12.1 电路中的能量转化 同步巩固练习-2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

人教版高中物理必修第三册第十二章电能 能量守恒定律 第1节 电路中的能量转化同步巩固练习 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．某学校有50个教室，每个教室有的空调机1台，的日光灯20支，若夏天平均每天这些电器都开10小时，则平均每天消耗电能约为（    ） A． B． C． D． 【答案】A 【难度】0.94 【详解】平均每天消耗电能约为 (2.4kW+0.04×20kW)10h×50=1600kW⋅h， 故A正确，BCD错误。 故选A。 2．下列物理量最接近实际的是（    ） A．托起两个鸡蛋的力约为500N B．水分子的直径约为10m C．我国家庭电路的电压约为36V D．人的正常体温约为 【答案】D 【难度】0.94 【知识点】电功和电功率定义、表达式及简单应用、力学 【详解】A．托起两个鸡蛋的力约为1N，故A错误； B．水分子的直径约为m；故B错误； C．我国家庭电路电压为220V，故C错误； D．人体的正常体温接近37℃左右，故D正确。 故选D。 3．关于四个公式：①P＝UI；②P＝I2R；③P＝；④P＝.下列叙述正确的是( ) A．公式①④适用于任何电路的电功率 B．公式②③适用于任何电路的电热功率 C．公式①②③适用于任何电路的电功率 D．没有一个正确 【答案】A 【难度】0.85 【知识点】电功和电功率定义、表达式及简单应用、电流生热与电流做功的关系 【详解】P＝UI、P＝适用于任何电路电功率的计算，而P＝I2R适用于任何电路热功率的计算，故A正确；P＝只适用于纯电阻电路中电功率及热功率的计算，故B、C、D错． 4．两只额定电压均为 110V 的灯泡 A 和 B，额定功率分别为 100W 和 40W，为了使它们接到 220V 电源上能正常发光，同时电路消耗的电功率最小，如图所示的四个电路中最合 理的是图（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【难度】0.85 【知识点】计算混联电路各电阻的电功和电功率、计算串联和并联电路的电功和电功率 【详解】A．灯泡的额定电压为110V，图中，A灯泡的电压等于220V，大于额定电压，烧坏了，故A错误； BC．把AB并联之后与电阻串联接入电路的话，当电阻的阻值与AB并联的总的电阻相等时，AB就可以正常发光，此时电阻消耗的功率为AB灯泡功率的和，所以电路消耗的总的功率的大小为280W；由于额定电压都是110V，额定功率、，由此可知，把灯泡B与电阻并联的话，可以使并联部分的电阻减小，可能使A与并联部分的电阻相同，所以AB能同时正常发光，并且电路消耗的功率与A灯泡的功率相同，所以总功率的大小为200W，故C图的电功率最小，B图不是； D．由于额定电压都是110V，额定功率，由此可知，把灯泡A与电阻并联的话，会使并联的部分的电阻更小，所以AB的电压不会平分，AB不会同时正常发光，故D错误； 故选C。 【点睛】由题可知，灯泡的电压相等，但是灯泡的功率不同，由此可以知道两种灯泡的电阻的大小不同，再由电路的串并联的知识先逐个分析灯泡能否正常的发光，再判断消耗的功率最小的电路。 5．如图所示为一电烙铁，电烙铁通电一段时间后，会变得很烫，而连接电烙铁的导线却不怎么热，其主要原因是（　　） A．导线有绝缘皮，隔热效果好 B．导线较长，散热比电烙铁快 C．导线的电阻远小于电烙铁的电阻 D．通过导线的电流小于通过电烙铁的电流 【答案】C 【难度】0.85 【知识点】焦耳定律的内容和含义 【详解】电烙铁在使用时，电烙铁和导线串联，I电烙铁=I导线，通电时间t相同 Q=I2Rt R电烙铁＞R导线 电流产生的热量 Q电烙铁＞Q导线 从而出现通电一段时间后电烙铁变得很烫、而连接电烙铁的导线却不怎么热的现象；由以上分析可知，选项ABD错误，C正确。 