12.1 电路中的能量转化-【大单元教学】高二物理同步备课系列（人教版2019必修第三册）

第十二章 电能 能量守恒定律 1．电路中的能量转化 [基础达标练] 知识点1 电功和电热的理解 1． 如图所示，一幢居民楼里住着生活需求各不相同的24户居民，所以整幢居民楼里有各种不同的电器，例如电炉、电视机、微波炉、电风扇等。停电时，用电阻表测得A、B间电阻为R；供电后，各家电器同时使用，测得A、B间电压为U，进线电流为I，则计算该幢居民楼用电的总功率可以用的公式是(　　) A．P＝I2R B．P＝ C．P＝IU D．P＝I2R＋ 2．(2024·河南省大联考)我国某品牌的电动汽车使用磷酸铁锂电池，其续航里程可达400公里。已知某节磷酸铁锂电池放电电压为2．5 V，容量为300 A·h，则该节电池储存的电能约为(　　) A．750 kW·h B．75 kW·h C．7．5 kW·h D．0.75 kW·h 知识点2 纯电阻电路的分析与计算 3． A、B、C三个灯泡按如图所示的方式连接时，各自消耗的实际功率相同，则RA∶RB∶RC为(　　) A．1∶1∶1 B．1∶2∶2 C．2∶1∶1 D．1∶4∶4 4．(2024·广州市高二期中)现有标有“110 V　40 W”的灯泡L1和标有“110 V　100 W”的灯泡L2及一只最大阻值为500 Ω的滑动变阻器R，将它们接在220 V的电路中，在如图所示的几种接法中，两个灯泡可以正常发光，且整个电路消耗功率最小的是(　　) 知识点3 非纯电阻电路的分析与计算 5． (2023·海南省嘉积中学高二期末)如图所示，电阻R和电动机M串联接到电路中，已知电阻R跟电动机M线圈的电阻相等，开关闭合后，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做的功为W1，产生的热量为Q1；电流通过电动机M做的功为W2，产生的热量为Q2，则有(　　) A．U1＝U2，Q1<Q2 B．W1<W2，Q1＝Q2 C．W1<W2，Q1<Q2 D．U1>U2，Q1＝Q2 6．(10分)如图所示，A为电解槽，M为电动机，N为电炉子，恒定电压U＝12 V，当S1闭合，S2、S3断开时，电流表示数为6 A；当S2闭合，S1、S3断开时，电流表示数为5 A，且电动机的电阻rM＝1 Ω；当S3闭合，S1、S2断开时，电流表示数为4 A，且电解槽电阻rA＝2 Ω。求： (1)(4分)电炉丝的电阻及发热功率； (2)(4分)电动机的机械效率； (3)(2分)在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率。 7．（24-25高二上·四川绵阳·阶段练习）如图所示，一直流电动机与阻值R＝9 Ω的电阻串联在电源上，电源电动势E＝30 V，内阻r＝1 Ω，用理想电压表测出电动机两端电压U＝10 V，已知电动机线圈电阻RM＝1 Ω，则下列说法中正确的是（　　） A．通过电动机的电流为10 A B．电动机的输入功率为20 W C．电动机的发热功率为1 W D．电源的输出功率为50 W 8．（24-25高二上·浙江绍兴·期末）随着科技发展，扫地机器人作为智能化家电典型代表逐步走入千家万户。如图所示为某一款扫地机器人的主机，产品的相关参数如表所示，下列说法正确的是（　　） A．“”为能量单位 B．主机工作电流约为 C．主机电动机的电阻约为 D．电池最多能储存的能量约为 9．（24-25高二上·重庆·期末）如题图，M是电动机，当电动机正常工作时通过的电流是I，电压是U，消耗的电功率是P，若电动机内阻为R，则（　　） A． B． C． D． 10．（24-25高二下·浙江·期中）电视机可以用遥控器关机而不用断开电源，这种功能叫做待机功能。这一功能虽给人们带来了方便，但电视机在待机状态下仍然要消耗电能却鲜为人知。例如，小明家的一台彩色电视机的待机功率大约是10W。假如他家每天平均看4h电视，看完电视后电视机处于待机状态。试估算小明家因这台电视机待机一年浪费的电能是（　　） A．7．3kWh B．73kWh C．730kWh D．7300kWh 11．（2025·贵州铜仁·模拟预测）某型号小电风扇铭牌上的主要参数如图所示。当在小电风扇上加电压时，小电风扇不转动，测得通过它的电流为，根据题中和铭牌上提供的信息可知（　　） A．小电风扇的内阻为 B．当在小电风扇上加电压时通过的电流为 C．