高中人教版 (2019)1 電路中的能量轉化課后復習題

這是一份高中人教版 (2019)1 電路中的能量轉化課后復習題，共13頁。試卷主要包含了單選題，多選題，實驗題，解答題等內容，歡迎下載使用。
2021-2022學年度高二物理第十二章電能能量守恒定律第一節(jié)電路中的能量轉化（二）必修第三冊（人教版2019）未命名  一、單選題1．如圖所示，將兩根電阻絲 和 串聯(lián)在電路中，若，則哪根火柴先點燃（   ）A．R1上的火柴先被點燃B．R2上的火柴先被點燃C．一定同時點燃D．一定都不會點燃2．如圖1所示，用充電寶為一手機電池充電，其等效電路如圖2所示。在充電開始后的一段時間內，充電寶的輸出電壓、輸出電流可認為是恒定不變的，設手機電池的內阻為，則時間內（　　）A．充電寶輸出的電功率為B．充電寶產生的熱功率為C．手機電池產生的焦耳熱為D．手機電池儲存的化學能為3．如圖所示，電阻，電動機的電阻。當開關斷開時，電流表的示數(shù)是I，電路消耗的電功率為當開關合上后，電動機轉動起來。若保持電路兩端的電壓不變，電流表的示數(shù)和電路消耗的電功率應是（　?。?/span>
 A． B．C． D．4．電吹風中的電動機帶動風葉轉動，電熱絲給空氣加熱，生成的熱風可將頭發(fā)吹干。設電動機線圈的電阻為R1，它與電熱絲的電阻R2串聯(lián)，接到直流電源上，電吹風兩端電壓為U，通過的電流為I。下列說法正確的是（  ）A．電吹風兩端的電壓U=I（R1+R2）B．電吹風消耗的電功率為UI+I2（R1+R2）C．電吹風輸出的機械功率為UI-I2（R1+R2）D．電吹風消耗的電功率為I2（R1+R2）5．下列做法符合安全用電要求的是A．將濕衣服罩在電暖爐上烘烤B．維修電器時先將電源斷開C．用濕布擦試正在工作的電腦D．用鐵絲替代熔斷的保險絲6．如圖所示的電路中，輸入電壓U恒為12V，燈泡L上標有“6V，12W”字樣，電動機線圈的電阻RM=0.50Ω。若燈泡恰能正常發(fā)光，以下說法中正確的是（　?。?/span>A．電動機的輸入功率為24W B．電動機的輸出功率為12WC．電動機的熱功率為2.0W D．整個電路消耗的電功率為22W7．在物理學發(fā)展史上，許多科學家通過恰當?shù)倪\用科學研究方法，超越了當時研究條件的局限性，取得了輝煌的研究成果，下列表述符合物理學史實的是（　?。?/span>A．焦耳應用歐姆定律和電流做功表達式，推導得出焦耳定律B．伽俐略首先引入電場線和磁感線來形象描繪電場和磁場，揭開電磁學研究的新篇章C．庫侖利用庫侖扭秤巧妙地實現(xiàn)了他對電荷間相互作用力規(guī)律的研究D．物理學中引入了“點電荷”的概念，從科學方法上來說屬于控制變量法 二、多選題8．如圖所示是某一直流電動機提升重物的示意圖，重物質量m＝50 kg，電源提供給電動機的電壓為U＝110 V，不計各種摩擦，當電動機以v＝0.9 m/s的恒定速率向上提升重物時，通過電動機的電流為I＝5.0 A，重力加速度g取10 m/s2，則(　　)A．電動機的輸入功率為550 W B．電動機提升重物的功率為550 WC．電動機提升重物的功率為450 W D．電動機的線圈電阻為22 Ω9．如圖所示的電路中，輸入電壓U恒為16V，燈泡L標有“6V，6W”字樣，電動機線圈的電阻RM=1Ω，若燈泡恰能正常發(fā)光，則下列說法中正確的是（    ）A．電動機的輸入功率為16WB．電動機的輸出功率為10WC．電動機的熱功率為1WD．整個電路消耗的電功率為16W10．如圖所示是將滑動變阻器作分壓器用的電路，A、B為分壓器的輸出端，若把變阻器的滑動片放在變阻器中央，下列判斷正確的是（　?。?/span>A．空載時輸出電壓為B．當接上負載R時，輸出電壓C．負載R越大，越接近D．負載R越小，越接近  三、實驗題11．