高中人教版 (2019)1 电路中的能量转化课后复习题

这是一份高中人教版 (2019)1 电路中的能量转化课后复习题，共13页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
2021-2022学年度高二物理第十二章电能能量守恒定律第一节电路中的能量转化（二）必修第三册（人教版2019）未命名  一、单选题1．如图所示，将两根电阻丝 和 串联在电路中，若，则哪根火柴先点燃（   ）A．R1上的火柴先被点燃B．R2上的火柴先被点燃C．一定同时点燃D．一定都不会点燃2．如图1所示，用充电宝为一手机电池充电，其等效电路如图2所示。在充电开始后的一段时间内，充电宝的输出电压、输出电流可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻为，则时间内（　　）A．充电宝输出的电功率为B．充电宝产生的热功率为C．手机电池产生的焦耳热为D．手机电池储存的化学能为3．如图所示，电阻，电动机的电阻。当开关断开时，电流表的示数是I，电路消耗的电功率为当开关合上后，电动机转动起来。若保持电路两端的电压不变，电流表的示数和电路消耗的电功率应是（　　）
 A． B．C． D．4．电吹风中的电动机带动风叶转动，电热丝给空气加热，生成的热风可将头发吹干。设电动机线圈的电阻为R1，它与电热丝的电阻R2串联，接到直流电源上，电吹风两端电压为U，通过的电流为I。下列说法正确的是（  ）A．电吹风两端的电压U=I（R1+R2）B．电吹风消耗的电功率为UI+I2（R1+R2）C．电吹风输出的机械功率为UI-I2（R1+R2）D．电吹风消耗的电功率为I2（R1+R2）5．下列做法符合安全用电要求的是A．将湿衣服罩在电暖炉上烘烤B．维修电器时先将电源断开C．用湿布擦试正在工作的电脑D．用铁丝替代熔断的保险丝6．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RM=0.50Ω。若灯泡恰能正常发光，以下说法中正确的是（　　）A．电动机的输入功率为24W B．电动机的输出功率为12WC．电动机的热功率为2.0W D．整个电路消耗的电功率为22W7．在物理学发展史上，许多科学家通过恰当的运用科学研究方法，超越了当时研究条件的局限性，取得了辉煌的研究成果，下列表述符合物理学史实的是（　　）A．焦耳应用欧姆定律和电流做功表达式，推导得出焦耳定律B．伽俐略首先引入电场线和磁感线来形象描绘电场和磁场，揭开电磁学研究的新篇章C．库仑利用库仑扭秤巧妙地实现了他对电荷间相互作用力规律的研究D．物理学中引入了“点电荷”的概念，从科学方法上来说属于控制变量法 二、多选题8．如图所示是某一直流电动机提升重物的示意图，重物质量m＝50 kg，电源提供给电动机的电压为U＝110 V，不计各种摩擦，当电动机以v＝0.9 m/s的恒定速率向上提升重物时，通过电动机的电流为I＝5.0 A，重力加速度g取10 m/s2，则(　　)A．电动机的输入功率为550 W B．电动机提升重物的功率为550 WC．电动机提升重物的功率为450 W D．电动机的线圈电阻为22 Ω9．如图所示的电路中，输入电压U恒为16V，灯泡L标有“6V，6W”字样，电动机线圈的电阻RM=1Ω，若灯泡恰能正常发光，则下列说法中正确的是（    ）A．电动机的输入功率为16WB．电动机的输出功率为10WC．电动机的热功率为1WD．整个电路消耗的电功率为16W10．如图所示是将滑动变阻器作分压器用的电路，A、B为分压器的输出端，若把变阻器的滑动片放在变阻器中央，下列判断正确的是（　　）A．空载时输出电压为B．当接上负载R时，输出电压C．负载R越大，越接近D．负载R越小，越接近  三、实验题11．如图甲所示是一种测量电容的实验电路图，实验是通过对高阻值电阻放电的方法，测出电容器充电至电压为U时所带的电荷量Q，从而再求出待测电容器的电容C．某同学在一次实验时的情况如下：a.按图甲所示的电路图接好电路；b.接通开关S，调节电阻箱R的阻值，使小量程电流表的指针偏转接近满刻度，记下此时电流表的示数I0=490μA，电压表的示数U0=8.0V，I0、U0分别是电容器放电时的初始电流和电压；c.断开开关S，同时开始计时，每隔5s或10s测读一次电流i的值，将测得数据填入表格，并标示在图乙的坐标纸上（时间t为横坐标，电流i为纵坐标），结果如图中小黑点所示；（1）在图乙中画出i—t图线______．（2）图乙中图线与坐标轴所围成面积的物理意义是________．