高二物理舉一反三系列（人教版必修第三冊）專題12.1 電路中的能量轉(zhuǎn)化（學(xué)生版）

專題12.1電路中的能量轉(zhuǎn)化【人教版】TOC\o"1-3"\t"正文,1"\h【題型1純電阻電路能量分析】 【題型2非純電阻電路問題】 【題型3聯(lián)系實(shí)際問題】 【題型4科學(xué)探究中的能量問題】 【題型1純電阻電路能量分析】【例1】小明在一根細(xì)橡膠管中灌滿食鹽水，兩端用粗銅絲塞住管口，形成一段封閉的鹽水柱。他將此鹽水柱接到電源兩端，電源電動勢和內(nèi)阻恒定。握住鹽水柱兩端將它水平均勻拉伸到原長的1.2倍，若忽略溫度對電阻率的影響，則此鹽水柱()A.通過的電流增大B.兩端的電壓增大C.阻值增大為原來的1.2倍D.電功率增大為原來的1.44倍【變式1-1】為了生活方便，電熱水壺已進(jìn)入千家萬戶，如果將一電熱水壺接在220V的電源兩端，經(jīng)時(shí)間t0電熱水壺的開關(guān)自動切斷，假設(shè)熱量的損失不計(jì)、加熱絲的阻值不受溫度的影響。則()A．如果將電熱水壺接在110V的電源兩端，需經(jīng)2t0的時(shí)間電熱水壺的開關(guān)自動切斷B．如果將電熱水壺接在110V的電源兩端，需經(jīng)16t0的時(shí)間電熱水壺的開關(guān)自動切斷C．如果將電熱水壺接在55V的電源兩端，需經(jīng)4t0的時(shí)間電熱水壺的開關(guān)自動切斷D．如果將電熱水壺接在55V的電源兩端，需經(jīng)16t0的時(shí)間電熱水壺的開關(guān)自動切斷【變式1-2】如圖甲，電路中電源電動勢為3.0V，內(nèi)阻不計(jì)，L1、L2、L3為三個(gè)相同規(guī)格的小燈泡，小燈泡的伏安特性曲線如圖乙所示。當(dāng)開關(guān)閉合后，下列說法中正確的是()A．L1中的電流為L2中電流的2倍B．L3的電阻約為1.875ΩC．L3的電功率約為0.75WD．L2和L3的總功率約為3W【變式1-3】額定電壓都是110V、額定功率PA＝110W和PB＝40W的兩盞電燈，若接在電壓是220V的電路上，使兩盞電燈均能正常發(fā)光，且電路中消耗功率最小的電路是()【題型2非純電阻電路問題】【例2】某簡易電吹風(fēng)簡化電路如圖所示，其主要部件為電動機(jī)M和電熱絲，部分技術(shù)參數(shù)如下表，電吹風(fēng)在220V電壓下工作。下列說法正確的是()電吹風(fēng)額定電壓220V電吹風(fēng)額定功率熱風(fēng)時(shí)：990W冷風(fēng)時(shí)：110WA.開關(guān)S1、S2都閉合時(shí)電吹風(fēng)吹冷風(fēng)B.該電吹風(fēng)中電動機(jī)的內(nèi)電阻為440ΩC.吹熱風(fēng)時(shí)電熱絲的功率為990WD.吹熱風(fēng)時(shí)通過電熱絲的電流為4A【變式2-1】掃地機(jī)器人能有效清除地板上的灰塵等顆粒垃圾。若掃地機(jī)器人的電動機(jī)線圈電阻為r，當(dāng)它正常工作時(shí)，電動機(jī)兩端所加的電壓為U，通過的電流為I，則()A．通過線圈的電流小于eq\f(U,r)B．通過線圈的電流等于eq\f(U,r)C．電動機(jī)的電功率為I2rD．電動機(jī)輸出的機(jī)械功率為UI【變式2-2】(多選)如圖所示，電阻R1＝20Ω，電動機(jī)的內(nèi)阻R2＝10Ω。當(dāng)開關(guān)斷開時(shí)，電流表的示數(shù)是0.5A，當(dāng)開關(guān)合上后，電動機(jī)轉(zhuǎn)動起來，電路兩端的電壓不變，電流表的示數(shù)I和電路消耗的電功率P應(yīng)是()A.I＝1.5A B.I＜1.5AC.P＝15W D.P＜15W【變式2-3】(多選)如圖甲所示，用內(nèi)阻為r1的充電寶為一手機(jī)充電，其等效電路如圖乙所示。在充電開始后的一段時(shí)間t內(nèi)，充電寶的輸出電壓U、輸出電流I可認(rèn)為是恒定不變的，設(shè)手機(jī)電池的內(nèi)阻為r2，則時(shí)間t內(nèi)()A．充電寶輸出的電功率為UI－I2r1B．充電寶的總功率為UI＋I(xiàn)2r1C．手機(jī)電池產(chǎn)生的焦耳熱為eq\f(U2,r2)tD．手機(jī)電池增加的化學(xué)能為UIt－I2r2t【題型3聯(lián)系實(shí)際問題】【例3】如圖所示是某品牌吊扇的相關(guān)參數(shù)，g取10m/s2，以下說法正確的是()A．吊扇正常工作時(shí)通過吊扇電機(jī)的電流為0.25AB．天花板對吊桿的拉力大小等于50NC．吊扇正常工作時(shí)消耗的電能用于對空氣做功D．吊扇邊沿A點(diǎn)的最大線速度大小為896πm/s【變式3-1】某掃地機(jī)器人電池容量2000mA·h，額定工作電壓15V，額定功率30W，則下列說法正確的是()A．掃地機(jī)器人的電阻是7.5ΩB．題中mA·h是能量的單位C．掃地機(jī)器人正常工作時(shí)的電流是2AD．掃地機(jī)器人充滿電后一次工作時(shí)間約為4h【變式3-2】(多選)下表列出了某品牌電動自行車及所用電動機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)，不計(jì)其自身機(jī)械能損耗。若該車在額定狀態(tài)下以最大運(yùn)行速度行駛，則()自重40kg額定電壓48V載重75kg額定電流12A最大行駛速度20km/h額定輸出功率350WA.電動機(jī)的輸入功率為576W B.電動機(jī)的內(nèi)電阻為4ΩC.該車獲得的牽引力為104N D.該車受到的阻力為63N【變式3-3】新能源電動汽車是當(dāng)代生活中重要的交通工具。某品牌觀光新能源電動車的動力電源上的銘牌標(biāo)有“120V250A·h”字樣。假設(shè)工作時(shí)電源的輸出電壓恒為120V，額定輸出功率為3kW。根據(jù)上述有關(guān)數(shù)據(jù)，下列說法不正確的是()A．電動汽車保持額定功率行駛的最長時(shí)間是10hB．額定工作電流為25AC．動力電源充滿電后儲存的電能為1.08×108JD．電動汽車電動機(jī)的內(nèi)阻為4.8Ω【題型4科學(xué)探究中的能量問題】【例4】如圖所示，在玻璃皿的中心放一個(gè)圓柱形電極接電源的負(fù)極，沿邊緣內(nèi)壁放另一個(gè)圓環(huán)形電極接電源的正極做“旋轉(zhuǎn)液體實(shí)驗(yàn)”，其中蹄形磁鐵兩極間正對部分的磁場可視為勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B＝0.2T，磁鐵上方為S極。電源的電動勢E＝6V，內(nèi)阻未知，限流電阻R0＝4.8Ω。閉合開關(guān)S后，當(dāng)導(dǎo)電液體旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定時(shí)理想電壓表的示數(shù)恒為3.5V，理想電流表示數(shù)為0.5A。則()A．從上往下看，液體順時(shí)針旋轉(zhuǎn)B．玻璃皿中兩電極間液體的等效電阻為R＝7.0ΩC．液體消耗的電功率為1.75WD．1分鐘內(nèi)，液體里產(chǎn)生的熱量為105J【變式4-1】圖甲表示某金屬絲的電阻R隨攝氏溫度t變化的情況。把這段金屬絲與電池、電流表串聯(lián)起來(圖乙)，用這段金屬絲做測溫探頭，把電流表的刻度改為相應(yīng)的溫度刻度，就得到了一個(gè)簡易溫度計(jì)。下列說法正確的是()A．tA應(yīng)標(biāo)在電流較大的刻度上，且溫度與電流是線性關(guān)系B．tA應(yīng)標(biāo)在電流較大的刻度上，且溫度與電流是非線性關(guān)系C．tB應(yīng)標(biāo)在電流較大的刻度上，且溫度與電流是線性關(guān)系D．tB應(yīng)標(biāo)在電流較大的刻度上，且溫度與電流是非線性關(guān)系【變式4-2】2019年12月7日至11日在日本東京舉辦了第十三屆中日節(jié)能環(huán)保綜合論壇，與會專家統(tǒng)計(jì)：每使用1度(千瓦時(shí))電，就相應(yīng)消耗了0.4kg的標(biāo)準(zhǔn)煤，同時(shí)產(chǎn)生0.272kg碳粉塵，0.997kg二氧化碳，0.03kg二氧化硫，0.015kg氮氧化物。濟(jì)寧市約有200萬家庭，根據(jù)下表提供的數(shù)據(jù)，估算我市由于這4種用電器待機(jī)一晝夜產(chǎn)生的二氧化碳的質(zhì)量約為()每戶普通家庭用電器平均數(shù)1臺平板電視機(jī)1臺空調(diào)1臺洗衣機(jī)1臺臺式電腦每臺用電器平均待機(jī)功率(W)1423A.4.8×103kg B.4.8×104kgC.4.8×105kg D.4.8×106kg【變式4-3】在研究微型電動機(jī)的性能時(shí)，可采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路．當(dāng)調(diào)節(jié)滑動變阻器R，使