课时分层检测(16)电路中的能量转化-【创新大课堂系列】2025-2026学年高中物理必修第三册同步辅导与测试(人教版)

班级 姓名 课时分层检测（十六） …0基础达标练0… 1.关于电功，下列说法正确的是 A.电功的实质是静电力所做的功 B.电功是其他形式的能转化为电能的量度 C,静电力做功使金属导体内的自由电子运 动的速率越来越大 D.电流通过电动机时的电功率和热功率 相等 2.室内有几种家庭常用电器：1.5kW的电饭 煲、200W的电冰箱、750W的取暖器、： 250W的电视机和2kW的空调器.如果进 线处有13A的保险丝，供电电压为220V, 下列情况下不能同时使用的是 ( A.电饭煲和电冰箱 B.取暖器和空调器 C.电饭煲和空调器 D.电冰箱、电视机和空调器 3.(多选)下列关于电功、电功率和焦耳定律的 说法正确的是 A.电功率越大，电流做功越快，电路中产生 的焦耳热一定越多 B.W=UIt适用于任何电路，而W=I2Rt= U2 只适用于纯电阻电路 C.在非纯电阻电路中，UI>R D.焦耳热Q=Rt适用于任何电路 4.把家用电炉的电热丝剪去一小段后，继续使： 用，则在同样的时间内 A.由Q=2Rt可知，电炉的发热量减小 B.由Q=UIt可知，电炉的发热量不变 C,由Q-可知，电炉的发热址增大 D.无法确定 5.如图甲所示为一台冬天取暖用的暖风机，其 内部电路可简化为如图乙所示的电路，加热 电阻丝与电动机串联，电动机带动风叶转 动，将加热后的热空气吹出.设电动机线圈！ 的电阻为R1,电阻丝的电阻为R2,将暖风机 接到额定电压为U的交流电源上，正常工作： —165 得分 电路中的能量转化 时，电路中的电流为I,电动机、电阻丝、暖风 机消耗的电功率分别为P1、P2、P,则下列关 系式正确的是 R R M 甲 乙 A.P=I2R B.P2>I2R2 C.P=UI D.P=I2(R1+R2) 6.一只规格为“220V2000W”的电炉，它正常 工作时的电阻是多少？若电网电压为200V, 则电炉工作时的实际功率是多少？在220V 电压下，如果平均每天使用电炉2h,求此电 炉一个月（按30天计算）要消耗多少度电？ …0能力提升练0… 7.粗细均匀的金属环上A、B、C、D四点把其周 长分成四等份，如图所示，当A、B两点接入 电路中时，圆环消耗的电功率为P;当A、D 两点接入电路中时，圆环消耗的电功率为 (电源内阻不计) () B A.3P C.P 班级 姓名 8.如图甲所示，用充电宝为一手机电池充电，： 其等效电路如图乙所示.在充电开始后的一 段时间t内，充电宝的输出电压U、输出电流 I可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻 为r,则时间t内 手 电 充电宝 甲 乙 A.充电宝输出的电功率为UI十2r B.充电宝产生的热功率为2r C.手机电池产生的焦耳热为 D.手机电池储存的化学能为UIt一I2rt 9.如图所示，一电饭 煲和一洗衣机并联 接在输出电压为 220V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5.0A, 通过洗衣机电动机的电流是0.50A,则下列 说法正确的是 A.电饭煲的电阻为442，洗衣机电动机线！ 圈的电阻为4402 B.电饭煲的电功率为1555W,洗衣机电动： 机消耗的电功率为155.5W C.1min内，电饭煲消耗的电能为6.6×104J, 洗衣机消耗的电能为6.6×103J D.电饭煲发热功率是洗衣机发热功率的10倍： 10.一台小型电动机在380V电压下正常工作： 时，能将30kg的货物在30s内匀速提升： 30m,通过它的电流是1A.除电动机线圈 生热外，其他能量损失不计，求在此过程 中：(g取10m/s2) (1)拉力对货物做功的功率； (2)电动机的输出功率； (3)电动机线圈所产生的热量， 166 得分 …0情景创新练0… 1.