如圖甲所示是一種測量電容的實驗電路圖，實驗是通過對高阻值電阻放電的方法，測出電容器充電至電壓為U時所帶的電荷量Q，從而再求出待測電容器的電容C．某同學在一次實驗時的情況如下：a.按圖甲所示的電路圖接好電路；b.接通開關S，調節(jié)電阻箱R的阻值，使小量程電流表的指針偏轉接近滿刻度，記下此時電流表的示數(shù)I0=490μA，電壓表的示數(shù)U0=8.0V，I0、U0分別是電容器放電時的初始電流和電壓；c.斷開開關S，同時開始計時，每隔5s或10s測讀一次電流i的值，將測得數(shù)據填入表格，并標示在圖乙的坐標紙上（時間t為橫坐標，電流i為縱坐標），結果如圖中小黑點所示；（1）在圖乙中畫出i—t圖線______．（2）圖乙中圖線與坐標軸所圍成面積的物理意義是________．（3）該電容器的電容為___F（結果保留兩位有效數(shù)字）．12．(1)某同學要用多用電表測一只電阻，已知多用電表電阻檔有4個倍率，分別為×1k、×100、×10、×1，該同學選擇×100倍率，用正確的操作步驟測量發(fā)現(xiàn)指針偏轉角度太大（指針位置如圖中虛線所示）. 為了較準確地進行測量，請你補充完整接下去應該進行的主要操作步驟：A:調節(jié)選擇開關旋鈕，選擇×_________倍率；B:兩表筆短接，調節(jié)歐姆調零旋鈕，使指針指在0Ω處；C:重新測量并讀數(shù)．若這時刻度盤上的指針位置如圖中實線所示，則該電阻的阻值為_________Ω；D:測量完畢，把選擇開關旋鈕打至OFF檔（或交流電壓最高檔）. (2) 在“測定金屬電阻率”的實驗過程中：正確操作獲得金屬絲的直徑的讀數(shù)如圖所示，則它的讀數(shù)是______mm。 四、解答題13．規(guī)格為“220V  36W”的排氣扇，線圈電阻為40Ω．（1）接上220V 電壓后，求排氣扇轉化為機械能的功率和發(fā)熱熱功率；（2）如果接上220V 電壓后，扇葉被卡住，不能轉動，求排氣扇的電功率和發(fā)熱功率．14．有一種“電測井”技術，用鉆頭在地上鉆孔，通過在鉆孔中進行電特性測量，可以反映地下的有關情況，如圖所示為一鉆孔，其形狀為圓柱體，半徑為10cm，設里面充滿濃度均勻的鹽水，其電阻率ρ＝0.314 Ω·m，現(xiàn)在鉆孔的上表面和底部加上電壓，測得U＝100 V，I＝100 mA。(1)求該鉆孔的深度。(2)若截取一段含鹽水的圓柱體與電動勢為200 V、內阻為100 Ω的電源相連，通電10 min，當截取的圓柱體長度為多少時，鹽水產生的熱量最多，最多為多少？15．小明準備參加玩具賽車比賽，她想通過實驗挑選一只能量轉換效率較高的電動機，實驗時她先用手捏住電動機的轉軸，使其不轉動，然后放手，讓電動機正常轉動，分別將2次實驗的有關數(shù)據記錄在表格中請問：電動機的電壓電動機工作狀態(tài)通過電動機的電流不轉動正常轉動 (1)當電動機正常工作時，轉化為機械能的功率是多少？(2)當電動機正常工作1分鐘時，電動機消耗的電能是多少？(3)該玩具電動機正常工作時電能轉化為機械能的效率是多少？16．如圖所示，MN、PQ是兩條水平平行放置的光滑金屬導軌，導軌的右端接理想變壓器的原線圈，變壓器的副線圈與電阻R＝20Ω組成閉合回路，變壓器的原副線圈匝數(shù)之比n1 :n2＝1 : 10，導軌寬L＝5m．質量m＝2kg、電阻不計的導體棒ab垂直MN、PQ放在導軌上，在水平外力F作用下從t＝0時刻開始在圖示的兩虛線范圍內往復運動，其速度隨時間變化的規(guī)律是v＝2sin20πtm/s．垂直軌道平面的勻強磁場的磁感應強度B＝4T．導軌、導線和線圈電阻不計．求：（1）從t＝0到t1＝10 s的時間內，電阻R上產生的熱量Q＝?（2）從t＝0到t2＝0.025 s的時間內，外力F所做的功W＝?
參考答案1．A【詳解】因為兩電阻絲串聯(lián)，所以通過它們的電流和通電時間都相同；根據焦耳定律可知，在電流和通電時間一定時，電阻越大產生的熱量越多；因為 ，所以 ，電爐絲 的溫度高，火柴先被點燃，故A項正確．故選A。2．D【詳解】A．充電寶的輸出電壓U、輸出電流I，所以充電寶輸出的電功率為A錯誤；BC．手機電池充電電流為I，所以手機電池產生的熱功率為而充電寶的熱功率應為充電寶的總功率減去輸出功率，根據題目信息無法求解，BC錯誤；D．輸出的電能一部分轉化為手機的化學能，一部分轉化為電池的熱能，故根據能量守恒定律可知手機電池儲存的化學能為D正確。故選D。3．C【詳解】AC．由于電動機是非純電阻性電路，由于因此流過電動機的電流故流過電流表的電流A錯誤，C正確；BD．電路消耗的總功率BD錯誤。故選C。4．C【詳解】A．電吹風為非純電阻電路，所以電吹風兩端的電壓U>I（R1+R2），A錯誤；BD．電吹風消耗的電功率為UI，BD錯誤；C．電吹風輸出的機械功率為UI-I2（R1+R2），C正確。故選C。5．B【詳解】A．將濕衣服罩在電暖爐上，容易引起火災，故A項錯誤；B．維修電器時，不能帶電作業(yè)，必須斷開電源，故B項正確；C．不能用濕布擦拭正在工作的用電器，以免觸電，故C項錯誤；D．使用保險絲的電路要選用與電路匹配的熔斷絲，不可隨意加粗或用金屬絲替代，否則不能起到過電保護的作用，故D項錯誤。6．C【分析】由燈泡銘牌可知燈泡額定電是6V，額定功率是12W，由電功率的變形公式可以求出燈泡正常發(fā)光時的電流；由串聯(lián)電路特點可以求出電動機的電壓，由電功率公式可以求出電機總功率與熱功率，進一步求出電動機的輸出功率；由電功率公式可以求出電路總功率。【詳解】A．電動機兩端的電壓為U1=U﹣UL=12V﹣6V=6V整個電路中的電流為所以電動機的輸入功率為P=U1I=6×2W=12W故A錯誤；B．電動機的熱功率為P熱=I2RM=22×0.5W=2W則電動機的輸出功率為P2=P﹣P熱=12W﹣2W=10W故B錯誤，C正確；D、整個電路消耗的功率為P總=UI=12×2W=24W故D錯誤。故選C。【點睛】解決本題的關鍵知道電動機的輸出功率P2=I2RM以及知道整個電路消耗的功率P總=UI。7．C【詳解】A．焦耳通過實驗，應用控制變量法得到焦耳定律，選項A錯誤；B．法拉第首先引入電場線和磁感線，極大地促進了他對電磁現(xiàn)象的研究，選項B錯誤；C．庫侖利用庫侖扭秤巧妙地實現(xiàn)了他對電荷間相互作用力規(guī)律的研究，選項C正確；D．點電荷的概念屬于理想化模型，選項D錯誤。故選C。8．AC【詳解】A．電動機的輸入功率：P入＝UI＝110×5.0 W＝550 W故A符合題意．BC．提升重物的功率：P出＝mgv＝50×10×0.9 W＝450 W故B不符合題意，C符合題意．D．由P入＝P出＋P熱和P熱＝I2R線得：故D不符合題意．9．CD【詳解】電動機兩端的電壓U1=U-UL=16-6V=10V，整個電路中的電流，所以電動機的輸入功率P=U1I=10×1W=10W，故A錯誤；電動機的熱功率P熱=I2RM=1×1W=1W，則電動機的輸出功率P2=P-I2RM=10-1W=9W，故B錯誤，C正確；整個電路消耗的功率P總=UI=16×1W=16W，故D正確．