故选C。 6．一台电动机的线圈电阻与一只电炉的电阻相同，都通过相同的电流，在相同时间内(　　) A．电炉两端电压等于电动机两端电压 B．电炉两端电压大于电动机两端电压 C．电炉放热与电动机放热相等 D．电动机消耗的功率小于电炉的功率 【答案】C 【难度】0.65 【知识点】电功和电功率定义、表达式及简单应用、焦耳定律的内容和含义、电流生热与电流做功的关系 【详解】AB．设电动机线圈与电炉的电阻为R，通过的电流为I．对电炉，，则；对电动机，，则；所以电炉两端电压小于电动机两端电压．故AB两项错误． C．据可得，在相同时间内电炉放热与电动机放热相等．故C项正确． D．电炉消耗的功率，电动机消耗的功率；据A项分析知，，所以电动机消耗的功率大于电炉的功率．故D项错误． 二、多选题 7．一个微型吸尘器的直流电动机的额定电压为U，额定电流为I，线圈电阻为R，将它接在电动势为E，内阻为r的直流电源的两极间，电动机恰好能正常工作，则（    ） A．电动机消耗的热功率为 B．电动机消耗的总功率为UI C．电源的输出功率为EI D．电源的效率为 【答案】BD 【难度】0.65 【知识点】含有电动机电路综合计算 【详解】电动机消耗的热功率应该用P=I2R来计算，所以热功率P=I2R，所以A错误．电动机消耗的总功率应该用P=IU来计算，所以总功率为IU，所以B正确；电源的输出功率等于电动机的输入功率，得P出=UI．故C错误．电源的总功率为IE，内部发热的功率为I2r，所以电源的效率为：，所以D正确．故选BD． 【点睛】对于电功率的计算，一定要分析清楚是不是纯电阻电路，对于非纯电阻电路，总功率和发热功率的计算公式是不一样的. 8．已知电源电动势为12V，内阻不计。电阻串联接在该电源上，通过电阻的电流为0.3A；若将电阻并联接在该电源上，则通过电阻的电流为0.5A。下列说法正确的是（　　） A．的阻值分别为24Ω、16Ω B．的阻值分别为24Ω、20Ω C．串联时其消耗的电功率之比为 D．并联时其消耗的电功率之比为 【答案】AD 【难度】0.65 【知识点】计算串联和并联电路的电功和电功率、计算电阻串联或并联时的电压、电流和电阻 【详解】AB．若将电阻串联时，根据欧姆定律 若将电阻并联时，根据欧姆定律 联立可得，，故A正确，B错误； C．串联时其消耗的电功率之比为，故C错误； D．并联时其消耗的电功率之比为，故D正确。 故选AD。 三、解答题 9．电动自行车的简化电路如图甲所示，为滑动变阻器，M为电动机。若将滑动变阻器的滑动触头滑至最右端时，闭合开关，电动机恰好不转动，此时电流表的示数为；将滑动变阻器的滑动触头滑至最左端时，电动机正常工作，此时电流表的示数为。已知电源的电动势为E，内阻极小可以忽略不计，电动机线圈的电阻为R，定值电阻的阻值为，电压表和电流表均为理想电表。 (1)求电动机不转动时，电动机两端的电压； (2)求电动机正常工作时两端的电压，并根据能量守恒定律证明：； (3)电压表的示数U与电流表的示数I的关系如图乙所示，当电流表的示数为10A时，求此时滑动变阻器与电动机消耗的电功率之和。 【答案】(1)；(2)，见解析；(3) 【难度】0.65 【知识点】含有电动机电路综合计算、电动机工作时的能量转化 【详解】(1)由欧姆定律得，电动机不转动时其两端的电压 (2)由闭合电路欧姆定律得 解得 设电动机消耗的电功率为、电动机发热的功率为和对外做功转化为机械能的功率为，根据能量守恒定律得 则有 (3)由图像可得，电流表的示数为时，电压表的示数为，滑动变阻器R，与电动机消耗的电功率之和 解得 10．如图所示，劳动课上，某同学用电磁炉烧水。水壶中装满初温为25℃的水，水壶和电磁炉的部分参数如下表所示。[当时气压为一个标准大气压，，，]求： 水壶 电磁炉烧水挡 净重：500g 额定电压：220V 容量：2L 额定功率：2000W (1)壶中水的质量； (2)当水刚好烧开时，水吸收的热量： (3)电磁炉正常工作，若加热效率为84%，水刚好烧开需要多少分钟。 【答案】(1)2kg (2) (3) 【难度】0.65 【知识点】热学、电功和电功率定义、表达式及简单应用 【详解】（1）水的体积 由 可知水的质量 （2）一个标准大气压下，水的沸点是100℃，水吸收的热量 （3）由 可知电磁炉消耗的电能 由 可知水刚好烧开所用的时间 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $ 人教版高中物理必修第三册第十二章电能 能量守恒定律 第1节 电路中的能量转化同步巩固练习 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．某学校有50个教室，每个教室有的空调机1台，的日光灯20支，若夏天平均每天这些电器都开10小时，则平均每天消耗电能约为（    ） A． B． C． D． 2．下列物理量最接近实际的是（    ） A．托起两个鸡蛋的力约为500N B．水分子的直径约为10m C．我国家庭电路的电压约为36V D．人的正常体温约为 3．关于四个公式：①P＝UI；②P＝I2R；③P＝；④P＝.下列叙述正确的是( ) A．公式①④适用于任何电路的电功率 B．公式②③适用于任何电路的电热功率 C．公式①②③适用于任何电路的电功率 D．没有一个正确 4．两只额定电压均为 110V 的灯泡 A 和 B，额定功率分别为 100W 和 40W，为了使它们接到 220V 电源上能正常发光，同时电路消耗的电功率最小，如图所示的四个电路中最合 理的是图（　　） A． B． C． D． 5．如图所示为一电烙铁，电烙铁通电一段时间后，会变得很烫，而连接电烙铁的导线却不怎么热，其主要原因是（　　） A．导线有绝缘皮，隔热效果好 B．导线较长，散热比电烙铁快 C．导线的电阻远小于电烙铁的电阻 D．通过导线的电流小于通过电烙铁的电流 6．一台电动机的线圈电阻与一只电炉的电阻相同，都通过相同的电流，在相同时间内(　　) A．电炉两端电压等于电动机两端电压 B．电炉两端电压大于电动机两端电压 C．电炉放热与电动机放热相等 D．电动机消耗的功率小于电炉的功率 二、多选题 7．一个微型吸尘器的直流电动机的额定电压为U，额定电流为I，线圈电阻为R，将它接在电动势为E，内阻为r的直流电源的两极间，电动机恰好能正常工作，则（    ） A．电动机消耗的热功率为 B．电动机消耗的总功率为UI C．电源的输出功率为EI D．电源的效率为 8．已知电源电动势为12V，内阻不计。电阻串联接在该电源上，通过电阻的电流为0.3A；若将电阻并联接在该电源上，则通过电阻的电流为0.5A。下列说法正确的是（　　） A．的阻值分别为24Ω、16Ω B．的阻值分别为24Ω、20Ω C．串联时其消耗的电功率之比为 D．并联时其消耗的电功率之比为 三、解答题 9．电动自行车的简化电路如图甲所示，为滑动变阻器，M为电动机。若将滑动变阻器的滑动触头滑至最右端时，闭合开关，电动机恰好不转动，此时电流表的示数为；将滑动变阻器的滑动触头滑至最左端时，电动机正常工作，此时电流表的示数为。已知电源的电动势为E，内阻极小可以忽略不计，电动机线圈的电阻为R，定值电阻的阻值为，电压表和电流表均为理想电表。 (1)求电动机不转动时，电动机两端的电压； (2)求电动机正常工作时两端的电压，并根据能量守恒定律证明：； (3)电压表的示数U与电流表的示数I的关系如图乙所示，当电流表的示数为10A时，求此时滑动变阻器与电动机消耗的电功率之和。 10．如图所示，劳动课上，某同学用电磁炉烧水。水壶中装满初温为25℃的水，水壶和电磁炉的部分参数如下表所示。[当时气压为一个标准大气压，，，]求： 水壶 电磁炉烧水挡 净重：500g 额定电压：220V 容量：2L 额定功率：2000W (1)壶中水的质量； (2)当水刚好烧开时，水吸收的热量： (3)电磁炉正常工作，若加热效率为84%，水刚好烧开需要多少分钟。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $