课后跟踪训练(49) 电能 能量守恒（Word练习）-【优化指导】2025年高考物理一轮复习高中总复习·第1轮（人教多选版）

课后跟踪训练(49)　电能　能量守恒 基础巩固练 1．(2024·福建莆田模拟)一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为220 V 的交流电源上(其内电阻可忽略不计)，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．电饭煲消耗的电功率为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，洗衣机电动机消耗的电能为6.6×103 J D．电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍 C　解析：由于电饭煲是纯电阻元件，所以R1＝＝44 Ω，P1＝UI1＝1 100 W，其在1 min内消耗的电能W1＝UI1t＝6.6×104 J。洗衣机电动机为非纯电阻元件，所以R2≠，P2＝UI2＝110 W，其在1 min内消耗的电能W2＝UI2t＝6.6×103 J，其热功率P热≠P2，所以电饭煲发热功率不是洗衣机电动机发热功率的10倍，C正确。 2．(2024·湖北黄冈测试)有一个电动势为3 V、内阻为1 Ω的电源。下列电阻与其连接后，使电阻的功率大于2 W，且使该电源的效率大于50%的是(　　) A．0.5 Ω B．1 Ω C．1.5 Ω D．2 Ω C　解析：由闭合电路欧姆定律得I＝，电源的效率η＝×100%，电阻的功率P＝I2R。将四个选项代入得，只有C符合题目要求，C正确。 3．(2024·山东济宁测试)扫地机器人是智能家用电器的一种，它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫，如图为某款扫地机器人，已知其电池是容量为3 000 mA·h的锂电池，额定工作电压为15 V，额定功率为30 W，则下列说法正确的是(　　) A．题中“mA·h”是能量的单位 B．扫地机器人正常工作时的电流是2 A C．扫地机器人充满电后可以工作的时间约为2 h D．扫地机器人储存的电能大约是2 000 J B　解析：“mA·h”是电荷量的单位，A错误；扫地机器人正常工作时的电流I＝＝2 A，B正确；扫地机器人充满电后可以工作的时间t＝＝＝1.5 h，C错误；扫地机器人额定功率30 W，根据E＝W＝Pt＝30×3 600×1.5 J＝162 000 J，D错误。 4．(多选)(2024·江苏镇江模拟)如图所示的机器人，其额定功率为56 W，额定工作电压为28 V。机器人的锂电池容量为20 A·h。则机器人(　　) A．电阻为12 Ω B．充满电后最长工作时间为2 h C．电池充满电后总电荷量为7.2×104 C D．以额定电流工作时每秒消耗能量56 J CD　解析：机器人内部为非纯电阻电路，根据题给条件无法求出其电阻，A错误；根据P＝UI可知，额定电流为I＝＝ A＝2 A，机器人的锂电池容量为20 A·h，即当在额定电流2 A下工作时，能够工作的最长时间为10 h，B错误；电池充满电后的总电荷量为q＝It＝20×3 600 C＝7.2×104 C，C正确；在额定电流下工作时机器人的功率为56 W，即每秒消耗56 J的电能，D正确。 5．(2024·安徽合肥八中模拟)如图所示，电源电动势E＝8 V，内电阻为r＝0.5 Ω，标有“3 V　3 W”的灯泡L与电动机M串联接在电源上，灯泡刚好正常发光，电动机刚好正常工作，电动机的线圈电阻R0＝1.5 Ω，下列说法正确的是(　　) A．通过电动机的电流为1.6 A B．电动机的效率是62.5% C．电动机的输入功率为1.5 W D．