12.1 电路中的能量转化 同步练习 -2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

**基本信息** 聚焦“电路中的能量转化”，通过基础辨析、公式应用、综合情境三层设计，实现从单一概念到复杂问题解决的知识进阶，强化能量观念与科学推理能力。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础层|电功/电热概念、纯电阻电路辨析|以电热水器铭牌（题1）、公式适用性判断（题5）巩固核心概念| |中档层|串并联功率计算、非纯电阻电路分析|通过灯泡串联功率比较（题3）、电动机能量分配（题10）训练科学推理| |综合层|多电器电路综合、能量转化全流程|结合吊机提升重物（题11）、含电动机闭合电路（题13）考查模型建构与综合应用|

12.1　电路中的能量转化课时训练 1、如图所示是家庭使用的电热水器，根据铭牌的特点，下列说法正确的是（ ）, 额定容量 54 L 最高水温 75 ℃ 额定功率 1 500 W 额定压力 0.7 MPa 额定电压 220 V 电器类别 Ⅰ类 A. 电热水器正常工作下，1h消耗的电能为1500J B. 电热水器正常工作下，额定电流约为6.8A C. 电热水器工作中，两端的电压都保持在220v不变 D. 若长时间不实用电热水器，为减省能量损耗，可以做到不拔电 2.如图中的灯泡按照方式连接，消耗的功率相同，则灯泡的电阻比RA∶RB∶RC为( ) A.2∶1∶1　 B.2∶1∶2 C.1∶2∶2 D.1∶4∶4 3.电路中有A、B两盏灯，额定电压、功率分别为“220 V　40 W”和“220 V　20W”，通过串联的方式连接在220v的家庭电路中。（不考虑两盏灯泡电阻随温度的变化而变化),则下列分析正确的是( ) A.两盏灯的总功率等于55 W B.两盏灯的总功率小于15 W C.A灯的实际功率大于B灯的实际功率 D.A灯的实际功率等于B灯的实际功率 4.关于家庭电路中，正常工作下电动机和白炽灯电器,下列说法正确的是( )　　　　　　 A.两种电器消耗的电能均大于产生的热能 B.两种电器消耗的电能均等于产生的热能 C.闭合开关后，白炽灯消耗的电能等于内阻产生的热能，电动机消耗的电能大于内阻产生的热能, D.闭合开关后，白炽灯消耗的电能等于内阻产生的热能，电动机消耗的电能等于内阻产生的热能, 5.关于对电热Q=I2Rt,和电功W=UIt的认识中,下列说法正确的是( ) A.任何的电路中都会存在W=Q B.电路中可能存在W不等于Q C.电热Q=I2Rt只在纯电阻电路中适用 D.电功W=UIt,不能适用于纯电阻电路 6、将一电磁炉接在220 V的电源两端,电磁炉经时间t开关自动切断。若电磁炉的电热丝的阻值保持不变,则下列说法正确的是（ ） A.将电磁炉接在440 V的电源两端,需经2t的时间电磁炉自动切断 B.将电磁炉接在110 V的电源两端,需经4t的时间电磁炉自动切断 C.将电磁炉接在110V的电源两端,需经2t的时间电磁炉开关自动切断 D.将电磁炉接在55 V的电源两端,需经8t的时间电磁炉的开关自动切断 7、家庭电器中，常见的电器有灯、洗衣机、电磁炉、烤箱、电视等电器，家庭电路的电压U,电路中的电流为I,总电器的电阻为R,消耗功率为P。为通过观察电表可知。在时间t内消耗的电能为W。则下列说法正确的是（ ） A.P=　　　　　　　B.W=I2Rt C.I= D.P= 8.（多选）有一个“220 V　40 W”的灯泡,灯泡的阻值不随温度的升高而变化，下列说法正确的是( ) A.灯泡两端接110 V的电压,阻值为302.5Ω B.灯泡两端接110 V的电压，功率为10 W C.灯泡两端接440V的电压,功率为160 W D.灯泡两端接220 V的电压,功率为40 W 9.(多选)一盏标有“110 V　55W”的灯泡，内阻为10Ω的电解槽。通过串联后的方式接在电压为220 V的直流电路两端,灯泡正常发光。下列说法正确的是( ) A.电解槽消耗的电功率为55W B.电解槽产生的热功率为2.5W C.电路中消耗的总功率为110W D.电路消耗的总功率为55 W 10.家庭电路中的电动机两端接220 V的电压，电路中的电流为5 A，电动机本身的内阻为2 Ω。 （1） 电动机电功率 （2） 热功率、 （3） 机械功率 （4） 电动机的效率。 11.有一工地为减省人力物力，特安装微型吊机吊材料上楼。已知某次吊物体的质量为40kg，吊机两端通过的电压为220v。电流为2 A，30 s 内物体被匀速提升3 m。只考虑电动机内阻产生的能量。 (1)吊机的输入功率 (2)吊机的输出功率 (3)吊机的产生的热功率 (4)吊机向上提升重物中,电动机线圈所产生的热量。 (3)吊机线圈的电阻。 12.如图所示,有一提升货物的电动机、电压表、电阻、电源、导线等形成闭合回路，电动机的内阻r=0.6 Ω,电路中的保护电阻R=10 Ω,电路中电源两端的电压U=210 V,电压表的示数为110 V,求: (1)闭合回路中通过的电流大小; (2)提升货物电动机的输入功率P; (3)电动机的发热功率; (4)电动机的输出功率 (4)电动机工作t=20min所产生的热量。 13、如图所示,闭合回路中的电动势E=20 V,内阻r=1 Ω,接入外电阻R=4 Ω时,串联一盏标有“3 V 4.5 W”的灯泡L、一台直流电动机，电动机的内阻r'=0.5 Ω的。闭合开关后，灯泡、电动机都能正常工作求: (1)闭合开关后，通过灯泡两端的电流。 (2)闭合开关后，电动机的额定电压。 (3)电源的总功率、输出功率 参考答案 1、解析:A.消耗的电能应该代入的t=60S B.P=UI知,I==≈6.8 A正确C选项中只有额定电压下才能达到，D选项中应及时拔电。 2、解析:选项D正确 3、解析:根据P=知,推导R甲=1 210 Ω,R乙=2420Ω,AB盏灯串联后总电阻R总=3630Ω>R乙,由P=故P总<P乙,故选项A错误,选项B正确。AB两盏灯串联，电路中的电流处处相等相等,由P=I2R知,B灯的实际功率大于A灯的实际功率,选项C、D错误 4解析:白炽灯是纯电阻用电器,;电动机是非纯电阻用电器,电动机能量转化为机械能、热能，白炽灯全部转化为内能。故选项A、B、D错误,C正确 5、解析:Q=I2Rt适用于求一切的电热，W=UIt适用于求一切的电功,纯电阻电路中,W=Q,在非纯电阻电路中,W>Q。则选项B正确。 6、解析:根据公式Q=t可知,电热水壶的开关自动切断所需的热量为Q=t0。当电压变为原来的倍时,所需热量没变,因此加热时间要变为原来的4倍,即4t0,选项A错误、B正确;当电压变为原来的时,加热时间要变为原来的4倍,即4t,选项C错误,当电压变为原来的时,加热时间要变为原来的16倍,即16t,选项D错误。】 7、解析:由P=、W=I2Rt、I=适用于纯电阻电路，洗衣机、电视不是纯电阻电器，故选项A、B、C错误;公式P=适用与任何电路,故选项D正确。 8、解析:由P额=,灯泡的电阻R= Ω=1 210 Ω;与两端连接的电压无关，故选项A错误。电压为110 V时,P== W=10 W,选项B正确;灯泡两端的电压为440 V时,灯泡会被烧坏,选项C错误;灯泡的额定电压为220 V,额定功率为40w选项D正确。 9、解析:电路中的灯泡能正常发光,说明电解槽和灯泡各串联各分110 V的电压,消耗的功率相等，为55w。选项A正确电路中通过的电流为I=I灯==0.5A电解槽发热的功率P热=I2R≈2.5 W,选项B正确;整个电路消耗的总功率P总=220 V×=110 W,选项D错误 10、解析:电动机消耗的电功率P'=IU=10×220 W=1100 W; 电动机发热的功率P热=I2R=52×2 W=50 W; 转化成的机械功的功率P=P'-P热=1 100 W-50 W=1050 W; 电动机的效率η=×100%≈95.45%。 11、解析:(1)吊机的输入功率P入=UI=220×2 W=440W。 (2)吊机提升重物的机械功率P机=Gv=400× W=4 0W; （3）P入=P机+P热,吊机的热功率P热=P入-P机=440W-40W=400 W; 所产生的热量Q=P热t=400×30 J=1200J。 (3)根据焦耳定律Q=I2Rt,可得线圈的电阻, R== Ω=10 Ω 12、解析:(1)设闭合回路中电动机两端的电压为U1,外电路电阻R两端的电压为U2,由闭合电路的欧姆定律，U1=110 V,U2=E-U1=100V,因为串联电路则通过的电流I==10 A。 (2)P电=U1I=2100W (3)P热=I2R0=60 W (4)P输=2040w (5)Q=I2R0t=7200 J。 13、解析:(1)灯泡L正常发光,I==1.5 A。 (2)UM=E-UL-IR-Ir=(20-3-6-1.5) V=9.5 V。 (3)电源的总功率P=EI=30 W。 学科网（北京）股份有限公司 $