2023新教材高中物理課時(shí)跟蹤檢測(cè)（十八）電路中的能量粵教版必修第三冊(cè)

/05/5/課時(shí)跟蹤檢測(cè)（十八）電路中的能量A組—重基礎(chǔ)·體現(xiàn)綜合1．(2021·深圳調(diào)研)白熾燈的工作原理是利用電流的熱效應(yīng)，電流通過金屬絲使溫度升高，達(dá)到熾熱，從而發(fā)光。下列家用電器中哪一樣電器也是利用電流的熱效應(yīng)工作的()解析：選B微波爐、電風(fēng)扇、電視機(jī)都是非純電阻元件，而電飯煲是純電阻元件利用電流的熱效應(yīng)工作，A、C、D錯(cuò)誤，B正確。2．R1和R2分別標(biāo)有“2Ω，1.0A”和“4Ω，0.5A”，將它們串聯(lián)后接入電路中，如圖所示，則此電路中允許消耗的最大功率為()A．1.5W B．3.0WC．5.0W D．6.0W解析：選A串聯(lián)電路中各用電器電流相同，最大允許電流應(yīng)等于0.5A，由P＝I2R，可知R1和R2在最大允許電流時(shí)的功率分別為0.5W、1W，故A項(xiàng)正確。3．(2020·福建南平期末)下列關(guān)于電功、電功率和焦耳定律的說法中正確的是()A．電流做功越快，電功率越大，電路中產(chǎn)生的焦耳熱一定越多B．在非純電阻電路中，UI＞I2RC．電功W＝UIt只在純電阻電路中適用D．電熱Q＝I2Rt只在純電阻電路中適用解析：選B電流做功越快，電功率越大，但是電路中產(chǎn)生的焦耳熱不一定多，一是沒有說明時(shí)間，二是沒有說明電路是不是純電阻電路，故A錯(cuò)誤；在非純電阻電路中消耗的電能一方面轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，另一方面轉(zhuǎn)化為其他形式的能，即有W電＝W其他＋Q，其中W電＝UIt，Q＝I2Rt，所以有W電＞Q，即有UIt＞I2Rt，所以UI＞I2R，故B正確；電功公式W＝UIt是對(duì)一切電路都適用，故C錯(cuò)誤；電熱公式Q＝I2Rt適用于一切電路，故D錯(cuò)誤。4．HWCP60型無線充電器的輸出額定電壓為5V，輸出額定電流為2A，某款手機(jī)的電池容量為4200mA·h，輸入額定電壓為3.82V，則()A．無線充電器的內(nèi)阻為2.5ΩB．無線充電器以額定電流工作時(shí)，發(fā)熱功率為10WC．手機(jī)電池充滿電時(shí)，儲(chǔ)存的化學(xué)能約為5.8×104JD．將手機(jī)電池從零電量充至滿電量時(shí)，消耗的總電能約為5.8×104J解析：選C充電器的線圈電阻和充電器發(fā)熱功率無法用題中信息求出，A、B錯(cuò)誤；根據(jù)公式E化＝qU，代入數(shù)據(jù)解得E化＝4.2×60×60×3.82J＝5.8×104J，C正確；充電過程還有額外的電池發(fā)熱、充電器發(fā)熱等，所以消耗的電能大于5.8×104J，D錯(cuò)誤。5．一塊手機(jī)電池的背面印有如圖所示的一些信息，另外在手機(jī)使用說明書上還寫有“通話時(shí)間3h，待機(jī)時(shí)間100h”，則該手機(jī)通話和待機(jī)時(shí)消耗的功率分別約為()A．1.8W,5.4×10－2W B．3.6W,0.108WC．0.6W,1.8×10－2W D．6.48W,1.94W解析：選C由題圖知U＝3.6V，q＝500mA·h，通話時(shí)間t＝3h，由W＝Uq，P＝eq\f(W,t)得P＝0.6W；同理待機(jī)時(shí)間t′＝100h，P′＝1.8×10－2W，C對(duì)。6．由于鋰離子電池的材料特性，在電池短路、過高或過低溫度、過度充電或放電等情況下都有可能引起電池漏液、起火或爆炸。為安全起見，中國(guó)民航總局做出了如表相關(guān)規(guī)定。某款移動(dòng)電池(鋰離子電池)的參數(shù)如表格所示，下列說法正確的是()容量25000mA·h重量596g額定電壓3.7V轉(zhuǎn)換率85%充電時(shí)間15.5hA．25000mA·h中的mA·h是能量的單位B．這款移動(dòng)電池充滿電后所儲(chǔ)存的總化學(xué)能為92500W·hC．乘飛機(jī)出行時(shí)，這款移動(dòng)電池可以直接隨身攜帶D．