(新教材)2024版物理人教版必修第三册课后练习：电路中的能量转化含解析

教学资料范本 （新教材）2024版物理人教版必修第三册课后练习：电路中的能量转化含解析 编 辑：__________________ 时 间：__________________ 1 / 5 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t s,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2t s B.当线路电压为110 V时,煮沸一壶水需要4t s C.当线路电压为55 V时,煮沸一壶水需要4t s D.当线路电压为55 V时,煮沸一壶水需要16t s 解析由公式??2Q=t,煮沸一壶水所需的热量为??(220V)21Q=t。当电压变为原来的时,所需热量没??214t s,选项B正确。当电压变为原来的时,时间要变为原来的4变,因此时间要变为原来的4倍,即16倍,即16t s,选项D正确。 答案BD 2.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B 3. (多选)如图所示,电阻R1=20 Ω,电动机线圈的电阻R2=10 Ω。当开关断开时,电流表的示数是0.5 A,当开关闭合后,电动机转动起来,电路两端的电压不变,电流表的示数I和电路消耗的电功率P应是( ) A.I=1.5 A B.I<1.5 A C.P=15 W D.P<15 W 解析电路两端的电压为U=I1R1=0.5 A×20 Ω=10 V。电动机是非纯电阻用电器,UI2>??22R2,所以I2UA,且有UB>110 V,B灯被烧毁,UA<110 V,A灯不能正常发光。 对于B电路,由于RB>RA,A灯又并联滑动变阻器,并联电阻小于RB,所以UB>U并,B灯烧毁。 对于C电路,B灯与滑动变阻器并联电阻可能等于RA,所以可能UA=UB=110 V,两灯可以正常发光。 对于D电路,若滑动变阻器的有效电阻等于A、B的并联电阻,则UA=UB=110 V,两灯可以正常发光。 比较C、D两个电路,由于C电路中滑动变阻器功率为(IA-IB)×110 V,而D电路中滑动变阻器功率为(IA+IB)×110 V,所以C电路消耗电功率最小。 答案C 5. 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,闭合开关后,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Q1,电流通过电动机做功为W2,产生热量为Q2,则( ) A.U1Q2 D.W1IR,则U13P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=12 V×3I,题图乙中电路的总电流为I,P乙=12 V×I,故有P甲=3P乙,B正确。 答案B 2. 如图所示的电路中,电源电压为60 V,内阻不计,电阻R=2 Ω,电动机的内阻R0=1.6 Ω,电压表的示数为50 V,电动机正常工作,求电动机的输出功率。 0解析电动机正常工作时,电动机两端的电压U0=50 V,此时通过电路中的电流I===5 A,????电动机的输出功率P出=U0I-I2R0=50 V×5 A-(5 A)2×1.6 Ω=210 W。 答案210 W 3.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居里点(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,黄灯是保温状态下的指示灯。限流电阻R1=R2=500 Ω,加热电阻丝R3=50 Ω,两灯的电阻不计。 ????-?? 4 / 5 (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关闭,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 ℃。 ??2(3)设电饭煲处于加热状态时,功率为P1,P1=??23=设电饭煲处于保温状态时消耗的功率为P2,则 ??2P2=??1+??2350×500 W=1 064.8 W 50+5002202=2202所以P1∶P2≈12∶1。 答案见解析 500+500+50500×50 W≈88.7 W 5 / 5