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

**基本信息** 人教版（2019）必修第三册12.1电路中的能量转化同步练习，共19题（选择11、填空4、解答4），以能量观念为核心，通过基础巩固、情境应用、综合计算三阶设计，适配新授课分层教学需求。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础|电功、电功率公式直接应用|如选择2（灯泡电阻计算）、填空13（导线功率损失分析），强化物理观念| |中档|串并联电路功率分配、U-I图像分析|如选择1（电阻串并联功率比）、填空14（内外功率P-I图像），培养科学推理| |提升|电动机能量转化、电路综合计算|如解答18（电动机提升重物功率）、选择9（灯泡与电动机串联），体现科学态度与责任|

人教版（2019）必修第三册12.1电路中的能量转化 （共19题） 一、选择题（共11题） 电阻 、 的 图线如图所示，则下列说法正确的是 A． B．将 与 串联后接于电源上，则电压比 C．将 与 并联后接于电源上，则电流比 D．将 与 并联后接于电源上，则功率比 两个小灯泡，分别标有“ 、 ”和“ 、 ”的字样，则它们均在正常发光时的电阻阻值之比为 A． B． C． D． 三个阻值相同的电阻 ，额定功率均为 。接入如图所示电路，改变电压 ，使各电阻实际功率均不超过额定功率，则三个电阻的最大总功率为 A． B． C． D． 电热水壶已进入千家万户，极大地方便了我们的生活。如果将一电热水壶接在 的电源两端，经时间 电热水壶的开关自动切断，假设热量的损失不计、电热丝的阻值不受温度的影响。则 A．如果将电热水壶接在 的电源两端，需经 的时间电热水壶的开关自动切断 B．如果将电热水壶接在 的电源两端，需经 的时间电热水壶的开关自动切断 C．如果将电热水壶接在 的电源两端，需经 的时间电热水壶的开关自动切断 D．如果将电热水壶接在 的电源两端，需经 的时间电热水壶的开关自动切断 新冠肺炎疫情期间，同学们都待在家里认真上网课。有一位同学为了估算全校师生在家上直播课时消耗的总电能。他查阅了相关资料，信息如表： 仅考虑信息表中的用电器，试估算全校师生在家上直播课时一天消耗的总电能约为 A． B． C． D． 某实验小组用三只相同的小灯泡连接成如图所示的电路，研究串并联电路的特点。实验中观察到的现象是 A． 断开， 与 连接，三只灯泡都熄灭 B． 断开， 与 连接，三只灯泡亮度相同 C． 闭合， 与 连接，三只灯泡都发光， 、 亮度相同 D． 闭合， 与 连接，三只灯泡都发光， 的亮度小于 的亮度 电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内水烧干前的加热状态，另一种是锅内水烧干后的保温状态。如图所示是电饭锅电路的示意图， 是用感温材料制造的开关， 是电阻， 是供加热用的电阻丝。关于电饭锅工作情况中说法正确的是 A．开关 闭合时是加热状态， 阻值要远小于 的阻值 B．开关 闭合时是保温状态， 阻值要远小于 的阻值 C．开关 断开时是保温状态， 阻值要远大于 的阻值 D．开关 断开时是加热状态， 阻值要远大于 的阻值 纯电动汽车的发展将极大缓解燃油汽车带来的污染问题，有助于改善城市空气质量。如图所示为纯电动汽车的电路示意简图，若汽车电池组的电动势为 ，内阻为 ，能量容量为 。当汽车以 匀速行驶时，受到的阻力约为 ，此时直流驱动电机的输入电压为 ，输入功率 ，则 A．当汽车以 行驶，电流为 B．电池组的热功率为 C．直流驱动电机的内阻约为 D．当汽车以 行驶，最大行驶里程约为 如图所示，将灯泡 和电动机串联接在电压为 的理想电源两端。已知灯泡规格为“”，电动机线圈电阻为 。当灯泡正常发光，下列说法错误的是 A．电动机的输出功率为 B．电动机的输入功率为 C．电动机的热功率为 D．若利用该电动机带动起重装置匀速提升 的重物（忽略一切阻力）， 内升高 把六个相同的小灯泡接成如图甲、乙所示的电路，调节变阻器使小灯泡正常发光，甲、乙两电路所消耗的功率分别用 和 表示，则下列结论中正确的是 A． B． C． D． 在如图甲所示的电路中，，， 为三个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，当开关 闭合后，电路中的总电流为 ，则此时 A． 两端的电压为 两端电压的 倍 B． 消耗的电功率为 C． 、 消耗的电功率的比值大于 D． 的电阻为 二、填空题（共4题） 如图所示，电解槽 与电阻 并联后接到电源上，电源的电动势 ，内阻 ，电阻 ，电解槽电阻 。 