（3）该电容器的电容为___F（结果保留两位有效数字）．12．(1)某同学要用多用电表测一只电阻，已知多用电表电阻档有4个倍率，分别为×1k、×100、×10、×1，该同学选择×100倍率，用正确的操作步骤测量发现指针偏转角度太大（指针位置如图中虚线所示）. 为了较准确地进行测量，请你补充完整接下去应该进行的主要操作步骤：A:调节选择开关旋钮，选择×_________倍率；B:两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在0Ω处；C:重新测量并读数．若这时刻度盘上的指针位置如图中实线所示，则该电阻的阻值为_________Ω；D:测量完毕，把选择开关旋钮打至OFF档（或交流电压最高档）. (2) 在“测定金属电阻率”的实验过程中：正确操作获得金属丝的直径的读数如图所示，则它的读数是______mm。 四、解答题13．规格为“220V  36W”的排气扇，线圈电阻为40Ω．（1）接上220V 电压后，求排气扇转化为机械能的功率和发热热功率；（2）如果接上220V 电压后，扇叶被卡住，不能转动，求排气扇的电功率和发热功率．14．有一种“电测井”技术，用钻头在地上钻孔，通过在钻孔中进行电特性测量，可以反映地下的有关情况，如图所示为一钻孔，其形状为圆柱体，半径为10cm，设里面充满浓度均匀的盐水，其电阻率ρ＝0.314 Ω·m，现在钻孔的上表面和底部加上电压，测得U＝100 V，I＝100 mA。(1)求该钻孔的深度。(2)若截取一段含盐水的圆柱体与电动势为200 V、内阻为100 Ω的电源相连，通电10 min，当截取的圆柱体长度为多少时，盐水产生的热量最多，最多为多少？15．小明准备参加玩具赛车比赛，她想通过实验挑选一只能量转换效率较高的电动机，实验时她先用手捏住电动机的转轴，使其不转动，然后放手，让电动机正常转动，分别将2次实验的有关数据记录在表格中请问：电动机的电压电动机工作状态通过电动机的电流不转动正常转动 (1)当电动机正常工作时，转化为机械能的功率是多少？(2)当电动机正常工作1分钟时，电动机消耗的电能是多少？(3)该玩具电动机正常工作时电能转化为机械能的效率是多少？16．如图所示，MN、PQ是两条水平平行放置的光滑金属导轨，导轨的右端接理想变压器的原线圈，变压器的副线圈与电阻R＝20Ω组成闭合回路，变压器的原副线圈匝数之比n1 :n2＝1 : 10，导轨宽L＝5m．质量m＝2kg、电阻不计的导体棒ab垂直MN、PQ放在导轨上，在水平外力F作用下从t＝0时刻开始在图示的两虚线范围内往复运动，其速度随时间变化的规律是v＝2sin20πtm/s．垂直轨道平面的匀强磁场的磁感应强度B＝4T．导轨、导线和线圈电阻不计．求：（1）从t＝0到t1＝10 s的时间内，电阻R上产生的热量Q＝?（2）从t＝0到t2＝0.025 s的时间内，外力F所做的功W＝?
参考答案1．A【详解】因为两电阻丝串联，所以通过它们的电流和通电时间都相同；根据焦耳定律可知，在电流和通电时间一定时，电阻越大产生的热量越多；因为 ，所以 ，电炉丝 的温度高，火柴先被点燃，故A项正确．故选A。2．D【详解】A．充电宝的输出电压U、输出电流I，所以充电宝输出的电功率为A错误；BC．手机电池充电电流为I，所以手机电池产生的热功率为而充电宝的热功率应为充电宝的总功率减去输出功率，根据题目信息无法求解，BC错误；D．输出的电能一部分转化为手机的化学能，一部分转化为电池的热能，故根据能量守恒定律可知手机电池储存的化学能为D正确。故选D。3．C【详解】AC．由于电动机是非纯电阻性电路，由于因此流过电动机的电流故流过电流表的电流A错误，C正确；BD．电路消耗的总功率BD错误。故选C。4．C【详解】A．电吹风为非纯电阻电路，所以电吹风两端的电压U>I（R1+R2），A错误；BD．电吹风消耗的电功率为UI，BD错误；C．电吹风输出的机械功率为UI-I2（R1+R2），C正确。故选C。5．B【详解】A．将湿衣服罩在电暖炉上，容易引起火灾，故A项错误；B．维修电器时，不能带电作业，必须断开电源，故B项正确；C．不能用湿布擦拭正在工作的用电器，以免触电，故C项错误；D．使用保险丝的电路要选用与电路匹配的熔断丝，不可随意加粗或用金属丝替代，否则不能起到过电保护的作用，故D项错误。6．C【分析】由灯泡铭牌可知灯泡额定电是6V，额定功率是12W，由电功率的变形公式可以求出灯泡正常发光时的电流；由串联电路特点可以求出电动机的电压，由电功率公式可以求出电机总功率与热功率，进一步求出电动机的输出功率；由电功率公式可以求出电路总功率。【详解】A．电动机两端的电压为U1=U﹣UL=12V﹣6V=6V整个电路中的电流为所以电动机的输入功率为P=U1I=6×2W=12W故A错误；B．电动机的热功率为P热=I2RM=22×0.5W=2W则电动机的输出功率为P2=P﹣P热=12W﹣2W=10W故B错误，C正确；D、整个电路消耗的功率为P总=UI=12×2W=24W故D错误。故选C。【点睛】解决本题的关键知道电动机的输出功率P2=I2RM以及知道整个电路消耗的功率P总=UI。7．C【详解】A．焦耳通过实验，应用控制变量法得到焦耳定律，选项A错误；B．法拉第首先引入电场线和磁感线，极大地促进了他对电磁现象的研究，选项B错误；C．库仑利用库仑扭秤巧妙地实现了他对电荷间相互作用力规律的研究，选项C正确；D．点电荷的概念属于理想化模型，选项D错误。故选C。8．AC【详解】A．电动机的输入功率：P入＝UI＝110×5.0 W＝550 W故A符合题意．BC．提升重物的功率：P出＝mgv＝50×10×0.9 W＝450 W故B不符合题意，C符合题意．D．由P入＝P出＋P热和P热＝I2R线得：故D不符合题意．9．CD【详解】电动机两端的电压U1=U-UL=16-6V=10V，整个电路中的电流，所以电动机的输入功率P=U1I=10×1W=10W，故A错误；电动机的热功率P热=I2RM=1×1W=1W，则电动机的输出功率P2=P-I2RM=10-1W=9W，故B错误，C正确；整个电路消耗的功率P总=UI=16×1W=16W，故D正确．所以CD正确，AB错误．10．ABC【详解】A．空载时，AB间不接电阻，此时根据分压比等于电阻比可知故A正确；B．AB间接上负载可知，滑动变阻器下半部分与R并联根据分压比可知故B正确；CD．由R越大越接近 ，越接近，故C正确，D错误。故选ABC。11．    电容器充电到电压为U0时所带的电荷量    1.010-3    【解析】【详解】（1）用图象法处理数据是实验中常用的一种方法，在画图的过程中要用光滑曲线，如图示：（2）由Q=it知，i－t图线与时间轴所围的面积就是表示电荷量，而从实验图线可看出，此电容器放电完毕，说明此电荷量就等于在开始时电容器所带的电荷量，所以图乙中图线与坐标轴所围成面积的物理意义，就是电容器充电到电压为U0时所带的电荷量．（3）图线与坐标轴所围面积约为32格，电容器的带电量约为Q=325010-65C=810-3C，该电容器的电容C==F=1.010-3F．12．  10  120  0.730【解析】（1）因偏转角度过大，则电阻小要用小量程的，选择×10档，图示读数为：12×10=120Ω。（2）螺旋测微器的读数为：0.5mm+23.0×0.01mm=0.730mm。13．（1）35W,1W（2）1210W【解析】【详解】（1）接上220V 电压后，排气扇的功率为36W．
据热功率公式P热=I2r=()2×40W=1 W  
所以转化为机械能的功率P机=P-P热=36W-1W=35 W
（2）当接上220V 电压后，扇叶被卡住，不能转动，此电路变为纯电阻电路，消耗的功率全部转化为热功率，所以P=P热=W=1210 W【点睛】此题要利用能量守恒，找出电功率、机械功率和热功率的关系，再利用功率和热功率公式求解；注意当排气扇卡住，此电路为纯电阻电路，功率全部转化为热功率．14．(1)100m；(2)10m，6×104J【解析】【详解】(1)盐水电阻由电阻定律、解得：h＝100 m(2)当圆柱体电阻等于电源内阻时，电源输出功率最大，盐水产生热量最多。电源内阻r＝100 Ω，则截取的圆柱体内阻也应该等于R′＝100 Ω圆柱体长度 圆柱体与电源组成闭合电路，电流 热量最多为15．(1)；(2)120J；(3)【详解】(1)电动机不转动时，是纯电阻电路，根据欧姆定律得当电动机正常工作时(2)当电动机正常工作1分钟时，电动机消耗的电能(3)电能转化为机械能的效率16．（1）4×104J；（2）104 J【详解】（1） a b棒产生的是交流，其电动势为E＝BLv＝40 sin20πt V 原线圈上电压的有效值为U1＝20V，副线圈上电压的有效值为U2，则由，解得：副线圈两端的电压U2＝200V从t＝0到t1＝10 s的时间内，电阻R上产生的热量（2）从t＝0到t2＝0.025 s，经历了四分之一个周期，设在这段时间R上产生的热量分别是Q2，在t2＝0.025 s时刻，ab棒的速度为v2，则由v2＝2sin20πt2＝2m/s从t＝0到t2＝0.025 s的时间内，外力F所做的功