第12章 1 第1节 电路中的能量转化 课后达标检测（Word练习）-【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中物理必修第三册（人教版）

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．(2025·四川成都市期末)一粗细均匀的金属丝长为L、电阻为R，其材料的电阻率为ρ。当在其两端加上电压U后，通过的电流为I，消耗的热功率为P。现将该金属丝均匀拉长成2L后仍在其两端加上电压U。下列说法正确的是(　　) A．电阻率将变为2ρ B．电阻将变为2R C．通过的电流将变为 D．消耗的热功率将变为 解析：选C。电阻率与材料和温度有关，与长短粗细无关，所以其电阻率仍为ρ，A错误；将该金属丝均匀拉长成2L后，其横截面积将变为原来的一半，由电阻定律R＝ρ可知，其电阻将变为4R，B错误；由欧姆定律I＝可知，电流将变为，C正确；由P＝可知，消耗的热功率将变为，D错误。 题组2　纯电阻电路和非纯电阻电路 3．(2025·江苏扬州市合格考模拟)某玩具电动车的电动机铭牌上标注如图所示，当电动机正常工作时，电动机线圈消耗的热功率为(　　) A．0．5 W　　 B．3 W C．9 W　　 D．18 W 解析：选A。根据铭牌数据可知，电动机消耗的热功率P＝I2R＝0．5 W。 4．(2025·江苏盐城市合格考模拟)一只电炉的电阻丝和一台电动机线圈的电阻相等，都是R，设通过的电流强度相同，则在相同的时间内，关于这只电炉和这台电动机，下列说法正确的是(　　) A．电炉消耗的电能少于电动机消耗的电能 B．电炉消耗的电能多于电动机消耗的电能 C．电炉和电动机产生的热量不相等 D．无法判断 解析：选A。根据Q＝I2Rt可知，电炉和电动机产生的热量相等；由于电炉为纯电阻元件，所以电炉消耗的电能等于产生的热量，由于电动机为非纯电阻元件，所以电动机消耗的电能大于产生的热量，则电炉消耗的电能少于电动机消耗的电能。 5．(多选)(2025·福建福州市期中)图甲所示的是某款服务型机器人，它的直流电动机额定电流为I，额定电压为U，线圈电阻为r0，内部电路可简化成如图乙所示电路，电源提供恒为U0的电压，电动机恰好正常工作，定值电阻的阻值为R，则此时(　　) A．电动机的额定电压U＞Ir0 B．电动机的输入功率为U0I C．电阻R的电功率为U0I－UI D．电动机的输出功率为UI－I2R 解析：选AC。由于电动机为非纯电阻，所以电动机的额定电压U＞Ir0，故A正确；电动机的输入功率P入＝UI，故B错误；电阻R的电功率PR＝U0I－UI，故C正确；电动机的输出功率P出＝UI－I2r0，故D错误。 题组3　电路中的能量转化 6．(2025·浙江省合格考)下表是某便携式移动电源(充电宝)的部分参数，则下列说法正确的是(　　) 便携式移动电源(锂离子电池) 型号 TS－D182 输入电压/电流(直流) 5 V/2 A 电池能量 37 Wh 1 A额定输出容量 6 900 mA·h 2 A额定输出容量 6 400 mA·h 执行标准 GB/T35590－2017 A．使用外部电源对此便携式移动电源充电时，是将化学能转化为电能 B．使用外部电源对此便携式移动电源充电时，最大输入功率可达37 W C．此便携式移动电源充满电后，对外输出的总容量为13 300 mA·h D．使用此便携式移动电源对外进行2 A额定输出时，最大使用时间约为3．2 h 解析：选D。使用外部电源对此便携式移动电源充电时，是将电能转化为化学能，故A错误；使用外部电源对此便携式移动电源充电时，最大输入功率可达P＝UI＝10 W，故B错误；此便携式移动电源充满电后，1 A额定输出容量为6 900 mA·h，2 A额定输出容量为6 400 mA·h，故C错误；使用此便携式移动电源对外进行2 A额定输出时，最大使用时间t＝＝3．2 h，故D正确。 7．(2024·安徽合肥统考期末)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，如图所示的是一种服务型机器人，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，机器人的额定功率为48 W，则每分钟消耗的能量W＝Pt＝48×60 J＝2 880 J，故D错误。 8．(2025·山东德州市期中)中国大型太阳能氢能无人机在重庆顺利完成首飞引发高度关注。假设该无人机电池容量为3．0×104 mA·h，无人机正常工作时电动机额定电压为30 V，额定功率为450 W。下列说法正确的是(　　) A．该无人机电动机的电阻是2 Ω B．该无人机正常工作时的电流是1．5 A C．该无人机充满电后可持续飞行时间为20 h D．该无人机充满电后储存的电荷量为1．08×105 C 解析：选D。根据P＝UI可以求出电流I＝＝15 A，如果电动机是纯电阻用电器，则其电阻R＝＝2 Ω，由于电动机并非纯电阻，其电阻不能简单地通过欧姆定律来计算，因为电动机在工作时还会将电能转化为机械能，所以无人机的电机电阻一定小于2 Ω，故A、B错误；电池的总电能W＝UIt＝UQ＝900 Wh，其中U是电池的额定电压，Q是电池的容量，根据P＝可以求出飞行时间t＝＝2 h，故C错误；无人机充满电后储存的电荷量Q＝It＝30 000 mA·h＝1．08×105 C，故D正确。 9．(多选)(2025·广东潮州市期中)一台电动机，线圈的电阻为r，当它两端所加的电压为U 时，通过的电流是I。当它工作时，下列说法正确的是(　　) A．电动机的电流I＝ B．电动机的发热功率为I2r C．电动机的输出功率为I2r D．电动机的效率η＝1－ 解析：选BD。电动机为非纯电阻电路，电动机的电功率等于机械功率与热功率之和，电功率P＝UI，热功率P热＝I2r，故电动机输出的机械功率P机＝P－P热＝UI－I2r，电功率大于热功率，即UI＞I2r，可得I＜，效率为机械功率与电功率的比值，即η＝＝＝1－。 10．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。 11．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 智能手机、4G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．该手机播放视频时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，则手机播放视频时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。 12．(9分)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。(5分) (2)如果接上(1)中电源后，扇叶被卡住，不能转动，求电动机消耗的功率和发热的功率。(4分) 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 $