物理必修 第三冊(cè)1 電路中的能量轉(zhuǎn)化習(xí)題

這是一份物理必修 第三冊(cè)1 電路中的能量轉(zhuǎn)化習(xí)題，共14頁(yè)。試卷主要包含了單選題，多選題，實(shí)驗(yàn)題，解答題等內(nèi)容，歡迎下載使用。
2021-2022學(xué)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(zhuǎn)化（四）必修第三冊(cè)（人教版2019）未命名  一、單選題1．室內(nèi)有幾種用電器：1.5kW的電飯煲、750W的取暖器、250W的電視機(jī)和2kW的空調(diào)器，如果進(jìn)線處有10A的保險(xiǎn)絲，供電電壓為220V，下列情況下可以同時(shí)使用的是（　?。?/span>A．電飯煲和取暖器 B．電視機(jī)和空調(diào)器C．電飯煲和電視機(jī) D．取暖器和空調(diào)器2．如圖所示，電動(dòng)機(jī)M的內(nèi)阻是0.6Ω，電阻R=10Ω，直流電壓U=160V，理想電壓表示數(shù)110V，以下判斷錯(cuò)誤的是（　?。?/span>A．電動(dòng)機(jī)通過(guò)的電流為5AB．電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為550WC．電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率為150WD．電動(dòng)機(jī)工作1h所產(chǎn)生的熱量為5.4×104J3．下列家用電器主要為了把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的是（     ）A．吸塵器 B．充電器 C．電水壺 D．電冰箱4．一盞電燈直接接在電壓恒定的電源上，其功率為100W，若將這盞燈先接上一段很長(zhǎng)的導(dǎo)線后，再接在同一電源上，在導(dǎo)線上損失的電功率是9W，那么此時(shí)電燈實(shí)際消耗的電功率將（　?。?/span>A．等于91WB．小于91WC．大于91WD．條件不足，無(wú)法確定 5．下列描述中，符合事實(shí)的是（　　）A．卡文迪許借助扭秤裝置總結(jié)出了點(diǎn)電荷間相互作用的規(guī)律B．洛倫茲發(fā)現(xiàn)了磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用規(guī)律C．法拉第發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)D．歐姆發(fā)現(xiàn)了電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱效應(yīng)的規(guī)律6．在研究微型電動(dòng)機(jī)的性能時(shí),可采用圖示的實(shí)驗(yàn)電路.當(dāng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R,使電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),電流表和電壓表的示數(shù)分別為0.5 A和1.0 V;重新調(diào)節(jié)R,使電動(dòng)機(jī)恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),電流表和電壓表的示數(shù)分別為2.0 A和15.0 V.則有關(guān)這臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的說(shuō)法正確的是( )A．電動(dòng)機(jī)的輸出功率為8 WB．電動(dòng)機(jī)的輸出功率為30 WC．電動(dòng)機(jī)的內(nèi)電阻為2 ΩD．電動(dòng)機(jī)的內(nèi)電阻為7.5 Ω7．如圖所示的電路中，輸入電壓恒為，燈泡上標(biāo)有“”字樣，電動(dòng)機(jī)線圈的電阻。若燈泡恰能正常發(fā)光，以下說(shuō)法中正確的是（　?。?/span>A．電動(dòng)機(jī)的輸入功率為B．電動(dòng)機(jī)的輸出功率為C．電動(dòng)機(jī)的熱功率為D．整個(gè)電路消耗的電功率為 二、多選題8．在如圖所示的電路中，定值電阻的阻值為，電動(dòng)機(jī)的線圈電阻為，兩端加的恒定電壓，電動(dòng)機(jī)恰好正常工作，理想電壓表的示數(shù)，下列說(shuō)法正確的是A．通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流為B．電動(dòng)機(jī)的輸入功率為C．電動(dòng)機(jī)線圈在1分鐘內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱為D．電動(dòng)機(jī)的輸出的功率為9．如圖所示是某款理發(fā)用的電吹風(fēng)的電路圖，它主要由電動(dòng)機(jī)M和電熱絲R構(gòu)成．當(dāng)閉合開關(guān)S1、S2后，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)葉旋轉(zhuǎn)，將空氣從進(jìn)風(fēng)口吸入，經(jīng)電熱絲加熱，形成熱風(fēng)后從出風(fēng)口吹出．已知電吹風(fēng)的額定電壓為220 V，吹冷風(fēng)時(shí)的功率為120 W，吹熱風(fēng)時(shí)的功率為1000 W．關(guān)于該電吹風(fēng)，下列說(shuō)法正確的是(　　)A．電熱絲的電阻為55 ΩB．電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為ΩC．當(dāng)電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)，電熱絲每秒鐘消耗的電能為880 JD．當(dāng)電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)每秒鐘消耗的電能為1200 J10．如圖所示，，，則（    ）A．在A、B兩端加電壓U，C、D間電壓也為B．在C、D兩端加電壓U，A、B間電壓為C．無(wú)論A、C間是否加電壓，B、D間電壓總為零D．在B、C間加電壓U，C、D間電壓總是U  三、實(shí)驗(yàn)題11．在“觀察電容器的充、放電現(xiàn)象”實(shí)驗(yàn)中，電路如圖（甲）所示(1)將開關(guān)S接通1，電容器的__________（填“上”或“下”）極板帶正電，再將S接通2，通過(guò)電流表的電流方向向__________（填“左”或“右”）。(2)若電源電動(dòng)勢(shì)為10V，實(shí)驗(yàn)中所使用的電容器如圖（乙）所示，充滿電后電容器正極板帶電量為__________C（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。(3)下列關(guān)于電容器充電時(shí)，電流i與時(shí)間t的關(guān)系；所帶電荷量q與兩極板間的電壓U的關(guān)系正確的是__________。12．溫度傳感器是一種將溫度變化轉(zhuǎn)換為電學(xué)量變化的裝置，它通過(guò)測(cè)量傳感器元件的電學(xué)量隨溫度的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度的測(cè)量，其核心部件是由半導(dǎo)體材料制成的熱敏電阻。在某次實(shí)驗(yàn)中，為了測(cè)量熱敏電阻RT在0℃到100℃之間多個(gè)溫度下的阻值，一實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖甲所示電路。其實(shí)驗(yàn)步驟如下：①正確連接電路，在保溫容器中加入適量開水；②加入適量的冰水，待溫度穩(wěn)定后，測(cè)量不同溫度下熱敏電阻的阻值；③重復(fù)第②步操作若干次，測(cè)得多組數(shù)據(jù)。（1）該小組用多用電表“×100”擋測(cè)熱敏電阻在100℃下的阻值，發(fā)現(xiàn)表頭指針偏轉(zhuǎn)的角度很大；為了準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量，應(yīng)換到________擋（選填“×10”、“×1k”）；如果換擋后就用表筆連接熱敏電阻進(jìn)行讀數(shù)，那么欠缺的實(shí)驗(yàn)步驟是：________，補(bǔ)上該步驟后，表盤的示數(shù)如圖乙所示，則它的電阻是________Ω。實(shí)驗(yàn)小組算得該熱敏電阻在不同溫度下的阻值，并據(jù)此繪得圖丙的R﹣t關(guān)系圖線，請(qǐng)根據(jù)圖線寫出該熱敏電阻的R﹣t關(guān)系________；（2）若把該熱敏電阻與電源（電動(dòng)勢(shì)E=1.5V、內(nèi)阻不計(jì)）、電流表（量程為5mA、內(nèi)阻Rg=100Ω）、電阻箱R0串聯(lián)起來(lái)，連成如圖丁所示的電路，用該電阻作測(cè)溫探頭，把電流表的電流刻度改為相應(yīng)的溫度刻度，就得到了一個(gè)簡(jiǎn)單的“熱敏電阻測(cè)溫計(jì)”。①電流表刻度較大處對(duì)應(yīng)的溫度刻度應(yīng)該________（填“較大”或“較小”）；②若電阻箱的阻值取R0=220Ω，則電流表3mA處所對(duì)應(yīng)的溫度刻度為________℃。 四、解答題13．一臺(tái)小型電動(dòng)機(jī)在380V電壓下正常工作時(shí)，能將30kg的貨物在30s內(nèi)勻速提升30m，通過(guò)它的電流是1A．除電動(dòng)機(jī)線圈生熱，其它能量損失不計(jì)，求在此過(guò)程中：(1)拉力對(duì)貨物做功的功率;(2)電動(dòng)機(jī)的輸出功率;(3)電動(dòng)機(jī)線圈所產(chǎn)生的熱量．14．如圖所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)E=12V，內(nèi)電阻r＝1Ω，R1=1Ω，R2=6Ω，電動(dòng)機(jī)的線圈電阻RM=1Ω，若開關(guān)S閉合后通過(guò)電源的電流I=3A，通過(guò)R2電流I2=1A  。求∶（1）R1的消耗電功率P1=？（2）電動(dòng)機(jī)發(fā)熱功率？（3）電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率P出=？15．如圖所示，絕熱汽缸內(nèi)封有一定質(zhì)量的理想氣體，缸體質(zhì)量M=200kg，活塞質(zhì)量m=10kg，活塞面積為S=100cm2，。絕熱活塞與汽缸壁無(wú)摩擦且不漏氣，此時(shí)，缸內(nèi)氣體的溫度為27℃，活塞位于汽缸正中，整個(gè)裝置都靜止。在汽缸內(nèi)部有一個(gè)阻值R=3Ω的電阻絲（圖中沒畫出），電阻絲兩端的電壓U=12V。接通電源10s后斷開，活塞恰好靜止在缸口AB處。已知大氣壓恒為P0=1.0×105Pa，重力加速度g=10m/s2，若電阻絲產(chǎn)生的熱量全部被氣體吸收。求：(1)活塞恰好靜止在汽缸缸口AB處時(shí)，缸內(nèi)氣體的溫度為多少攝氏度；(2)從接通電源到活塞恰好靜止在缸口AB處的過(guò)程中理想氣體的內(nèi)能變化量。16．如圖所示，把長(zhǎng)L=0.25m電阻R=4的導(dǎo)體棒置于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0×10-2T的勻強(qiáng)磁強(qiáng)中，使導(dǎo)體棒和磁場(chǎng)方向垂直，若通過(guò)導(dǎo)體棒的電流I=2.0A。求：(1)導(dǎo)體棒所受安培力的大??；(2)1min內(nèi)在導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的熱量。
參考答案1．C【分析】當(dāng)保險(xiǎn)絲達(dá)到最大電流時(shí)電路中的總功率P=UI=220×10W=2200W【詳解】A．電飯煲和取暖器同時(shí)使用的功率1500W+750W=2250W>2200W不可以同時(shí)使用，A錯(cuò)誤；B．電視機(jī)和空調(diào)器同時(shí)使用的功率250W+2000W=2250W>2200W不可以同時(shí)使用，B錯(cuò)誤；C．電飯煲和電視機(jī)同時(shí)使用的功率1500W+250W=1750W<2200W可以同時(shí)使用，C正確；D．取暖器和空調(diào)器同時(shí)使用的功率750W+2000W=2750W>2200W不可以同時(shí)使用，D錯(cuò)誤。故選C。2．C【詳解】A．直流電壓U=160V，理想電壓表示數(shù)110V，則將在R上的電壓為50V，根據(jù)歐姆定律可得電路的電流為
 選項(xiàng)A正確；B．電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為選項(xiàng)B正確；C．電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率為選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．電動(dòng)機(jī)工作1h所產(chǎn)生的熱量為選項(xiàng)D正確。本題選錯(cuò)誤的，故選C。3．A【解析】【詳解】A、吸塵器是把電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，即機(jī)械能，故A對(duì)；B、充電器是把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能存儲(chǔ)起來(lái)，故B錯(cuò)；C、電水壺是把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故C錯(cuò)；D、電冰箱是把電能實(shí)現(xiàn)了把熱量從低溫物體向高溫物體的傳遞，故D錯(cuò)；4．B【詳解】如果導(dǎo)線電阻忽略時(shí)，燈接在恒定電壓的電源上功率是100W；因?yàn)閷?dǎo)線和燈泡串聯(lián)，當(dāng)導(dǎo)線上電阻較大時(shí)，即電路中的電阻變大，由可知電路消耗的總功率變小，即小于100W，而導(dǎo)線上消耗的功率為9W，所以燈泡的實(shí)際功率只能小于91W.故選B.【點(diǎn)睛】本題考查電功率計(jì)算公式的應(yīng)用，特別注意實(shí)際功率與額定功率的區(qū)別.5．B【詳解】A．庫(kù)侖借助扭秤裝置總結(jié)出了點(diǎn)電荷間相互作用的規(guī)律，故A錯(cuò)誤；B．洛侖茲發(fā)現(xiàn)了磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用規(guī)律，即洛倫茲力的特點(diǎn)，故B正確；C．奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，故C錯(cuò)誤；D．焦耳發(fā)現(xiàn)了電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱效應(yīng)的規(guī)律，故D錯(cuò)誤。故選B。6．C【解析】本題考查的是非純電阻中機(jī)械能與內(nèi)能之間的關(guān)系.當(dāng)電流表和電壓表示數(shù)為0.5 A和1.0 V時(shí)電動(dòng)機(jī)停止工作,電路只有電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻消耗電能,其阻值Ω,選項(xiàng)D錯(cuò)誤,選項(xiàng)C正確.當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)電流表和電壓表示數(shù)分別為2.0 A和15.0 V,此時(shí)電動(dòng)機(jī)消耗的總功率P總=U2×I2="15.0×2.0=30.0" W,其中內(nèi)阻消耗功率P內(nèi)=I^2_2r=2.02×2="8.0" W,則輸出功率為22 W,選項(xiàng)A?B錯(cuò)誤.7．A【詳解】A．電動(dòng)機(jī)兩端的電壓整個(gè)電路中的電流所以電動(dòng)機(jī)的輸入功率A正確；BC．電動(dòng)機(jī)的熱功率則電動(dòng)機(jī)的輸出功率BC錯(cuò)誤；D．整個(gè)電路消耗的功率D錯(cuò)誤。故選A。8．CD【分析】根據(jù)題圖可知，考查了非純電阻電路的電功，電功率的計(jì)算；根據(jù)電阻和電動(dòng)機(jī)串聯(lián)，電流相等，對(duì)電阻R應(yīng)用歐姆定律求出電流；根據(jù)P＝UI求出電動(dòng)機(jī)的輸入功率，即電動(dòng)機(jī)消耗的功率，根據(jù)Q＝I2rt求出電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量，電動(dòng)機(jī)的輸出功率等于輸入功率減去電動(dòng)機(jī)內(nèi)部消耗的功率．【詳解】A、通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流為：，故A錯(cuò)誤；BCD、對(duì)電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)的輸入功率，發(fā)熱功率，輸出功率，電動(dòng)機(jī)1分鐘內(nèi)產(chǎn)生的熱量，故CD正確．【點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵會(huì)靈活運(yùn)用歐姆定律，以及知道電動(dòng)機(jī)的輸出功率等于輸入功率減去電動(dòng)機(jī)內(nèi)部消耗的功率．9．AC【解析】【詳解】電機(jī)和電阻并聯(lián)，當(dāng)吹熱風(fēng)時(shí)，電阻消耗的功率為P=P熱-P冷=1000-120W=880W，由P=U2/R可知，故A正確；電機(jī)為非純電阻電路故不能用P=U2/R求解，故B錯(cuò)誤；當(dāng)電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)M和電熱絲R并聯(lián)，電動(dòng)機(jī)的功率為120W，總功率為1000W，電熱絲消耗的功率為880W，電熱絲每秒鐘消耗的電能為880 J，電動(dòng)機(jī)每秒消耗的電能為120J，故C正確，D錯(cuò)誤；故選AC。【點(diǎn)睛】本題考查了電吹風(fēng)的電路結(jié)構(gòu)及電功率的計(jì)算問題；對(duì)于這類結(jié)合生活中的電器考查電路連接情況的題目，要結(jié)合串并聯(lián)電路的電流流向特點(diǎn)進(jìn)行分析．10．BCD【詳解】A．在A、B兩端加電壓U后，注意到D點(diǎn)與B點(diǎn)是等電勢(shì)的，又在CD開路狀態(tài)時(shí)，R1上無(wú)電壓，故C、A兩點(diǎn)又是等勢(shì)的．可知此時(shí)C、D間的電壓與A、B兩端的電壓應(yīng)該是一樣的，也為U。故A不符合題意。B．在C、D兩端加電壓U后，A、B間電壓即為電阻R2上的電壓．此時(shí)可求得A、B間電壓為：故B符合題意。C．注意到B、D之間是用無(wú)電阻導(dǎo)線連接的，所以，無(wú)論A、C間是否加電壓，B、D兩點(diǎn)始終是等電勢(shì)的．即B、D間電壓總為零。故C符合題意。D．在B、C間加電壓U，注意到B、D等電勢(shì)，故B、C之間的電壓就是C、D之間的電壓，所以C、D間電壓總是U。故D符合題意。故選BCD。11．上    左        A    【詳解】(1)[1]開關(guān)S接通1，電容器充電，根據(jù)電源的正負(fù)極可知電容器上極板帶正電。[2]開關(guān)S接通2，電容器放電，通過(guò)電流表的電流向左。(2)[3]充滿電后電容器所帶電荷量(3)[4]AB．電容器充電過(guò)程中，電流逐漸減小，隨著兩極板電荷量增大，電流減小的越來(lái)越慢，電容器充電結(jié)束后，電流減為0，A正確，B錯(cuò)誤；CD．電容是電容器本身具有的屬性，根據(jù)電容的定義式可知，電荷量與電壓成正比，所以圖線應(yīng)為過(guò)原點(diǎn)直線，CD錯(cuò)誤。故選A。12．×10    歐姆調(diào)零    200        較小    80    【詳解】（1）[1][2]用多用表的“×100”倍率的擋位測(cè)熱敏電阻在室溫下的阻值，發(fā)現(xiàn)表頭指針偏轉(zhuǎn)的角度很大，說(shuō)明電阻較小，換用小倍率的，所以換用“×10”倍率；換擋后，需重新歐姆調(diào)零。[3]電阻的阻值等于20×10Ω=200Ω[4]結(jié)合圖甲可知熱敏電阻阻值與溫度關(guān)系式為R=t+100（2）①[5]由閉合電路歐姆定律有E=Ig（R+R′+Rg）可見電流越小電阻越大，而電阻越大溫度則越高，即電流刻度較大處對(duì)應(yīng)的溫度刻度應(yīng)該較小。
②[6]若電阻箱阻值R′=220Ω時(shí)，代入E=Ig（R+R′+Rg）得熱敏電阻的阻值為R=180Ω結(jié)合圖甲可知熱敏電阻阻值與溫度關(guān)系式為R=t+100故此時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度數(shù)值為80℃。13．(1) 300W；(2) 300W；(3) 2400J．【詳解】(1)貨物勻速上升，故牽引力等于重力，故有：F=mg=30×10=300N；上升的速度為：v==1m/s；故牽引力的功率為：P=FV=300×1W=300W；(2)電動(dòng)機(jī)的輸出功率為300W(3)由能量守恒定律可知：Q=UIt﹣mgh=380×1×30﹣300×30=2400J；【點(diǎn)睛】本題主要考查了能量守恒定律、非純電阻電路綜合應(yīng)用．屬于容易題．解決這類問題關(guān)鍵要認(rèn)識(shí)到能量轉(zhuǎn)換的關(guān)系，例如本題是一部分電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能（電動(dòng)機(jī)的輸出功率），另一分電能轉(zhuǎn)換為內(nèi)能（電動(dòng)機(jī)線圈所產(chǎn)生的熱量）．14．（1）9W；（2）4W；（3）8W。【詳解】（1）根據(jù)功率表達(dá)式：代入數(shù)據(jù)得：P1=I2R1=32×1W=9W（2）通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流：IM=I-I2=3A-1A=2A電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻發(fā)熱功率：22×1W=4W（3）根據(jù)歐姆定律得：U2=I2R2=6V電動(dòng)機(jī)的總功率：P=IMUM=2×6W=12W  電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率：P出=P-PM=2×6W-4W=8W15．(1)327℃；(2)180J【詳解】(1)由題意可知，氣體的體積增大為2倍，氣體發(fā)生等壓變化，由蓋呂薩克定律得解得T=2T0=600K缸內(nèi)氣體溫度為t2=600?273=327℃(2)對(duì)氣缸，由平衡條件得Mg+P0S=PS解得P=3.0×105Pa活塞相對(duì)氣缸緩慢移動(dòng)到缸口AB處中，氣體對(duì)氣缸做功則有代入數(shù)據(jù)可得W=?300J電阻絲在10s內(nèi)產(chǎn)生的熱量由熱力學(xué)第一定律得ΔU=Q+W=480J?300J=180J即氣體的內(nèi)能增大180J16．(1) ；(2)【詳解】(1)導(dǎo)體棒受到的安培力(2) 1min內(nèi)在導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的熱量