人教版物理必修3同步练习: 12.1 电路中的能量转化(基础巩固)

试卷更新日期：2024-04-02 类型：同步测试

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一、选择题

1. 如图所示，P为一块半圆形薄电阻合金片，先将它按图甲方式接在电极A、B之间，然后将它再按图乙方式接在电极C、D之间，设AB、CD之间的电压是相同的，则这两种接法相等时间内在电阻中产生的热量关系正确的是（　　）

A、图甲产生的热量比图乙产生的热量多 B、图甲产生的热量比图乙产生的热量少 C、图甲产生的热量和图乙产生的热量一样多 D、因为是形状不规范的导体，所以判断不出哪一个产生的热量多

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2. 一台电动机的额定电压是220V，规定电流是5A，线圈电阻为0.5 $Ω$ ，则此电动机正常工作时每秒产生的热量为（）

A、25J B、12.5J C、110J D、1100J

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3. 能量转化是自然界普遍存在的现象。下列定律中，揭示电能转化为内能的规律的是（）

A、库仑定律 B、电阻定律 C、欧姆定律 D、焦耳定律

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4. 如图所示，两段长度和材料相同、各自粗细均匀的金属导体a、b，单位体积内的自由电子数相等，横截面积之比S_a：S_b=2：1。已知5s内有5×10¹⁸个自由电子通过导体a的横截面，电子的电荷量e=1.6×10^-19C。下列说法正确的是（）

A、流经导体a的电流为0.16A B、a、b的电阻之比R_a：R_b=2：1 C、自由电子在导体a和b中的定向移动速率之比v_a：v_b=2：1 D、相同时间内导体a和b产生的焦耳热之比Q_a：Q_b=2：1

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5. 电磁感应现象的发现，标志着人类从蒸汽机时代步入了电气化时代，下列设备利用电流热效应原理的是（）

A、电风扇 B、电熨斗 C、发电机 D、电磁起重机

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6. 一个阻值为10Ω的定值电阻，在10s内产生的热量为400J，则通过该定值电阻的恒定电流为（）

A、4A B、3A C、2A D、1A

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7. 如图所示是一款无叶电风扇及其铭牌，此款风扇内主要电器元件由内阻为 $0.5 Ω$ 的电动机和一个换挡元件串联组成。此风扇以额定功率工作1h，电动机产生的焦耳热为（）

A、 $44 J$ B、 $72 J$ C、 $4.5 \times 10^{4} J$ D、 $1.58 \times 10^{5} J$

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8. 用一个额定电压为 $220 V$ 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 $110 V$ 时，煮沸一壶水需要时间 $2 t$ B、当线路电压为 $110 V$ 时，煮沸一壶水需要时间 $8 t$ C、当线路电压为 $55 V$ 时，煮沸一壶水需要时间 $4 t$ D、当线路电压为 $55 V$ 时，煮沸一壶水需要时间 $16 t$

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9. 一台国产智能即热式电热水器的铭牌上所列的主要技术参数如下表所示．根据表中提供的数据，计算出此电热水器在额定电压下工作时，通过电热水器的最大电流约为（）
最大使用功率 $8000 W$
额定压力 $0.03 - 0.6 M p a$
额定电压 $220 V$
电器类别Ⅰ类
额定频率 $50 H z$
防水等级 $I P \times 4$

A、 $36.4 A$ B、 $4.4 A$ C、 $2.3 A$ D、 $0.02 A$

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10. 一只小灯泡的额定功率与额定电压分别为 $2 W$ 与 $5 V$ ，该小灯泡正常发光时的电流为

A、 $0.4 A$ B、 $2.5 A$ C、 $5 A$ D、 $10 A$

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11. 将如图所示的电动机接上电源后扇叶运转，电动机消耗的电功率为 $P_{电}$ 、输出的机械功率为 $P_{机}$ 、产生的电热功率为 $P_{热}$ ，它们间的关系是（）

A、 $P_{电} = P_{机} + P_{热}$ B、 $P_{机} = P_{电} + P_{热}$ C、 $P_{热} = P_{机} + P_{电}$ D、 $P_{电} = P_{机} = P_{热}$

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12. 下列家用电器中把电能主要转化为内能的是（）

A、
电风扇 B、
电熨斗 C、
洗衣机 D、
吸尘器

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13. 一台电动机，额定电压是100V，电阻是2Ω。正常工作时，通过的电流为5A，则电动机因发热损失的功率为（）

A、500W B、200W C、50W D、450W

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14. 下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法，正确的是（）

A、电功率越大，电流做功越快，电流做功一定越多 B、W=UIt适用于任何电路 C、在纯电阻电路中，UI>I²R D、Q=I²Rt只适用于纯电阻电路

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15. 关于电功和电热。以下说法正确的是（）

A、外电路电流做的功一定等于电热 B、外电路中电流所做的功一定大于电热 C、任何电路中电流所做的功一定大于电热 D、当外电路有电动机、电解槽的情况下电流做的功将转化为热能、机械能、化学能，因此，电功大于电热

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16. 2023年8月29日，全球瞩目的智能手机华为Mate 60 Pro上市。已知其锂离子聚合物电池容量为 $5000 m A \cdot h$ ，手机支持超级快充“20V/4.4A”，兼容“11V/6A”或“10V/4A”超级快充，电池电动势为3.6V，正常通话额定功率为2W，则（）

A、题中“ $m A \cdot h$ ”是能量的单位 B、最大超级快充对应的功率是66W C、充满电后可以正常通话的时间为9h D、充满电后可以正常通话的时间为18h

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二、多项选择题

17. 近年来，人工智能机器人逐渐走入我们的生活。如图，某科技小组在研究扫地机器人内部直流电动机的性能时，发现当电动机两端的电压为U₁、通过的电流为Ⅰ₁时，电动机没有转动；当电动机两端的电压为U₂、通过的电流为I₂时，电动机正常转动。关于这台电动机的电阻和正常工作时的输出功率，下列说法正确的是

A、电动机的电阻为 $r = \frac{U_{1}}{I_{1}}$ B、电动机的电阻为 $r = \frac{U_{2}}{I_{2}}$ C、正常工作时的输出功率为 $P_{出} = U_{2} I_{2} - \frac{I_{2}^{2} U_{1}}{I_{1}}$ D、正常工作时的输出功率为 $P_{出} = U_{1} I_{1} - \frac{I_{1}^{2} U_{2}}{I_{2}}$

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18. 关于电功和焦耳热，下列说法正确的是（）

A、在纯电阻电路中，计算电功可用公式W=I²Rt B、在非纯电阻电路中，计算电功可用公式W= I²Rt C、在非纯电阻电路中，计算焦耳热用Q= I²Rt D、在纯电阻电路中，计算焦耳热可用Q=UIt

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19. 电动机的电枢阻值为R，电动机正常工作时，两端的电压为U，通过的电流为I，工作时间为t，下列说法中正确的是（）

A、电动机消耗的电能为UIt B、电动机消耗的电能为I²Rt C、电动机线圈产生的热量为I²Rt D、电动机线圈产生的热量为U2tR

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20. 下列电器中利用电流热效应的是（）

A、电冰箱 B、电磁炉 C、洗衣机 D、电熨斗

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21. 如图所示是一直流电动机提升重物的装置；已知重物质量为m=50kg，电源输出电压U=110V保持不变，电动机线圈电阻R=4Ω，不计各处摩擦，当电动机以某一速度匀速向上提升重物时，电路中的电流I=5A（g=10m/s2）则： (　　)

A、电源的输出功率为100W B、电动机线圈电阻R的发热功率550W C、提升重物的功率为450W D、电动机的效率为81.8％

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22. 如图所示的电路中，输入电压U恒为12V，灯泡L上标有 “6V，12W”字样，电动机线圈的电阻 $R_{M} = 0.5 Ω$ 。若灯泡恰能正常发光，则下列说法正确的是（）

A、灯泡正常发光时的电阻为3Ω B、电动机的输入功率为10W C、电动机线圈电阻的发热功率为2W D、整个电路消耗的电功率为14W

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23. 电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内水烧开前的加热状态，另一种是锅内水烧开后的保温状态，如图所示是一学生设计的电饭锅电路原理示意图，S是用感温材料制造的开关。下列说法中正确的是（）

A、加热状态时是用R₁、R₂同时加热的 B、当开关S接通时电饭锅为加热状态，S断开时为保温状态 C、当 $\frac{R_{1}}{R_{2}}$ ＝2，R₂在保温状态时的功率为加热状态时的 $\frac{1}{9}$ D、当 $\frac{R_{1}}{R_{2}}$ ＝ $\sqrt{2}$ －1，R₂在保温状态时的功率为加热状态时的 $\frac{1}{8}$

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24. 两只小灯泡L₁、L₂分别标有“6V，3W”和“6V，5W”，另外有一个能满足需要的滑动变阻器R，将它们连接后接入电压为12V的电路中，要求两灯泡都正常发光且最省电，下面的四个电路中满足要求的是（）

A、 B、 C、 D、

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三、非选择题

25. 一台小型电动机在3V电压下工作，用此电动机提升重力为4N的物体时，通过它的电流是0.2A．在30s内可使该物体被匀速提升3m。若不计一切摩擦和阻力，求：

(1)、电动机的输入功率；

(2)、在提升重物的30s内，电动机线圈所产生的热量；

(3)、电动机的电阻。

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26. 如图所示，在倾角θ= $30^{°}$ 的绝缘光滑斜面上，固定两根平行光滑金属导轨，间距l=0.4m，下端用阻值R=0.8Ω的电阻连接。质量m=0.2kg、电阻r=0.2Ω、长为l的导体杆垂直放置在导轨上，两端与导轨始终接触良好。整个装置放置在垂直于斜面向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.5T。某时刻用平行于导轨向上的推力F作用在杆的中点，使杆从静止开始向上做匀加速直线运动，加速度a=0.5m/s² ， 2s以后，推力大小恒为0.8N，杆减速运动了0.45m，速度变为0，不计导轨电阻，取g=10m/s² ，求：

(1)、t=2s时，克服安培力做功的功率；

(2)、杆做减速运动的整个过程中，电阻R产生的热量。

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27. 某同学自制了一个电炉，已知该电炉工作时的电阻时 $55 Ω$ ，工作时通过电炉的电流是4A ，求：

(1)、加在该电炉两端的电压是多少？

(2)、该电炉工作时，10s内发的热是多少？

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28. 如图是利用电动机提升重物的示意图，其中 $D$ 是直流电动机，线圈的电阻为 $5 Ω$ 。 $P$ 是一个质量为 $m = 50 kg$ 的重物，它被细绳拴在电动机的轴上。闭合开关S，当重物 $P$ 匀速上升时电流表和电压表的示数分别是4A和120V，g取 $10 {m/s}^{2}$ ，求：

(1)、电动机的输入电功率的大小；

(2)、物 $P$ 匀速上升时的速度多大。

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29. 规格为“220V，36W”的排气扇，线圈电阻为40Ω接上220V电压后。求：

(1)、排气扇的输出功率（结果均保留一位小数）；

(2)、如果接上220V电压后，扇叶被卡住，不能转动，排气扇的发热功率。

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最大使用功率 $8000 W$	额定压力 $0.03 - 0.6 M p a$
额定电压 $220 V$	电器类别Ⅰ类
额定频率 $50 H z$	防水等级 $I P \times 4$