电动机的输出功率为3 W D　解析：灯泡L正常发光，则通过灯泡的电流IL＝＝1 A，电动机与灯泡串联，通过电动机的电流IM＝IL＝1 A，A错误；路端电压U＝E－Ir＝7.5 V，电动机两端的电压UM＝U－UL＝4.5 V，电动机的输入功率P入＝UMIM＝4.5×1 W＝4.5 W，电动机的输出功率P输出＝UMIM－IM2R0＝4.5 W－12×1.5 W＝3 W，电动机的效率为η＝×100%≈66.7%，B、C错误，D正确。 6．(2023·全国高三专题练习)油烟危害健康，某品牌的抽油烟机的主要部件是照明灯L和抽气扇M(电动机)，电路连接如图所示，下列说法正确的是(　　) A．抽气扇须在点亮照明灯的情况下才能工作 B．闭合开关S1和S2，抽气扇处于“弱吸”挡 C．抽气扇由“弱吸”挡换成“强吸”挡，其发热功率不变 D．工作中的抽气扇因吸入异物出现卡机时，回路中的电流将变大 D　解析：由电路图可知，照明灯和抽气扇处于并联状态，则抽气扇工作与否与是否点亮照明灯无关，A错误；由电路图可知，闭合开关S2电阻R被短路，则流过抽气扇的电流、电压变大，则功率变大，抽气扇处于“强吸”挡，B错误；由电路图可知，闭合开关S2电阻R被短路，则流过抽气扇的电流变大，而抽气扇的热功率为P＝I2r，其中r为电机内阻，不变，则抽气扇由“弱吸”挡换成“强吸”挡，其发热功率增大，C错误；工作中的抽气扇因吸入异物出现卡机时，电动机变成纯电阻电路，回路中的电流将变大，D正确。 7．(多选)(2024·湖南岳阳测试)某实验小组用如图甲所示的电路完成了蓄电池的电动势E和内电阻r的测量，该小组的同学测量了多组数据，并根据测量的数据描绘了如图乙所示的图线。已知两电表均为理想电表，则下列说法正确的是(　　) 　 A．E＝1.40 V B．r＝3.50 Ω C．调节滑动变阻器使其阻值为零时，流过电源的电流为0.40 A D．调节滑动变阻器使电压表的示数为1.20 V时，电流表的示数I′＝0.20 A AD　解析：由闭合电路欧姆定律U＝E－Ir知，当I＝0时，U＝E，A正确；UI图线斜率的绝对值表示电源的内阻，即r＝||＝||Ω＝1 Ω，B错误；纵轴的电压不是从零开始的，UI图线的横截距不再表示U＝0时的短路电流，而是表示路端电压为1.00 V时的干路电流是0.40 A，C错误；因为||＝r为常数，则||＝1 Ω，所以I′＝0.20 A，D正确。 综合提升练 8．(多选)(2024·广东佛山测试)如图所示的电路中，E为电源电动势，r为电源内阻，R1和R3均为定值电阻，R2为滑动变阻器。当R2的滑片在ab的中点时合上开关S，此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U。现将R2的滑片向a端移动，则下列说法正确的是(　　) A．电源的总功率减小 B．R3消耗的功率增大 C．I1增大，I2减小，U增大 D．I1减小，I2不变，U减小 AC　解析：将滑动变阻器的滑片向a端移动，滑动变阻器接入电路中的电阻增大，电路中的总电阻增大，电路中的总电流I减小，电源的总功率P＝EI减小，R3消耗的功率P3＝I2R3减小，A正确，B错误；电路中的总电流减小，由U＝E－Ir可知，路端电压U增大，R1、R2并联部分的总电阻增大，两端的电压增大，通过R1的电流I1增大，而总电流I减小，则通过R2的电流I2减小，C正确，D错误。 9．(多选)(2024·天津南开模拟)如图所示，曲线C1、C2分别是纯电阻直流电路中，内、外电路消耗的电功率随电流变化的图线。由该图可知下列说法正确的是(　　) A．电源输出功率的最大值为8 W B．电源的电动势为4 V C．电源的内电阻为1 Ω D．电源被短路时，电源消耗的最大功率可达16 W BCD　解析：当内电阻等于外电阻时，电源的输出功率最大，最大值为4 W，A错误；根据P＝UI可得，当I＝2 A时，外电压为2 V，内电压也为2 V，则电源的电动势为4 V，B正确；电源的内电阻r＝＝1 Ω，C正确；电源被短路时，电源消耗的最大功率可达P＝＝16 W，D正确。 10．(2024·四川宜宾二诊)某学校创建绿色校园，新装了一批节能路灯，该路灯通过光控开关实现自动控制：电灯的亮度可自动随周围环境的亮度改变而改变。如图所示的是其内部电路简化原理图，电源电动势为E，内阻为r，Rt为光敏电阻(光照强度增加时，其电阻值减小)。现增加光照强度，则下列判断正确的是(　　) A．电源路端电压不变 B．B灯变暗，A灯也变暗 C．R0两端电压变小 D．电源总功率不变 B　解析：光照增强时，Rt阻值变小，干路电流变大，内电压变大，路端电压变小，故A灯变暗。I干＝IA＋I0，I干变大，IA变小，故I0变大。P总＝EI干，E不变，I干变大，电源总功率变大。由于U0＝I0R0变大，U外变小，由U外＝U0＋UB，可知UB变小，故B灯变暗。综上分析，B正确。 11．(2024·江苏徐州测试)机器人的使用提高了工作效率，将人们从繁重的生产劳动中解放出来。如图所示，一款微型机器人的直流电动机额定电压为U，额定电流为I，线圈电阻为R，将它接在电动势为E，内阻为r的直流电源的两极间，电动机恰好能正常工作。下列说法正确的是(　　) A．电动机消耗的总功率为EI B．电源的效率为×100% C．电源的输出功率为UI－I2R D．若用该机器人竖直提升质量为m的重物，则重物稳定后的速度为 B　解析：电动机恰好正常工作，其两端的电压为额定电压U，通过的电流为I，则电动机消耗的总功率为P总＝UI，A错误；根据E＝U＋Ir，电源的效率η＝×100%＝×100%，B正确；电源的输出功率等于电动机的输入功率，即为P出＝UI，C错误；电动机的热功率P热＝I2R，重物稳定后电动机的输出功率P出＝UI－I2R＝mgv，解得v＝，D错误。 12．(2022·浙江卷6月选考)风力发电已成为我国实现“双碳”目标的重要途径之一。如图所示，风力发电机是一种将风能转化为电能的装置。某风力发电机在风速为9 m/s时，输出电功率为405 kW，风速在5～10 m/s范围内，转化效率可视为不变。该风机叶片旋转一周扫过的面积为A，空气密度为ρ，风场风速为v，并保持风正面吹向叶片。下列说法正确的是(　　) A．该风力发电机的输出电功率与风速成正比 B．单位时间流过面积A的流动空气动能为ρAv2 C．若每天平均有1.0×108 kW的风能资源，则每天发电量为2.4×109 kW·h D．若风场每年有5 000 h风速在6～10 m/s范围内，则该发电机年发电量至少为6.0×105 kW·h D　解析：单位时间流过面积A的流动空气体积为V0＝Av，单位时间流过面积A的流动空气质量为m0＝ρV0＝ρAv，单位时间流过面积A的流动空气动能为Ek＝m0v2＝ρAv3，风速在5～10 m/s范围内，转化效率可视为不变，可知该风力发电机的输出电功率与风速的三次方成正比，A、B错误；由于风力发电存在转化效率，若每天平均有1.0×108 kW的风能资源，则每天发电量E<1.0×108×24 kW·h＝2.4×109 kW·h，C错误；若风场每年有5 000 h风速在6～10 m/s的风能资源，当风速取最小值6 m/s时，该发电机年发电量具有最小值，根据题意，风速为9 m/s时，输出电功率为405 kW，风速在5～10 m/s范围内，转化效率可视为不变，可知风速为6 m/s时，输出电功率为P＝63× kW＝120 kW，则该发电机年发电量至少为E＝Pt＝120×5 000 kW·h＝6.0×105 kW·h，D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $$