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

12.1 电路中的能量转化 本节内容包含电路中能量转化的思想，需要重点理解焦耳热与电功的区别与联系；其中含电动机问题的能量计算相关问题是本节内容的重点与难点，考频较高，需要重点掌握。 一、单选题 1．（考点：焦耳定律）对电功及焦耳定律公式的理解正确的是（　　） A．焦耳定律适用于一切电路的焦耳热的求解 B．电功公式W＝UIt、焦耳定律公式Q＝I2Rt都适用于任何电路，因此W一定等于Q C．非纯电阻电路中的电功可能等于焦耳热 2．（考点：串并联电路）有两盏电灯和，用如图中所示的两种方式连接到电路中，已知电压U相同，且两盏电灯均能发光，比较在甲、乙两个电路中电灯的亮度，则（    ） A．甲图的电路中灯较亮 B．乙图的电路中灯较亮 C．两个电路中灯一样亮 D．不知它们的额定电压和额定功率，无法判断 3．（考点：非纯电阻原件）如图，一充电器对锂电池充电电路图，已知输出电压，输出电流为，锂电池的内阻。则在充电时间为的时间内，下列说法不正确的是（　　） A．有18J的电能转化为化学能 B．充电过程中电流做的功为18J C．该过程中锂电池产生的热量为1.2J D．该过程中有16.8J的化学能储存在锂电池中 4．（考点：串并联电路、混联）如图所示为某一电路的一部分，其中R1=10Ω， R2=R3=20Ω，下列关于R1、R2、R3消耗的电功率P1、P2、P3，以及R1、R2、R3两端的电压U1、U2、U3的关系正确的是（　　） A．U1：U2：U3=1：2：2 B．U1：U2：U3=1：1：1 C．P1：P2：P3=1：1：1 D．P1：P2： P3=1：2：2 二、多选题 5．（考点：能量转化、电动机））在如图所示的电路中，定值电阻R的阻值为1Ω，电表均视为理想电表，电动机正常工作时电压表和电流表的示数为2.70V和0.10A，电动机因故障被卡住时电压表和电流表示数分别为2.40V和0.30A。下列说法正确的是（　　） A．电源的内阻为1.5Ω B．电动机的内阻为8Ω C．电动机正常工作时的热功率为0.07W D．电动机正常工作时的效率约为84.5% 6．（考点：混联电路计算）四盏灯泡接成如图所示的电路。a、c灯泡的规格是“220V  40W”，b、d灯泡的规格是“220V   100W”，通电后各个灯泡的实际功率都低于额定功率。则这四盏灯泡的实际功率Pa、Pb、Pc、Pd的大小关系，下列分析正确的是（　　） A．Pa>Pb B．Pb>Pc C．Pc>Pd D．Pa=Pd 7．（考点：电流、电功）2024年11月26日，全球瞩目的智能手机华为上市。已知其离子聚合物电池容量为，手机支持超级快充“”，兼容“”或“”超级快充，电池电动势为，正常通话额定功率为，则（　　） A．题中“”是能量的单位 B．最大超级快充对应的功率是 C．充满电后可以正常通话的时间为 D．充满电后可以正常通话的时间为 三、解答题 8．（考点：串并联电路基础计算）如图所示电路，电源电压，定值电阻。 (1)只闭合开关，电流表的示数为。求此时定值电阻的电功率。 (2)只闭合开关，将滑动变阻器的滑片从左端移到右端的过程中，电流表的示数变化了。求此过程中两只电压表的示数变化的绝对值之比 9．（考点：电动机相关计算）如图所示的电路中，电源电动势为，内阻为，灯泡的额定电压为，额定功率，电动机线圈电阻为，开关闭合，灯泡正常发光，电动机正常工作。求： (1)通过电动机的电流； (2)电动机正常运转时的输出功率。 10．（考点：非纯电阻相关计算）如图所示，电解槽A和电炉B并联后接到电源上，电源内阻，电炉电阻，电解槽电阻，当闭合、断开时，电炉消耗功率为720W，、都闭合时，电炉消耗功率为500W（电炉电阻可看作不变），试求： （1）电源的电动势； （2）、闭合时，流过电解槽的电流大小； （3）、闭合时，电解槽中电能转化成化学能的功率。 参考答案 1．A A. 焦耳定律基于电流通过电阻产生热量的原理，适用于任何电路的焦耳热计算，故A正确； B. 电功公式适用于任何电路计算总电功，焦耳定律公式适用于任何电路计算焦耳热；但在非纯电阻电路中，电能部分转化为其他形式能量，导致W > Q 因此W不一定等于Q，故B错误； C. 在非纯电阻电路中，电功W 始终大于焦耳热 Q，故C错误。 故选A。 2．B 因为电压U相同，两盏电灯串联后，电压要按照电灯阻值的大小分配，L2两端电压小于U；两盏电灯并联后，加在电灯两端的电压都为U，因此并联后的灯泡较亮，所以乙图的电路中灯较亮，故选B。 3．A B．充电过程中电流做的功为 故B正确，不满足题意要求； C．该过程中锂电池产生的热量为 故C正确，不满足题意要求； AD．根据能量守恒定律有 解得 可知，有16.8J的电能转化为化学能，即该过程中有16.8J的化学能储存在锂电池中，故A错误，满足题意要求；D正确，不满足题意要求。 故选A。 4．B AB．设流过R1的电流为I，则 可得 U1：U2：U3=1：1：1 故A错误，B正确； CD．根据公式 可得 故CD错误。 故选B。 5．AC A．由题意知电压表测量值为路端电压，电流表测量值为电路总电流。当电动机正常工作时,；当电动机故障被卡住时,；根据闭合电路欧姆定律 可得， 联立解得，，A正确； B．电动机因故障被卡住时，可看作是纯电阻，则 解得电动机的内阻为，B错误； C．电动机正常工作时的热功率为，C正确； D．电动机正常工作时，消耗的总功率 电动机正常工作时输出功率 电动机正常工作时的效率为，D错误。 故选AC。 6．AB A．a、c灯泡的电阻为 b、d灯泡的电阻为 由图知通过a灯泡的电流为通过b、c两灯泡电流之和，而且，由 知，，故A正确； BC．b、c灯泡并联两端电压相等，由 知，电阻小的功率大，即，故B正确； C．b、c并联后的总电阻，大电阻分大电压，所以b、c两端的电压小于d灯泡的电压，由 知电阻相同的电压小的功率小，即，又因为，所以，故C错误； D．通过a、d两灯泡的电流相等，而两灯泡电阻，由 知，，故D错误。 故选AB。 7．BC A．根据 可知是电量的单位，故A错误； B．最大超级快充对应的功率为 故B正确； CD．充满电后可以正常通话的时间为 故C正确、D错误。 故选BC。 8．(1)0.45W (2) （1）只闭合开关S1，定值电阻R1与定值电阻R2串联，由欧姆定律可知，此时电路中的总电阻 由串联电路的电阻特点可知，定值电阻R2的阻值 则定值电阻R2的电功率 （2）只闭合开关S2，定值电阻R1、定值电阻R2和滑动变阻器R3串联，电压表V1测定值电阻R1两端的电压，电压表V2测定值电阻R1和滑动变阻器R3两端的总电压，由可知，电压表V1的示数的变化 由电路的总电压 所以电压表V2的示数的变化大小等于定值电阻两端的电压变化的大小，则 所以两只电压表的示数变化的绝对值之比为 9．(1) (2) （1）流过灯泡的电流 根据闭合电路的欧姆定律 所以干路电流 （2）电动机的输入功率 电动机的热功率 电动机的输出功率 10．（1）126V；（2）21A；（3）1879.5W （1）S1闭合、S2断开时，电炉消耗功率为P1，电炉中电流 I＝＝A＝6A 电源电动势 E＝I（R＋r）＝126V （2）S1、S2都闭合时，电炉消耗功率为P2，电炉中电流为 IR＝＝＝5A 路端电压为 U＝IRR＝5×20V＝100V 流过电源的电流为 I′＝＝26A 流过电解槽的电流为 IA＝I′－IR＝21A （3）电解槽消耗的电功率 PA＝IAU＝21×100W＝2100W 电解槽内热损耗功率 P热＝IA2r′＝212×0.5W＝220.5W 电解槽中电能转化成化学能的功率为 P化＝PA－P热＝1879.5W 学科网（北京）股份有限公司 $