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时间t,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,煮沸一壶水需要时间2tB.当线路电压为110 V时,煮沸一壶水需要时间4tC.当线路电压为55 V时,煮沸一壶水需要时间4tD.当线路电压为55 V时,煮沸一壶水需要时间16t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,选项B正确。当电压变为原来的14时,时间要变为原来的1
2、6倍,即16t,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.(2020安徽合肥高二上学期期末)有一个电风扇,额定电压为U,额定功率为P,电动机线圈的电阻为R,把它接入电压为U的电路中,下列计算时间t内产生热量的方法中正确的是()A.Q=U2RtB.Q=PU2RtC.Q=PtD.Q=2PU2Rt解析电风扇正常工作时产生的热量是由内阻发热产生的,所以t时间内产
3、生的热量为Q=I2Rt;由于是非纯电阻电路,故IUR,故QU2Rt,故A错误;由于I=PU,Q=I2Rt,故Q=PU2Rt,B正确、D错误;电风扇的功率为P,而电风扇消耗的电能大部分转化为机械能,所以产生的热量Q3P甲解析设每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=12V3I,题图乙中电路的总电流为I,P乙=12VI,故有P甲=3P乙,B正确。答案B2.(2020四川内江高二上学期期末)如图所示的电路中,纯电阻R=20 ,电动机线圈的电阻r=1 ,电路两端电压U=10 V,理想电流表的示数为2.5 A,则:(1)通过电动机的电流为多少?(2)通电1 min,电动机做的有
4、用功为多少?解析(1)纯电阻R=20,电压U=10V,故电流IR=UR=0.5A通过电动机的电流I电=I-IR=2.5A-0.5A=2A(2)电动机的总功率P=UI电=102W=20W电动机的发热功率P热=I电2r=221W=4W故电动机的机械功率是P出=P-P热=20W-4W=16W做的有用功W=P出t=1660J=960J答案(1)2 A(2)960 J3.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
5、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闭合,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+500W=1064.9W设电饭煲处于保温状态时消耗的功率为P2,则P2=U2R1+R23=2202500+50050500+50W=88.7W所以P1P2=121。答案见解析