闭合时电阻 消耗的功率为 ，则此时通过电阻 的电流为 ，电解槽中电能转化为化学能的功率为 。 一盏电灯直接接在电压恒定的电源上，其功率是 。若将这盏灯先接一段很长的导线后，再接在同一电源上，此时导线上损失的电功率是 ，那么此电灯的实际功率将 （选填“大于”、“等于”或“小于”），理由是 。 如图所示，抛物线 、 分别是纯电阻直流电路中内、外电路消耗的电功率随电流变化的图线（电源电动势和内阻一定）。由该图可知：电源的最大输出功率为 ，电源的内电阻为 。 如图为“用电流表测电动机效率”的实验示意图，电源电动势为 ，内阻为 ，电动机线圈电阻为 。调节变阻器，当其阻值为 时，电动机牵引质量为 的钩码匀速上升，测得钩码匀速上升高度 所需时间为 ，电流表示数为 ，则此过程中电动机的输入功率为 ，电动机损耗的能量为 。 三、解答题（共4题） 一台直流电动机的额定电压为 ，电动机线圈电阻 ，当它正常工作时通过的电流 ，在电动机正常运转时间 秒时间内，求： (1) 电流所做的功。 (2) 线圈上产生的热量。 (3) 电动机输出的机械能。 如图所示的电路中，两平行金属板 、 水平放置，两极板的长度 ，两板间的距离 。电源电动势 ，内电阻 ，电阻 。闭合开关 ，待电路稳定后，将一带负电的小球从 、 两金属板左端正中间位置 处以初速度 水平向右射入两板间，恰能从上极板 板右侧边缘射出。若小球带电量为 ，质量为 ，不考虑空气阻力，重力加速度 。求此时： (1) 滑动变阻器接入电路的阻值。 (2) 电源的输出功率。 如图所示是利用电动机提升重物的示意图，其中 是直流电动机。 是一个质量为 的重物，它用细绳拴在电动机的轴上。闭合开关 ，重物 以速度 匀速上升，这时电流表和电压表的示数分别是 和 ，重物 上升的速度 。已知该装置机械部分的机械效率为 ，重物的质量 （ 取 ）。求： (1) 电动机消耗的电功率 ； (2) 绳对重物做功的机械功率 ； (3) 电动机线圈的电阻 。 如图所示，电源的电动势 ，电阻 ，电动机线圈的电阻 ，当电键 断开时，电阻 的电功率是 ，当 闭合时，电阻 的电功率是 ，求： (1) 电源的内阻。 (2) 当 闭合时流过电源的电流和电动机输出的功率。 答案 一、选择题（共11题） 1. 【答案】B 【解析】由题图可知，当 时，，，所以 ，，则 ，A错。 与 串联时，，B正确。 与 并联时，，，C、D均错。 2. 【答案】B 3. 【答案】C 4. 【答案】D 【解析】根据公式 知，煮沸一壶水所需的热量为 。当电压变为原来的 时，所需热量没变，因此加热时间要变为原来的 倍，即 ，A、B错误； 当电压变为原来的 时，加热时间要变为原来的 倍，即 ，C错误，D正确。 5. 【答案】C 6. 【答案】D 7. 【答案】C 【解析】由电路图可以知道，而开关闭合时， 被短路，只有 接入电路；而开关断开时，两电阻串联；则由 可以知道，开关闭合时为加热状态，开关 断开时是保温状态；开关断开时电流要大幅度减小，故 阻值要远大于 的阻值；故ABD错误，C正确。 8. 【答案】D 9. 【答案】A 【解析】灯泡正常发光，则灯泡两端电压为 ，电流 ， 可知电动机两端电压为 ； 电动机的输入功率为 ； 电动机的热功率 ； 电动机的输出功率为 ， 则A错误；故BC正确； 若利用该电动带动起重装置匀速提升 的重物（忽路一切阻力），则 ， 解得 ， 则 内升高 ，故D正确。 10. 【答案】C 【解析】设灯泡正常发光时的电流为 ，对于甲图，电路的总的电流为 ，此时甲的总功率的大小为 ，对于乙图，电流的总电流的大小就为 ，此时乙的总功率的大小为 ，所以 ，故C正确，ABD错误。 11. 【答案】C 二、填空题（共4题） 12. 【答案】； 13. 【答案】；，减去导线上的损失功率 ，得到电灯的实际功率将小于 。 14. 【答案】； 15. 【答案】； 三、解答题（共4题） 16. 【答案】 (1) (2) (3) 【解析】 (1) 电流所做功：。 (2) 线图产生热量：。 (3) 电动机输出机械能：。 17. 【答案】 (1) (2) 【解析】 (1) 小球在极板间做类平抛运动，水平方向： ， 竖直方向：， 代入数据解得： 对小球，根据牛顿第二定律有： 代入数据解得：， 极板间电场强度为： ， 两极板间的电压为：， 电路电流为： ， 变阻器接入电路的阻值为： 。 (2) 电源的路端电压为： ， 电源的输出功率为： 。 18. 【答案】 (1) (2) (3) 【解析】 (1) 电动机消耗得电功率为 。 (2) 重物匀速上升，拉力 ， 绳对重物做功的机械功率为：。 (3) 电动机输出的电功率为：， 电动机线圈的电阻 的发热功率为 ， 由 得 电动机线圈的电阻：。 19. 【答案】 (1) (2) ； 学科网（北京）股份有限公司 $