16 课时作业(十二) 电路中的能量-2021-2022学年新教材高中物理必修第三册【金版新学案】同步导学（粤教版）课时作业

课时作业(十二)　电路中的能量

(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)

 

1．(2021·重庆缙云教育联盟高二上月考)关于电功和电热，下面说法正确的是(　　)

A．任何电路中的电功W＝UIt，电热Q＝I2Rt都适用，且W＝Q

B．任何电路中的电功W＝UIt，电热Q＝I2Rt都适用，但W有时不等于Q

C．电功W＝UIt在任何电路中都适用，Q＝I2Rt只在纯电阻电路中适用

D．电功W＝UIt，电热Q＝I2Rt，只适用于纯电阻电路

B　[任何电路中电功公式W＝UIt，电热公式Q＝I2Rt都适用，但两者不一定相等，只有在纯电阻电路中W＝Q，A、C、D错误．任何电路中的电功W＝UIt，电热Q＝I2Rt都适用，在非纯电阻电路中电能一部分转化为内能，还有一部分转化为其他形式的能，所以此时W大于Q，B正确．]

2．取两根完全相同的电阻丝，第一次将两电阻丝串联，第二次将两电阻丝并联，两次在电阻丝两端加相同的电压．若两次两电阻丝产生的热量均为Q，第一次用时t串，第二次用时t并，则先后两次所用时间之比为  (　　)

A．1∶1     B．2∶1

C．4∶1      D．1∶4

C　[设每个电阻丝的电阻为R，则R串＝2R，R并＝，由Q＝t得t串∶t并＝4∶1，C正确．]

3．(2021·浙江余姚考试)如图所示为一台冬天取暖用的暖风机．其内部电路可简化为加热电阻丝与电动机串联，电动机带动风叶转动，将加热后的热空气吹出．设电动机的线圈电阻为R1，电阻丝的电阻为R2，将暖风机接到额定电压为U的交流电源上，正常工作时，电路中的电流为I，电动机、电阻丝、暖风机消耗的电功率分别为P1、P2、P，则下列关系式正确的是(　　)

A．P1＝I2R1     B．P2>I2R2

C．P＝UI     D．P＝I2(R1＋R2)

C　[暖风机消耗的电功率P是总的功率，总功率的大小为P＝IU，故C正确；电动机两端的电压为U′＝U－IR2，电动机消耗的电功率为P1＝U′I＝UI－I2R2，故A错误；电阻丝为纯电阻，所以消耗的电功率P2＝I2R2，故B错误；因为电动机是非纯电阻，所以暖风机消耗的电功率P>I2(R1＋R2)，故D错误．]

4.一电饭煲和一洗衣机并联接在输出电压为220 V的交流电源上，均正常工作．用电流表分别测得通过电饭煲的电流是5.0 A，通过洗衣机电动机的电流是0.50 A，则下列说法正确的是(　　)

A．电饭煲的电阻为44 Ω，洗衣机电动机线圈的电阻为440 Ω

B．电饭煲的电功率为1 555 W，洗衣机电动机消耗的电功率为155.5 W

C．1 min内，电饭煲消耗的电能为6.6×104 J，洗衣机消耗的电能为6.6×103 J

D．电饭煲发热功率是洗衣机发热功率的10倍

C　[电饭煲电阻R＝＝44 Ω，电功率P＝UI＝1 100 W，每分钟消耗的电能ΔE＝UIt＝6.6×104 J；洗衣机电动机线圈电阻无法确定，也无法确定其发热功率，洗衣机电功率P′＝UI′＝110 W，每分钟消耗的电能ΔE′＝UI′t＝6.6×103 J，故选项C正确，A、B、D错误．]

5．将一个电源与一电阻箱连接构成闭合回路，测得的电阻箱所消耗的功率P与电阻箱的读数R的关系如图所示，下列说法正确的是 (　　)

A．电源最大输出功率可能大于45 W

B．电源的内阻为5 Ω

C．电源的电动势为45 V

D．电阻箱消耗的功率为最大值时，电源的效率大于50%

B　[由图可知，电源的输出功率最大为45 W，故A错误；当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，由图可知，电源的内阻为5 Ω，故B正确；由Pmax＝可知，E＝30 V，故C错误；根据效率公式可得η＝×100%，功率最大时内外电阻相等，所以效率为50%，故D错误．]

6．(2021·浙江宁波余姚中学高二上月考)电阻R和电动机M串联接到电路中，如图所示，已知电阻R跟电动机线圈的电阻相等，开关接通后，电动

机正常工作，设电阻R和电动机两端的电压分别为U1和U2；经过时间t，电流通过电阻R做功W1，产生的电热为Q1；电流通过电动机M做功W2，产生的电热为Q2，则有(　　)

A．U1<U2，Q1>Q2　　　　 B．W1＝2W2，Q1＝Q2

C．W1<W2，Q1<Q2     D．W1<W2，Q1＝Q2

D　[设开关接通后，电路中电流为I，对于电阻R，由欧姆定律得U1＝IR，对于电动机，U2I>I2R，即U2>IR，则U1<U2；电流通过电阻R做功为W1＝U1It，电流通过电动机M做功为W2＝U2It，因为U1<U2，所以W1<W2；根据焦耳定律得Q1＝I2Rt，Q2＝I2Rt，则Q1＝Q2.选项D正确，A、B、C错误．]

7．(选自鲁科版新教材课后习题)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0.5 m/s的恒定速率向斜上方移动，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率与不载人时相同，忽略电动机内阻的热损耗，则不载人时扶梯运行的电功率是多大？若输送一个人的功率为120 W，则这台自动扶梯可同时乘载多少人？

解析：　不载人时扶梯运行的电功率P0＝UI

＝380×5 W＝1 900 W.

设自动扶梯最多可同时乘载的人数为N，由

P最大＝P0＋N×120可得：

N＝人＝25人．

答案：　1 900 W　25人

8.(2021·广东广州外国语学校期中)如图所示的电路中，电源的电动势E＝12 V，内阻未知，R1＝8 Ω，R2＝1.5 Ω，L为规格为“3 V　3 W”的灯泡，开关S断开时，灯泡恰好正常发光．不考虑温度对灯丝电阻的影响．试求：

(1)灯泡的额定电流和灯丝电阻；

(2)电源的内阻；

(3)开关S闭合时，灯泡实际消耗的功率．

解析：　(1)I＝＝＝1 A．

RL＝＝＝3 Ω.

(2)S闭合前，E＝Ir＋IR1＋IRL

将E＝12 V，I＝1 A，R1＝8 Ω，RL＝3 Ω代入求解得r＝1 Ω.

(3)开关S闭合后，E＝I′r＋I′R1＋U2