第12章 1.电路中的能量转化（课时跟踪检测）（学用word）-【优学精讲】2025-2026学年高中物理必修第三册（人教版）

第十二章　电能　能量守恒定律 1.电路中的能量转化 1.A　根据公式W＝Pt知，工作时间相同，实际功率较大的用电器消耗电能一定较多，但额定功率大并不代表实际功率大，故A正确；额定功率是用电器能够长时间工作的最大功率，与实际电压和实际电流无关，故B、C错误；电功率是用比值定义法定义的，与用电器通电时间无关，故D错误。 2.D　B、C两个灯泡并联，所以电压相同，则UB＝UC，B、C两个灯泡消耗的实际功率相同，所以通过它们的电流也相同，则IB＝IC，由P＝得RB＝RC，IA＝2IB＝2IC，由P＝I2R得RA∶RB∶RC＝1∶4∶4，故选D。 3.B　由题意知，Q＝I2Rt。若通过电阻R的电流为2I，则根据焦耳定律可知，在时间内产生的热量为Q'＝（2I）2R·＝2I2Rt＝2Q，故B正确，A、C、D错误。 4.C　两个电阻A、B串联在电路中，电流相等，由焦耳定律Q＝I2Rt，可知A、B在相同的时间内产生的热量之比为QA∶QB＝1∶2，故选C。 5.D　无人机的飞行器正常工作时，其电路是非纯电阻电路，正常工作时电流为I，电压为U，则飞行器消耗的总功率P＝4UI，每个电动机内阻为r，所以总热功率P热＝4I2r，则飞行器的输出功率P出＝4UI－4I2r，选项D正确。 6.D　手机电池是非纯电阻用电器，欧姆定律不成立，即充电宝输出的电流不能用I＝运算，A错误；充电宝输出的总功率P＝UI，B错误；根据焦耳定律可知，手机电池产生的焦耳热为Q＝I2rt，手机电池是非纯电阻用电器，欧姆定律不成立，则手机电池产生的焦耳热不能表示为t，C错误；根据能量守恒定律可知，手机电池储存的化学能等于充电宝输出的总的电功与产生的焦耳热之差，则有E化＝UIt－I2rt，D正确。 7.C　电饭煲为纯电阻元件，电阻R＝＝44 Ω，洗衣机为非电阻元件，用欧姆定律求得440 Ω电阻是错误的。电饭煲的电功率P＝UI＝1 100 W，其每分钟消耗的电能E＝UIt＝6.6×104 J；洗衣机电动机线圈电阻无法确定，也无法确定其发热功率。洗衣机电功率P'＝UI'＝110 W，每分钟消耗的电能E'＝UI't＝6.6×103 J，故C正确，A、B、D错误。 8.D　根据P＝可知L1、L2电阻相同，L3、L4电阻相同，且R1＝R2＜R3＝R4，由于L2、L3并联后再与L1、L4串联，所以P2＞P3，P4＞P1，P1＞P2，所以P4＞P1＞P2＞P3，故选D。 9.D　由题意知三段导体电阻的电阻率ρ相同，长度l相同，根据电阻定律R＝ρ，可知比较横截面积S即可比较三者电阻的大小，由几何知识得SA＝（L）2－（L）2＝L2，SB＝（L）2－（L）2＝L2，SC＝L2，所以三个导体电阻的阻值相等，故A错误；由于三个电阻串联且阻值相等，故根据串联电路的特点，则流过它们的电流相等，各自两端的电压，消耗的电功率均相等，则三段导体在相等时间内产生的热量均相等，故B、C错误，D正确。 10.BC　L1两端的电压为U＝3 V，由题图乙得此时的电流为I＝0.25 A，灯泡L1的电阻R1＝＝12 Ω，A错误；L1消耗的电功率P＝UI＝3×0.25 W＝0.75 W，B正确；若L2的电阻为5 Ω，则根据串联电路中电压与电阻成正比，可知此时L2两端的电压为1 V，由题图乙可求得此时L2中的电流为0.2 A，则L2的阻值为R2＝＝ Ω＝5 Ω，与假设一致，C正确；此时L2消耗的电功率P'＝U'I'＝1×0.2 W＝0.2 W，D错误。 11.A　因为照明灯与抽气扇可以独立工作，互不影响，所以照明灯与抽气扇应该并联，且各自的支路各有一个开关控制，故B不可能；C、D选项的电路，抽气扇只有一种工作状态，无法实现抽气扇有“强吸”和“弱吸”两个挡位，故C、D不可能；A选项的电路，可以利用开关S2，改变抽气扇的工作状态，使抽气扇有“强吸”和“弱吸”两个挡位，且照明灯与抽气扇可以独立工作，互不影响，故A可能。 12.BC　由题中电路图可知，开关S1、S2都闭合时，电动机和电热丝同时接入电路，电吹风吹热风，故A错误；只闭合开关S2时，仅电动机接入电路，若电动机为纯电阻，则电阻为r＝＝ Ω＝440 Ω，由于电动机为非纯电阻用电器，则内阻不为440 Ω，故B正确；开关S1、S2都闭合时，总功率为990 W，即电动机的功率和电热丝的功率之和，则吹热风时电热丝的功率为P2＝880 W，通过电热丝的电流为I＝＝ A＝4 A，故C正确，D错误。 13.（1）0.3 A　（2）64.2 W　1.8 W　97.3％ （3）11 A　2 420 W　2 420 W 解析：（1）由P＝UI可得，电流I＝＝0.3 A。 （2）线圈电阻的热功率PQ＝I2r＝1.8 W； 机械功率P机＝P－PQ＝64.2 W； 电动机的效率η＝×100％＝×100％＝97.3％。 （3）当风叶不转动时，电动机为纯电阻用电器，根据欧姆定律，有I'＝＝11 A；电动机消耗的电功率等于电动机的热功率P'＝UI'＝I'2r＝112×20 W＝2 420 W。 学科网（北京）股份有限公司 $ 1.电路中的能量转化 知识点一　电功和电功率 1.对接入某电路中的用电器，下列说法正确的是（　　） A.工作时间相同，额定功率较大的用电器消耗电能不一定较多 B.用电器两端所加电压越大，其额定功率也越大 C.用电器内通过的电流越大，其额定功率也越大 D.通电时间越长，用电器的电功率越大 2.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 知识点二　焦耳定律 3.若通过电阻R的电流为I时，在t时间内产生的热量为Q，则通过电阻R的电流为2I时，在时间内产生的热量为（　　） A.4Q B.2Q C. D. 4.（2025·天津滨海期中）两个电阻A、B串联在电路中，A的阻值为R，B的阻值为2R，那么通电后，A、B在相同的时间内产生的热量之比为（　　） A.QA∶QB＝2∶1 B.QA∶QB＝1∶1 C.QA∶QB＝1∶2 D.QA∶QB＝4∶1 知识点三　电路中的能量转化 5.如图所示，某型号无人机的飞行器由四个多旋翼电动机并联组成，设每个电动机内阻均为r，正常工作时工作电流为I，电压为U，以下关于飞行器的输出功率正确的是（　　） A.4UI B.4 C.4I2r D.4UI－4I2r 6.（2025·广东中山期末）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.充电宝输出的电流为I＝ B.充电宝输出的总功率为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 7.一电饭煲和一洗衣机并联接在输出电压为220 V的交流电源上，均正常工作。用电流表分别测得通过电饭煲的电流为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，洗衣机消耗的电能为6.6×103 J D.电饭煲发热功率是洗衣机发热功率的10倍 8.（2025·江苏连云港期中）如图所示，有四盏灯接入电路中，L1和L2都标有“220 V　80 W”，L3和L4都标有“220 V　60 W”。把电路接通后，功率最大的是（　　） A.L1　　　B.L2　　　C.L3　　　D.L4 9.如图所示，横截面都是正方形的三段导体，它们的材料和长度都相同，导体B刚好能嵌入导体A，导体C刚好能嵌入导体B，现将三段导体串联接入到同一电路中，则（　　） A.导体C的电阻最大 B.导体A两端的电压最大 C.导体B消耗的电功率最大 D.三段导体在相等时间内产生的热量相等 10.〔多选〕在如图甲所示的电路中，电源电动势为3 V，内阻不计，L1、L2为相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，R为定值电阻，阻值为10 Ω。当开关S闭合后（　　） A.L1的电阻为1.2 Ω B.L1消耗的电功率为0.75 W C.L2的电阻为5 Ω D.L2消耗的电功率为0.1 W 11.如图所示是某品牌的抽油烟机，其主要部件是抽气扇（电动机）和照明灯，它们可以独立工作，互不影响。抽气扇有“强吸”和“弱吸”两个挡位，功率不同。下列电路可能为该抽油烟机内部电路的是（　　） 12.〔多选〕某简易电吹风简化电路如图所示，其主要部件为电动机M和电热丝，部分技术参数如表，电吹风在220 V电压下工作。下列说法正确的是（　　） 电吹风额定电压 220 V 电吹风额定功率 热风时：990 W 冷风时：110 W A.开关S1、S2都闭合时电吹风吹冷风 B.该电吹风中电动机的内电阻不可能为440 Ω C.吹热风时通过电热丝的电流为4 A D.吹热风时电热丝的功率为990 W 13.一台电风扇，内阻为20 Ω，接上220 V电压后，消耗的电功率为66 W。则： （1）电风扇正常工作时，通过电动机的电流是多少？ （2）电风扇正常工作时，转化为机械能的功率是多少？转化为内能的功率是多少？电动机的效率是多少？ （3）如果接上电源后，电风扇的风叶被卡住，不能转动，这时通过电动机的电流，以及电动机消耗的电功率和发热功率是多少？ 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $