2017-2018学年高考物理小题狂刷专题32电功电热的关系及电路中的能量转化新人教版

狂刷32 电功、电热的关系及电路中的能量转化1关于电功和电热，下面说法正确的是A任何电路中的电功W=UIt，电热Q=I2Rt且W=QB任何电路中的电功W=UIt，电热Q=I2Rt但W有时不等于QC电功W=UIt在任何电路中都适用，Q=I2Rt只在纯电阻电路中适用D电功W=UIt，电热Q=I2Rt，只适用于纯电阻电路【答案】B2关于电功，下列说法中正确的有A电功的实质是电场力所做的功B电场力做功使金属导体内所有自由电子运动的速率越来越大C电功是电能转化为其他形式能量的量度D电流通过电动机时的电功率和热功率相等【答案】AC【解析】电功是指在某段电路上电流所做的功，即电场力对自由电荷所做的功，A正确；导体内自由电荷在导体内匀速率定向移动形成电流，B错误；电功是电能转化为其他形式能的量度，即电功表示的是电流通过导体时转化为其他形式的电能，C正确；电动机为非纯电阻电路电功率大于热功率，D错误。3关于电功和电热，以下说法正确的是A外电路电流做的功一定等于电热B外电路中电流所做的功一定大于电热C只有在外电路是纯电阻的情况下，电功才等于电热D当外电路不是纯电阻时，电功大于电热【答案】CD【名师点睛】本题难度较小，对于纯电阻电路电流所做功完全转化为电热，对于非纯电阻电路，例如电动机，电能转化为电热和机械能。4两个电阻分别标有“1 A 4 W”和“2 A 1 W”，则它们的电阻之比为A2:1 B16:1C4:1 D1:16【答案】B【解析】根据P=I2R得R=PI2，所以根据电阻的额定电流和额定功率，得电阻之比为16:1。5两根材料相同的均匀导线x和y，x长为L，y为2L，串联在电路中沿长度方向电势变化如图所示，则x、y导线的横截面积之比为A2:3 B1:3C1:2 D3:1【答案】B【解析】由图象可知，导线x与y两端电势差之比为，所以导线x与y电阻之比为，由得，所以，故B选项正确。6供电电路中电源的输出电压为U1，线路上损失的电压为U2，用电器得到的电压为U3，总电流为I，输电线路总电阻为R，若计算线路的损失功率，可用的公式有AI2R BU22/RC(U1U3)2/R DI(U1U3)【答案】ABCD【解析】从能量观点和欧姆定律分析。由题意可知，ABCD均可计算出线路的损失功率。7如图所示为用热敏电阻R和继电器L等组成的一个简单的恒温控制电路，其中热敏电阻的阻值会随温度的升高而减小。电源甲与继电器热敏电阻等组成控制电路，电源乙与恒温箱加热器（图中未画出）相连接。则A当温度降低到某一数值，衔铁P将会被吸下B当温度升高到某一数值，衔铁P将会被吸下C工作时，应该把恒温箱内的加热器接在CD端D工作时，应该把恒温箱内的加热器接在AB端【答案】BD【解析】温度升高，热敏电阻的阻值R会减小，电流增大，磁场增强，所以会被吸引下来；工作时P是不被吸引下来的，所以，应接在AB上。8如图所示，三个同样的电阻如图连接，它们的额定功率均为5 W，则这个电路允许消耗的最大功率是A7.5 W B5 WC10 W D20 W【答案】A9一个标有“220 V 60 W”字样的电灯泡，当工作电压为110 V，它的实际功率A等于15 W B大于15 W C小于15 W D无法确定【答案】B【解析】当灯泡两端加110 V电压时，灯丝温度较低，其电阻比正常发光时的电阻要小，由P=可知R不变时P=15 W，当R减小时P15 W，即应选B。10把两根同种材料的电阻丝分别连在两个电路中，甲电阻丝的长度为l，直径为d，乙电阻丝的长度为2l，直径为2d，为使两电阻丝消耗的电功率相等，加在两电阻丝上的电压比应满足AU甲:U乙=1:1 BU甲:U乙=1:CU甲:U乙=:1 DU甲:U乙=2:1【答案】C11电阻R和电动机相串联接到电路中，如图所示，已知电阻R跟电动机线圈的电阻相等，开关接通后，电动机正常工作，设电阻R和电动机两端的电压分别为U1和U2；经过时间t，电流通过电阻R做功W1，产生的电热为Q1；电流通过电动机M做功W2，产生的电热为Q2，则有AU1U2，Q1=Q2 BW1=W2，Q1=Q2CW1W2，Q1Q2 DW1U1=IR，W1=I2Rt，W2=IU2t，所以W2W1；而Q1=I2Rt，Q2=I2Rt，即Q1=Q2。12灯泡中的灯丝断了，将灯丝搭接起来再用，则以下判断正确的是A比原来更亮B比原来更暗C搭接起来的地方容易断，其他地方不易断D搭接起来的地方不容易断，其他地方容易烧断【答案】AC【解析】接起来灯丝变短，总电阻变小，电流变大，灯更亮。但接触处接触点窄，电阻大，在电流变大时，发热多，容易烧断，A、C对。13输电线的电阻为R，电厂输送的电功率为P，输出电压为U，则用户获得的功率是APBPRU2CPDP()2R【答案】D14某型号手机电池的背面印有如图所示的一些符号，另外在手机使用说书上还写有“通话时间1 h，待机时间100 h”。则该手机通话和待机时消耗的功率分别约为A1.8 W，5.4102 WB0.6 W，1.8102 WC3.6 W，0.108 WD6.48103 W，1.94102 W【答案】B【解析】手机上的500 mAh是电量。通话时间3 h，根据公式，得通话电流为=0.5 A，则该手机通话时消耗的功率为：，待机时间100 h，根据公式，得待机电流为=0.005 A；则该手机待机时消耗的功率为：，所以，选B。15一只电炉的电炉丝和一台电动机线圈电阻相同，都为R，设通过的电流相同，则在（相同时间内）下列说法中正确的是（电动机正常工作）A电炉和电动机的电热相等B电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率C电炉两端电压小于电动机两端电压D电炉两端电压和电动机两端电压相等【答案】ABC16一个T形电路如图所示，电路中的电阻R1=10 ，R2=120 ，R3=40 。另有一测试电源，电动势为100 V，内阻忽略不计。则A当cd端短路时，ab之间的等效电阻是40 B当ab端短路时，cd之间的等效电阻是40 C当ab两端接通测试电源时，cd两端的电压为80 VD当cd两端接通测试电源时，ab两端的电压为80 V【答案】AC【解析】当cd端短路时，ab间等效电阻，所以A正确；当ab短路时，cd间等效电阻，所以B错误；当ab间接电源时，cd间电压为R3上电压，则所以C正确；当cd两端接电源时，ab两端的电压为R3上电压，则，所以D错误。17对于纯电阻用电器，下列说法中正确的是A如果额定电功率相同，额定电流大的用电器电阻大B如果额定电功率相同，额定电流大的用电器电阻小C如果额定电压相同，额定功率大的用电器电阻大D如果额定电流相同，额定功率大的用电器电阻大【答案】BD【解析】对于纯电阻电路，在P额相同时，I额大的R小；在I额相同时，P额大的R大；在U额相同时，P额大的R小。18如图所示电路中，R1=R3R2=R4，在ab两端接上电源后，设每个电阻所消耗的电功率分别为P1、P2、P3、P4，则它们的大小关系是AP1=P3P1P3P4CP2P1P4P3DP1P2P3P4【答案】B19如图所示为两条电阻丝的UI图线，甲、乙图线与横坐标轴的夹角分别为、，当两条电阻丝加以相同的电压时，其功率之比P甲:P乙为Atan :tan Btan :tan Ctan2 :tan2 Dtan2 :tan2 【答案】B【解析】由伏安特性曲线可得R甲=tan ，R乙=tan ，由P=U2/R得，P甲:P乙=R乙:R甲=tan :tan 。20维修电炉时，将电阻丝的长度缩短十分之一，则修理后电炉的功率和维修前的功率之比是A9:10 B10:9C10:11 D11:10【答案】B【解析】R=R=10:9。21已知两电阻R1、R2的IU图线如图所示，把R1、R2并联接到一电源上，R1消耗的功率为6 W，则电源输出的功率是A8 W B10 WC15 W D22 W【答案】B22在研究微型电动机的性能时，可采用图示的实验电路。当调节滑动变阻器R，使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.5 A和1.0 V；重新调节R，使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0 A和15.0 V。则有关这台电动机正常运转时的说法正确的是A电动机的输出功率为8 WB电动机的输出功率为30 WC电动机的内电阻为2 D电动机的内电阻为7.5 【答案】C23横截面的直径为d、长为l的导线，两端电压为U，当这三个量中一个改变时，对自由电子定向运动的平均速率的影响是A电压U加倍，自由电子定向运动的平均速率不变B导线长度l加倍，自由电子定向运动的平均速率加倍C导线横截面的直径加倍，自由电子定向运动的平均速率不变D以上说法均不正确【答案】C【解析】由欧姆定律I=，电阻定律R=和电流微观表达式I=neSv可得v=，因此，电压U加倍时，v加倍，l加倍时v减半，故A、B选项错误。