2022—2023学年高二粤教版（2019）必修第三册 第五章 电能与能源的可持续发展 单元检测卷5（含解析）

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2022—2023学年高二粤教版（2019）必修第三册 第五章 电能与能源的可持续发展 单元检测卷5（含解析）一、单选题（共35分）1．如图所示，雷雨时一头牛躲在树下，闪电击中了树，一个持续40μs的电流脉冲流过地面，这段时间地面形成的等势面如图。如果前后两脚间的身体电阻为500Ω，则闪电过程中耗散在体内的能量约为（　　）A．1000J B．2000J C．3200J D．4000J2．用两个不同的电热丝烧开水，不计热量损失，单独用第一个烧，用时，单独用第二个烧同样的水，用时，如果把两电热丝串联使用一同烧同样的水，接在相同电压下烧同样的水所用时间为（　　）A． B． C． D．3．电阻R1、R2按图示方法接入电压恒定的电源上，闭合电键后保持R1的阻值不变，改变R2的阻值，则关于R1消耗的功率P1的说法正确的是（　　）A．R2增大，P1增大 B．R2增大，P1减小C．R2减小，P1减小 D．R2减小，P1不变4．下列物理量的单位用国际单位制中基本单位正确表示的是（　　）A．电阻： B．电功率： C．电量： D．电功：5．小红在路上看到一个现象：当电动汽车的电动机启动时，汽车的车灯会瞬时变暗。汽车的电源、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图所示，已知汽车电源电动势为，内阻为。车灯接通电动机未起动时（即开关断开，闭合），电流表示数为；电动机启动的瞬间（即开关、均闭合），电流表示数达到。若电流表内阻不计，车灯电阻恒定，电动机启动时（　　）A．车灯两端的电压为B．通过车灯的电流为C．车灯的功率为D．车灯的功率约为6．如图所示，三个电阻R1、R2、R3的阻值相同，允许消耗的最大功率分别为10W、10W、2W，则此电路中允许消耗的最大功率为（　　）A．22W B．12W C．15W D．16W7．某实物投影机有10个相同的强光灯L1～L10和10个相同的指示灯X1～X10，将其连接在220V直流电源上，电路图如图所示，若工作一段时间后，L2灯丝烧断，则（　　）A．X1的功率减小，L1的功率增大B．X1的功率增大，L1的功率增大C．X2的功率增大，其他指示灯的功率减小D．X2的功率减小，其他指示灯的功率增大二、多选题（共25分）8．机器人的使用开拓了我们的视野，延伸了我们的肢体，大大提高了我们的工业效率。如图，一款微型机器人的直流电动机的额定电压为U，额定电流为I，线圈电阻为R，将它接在一直流电源的两极间，电动机恰好能正常工作，下列说法正确的是（　　）A．电动机消耗的电功率为B．电动机消耗的电功率为UIC．流过电动机的电流与其两端电压的关系满足D．电动机的线圈发热功率为9．一电动自行车动力电源上的铭牌标有“36V、10A·h”字样，假设工作时电源（不计内阻）的输出电压恒为36V，额定输出功率为180W，由于电动机发热造成损耗（其他损耗不计），电动自行车的效率为80％，则下列说法正确的是（　　）A．额定工作电流为10AB．电池充满电后总电量为3.6×104CC．自行车电动机的内阻为7.2ΩD．自行车保持额定功率行驶的最长时间是2h10．如图所示的电路，电源电动势为E，内阻为r，电动机M的线圈电阻为R。闭合电键S后，电动机正常工作，此时电压表读数为U，电流表读数为I，电表均为理想电表。下面说法正确的是（   ）A．通过电动机的电流为 B．通过电动机的电流为C．电源的效率为 D．电动机输出的机械功率为11．将一电源电动势为E，内阻为r的电池，与外电路连接，构成一个闭合电路，用R表示外电路电阻，I表示电路的总电流，下列说法正确的是（　　）A．由可知，电源的内电压随I的增大而增大B．由可知，外电压随I的增大而增大C．由可知，电源的输出功率P随输出电流I的增大而增大D．由可知，电源输出电压U随输出电流I的增大而减小12．用某型号的充电器给一款锂电池充电，在电池电量从零直至充满的过程中，充电电压和充电电流随时间变化的曲线简化后如图所示。据图可知（　　） A．充电时通过锂电池的电流是直流电B．实线是电流曲线，虚线是电压曲线C．锂电池的充电功率先增大后减小D．锂电池的平均充电功率约为7.0W三、解答题（共45分）13．电流通过电路时电能转变成其他形式的能是通过电流做功来实现的，试通过电场力做功推导功率的表达式。14．电动机是将电能转换成机械能的一种装置，在生产生活中有着广泛的应用。如图所示电路中，电动机的内阻，电源电动势、内阻，小灯泡规格为“”。闭合开关S，电路稳定后，小灯泡恰好正常发光。求：（1）电源的输出功率；（2）电动机的效率。15．在如图所示的电路中，电阻R1=50Ω，R为滑动变阻器。闭合开关S，求：（1）流过电阻R1的电流方向是从a到b还是从b到a？（2）将滑动变阻器滑片P向右移动少许，电阻R1在相同时间内产生的热量是增大还是减小？（3）如果电路中的电流I=0.1A，电阻R1的热功率是多大？16．有一个直流电动机，把它接入0.2 V电压的电路时，电动机不转，此时测得流过电动机的电流是0.4 A；若把电动机接入2.0 V电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1.0 A。求：（1）电动机线圈的电阻；（2）电动机正常工作时的输出功率；（3）在发动机正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率。
