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

12.1 电路中的能量转化 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．一台通风扇及其铭牌如图所示，通风扇电机线圈的电阻为。把该通风扇接在的电源上正常工作，则该通风扇（     ） A．通过的电流为 B．线圈发热功率为 C．输出的机械功率为 D．叶片若被异物卡住，线圈发热功率为 2．如图1所示，用充电宝为一手机电池充电，其等效电路如图2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（     ） A．手机电池产生的焦耳热为 B．手机的输入功率为UI C．充电宝产生的热功率为Ir D．手机电池储存的化学能为UI 3．如图所示是电饭煲及其内部的简化电路图，R1是阻值为434 Ω的定值电阻，R2是阻值为50 Ω的电热丝，下列说法正确的是（     ） A．开关S接通时，电饭煲处于保温状态 B．电饭煲处于加热状态时，R2的热功率是968 W C．电饭煲处于保温状态时，R2的热功率约为100 W D．电饭煲保温3分钟，电热丝发出的热量约为1800 J 4．如图所示的电路中，定值电阻R1=10，R2=20，滑动变阻器R3的最大阻值为30Ω，a、b两点间电压为6V。现移动滑动变阻器R3的滑片位置，使流过R1和R2的电流相等，则此时R1、R2、R3消耗的总功率为（     ） A．2.4W B．3.6W C．4.5W D．7.2W 5．下列说法正确的是（    ） A．某手机电池铭牌为“3.7V，1200mA·h”，说明该电池的电动势为3.7V，储存的电荷量为1200C B．电源电动势就是电源路端电压 C．焦耳热公式适用于任何电路 D．由电流定义式可知，I与q成正比 二、多选题 6．关于电功W和电热Q的说法正确的是（　　） A．在任何电路中都有、且 B．在任何电路中都有、，但W不一定等于Q C．、均只有在纯电阻电路中才成立 D．纯电阻电路中能计算电路生成的热量，可以计算任何电路生成的热量 7．额定电压均为110 V，额定功率PA＝100 W，PB＝40 W的A、B两盏灯泡，若接在电压为220 V的电路上，能使两盏灯泡均能正常发光的电路是（     ） A． B． C． D． 8．利用电动机通过如图所示的电路提升重物，已知电源电动势，电源内阻，电阻，重物质量，当将重物固定时，电压表的示数为，当重物不固定，且电动机最后以稳定的速度匀速提升重物时，电压表的示数为，不计摩擦，取，下列说法正确的是（     ） A．电动机内部线圈的电阻为 B．稳定匀速提升重物时，流过电动机的电流为1A C．重物匀速上升时的速度为1.5m/s D．匀速提升重物时电动机的输入功率是2W 三、解答题 9．小华家买了一个家用电吹风，其简化电路如图所示，主要技术参数如下表。电吹风在额定电压下工作，请解答如下问题： 热风温度 50~75°C 额定功率 热风时：990W 冷风时：110W 额定电压 220V 质量 0.5kg (1)电吹风吹冷风时，通过电动机的电流是多大？ (2)正常工作时电热丝的电阻是多大？ (3)电吹风内电动机的线圈电阻是，电吹风吹冷风线圈产生的热量是多少？ 10．某小组通过实验测得玩具电动机电流随电压变化的图像如图所示，电压小于时，电动机不转，且图像为直线；当电压时，电动机恰好正常工作。忽略电动机内阻变化。求： (1)电动机的内阻： (2)电动机正常工作时的效率（计算结果保留两位有效数字且用“%”表示）。 11．小明用、两个不同阻值的电热丝，设计了低、高两个挡位的电热器，简化电路如图所示，其中。将该电热器接入电压为220V的电路中，已知低温档的功率为110W，求： (1)电阻的阻值； (2)高温档时电路中的总电流； (3)高温档时该电热器工作600s产生的热量。 12．如图所示，电解槽A和电炉B并联后接到电源上，电源内阻，电炉电阻，电解槽电阻，当闭合、断开时，电炉消耗功率为720W，、都闭合时，电炉消耗功率为500W（电炉电阻可看作不变），试求： （1）电源的电动势； （2）、闭合时，流过电解槽的电流大小； （3）、闭合时，电解槽中电能转化成化学能的功率。 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 《12.1 电路中的能量转化》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 B B B A C BD CD CD 1．B 【详解】A．通风扇额定功率，额定电压，正常工作的额定电流为，故A错误； B．线圈的发热功率为，故B正确； C．通风扇输出的机械功率等于总功率减去热功率，故C错误； D．叶片若被异物卡住，电动机不转动，电路变为纯电阻电路，此时线圈发热功率为，故D错误。 故选B。 2．B 【详解】A．手机为非纯电阻电路，不能用计算产生的焦耳热，故A错误； B．手机的输入功率等于充电宝的输出功率，为，故B正确； C．充电宝的输出电流为I，但其内阻未知，故无法计算充电宝产生的热功率，故C错误； D．充电宝输出的电能一部分转化为手机电池储存的化学能，一部分转化为手机电池产生的焦耳热，故根据能量守恒定律可知手机电池储存的化学能为，故D错误。 故选B。 3．B 【详解】A．开关S接通时，回路中总电阻较小，电饭煲功率较大，故电饭煲处于加热状态，故A错误； B．开关S接通时，电饭煲处于加热状态，则的热功率，故B正确； C．开关S断开时，回路中总电阻较大，电饭煲功率较小，电饭煲处于保温状态时，的热功率约为，故C错误； D．电饭煲保温3分钟，电热丝发出的热量约为，故D错误。 故选B。 4．A 【详解】设滑片到上端的一段电阻为，则滑片到下端的一段电阻为。从到有两条并联支路，支路1的总电阻为，支路2的总电阻为。两支路两端电压相同，且题设要求电流相等，因此 同理， 由两支路电流相等，得，所以 代入，，解得，下段电阻为 于是两条支路的总电阻均为，它们并联后的等效电阻为 电路总电流为 三个电阻消耗的总功率为 故选A。 5．C 【详解】A．电池铭牌中的“3.7V”表示电动势；“1200mA·h”表示电池容量（电荷量），但单位换算1200mA·h=1200×10⁻³A×3600s=4320C，而非1200C，故A错误； B．电源电动势是电源未接入电路时两极间的电压，路端电压是电源接入电路后两极间的电压（随外电路变化），两者不等同，故B错误； C．焦耳热公式适用于任何电路中电阻产生的热量（无论电路是否含非纯电阻元件），故C正确； D．电流定义式为比值定义，它反映了电流的物理意义，但不能据此认为电流与电荷量成正比。在稳恒电路中，电流的大小由电源电动势和总电阻决定，与、无关。故D错误。 故选C。 6．BD 【详解】A．在任何电路中，电功公式和电热公式均成立，但仅在纯电阻电路中成立。非纯电阻电路中，故A错误； B．在任何电路中，和均成立，但是否等于取决于电路是否为纯电阻电路，所以W不一定等于Q，故B正确； C．、的适用性不依赖于电路是否为纯电阻，故C错误； D．在纯电阻电路中，可计算热量；而能计算任何电路生成的热量，故D正确。 故选BD。 7．CD 【详解】A．图A电路中两灯直接串联，通过两灯的电流相同，由串联电路的分压特点 因，两灯实际电压、，B灯将被烧毁，两灯不能同时正常发光，A错误； B．图B电路中B灯串联在干路上，A灯与滑动变阻器并联，并联部分的总电阻比还要小，更小于，由串联分压知 B灯电压超过被烧毁，两灯不能同时正常发光，B错误； C．图C电路中A灯串联在干路上，B灯与滑动变阻器并联，当变阻器接入电路的阻值适当（使并联部分的总电阻等于）时，A灯与并联部分平分电压，两灯电压均为，都能正常发光；此时干路电流为A灯的额定电流 电路消耗的总功率，C正确； D．图D电路中滑动变阻器串联在干路上，两灯并联，当变阻器接入电路的阻值等于两灯并联的总电阻时，电压被平分，两灯电压均为，也都能正常发光；此时干路电流 电路消耗的总功率，D正确。 故选CD。 8．CD 【详解】A．当将重物固定时，电压表的示数为5V，根据闭合电路欧姆定律有 代入题中数据有 解得 ，故A错误； B．稳定匀速提升重物时，电压表的示数为，流过电动机的电流为，故B错误； C．稳定匀速提升重物时，电动机输出功率 根据能量转化和守恒定律得 联立解得，故C正确； D．匀速提升重物时电动机的输入功率是，故D正确。 故选CD。 9．(1)0.5A (2) (3)120J 【详解】（1）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流 （2）电热丝的电功率， 吹热风时电动机和电热丝并联，则有 联立解得电热丝的阻值为 （3）根据焦耳定律可得电吹风吹冷风线圈产生的热量 10．(1) (2) 【详解】（1）电压小于时电动机不转动，此时电动机可视为纯电阻，由欧姆定律有 图像中过原点的直线段对应、，代入解得 （2）电动机恰好正常工作时，由图象可知此时，电动机的输入功率为 代入数据解得 电动机线圈的发热功率为 代入数据解得 转化为机械能的功率为 解得 电动机正常工作时的效率为 代入数据解得电动机正常工作时的效率为 11．(1) (2) (3) 【详解】（1）只闭合时，只有接入电路，为低温档。的阻值 （2）闭合、时，与 并联，为高温档。电路总功率为 总电流 （3）电热器为纯电阻电路，产生热量等于消耗的电能 12．（1）126V；（2）21A；（3）1879.5W 【详解】（1）S1闭合、S2断开时，电炉消耗功率为P1，电炉中电流 I＝＝A＝6A 电源电动势 E＝I（R＋r）＝126V （2）S1、S2都闭合时，电炉消耗功率为P2，电炉中电流为 IR＝＝＝5A 路端电压为 U＝IRR＝5×20V＝100V 流过电源的电流为 I′＝＝26A 流过电解槽的电流为 IA＝I′－IR＝21A （3）电解槽消耗的电功率 PA＝IAU＝21×100W＝2100W 电解槽内热损耗功率 P热＝IA2r′＝212×0.5W＝220.5W 电解槽中电能转化成化学能的功率为 P化＝PA－P热＝1879.5W 答案第1页（共2页） 答案第1页（共2页） 学科网（北京）股份有限公司 $