必修 第三册1 电路中的能量转化当堂检测题

这是一份必修 第三册1 电路中的能量转化当堂检测题，共6页。
[基础达标练]
一、选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分)
1．(多选)不考虑温度对电阻的影响，对一个“220 V 40 W”的灯泡，下列说法正确的是( )
A．接在110 V的电路中时的功率为20 W
B．接在110 V的电路中时的功率为10 W
C．接在440 V的电路中时的功率为160 W
D．接在220 V的电路中时的功率为40 W
BD [由P额＝eq \f(U\\al(2,额),R)得，灯泡的电阻R＝eq \f(2202,40) Ω＝1 210 Ω，当电压为110 V时，P＝eq \f(U2,R)＝eq \f(1102,1 210) W＝10 W；电压为440 V时，超过灯泡的额定电压一倍，故灯泡烧坏．]
2．如图所示，把两个相同的灯泡分别接在甲、乙电路中，甲电路两端的电压为8 V，乙电路两端的电压为16 V．调节变阻器R1和R2使两灯都正常发光，此时变阻器消耗的功率分别为P1和P2，两电路中消耗的总功率分别为P甲和P乙，则下列关系中正确的是( )
甲 乙
A．P甲P乙
C．P1>P2 D．P1＝P2
D [由灯都正常发光可知，R1中电流是R2中电流二倍，R1两端电压是R2两端电压的二分之一，两变阻器消耗的功率相等，两电路中消耗的总功率相等，选项D正确，A、B、C错误．]
3．如图所示为一电烙铁，电烙铁通电一段时间后，会变得很烫，而连接电烙铁的导线却不怎么热，其主要原因是( )
A．导线有绝缘皮，隔热效果好
B．导线较长，散热比电烙铁快
C．导线的电阻远小于电烙铁的电阻
D．通过导线的电流小于通过电烙铁的电流
C [由热功率P＝I2R可知，电烙铁和导线串联，电流相等，导线的电阻远小于电烙铁的电阻，故电烙铁很烫而导线不怎么热，选项C正确．]
4．如图所示，A、B两点间电压为18 V，R1＝0.2 Ω，电动机M线圈的电阻也是0.2 Ω，电路中的电流是25 A，则此电路中电能转化为机械能的效率是( )
A．72% B．28%
C．55.6% D．44.4%
D [电路中总的电功率P＝UI＝450 W，电路中的热功率P热＝I2(R1＋r)＝250 W，则电路中电能转化为机械能的效率为η＝eq \f(P－P热,P)×100%≈44.4%，D正确．]
5．两盏额定功率相同的灯泡A和B，其额定电压UA>UB，则下列说法正确的是( )
A．两灯正常发光时，灯泡的电流强度IA>IB
B．两灯电阻RAPC B．PB>PA>PD＝PC
C．PB>PD>PC>PA D．PA>PC>PD>PB
B [由R＝eq \f(U2,P)可知，灯的电阻RA＝10 Ω，RB＝60 Ω，RC＝RD＝20 Ω，C、D并联部分的电阻为R并＝10 Ω，电路中RB>RA＝R并，由串联电路的功率关系知PB>PA＝P并，而PC＝PD＝eq \f(P并,2)，故PB>PA>PD＝PC，B正确．]
2．功率为10 W的发光二极管(LED灯)的亮度与功率为60 W的白炽灯相当．假设每户家庭有2只60 W的白炽灯，均用10 W的LED灯替代，按全国有4亿户家庭，每户家庭每天亮灯6小时计算，估算出全国一年节省的电能最接近( )
A．8×108 kW·h B．8×1010 kW·h
C．8×1011 kW·h D．8×1013 kW·h
B [因每只白炽灯和发光二极管的功率分别为60 W和10 W，则每户家庭每天节省的电能为(60－10) × 10－3 ×2×6 kW·h＝0.6 kW·h，所以全国一年节省的电能为0.6×4×108×365 kW·h＝8.76×1010 kW·h，B正确，A、C、D错误．]
3．如图所示为甲、乙两灯泡的I­U图象，根据图象，计算甲、乙两灯泡并联在电压为220 V的电路中时实际发光的功率分别约为( )
A．15 W、30 W B．30 W、40 W
C．40 W、60 W D．60 W、100 W
C [由图象可知，当U＝220 V时，通过甲、乙两灯的电流分别为I甲＝0.18 A、I乙＝0.27 A，则P甲＝UI甲≈40 W，P乙＝UI乙≈60 W，C正确．]
4．(多选)有一内电阻为4.4 Ω的电解槽和一盏标有“110 V 60 W”的灯泡串联后接在电压为220 V的直流电路两端，灯泡正常发光，则( )
A．电解槽消耗的电功率为120 W
B．电解槽的发热功率为1.3 W
C．电解槽消耗的电功率为60 W
D．电路消耗的总功率为60 W
BC [灯泡能正常发光，说明电解槽和灯泡均分得110 V电压，且干路电流I＝I灯＝eq \f(60 W,110 V)，则电解槽消耗的功率P＝P灯＝60 W，C对，A错；电解槽的发热功率P热＝I2R＝1.3 W，B对；整个电路消耗的功率P总＝220 V×eq \f(60 W,110 V)＝120 W，D错．]
二、非选择题(本题共2小题，共26分)
5．(12分)某商场安装了一台倾角为30°的自动扶梯，该扶梯在电压为380 V的电动机带动下以0.4 m/s的恒定速度向斜上方移动，电动机的最大输出功率为4.9 kW.不载人时测得电动机中的电流为5 A，若载人时扶梯的移动速度和不载人时的移动速度相同，则这台自动扶梯可同时承载的最多人数为多少？(设每个人的平均质量为60 kg，g取10 m/s2)
[解析] 设可同时乘载的最多人数为n，此时电动机处于最大输出功率状态．该状态下，扶梯自身移动所需功率为
P1＝IU＝5×380 W＝1 900 W＝1.9 kW，
n个人以恒定速度v＝0.4 m/s向上移动所需功率为
P2＝P出－P1＝(4.9－1.9)kW＝3.0 kW，
所以n＝eq \f(P2,mgvsin θ)＝eq \f(3.0×103,60×10×0.4×\f(1,2))＝25(人)．
[答案] 25人
6．(14分)一台小型电动机在3 V的电压下工作，用此电动机提升所受重力为4 N的物体时，通过它的电流是0.2 A．在30 s内可使该物体被匀速提升3 m．若不计除电动机线圈生热之外的能量损失，求：
(1)电动机的输入功率；
(2)在提升重物的30 s内，电动机线圈所产生的热量；
(3)线圈的电阻．
[解析] (1)电动机的输入功率P入＝UI＝3×0.2 W＝0.6 W.
(2)电动机提升重物的机械功率P机＝Fv＝4×eq \f(3,30) W＝0.4 W
根据P入＝P机＋P热，电动机的热功率
P热＝P入－P机＝(0.6－0.4) W＝0.2 W
所产生的热量Q＝P热t＝0.2×30 J＝6 J.
(3)根据焦耳定律Q＝I2Rt，可得线圈的电阻
R＝eq \f(Q,I2t)＝eq \f(6,0.22×30) Ω＝5 Ω.
[答案] (1)0.6 W (2)6 J (3)5 Ω
电热水壶
型号
SP—356 A
额定电压
220 V
额定功率
1 800 W
额定频率
50 Hz
额定容量
1.5 L