专题04 电能以及能量转化（期中压轴·专项训练）高二物理上学期人教版必修第三册

专题04 电能以及能量转化 ⚒目录 一、重难题型特训 【题型1 串并联电路功率和电功计算】 1 【题型2 纯电阻电路和非电阻纯电路】 2 【题型3 电路中的电热和效率问题】 4 【题型4 动态电路电功、电功率变化问题】 7 【题型5 动态电路电阻变化引起效率变化问题】 9 二、专题综合训练 ⚒一、重难题型特训 【题型1 串并联电路功率和电功计算】 1．有额定电压都是110 V，额定功率PA＝100 W，PB＝40 W 的电灯两盏，若接在电压是220 V的电路上，两盏电灯均能正常发光，那么电路中消耗功率最小的电路是(　　) A　　　　　　　　　　　　B C　　　　　　　　　　　　D 【答案】C 【解析】若要两灯均正常发光，亦即每灯的电压均为110 V，对A电路，因为RA＜RB，所以UA＜UB，即UB＞110 V，B灯将被烧坏；对B电路，UB＞U并，B灯将被烧坏；对C电路，RA可能等于B灯与变阻器并联后的电阻，所以UA可能等于UB，等于110 V，两灯可能正常发光，且电路消耗总功率为200 W；对D电路，变阻器电阻可能等于两灯并联后总电阻，可能有UA＝UB＝U并＝110 V，两灯可能正常发光，且电路中消耗总功率为280 W。综上可知，C正确。 2．把六个相同的小灯泡接成如图甲、乙所示的电路，调节变阻器使灯泡正常发光，甲、乙两电路所消耗的总功率分别用P甲和P乙表示，则下列结论中正确的是(　　) 甲　　　　　　　　乙 A．P甲＝P乙 B．P甲＝3P乙 C．P乙＝3P甲 D．P乙>3P甲 【答案】B 【解析】设每个灯泡正常工作时的电流为I，则甲图中电路的总电流为3I，P甲＝12 V×3I，乙图中电路的总电流为I，P乙＝12 V×I，故有P甲＝3P乙，B正确。 3．空气炸锅的等效简化电路图如图所示，电源的电压为6 V，电源的内阻不计，小风扇M的额定电压为6 V，额定功率为3 W，线圈内阻为r＝1 Ω，电阻R1＝R2＝10 Ω，则下列说法中正确的是（　　） A．只闭合开关S1，小风扇正常工作时电流为6 A B．只闭合开关S1，小风扇正常工作时发热功率为2.75 W C．同时闭合开关S1和S2，若小风扇正常工作，则通过电阻R1的电流为0.3 A D．同时闭合开关S1和S2，若小风扇正常工作，则电阻R1消耗的功率为3.6 W 【答案】D 【解析】由题图可看出当只闭合S1时，电阻R1与R2串联，再与小风扇M并联，且电源的内阻不计，则小风扇M的电压刚好为额定电压，则PM＝IMU，解得IM＝0.5 A，则小风扇M正常工作时发热功率为PM热＝IM2r＝0.25 W，故A、B错误；由题图可看出同时闭合开关S1和S2，电阻R2被短路，则R1与小风扇M并联，且电源的内阻不计，则通过电阻R1的电流为I1＝，解得I1＝0.6 A，则电阻R1消耗的功率为P1＝I12R1，解得P1＝3.6 W，C错误，D正确。 【题型2 纯电阻电路和非纯电阻电路】 4．如图所示，某住户有电炉、微波炉、洗衣机、电风扇等家用电器。停电时，用欧姆表测得A、B间电阻为R；供电后所有电器均使用，测得A、B间电压为U，进线电流为I，则该住户用电的总功率为（　　） A．P＝I2R B．P＝UI C．P＝ D．P＝I2R＋ 【答案】B 【解析】加在住户两端的电压为U，进线电流为I，所以该住户用电的总功率为P＝UI，故B正确； 洗衣机、电风扇等家用电器为非纯电阻电器，其电功率不可以用P＝I2R或P＝计算，更不能用P＝I2R＋计算，故A、C、D错误。 5．一台电风扇和一盏白炽灯上都标有“220 V　60W”的字样，下列关于这两个家用电器的说法，正确的是 (　　) A．它们的电阻值一定相等 B．它们正常工作时，通过的电流一定不同 C．它们正常工作时，发热功率一定相等 D．它们正常工作时，消耗的电功率一定相等 【答案】D 【解析】电风扇为非纯电阻电路，其电阻值一定小于白炽灯的电阻值，A错误；根据P＝UI可知，因功率相等，电压相等，故通过的电流一定相同，B错误；因电风扇消耗的电功只有部分转化为热量，故发热功率一定小于白炽灯的发热功率，C错误；根据题给信息可知，它们正常工作时，消耗的电功率一定相等，D正确。 6．在研究微型电动机的性能时，可采用如图所示的实验电路。当调节滑动变阻器R使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.5 A和 1.0 V；重新调节R使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0 A和15.0 V。求这台电动机正常运转时的输出功率和电动机的线圈电阻。 【答案】r＝2 Ω P输出＝22.0 W 【解析】当电流表和电压表的示数为0.5 A和1.0 V时，电动机停止工作，电动机中只有电动机的内阻消耗电能，其阻值r＝＝ Ω＝2 Ω 当电动机正常工作时，电流表、电压表示数分别为2.0 A 和15.0 V， 则电动机的总功率P总＝U2I2＝15.0×2.0 W＝30.0 W 线圈电阻的热功率P热＝Ir＝2.02×2 W＝8.0 W 所以电动机的输出功率P输出＝P总－P热＝30.0 W－8.0 W＝22.0 W。 7．如图所示，电解槽A和电炉B并联后接到电源上，电源内阻r＝1 Ω，电炉电阻R＝19 Ω，电解槽电阻r′＝0.5 Ω，当S1闭合、S2断开时，电炉消耗功率为684 W，S1、S2都闭合时，电炉消耗功率为475 W（电炉电阻可看作不变），试求：（1）电源的电动势；（2）S1、S2闭合时，流过电解槽的电流大小；（3）S1、S2闭合时，电解槽中电能转化成化学能的功率。 【答案】（1）120 V；（2）20 A；（3）1700 W 【解析】（1）S1闭合、S2断开时，电炉消耗功率为P1，电炉中电流I＝＝ ＝6 A 电源电动势E＝I（R＋r）＝120 V （2）S1、S2都闭合时，电炉消耗功率为P2，电炉中电流为IR＝＝ ＝5 A 路端电压为U＝IRR＝5×19 V＝95 V 流过电源的电流为I′＝＝25 A 流过电解槽的电流为IA＝I′－IR＝20 A （3） 电解槽消耗的电功率PA＝IAU＝20×95 W＝1900 W 电解槽内热损耗功率P热＝IA2r′＝202×0.5 W＝200 W 电解槽中电能转化成化学能的功率为P化＝PA－P热＝1700 W 【题型3 电路中的电热和效率问题】 8．如图所示，A、B两点间电压为18 V，R1＝0.2 Ω，电动机M线圈的电阻也是0.2 Ω，电路中的电流是25 A，则此电路中电能转化为机械能的效率是(　　) A．72% B．28% C．55.6% D．44.4% 【答案】D 【解析】电路中总的电功率P＝UI＝450 W，电路中的热功率P热＝I2(R1＋r)＝250 W，则电路中电能转化为机械能的效率为η＝×100%≈44.4%，D正确。 9．如图所示，用输出电压为1.4 V，输出电流为100 mA的充电器对内阻为2 Ω的镍—氢电池充电。下列说法错误的是(　　) A．充电器输出的电功率为0.14 W B．充电时，电池消耗的热功率为0.02 W C．电能转化为化学能的功率为0.12 W D．充电器每秒把0.14 J的能量存储在电池内 【答案】D 【解析】充电器输出的电功率P电＝UI＝1.4×0.1 W＝0.14 W，A正确；充电时，电池消耗的热功率为P热＝I2r＝0.02 W，B正确；电能转化为化学能的功率为P化＝P电－P热＝0.12 W，C正确；充电器每秒把0.12 J的能量存储在电池内，D错误。 10．如图所示的图像中，直线表示某电源的路端电压与电流的关系图线，曲线表示某电阻R的电压与电流的关系图线，虚线为交点处曲线的切线。现把该电源和电阻R连接成闭合电路，则电源的内阻r、电阻R、电源的输出功率P及电源的效率η分别为（　　） A B. C. D. 【答案】D 【解析】A．由电源的图像可知电源内阻故A错误； BC．由图可知，电源和电阻R连接成闭合电路的工作电压为3V，电流为1.5A，则电阻和电源的输出功率分别为 故BC错误； D．电源的效率 故D正确。故选D。 11．有四个电源，电动势均为4V，内阻分别为1Ω、2Ω、3Ω、4Ω，今要对R＝2Ω的电阻供电，问选择内阻为多大的电源才能使R上获得的功率最大 （　　） A. 1Ω B. 2Ω C. 3Ω D. 4Ω 【答案】A 【解析】电阻R为定值电阻，根据 要使电阻R＝2Ω的电阻功率最大，电流最大，因此选择电阻最小的电源，故A正确，因BCD错误。 故选A。 12．如图所示是一台直流电动机的照片。当该电动机在额定电压下工作时，下列结论正确的是（　　） A．电动机的热功率是3 W B．电动机的输入功率为0.125 W C．电动机输出的机械功率是2.875 W D．电动机持续工作一小时耗电为0.03度 【答案】C 【解析】电动机热功率为P热＝I2R＝0.52×0.5 W＝0.125 W，故A错误； 电动机输入功率为P入＝UI＝6×0.5 W＝3 W，故B错误； 电动机输出的机械功率为P机＝P入－P热＝3 W－0.125 W＝2.875 W，故C正确； 电动机持续工作一小时耗电为W＝P入t＝0.003×1 kW·h＝0.003 度，故D错误。 13．如图所示，有一电阻为4.4 Ω的电解槽和一盏标有“110 V　60 W”的灯泡串联后接在电压为220 V的直流电路两端，灯泡正常发光，则（　　） A．电解槽消耗的电功率为120 W B．电解槽的发热功率为60 W C．电解槽消耗的电功率为60 W D．整个电路消耗的总功率为60 W 【答案】C 【解析】灯泡正常发光，说明电解槽和灯泡均分得110 V电压，且由于电解槽和灯泡串联，它们的电流相等，所以有I＝I灯＝ A，则电解槽消耗的电功率P＝P灯＝60 W，A错误，C正确；电解槽的发热功率P热＝I2R电≈1.3 W，B错误；整个电路消耗的总功率P总＝220× W＝120 W，D错误。 【题型4 动态电路电功、电功率变化问题】 14．如图所示，为定值电阻，为滑动变阻器，闭合开关S，向右移动滑片P，则（ ） A. 灯泡L变亮 B. 灯泡L亮度不变 C. 的功率变大 D. 的功率不变 【答案】C 【解析】向右移动滑片P，则电阻的阻值变小，根据“串反并同”，则与串联的的电流、电压、电功率变大；与并联的灯泡L的电流、电压、电功率变小，即亮度变暗。 故选C。 15．如图所示，电源电动势，内阻，定值电阻，滑动变阻器的最大阻值。若闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从右向左滑动，已知两电表均为理想电表，则下列说法错误的是（　　） A. 电压表示数增大，电流表示数减小 B. 定值电阻R上消耗的功率增大，最大值为 C. 电源输出功率先变小后变大，电源效率一定增大 D. 滑动变阻器消耗的功率先变大后变小 【答案】C 【解析】A．若闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从右向左滑动，滑动变阻器接入电路的阻值增大，电路总电阻增大，干路电流减小，内电压减小，路端电压增大，电压表测路端电压，电压表示数增大，因总电流减小，且通过R的电流增大，所以电流表示数减小，故A正确，不符合题意； B．当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，路端电压最大，定值电阻R上消耗的功率最大，此时外电阻 路端电压 所以定值电阻R消耗的功率 故B正确，不符合题意； C．电源的内阻和外电路电阻相等时，外电路消耗的功率最大，当滑片P从右向左滑动时，外电路电阻的变化范围是，所以电源的输出功率一直变大，效率一定增大，故C错误，符合题意 D．设R2中的电流为I1，R中的电流为I2，则 联立得 由此可知，可将电源（E，r）与R看成一个新电源，其内阻为 电动势 滑片P从右向左滑动，当 滑动变阻器消耗的功率达到最大值，则滑动变阻器消耗的功率先变大后变小，故D正确，不符合题意。 故选C。 【题型5 动态电路电阻变化引起效率变化问题】 16．（多选）如图所示电路中，将滑动变阻器R的滑片P向下滑动，滑动过程中（　　） A.上消耗功率一定逐渐变小 B．灯泡一定逐渐变暗 C．电源输出电压一定逐渐增大 D．电源内电路消耗功率一定逐渐增大 【答案】BD 【解析】将滑动片向下滑动时，变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律得知，总电流增大ABC．由于干路电流增大，路端电压（电源输出电压）减小，流过灯泡的电流减小，则流过的电流增大，上消耗功率一定增大，两端的电压增大，则两端电压减小，灯泡一定逐渐变暗，故AC错误，B正确；D．由公式可得，电源内电路消耗功率一定逐渐增大，故D正确。故选BD。 17．如图所示，闭合开关S后，当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，下列说法中正确的是（　　） A．电流表读数变小 B．电源的输出功率减小 C．电源的总功率减小 D．电源的效率变小 【答案】D 【解析】闭合开关S后，当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，R阻值减小，电路总电阻减小，总电流变大，即电流表读数变大；根据P＝IE可知，电源总功率变大，电源的效率η＝＝＝，可知电源的效率变小；因不确定电路外电阻与内阻的阻值关系，不能确定电源的输出功率如何变化，则选项A、B、C错误，D正确。 ⚒二、专题综合训练 1．功率为10 W的发光二极管(LED灯)的亮度与功率为60 W的白炽灯相当。根据国家节能战略，2016年前普通白炽灯应被淘汰。假设每户家庭有2个60 W的白炽灯，均用10 W的LED灯替代，估算出全国一年能节省的电能最接近(　　) A．5×108 kW·h　　 B．5×1010 kW·h C．5×1012 kW·h D．5×1013 kW·h 【答案】B 【解析】解答本题的关键是要了解全国有多少家庭及每天亮灯的时间，全国大约有4.5亿户人家，每天亮灯时间大约3 h，已知白炽灯和LED灯的额定功率分别为60 W和10 W，根据公式W＝Pt得全国一年节省的电能最接近W＝2ΔPt＝2×(0.06－0.01)×4.5×108×3 h×365 kW·h＝4.9×1010kW·h，故B正确。 2．(多选)如图所示为某电学元器件的伏安特性曲线，图中虚线为曲线上P点的切线。当通过该元器件的电流为0.4 A时(　　) A．该元器件的阻值为250 Ω B．该元器件的阻值为125 Ω C．该元器件消耗的电功率为20 W D．该元器件消耗的电功率无法求解 【答案】BC 【解析】由题图可知，当电流为0.4 A时，电压为50 V，则由欧姆定律可知，阻值为R＝＝ Ω＝125 Ω，故B正确，A错误；由P＝UI可知，该元器件消耗的电功率为20 W，故C正确，D错误。 3．如图所示，为A、B两电阻的伏安特性曲线，关于两电阻的描述正确的是 （　　） A. 电阻A一定不是纯电阻 B. 在两图线交点处，电阻A的电功率小于U1I1，电阻B的电功率等于U1I1 C. 在两图线交点处，电阻A的阻值大于电阻B D. 在两图线交点处，电阻A的阻值等于电阻B 【答案】D 【解析】A．曲线A可能是纯电阻，比如小灯泡的伏安特性曲线，故A错误； B．两图线交点处，两电阻的功率 故B错误； CD．在两图线交点处，电阻两端的电压和电流均相等，故电阻A的阻值等于电阻B，故C错误，D正确。 4．2023年2月份，科创数据研究中心（SMDC）对某品牌最新款新能源汽车内的直流蓄电池进行测试，如图a所示。测试过程中系统输出的图像如图b所示，其中P为直流电源的输出功率、I为总电流，下列说法正确的是（　　） A. 该蓄电池的内阻为 B. 该蓄电池的电动势为24V C. 