這款移動(dòng)電池理論上能給3200mA·h的手機(jī)最多充電7次解析：選C根據(jù)q＝It可知，mA·h是電量的單位，故A錯(cuò)誤；這款移動(dòng)電池充滿電后儲(chǔ)存的總化學(xué)能為W＝UIt＝Uq＝25A·h×3.7V＝92.5W·h，故B錯(cuò)誤；根據(jù)B項(xiàng)分析可知，乘飛機(jī)出行時(shí)，這款移動(dòng)電池可以直接隨身攜帶，故C正確；這款移動(dòng)電池理論上能給3200mA·h的手機(jī)最多充電N＝eq\f(25000mA·h×85%,3200mA·h)≈6.6，故最多充電6次，故D錯(cuò)誤。7．電動(dòng)平衡車因?yàn)槠潇趴岬牟僮鳎蔀槟贻p人所喜歡日常通勤交通工具。平衡車依靠人體重心的改變，來實(shí)現(xiàn)車輛的啟動(dòng)、加速、減速、停止等動(dòng)作。下表所示為某款電動(dòng)平衡車的部分參數(shù)，若平衡車以最大速度行駛時(shí)，電機(jī)恰好達(dá)到額定功率，則下列說法中正確的是()電池輸出電壓36V電池總?cè)萘?0000mA·h電機(jī)額定功率900W最大速度15km/h充電時(shí)間2～3小時(shí)百公里標(biāo)準(zhǔn)耗電量6kW·hA．電池最多輸出的電能約為1800JB．充滿電的平衡車以額定功率行駛的最長(zhǎng)時(shí)間約為2hC．該平衡車以最大速度行駛時(shí)牽引力約為60ND．該平衡車在標(biāo)準(zhǔn)情況下能行駛的最大里程約為3km解析：選B電池最多輸出的電能為W＝qU＝50000×10－3×3600×36J＝6.48×106J，故A錯(cuò)誤；由儲(chǔ)存的電能除以額定功率可求得時(shí)間為t＝eq\f(6.48×106,900)s＝7200s＝2h，故B正確；根據(jù)功率公式，則有F＝eq\f(P,v)＝eq\f(900,4.17)N＝216N，故C錯(cuò)誤；由電池總電量除以百公里標(biāo)準(zhǔn)耗電量即可求得行駛里程x＝eq\f(36×50000×10－3×10－3,6)×100km＝30km，故D錯(cuò)誤。B組—重應(yīng)用·體現(xiàn)創(chuàng)新8.[多選]電飯鍋工作時(shí)有兩種狀態(tài)：一種是鍋內(nèi)水燒開前的加熱狀態(tài)，另一種是鍋內(nèi)水燒開后保溫狀態(tài)。如圖所示是電飯鍋電路原理示意圖，K是感溫材料制造的開關(guān)。下列說法中正確的是()A．其中R2是供加熱用的電阻絲B．當(dāng)開關(guān)K接通時(shí)電飯鍋為加熱狀態(tài)，K斷開時(shí)為保溫狀態(tài)C．要使R2在保溫狀態(tài)時(shí)的功率為加熱狀態(tài)的一半，則R1∶R2＝2∶1D．要使R2在保溫狀態(tài)時(shí)的功率為加熱狀態(tài)時(shí)一半，則R1∶R2＝(eq\r(2)－1)∶1解析：選ABD由P＝eq\f(U2,R)得：當(dāng)接通K時(shí)，電阻變小，功率變大，處于加熱狀態(tài)；當(dāng)斷開K時(shí)，電阻變大，功率變小，處于保溫狀態(tài)。由上可知，R2是供加熱用的電阻絲，故A、B正確；要使R2在保溫狀態(tài)時(shí)的功率為加熱狀態(tài)的一半，由P＝I2R可得：電阻R2在保溫與加熱狀態(tài)下的電流之比為1∶eq\r(2)，所以(R1＋R2)∶R2＝eq\r(2)∶1。則R1∶R2＝(eq\r(2)－1)∶1，故C錯(cuò)誤，D正確。9．如圖，電路中8個(gè)電阻的阻值r相同，r＝1Ω，另3個(gè)電阻阻值均為R＝4Ω，還有一個(gè)電阻阻值R0＝2Ω，將a、b與電源相連，電路中總電流為2A，則電路消耗的總功率為P，其中R0上消耗的功率為P0，則()A．P＝24W，P0＝eq\f(1,8)WB．P＝12W，P0＝eq\f(1,4)WC．P＝16W，P0＝eq\f(1,8)WD．P＝16W，P0＝eq\f(1,4)W解析：選C2r與R0串聯(lián)的總電阻為4Ω，再與R并聯(lián)的電阻為2Ω，等于R0的電阻值，依此類推，ab間的總電阻為R總＝2r＋R0＝2R0＝4Ω，根據(jù)P＝I2R知電路消耗的總功率為P＝I總2R總＝22×4W＝16W；R0的電流與總電流的關(guān)系為eq\f(I0,I總)＝eq\f(1,2)×eq\f(1,2)×eq\f(1,2)＝eq\f(1,8)，則得I0＝eq\f(1,8)I總＝eq\f(1,8)×2A＝eq\f(1,4)A，R0上消耗的功率為P0＝I02R0＝eq\f(1,42)×2W＝eq\f(1,8)W，故選C。