1、第1节 电路中的能量转化一、选择题(本题共7小题，每题6分，共42分)1(2019江西省九江一中高二上学期期末)关于电功W和电热Q的说法，正确的是(B)A在任何电路里都有WUIt，QI2Rt，且WQB在任何电路里都有WUIt，QI2Rt，且W不一定等于QCWUIt，QI2Rt均只在纯电阻电路中才成立DWUIt在任何电路中都成立，QI2Rt只在纯电阻电路中成立解析：非纯电阻电路中，WUIt用来求电功；QI2Rt用来求电热，但WQ；只有在纯电阻电路，根据能量守恒，电功和电热数值上相等，电功可用公式WUIt计算，也可用公式WI2Rt计算，故A错误；B正确；WUIt可用于任何电路求总电功；而QI2Rt
2、可以适用任何电路求热功，故CD均错误。2室内有几种用电器：1.5 kW的电饭煲、200 W的电冰箱、750 W的取暖器、250 W的电视机和2 kW的空调器。如果进线处有13 A的保险丝，供电电压为220 V，下列情况下不可能同时使用的是(C)A电饭煲和电冰箱B取暖器和空调器C电饭煲和空调器D电冰箱、电视机和空调器解析：电路中允许的最大功率为P mUI2 860 W。用电器的功率之和大于P m时，用电器就不可能同时使用，故选C。3在高速公路隧道内两侧的电灯泡不易更换，为了延长电灯泡的使用寿命，一个接口处通常安装两个完全相同的灯泡，下列说法正确的是(A)A两个灯泡串联B两个灯泡并联C每个灯泡实际
3、消耗的功率是其额定功率的四分之一D每个灯泡实际消耗的功率小于其额定功率的四分之一解析：两个灯泡串联，每个灯泡承受的电压为U V110 V，低于额定电压，灯泡不易损坏，故A正确；两个灯泡并联，每个灯泡承受的电压为U220 V，仍等于灯泡的额定电压，灯泡正常工作，不能延长电灯泡的使用寿命，故B错误；由P，两个灯泡串联时，U变为原来的，由于灯丝较正常发光时温度偏低，故灯丝电阻较正常发光时小，所以每个灯泡实际消耗的功率大于其额定功率的四分之一，故C、D错误。4如图所示，R12 ，R210 ，R310 ，A、B两端接在电压恒定的电源上，则(B)AS断开时，R1与R2的功率之比为51BS闭合时通过R1与R
4、2的电流之比为21CS断开与闭合两种情况下，电阻R1两端的电压之比为21DS断开与闭合两种情况下，电阻R2的功率之比为712解析：由PI2R，I相等，R1与R2的功率之比等于电阻之比15，故A错误；S闭合I2I3，则I12I2，故B正确；S断开时，U1U2R1R215，则U1UAB，S闭合时，U1U2R1 R225，则U1UAB，故C错误；U2UAB，U2UAB，由P2，P2P24936，故D错误；故选B。5. (2019内蒙古乌兰察布市四子王旗一中高二上学期期中)锂电池因能量密度高、绿色环保而广泛使用在手机等电子产品中。现用充电器为一手机锂电池充电，等效电路如图所示，充电器电源的输出电压为U
5、，输出电流为I，手机电池的内阻为r，下列说法不正确的是(B)A电能转化为化学能的功率为UII2rB充电器输出的电功率为UII2rC电池产生的热功率为I2rD充电器的充电效率为100%解析：由PUI可知充电器输出的电功率为P出UI，根据热功率公式可得电池产生的热功率为P热I2r，电能转化为化学能和热能，根据能量守恒定律有电能转化为化学能的功率为：P化UII2r，故A、C正确，B错误；充电器的充电效率为100%100%，故D正确。6(2019河北正定中学高二上学期段考)一个电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为220 V的交流电源上(电源内阻忽略不计)，均正常工作。用电流表分别测得通过电饭煲的电流是
6、5.0 A，通过洗衣机电动机的电流是0.50 A，则下列说法中正确的是(C)A电饭煲的电阻为44 ，洗衣机电动机线圈的电阻为440 B电饭煲消耗的电功率为1 555 W，洗衣机电动机消耗的电功率为155.5 WC1 min内电饭煲消耗的电能为6.6104 J，洗衣机电动机消耗的电能为6.6103 JD电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍解析：由于电饭煲是纯电阻用电器，所以R144 ，P1UI11 100 W，其在1 min内消耗的电能W1UI1t6.6104 J，洗衣机为非纯电阻用电器，所以R2440 ，P2UI2110 W，其在1 min内消耗的电能W2UI2t6.6103 J，其热
7、功率P热P2，而P110P2，所以电饭煲发热功率不是洗衣机电动机发热功率的10倍，只有选项C正确。7(多选)(2019河北省石家庄一中高二检测)在如图所示的电路中，输入电压U恒为8 V，灯泡L标有“3 V,6 W”字样，电动机线圈的电阻RM1 。若灯泡恰能正常发光，下列说法正确的是(AC)A电动机的输入电压是5 VB电动机的效率是80%C流过电动机的电流是2 AD整个电路消耗的电功率是10 W解析：电路电流I A2 A，整个电路消耗的电功率PIU16 W，电动机的输入电压UMUUL5 V，电动机的效率100%60%，综上所述可知选项AC正确。二、非选择题8(8分)如图所示的电路中，电阻R11
8、，R22 ，R33 ，在A、B间接电源，S1、S2都打开，此时电阻R1、R2、R3消耗的功率之比P1P2P3_123_；当S1、S2都闭合时，电阻R1、R2、R3消耗的功率之比P1P2P3_632_。解析：当两个开关均打开时，三个电阻串联，电流相等，则由PI2R可知，功率之比等于电阻之比；故P1P2P3123；当开关均闭合时，三个电阻并联，电阻两端的电压相等，则由P可知，功率之比与电阻成反比；故P1P2P3632。9.(10分) (2019山东省青岛市高二上学期三校联考)当李老师最后离开计算机房要去关闭总电闸时，发现电能表(如图所示)的转盘仍在缓慢地转动。他用手表粗略地估测了一下，1 min转
9、盘转动了5转。经检查发现，原来机房内还有20台电脑显示器处于待机状态。(1)读出该房间总共已经用了多少电？(2)请你算算1台电脑显示器的待机功率约为多大？并就此问题联系实际谈谈在日常生活中如何节约用电？解析：(1)1 325.6 kWh。(2)1分钟转5转，用电W kWh Wh每台显示器的待机功率P W5 W要及时关闭待机状态的用电器。一、选择题(本题共2小题，每题8分，共16分)1.如图所示是某款理发用的电吹风的电路图，它主要由电动机M和电热丝R构成，当闭合开关S1、S2后，电动机正常工作，将空气从进风口吸入，经电热丝加热，形成热风后从出风口吹出，断开开关S1，电吹风吹冷风。已知电吹风的额定
10、电压为220 V，吹热风时的功率为1 000 W，吹冷风时的功率为120 W，关于该电吹风，下列说法正确的是(C)A当电吹风吹热风时，电热丝每秒消耗的电能为1 000 JB当电吹风吹冷风时，电热丝每秒消耗的电能为120 JC电热丝的电阻为55 D电动机线圈的电阻为 解析：吹热风时，电热丝和电动机并联，即电路消耗的电功率等于电热丝消耗的电功率与电动机消耗的电功率之和，故1 000 W120 WP热，则电热丝的功率为P热880 W，根据公式WPt，可得当电吹风吹热风时，电热丝每秒消耗的电能为880 J，根据公式P可得电热丝的电阻为R55 ，选项A错误，C正确；当吹冷风时，只有电动机工作，电热丝不工
11、作，电热丝消耗的电能为0，选项B错误；因为电动机是非纯电阻，所以不能根据R求解线圈电阻，选项D错误。2某实物投影机有10个相同的强光灯L1L10(24 V/200 W)和10个相同的指示灯X1X10(220 V/2 W)，将其连接在220 V交流电源上，电路如图。若工作一段时间后L2灯丝烧断，则(C)AX1的功率减小，L1的功率增大BX1的功率增大，L1的功率增大CX2的功率增大，其他指示灯的功率减小DX2的功率减小，其他指示灯的功率增大解析：L2和X2并联，灯丝烧断。X2两端电压增大，由P知，指示灯X2实际功率变大；在串联电路中总电压等于分电压之和，X2两端电压增大，所以其他灯组两端电压减小
12、，由P知：其他指示灯的实际功率减小。故选C。二、非选择题3(11分)如图所示为“风光互补路灯”系统，它在有阳光时通过太阳能电池板发电，有风时通过风力发电机发电，二者皆备时同时发电，并将电能输至蓄电池储存起来，供路灯照明使用。为了能使蓄电池的使用寿命更为长久，一般充电至90%左右即停止，放电余留20%左右即停止电能输出。下表为某型号风光互补路灯系统配置方案：风力发电机太阳能电池组件最小启动风速1.0 m/s太阳能电池36 W最小充电风速2.0 m/s太阳能转化效率15%最大限制风速12.0 m/s蓄电池500 Ah12 V最大输出功率400 W大功率LED路灯80 W12 V当风速为6 m/s时
13、，风力发电机的输出功率将变为50 W，在这种情况下，将蓄电池的电量由20%充至90%所需时间为_84_h；如果当地垂直于太阳光的平面得到的太阳辐射最大强度约为240 W/m2，要想使太阳能电池的最大输出功率达到36 W，太阳能电池板的面积至少要_1_ m2。解析：由题意：It500 Ah70%，即t350 Ah，将P50 W，U12 V代入得t84h，因为太阳能转化效率为15%，所以有240 S15%36，得s1 m2。4(13分)(2019山东师大附中第三次学分认定)如图所示为电动机提升重物的装置，电动机线圈的电阻为r1 ，电动机两端电压为5 V，电路中的电流为1 A，物体A重20 N。忽略
14、一切摩擦，求：(1)电动机线圈电阻消耗的热功率为多少？(2)电动机输入功率和输出功率各是多少？(3)10 s内电动机可以把重物匀速提升多高？(4)这台电动机的机械效率是多少？解析：电动机工作时，其电路为非纯电阻电路，它从电源获取的功率一部分转化为线圈的热功率，另一部分转化为电动机的机械功率。(1)电动机线圈上消耗的热功率为P热I2r1 W。(2)电动机的输入功率就是电流通过电动机做功的功率，即P入UI51 W5 W电动机的输出功率就是电动机对外做机械功的功率，根据P入P出P热得P出P入P热5 W1 W4 W。(3)设物体A的重力为G，t10 s内物体上升的高度为h，根据能量守恒定律得P出tGhh m2 m。(4)这台电动机的机械效率为100%100%80%。答案：(1)1 W(2)5 W4 W(3)2 m(4)80%