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第一节　电路中的能量
课时作业
(分值:100分)
(选择题每题6分)
考点1　电功和电功率
1.下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法正确的是(　　)
[A] 电功率越大,电流做功越快,电路中产生的焦耳热一定越多
[B] 焦耳热Q=I2Rt适用于任何电路
[C] 电流通过电动机时的电功率和热功率相等
[D] 静电力做功使金属导体内的自由电子运动的速率越来越大
【答案】 B
【解析】 电功率越大,电流做功越快,由于不知道做功时间,所以电路中产生的焦耳热不一定越多,A错误;Q=I2Rt是焦耳热的定义式,适用于任何电路,B正确;电流通过电动机时的电功率等于热功率和机械功率之和,C错误;根据电流微观表达式I=neSv,同一金属导体内电流不变,所以自由电子运动的速率不变,D错误.
2.把小灯泡L1“6 V　6 W”和小灯泡L2“6 V　3 W”串联后接在电源电压为6 V的电路中(不考虑灯丝电阻的变化),下列说法正确的是(　　)
[A] 因为通过它们的电流相等,所以两灯一样亮
[B] 因为灯L2实际功率较大,所以灯L2较亮
[C] 因为灯L1额定功率较大,所以灯L1较亮
[D] 因为灯L1实际功率较大,所以灯L1较亮
【答案】 B
【解析】 根据R=可知,L2电阻大于L1,因为两灯泡串联,通过它们的电流相等,根据P=I2R可知,灯L2的实际功率较大,所以灯L2较亮,故B正确.
考点2　焦耳定律
3.如图所示为一电烙铁,电烙铁通电一段时间后,会变得很烫,而连接电烙铁的导线却不怎么热,其主要原因是(　　)
[A] 导线有绝缘皮,隔热效果好
[B] 导线较长,散热比电烙铁快
[C] 导线的电阻远小于电烙铁的电阻
[D] 通过导线的电流小于通过电烙铁的电流
【答案】 C
【解析】 由热功率P=I2R可知,电烙铁和导线串联,电流相等,导线的电阻远小于电烙铁的电阻,故电烙铁很烫而导线不怎么热,C正确.
4.(多选)一个额定电压为U的电热水壶正常工作煮沸一壶水所需时间为t,如果不考虑电热丝电阻受温度的影响,那么(　　)
[A] 当线路电压为时,煮沸一壶水需要2t
[B] 当线路电压为时,煮沸一壶水需要4t
[C] 当线路电压为时,煮沸一壶水需要4t
[D] 当线路电压为时,煮沸一壶水需要16t
【答案】 BD
【解析】 电热水壶正常工作煮沸一壶水所需的热量为Q=t.当电压变为原来的时,煮沸一壶水所需热量没变,因此时间要变为原来的4倍,即4t,故A错误,B正确;当电压变为原来的时,时间要变为原来的16倍,即16t,故C错误,D正确.
考点3　闭合电路中的能量
5.如图,便携式小风扇用可充电直流电源连接电动机驱动,电源电动势为E、内阻为r,电动机内部电阻为RM,电动机正常工作时,回路电流为I,则(　　)
[A] 时间t内电源的总功为EIt
[B] 电动机的额定电压为IRM
[C] 电动机将机械能转化为电能
[D] 通过电动机电流做功功率大小为I2RM
【答案】 A
【解析】 时间t内电源的总功W=EIt,A正确;电动机为非纯电阻用电器,不适用欧姆定律,电动机的额定电压不等于IRM,B错误;电动机消耗的电能转化为机械能和内能,C错误;通过电动机电流做功功率即为电功率大于热功率I2RM,D错误.
6.(多选)(2025·广东肇庆检测)如图所示是某款电吹风的电路图,它主要由电动机M和电热丝R构成.当闭合开关S1、S2后,电动机驱动风叶旋转,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.已知电吹风的额定电压为220 V,吹冷风时消耗的功率为120 W,吹热风时消耗的功率为1 000 W.关于该电吹风,下列说法正确的是(　　)
[A] 电热丝的电阻为55 Ω
[B] 电热丝的电阻为 Ω
[C] 当电吹风吹冷风时,电热丝每秒钟消耗的电能为1 000 J
[D] 当电吹风吹热风时,电动机每秒钟消耗的电能为120 J
【答案】 AD
【解析】 根据题意,电吹风的额定电压为220 V,吹冷风时消耗的功率为120 W,吹热风时消耗的功率为1 000 W,可知电热丝的功率为880 W,由P=,可得电热丝的电阻为R==
55 Ω,故A正确,B错误;当电吹风吹冷风时,电热丝每秒钟消耗的电能为零,当电吹风吹热风时,电动机功率为120 W,则每秒钟消耗的电能为120 J,故C错误,D正确.
考点4　电动机电路的分析
7.(多选)如图所示为汽车蓄电池与车灯(电阻不变)、电动机组成的电路,蓄电池内阻为
0.05 Ω,电流表和电压表均为理想电表.只接通S1时,电流表示数为10 A,电压表示数为12 V;再接通S2,启动电动机工作时,电流表示数变为9 A,则(　　)
[A] 蓄电池的电动势为12.5 V
[B] 此时通过电动机的电流是34 A
[C] 此时通过电动机的电流是25 A
[D] 此时电动机的输入功率为500 W
【答案】 AC
【解析】 只接通S1时,由闭合电路欧姆定律得E=U+Ir=12 V+10×0.05 V=12.5 V,故A正确;车灯的电阻为R灯== Ω=1.2 Ω,再接通S2后,流过电动机的电流为I电动机=-I′=
A-9 A=25 A,故B错误,C正确;此时电动机的输入功率为PM=U′·I电动机=I′R灯·
I电动机=9×1.2×25 W=270 W,故D错误.
8.(12分)如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图.电动机的内阻r=0.8 Ω,电路中另一电阻R=5 Ω,直流电压U=160 V,理想电压表示数UV=110 V.
(1)求电动机内阻上的发热功率;
(2)求电动机的输入功率;
(3)若电动机以v=1 m/s匀速竖直向上提升重物,求该重物的质量.(g取10 m/s2)
【答案】 (1)80 W　(2)1 100 W　(3)102 kg
【解析】 (1) 由电路中的电压关系可得电动机两端的电压UM=UV=110 V,
电阻R的分压UR=U-UM=50 V,
流过电阻R的电流IR==10 A,
则通过电动机的电流IM=IR=10 A,
电动机内阻的发热功率
P热=r=80 W.
(2)电动机的输入功率
P电=IMUM=1 100 W.
(3)电动机输出的机械功率为
P出=P电-P热=1 020 W,
又P出=mgv,
联立解得m=102 kg.
(选择题每题9分)
9.如图所示电路中,各灯泡额定电压和额定功率分别是A灯“10 V　10 W”、B灯“60 V　
60 W”、C灯“20 V　20 W”、D灯“20 V　20 W”.灯泡的电阻保持不变,在a、b两端加上电压后,四个灯泡都能发光.比较各灯泡消耗功率大小,下列说法正确的是(　　)
[A] PB>PD>PA>PC
[B] PB>PD>PC>PA
[C] PB>PA>PD=PC
[D] PA>PC>PD>PB
【答案】 C
【解析】 A灯正常工作时电阻RA==10 Ω,同理,可得B灯正常工作时电阻RB=60 Ω,C灯正常工作时电阻RC=20 Ω,D灯正常工作时电阻RD=20 Ω,由题图可知,A灯和B灯电流相等,由P=I2R,RA10.(多选)如图所示,马路上的“微公交”是用蓄电池对车上的电动机供电,电动机为车提供动力.若车上蓄电池输出电压为48 V,电池容量为120 A·h,电动机额定电压为48 V,额定功率为1.2 kW,则(　　)
[A] 电动机在额定电压下工作时,额定电流为25 A
[B] 蓄电池充满电时能储存5 760 J的能
[C] 蓄电池充满电后最多能供电动机正常工作4.8 h
[D] 电动机在额定电压下工作1 h,流过的电荷量为4.32×105 C
【答案】 AC
【解析】 根据电功率的公式P=UI,则电动车以额定功率行驶时通过电动机线圈的电流为I== A=25 A,故A正确;蓄电池充足一次电可储存的电能为W=UQ=UIt=48×120×
1 W·h=5 760 W·h=2.0736×107 J,故B错误;蓄电池充满电后最多能供电动机正常工作t=
=4.8 h,故C正确;电动机在额定电压下工作1 h,流过的电荷量为q=It=25×3 600 C=
9×104 C,故D错误.
11.(14分)某种电热水壶工作时有两种状态:一种是水烧开以前的加热状态,另一种是水烧开后的保温状态.如图所示是该电热水壶的电路图,R1是一个电阻,R2是加热用的电阻丝,保温状态时,R1、R2产生的热量均用以保温.
(1)开关S闭合和断开时,该电热水壶分别处于哪种状态 通过计算加以说明.
(2)假如分别用加热状态和保温状态烧开同等质量的水,且保温状态下所用时间是加热状态下的3倍,R1∶R2应该是多少 (不考虑能量损失)
【答案】 (1)S闭合时加热,断开时保温　(2)2∶1
【解析】 (1)开关S闭合时,只有R2接入电路,该电热水壶的热功率为P1=,开关S断开时,
R1和R2串联后接入电路,该电热水壶的热功率为P2=,则P1比P2大,所以开关S闭合时该电热水壶处于加热状态,断开时处于保温状态.
(2)两种状态下烧开同等质量的水所需要的热量Q相同,而电压U相同,应用焦耳定律Q=I2Rt,结合欧姆定律I=得Q=t,
两种状态下有 t1=t2,
而t2=3t1,
联立解得R1∶R2=2∶1.
12.(14分)如图所示,电源电动势E=12 V,内阻r=0.5 Ω,“10 V　20 W”的灯泡L与直流电动机M并联在电源两极间,灯泡恰能正常发光,已知电动机线圈的电阻为RM=1 Ω,求:
(1)流过内阻的电流;
(2)电动机的输出功率.
【答案】 (1)4 A　(2)16 W
【解析】 (1)设流过灯泡的电流为IL,则
IL== A=2 A,
内阻r的电压Ur=E-UL=12 V-10 V=2 V,
流过内阻的电流为I== A=4 A.
(2)设流过电动机的电流为IM,
IM=I-IL=(4-2) A=2 A,
电动机的输入功率为
PM总=IMUL=2×10 W=20 W,
电动机线圈的热功率为PQ=RM=22×1 W=4 W,
电动机输出功率为
PM出=PM总-PQ=(20-4) W=16 W.第一节　电路中的能量
课时作业
(分值:100分)
(选择题每题6分)
考点1　电功和电功率
1.下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法正确的是(　　)
[A] 电功率越大,电流做功越快,电路中产生的焦耳热一定越多
[B] 焦耳热Q=I2Rt适用于任何电路
[C] 电流通过电动机时的电功率和热功率相等
[D] 静电力做功使金属导体内的自由电子运动的速率越来越大
2.把小灯泡L1“6 V　6 W”和小灯泡L2“6 V　3 W”串联后接在电源电压为6 V的电路中(不考虑灯丝电阻的变化),下列说法正确的是(　　)
[A] 因为通过它们的电流相等,所以两灯一样亮
[B] 因为灯L2实际功率较大,所以灯L2较亮
[C] 因为灯L1额定功率较大,所以灯L1较亮
[D] 因为灯L1实际功率较大,所以灯L1较亮
3.如图所示为一电烙铁,电烙铁通电一段时间后,会变得很烫,而连接电烙铁的导线却不怎么热,其主要原因是(　　)
[A] 导线有绝缘皮,隔热效果好
[B] 导线较长,散热比电烙铁快
[C] 导线的电阻远小于电烙铁的电阻
[D] 通过导线的电流小于通过电烙铁的电流
4.(多选)一个额定电压为U的电热水壶正常工作煮沸一壶水所需时间为t,如果不考虑电热丝电阻受温度的影响,那么(　　)
[A] 当线路电压为时,煮沸一壶水需要2t
[B] 当线路电压为时,煮沸一壶水需要4t
[C] 当线路电压为时,煮沸一壶水需要4t
[D] 当线路电压为时,煮沸一壶水需要16t
5.如图,便携式小风扇用可充电直流电源连接电动机驱动,电源电动势为E、内阻为r,电动机内部电阻为RM,电动机正常工作时,回路电流为I,则(　　)
[A] 时间t内电源的总功为EIt
[B] 电动机的额定电压为IRM
[C] 电动机将机械能转化为电能