小电风扇正常工作时的机械功率为 D．小电风扇正常工作时的热功率为 12．（24-25高二上·广东汕头·期末）周老师在优质课展示活动中做了“电池+口香糖锡纸=取火工具”的实验（如图甲），实验前将口香糖锡纸中间剪掉一些（如图乙），将锡纸条带锡面的一端接在电池的正极，另一端接在电池的负极，发现锡纸条很快开始冒烟、着火，下列说法正确的是（　　） A．此实验中使用旧电池效果更好 B．此实验利用了电流的热效应，a段最先燃烧 C．此实验利用了电流的热效应，c段最先燃烧 D．若，则a段电阻最小，c段电阻最大 13．（24-25高二下·辽宁·阶段练习）小型直流电动机（其线圈内阻为）与规格为“4V  4W”的小灯泡并联，再与阻值为的电阻串联，然后接至的恒压电源上，如图所示，小灯泡恰好正常发光，电动机正常工作，下列说法正确的是（　　） A．通过电动机的电流为0.6A B．电动机消耗的总功率为10W C．电动机的输出功率为2W D．电动机的效率为 14．（2025·浙江·模拟预测）太阳光经过大气层到地面大概损失一半的能量。某太阳能发电站使用的太阳能板加装有自动跟踪功能，保证太阳能板与阳光始终垂直，已知单位面积的太阳能板每天发电2.28kW∙h，太阳与地球之间的距离取，每天阳光照射太阳能板的时间约为8h，太阳辐射总功率约为，则该太阳能板的光电转化效率最接近（　　） A． B． C． D． 15．（24-25高二下·重庆·阶段练习）图（a）是自制模拟喷灌系统的电路，M是电动机，电源电动势为6 V，内阻为。闭合开关后，电路中电流为2 A，电动机带动水泵抽取水槽中静止的水，如图（b）所示。已知水泵喷口离水面的高度为，水以的速度喷出，每秒喷出水的质量为，水泵的抽水效率（水泵的输出功率与输入功率之比）为。不计电动机的摩擦损耗，电动机的输出功率等于水泵的输入功率，忽略水在管道中运动的机械能损失，，则（　　） A．电动机两端电压为2 V B．电源内阻每秒产生热量2J C．水泵每秒对水做功4J D．电动机线圈电阻为 16．（多选）（24-25高二上·陕西汉中·期末）微型吸尘器的直流电动机的内阻一定，当加在它两端的电压为0.3V时，电流为0.3A，此时电动机不转动；当加在它两端的电压为2.5V时，电流为0.8A，此时电动机能够正常工作，则下列说法正确的是（　　） A．电动机线圈的电阻为1Ω B．电动机正常工作时的输入功率为0.09W C．电动机正常工作时的发热功率为6.4W D．电动机正常工作时的输出功率为1.36W 17．（多选）（24-25高二上·北京西城·期末）如图某手持风扇，其电动机的电阻为0.5Ω、额定电压为3.7V、额定功率为7.4W，风扇内电池容量为4000mA·h。则（　　） A．电动机正常工作时的电流为2A B．电动机正常工作时的发热功率为1W C．电动机正常工作时的机械功率为7.4W D．该风扇连续正常工作的时间最长为2h 18．（多选）（2025高三·全国·专题练习）小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，P为图线上一点，PN为图线在P点的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，下列说法中正确的是（　　） A．随着所加电流的增大，小灯泡的电阻增大 B．对应P点，小灯泡的电阻为 C．对应P点，小灯泡的电阻 D．对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的“面积” 19．（多选）（2025高三·上海·专题练习）无线充电宝是一种无线移动电源，在发送端（充电宝）和接收端（手机）各有一个线圈。工作时，发送端的线圈中通有高频变化的电流，两者彼此靠近时，就可以将充电宝中的电能传送到被充电的手机里。 某同学利用同一充电宝的无线充电与有线充电功能分别给同款手机充电。手机两次电量均从1%充到93%，充电电压视为恒定，记录的充电量与充电时间如图所示。由图线可知（　　） A．无线充电的平均电流较大 B．有线充电的平均电流较大 C．无线充电与有线充电平均功率的比值约为 D．无线充电与有线充电平均功率的比值约为 20．（多选）（24-25高二上·广东佛山·期末）擦窗机器人有效解决了外层窗户清洁困难的问题。某款擦窗机器人如下图所示，主要由电动机、传感器等部件构成，其电池容量为（电池能够提供的电量，表示当电池以3000mA的输出电流工作时，最长可以持续工作）、额定电压为、待机时功率为、工作时功率为。下列说法正确的是（　　） A．充满电后，机器人的最长待机时间为 B．进行擦拭工作时机器人内部电路的电阻为 C．若电动机卡住停转时，通过电动机的电流会增大 D．进行擦拭工作时机器人把电能全部转化为机械能 21．（24-25高二上·山东滨州·期末）滨州市政府为给市民提供多样化、个性化的出行服务，打造滨州公共交通绿色出行新模式，滨州公共汽车有限公司推出定制化巴士服务，即“网约巴士”。网约巴士采购厦门金旅XML6606系列城市客车，是一种零排放纯电动汽车，该电动汽车配备的电池参数为：总电压为620V、电池容量110A·h，采用220V普通电压充电，一次完全充电需1h。该电动汽车的电能转化为机械能的效率为80%，充满电最高航可达110km。求： (1)充电电流的大小； (2)行驶过程中平均阻力的大小（结果保留整数）。 22．（24-25高二上·福建漳州·期末）如图为某品牌的桶装饮用水电动抽水器，内置电池、电动水泵。已知电动水泵工作电压U=5V，工作电流I=0.5A。某次用该电动抽水器抽水喝时，出水口与桶内水面高度差h=0.6m，若桶内水的初速度为零，出水口出水速度v=2m/s，每秒出水质量m=0.2kg，忽略水在管道中的机械能损失，g取10m/s2。求： (1)每秒水泵消耗的电能； (2)水泵的输出功率； (3)水泵的内阻。 23．（24-25高二上·广东深圳·期末）大疆植保无人机效率高、效果优、智能强、安全好、耐用且操作简便，革新了农业生产模式，解放人力、高效精准增质。“赣南脐橙”果园里新购了一架T50大疆植保无人机用于吊运脐橙，它内置了电动势、容量的智能电池，其内电阻忽略不计。若该款无人机正常工作时电池输出的电流恒为，其他设施正常工作时的电功率为，飞行时电动机的工作效率。 (1)求充满一次电，该款无人机理论上正常工作的最长时间； (2)求正常工作时无人机的电动机输出的机械功率； (3)已知该款无人机的总质量为，某次吊运的脐橙质量。假设该无人机飞行时所受的空气阻力恒为取，求该款无人机竖直上升过程中的最大速度。 25．（2025·河南漯河·模拟预测）我国新能源汽车产业实现了快速发展，产销量和出口量均居世界第一，形成完整且竞争力强的产业链，成长起一批具有国际竞争力的企业。某汽车集团采用减小厚度、增加长度的结构创新方案推出了“刀片电池”，可以在同样的空间内装入更多电池。如图所示，一款车型装配了N块“刀片电池”，每块“刀片电池”的容量是q，平均工作电压是U，该车型采用充电电压为U0的快充充电桩时，充电效率为80%，充满电需要的时间为t。已知该车型每行驶100km平均能耗是E，则下列说法不正确的是（　　） A．电池组充满电后储存的电荷量为Nq B．单块电池充满电后储存的电能为qU C．电池组充满电后的续航里程为 D．快充充电桩的平均充电电流为 26．（2025·河北秦皇岛·二模）现代电器设备的集成电路对各种电子元件微型化的要求特别高，其中材料相同的金属导体制成截面为正方形，电阻仅与导体的长、宽、高中一个因素有关，把与电阻无关的另外两个因素的尺寸做成微型。如图所示的集成电路中有两块方形金属导体R1、R2是并联关系，上下表面均为正方形，R1的上、下表面面积大于R2的上、下表面面积，R1的厚度h1小于R2的厚度h2，闭合开关稳定后，下列说法正确的是（　　） A．R1、R2的电阻相等 B．R1的功率小于R2的功率 C．若R1、R2沿竖直方向接入电路，电阻是不变的 D．R1、R2的厚度变化，制造成微型不会影响其电阻 27．（2025高三·全国·专题练习）为减少汽车排放带来的污染，很多城市开始使用电动汽车。现有一辆质量为2t的某品牌电动汽车电池每次充满电后能提供的总电能为，充电时，直流充电桩充电电压为400V，充电时间为4.5h，充电效率为95%，以108km/h的速度在平直高速公路匀速行驶时汽车将总电能转化为机械能的效率为90%，汽车受到的阻力为重力的0.03倍，g取，由此可知（　　） A．充电的平均电流约为50A B．汽车牵引力的功率为15kW C．汽车能匀速行驶的时间为3h D．汽车能匀速行驶的距离为450km / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第十二章 电能 能量守恒定律 1．电路中的能量转化 [基础达标练] 知识点1 电功和电热的理解 1． 