人教版高中物理必修第三册课后习题 第12章 电能 能量守恒定律 1.电路中的能量转化.docVIP

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1.电路中的能量转化

课后训练巩固提升

基础巩固

1.关于电功W和电热Q的说法正确的是()

A.在任何电路中都有W=UIt、Q=I2Rt,且W=Q

B.在任何电路中都有W=UIt、Q=I2Rt,但W不一定等于Q

C.W=UIt、Q=I2Rt均只有在纯电阻电路中才成立

D.W=UIt在任何电路中成立,Q=I2Rt只在纯电阻电路中成立

答案:B

解析:W=UIt、Q=I2Rt适用于一切电路,但在纯电阻电路中W=Q,在非纯电阻电路中WQ,B对,A、C、D错。

2.把6个相同的电灯接成如图甲、乙所示的两个电路,通过调节供电电压与变阻器R1、R2的阻值,使两组电灯均能正常发光,并且两电路消耗的总电功率也相同,则R1、R2大小满足()

A.R2=9R1 B.R2=6R1

C.R2=3R1 D.R1=R2

答案:A

解析:设每个灯泡正常发光时的电流为I,则题图甲中总电流为3I,题图乙中总电流为I;要使两电路消耗的总电功率也相同,需使PR1=PR2,即(3I)2R1=I2R2,故R2=9R1,所以选项A正确。

3.下表为某电热水壶铭牌上的一部分内容,根据表中的信息,可计算出电热水壶在额定电压下以额定功率工作时的电流约为()

型号

×××

额定功率

900W

额定电压

220V

额定容量

1.2L

A.6.8A B.4.1A C.1.2A D.0.24A

答案:B

解析:由铭牌读出电热水壶额定功率为P=900W,额定电压为U=220V。由P=UI得,电热水壶的额定电流为I=PU

4.电阻R和电动机M串联接到电路中,如图所示,已知电阻R跟电动机线圈的电阻值相等,开关接通后,电动机正常工作。设电阻R和电动机M两端的电压分别为U1和U2,经过时间t,电流通过电阻R做功为W1,产生热量为Q1,电流通过电动机做功为W2,产生热量为Q2,则有()

A.U1U2,Q1=Q2 B.U1=U2,Q1=Q2

C.W1=W2,Q1Q2 D.W1W2,Q1Q2

答案:A

解析:电动机是非纯电阻,其两端电压U2IR=U1,B错;电流做的功W1=IU1t,W2=IU2t,因此,W1W2,C错;产生的热量由Q=I2Rt可判断Q1=Q2,A对,D错。

5.右图为一种服务型机器人,其额定功率为48W,额定工作电压为24V。机器人的锂电池容量为20A·h。则机器人()

A.额定工作电流为20A

B.充满电后最长工作时间为2h

C.电池充满电后总电荷量为7.2×104C

D.以额定电流工作时每秒消耗能量为20J

答案:C

解析:根据P=UI可知,额定电流应该为2A,选项A错误。电池的容量为20A·h,即当在额定电流为2A的情况下工作时,能够工作的最长时间为10h,选项B错误。电池充满电后的总电荷量为Q=It=20×3600C=7.2×104C,选项C正确。在额定电流下,机器人功率为48W,即每秒消耗能量为48J,选项D错误。

6.一个标有“110V10W”的灯泡,灯泡的电阻恒定,求它正常工作时的电阻和正常工作时的电流;如果接在100V的电路中实际功率多大?如果接在220V的电路中,它的实际功率多大?会发生什么现象?

答案:1210Ω0.09A8.26W0灯丝烧断

解析:由P=U2

R=U2

正常工作时的电流为I=UR

如果接在100V的电路中,其实际功率为

P1=U1

如果接在220V的电路中,由P=U2

能力提升

1.图中的路灯为太阳能路灯,每只路灯的光伏电池板有效采光面积约0.3m2。晴天时电池板上每平方米每小时接收到的太阳辐射能为3×106J。如果每天等效日照时间约为6h,光电池一天产生的电能可供30W的路灯工作8h。光电池的光电转换效率为()

A.4.8% B.9.6%

C.16% D.44%

答案:C

解析:太阳能电池板每天(6h)吸收的太阳能W总=0.3×3×106×6J=5.4×106J,路灯正常工作,P=P额=30W,路灯正常工作8h消耗的电能W有=Pt=30W×8×3600s=8.64×105J,太阳能路灯利用太阳能的效率η=W有

2.现有额定电压均为110V、额定功率PA=100W、PB=40W的灯泡两盏,若接在电压为220V的电路上,使两盏灯泡均能正常发光,且消耗功率最小的电路是()

答案:C

解析:判断灯泡能否正常发光,就要判断电压是不是额定电压,或电流是不是额定电流,对灯泡有P=UI=U2R,可知RAR

对于A电路,由于RARB,所以UBUA,且UB110V,B灯被烧毁,UA110V,A灯不能正常发光。

对于B电路,由于RBRA,A灯又并联滑动变阻器,并联电阻小于RB,所以UBU并,B灯被烧毁,A