如图为一种服务型机器人，其额 定功率为48W,额定工作电压 为24V,机器人的锂电池容量为 20A·h,则机器人 ( A.额定工作电流为20A B.充满电后最长工作时间为2h C.电池充满电后总电荷量为7.2×104C D.以额定电流工作时每秒消耗能量为20J 2.如图所示是利用电 动机提升重物的示 意图，其中D是直 流电动机，P是一 个质量为m的重 物，它用细绳拴在电动机的轴上.闭合开关 S,重物P以速度v匀速上升，这时理想电流 表和理想电压表的示数分别是I=5A和 U=110V,重物P上升的速度v=0.7m/s. 已知重物的质量m=45kg,g取10m/s2. 求： (1)电动机消耗的电功率P电； (2)细绳对重物做功的机械功率P机； (3)电动机线圈的电阻R.光≈1.38A 则11=R _U光≈0.92A 12∠R2 _U≈0.69A. 13一R4 答案(1)6.5A(2)1.38A0.92A0.69A 7,C[若在a、c两点之间加上U=12V的电压，则题图中电路为 R2R3 R,和R并联后与R串联，电路的总电阻为R号=R十R,干R 二60，根据欧妈定律可知，千路电流为1是=2A根据并联分 流原理可得，里想电流表的读数为=子=1.0A,故AB,D错 误，C正确.] 8.D[当使用a、c两个接线柱时，分流电阻比使用a、b接线柱时的 分流电阻较大，可知当使用、c两个接线柱时量程较小，即量程为 0一0.1A,使用a、b两个接线柱时量程较大，即量程为01A,选 项A、B错误.当使用a、c两个接线柱时，分流电阻的阻值为R十 R=兰5会温04Q:音我同a,b两个热线柱 时，1g(Rg十R2)=(12一I)·R1,代入数据整理得499R1-R2= 200n,联立解得R1≈0.412，R2≈3.67Ω，即R1与R2之比约为 1:9,选项C错误，D正确.门] 9.D[若将cd端短路ab之间的等效电阻是R=R+R干R R2R3 40n,故A错误：若将ab端短路，cd之间的等效电阻是Rd= RR3 R,十R+R =32n,故B错误：当ab两端接上测试电源时，cd两 站的电压为UR十RU=4V,故C错误：当cd两瑞接上测议 电源时，ab两瑞的电压为Uh=B2U=5V,故D正确.」 10.解析改装成电压表时应串联一个分压电阻，由欧姆定律得U一 Ig(R+R): 分压电阻R- U 5 R,3×100-1200=1880n. 改装成电流表时应并联一个分流电阻，由并联电路两端电压相 等得 IxRx=(I-Ig)R 1R2_3×10-3×1200≈0.120. 分流电阻R=片。3-3X10了 答案188020.122 1.C[室我时，Uu=之UA错误：AB间接入R时，R与交阻器 一半电阻并联，并联后电阻小于变阻器阻值一半，所以U加<2， B正确；R想大，并联电阻越接近变阻器阻值一半，U证越接近 U,C正确，D错误.门 2 I2.C[设改装前四个电流表的满偏电流为I,,内阻为R·改装成 电流表时常要并联电阻R,其童程为1-十山2，由上式可知 电流表量程越小R越大，所以A1的内阻大于A2的内阻.根据并 联分流规律可知通过A1的电流小于通过A2的电流，所以A1的 读数小于A2的读数，又因为原始表头为并联关系，所以表头两 端电压相等，通过两表头的电流相等，即A1指针偏转角度和A2 指针偏转角度相同，A错误，C正确：改装成电压表时需要串联电 阻R,其量程为U=I(R十Rg),由上式可知电压表量程越小R 越小，所以V1的内阻小于V2的内阻，根据串联分压规律可知 V1两端电压小于V2两端电压，所以V1的读数小于V,的读数， 又因为原始表头为串联关系，所以通过两表头的电流相等，即V 指针偏转角度和V,指针偏转角度相同，B、D错误，] 课时分层检测（十六） 1,A[静电力移动电荷时对电荷所做的功叫电功，是电能转化为其 他形式能的量度，A正确，] 2.C[电路中允许的最大功率为Pm=U1=2860W.