2020_2021学年新教材高中物理寒假作业1电能能量守恒定律含解析20210227131.docx

1、电能 能量守恒定律1额定电压都是110 V，额定功率PA100 W，PB40 W的电灯两盏，若接在电压是220 V的电路上，使两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗功率最小的电路是()【答案】C【解析】对灯泡有PUI，可知RARB，对于A电路，由于RARB，所以UBUA，则有UB110 V，B灯被烧毁，A错误；对于B电路，由于RBRA，A灯又并联变阻器，并联电阻更小于RB，所以UBU并，B灯被烧毁，B错误；对于C电路，B灯与变阻器并联电阻可能等于RA，所以可能UAUB110 V，两灯可以正常发光。对于D电路，若变阻器的有效电阻等于A、B的并联电阻，则UAUB110 V，两灯可以正常发光。比较C、D

2、两个电路，由于C电路中变阻器功率为(IAIB)110 V，而D电路中变阻器功率为(IAIB)110 V，所以C电路消耗电功率最小。2电路图如图甲所示，若电阻R阻值未知，电源电动势和内阻也未知，电源的路端电压U随电流I的变化图线及外电阻的UI图线如图乙所示。求：(1)电源的电动势和内阻；(2)电源的路端电压；(3)电源的输出功率。【解析】(1)由图线的意义可知，不过原点的斜线是电源的UI图线，当电流为0时，由UEIr可知EU4 V同样由UEIr可知它的斜率的绝对值表示电源的内电阻，所以r| 1 。(2)由图可知路端电压是3 V。(3)电源的输出功率PUI31 W3 W。1关于能源的开发和利用，下

3、列观点错误的是()A无节制地利用能源，是一种盲目的短期行为B根据能量守恒定律，能源是取之不尽、用之不竭的C能源的开发和利用，必须同时加强对环境的保护D不断开发新能源，是缓解能源危机的主要途径2以下说法中正确的是()A在外电路和电源内部，正电荷都受静电力作用，所以能不断地定向移动形成电流B静电力与非静电力都可以使电荷移动，所以本质上都是使电荷的电势能减少C在电源内部，正电荷能从负极到达正极是因为电源内部只存在非静电力而不存在静电力D静电力移动电荷做功，电势能减小；非静电力移动电荷做功，电势能增加3手机充电器又名电源适配器。手机常用锂离子电池的充电器采用的是恒流限压充电，充电器上所标注的输出参数如

4、图甲所示，充电的锂离子电池标识如图乙所示。对于电源适配器与锂电池，下列说法正确的是()A手机电池标识的mAh是电功的单位B电源适配器输出的电压是6 V交流电C如果工作电流是200 mA，手机电池能连续工作约8个小时D手机充电时会微微发热，所以手机充电器主要是把电能转化成热能的装置4两根用同种材料制成的电阻丝甲和乙，甲电阻丝的长度和直径分别为l和d；乙电阻丝的长度和直径分别为2l和2d。将甲、乙两根电阻丝分别接入电路时，如果两电阻丝消耗的电功率相等，则加在两根电阻丝上的电压的比值应满足()A1 B C D25定值电阻R1、R2、R3的阻值均为2 ，在电路中所消耗的电功率的最大值分别为10 W、1

5、0 W、2 W，现将这三个电阻按照如图所示的方式连接，则这部分电路消耗的电功率的最大值为()A22 W B12 W C15 W D16 W6一个用半导体材料制成的电阻器D，其电流I随它两端电压U变化的关系图象如图甲所示，若将它与两个标准电阻R1、R2并联后接在电压恒为U的电源两端，3个用电器消耗的电功率均为P，现将它们连接成如图乙所示的电路，接在该电源的两端，设电阻器D和电阻R1、R2消耗的电功率分别是PD、P1、P2，则下列说法中正确的是()AP14P2 BPDCPDP2 DP14P27如图为一机器人，其额定功率为48 W，额定工作电压为24 V。机器人的锂电池容量为20 Ah。则机器人()

6、A额定工作电流为20 AB充满电后最长工作时间为2 hC电池充满电后总电荷量为7.2104 CD以额定电流工作时每秒消耗能量为20 J8一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为220 V的交流电源上(其内电阻可忽略不计)，均正常工作。用电流表分别测得通过电饭煲的电流是5.0 A，通过洗衣机电动机的电流是0.5 A，则下列说法中正确的是()A电饭煲的电阻为44 ，洗衣机电动机线圈的电阻为440 B电饭煲消耗的电功率为1555 W，洗衣机电动机消耗的电功率为155.5 WC1 min内电饭煲消耗的电能为6.6104 J，洗衣机电动机消耗的电能为6.6103 JD电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率

7、的10倍9(多解)某同学研究白炽灯得到某白炽灯的UI曲线如图所示。图象上A点与原点的连线与横轴成角，A点的切线与横轴成角，则()A白炽灯的电阻随电压的增大而减小B在A点，白炽灯的电阻可表示为tan C在A点，白炽灯的电功率可表示为U0I0D在A点，白炽灯的电阻可表示为10(多解)额定电压均为220 V的白炽灯L1和L2的UI特性曲线如图甲所示，现将和L2完全相同的L3与L1和L2一起按如图乙所示电路接入220 V电路中。则下列说法正确的是()AL2的额定功率约为99 WBL2的实际功率约为17 WCL2的实际功率比L3的实际功率小17 WDL2的实际功率比L3的实际功率小82 W11有一个小电

8、珠上标有“4 V，2 W”的字样，现在要用伏安法描绘这个电珠的IU图线，现有下列器材供选用：A电压表(05 V，内阻10 k)B电压表(015 V，内阻20 k)C电流表(03 A，内阻0.4 )D电流表(00.6 A，内阻1.0 )E滑动变阻器(10 ，2 A)F滑动变阻器(500 ，1 A)G学生电源(直流6 V)、开关、导线若干(1)实验时，选用图甲而不选用图乙的电路图来完成实验，请说明理由：_。(2)实验中所用电压表应选用_，电流表应选用_，滑动变阻器应选用_。(用序号字母表示)(3)把图丙中所示的实验器材按图甲用笔画线代替导线连接成实物电路图。12如图所示的电路中，所用电源的电动势E

9、4 V，内电阻r1 ，电阻R1可调。现将R1调到3 后固定。已知R26 ，R33 ，求：(1)开关S断开和接通时，通过R1的电流分别为多大？(2)为了使A、B之间电路的电功率在开关S接通时能达到最大值，应将R1的阻值调到多大？这时A、B间消耗的最大电功率是多少？13一台电风扇，内阻为20 ，接上220 V电压后正常工作，消耗功率66 W，则：(1)电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少？(2)电风扇正常工作时转化为机械能的功率是多少？转化为内能的功率是多少？电动机的效率是多少？(3)如果接上电源后，电风扇的扇叶被卡住，不能转动，这时通过电动机的电流以及电动机消耗的电功率和发热功率是多少？1【答

10、案】B【解析】能源是有限的，必须合理利用能源，A正确；尽管能量守恒，但使用过程中会有能量耗散及品质降低，B错误；能源利用推动人类进步的同时会破坏人类生存的环境，必须加强保护，C正确；开发新能源、清洁能源可以缓解常规能源的不足，D正确。2【答案】D【解析】在电源内部和外部都存在着由正极指向负极的电场，在电源外部，正电荷受静电力作用，能不断地定向移动形成电流，此过程静电力做正功使电荷的电势能减少，在电源内部，正电荷受静电力方向与移动方向相反，静电力不能使正电荷定向移动，而非静电力使正电荷由负极移动到正极，克服静电力做功，使电荷的电势能增加，故D正确，A、B、C错误。3【答案】C【解析】根据qIt，

11、手机电池标识的mAh是电荷量的单位，A错误；电源适配器输出的电压是6 V直流电，DC表示直流，AC表示交流，B错误；如果工作电流是200 mA，手机电池能连续工作的时间t8.25 h8 h，C正确；手机充电时会微微发热，说明有很小部分电能被手机充电器转化为内能，D错误。4【答案】C【解析】由电阻定律R，P，得U，所以加在两根电阻丝上的电压的比值应满足。综上本题选C。5【答案】B【解析】由题意知R1R2R32 ，P1m10 W，P2m10 W，P3m2 W。因为R2与R3并联，则两端电压相等，由公式P知道，R2与R3所消耗的功率一样。已知R2与R3本身允许的最大功率分别是10 W和2 W，所以R

12、2、R3在该电路中的最大功率都是2 W，否则会超过R3的最大功率。把R2与R3看成一个并联电阻R，则电路就是R1与R串联，而串联电路所流过的电流一样，再由PI2R知道，R1与R所消耗功率之比为R1R，R2与R3的并联阻值R，即2，所以R1消耗的功率是并联电阻R的两倍，则R1消耗的功率是24 W8 W10 W，所以这部分电路消耗的总功率最大为2 W2 W8 W12 W。6【答案】D【解析】由于电阻器D与两个标准电阻R1、R2并联后接在电压恒为U的电源两端时，三者功率相同，则此时三者电阻相等。当三者按照题图乙所示的电路连接时，电阻器D两端的电压小于U，由题图甲可知，电阻器D的电阻增大，则有RDR1

13、R2，而RD与R2并联，电压相等，根据P，则有PDP2，C错误；由欧姆定律可知，电流IDI2，又I1I2ID，故I12I2，根据PI2R，则有P14P2，A错误，D正确；由于电阻器D与电阻R2的并联电阻RR1，所以D两端的电压小于，且D阻值变大，则PD，B错误。7【答案】C【解析】根据PUI可知，额定电流I2 A，故A错误；机器人的锂电池容量为20 Ah，即当在额定电流2 A下工作时，能够工作最长时间为10 h，故B错误；电源充满电后的总电荷量qIt203600 C7.2104 C，故C正确；额定电流下，机器人功率P48 W，即每秒消耗48 J电能，故D错误。8【答案】C【解析】由于电饭煲是纯

14、电阻元件，所以R144 ，P1UI11 100 W，其在1 min内消耗的电能W1UI1t6.6104 J，洗衣机为非纯电阻元件，所以R2，P2UI2110 W，其在1 min内消耗的电能W2UI2t6.6103 J，其热功率P热P2，所以电饭煲发热功率不是洗衣机电动机发热功率的10倍。综上可知C正确。9【答案】CD【解析】白炽灯的电阻随电压的增大而增大，A错误；在A点，白炽灯的电阻可表示为，B错误，D正确；在A点，白炽灯的电功率可表示为U0I0，C正确10【答案】ABD【解析】由L2的伏安特性曲线可得，在额定电压220 V 时的电流为0.45 A，则L2的额定功率为P额U额I额99 W，A正

15、确；图示电路为L1和L2串联再与L3并联，所以L1和L2串联后两端的总电压为220 V，那么流过L1和L2的电流及两灯的电压满足I1I2，U1U2220 V，由L1和L2的UI图线可知，I1I20.25 A，U1152 V，U268 V，故灯L2的实际功率P2I2U217 W，B正确；由于L3两端的电压为220 V，故P3P额99 W，则P3P282 W，C错误，D正确。11【答案】(1)描绘小电珠的IU图线所测数据需从零开始，并要多取几组数据(2)ADE(3)见解析图【解析】(1)由于测量数据要从零开始，故采用题图甲所示的分压式电路，且能方便地多测几组数据。(2)因小电珠额定电压为4 V，则

16、电压表选量程为05 V的电压表A；小电珠的额定电流为I A0.5 A，则电流表选D；滑动变阻器应选最大阻值较小的E，这样在实验中移动滑片时能使电路中的电流和电压有明显的变化，从而减小读数误差。(3)电路图如图所示。12【解析】(1)开关S断开时，I10.4 A开关接通时，R2、R3并联的总电阻R232 I10.667 A。(2)开关接通时，A、B之间的总电阻R232 为定值，所以，只有当R10时，总电流最大，A、B之间的电功率才最大。IAPABI2R233.556 W。13【解析】(1)因为P入IU所以I A0.3 A。(2)电风扇正常工作时转化为内能的功率P内I2R1.8 W电风扇正常工作时转化为机械能的功率P机P入P内64.2 W电风扇正常工作时的效率100%97.3%。(3)电风扇的扇叶被卡住后通过电风扇的电流I11 A电动机消耗的电功率PIU2420 W电动机的发热功率P内I2R2420 W。