参考答案1．C【解析】【详解】由图可知加在牛前后两脚间的电压因此流过牛身体的电流闪电过程中耗散在牛体内的能量 故选C。2．A【解析】【详解】把一壶冷水加热至某一温度时水吸收的热量相同，设为，则串联电路中总电阻等于各电阻之和，两电阻串联后的总电阻如果把它们串联在此电源上，电路的功率根据解得故A正确，BCD错误。故选A。3．B【解析】【详解】R1消耗的功率R1的阻值不变，发现，R2增大时，P1减小，R2减小时，P1增大。故选B。4．C【解析】【详解】A．电阻故A错误；B．电功率故B错误；   C．电量故C正确；D．电功故D正确。故选C。5．D【解析】【详解】A．电动机启动时，车灯两端的电压为故A错误；B．车灯电阻为电动机启动时，通过车灯的电流为故B错误；CD．电动机启动时，车灯的功率为故C错误，D正确。故选D。6．B【解析】【详解】由题意知R1=R2=R3=R，P1=10W，P2=10W，P3=2W。由图知，R2与R3并联，则两端电压相等，根据可知R2与R3所消耗的功率一样，因R2与R3本身允许的最大功率分别是10W和2W，则R2、R3在电路中允许最大功率只能都是2W，否者会超过R3的允许功率。又把R2与R3看成一个并联电阻R'，则电路就是R1与R′串联，故电流相等，根据可知R1与R'所消耗功率之比为。由题知，三个电阻R1，R2，R3的阻值相同，R2与R3的并联值，所以，所以R1上消耗的功率是并联电阻R'上的两倍。若R2、R3的功率都为2W，则R'的功率即为2W+2W=4W则R1的功率为2×4W=8W<10W所以总功率最大为2W+2W+8W=12W故选B。7．C【解析】【详解】AB．显然L1和X1并联、L2和X2并联…然后它们再串联接在220V直流电源上，L2灯丝烧断，则总电阻变大、电路中电流I减小，又L1和X1并联的电流分配关系不变，则X1和L1的电流都减小，由功率都减小，同理可知除X2和L2外各灯功率都减小，AB错误；CD．由于I减小，各并联部分的电压都减小，电源电压不变，则X2上电压增大，根据可知X2的功率变大， D错误C正确。故选C。8．BD【解析】【详解】ABD．电动机消耗的电功率是是其内部线圈发热的功率，故A错误，BD正确；C．电动机不是纯电阻元件，通过的电流与两端电压不满足欧姆定律表示式，故C错误。故选BD。9．BD【解析】【详解】A．由可知，额定电流A错误；B．动力电源充满电后总电量B正确；C．电动自行车的热功率可得C错误；D．根据电池容量和得D正确。故选BD。10．CD【解析】【详解】AB．根据闭合电路欧姆定律有解得所以AB错误；C．电源的效率为所以C正确；D．电动机输出的机械功率为所以D正确；故选CD。11．AD【解析】【详解】A．由可知，电源的内电压随I的增大而增大，故A错误；BD．因为I增大时，外电阻R减小，所以不能根据得出外电压随I的增大而增大的结论，根据可知外电压（即输出电压）随I的增大而减小，故B错误，D正确；C．电源的输出功率为根据数学知识可知当时，P随I的增大而减小，当时，P随I的增大而增大，故C错误。故选AD。12．AC【解析】【详解】A．根据题图可知，电流方向未发生改变，故充电时通过锂电池的电流是直流电，故A正确；B．开始充电后，电压逐渐增大，达到电动势后，充电电流逐渐减小，故实线是电压曲线，虚线是电流曲线，故B错误；C．根据P＝IU可知，锂电池的充电功率先增大后减小，故C正确；D．结合题图，充电总电能略小于E＝×1.7×40×60J＋4.2××60×60J＝28152J平均功率P＝，其中t＝100×60s＝6 000s，解得P<4.692 W故D错误。故选AC。13．见详解【解析】【详解】在时间t内电流做功电功率为14．（1）3.5W；（2）90%【解析】【详解】（1）根据小灯泡恰好正常发光，可得电路中电流电源外压电源的输出功率解得（2）电动机的电压电动机的电功率电动机的热功率电动机的效率解得15．（1）从a到b；（2）减小；（3）0.5W【解析】【详解】（1）在外电路，电流方向由电源正极流向电源负极，故流过电阻R1的电流方向是从a到b。（2）将滑动变阻器滑片P向右移动少许，电路中的电阻增大，电流减小，根据焦耳定律可知，电阻R1在相同时间内产生的热量将减小。（3）根据解得16．（1）0.5 Ω；（2）1.5 W；（3）8 W【解析】【详解】（1）电动机不转时，电动机电路为纯电阻电路，根据欧姆定律可得线圈的电阻为R==0.5 Ω（2）电动机正常工作时的输入功率为P输入=UI=2.0V×1.0 A=2 W此时线圈的发热功率为P热=I2R=0.5 W则电动机的输出功率为P输出=P输入－P热=2 W－0.5 W=1.5 W（3）当转子被卡住之后，电动机为纯电阻电路，电动机的发热功率为P热′== W=8 W