用电器的功率 之和大于Pm时，用电器就不可以同时使用，故选C,」] 3,BCD[电功率公式P=W,表示电功率越大，电流微功慧快，对 2 于一段电路，有P=1U,1=号，焦耳热Q=(号)，可见Q与 P、U、t、R都有关，所以P越大，Q不一定越大，A错误：W=Ut 适用子任何电路，而1日只适用于纯电阻电路，B正确：在非纯 电阻电路中，电流做的功=焦耳热十其他形式的能，所以W>Q, 即U>IR,C正确；Q=I2R适用于任何电路，D正确.] 4.C[将家用电炉的电热丝剪去一小段后，其电阻R变小，由于加 U 在电护两端的电压U不变，因此由公式Q=尺可知，在相同时间 1内，电炉的发热量Q增大，选项C正确.」 5.C「暖风机消耗的电功率P是总功率，总功率的大小为P=UI, 故C正确：电阻丝为纯电阻用电器，所以消耗的电功率P2 IR2,故B错误：电动机两端的电压为U'=U一IR2,电动机消耗 的电功率为P1=U'I=UI一IPR2,故A错误（也可由P1=P一P 知A错误)：因为电动机是非纯电阻用电器，所以暖风机消耗的电 功率P>I(R1十R2),故D错误.] 6.解析设电炉的电阻为R,由P- R得 R号n=24.2n 当电压为U'=200V时，电炉的实际功率为 P-发-0wa≈1653w 在220V的电压下，该电炉一个月消耗的电能为 W=Pt=2×2×30kW·h=120kW·h=120度. 答案24.221653W120度 7.B[设金属环的总电阻为4R,则当A、B两点接入电路中时，等效 电阻为R,国环消耗的电功率为P发：当A,D两，点接入电路中 !时，等效电阻为R==还，圈环消耗的电功率乃={三 AR 4 冬P,故B项正璃] 8.D[充电宝的输出电压U、输出电流I,所以充电宝输出的电功率 为P=UI,A错误；手机电池充电电流为I,所以手机电池产生的 热功率为P=,而充电宝的热功率应为充电宝的总功率减去 输出功率，根据题目信息无法求解，B、C错误：输出的电能一部分 转化为手机电池储存的化学能，一部分转化为电池的热能，故根 据能量守恒定律可知手机电池储存的化学能为W=U1一Irt,D 正确.] 9.C[电饭煲为绝电阻元件，电阻R=号=44Q,电功率P=U1- 1100W,每分钟消耗的电能E=U1t=6.6×10J: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'=110W,每分钟消耗的电能E=UI't=6.6×103J,故选项C 正确，A、B、D错误.] 10.解析(1)货物匀速上升，故牵引力的大小等于重力， 故有F=mg=30×10N=300N, 上升的速度为v=1m/s, 故牵引力的功率为P=F)=300×1W=300W (2)电动机的输出功率为P出=P=300W. (3)由能量守恒定律可知 Q=IU1-mgh=(1×380×30-300×30)J=2400J. 答案(1)300W(2)300W(3)2400J P 11,C[由p=IU知颜定电流1= =2A,选项A错误：充满电 后，馆电池容量为20A·h,最长工作时间1=9=10h,选项B 错误：电池充满电后总电荷量Q=20×3600C=7.2×101C,选 项C正确：以额定电流工作时每秒消耗能量W=P1=48J,选项 D错误，门 12.解析(1)根据电功率表达式可知，电动机消耗的电功率为 P电=U1=110×5W=550W. (2)以重物为研究对象，由于重物匀速上升，有 F-mg=0,P机=Fv 联立并代入数据得P机=315W. (3)Pe=P起十P格，P格=IR 联立并代入数据得R=9.42. 答案(1)550W(2)315W(3)9.42