如图所示，一幢居民楼里住着生活需求各不相同的24户居民，所以整幢居民楼里有各种不同的电器，例如电炉、电视机、微波炉、电风扇等。停电时，用电阻表测得A、B间电阻为R；供电后，各家电器同时使用，测得A、B间电压为U，进线电流为I，则计算该幢居民楼用电的总功率可以用的公式是(　　) A．P＝I2R B．P＝ C．P＝IU D．P＝I2R＋ 【答案】　C 【详解】　家用电器中有纯电阻也有非纯电阻，故总电功率只能用P＝UI来计算，C正确。 2．(2024·河南省大联考)我国某品牌的电动汽车使用磷酸铁锂电池，其续航里程可达400公里。已知某节磷酸铁锂电池放电电压为2．5 V，容量为300 A·h，则该节电池储存的电能约为(　　) A．750 kW·h B．75 kW·h C．7．5 kW·h D．0.75 kW·h 【答案】　D 【详解】　电池储存电能E＝UIt＝2.5×300×10－3 kW·h＝0.75 kW·h，故选D。 知识点2 纯电阻电路的分析与计算 3． A、B、C三个灯泡按如图所示的方式连接时，各自消耗的实际功率相同，则RA∶RB∶RC为(　　) A．1∶1∶1 B．1∶2∶2 C．2∶1∶1 D．1∶4∶4 【答案】　D 【详解】　B、C两个灯泡并联，UB＝UC，B、C两个灯泡消耗的实际功率相同，由P＝得RB＝RC，IA＝2IB＝2IC，由P＝I2R及PA＝PB＝PC得RA∶RB∶RC＝1∶4∶4，故选D。 4．(2024·广州市高二期中)现有标有“110 V　40 W”的灯泡L1和标有“110 V　100 W”的灯泡L2及一只最大阻值为500 Ω的滑动变阻器R，将它们接在220 V的电路中，在如图所示的几种接法中，两个灯泡可以正常发光，且整个电路消耗功率最小的是(　　) 【答案】　C 【详解】　L1(110 V　40 W)和L2(110 V　100 W)的额定电压相同，由P＝可知R1>R2，A图中由串联电路电流相等，两灯的电压不相等，可知图中L1、L2一定不会同时正常发光，故A错误； D图中灯L2与滑动变阻器并联，总电阻小于L2的电阻，所以灯L2两端的电压小于灯L1两端的电压，图中L1、L2一定不会同时正常发光，故D错误； 由并联电路电压相等特点可知B图中L1、L2电压相等，两灯可以正常发光，P总＝2(P1＋P2)；C图中L1与滑动变阻器并联，总电阻小于L1的阻值，可能与L2的阻值相等，则两灯可以正常发光，P总′＝2P2，所以P总>P总′，所以消耗功率最小的是C图电路，故选C。 知识点3 非纯电阻电路的分析与计算 5． (2023·海南省嘉积中学高二期末)如图所示，电阻R和电动机M串联接到电路中，已知电阻R跟电动机M线圈的电阻相等，开关闭合后，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做的功为W1，产生的热量为Q1；电流通过电动机M做的功为W2，产生的热量为Q2，则有(　　) A．U1＝U2，Q1<Q2 B．W1<W2，Q1＝Q2 C．W1<W2，Q1<Q2 D．U1>U2，Q1＝Q2 【答案】　B 【详解】　电阻R和电动机M串联，流过两用电器的电流相同。电阻R跟电动机M线圈的电阻相等，则由焦耳定律可知两者产生的热量相等，则Q1＝Q2，电动机正常工作时为非纯电阻用电器，消耗的电能绝大部分转化为机械能，所以电流通过电动机M做的功要大于电流通过电阻R做的功，则W1<W2，又U1＝IR，U2>IR，则U1<U2，故选B。 6．(10分)如图所示，A为电解槽，M为电动机，N为电炉子，恒定电压U＝12 V，当S1闭合，S2、S3断开时，电流表示数为6 A；当S2闭合，S1、S3断开时，电流表示数为5 A，且电动机的电阻rM＝1 Ω；当S3闭合，S1、S2断开时，电流表示数为4 A，且电解槽电阻rA＝2 Ω。求： (1)(4分)电炉丝的电阻及发热功率； (2)(4分)电动机的机械效率； (3)(2分)在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率。 【答案】　(1)2 Ω　72 W　(2)58.3 %　(3)16 W 【详解】　(1)当S1闭合，S2、S3断开时，电炉子接入电路。电炉丝为纯电阻元件，由欧姆定律得电炉丝的电阻R＝＝ Ω＝2 Ω 电炉丝发热功率 P＝UI1＝12×6 W＝72 W (2)当S2闭合，S1、S3断开时，电动机接入电路，电动机为非纯电阻元件，有 I2U＝I22rM＋P输出 η＝×100%＝×100%≈58.3% (3)当S3闭合，S1、S2断开时，电解槽接入电路，电解槽为非纯电阻元件，则有P化学＝I3U－I32rA 代入数据解得P化学＝(4×12－42×2) W＝16 W。 [能力提升练] 7．（24-25高二上·四川绵阳·阶段练习）如图所示，一直流电动机与阻值R＝9 Ω的电阻串联在电源上，电源电动势E＝30 V，内阻r＝1 Ω，用理想电压表测出电动机两端电压U＝10 V，已知电动机线圈电阻RM＝1 Ω，则下列说法中正确的是（　　） A．通过电动机的电流为10 A B．电动机的输入功率为20 W C．电动机的发热功率为1 W D．电源的输出功率为50 W 【答案】B 【详解】A．根据闭合电路欧姆定律，有： 代入数据解得 故A错误； B．电动机的输入功率： P入=UI=10×2W=20W 故B正确 C．电动机的热功率： P热=I2RM=22×1W=4W 故C错误； D．电源的总功率为 电源的内耗功率为 电源的输出功率： 故D错误。 故选B。 8．（24-25高二上·浙江绍兴·期末）随着科技发展，扫地机器人作为智能化家电典型代表逐步走入千家万户。如图所示为某一款扫地机器人的主机，产品的相关参数如表所示，下列说法正确的是（　　） A．“”为能量单位 B．主机工作电流约为 C．主机电动机的电阻约为 D．电池最多能储存的能量约为 【答案】D 【详解】A．在单位“”中，mA是电流的单位，h是时间的单位，根据电流的定义式 可得电荷量 所以 “”是电荷量的单位，而不是能量单位，故A错误； B．由题知，主机电动机的功率P = 75W，额定电压U = 220V，根据 代入数据解得主机电动机工作电流约为 故B错误； C．若主机电动机是纯电阻，根据欧姆定律 可得电阻为 因扫地机器人的电动机不是纯电阻用电器，其消耗的电能一部分转化为机械能，一部分转化为内能，所以不能用欧姆定律进行计算电阻，故C错误； D．已知充电电池的电荷量，额定电压，根据 可得电池最多能储存的能量 故D正确。 故选D。 9．（24-25高二上·重庆·期末）如题图，M是电动机，当电动机正常工作时通过的电流是I，电压是U，消耗的电功率是P，若电动机内阻为R，则（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】AB．根据能量守恒有（为电动机的输出功率） 可知 可知 故A错误，B正确； C．因为 两边同时乘U可得 故C错误； D．结合以上分析有 两边同时乘I可得 故D错误。 故选B。 10．（24-25高二下·浙江·期中）电视机可以用遥控器关机而不用断开电源，这种功能叫做待机功能。这一功能虽给人们带来了方便，但电视机在待机状态下仍然要消耗电能却鲜为人知。例如，小明家的一台彩色电视机的待机功率大约是10W。假如他家每天平均看4h电视，看完电视后电视机处于待机状态。试估算小明家因这台电视机待机一年浪费的电能是（　　） A．7．3kWh B．73kWh C．730kWh D．7300kWh 【答案】B 【详解】小明家因这台电视机待机一年浪费的电能 故选B。 11．（2025·贵州铜仁·模拟预测）某型号小电风扇铭牌上的主要参数如图所示。当在小电风扇上加电压时，小电风扇不转动，测得通过它的电流为，根据题中和铭牌上提供的信息可知（　　） A．小电风扇的内阻为 B．当在小电风扇上加电压时通过的电流为 C．小电风扇正常工作时的机械功率为 D．小电风扇正常工作时的热功率为 【答案】A 【详解】A．当在小电风扇上加电压时，小电风扇不转动，测得通过它的电流为，可以解得小电风扇的内阻为，故A正确； B．当在小电风扇上加电压时电风扇正常工作，即其功率为2.4W,此时电流为，故B错误； C D．小电风扇正常工作时，其热功率为 小电风扇正常工作时的机械功率为 故CD错误。 故选A。 12．（24-25高二上·广东汕头·期末）周老师在优质课展示活动中做了“电池+口香糖锡纸=取火工具”的实验（如图甲），实验前将口香糖锡纸中间剪掉一些（如图乙），将锡纸条带锡面的一端接在电池的正极，另一端接在电池的负极，发现锡纸条很快开始冒烟、着火，下列说法正确的是（　　） A．此实验中使用旧电池效果更好 B．此实验利用了电流的热效应，a段最先燃烧 C．此实验利用了电流的热效应，c段最先燃烧 D．若，则a段电阻最小，c段电阻最大 【答案】B 【详解】A．此实验中使用老旧电池效果没有新电池好，因为老旧电池的内阻比较大，使得电路电流较小，电流的热效应不明显，故A错误； BCD．根据电阻定律 若，材料相同，则电阻率相同，a段横截面积最小，c段横截面积最大，则a段电阻最大，c段电阻最小；此实验利用了电流热效应，根据 由于电流相等，a段电阻最大，则a段的功率最大，a段最先燃烧，故B正确，CD错误。 故选B。 13．（24-25高二下·辽宁·阶段练习）小型直流电动机（其线圈内阻为）与规格为“4V  4W”的小灯泡并联，再与阻值为的电阻串联，然后接至的恒压电源上，如图所示，小灯泡恰好正常发光，电动机正常工作，下列说法正确的是（　　） A．通过电动机的电流为0.6A B．电动机消耗的总功率为10W C．电动机的输出功率为2W D．电动机的效率为 【答案】C 【详解】A．小灯泡正常发光，则通过小灯泡的电流 通过电阻的电流 通过电动机的电流 故A错误； B．电动机消耗的总功率 故B错误； C．电动机线圈内阻的热功率 电动机的输出功率 故C正确； D．电动机的效率 故D错误。 故选C。 14．（2025·浙江·模拟预测）太阳光经过大气层到地面大概损失一半的能量。某太阳能发电站使用的太阳能板加装有自动跟踪功能，保证太阳能板与阳光始终垂直，已知单位面积的太阳能板每天发电2.28kW∙h，太阳与地球之间的距离取，每天阳光照射太阳能板的时间约为8h，太阳辐射总功率约为，则该太阳能板的光电转化效率最接近（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】结合球面公式可知垂直阳光方向上地表单位面积接收到的光照功率约为 单位面积太阳能板每天发电2.28kW∙h，则单位面积太阳能板的发电功率约为 所以光电转化效率约为 故选B。 15．（24-25高二下·重庆·阶段练习）图（a）是自制模拟喷灌系统的电路，M是电动机，电源电动势为6 V，内阻为。闭合开关后，电路中电流为2 A，电动机带动水泵抽取水槽中静止的水，如图（b）所示。已知水泵喷口离水面的高度为，水以的速度喷出，每秒喷出水的质量为，水泵的抽水效率（水泵的输出功率与输入功率之比）为。不计电动机的摩擦损耗，电动机的输出功率等于水泵的输入功率，忽略水在管道中运动的机械能损失，，则（　　） A．电动机两端电压为2 V B．电源内阻每秒产生热量2J C．水泵每秒对水做功4J D．电动机线圈电阻为 【答案】D 【详解】A．根据闭合电路欧姆定律，电动机两端电压 A错误； B．电源内阻每秒产生热量 B错误； C．水泵每秒取水，对水做功 C错误； D．设电动机线圈电阻，电动机的输出机械功率 水泵的抽水效率 水泵的输出功率 解得 D正确。 故选D。 16．（多选）（24-25高二上·陕西汉中·期末）微型吸尘器的直流电动机的内阻一定，当加在它两端的电压为0.3V时，电流为0.3A，此时电动机不转动；当加在它两端的电压为2.5V时，电流为0.8A，此时电动机能够正常工作，则下列说法正确的是（　　） A．电动机线圈的电阻为1Ω B．电动机正常工作时的输入功率为0.09W C．电动机正常工作时的发热功率为6.4W D．电动机正常工作时的输出功率为1.36W 【答案】AD 【详解】A．电动机线圈的电阻为 故A正确； B．电动机正常工作时的输入功率为 故B错误； C．电动机正常工作时的发热功率为 故C错误； D．电动机正常工作时的输出功率为 故D正确。 故选AD。 17．（多选）（24-25高二上·北京西城·期末）如图某手持风扇，其电动机的电阻为0.5Ω、额定电压为3.7V、额定功率为7.4W，风扇内电池容量为4000mA·h。则（　　） A．电动机正常工作时的电流为2A B．电动机正常工作时的发热功率为1W C．电动机正常工作时的机械功率为7.4W D．该风扇连续正常工作的时间最长为2h 【答案】AD 【详解】A．电动机正常工作时的电流为 A正确； B．电动机正常工作时的发热功率为 B错误； C．电动机正常工作时的机械功率为 C错误； D．该风扇连续正常工作的时间最长为 D正确。 故选AD。 18．（多选）（2025高三·全国·专题练习）小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，P为图线上一点，PN为图线在P点的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，下列说法中正确的是（　　） A．随着所加电流的增大，小灯泡的电阻增大 B．对应P点，小灯泡的电阻为 C．对应P点，小灯泡的电阻 D．对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的“面积” 【答案】ABD 【详解】A．根据欧姆定律 可知图线上的点与点连线的斜率逐渐减小，说明电阻逐渐增大，A正确； BC．对应点，小灯泡的电阻为 B正确，C错误； D．对应点，小灯泡的功率为 此值恰好为图中矩形所围面积的大小，D正确。 故选ABD。 19．（多选）（2025高三·上海·专题练习）无线充电宝是一种无线移动电源，在发送端（充电宝）和接收端（手机）各有一个线圈。工作时，发送端的线圈中通有高频变化的电流，两者彼此靠近时，就可以将充电宝中的电能传送到被充电的手机里。 某同学利用同一充电宝的无线充电与有线充电功能分别给同款手机充电。手机两次电量均从1%充到93%，充电电压视为恒定，记录的充电量与充电时间如图所示。由图线可知（　　） A．无线充电的平均电流较大 B．有线充电的平均电流较大 C．无线充电与有线充电平均功率的比值约为 D．无线充电与有线充电平均功率的比值约为 【答案】BC 【详解】AB．由于手机两次电量均从1%充到93%，则两次充电过程中通过某一截面的电荷量q相同，则根据可知，有线充电的时间t较短，所以有线充电的平均电流较大，A错误，B正确； CD．由于手机两次电量均从1%充到93%，则两次充电过程中所做的功相同，则根据可知，无线充电与有线充电平均功率的比值约等于时间倒数之比，即 C正确，D错误。 故选BC。 20．（多选）（24-25高二上·广东佛山·期末）擦窗机器人有效解决了外层窗户清洁困难的问题。某款擦窗机器人如下图所示，主要由电动机、传感器等部件构成，其电池容量为（电池能够提供的电量，表示当电池以3000mA的输出电流工作时，最长可以持续工作）、额定电压为、待机时功率为、工作时功率为。下列说法正确的是（　　） A．充满电后，机器人的最长待机时间为 B．进行擦拭工作时机器人内部电路的电阻为 C．若电动机卡住停转时，通过电动机的电流会增大 D．进行擦拭工作时机器人把电能全部转化为机械能 【答案】AC 【详解】A．额定电压为，工作时功率为，则工作时的电流为 由题意可知工作时最长可以持续工作时间为，则充满电后，机器人的最长待机时间为 故A正确； B．进行擦拭工作时，机器人不是纯电阻电路，则有 可得内部电路的电阻 故B错误； C．若电动机卡住停转时，通过电动机的电流 可知通过电动机的电流会增大，故C正确； D．进行擦拭工作时机器人把电能转化为机械能和焦耳热，故D错误。 故选AC。 21．（24-25高二上·山东滨州·期末）滨州市政府为给市民提供多样化、个性化的出行服务，打造滨州公共交通绿色出行新模式，滨州公共汽车有限公司推出定制化巴士服务，即“网约巴士”。网约巴士采购厦门金旅XML6606系列城市客车，是一种零排放纯电动汽车，该电动汽车配备的电池参数为：总电压为620V、电池容量110A·h，采用220V普通电压充电，一次完全充电需1h。该电动汽车的电能转化为机械能的效率为80%，充满电最高航可达110km。求： (1)充电电流的大小； (2)行驶过程中平均阻力的大小（结果保留整数）。 【答案】(1)310A (2)1786N 【详解】（1）电功为 充电功率为 充电电流为 方程联立，解得充电电流的大小 （2）行驶过程中平均阻力大小等于平均牵引力大小，则由 解得行驶过程中平均阻力的大小 22．（24-25高二上·福建漳州·期末）如图为某品牌的桶装饮用水电动抽水器，内置电池、电动水泵。已知电动水泵工作电压U=5V，工作电流I=0.5A。某次用该电动抽水器抽水喝时，出水口与桶内水面高度差h=0.6m，若桶内水的初速度为零，出水口出水速度v=2m/s，每秒出水质量m=0.2kg，忽略水在管道中的机械能损失，g取10m/s2。求： (1)每秒水泵消耗的电能； (2)水泵的输出功率； (3)水泵的内阻。 【答案】(1)2.5J (2)1.6W (3)3.6Ω 【详解】（1）水泵在1秒内消耗的电能等于电流所做的功，则 解得 （2）根据功能关系，水泵抽水1秒所做的功为 水泵的输出功率为 解得 （3）水泵的输入功率 水泵的热功率为 根据焦耳定律可得 可得，水泵的内阻 23．