10．如圖所示為電動(dòng)機(jī)提升重物的裝置，電動(dòng)機(jī)線圈電阻為r＝1Ω，電動(dòng)機(jī)兩端電壓為5V，電路中的電流為1A，物體重20N，不計(jì)摩擦力，則()A．電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率為5WB．電動(dòng)機(jī)的電功率為1WC．物體勻速上升時(shí)的速度為0.2m/sD．電動(dòng)機(jī)的熱功率為4W解析：選C電動(dòng)機(jī)的熱功率P熱＝I2r＝1W，電動(dòng)機(jī)消耗的總功率P＝UI＝5W，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率也就是輸出功率P出＝P－P熱＝4W，故A、B、D錯(cuò)誤；電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率等于繩子拉力的功率，物體勻速上升時(shí)有P出＝FTv＝mgv，物體勻速上升時(shí)的速度為v＝eq\f(P出,mg)＝eq\f(4,20)m/s＝0.2m/s，故C正確。11．有一小型直流電動(dòng)機(jī)，把它接入U(xiǎn)1＝0.3V的電路中時(shí)，電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，測(cè)得流過電動(dòng)機(jī)的電流為I1＝0.6A；若把電動(dòng)機(jī)接入U(xiǎn)2＝3.0V的電路中時(shí)，電動(dòng)機(jī)正常工作，工作電流是I2＝1.0A，求：(1)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率是多少；(2)如果電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，轉(zhuǎn)子突然被卡住，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率是多大。解析：(1)當(dāng)U1＝0.3V，I1＝0.6A時(shí)，電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，此時(shí)電動(dòng)機(jī)為純電阻，故電動(dòng)機(jī)的內(nèi)電阻為r＝eq\f(U1,I1)＝0.5Ω，當(dāng)U2＝3.0V，I2＝1.0A時(shí)，電動(dòng)機(jī)正常工作，此時(shí)電動(dòng)機(jī)為非純電阻，電動(dòng)機(jī)的輸出功率為P出＝U2I2－I22r＝2.5W。(2)當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常工作被卡住時(shí)，電動(dòng)機(jī)又為純電阻，其熱功率為P熱＝eq\f(U22,r)＝18W。答案：(1)2.5W(2)18W12．(2021·山東聊城檢測(cè))太陽(yáng)能汽車是一種環(huán)保型的“綠色汽車”，人們正致力研究著。有一輛玩具汽車靠太陽(yáng)能電池供電，該電池的太陽(yáng)能集光板面積為600cm2，太陽(yáng)能電池電動(dòng)勢(shì)為30V，內(nèi)阻為3Ω?，F(xiàn)使玩具汽車在水平路面上勻速行駛，其太陽(yáng)能集光板正對(duì)太陽(yáng)，測(cè)得電流強(qiáng)度為2A。已知電動(dòng)機(jī)的直流電阻為2Ω，太陽(yáng)光垂直照射到地面上單位面積的輻射功率為1.6×103W/m2。(1)求玩具汽車勻速行駛時(shí)，太陽(yáng)能集光板把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率；(2)這輛玩具汽車的總重為80N，在水平路面上行駛的阻力是車重的0.2倍，這輛玩具車在水平路面上的最大速度是多大？