人教版（2019）高中物理必修三专题09 电路中的能量转化能源与可持续发展

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专题09 电路中的能量转化能源与可持续发展
一．选择题
1.(多选)(2020-2021学年·宣威市九中高二期中)通过电阻丝的电流是I＝100 mA，电阻丝的电阻是R＝100 Ω，通电时间是t＝10 s，则(　　)
A.电阻丝两端电压是10 V
B.通过其某一横截面的电子数是1.6×1018个
C.电流做的功是100 J
D.产生的热量是10 J
【答案】　AD
【解析】　由欧姆定律可知U＝IR＝100×10－3×100 V＝10 V，A正确；由I＝，则可得通电时间为10 s时，通过某一截面的电荷量为q＝It＝100×10－3×10 C＝1 C，一个电子的电荷量e＝1.6×10－19 C，则通电时间为10 s时，通过其某一横截面的电子数是n＝个＝6.25×1018个，B错误；因为电阻丝是纯电阻，所以电流做的功全部转化为内能，则有W＝I2Rt＝(100×10－3)2×100×10 J＝10 J，C错误，D正确。
2.(2020-2021学年·福建龙岩一中高二期末)下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是(　　)
A.电流做功越快，电功率越大，电路中产生的焦耳热一定越多
B.在非纯电阻电路中，UI>I2R
C.电功W＝UIt只在纯电阻电路中适用
D.电热Q＝I2Rt只在纯电阻电路中适用
【答案】　B
【解析】　电流做功越快，电功率越大；但是电路中产生的焦耳热不一定多，一个是没有说明时间，另一个没有说明电路是不是纯电阻电路，故A错误；在非纯电阻电路中消耗的电能一方面转化为内能，一方面转化为其他形式的能，即有W电＝W其他＋Q
其中W电＝UIt，Q＝I2Rt
所以有W电>Q
即有UIt>I2Rt
所以UI>I2R，故B正确；
电功公式W＝UIt是对一切电路都适用，故C错误；电热公式Q＝I2Rt适用于一切电路，故D错误。
3.(2020-2021学年·北京顺义区一中高二月考)一台直流电动机，其线圈的电阻值为0.5 Ω。当电动机两端所加电压为8 V时，电动机正常工作，通过线圈的电流是2 A。由此可知(　　)
A.电动机消耗的电功率为72 W
B.电动机输出的机械功率为12 W
C.电动机线圈的发热功率为2 W
D.电动机的工作效率为50%
【答案】　C
【解析】　电动机消耗的电功率P＝UI＝16 W，故A错误；电动机线圈的发热功率P热＝I2R＝2 W，故C正确； 电动机输出的机械功率P出＝P－P热＝14 W，故B错误；电动机的工作效率η＝×100%＝87.5%，故D错误。
4.(2020-2021学年·山东济南中学高一期中)扫地机器人是智能家用电器的一种，能凭借一定的人工智能，自动在房间内完成地板清理工作。若机器人电动机线圈电阻为r，当它正常工作时，电动机两端所加的电压为U，通过的电流为I，下列说法正确的是(　　)

A.I
PB′
【答案】　C
【解析】　由P＝UI，可得两灯功率相等，且UA>UB，所以电流IAUB，所以电阻RA>RB，故B错误；将两灯串联后接入电路中时，电路中电流相等，又因为电阻RA>RB，由P＝I2R，得两灯的功率关系PA > PB，故C正确；将两灯并联后接入电路中时，两灯的电压相等，又因为电阻RA > RB，由P＝，得两灯的功率关系PA′