（24-25高二上·广东深圳·期末）大疆植保无人机效率高、效果优、智能强、安全好、耐用且操作简便，革新了农业生产模式，解放人力、高效精准增质。“赣南脐橙”果园里新购了一架T50大疆植保无人机用于吊运脐橙，它内置了电动势、容量的智能电池，其内电阻忽略不计。若该款无人机正常工作时电池输出的电流恒为，其他设施正常工作时的电功率为，飞行时电动机的工作效率。 (1)求充满一次电，该款无人机理论上正常工作的最长时间； (2)求正常工作时无人机的电动机输出的机械功率； (3)已知该款无人机的总质量为，某次吊运的脐橙质量。假设该无人机飞行时所受的空气阻力恒为取，求该款无人机竖直上升过程中的最大速度。 【答案】(1)1.2h (2)1600W (3) 【详解】（1）由题可得无人机理论上正常工作的最长时间 （2）由能量守恒定律得 （3）当加速度时速度最大，即 由 解得 [高频考题实战练] 24．（2025·上海宝山·二模）国产某5G手机的电池容量为，待机时的电流为15mA，快速充电时的电功率为90W。则该手机的待机时间为（　　） A．6小时 B．30小时 C．50小时 D．300小时 【答案】D 【详解】该手机的待机时间为 故选D。 25．（2025·河南漯河·模拟预测）我国新能源汽车产业实现了快速发展，产销量和出口量均居世界第一，形成完整且竞争力强的产业链，成长起一批具有国际竞争力的企业。某汽车集团采用减小厚度、增加长度的结构创新方案推出了“刀片电池”，可以在同样的空间内装入更多电池。如图所示，一款车型装配了N块“刀片电池”，每块“刀片电池”的容量是q，平均工作电压是U，该车型采用充电电压为U0的快充充电桩时，充电效率为80%，充满电需要的时间为t。已知该车型每行驶100km平均能耗是E，则下列说法不正确的是（　　） A．电池组充满电后储存的电荷量为Nq B．单块电池充满电后储存的电能为qU C．电池组充满电后的续航里程为 D．快充充电桩的平均充电电流为 【答案】D 【详解】A．电池组充满电后储存的电荷量为 故A正确； B．单块电池充满电后储存的电能为 故B正确； C．电池组充满电后储存的电能为NqU，而汽车每行驶100km平均能耗是E，则电池组充满电后的续航里程为 故C正确； D．快充充电桩充电过程有 所以平均充电电流为 故D错误。 由于本题选择错误的，故选D。 26．（2025·河北秦皇岛·二模）现代电器设备的集成电路对各种电子元件微型化的要求特别高，其中材料相同的金属导体制成截面为正方形，电阻仅与导体的长、宽、高中一个因素有关，把与电阻无关的另外两个因素的尺寸做成微型。如图所示的集成电路中有两块方形金属导体R1、R2是并联关系，上下表面均为正方形，R1的上、下表面面积大于R2的上、下表面面积，R1的厚度h1小于R2的厚度h2，闭合开关稳定后，下列说法正确的是（　　） A．R1、R2的电阻相等 B．R1的功率小于R2的功率 C．若R1、R2沿竖直方向接入电路，电阻是不变的 D．R1、R2的厚度变化，制造成微型不会影响其电阻 【答案】B 【详解】A．设正方形边长为L，材料电阻率为，则电阻 可知与电阻成反比，由于R1的厚度h1小于R2的厚度h2，可知，故A错误； B．由于二者并联，电压相同，根据 可知电阻大的功率小，故R1的功率小于R2的功率，故B正确； C．若R1、R2沿竖直方向接入电路，则电阻 可知电阻会发生改变，故C错误； D．若R1、R2的厚度变化，结合A选项可知，制造成微型会影响其电阻，故D错误。 故选B。 27．（2025高三·全国·专题练习）为减少汽车排放带来的污染，很多城市开始使用电动汽车。现有一辆质量为2t的某品牌电动汽车电池每次充满电后能提供的总电能为，充电时，直流充电桩充电电压为400V，充电时间为4.5h，充电效率为95%，以108km/h的速度在平直高速公路匀速行驶时汽车将总电能转化为机械能的效率为90%，汽车受到的阻力为重力的0.03倍，g取，由此可知（　　） A．充电的平均电流约为50A B．汽车牵引力的功率为15kW C．汽车能匀速行驶的时间为3h D．汽车能匀速行驶的距离为450km 【答案】C 【详解】A．由题可知，电能 则由可知，充电电流为，A错误； B．当汽车匀速行驶时，牵引力等于阻力的大小，即 则牵引力的功率为，B错误； CD．汽车能匀速行驶的时间 则汽车匀速行驶的最大距离为，C正确，D错误。 故选C。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$