12.1 电路中的能量转化（Word）-【全效作业本】2022-2023学年高中必修第三册物理（人教版2019）

第十二章　电能　能量守恒定律 12.1　电路中的能量转化 [见学生用书P57] 某同学在一密封的房间内打开冰箱门，想利用冰箱降低房间温度。冰箱工作一段时间后，想一想房间内的温度会降低吗，并说说你的想法。 【答案】 房间内的温度会升高。冰箱压缩机通过消耗电能将冰箱内部的热量排放到冰箱外部，但热量仍在室内(区别空调)，冰箱工作电路中电元件做功而产生热量，冰箱作为用电器最终是将电能转化为热能，即产生的热量大于制冷量，故室内温度不降反升。 1．计算用电量时，常用的单位是“度”。下列关于“度”的说法正确的是(　B　) A．1度等于3.6×103 kW·h B．1度等于3.6×106 J C．“度”是电功率的单位 D．“度”是电流的单位 【解析】 1度＝1 kW·h＝3.6×106J，是电功的单位，B正确。 2．有三个不同种类的用电器，分别为日光灯、电烙铁和电风扇，它们的额定电压和额定功率均为“220 V　60 W”，现让它们在额定电压下工作相同时间，产生的热量(　B　) A．日光灯最多 B．电烙铁最多 C．电风扇最多 D．一样多 【解析】 日光灯、电烙铁和电风扇的额定电压、额定功率相同，相同时间内消耗的电能相等，而电风扇消耗的电能大部分转化为机械能，日光灯消耗的电能大部分转化为光能，电烙铁消耗的电能全部转化为内能，所以电烙铁产生的热量最多，B正确。 3．下列关于电功W和电热Q的说法中正确的是(　B　) A．在任何电路中都有W＝UIt、Q＝I2Rt，且W＝Q B．在任何电路中都有W＝UIt、Q＝I2Rt，但W不一定等于Q C．W＝UIt、Q＝I2Rt均只在纯电阻电路中才成立 D．W＝UIt在任何电路中都成立，Q＝I2Rt只在纯电阻电路中成立 【解析】 W＝UIt、Q＝I2Rt适用一切电路，但在纯电阻电路中W＝Q，在非纯电阻电路中W>Q，B正确。 4．一台电炉的电阻丝和一台电动机线圈电阻相同，都为R，设通过它们的电流相同(电动机正常运转)，则在相同时间内(　C　) A．电炉和电动机产生的热量不相同 B．电动机消耗的功率等于电炉消耗的功率 C．电炉两端电压小于电动机两端电压 D．电炉和电动机两端电压相等 【解析】 电炉电路和电动机电路都适用焦耳定律。根据焦耳定律Q＝I2Rt，在相同的时间内电炉和电动机产生的电热相等，A错误；电动机消耗的电能一部分转化为内能，另一部分转化为机械能，电炉消耗的电能全部转化为内能，而相等时间内它们产生的热量相等，则在相同的时间内，电动机消耗的电能大于电炉消耗的电能，电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率，B错误；设电流为I，则电炉两端电压U炉＝IR，电动机两端电压U机＞IR，所以U机＞U炉，即电动机两端电压大于电炉两端电压，C正确，D错误。 5．如图所示，在一幢居民楼里有各种不同的用电器，如电灯、电视机、洗衣机、微波炉、抽油烟机等。停电时，A、B间的电阻为R；供电后，设各家用电器全都同时使用时，测得A、B间电压为U，进线电流为I；经过一段时间t，从总电能表中得出这段时间内消耗的电能为E，则下列表达式用来计算该幢楼居民用电的总功率，其中正确的是(　A　) 第5题图 A．P＝UI B．P＝ C．P＝I2R D．P＝＋UI 【解析】 因用电器中存在如洗衣机等非纯电阻用电器，电流做功只有部分发热，电功率P＝UI＝≠≠I2R，A正确。 6．如图为某一部分电路，其中R1＝20 Ω，R2＝R3＝40 Ω，下列关于R1、R2、R3消耗的电功率P1、P2、P3以及R1、R2两端的电压U1、U2的关系正确的是(　C　) 第6题图 A．U1＝U2，P1＝P2＝P3 B．U1>U2，P1∶P2∶P3＝1∶2∶2 C．U1＝U2，P1∶P2∶P3＝2∶1∶1 D．U1<U2，P1<P2＝P3 【解析】 R2、R3并联，总电阻为20 Ω，与R1串联后，R1两端的电压与R2、R3并联电路两端的电压相同，所以R1、R2两端的电压U1、U2相等；R2、R3阻值相同，由P＝知，消耗的功率相同，流经R2、R3的电流为干路电流的一半，再由P＝I2R可得P1∶P2∶P3＝2∶1∶1，C正确。 7．一个标有“12 V”字样功率未知的灯泡，测得灯丝电阻R随灯泡两端电压变化的关系如图所示，请回答下列问题： 第7题图 (1)在正常发光情况下，灯泡的电功率P＝__24__W。 (2)若一定值电阻与灯泡串联，接在20 V的电压上，灯泡能正常发光，则串联电阻的阻值为__4__Ω。 【解析】 (1)在正常发光情况下，灯丝的电压U＝12 V，由图可知此时的电阻为R＝6 Ω，I＝＝2 A，则灯泡的电功率P＝IU＝24 W。 (2)灯泡能正常发光时，电流I＝＝2 A， 串联电阻的电压U′＝20 V－12 V＝8 V， 阻值为R′＝＝4 Ω。 8．如图所示，电路中电阻R＝10