[D] 通过电动机电流做功功率大小为I2RM
6.(多选)(2025·广东肇庆检测)如图所示是某款电吹风的电路图,它主要由电动机M和电热丝R构成.当闭合开关S1、S2后,电动机驱动风叶旋转,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.已知电吹风的额定电压为220 V,吹冷风时消耗的功率为120 W,吹热风时消耗的功率为1 000 W.关于该电吹风,下列说法正确的是(　　)
[A] 电热丝的电阻为55 Ω
[B] 电热丝的电阻为 Ω
[C] 当电吹风吹冷风时,电热丝每秒钟消耗的电能为1 000 J
[D] 当电吹风吹热风时,电动机每秒钟消耗的电能为120 J
7.(多选)如图所示为汽车蓄电池与车灯(电阻不变)、电动机组成的电路,蓄电池内阻为
0.05 Ω,电流表和电压表均为理想电表.只接通S1时,电流表示数为10 A,电压表示数为12 V;再接通S2,启动电动机工作时,电流表示数变为9 A,则(　　)
[A] 蓄电池的电动势为12.5 V
[B] 此时通过电动机的电流是34 A
[C] 此时通过电动机的电流是25 A
[D] 此时电动机的输入功率为500 W
A-9 A=25 A,故B错误,C正确;此时电动机的输入功率为PM=U′·I电动机=I′R灯·
I电动机=9×1.2×25 W=270 W,故D错误.
8.(12分)如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图.电动机的内阻r=0.8 Ω,电路中另一电阻R=5 Ω,直流电压U=160 V,理想电压表示数UV=110 V.
(1)求电动机内阻上的发热功率;
(2)求电动机的输入功率;
(3)若电动机以v=1 m/s匀速竖直向上提升重物,求该重物的质量.(g取10 m/s2)
9.如图所示电路中,各灯泡额定电压和额定功率分别是A灯“10 V　10 W”、B灯“60 V　
60 W”、C灯“20 V　20 W”、D灯“20 V　20 W”.灯泡的电阻保持不变,在a、b两端加上电压后,四个灯泡都能发光.比较各灯泡消耗功率大小,下列说法正确的是(　　)
[A] PB>PD>PA>PC
[B] PB>PD>PC>PA
[C] PB>PA>PD=PC
[D] PA>PC>PD>PB
10.(多选)如图所示,马路上的“微公交”是用蓄电池对车上的电动机供电,电动机为车提供动力.若车上蓄电池输出电压为48 V,电池容量为120 A·h,电动机额定电压为48 V,额定功率为1.2 kW,则(　　)
[A] 电动机在额定电压下工作时,额定电流为25 A
[B] 蓄电池充满电时能储存5 760 J的能
[C] 蓄电池充满电后最多能供电动机正常工作4.8 h
[D] 电动机在额定电压下工作1 h,流过的电荷量为4.32×105 C
11.(14分)某种电热水壶工作时有两种状态:一种是水烧开以前的加热状态,另一种是水烧开后的保温状态.如图所示是该电热水壶的电路图,R1是一个电阻,R2是加热用的电阻丝,保温状态时,R1、R2产生的热量均用以保温.
(1)开关S闭合和断开时,该电热水壶分别处于哪种状态 通过计算加以说明.
(2)假如分别用加热状态和保温状态烧开同等质量的水,且保温状态下所用时间是加热状态下的3倍,R1∶R2应该是多少 (不考虑能量损失)
12.(14分)如图所示,电源电动势E=12 V,内阻r=0.5 Ω,“10 V　20 W”的灯泡L与直流电动机M并联在电源两极间,灯泡恰能正常发光,已知电动机线圈的电阻为RM=1 Ω,求:
(1)流过内阻的电流;
(2)电动机的输出功率.

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