高中物理 第4章 探究閉合電路歐姆定律 4_4 電路中的能量轉(zhuǎn)化與守恒學(xué)業(yè)分層測評 滬科版選修3-1

《高中物理 第4章 探究閉合電路歐姆定律 4_4 電路中的能量轉(zhuǎn)化與守恒學(xué)業(yè)分層測評 滬科版選修3-1》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中物理 第4章 探究閉合電路歐姆定律 4_4 電路中的能量轉(zhuǎn)化與守恒學(xué)業(yè)分層測評 滬科版選修3-1（6頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

電路中的能量轉(zhuǎn)化與守恒 (建議用時(shí)：45分鐘) [學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)] 1．(多選)在某段電路中，其兩端電壓為U，通過的電流為I，通電時(shí)間為t，若該電路電阻為R，則關(guān)于電功和電熱的關(guān)系，下列結(jié)論正確的是(　　) A．在任何電路中，電功UIt＝I2Rt B．在任何電路中，電功為UIt，電熱為I2Rt C．在純電阻電路中，UIt＝I2Rt D．在非純電阻電路中，UIt≥I2Rt 【解析】　在純電阻電路中，UIt＝I2Rt，在非純電阻電路中，UIt>I2Rt.故A，D錯(cuò)誤，B，C正確． 【答案】　BC 2．(2016濰坊高二檢測)額定電壓、額定功率均相同的電風(fēng)扇、電烙鐵和日光燈，各自在額定電壓下正常工作了相同的時(shí)間．比較它們產(chǎn)生的熱量，結(jié)果是(　　) A．電風(fēng)扇最多　　　　　 B．電烙鐵最多 C．日光燈最多 D．一樣多 【解析】　在三種用電器中，只有電烙鐵是純電阻用電器．將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故B選項(xiàng)正確． 【答案】　B 3．把兩根電阻相同的電熱絲先串聯(lián)后并聯(lián)分別接在同一電源上，若要產(chǎn)生相等的熱量，則兩種方法所需的時(shí)間之比t串∶t并為(　　) A．1∶1 B．2∶1 C．4∶1 D．1∶4 【解析】　串聯(lián)后電阻為R1＝2r，產(chǎn)生的熱量為Q1＝t串＝t串；并聯(lián)后電阻為R2＝，產(chǎn)生的熱量為Q2＝t并＝t并，若要Q1＝Q2，所以有t串∶t并＝4∶1. 【答案】　C 4．如圖446所示，已知電源內(nèi)電阻r為2 Ω，定值電阻R0為3 Ω，滑動變阻器阻值范圍為0～10 Ω.當(dāng)滑動變阻器R使其阻值為R1時(shí)，在R1上獲得最大功率，則R1的阻值應(yīng)為(　　) 【導(dǎo)學(xué)號：37930051】 圖446 A．2 Ω B．3 Ω C．4 Ω D．5 Ω 【解析】　將R0視為內(nèi)阻，當(dāng)外阻R1等于內(nèi)阻(R0＋r)時(shí)，輸出功率最大，即R1上的功率最大．故D正確． 【答案】　D 5.在圖447所示的電路中，電源電動勢為12 V，電源內(nèi)阻為1.0 Ω，電路中的電阻R0為1.5 Ω，小型直流電動機(jī)M的內(nèi)阻為0.5 Ω.閉合開關(guān)S后，電動機(jī)轉(zhuǎn)動，電流表的示數(shù)為2.0 A．以下判斷中正確的是(　　) 圖447 A．電動機(jī)的輸出功率為14 W B．電動機(jī)兩端的電壓為7.0 V C．電動機(jī)產(chǎn)生的熱功率為4.0 W D．電源輸出的電功率為24 W 【解析】　電動機(jī)兩端的電壓為U＝E－I(R0＋r)＝7 V，電動機(jī)產(chǎn)生的熱功率為P熱＝I2rM＝2 W，電動機(jī)的輸出功率為P1＝UI－I2rM＝12 W，電源輸出的電功率為P2＝EI－I2r＝20 W，故B正確． 【答案】　B 6. (多選)如圖448所示的電路中，電源的電動勢E和內(nèi)電阻r恒定不變，電燈L恰能正常發(fā)光，如果變阻器的滑片向b端滑動，則(　　) 圖448 A．電燈L更亮，電流表的示數(shù)減小 B．定值電阻R2消耗的功率減小 C．電燈L變暗，電源的總功率減小 D．電燈L變暗，電流表的示數(shù)增大 【解析】　滑片向b端滑動，R1變大，電路中總電阻變大，根據(jù)I＝知I減小，電流表示數(shù)減小，根據(jù)E＝U外＋I(xiàn)r知，U外變大，燈泡兩端電壓變大，故電燈L更亮．再根據(jù)P2＝IR2，I減小，IL變大，故I2變小，R2功率變小，故C，D錯(cuò)誤，A，B正確． 【答案】　AB 7．如圖449所示是一實(shí)驗(yàn)電路圖．在滑動觸頭由a端滑向b端的過程中，下列表述正確的是(　　) 圖449 A．路端電壓變小 B．電流表的示數(shù)變大 C．電源內(nèi)阻消耗的功率變小 D．電路的總電阻變大 【解析】　滑片觸頭由a端滑向b端的過程中，總電阻變小，D錯(cuò)誤；干路電流變大，路端電壓變小，A正確；內(nèi)阻消耗功率變大，C錯(cuò)誤；定值電阻R3上電壓降低，電流表示數(shù)變小，B錯(cuò)誤． 【答案】　A 8．(2013上海高考)如圖4410，電路中三個(gè)電阻R1、R2和R3的阻值分別為R、2R和4R.當(dāng)電鍵S1斷開、S2閉合時(shí)，電源輸出功率為P0；當(dāng)S1閉合、S2斷開時(shí)，電源輸出功率也為P0.則電源電動勢為________；當(dāng)S1、S2都斷開時(shí)，電源的總功率為________． 圖4410 【解析】　S1斷開，S2閉合時(shí)：P0＝()2R； S1閉合、S2斷開時(shí)：P0＝()24R； 聯(lián)立得：r＝2R，E＝3， 當(dāng)S1、S2都斷開時(shí)，P＝＝＝P0. 【答案】　3　P0 [能力提升] 9．如圖4411所示，有一內(nèi)電阻為4.4 Ω的電解槽和一盞標(biāo)有“110 V　60 W”的燈泡串聯(lián)后接在電壓為220 V的直流電路兩端，燈泡正常發(fā)光，則(　　) 圖4411 A．電解槽消耗的電功率為120 W B．電解槽的發(fā)熱功率為60 W C．電解槽消耗的電功率為60 W D．電路消耗的總功率為60 W 【解析】　燈泡能正常發(fā)光，說明電解槽和燈泡均分得110 V電壓，且干路電流I＝I燈＝ A，則電解槽消耗的功率P＝P燈＝60 W，C對，A錯(cuò)；電解槽的發(fā)熱功率P熱＝I2R內(nèi)＝1.3 W，B錯(cuò)；整個(gè)電路消耗的總功率P總＝220 W＝120 W，D錯(cuò)． 【答案】　C 10. (多選)如圖4412所示，當(dāng)電路中的滑動變阻器R2的滑動觸頭P向下滑動時(shí)(　　) 【導(dǎo)學(xué)號：37930052】 圖4412 A．電容器C兩端的電壓增大 B．電容器C兩極板間的電場強(qiáng)度增大 C．電壓表的讀數(shù)減小 D．R1消耗的功率增大 【解析】　P下滑時(shí)R2接入電路的電阻增大，總電阻增大，總電流減小，R1消耗的功率減小，故D錯(cuò)誤．內(nèi)電壓減小，外電壓增大，電壓表的讀數(shù)增大，故C錯(cuò)誤．電容器兩端的電壓增大，兩極板間的電場強(qiáng)度增大，A，B選項(xiàng)正確． 【答案】　AB 11．表中是一輛電動自行車說明書上的一些技術(shù)參數(shù)，根據(jù)表中提供的信息，探究以下問題： 規(guī)格 后輪驅(qū)動直流永磁轂電機(jī) 車型 26″電動自行車 額定輸出功率 120 W 整車質(zhì)量 30 kg 額定電壓 40 V 最大載重 120 kg 額定電流 3.5 A (1)在額定電壓下工作時(shí)，該電機(jī)的內(nèi)阻是多少？其效率為多大？ (2)假設(shè)行駛過程中所受阻力是車和人總重的0.02倍，在最大載重量的情況下，人騎車行駛的最大速度為多大？(g取10 m/s2，車行駛速度最大時(shí)為勻速運(yùn)動狀態(tài)) 【解析】　(1)由功率之間的關(guān)系知： UI＝I2r＋P出，所以r≈1.63 Ω 效率為η＝＝＝85.7%. (2)當(dāng)車以最大速度行駛時(shí)有 P出＝0.02(M＋m)gvm 所以vm＝＝4 m/s. 【答案】　(1)1.63 Ω　85.7%　(2)4 m/s 12.如圖4413所示，電源內(nèi)阻r＝1 Ω，R1＝2 Ω，R2＝6 Ω，燈L上標(biāo)有“3 V　1.5 W”的字樣，當(dāng)滑動變阻器R3的滑片P移到最右端時(shí)，電流表示數(shù)為1 A，燈L恰能正常發(fā)光． 圖4413 (1)求電源的電動勢； (2)求當(dāng)P移到最左端時(shí)，電流表的示數(shù)； (3)當(dāng)滑動變阻器的Pb段電阻為多大時(shí)，變阻器R3上消耗的功率最大？最大值為多大？ 【解析】　(1)滑動變阻器的滑片P移到最右端時(shí)，電源的電動勢E＝UL＋I(xiàn)R1＋I(xiàn)r＝3 V＋12 V＋11 V＝6 V. (2)當(dāng)P移到最左端時(shí)，由閉合電路歐姆定律，I＝＝2 A. (3)設(shè)滑動變阻器的Pb段電阻為R3，R3與RL并聯(lián)等效電阻 R3L＝ 由閉合電路歐姆定律，得 I＝，又U3＝IR3L 所以P3＝＝ ＝＝ 當(dāng)R3＝2 Ω時(shí)，變阻器R3上消耗的功率最大，且最大值為2 W. 【答案】　(1)6 V　(2)2 A　(3)2 Ω　2 W