12.1电路中的能量转化-2021-2022学年高二物理优化训练（2019人教版必修第三册）

第十二章 电能 能量守恒定律 12.1电路中的能量转化 一、单选题 1.输电导线的电阻为R，输送电功率为P，现在分别用 和 两种电压来输电，则两次输电线上损失的功率之比为（   ） A.                             B.                             C.                             D.  【答案】 C 【解析】由题意知输送的功率一定，由 可知 则 知输电线上损失的电功率与电压的平方成反比，故 。 故答案为：C。 2.电热器用电阻丝加热。为了使热功率变为原来的两倍，以下做法可行的是（   ） A. 将通过电阻丝的电流强度变为原来的2倍 B. 将电阻丝两端的电压变为原来的2倍 C. 在保持电压不变的情况下，将另一根相同的电阻丝和原电阻丝并联后接入电路 D. 在保持电压不变的情况下，将另一根相同的电阻丝和原电阻丝串联后接入电路 【答案】 C 【解析】A. 由 ，将通过电阻丝的电流强度变为原来的2倍，功率变为原来的4倍，A不符合题意； B. 由 ，将电阻丝两端的电压变为原来的2倍，功率变为原来的4倍，B不符合题意； C. 由 ，在保持电压不变的情况下，将另一根相同的电阻丝和原电阻丝并联后接入电路，R变为原来的一半，功率变为原来的2倍，C符合题意； D. 由 ，在保持电压不变的情况下，将另一根相同的电阻丝和原电阻丝串联后接入电路，R变为原来的2倍，功率变为原来的一半，D不符合题意。 故答案为：C。 3.作为一个负责任的大国，我国今年在联合国大会中承诺2060年实现碳中和。发展电动汽车是实现这一目标的重要一步，电动汽车的核心部件之一是直流电机。小明在科创实验中将直流电机和电源相连，调整电机的转速以改变电机的输出功率。已知整个过程中，电源电动势、电源内阻r以及电机线圈内阻R都保持不变，且R=3r。则当电机的输出功率达到最大值时，电机输出功率与电源总功率之比为（   ） A. 0                                       B. 0.25                                       C. 0.5                                       D. 0.75 【答案】 C 【解析】设当电机的输出功率达到最大值时回路中的电流为I，则此时电动机输出功率 则当 时电机输出功率最大，此时 电源总功率 电机输出功率与电源总功率之比为0.5. 故答案为：C。 4.将一电源与一电阻箱连接成闭合回路，测得电阻箱所消耗功率P与电阻箱读数R变化的曲线如图所示，由此可知(   ) A. 电源最大输出功率可能大于45W                         B. 电源内阻一定等于5Ω C. 电源电动势为45V                                               D. 电阻箱所消耗功率P最大时，电源效率大于50% 【答案】 B 【解析】A．由电阻箱所消耗功率P与电阻箱读数P变化的曲线可知，电阻箱所消耗功率P最大为45W，所以电源最大输出功率为45W，A不符合题意； B．电源输出功率最大的条件可知，电源输出功率最大时，外电路电阻等于电源内阻，所以电源内阻一定等于5Ω，B符合题意； C．由电阻箱所消耗功率P最大值为45W可知，此时电阻箱读数为R=5Ω，则有： 解得：E=30V，C不符合题意； D．电阻箱所消耗功率P最大时，电源效率为50%，D不符合题意． 故答案为：B 5.如图所示是一个直流电动机提升重物的装置重物质量m = 50kg，电源电压U = 100V，不计各处的摩擦，当电动机以v = 0.9m/s的恒定速度将重物向上提升1m时，电路中的电流I = 5A，g取10m/s2 ， 由此可知（   ） A. 电动机线圈的电阻r = 2Ω B. 电动机线圈的电阻r = 1Ω C. 此过程中无用功为50J D. 该装置的效率为80% 【答案】 A 【解析】AB．电动机以v = 0.9m/s的恒定速度将重物向上提升有F = mg = 500N，P机 = Fv = 450W 对于电动机有P机 = UI - I2r，U = 100V，I = 5A 代入数据有r = 2Ω A符合题意、B不符合题意； C．此过程中无用功W无 = I2rt 由于重物做匀速运动有h = vt 解得W无 = J C不符合题意； D．该装置的效率为η =  × 100% =  × 100% =  × 100% = 90% D