2024-2025学年沪科选修3-1 电路中的能量转化与守恒 作业.docx

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1、课时分层作业（十六）电路中的能量转化与守恒基础达标练（15分钟50分）一、选择题（本题共5小题，每小题7分，共35分）1 .（多选）一个微型吸尘器的直流电动机的额定电压为U,额定电流为/,线圈电阻为R,将它接在电动势为区内阻为，的直流电源的两极间，电动机恰好能正常工作，则（）U2A.电动机消耗的总功率为UIB.电动机消耗的热功率为方IrC.电源的输出功率为E/D.电源的效率为1一万CjAD电动机不是纯电阻，电动机消耗的总功率为UIfA选项正确；电动机消耗的热功率为尸凡B选项错误；电源的输出功率为U/,C选项错误，电源的jEr效率标=方，D选项正确.2 .将一电源电动势为E,内阻为的电池，与外电

2、路连接，构成一个闭合电路，用R表示外电路电阻，/表示电路的总电流，下列说法正确的是（）【导学号：69682217A.由U外=R可知，外电压随/的增大而增大B.由U内=可知，电源两端的电压随/的增大而增大C.由U外=E可知，电源输出电压随输出电流/的增大而减小D.由P=U外可知，电源的输出功率P随输出电流/的增大而增大C因R的变更，才使/发生了变更，故不能用U外=R来分析。外随/的变更状况.由闭合电路欧姆定律知，U产E-Ir,E、r为定值，故U升随/的增大而减小，A、B错，C对；对于尸=U外，/增大，R减小,若RVr,由输出功率尸随外电阻变更曲线可知，R减小,P减小，故D错.3 .在探讨微型电动

3、机的性能时，应用如图4-4-11所示的试验电路.当调整滑动变阻器R使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.5A和2.0V.重新调整R使电动机复原正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为2.0A和24.0V.则这台电动机正常运转时输出功率为（）图4-4-11A.32WB.44WC.47WD.48WA电动机不转时相当于一个发热的纯电阻，依据通过电动机的电流为0.5A、电压为2V,可算出电动机内阻为4Q.正常工作时，电动机消耗功率U/等于48W,内阻发热消耗功率为广等于16W,则电动机输出功率为“一户乙等于32W.4 .将一电源与一电阻箱连接成闭合回路，测得电阻箱所消耗功率P与电阻箱读数R

4、变更的曲线如图4-4-12所示，由此可知（）【导学号：69682218图4-4-12A.电源最大输出功率可能大于45WB.电源内阻肯定等于5QC.电源电动势为45VD.电阻箱所消耗功率尸最大时，电源效率大于50%B由电阻箱所消耗功率尸与电阻箱读数R变更的曲线可知，电阻箱所消耗功率尸最大为45W,所以电源最大输出功率为45W,选顶A错误；由电源输出功率最大的条件可知，电源输出功率最大时，外电路电阻等于电源内阻，所以电源内阻肯定等于5。，选项B正确；由电阻箱所消耗功率P最大值为45W可知，此时电阻箱读数为R=5Q,电流=K=3A,电源电动势E=（R+r）=30V,选项C错误；电阻箱所消耗功率P最大

5、时，电源效率为50%,选项D错误.5 .（多选）如图4-4-13所示，一台电动机提着质量为?的物体，以速度。匀速上升.已知电动机线圈的电阻为R,电源电动势为E通过电源的电流为/,当地重力加速度为g,忽视一切阻力及导线电阻，则（）图4-4-13EA.电源内阻r=RB.电源内阻，=彳一答一RC.假如电动机转轴被卡住而停止转动，较短时间内电源消耗的功率将变大D.假如电动机转轴被卡住而停止转动，较短时间内电源消耗的功率将变小BC依据能量守恒可得，在时间，内消耗电能转化为机械能和内能，所以W.=mgvt+I2Rtf又有W电=E一产，联立解得：F=4一睾一R,故A错误，B正确；假如电动机转轴被卡住而停止转

6、动，则电动机相当于电阻为R的电阻，电路的电流将会快速增大，依据功率公式P=I2r可知较短时间内电源消耗的功率将变大，故C正确，D错误.二、非选择题（15分）6 .如图4-4-14所示,一台直流电动机所加电压为IlOV,通过的电流为5A.该电动机在IOs内把一个质量为50kg的物体匀速提高了9m,求电动机的电功率和电动机线圈的电阻.（不计摩擦，g取IOmH）【导学号：69682219）图4-4-14【解析】电功率：P=W=1105W=550W电动机做功的过程就是把电能转化为机械能和内能的过程.机械能：F=w1g=50109J=4500J内能：Q=W-E=Pt-E=（55010-4500）J=l0

7、00J由焦耳定律Q=2r.得：R=卷=2X10Q=4Q.【答案】550W4实力提升练（25分钟50分）一、选择题（本题共4小题，每小题6分，共24分）1.（多选）一辆电动观光车蓄电池的电动势为E,内阻不计，当空载的电动观光车以大小为。的速度匀速行驶时，流过电动机的电流为/,电动车的质量为用,电动车受到的阻力是车重的左倍，忽视电动观光车内部的摩擦，贝J（）pA.电动机的内阻为A=B.电动机的内阻为R=彳一半C.电动车的工作效率“=智D.电动车的工作效率斑飞政BC由功能关系EI=kmgv+l2Rt所以电动机的内阻为R=彳一勺詈，所以A错误，B正确；电动车的工作效率等于输出功率与总功率之比，即=臀，

8、所以C正确，D错误.2 .如图4-4-15所示，有一内电阻为4.4C的电解槽和一盏标有“110V60W”的灯泡串联后接在电压为220V的直流电路两端，灯泡正常发光，则（）【导学号：69682220图4-4-15A.电解槽消耗的电功率为120WB.电解槽的发热功率为60WC.电解槽消耗的电功率为60WD.电路消耗的总功率为60WC灯泡能正常发光，说明电解槽和灯泡均分得IIOV电压，且干路电流/=，圻=黑A,则电解槽消耗的功率P=尸杆=60W,C对，A错；电解槽的发热功率=2r内=1.3W,B错；整个电路消耗的总功率乙=220义黑W=120W,D错.3 .（多选）如图4-4-16所示，电源的电动势

9、和内阻分别为E、r,Ro=r,滑动变阻器的滑片尸由。向缓慢移动，则在此过程中（）图4-4-16A.电压表Vl的示数始终增大B.电压表V2的示数先增大后减小C.电源的总功领先减小后增大D.电源的输出功领先减小后增大CD分析电路可知，滑动变阻器两部分oP和尸人先并联，再与HO串联，电压表VI测路端电压，电压表V2测Ro两端电压.在滑动变阻器的滑片P从。向匕移动过程中，并联部分电阻先增大后减小，故Vl示数先增大后减小，V2示数先减小后增大，A、B错误.总电流先减小后增大，由P=E/知电源的总功领先减小后增大，C正确.由电源的输出功率图线知D正确.4.如图4-4-17甲所示，R为电阻箱，志向电流表，电

10、源的电动势为内阻为厂图4-4-17乙为电源的输出功率尸与电流表示数/的关系图像，其中功率PO分别对应电流小/2,外电路电阻Ri、型.下列关系式中正确的是（）【导学号：69682221图4-4-17EEA.I+hB./1+/2=71.RTrRrC.才D.一rRirRiB由闭合电路欧姆定律得，U=E-Irf输出功率为P=U=E-2z,故有PEh-Iir=Eh-Ilrf整理得力+上=：,故A错误，B正确；依据电功率表达式得，EEPO=KRl=RR2,JL=-r,h=-f代入整理得描&=/，故C、D错误,KlT2二、非选择题（本题共2小题，共26分）5. （13分）某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车，总

11、质量?=3X1（）3kg.当它在水平路面上以。=36km/h的速度匀速行驶时，蓄电池的输出电流/=50A,输出电压U=200V.在此行驶状态下，该环保汽车能够将蓄电池输出功率的90%转化为用于牵引汽车前进的机械功率P机.（g取10ms2）图4-4-18（1）求汽车所受阻力；（2）若该环保汽车的驱动电机的内部结构如图4-4-18所示，其中R=0.1,R2=950,求电动机M的热功率.【解析】蓄电池输出功率P=U=200X50W=IO4w.90%P=F,解得：汽车所受阻力F=900N.(2)电动机M两端电压U=U-1R=95V.R2中电流2=UH2=O.lA,电动机输入电流/=/-/2=49.9A

12、.电动机输入功率P=U7=9730.5W,输出功率P=90%P=9000W.电动机M的热功率产储=P-P比=730.5W.【答案】(1)900N(2)730.5W6. (13分)抽油烟机是现代厨房不行缺少的用具，下表是某品牌家用抽油烟机说明书中的主要技术参数表.用多用电表测量得其中一只电动机的线圈电阻R=90Q若保险丝的熔断电流是保险丝允许通过的电流的1.5倍，启动时电动机当成纯电阻处理，求：额定电压(两电动机、照明灯)AC220V50Hz额定输入功率2185W抽排风量(两电动机同时工作)15m3min风压(两电动机同时工作)2300Pa照明灯40W排烟管内径150mm两电动机每分钟消耗的电能

13、为多少？(2)这种抽油烟机保险丝的熔断电流不得低于多少？(3)两电动机每分钟所做的有用功至少是多少？(4)这种油烟机的机械效率至少是多少？【导学号：69682222【解析】(1)两电动机每分钟消耗的电能E=2Pr=2.22XlO4J.(2)电动机启动时通过的电流大于正常工作时的电流，所以保险丝的熔断电流应以启动时通过的电流来确定，启动电流=X2A+今=5.07A,所以保险KU丝的熔断电流至少为=1.5Z=7.61A.(3)电动机所做的有用功是用于排风的，故两电动机每分钟所做的有用功至少为W=pV=30015J=4.5IO3J.(4)该抽油烟机的机械效率至少为X100%=20.3%.【答案】(l)2.22104J(2)7.61A(3)4.5IO3J(4)20.3%