1、第十二章电能能量守恒定律1.电路中的能量转化课后篇巩固提升基础巩固1.(多选)用一个额定电压为220 V的电热水器煮沸一壶水需要t s,如果不考虑电热水器的电热损失和电热丝电阻受温度的影响,那么()A.当线路电压为110 V时,煮沸一壶水需要2t sB.当线路电压为110 V时,煮沸一壶水需要4t sC.当线路电压为55 V时,煮沸一壶水需要4t sD.当线路电压为55 V时,煮沸一壶水需要16t s解析由公式Q=U2Rt,煮沸一壶水所需的热量为Q=(220V)2Rt。当电压变为原来的12时,所需热量没变,因此时间要变为原来的4倍,即4t s,选项B正确。当电压变为原来的14时,时间要变为原来
2、的16倍,即16t s,选项D正确。答案BD2.额定电压、额定功率均相同的电风扇、电烙铁和日光灯,各自在额定电压下正常工作了相同的时间。比较它们产生的热量,结果是()A.电风扇最多B.电烙铁最多C.日光灯最多D.一样多解析在三种用电器中,只有电烙铁是纯电阻用电器,将电能全部转化为内能,故选项B正确。答案B3.(多选)如图所示,电阻R1=20 ,电动机线圈的电阻R2=10 。当开关断开时,电流表的示数是0.5 A,当开关闭合后,电动机转动起来,电路两端的电压不变,电流表的示数I和电路消耗的电功率P应是()A.I=1.5 AB.I1.5 AC.P=15 WD.PI22R2,所以I2UR2=1 A。
3、电流表的示数I=I1+I21.5 A,A错误,B正确。电路总功率为P=U(I1+I2)15 W,C错误,D正确。答案BD4.额定电压都是110 V、额定功率PA=100 W、PB=40 W的灯泡两盏,若接在电压为220 V的电路上,使两盏灯泡均能正常发光,且消耗功率最小的电路是()解析判断灯泡能否正常发光,就要判断电压是否是额定电压,或电流是否是额定电流,对灯泡有P=UI=U2R,可知RARB。对于A电路,由于RAUA,且有UB110 V,B灯被烧毁,UARA,A灯又并联滑动变阻器,并联电阻小于RB,所以UBU并,B灯烧毁。对于C电路,B灯与滑动变阻器并联电阻可能等于RA,所以可能UA=UB=
4、110 V,两灯可以正常发光。对于D电路,若滑动变阻器的有效电阻等于A、B的并联电阻,则UA=UB=110 V,两灯可以正常发光。比较C、D两个电路,由于C电路中滑动变阻器功率为(IA-IB)110 V,而D电路中滑动变阻器功率为(IA+IB)110 V,所以C电路消耗电功率最小。答案C5.电阻R和电动机M串联接到电路中,如图所示,已知电阻R跟电动机线圈的电阻值相等,闭合开关后,电动机正常工作,设电阻R和电动机M两端的电压分别为U1和U2,经过时间t,电流通过电阻R做功为W1,产生热量Q1,电流通过电动机做功为W2,产生热量为Q2,则()A.U1Q2D.W1W2,Q1IR,则U13P甲解析设每
5、个灯泡正常工作时的电流为I,则题图甲中电路的总电流为3I,P甲=12 V3I,题图乙中电路的总电流为I,P乙=12 VI,故有P甲=3P乙,B正确。答案B2.如图所示的电路中,电源电压为60 V,内阻不计,电阻R=2 ,电动机的内阻R0=1.6 ,电压表的示数为50 V,电动机正常工作,求电动机的输出功率。解析电动机正常工作时,电动机两端的电压U0=50 V,此时通过电路中的电流I=UR=E-U0R=5 A,电动机的输出功率P出=U0I-I2R0=50 V5 A-(5 A)21.6 =210 W。答案210 W3.电饭煲的电路图如图所示,S1是一个限温开关,手动闭合,当此开关的温度达到居里点(
6、103 )时会自动断开;S2是一个自动温控开关,当温度低于60 时会自动闭合,温度高于80 时会自动断开,红灯是加热状态时的指示灯,它在保温状态下是不亮的,黄灯是保温状态下的指示灯。限流电阻R1=R2=500 ,加热电阻丝R3=50 ,两灯的电阻不计。(1)根据电路分析,叙述电饭煲煮饭的全过程(包括加热和保温的过程)。(2)简要回答,如果不闭合开关S1,电饭煲能将饭煮熟吗?(3)计算加热和保温两种状态下,电饭煲的消耗功率之比。解析(1)电饭煲盛上食物后,接上电源,S2自动闭合,同时把手动开关S1关闭,这时黄灯短路红灯亮,电饭煲处于加热状态。加热到80 时,S2自动断开,S1仍闭合待电饭煲中水烧干后,温度升高到103 时,开关S1自动断开,这时饭已煮熟,黄灯亮,电饭煲处于保温状态。由于电饭煲散热,待温度下降至60 时,S2自动闭合,电饭煲重新处于加热状态,待温度上升到80 时,又自动断开,电饭煲再次处于保温状态。(2)不能,因为如果不闭合S1,则只能将食物加热至80 。(3)设电饭煲处于加热状态时,功率为P1,P1=U2R23=22025050050+500 W=1 064.8 W设电饭煲处于保温状态时消耗的功率为P2,则P2=U2R1+R23=2202500+50050500+50 W88.7 W所以P1P2121。答案见解析