说法正确的是( A )

A．两个灯泡串联

B．两个灯泡并联

C．每个灯泡实际消耗的功率是其额定功率的四分之一

D．每个灯泡实际消耗的功率小于其额定功率的四分之一

解析：两个灯泡串联，每个灯泡承受的电压为U ＝2202

V ＝110 V ，低于额定电压，灯泡不易损坏，故A 正确；两个灯泡并联，每个灯泡承受的电压为U ＝220 V ，仍等于灯泡的额定电压，灯泡正常工作，不能延长电灯泡的使用寿命，故B 错误；由P ＝U 2

R ，两个灯泡串联时，

U 变为原来的12

，由于灯丝较正常发光时温度偏低，故灯丝电阻较正常发光时小，所以每个灯泡实际消耗的功率大于其额定功率的四分之一，故C 、D 错误。

4．如图所示，R 1＝2 Ω，R 2＝10 Ω，R 3＝10 Ω，A 、B 两端接在电压恒定的电源上，则( B )

A ．S 断开时，R 1与R 2的功率之比为5∶1

B ．S 闭合时通过R 1与R 2的电流之比为2∶1

C ．S 断开与闭合两种情况下，电阻R 1两端的电压之比为2∶1

D ．S 断开与闭合两种情况下，电阻R 2的功率之比为7∶12

解析：由P ＝I 2R ，I 相等，R 1与R 2的功率之比等于电阻之比1∶5，故A 错误；S 闭合I 2

＝I 3，则I 1＝2I 2，故B 正确；S 断开时，U 1∶U 2＝R 1∶R 2＝1∶5，则U 1＝16

U AB ，S 闭合时，U 1′∶U 2′＝R 1∶12R 2＝2∶5，则U 1′＝27U AB ，故C 错误；U 2＝56U AB ，U 2′＝57U AB ，由P 2＝U 22R 2

，P 2∶P 2′＝49∶36，故D 错误；故选B 。

5. (2019·某某乌兰察布市四子王旗一中高二上学期期中)锂电池因能量密度高、绿色环保而广泛使用在手机等电子产品中。现用充电器为一手机锂电池充电，等效电路如图所示，充电器电源的输出电压为U ，输出电流为I ，手机电池的内阻为r ，下列说法不正确的是( B )

A ．电能转化为化学能的功率为UI －I 2r

B ．充电器输出的电功率为UI ＋I 2r

C ．电池产生的热功率为I 2r

D ．充电器的充电效率为U －Ir

U ×100%

解析：由P ＝UI 可知充电器输出的电功率为P 出＝UI ，根据热功率公式可得电池产生的热功率为P 热＝I 2r ，电能转化为化学能和热能，根据能量守恒定律有电能转化为化学能的功率为：P 化＝UI －I 2r ，故A 、C 正确，B 错误；充电器的充电效率为η＝P 化

P 出×100%＝U －Ir U ×100%，

故D 正确。

6．(2019·某某正定中学高二上学期段考)一个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(电源内阻忽略不计)，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0.50 A ，则下列说法中正确的是( C )

A ．电饭煲的电阻为44 Ω，洗衣机电动机线圈的电阻为440 Ω

B ．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 W

C ．1 min 内电饭煲消耗的电能为6.6×104 J ，洗衣机电动机消耗的电能为6.6×103 J

D ．电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍

解析：由于电饭煲是纯电阻用电器，所以R 1＝U

I 1

＝44 Ω，P 1＝UI 1＝1 100 W ，其在1 min 内消耗的电能W 1＝UI 1t ＝6.6×104 J ，洗衣机为非纯电阻用电器，所以R 2≠U I 2

＝440 Ω，P 2＝UI 2＝110 W ，其在1 min 内消耗的电能W 2＝UI 2t ＝6.6×103 J ，其热功率P 热≠P 2，而P 1＝10P 2，所以电饭煲发热功率不是洗衣机电动机发热功率的10倍，只有选项C 正确。

7．(多选)(2019·某某省某某一中高二检测)在如图所示的电路中，输入电压U 恒为8 V ，灯泡L 标有“3 V,6 W ”字样，电动机线圈的电阻R M ＝1 Ω。若灯泡恰能正常发光，下列说法正确的是( AC )

A ．电动机的输入电压是5 V

B ．电动机的效率是80%

C ．流过电动机的电流是2 A

D ．整个电路消耗的电功率是10 W

解析：电路电流I ＝P L U L ＝6

3 A ＝2 A ，

整个电路消耗的电功率P ＝IU ＝16 W ，

电动机的输入电压U M ＝U －U L ＝5 V ，

电动机的效率η＝IU M －I 2R M

IU M ×100%＝60%，

综上所述可知选项AC 正确。

二、非选择题

8．(8分)如图所示的电路中，电阻R 1＝1 Ω，R 2＝2 Ω，R 3＝3 Ω，在A 、B 间接电源，S 1、S 2都打开，此时电阻R 1、R 2、R 3消耗的功率之比P 1∶P 2∶P 3＝__1∶2∶3__；当S 1、S 2都闭合时，电阻R 1、R 2、R 3消耗的功率之比P 1′∶P 2′∶P 3′＝__6∶3∶2__。

解析：当两个开关均打开时，三个电阻串联，电流相等，则由P ＝I 2R 可知，功率之比等于电阻之比；故P 1∶P 2∶P 3＝1∶2∶3；当开关均闭合时，三个电阻并联，电阻两端的电压相等，则由P ＝U 2

R 可知，功率之比与电阻成反比；故P 1′∶P 2′∶P 3′＝6∶3∶2。