该蓄电池的短路电流为24A D. 该蓄电池的最大输出功率为36W 【答案】C 【解析】AB．根据题意可知，直流电源的输出功率 变形可得 结合题图可得， 故AB错误； C．该蓄电池的最大电流即为短路电流，短路电流 故C正确； D．根据 可知，当 时有最大的输出功率，最大输出功率 故D错误。 5．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内，充电宝的输出电压V、输出电流A，可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻，则1min内（　　） A. 充电宝输出的电功率为3.18W B. 充电宝产生的热功率为0.18W C. 手机电池储存的化学能为169.2J D. 手机电池产生的焦耳热为18J 【答案】C 【解析】A．充电宝输出的电功率为 A错误； B．充电宝的内阻未知，所以产生的热功率无法确定。B错误； C．手机电池储存的化学能为 C正确； D．手机电池产生的焦耳热为 D错误。 故选C。 6．（多选）如图所示电路中，已知，，理想电压表示数为2V ，理想电流表示数为 ，下列说法正确是（　　） A. R3的阻值为12Ω B. R3的阻值为10Ω C. AC两端的电压为4.4V D. AC两端的电压为2.4V 【答案】AC 【解析】【详解】AB．通过的电流为 通过的电流为 由于是并联关系，由并联电路的特点可知，R3的阻值为12Ω，所以A正确；B错误； CD．根据串并联电路的特点可知，AC两端的电压为 所以C正确；D错误； 故选AC。 7．如图所示，电源电动势为E，内电阻为r。两电压表可看作是理想电表，当闭合开关，将滑动变阻器的触片由右端向左滑动时，下列说法中正确的是（　　） A．小灯泡L1变亮 B．小灯泡L2变暗 C．V1表的读数变大 D．V2表的读数变大 【答案】D 【解析】C.将滑动变阻器的触片由右端向左滑动时，变阻器接入电路的电阻变小，变阻器与灯泡L1并联的电阻变小，外电路总电阻减小，干路电流增大，电源的内电压增大，路端电压减小，则V1表的读数变小，C错误。 BD.由欧姆定律可知，干路电流增大，灯泡L2变亮，电压表V2读数变大，B错误，D正确。 由闭合电路欧姆定律灯泡L1的电压其中I增大，则U1减小，灯泡L1变暗，A错误。故选D。 8．如图所示，电源电动势，内阻，电动机内阻，闭合开关S，小灯泡L恰好正常发光，电动机正常工作，此时理想电压表示数为8.0V，理想电流表示数为1A，下列说法正确的是（　　） A．小灯泡额定功率为8W B．电动机正常工作时发热功率为0.25W C．电源的输出功率为18W D．电动机正常工作时其输出的机械功率为8W 【答案】A 【解析】A．根据闭合电路欧姆定律有 小灯泡的电流为 小灯泡额定功率为 代入数据解得W 故A正确； B．电动机正常工作时发热功率为W 故B错误； C．电源的输出功率为W 故C错误； D．电动机正常工作时其输出的机械功率为W 故D错误； 故选A。 9．如图所示电路中，直流电源电动势为E、内阻r=R，定值电阻，可变电阻的阻值范围为0~2R。闭合开关S，改变可变电阻接入电路的阻值，则的最大电功率为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】和电源并联后可视为一个“等效电源”，新电源的电动势 内阻 此时的电功率就是新电源的输出功率，当外电阻等于电源内阻时电源的输出功率最大，可知当 的电功率最大，其最大功率为 故选D。 10．如图是家用电饭煲的电路图。将电饭煲接到稳压电源上，当开关接通“加热”挡时，电热丝以额定功率给食物加热，当食物蒸熟后，开关接通“保温”挡，给食物保温，这时电热丝的功率为其额定功率的，电流为1.40 A，已知分压电阻的阻值是R＝100 Ω。求： (1)保温时，电阻R两端的电压； (2)稳压电源输出的电压； (3)电热丝的额定功率。 【答案】（1）UR＝140 V （2） U＝210 V （3）P＝882 W 【解析】　(1)电阻R两端的电压为UR＝IR＝1.40×100 V＝140 V。 (2)设电热丝的电阻为r，电源输出电压为U，则r＝· 解得r＝50 Ω 所以电源电压为 U＝I(R＋r)＝1.40×(100＋50) V＝210 V。 (3)电热丝的额定功率为 P＝＝ W＝882 W。 11．如图所示为一提升重物用的直流电动机工作时的电路图，电源电动势，内阻，定值电阻，电动机内电阻，重力加速度g取。闭合开关S，电动机正常工作时，电压表示数，求： （1）电源的路端电压； （2）电动机的输出电功率； （3）若电动机以的速度匀速竖直向上提升重物，则该重物的质量。 【答案】（1）200V；（2）1000W；（3）50kg 【解析】（1）根据闭合电路欧姆定律，有解得电源的路端电压为（2）电动机的电流为电动机的总功率为电动机的输出功率为（3）电动机提供的拉力大小为因电动机匀速提升重物，由重物受力平衡，有则重物的质量为 12．在如图所示的电路中，电源的电动势E＝10V、内阻，小型直流电动机M的内阻。闭合开关S后，电动机正常转动，理想电流表的示数I＝1.0A，求：（1）电动机的机械功率； （2）电源的效率。 【答案】（1）9W；（2）95% 【解析】（1）根据闭合电路欧姆定律可得电动机两端电压 电动机的机械功率 （2）电源的效率 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题04 电能以及能量转化 ⚒目录 一、重难题型特训 【题型1 串并联电路功率和电功计算】 1 【题型2 纯电阻电路和非电阻纯电路】 2 【题型3 电路中的电热和效率问题】 3 【题型4 动态电路电功、电功率变化问题】 4 【题型5 动态电路电阻变化引起效率变化问题】 5 二、专题综合训练 ⚒一、重难题型特训 【题型1 串并联电路功率和电功计算】 1．有额定电压都是110 V，额定功率PA＝100 W，PB＝40 W 的电灯两盏，若接在电压是220 V的电路上，两盏电灯均能正常发光，那么电路中消耗功率最小的电路是(　　) A　　　　　　　　　　　　B C　　　　　　　　　　　　D 2．把六个相同的小灯泡接成如图甲、乙所示的电路，调节变阻器使灯泡正常发光，甲、乙两电路所消耗的总功率分别用P甲和P乙表示，则下列结论中正确的是(　　) 甲　　　　　　　　乙 A．P甲＝P乙 B．P甲＝3P乙 C．P乙＝3P甲 D．P乙>3P甲 3．空气炸锅的等效简化电路图如图所示，电源的电压为6 V，电源的内阻不计，小风扇M的额定电压为6 V，额定功率为3 W，线圈内阻为r＝1 Ω，电阻R1＝R2＝10 Ω，则下列说法中正确的是（　　） A．只闭合开关S1，小风扇正常工作时电流为6 A B．只闭合开关S1，小风扇正常工作时发热功率为2.75 W C．同时闭合开关S1和S2，若小风扇正常工作，则通过电阻R1的电流为0.3 A D．同时闭合开关S1和S2，若小风扇正常工作，则电阻R1消耗的功率为3.6 W 【题型2 纯电阻电路和非纯电阻电路】 4．如图所示，某住户有电炉、微波炉、洗衣机、电风扇等家用电器。停电时，用欧姆表测得A、B间电阻为R；供电后所有电器均使用，测得A、B间电压为U，进线电流为I，则该住户用电的总功率为（　　） A．P＝I2R B．P＝UI C．P＝ D．P＝I2R＋ 5．一台电风扇和一盏白炽灯上都标有“220 V　60W”的字样，下列关于这两个家用电器的说法，正确的是 (　　) A．它们的电阻值一定相等 B．它们正常工作时，通过的电流一定不同 C．它们正常工作时，发热功率一定相等 D．它们正常工作时，消耗的电功率一定相等 6．在研究微型电动机的性能时，可采用如图所示的实验电路。当调节滑动变阻器R使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.5 A和 1.0 V；重新调节R使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0 A和15.0 V。求这台电动机正常运转时的输出功率和电动机的线圈电阻。 7．如图所示，电解槽A和电炉B并联后接到电源上，电源内阻r＝1 Ω，电炉电阻R＝19 Ω，电解槽电阻r′＝0.5 Ω，当S1闭合、S2断开时，电炉消耗功率为684 W，S1、S2都闭合时，电炉消耗功率为475 W（电炉电阻可看作不变），试求：（1）电源的电动势；（2）S1、S2闭合时，流过电解槽的电流大小；（3）S1、S2闭合时，电解槽中电能转化成化学能的功率。 【题型3 电路中的电热和效率问题】 8．如图所示，A、B两点间电压为18 V，R1＝0.2 Ω，电动机M线圈的电阻也是0.2 Ω，电路中的电流是25 A，则此电路中电能转化为机械能的效率是(　　) A．72% B．28% C．55.6% D．44.4% 9．如图所示，用输出电压为1.4 V，输出电流为100 mA的充电器对内阻为2 Ω的镍—氢电池充电。下列说法错误的是(　　) A．充电器输出的电功率为0.14 W B．充电时，电池消耗的热功率为0.02 W C．电能转化为化学能的功率为0.12 W 10．如图所示的图像中，直线表示某电源的路端电压与电流的关系图线，曲线表示某电阻R的电压与电流的关系图线，虚线为交点处曲线的切线。现把该电源和电阻R连接成闭合电路，则电源的内阻r、电阻R、电源的输出功率P及电源的效率η分别为（　　） A B. C. D. 11．有四个电源，电动势均为4V，内阻分别为1Ω、2Ω、3Ω、4Ω，今要对R＝2Ω的电阻供电，问选择内阻为多大的电源才能使R上获得的功率最大 （　　） A. 1Ω B. 2Ω C. 3Ω D. 4Ω 12．如图所示是一台直流电动机的照片。当该电动机在额定电压下工作时，下列结论正确的是（　　） A．电动机的热功率是3 W B．电动机的输入功率为0.125 W C．电动机输出的机械功率是2.875 W D．电动机持续工作一小时耗电为0.03度 13．如图所示，有一电阻为4.4 Ω的电解槽和一盏标有“110 V　60 W”的灯泡串联后接在电压为220 V的直流电路两端，灯泡正常发光，则（　　） A．电解槽消耗的电功率为120 W B．电解槽的发热功率为60 W C．电解槽消耗的电功率为60 W D．整个电路消耗的总功率为60 W 【题型4 动态电路电功、电功率变化问题】 14．如图所示，为定值电阻，为滑动变阻器，闭合开关S，向右移动滑片P，则（ ） A. 灯泡L变亮 B. 灯泡L亮度不变 C. 的功率变大 D. 的功率不变 15．如图所示，电源电动势，内阻，定值电阻，滑动变阻器的最大阻值。若闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从右向左滑动，已知两电表均为理想电表，则下列说法错误的是（　　） A. 电压表示数增大，电流表示数减小 B. 定值电阻R上消耗的功率增大，最大值为 C. 电源输出功率先变小后变大，电源效率一定增大 D. 滑动变阻器消耗的功率先变大后变小 【题型5 动态电路电阻变化引起效率变化问题】 16．（多选）如图所示电路中，将滑动变阻器R的滑片P向下滑动，滑动过程中（　　） A.上消耗功率一定逐渐变小 B．灯泡一定逐渐变暗 C．电源输出电压一定逐渐增大 D．电源内电路消耗功率一定逐渐增大 17．如图所示，闭合开关S后，当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，下列说法中正确的是（　　） A．电流表读数变小 B．电源的输出功率减小 C．电源的总功率减小 D．电源的效率变小 ⚒二、专题综合训练 1．功率为10 W的发光二极管(LED灯)的亮度与功率为60 W的白炽灯相当。根据国家节能战略，2016年前普通白炽灯应被淘汰。假设每户家庭有2个60 W的白炽灯，均用10 W的LED灯替代，估算出全国一年能节省的电能最接近(　　) A．5×108 kW·h　　 B．5×1010 kW·h C．5×1012 kW·h D．5×1013 kW·h 2．(多选)如图所示为某电学元器件的伏安特性曲线，图中虚线为曲线上P点的切线。当通过该元器件的电流为0.4 A时(　　) A．该元器件的阻值为250 Ω B．该元器件的阻值为125 Ω C．该元器件消耗的电功率为20 W D．该元器件消耗的电功率无法求解 3．如图所示，为A、B两电阻的伏安特性曲线，关于两电阻的描述正确的是 （　　） A. 电阻A一定不是纯电阻 B. 在两图线交点处，电阻A的电功率小于U1I1，电阻B的电功率等于U1I1 C. 在两图线交点处，电阻A的阻值大于电阻B D. 在两图线交点处，电阻A的阻值等于电阻B 4．2023年2月份，科创数据研究中心（SMDC）对某品牌最新款新能源汽车内的直流蓄电池进行测试，如图a所示。测试过程中系统输出的图像如图b所示，其中P为直流电源的输出功率、I为总电流，下列说法正确的是（　　） A. 该蓄电池的内阻为 B. 该蓄电池的电动势为24V C. 该蓄电池的短路电流为24A D. 该蓄电池的最大输出功率为36W 5．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内，充电宝的输出电压V、输出电流A，可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻，则1min内（　　） A. 充电宝输出的电功率为3.18W B. 充电宝产生的热功率为0.18W C. 手机电池储存的化学能为169.2J D. 手机电池产生的焦耳热为18J 6．（多选）如图所示电路中，已知，，理想电压表示数为2V ，理想电流表示数为 ，下列说法正确是（　　） A. R3的阻值为12Ω B. R3的阻值为10Ω C. AC两端的电压为4.4V D. AC两端的电压为2.4V 7．如图所示，电源电动势为E，内电阻为r。两电压表可看作是理想电表，当闭合开关，将滑动变阻器的触片由右端向左滑动时，下列说法中正确的是（　　） A．小灯泡L1变亮 B．小灯泡L2变暗 C．V1表的读数变大 D．V2表的读数变大 8．如图所示，电源电动势，内阻，电动机内阻，闭合开关S，小灯泡L恰好正常发光，电动机正常工作，此时理想电压表示数为8.0V，理想电流表示数为1A，下列说法正确的是（　　） A．小灯泡额定功率为8W B．电动机正常工作时发热功率为0.25W C．电源的输出功率为18W D．电动机正常工作时其输出的机械功率为8W 9．如图所示电路中，直流电源电动势为E、内阻r=R，定值电阻，可变电阻的阻值范围为0~2R。闭合开关S，改变可变电阻接入电路的阻值，则的最大电功率为（　　） A． B． C． D． 10．如图是家用电饭煲的电路图。将电饭煲接到稳压电源上，当开关接通“加热”挡时，电热丝以额定功率给食物加热，当食物蒸熟后，开关接通“保温”挡，给食物保温，这时电热丝的功率为其额定功率的，电流为1.40 A，已知分压电阻的阻值是R＝100 Ω。求： (1)保温时，电阻R两端的电压； (2)稳压电源输出的电压； (3)电热丝的额定功率。 11．如图所示为一提升重物用的直流电动机工作时的电路图，电源电动势，内阻，定值电阻，电动机内电阻，重力加速度g取。闭合开关S，电动机正常工作时，电压表示数，求： （1）电源的路端电压； （2）电动机的输出电功率； （3）若电动机以的速度匀速竖直向上提升重物，则该重物的质量。 12．在如图所示的电路中，电源的电动势E＝10V、内阻，小型直流电动机M的内阻。闭合开关S后，电动机正常转动，理想电流表的示数I＝1.0A，求：（1）电动机的机械功率； （2）电源的效率。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $