12.1 电路中的能量转化 同步练习-2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

12.1 电路中的能量转化 同步练习 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．一个5 A的移动插座，最多可以在上面同时使用的电器总功率为(　　) A．200 W B．500 W C．1100 W D．1500 W 2．以下用电器中没有用到电动机原理的是（ ） A．洗衣机 B．电动剃须刀 C．电吹风 D．收音机 3．下列电器中不是利用电动机装置工作的是（  ） A．电风扇 B．抽水泵 C．洗衣机 D．电饭锅 4．在如图甲所示的电路中，、、为三个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。当开关S闭合后，电路中的总电流为，此时（　　） A．两端的电压为两端电压的2倍 B．、两端的电压的比值小于2 C．的电阻为 D．、消耗的电功率的比值大于4 5．如图所示，用输出电压为1.4 V、输出电流为100 mA的充电器对内阻为2 Ω的镍—氢电池充电。下列说法不正确的是（　　） A．电能转化为化学能的功率为0.12 W B．充电器输出的电功率为0.14 W C．充电时，电池消耗的热功率为0.02 W D．充电器把0.14 W的功率储存在电池内 6．如图所示，电路中有三个电阻，已知，则电路工作时，的功率之比为（　　） A． B． C． D． 7．小明同学家里部分电器的消耗功率及每天工作时间如表所示，则这些电器一天消耗的电能约为（   ） 电  器 消耗功率/W 工作时间/h 电茶壶 2000 1 空  调 1200 3 电视机 100 2 节能灯 16 4 路由器 9 24 A．6.1×103W B．6.1×103J C．2.2×104W D．2.2×107J 8．灯泡L1的额定值为“6V　4W”，灯泡L2的额定值为“6V　2W”，要使它们接到12V的电路中，能使两个灯泡都正常发光，且电路最省电，应选下图的哪一个（　　） A． B． C． D． 9．厨房的油烟危害健康。某品牌的抽油烟机主要部件是照明灯L和抽气扇M（电动机），连接在220V的照明电路中，如图所示。下列关于抽油烟机的说法中，正确的是（　　） A．只有照明灯亮时，抽气扇才能正常工作 B．抽气扇由“强吸”挡换成“弱吸”挡，其发热功率不变 C．闭合开关S1、S2和S3时，抽气扇处于“弱吸”挡 D．工作中的抽气扇因吸入异物出现卡机时，回路中的电流将变得很大 10．如果加在某定值电阻两端的电压从变为，通过该电阻的电流从变为，则该电阻的电功率改变量为（    ） A． B． C． D． 二、多选题 11．闪电是常见的一种在云层之间、云层与地面之间或者云体内各部位之间的强烈放电现象。若一道闪电产生于云层与地面之间，放电时的平均电压大约是，平均电流大约是，一次闪电的时间为。则（　　） A．一次闪电释放的能量约为 B．一次闪电平均功率约为 C．云层带电的主要原因是摩擦起电 D．带电云层靠近地面时，地面带电的主要原因是摩擦起电 12．某节水喷灌系统如图所示，水以的速度水平喷出，每秒喷出水的质量为2.0kg。喷出的水是从井下抽取的，喷口离水面的高度保持不变。水泵由电动机带动，电动机正常工作时，输入电压为220V，输入电流为2.0A，不计电动机的摩擦损耗，电动机的输出功率等于水泵所需要的输入功率。已知水泵的抽水效率（水泵的输出功率与输入功率之比）为75%，忽略水在管道中运动的机械能损失，则：（　　） A．每秒水泵对水做功为300J B．每秒水泵对水做功为225J C．水泵输入功率为440W D．电动机线圈的电阻为10Ω 13．如图所示的电路中，电源、电动势E=36V，内阻r=1Ω，电灯L上标有“6V，12W”字样，直流电动机M线圈电阻R=2Ω。接通电源后，电灯恰能正常发光。下列说法正确的是（　　） A．电路中的电流为2A B．电动机两端的电压为4V C．电动机产生的热功率为60W D．电动机输出的机械功率为48W 14．电阻和电动机串联接到电路中，如图所示，已知电阻跟电动机线圈的电阻值相等，电键接通后，电动机正常工作，设电阻和电动机两端的电压分别为和，经过时间，电流通过电阻做功为，产生热量为，电流通过电动机做功为，产生热量为，则有（　　） A．， B．， C．， D．， 15．机动车的尾气含有铅等大量有害物质，也是造成地球“温室效应”的重要因素之一。电动汽车因其无尾气排放且噪音小等因素，正在逐渐被人们接受。某国产品牌电动汽车的铭牌如下，已知蓄电池储存的电能等于其容量乘输出电压，则下列说法正确的是（     ） 规格 后轮驱动直流电动机 车型：电动汽车 电动机额定输出功率： 整车质量： 额定转速： 蓄电池（容量，输出电压：约为） 额定工作电压电流： A．电动汽车正常工作时消耗的电功率 B．电动机的内阻为 C．蓄电池充满电后储存的电能约为 D．充满电后电动汽车在额定功率下能连续行驶的时间约为 三、填空题 16．电动自行车具有低噪声、无废气、无油污的环保性，而且它的能源利用率很高，下表列出了某品牌电动自行车及所用电动机的主要技术参数，不计其自身机械损耗，若该车在额定状态下以最大运行速度行驶，则 自重 40kg 额定电压 48V 载重 75kg 额定电流 12A 最大运行速度 20km/h 额定输出功率 350W （1）该车获得的牵引力为 N。 （2）电动机的内阻为 Ω。 17．如图甲是某一电热水壶，若该电热水壶工作时的电流为、电热丝的电阻为、通电时间为过程中产生的热量为 ，图乙在额定电压下是该某一电热水壶的铭牌，由铭牌可知，在30s内将消耗 J的电能；如图丙为家用电风扇，当电流通过电动机，电能主要转化为 （选填“内能”、“机械能”、“化学能”）． 四、解答题 18．如图所示的电路中，定值电阻R＝5Ω，标有“4V，8W”的直流电动机的线圈电阻。当开关S接a点时，电动机正常工作。当开关S接b点时，理想电流表的示数为1A。求： （1）电源的电动势和内阻； （2）当开关S接a点时，电动机的输出功率。 19．如图电路中，电池组的电动势E=42V，内阻r=2Ω，定值电阻R=20Ω，D是电动机，其线圈电阻R′=1Ω．电动机正常工作时，理想电压表示数为20V．求： （1）通过电动机的电流是多少？ （2）电动机输出的机械功率为多少？ 20．在如图所示的电路中，电源电动势为12V，电源内阻r=电路中的电阻为，小型直流电动机M的内阻为闭合开关S后，电动机转动，电流表的示数为，求： (1)电源的总功率； (2)电源的输出功率； (3)电动机的输出机械功率。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《12.1 电路中的能量转化 同步练习》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C D D D D C D C D A 题号 11 12 13 14 15 答案 AC AD AD AD AD 1．C 【详解】最多可以在上面同时使用的电器总功率为 故C正确，ABD错误。 故选C。 2．D 【详解】试题分析：洗衣机通电时，滚筒会发生转动，表明洗衣机内部有电动机，所以洗衣机应用了电动机；电动剃须刀能够转动，故用到了电动机；电吹风通电时，有一个小电动机转动，故它们是应用了电动机；收音机通电后，是通过调台后将声音放大，故收音机没有用到电动机． 故选D． 3．D 【详解】电风扇、抽水泵、洗衣机都是利用电动机的工作原理制成的，电饭锅是利用电流的热效应来制作的，故D正确，ABC错误． 4．D 【详解】AB．电路中的总电流为0.25 A，L1中电流为0.25 A，由小灯泡的伏安特性曲线可知L1两端的电压为3.0 V，根据并联电路规律可知，L2中的电流为0.125 A，由小灯泡的伏安特性曲线可知其两端电压大约为0.3 V，故L1两端的电压约为L2两端电压的10倍，选项AB错误； C．由欧姆定律可知，L2的电阻为 R2＝Ω＝2.4 Ω 选项C错误； D．L1消耗的电功率为 P1＝U1I1＝0.75 W L2消耗的电功率为 P2＝U2I2＝0.3×0.125 W＝0.0375 W 即L1、L2消耗的电功率的比值大于4，选项D正确。 故选D。 5．D 【详解】A．电能转化为化学能和热能，根据能量守恒定律，有 UI=I2R+P 解得 =1.4×0.1W-0.12×2 W =0.12W 故A正确，不符合题意； B．充电器输出的电功率为 P出=UI=1.4×0.1W=0.14W 故B正确，不符合题意； C．充电时，电池消耗的热功率为 P热=I2R=0.12×2W=0.02W 故C正确，不符合题意； D．转化为化学能的功率为0.12W，故充电时，在1s的时间内有0.12J的电能转化为化学能，故D错误，符合题意。 故选D。 6．C 【详解】设和阻值分别为r、，和的并联电阻为 则 根据 可知功率比为。 故选C。 7．D 【详解】根据公式可知一天消耗的电能为，又知道，故，D正确． 8．C 【详解】根据可得 A．、直接串联，实际电流相等，但它们额定电流不等，不能都正常工作．故A错误； B．，电路B中实际电流大于实际电流，不可能都正常工作，故B错误； CD．，电路C中通过调节滑动变阻器可使、两端电压均为6V，两灯均可正常工作，此时电路的总功率为 电路D中通过调节滑动变阻器可使灯和滑动变阻器电压均为6V，两灯均可正常工作，此时电路的总功率 则能使两个灯泡都正常发光，且电路最省电应选择C。 故选C。 9．D 【详解】A．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，故A错误； B．由电路图可知，断开开关S2，电阻R与抽气扇串联，抽气扇是“弱吸”挡；闭合开关S2，电阻R被短路，抽气扇是“强吸”挡；抽气扇由“强吸”挡换成“弱吸”挡，则流过抽气扇的电流变小，而抽气扇的热功率为，其中r为电机内阻，不变，则抽气扇由“强吸”挡换成“弱吸”挡，其发热功率减小，故B错误； C．闭合开关S1、S2和S3时，由电路图可知，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，故C错误； D．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，故D正确。 故选D。 10．A 【详解】A．根据电功率的表达式有： 故A正确； BCD．而可变为： 则有： 故BCD错误。 11．AC 【详解】A．一次闪电释放的能量约为 故A正确； B．一次闪电平均功率约为 故B错误： C．云层带电主要是因为云层和空气的摩擦起电，故C正确； D．带电云层靠近地面时，地面带电的主要原因是感应起电，故D错误。 12．AD 【详解】AB．每秒喷出水的质量为，抽水增加了水的重力势能和动能，则每秒水泵对水做功为，故A正确B错误； C．水泵的输出能量转化为水的机械能，则 而水泵的抽水效率（水泵的输出功率与输入功率之比）为75%，则，故C错误； D．电动机的输出功率等于水泵所需要的输入功率，则电动机的机械功率为 而电动机的电功率为 由能量守恒可知 联立解得，故D正确； 故选AD。 13．AD 【详解】A．点灯正常发光，则电路中电流为 故A正确； B．电源内阻的电压为 则电动机两端的电压为 故B错误； C．根据焦耳定律，电动机的热功率为 故C错误； D．电动机的机械功率为 故D正确。 故选AD。 14．AD 【详解】电阻和电动机串联接到电路中，则通过它们的电流相同，对于电阻，由欧姆定律得 对于电动机 则可得 根据焦耳定律得 电流通过电阻做功为 电流通过电动机做功为 则 故选AD。 15．AD 【详解】A．电动机正常工作时消耗的电功率为 故A正确； B．电动机内阻的发热功率电动机额定输出功率为 则电动机内阻为 故B错误； C．蓄电池充满电后储存的电能为 故C错误； D．在额定功率下连续行驶最长时间为 故D正确。 故选AD。 16． 63 1.6 【详解】（1）[1]由题中表格可知，电动自行车的最大运动速度为 v=20km/h=m/s 此时电动自行车做匀速直线运动，由瞬时功率 得 N 所以此时该车获得的牵引力为63N； （2）[2]由表格可知，电动机的电压U=48V，I=12A，所以电动机的输入功率为 W 根据能量守恒可知，电动机输入的电能一部分转化为机械能，即输出功，一部分转化为电动机线圈的内能，所以 其中 式中R为电动机线圈的内阻，联立以上各式可得 R=1.6 17． 45000 机械能 【详解】[1]根据焦耳定律可得产生的热量为 [2]根据公式 带入数据可得 [3]当电流通过电动机，电能主要转化为机械能 18．（1），；（2）6W 【详解】（1）当开关S接a点时，电动机正常工作，根据闭合电路欧姆定律有 当开关S接b点时，理想电流表的示数为1A，有 联立以上各式，代入数据求得 ， （2）当开关S接a点时，电动机的输出功率 19．（1）1A；（2）19W 【详解】（1）由 E=UV+UR+r 可得R和电源两端的电压之和为 I（R+r）=E﹣UV 由欧姆定律可得电路电流为 即通过电动机的电流为1A； （2）电动机为非纯电阻元件，故其功率为 P电=UVI=20×1W=20W 电动机的发热功率为 故电动机的输出功率为 P机=P电﹣P热=20W﹣1W=19W 【名师点睛】本题的关键是电动机是非纯电阻电路，计算电流时得应用闭合电路欧姆定律，电动机的功率分为两部分，一部分为线圈的热功率，另一部分为电动机的输出功率． 20．(1)24W；(2)20W；(3)12W 【详解】(1)电源的总功率 (2)电源的输出功率 (3)电动机的总功率 电动机输出的机械功率 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $