第2章 第8节 第9节 第1课时 电路中的能量 家庭电路-课后达标检测-【优学精讲】2024-2025学年高中物理必修第三册教用Word(教科版)

　　　　　　　　　 题组1　电功和电功率 1．如图所示，一个阻值为R的电阻和一个灯泡L串联接在电压恒为U的电源上，电路中的电流为I。电阻两端的电压为U1，电功率为P1；灯泡两端的电压为U2，电功率为P2，则下列关系式正确的是(　　) A．P1＝UI　　 　　　 B．U2＝U－IR C．P2＝U2R D．U1＝U－IR 解析：选B。电阻的电功率P1＝U1I，故A错误；电阻两端的电压U1＝IR，灯泡两端的电压U2＝U－U1＝U－IR，故B正确，D错误；灯泡的电功率P2＝U2I，故C错误。 2．室内有几种用电器：1.5 kW的电饭煲、200 W的电冰箱、750 W的取暖器、250 W的电视机和2 kW的空调。如果进线处有13 A的保险丝，供电电压为220 V，则下列情况下不能同时使用的是(　　) A．电饭煲和电冰箱 B．取暖器和空调 C．电饭煲和空调 D．电冰箱、电视机和空调 解析：选C。电路中允许的最大功率Pm＝UI＝2 860 W。用电器的功率之和大于Pm时，用电器就不可以同时使用，故C正确。 3．(2024·广东高二统考学业考试)太阳能路灯利用太阳能转化的电能提供照明，可有效地减少二氧化碳的排放。设太阳能电池板对蓄电池一天充电9 h，充电的平均功率为10 W；蓄电池的利用效率是80%，供给LED路灯的电压是24 V，电流是0.5 A，则太阳能电池板一天产生的电能可供路灯照明的时长为(　　) A．4 h B．5 h C．6 h D．7 h 解析：选C。蓄电池提供的电能W1＝Pt1×80%，路灯照明所需的电能W2＝UIt2，则有Pt1×80%＝UIt2，解得t2＝6 h。 题组2　电路中的能量转化 4．用充电宝给手机电池充电时，充电宝输出的电能转化为手机电池的化学能和内能，等效电路如图乙所示。在充电开始后的时间t内，充电宝的输出电压U和输出电流I都可认为是恒定的，若手机电池的内阻为r，则t时间内(　　) A．充电宝输出的电流I＝ B．充电宝输出的电功率为UI＋I2r C．手机电池产生的焦耳热为 t D．手机电池储存的化学能为UIt－I2rt 解析：选D。手机电池不是纯电阻，则输出电流I≠，故A错误；因为充电宝的输出电压为U、输出电流为I，故充电宝输出的电功率为UI，故B错误；手机电池产生的焦耳热Q＝I2rt≠t，故C错误；手机电池储存的化学能W＝UIt－I2rt ，故D正确。 5．(多选)(2024·四川阆中东风中学校考)如图所示的电路中，输入电压U恒为12 V，灯泡L上标有“6 V　12 W”字样，电动机线圈的电阻RM＝0.50 Ω。若灯泡恰能正常发光，下列说法正确的是(　　) A．电路电流为12 A B．电动机的输入功率为12 W C．用电动机匀速提升10 N重物时速率为1 m/s D．整个电路消耗的电功率84 W 解析：选BC。对灯泡，由P＝UI可得，电路电流I＝IL＝＝＝2 A，故A错误；电动机的输入功率P＝I(U－UL)＝12 W，故B正确；电动机的发热功率P热＝I2RM＝(2 A)2×0.5 Ω＝2 W，电动机的输出功率P输出＝P－P热＝12 W－2 W＝10 W，用电动机匀速提升10 N重物时电动机对重物的牵引力F＝G＝10 N，牵引力的功率即为电动机的输出功率，则P输出＝Fv，解得v＝1 m/s，故C正确；整个电路消耗的电功率P总＝IU＝24 W，故D错误。 6．近年来，人工智能技术的快速发展给我们的生活带来了巨大变化，如图为一种服务型机器人，其额定功率为48 W，额定工作电压为24 V，机器人的锂电池容量为20 A·h，则机器人(　　) A．额定工作电流为20 A B．充满电后最长工作时间为2 h C．电池充满电后总电量为7.2×104 C D．以额定电流工作时每分钟消耗能量为48 J 解析：选C。根据P＝UI可知，额定电流I＝＝ A＝2 A，故A错误；机器人的锂电池容量为20 A·h，当以额定电流2 A正常工作时，能够工作的最长时间为10 h，故B错误；电池充满电后总电量q＝It＝20×3 600 C＝7.2×104 C，故C正确；以额定电流工作时，机器人额定功率为48 W，则每分钟消耗的能量W＝Pt＝48×60 J＝2 880 J，故D错误。 题组3　家庭电路 7．(多选)关于安全用电，下列说法正确的是(　　) A．灯头、插座、开关等的带电部分绝对不能外露 B．不要乱拉乱接电线 C．保险丝可以用铜丝、铝丝或铁丝代替 D．检修或调换灯头，要使开关断开，以防触电 解析：选ABD。用电线路及电气设备绝缘必须良好，灯头、插座、开关等的带电部分绝对不能外露，以防触电，A正确；不要乱拉乱接电线，以防触电或发生火灾，B正确；保险丝选用要合理，切忌用铜丝、铝丝或铁丝代替，以防发生火灾，C错误；检修或调换灯头，要使开关断开，以防触电，D正确。 8．小宇同学准备检查生活用电线路是否有问题，他先断开所有用电器和总开关，然后将火线上的保险丝取下，换上一只额定电压为220 V 的灯泡，闭合总开关，发现灯泡正常发光。由此判断　(　　) A．线路安装完全正确，因为灯泡正常发光 B．线路安装不正确，电路中有短路 C．线路安装不正确，电路中有断路 D．仅由此不能判断线路是否有问题 解析：选B。将火线上的保险丝取下换上灯泡，如果原来的电路没有问题，这个换上的灯泡因断路不发光，现在发现这个换上的灯泡正常发光，说明灯泡两端的电压就是220 V，即电路中有短路。 9．如图所示的是一直流电动机竖直向上匀速提升质量m＝26 kg的重物时的电路图，已知电动机内电阻r＝1 Ω，定值电阻R＝9 Ω，直流电压U＝180 V，理想电压表示数UV＝135 V，g取10 m/s2，则电动机的输出功率是(　　) A．25 W B．650 W C．675 W D．700 W 解析：选B。通过R的电流I＝＝ A＝5 A，电动机的输入功率P1＝UVI＝135×5 W＝675 W，电动机内电阻的发热功率P2＝I2r＝52×1 W＝25 W，电动机输出的机械功率P3＝P1－P2＝(675－25) W＝650 W。 10．某手机的部分说明书如表所示，其中电池的容量是指电池全部放电时输出的总电荷量。说明书还标明该手机电池的额定电压为3.7 V，充满电后播放视频的最长时间约10小时。下列判断正确的是(　　) 手机类型 4G智能手机 屏幕分辨率 1 920×1 080像素 电池容量 4 000 mA·h 待机时间 10天 A.该手机电池放电时输出的总电荷量约为4 000 C B．该手机播放视频时电池的平均输出功率约为0.4 W C．该手机播放视频的电流大约为待机时电流的24倍 D．该手机电池充满电储存的电能大约为4 000 J　 解析：选C。该手机电池放电时输出的总电荷量约为q＝4 000×10－3×3 600 C＝1.44×104 C，故A错误；该手机播放视频的电流I＝＝＝400 mA＝0.4 A，播放视频时电池的平均输出功率约为P＝UI＝1.48 W，故B错误；待机时电流I′＝＝＝ mA，则手机播放视频的电流与待机时电流的比值大约为＝＝24∶1，故C正确；该手机电池充满电储存的电能大约为W＝qU＝53 280 J，故D错误。 11．规格为“220 V　36 W”的排气扇，线圈电阻为40 Ω。 (1)接220 V的电源后，求排气扇转化为机械能的功率和发热的功率。 (2)如果接上(1)中电源后，扇叶卡住，不能转动，求电动机消耗的功率和发热的功率。 解析：(1)排气扇在220 V的电压下正常工作时的电流I＝＝ A≈0.16 A 发热功率P热＝I2R＝(0.16)2×40 W≈1 W 转化为机械能的功率 P机＝P－P热＝(36－1) W＝35 W。 (2)扇叶被卡住不能转动后，电动机所在电路成为纯电阻电路，电流做功全部转化为热能，此时电动机中电流为I′＝＝ A＝5.5 A 电动机消耗的功率即电功率等于发热功率 P电′＝P热′＝UI′＝220×5.5 W＝1 210 W。 答案：(1)35 W　1 W　(2)1 210 W　1 210 W 学科网（北京）股份有限公司 $