所以CD正確，AB錯誤．10．ABC【詳解】A．空載時，AB間不接電阻，此時根據分壓比等于電阻比可知故A正確；B．AB間接上負載可知，滑動變阻器下半部分與R并聯(lián)根據分壓比可知故B正確；CD．由R越大越接近 ，越接近，故C正確，D錯誤。故選ABC。11．    電容器充電到電壓為U0時所帶的電荷量    1.010-3    【解析】【詳解】（1）用圖象法處理數(shù)據是實驗中常用的一種方法，在畫圖的過程中要用光滑曲線，如圖示：（2）由Q=it知，i－t圖線與時間軸所圍的面積就是表示電荷量，而從實驗圖線可看出，此電容器放電完畢，說明此電荷量就等于在開始時電容器所帶的電荷量，所以圖乙中圖線與坐標軸所圍成面積的物理意義，就是電容器充電到電壓為U0時所帶的電荷量．（3）圖線與坐標軸所圍面積約為32格，電容器的帶電量約為Q=325010-65C=810-3C，該電容器的電容C==F=1.010-3F．12．  10  120  0.730【解析】（1）因偏轉角度過大，則電阻小要用小量程的，選擇×10檔，圖示讀數(shù)為：12×10=120Ω。（2）螺旋測微器的讀數(shù)為：0.5mm+23.0×0.01mm=0.730mm。13．（1）35W,1W（2）1210W【解析】【詳解】（1）接上220V 電壓后，排氣扇的功率為36W．
據熱功率公式P熱=I2r=()2×40W=1 W  
所以轉化為機械能的功率P機=P-P熱=36W-1W=35 W
（2）當接上220V 電壓后，扇葉被卡住，不能轉動，此電路變?yōu)榧冸娮桦娐?，消耗的功率全部轉化為熱功率，所以P=P熱=W=1210 W【點睛】此題要利用能量守恒，找出電功率、機械功率和熱功率的關系，再利用功率和熱功率公式求解；注意當排氣扇卡住，此電路為純電阻電路，功率全部轉化為熱功率．14．(1)100m；(2)10m，6×104J【解析】【詳解】(1)鹽水電阻由電阻定律、解得：h＝100 m(2)當圓柱體電阻等于電源內阻時，電源輸出功率最大，鹽水產生熱量最多。電源內阻r＝100 Ω，則截取的圓柱體內阻也應該等于R′＝100 Ω圓柱體長度 圓柱體與電源組成閉合電路，電流 熱量最多為15．(1)；(2)120J；(3)【詳解】(1)電動機不轉動時，是純電阻電路，根據歐姆定律得當電動機正常工作時(2)當電動機正常工作1分鐘時，電動機消耗的電能(3)電能轉化為機械能的效率16．（1）4×104J；（2）104 J【詳解】（1） a b棒產生的是交流，其電動勢為E＝BLv＝40 sin20πt V 原線圈上電壓的有效值為U1＝20V，副線圈上電壓的有效值為U2，則由，解得：副線圈兩端的電壓U2＝200V從t＝0到t1＝10 s的時間內，電阻R上產生的熱量（2）從t＝0到t2＝0.025 s，經歷了四分之一個周期，設在這段時間R上產生的熱量分別是Q2，在t2＝0.025 s時刻，ab棒的速度為v2，則由v2＝2sin20πt2＝2m/s從t＝0到t2＝0.025 s的時間內，外力F所做的功