导线横截面的直径加倍时，v不变，C项正确。24根据经典理论，金属导体中电流的微观表达式为I=nvSe，其中n为金属导体中每单位体积内的自由电子数，v为导体中自由电子沿导体定向移动的速率，S为导体的横截面积，e为自由电子的电荷量。如图所示，两段长度和材料完全相同、各自粗细均匀的金属导线ab、bc，圆横截面的半径之比为rab:rbc=1:4，串联后加上电压U，则A两导线内的自由电子定向移动的速率之比为vab:vbc=1:4B两导线内的自由电子定向移动的速率之比为vab:vbc=4:1C两导线的电功率之比为Pab:Pbc=4:1D两导线的电功率之比为Pab:Pbc=16:1【答案】D【解析】因两段串联，通过两棒的电流相等，又I=neSv，故nervab=nervbc，得vab:vbc=16:1，A、B均错。由电阻定律Rab=，Rbc=，求得Rab:Rbc=16:1，因为ab和bc串联，流过两段的电流相等，由功率公式P=I2R，得Pab:Pbc=Rab:Rbc=16:1，故D正确，C错误。25在如图所示的电路中，E为电源，其电动势E=9.0 V，内阻可忽略不计；AB为滑动变阻器，其电阻R=30 ；L为一小灯泡，其额定电压U=6.0 V，额定功率P=1.8 W；S为开关，开始时滑动变阻器的触头位于B端，现在接通开关S。然后将触头缓慢地向A方滑动，当到达某一位置C处时，小灯泡刚好正常发光，则CB之间的电阻应为A10 B20 C15 D5 【答案】B26计算电功率的三个公式P=IU，P=I2R，P=U2/R的适用范围，以下说法中正确的是A这三个公式的适用范围相同B第一个公式普遍适用，后两个公式只适用于纯电阻C第一个公式适用于无电阻的电路，后两个公式只适用于有电阻的电路D三个公式的适用范围与电路串，并联的方式无关【答案】BD【解析】P=IU适用于任何电路计算电功率，可用于计算纯电阻电路的电热功率，对非纯电阻电路不能用来计算电热功率。P=I2R由焦耳定律推导出来看，适用于任何电路计算热功率；P=U2/R的只能适用于纯电阻电路的电热功率，不能用来计算非纯电阻电路的电热功率所以BD正确。【名师点睛】P=IU适用于任何电路计算电功率；P=I2R适用于任何电路计算热功率；P=U2/R只能适用于纯电阻电路。对于纯电阻电路，电功与电热相同，三个公式P=IU；P=I2R；通用；P=U2/R而对于非纯电阻电路，求电热功率只能用P=I2R。27下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中错误的是A电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多B适用于任何电路，而只适用于纯电阻电路C在非纯电阻电路中，D焦耳热适用于任何电路【答案】A【名师点睛】每个公式的使用的条件是不同的，掌握住公式的使用的条件，这是做题的前提条件。28一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0.50 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1 555 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的10倍【答案】C【解析】电饭煲与洗衣机的都与电源并联，电源两端电压相等，均为，由欧姆定律可求得电饭煲的电阻为，但洗衣机不是纯电阻用电器，由欧姆定律求得电阻是错误的，所以A项错误；它们消耗的电功率分别为，所以B项错误；电饭煲和洗衣机在内产生的电能分别为，所以C项正确；因洗衣机的内阻未知，无法比较二者的发热功率，所以D项错误。【名师点睛】本题需要注意的是对于非纯电阻器件，要注意区分两端电压和其内阻上的分压，区分总功率、机械功率和内阻消耗的功率。29如图所示，电池组的电动势为，内电阻为r，R0为定值电阻，R为变阻器，已知R0r。为使R0上消耗的电功率最大，应将变阻器阻值调整到AR0BR0+rCR0rD0【答案】D30两根材料和长度都相同的均匀电阻丝R1和R2，R1横截面积较大，在它们上面用少许凡士林粘几根火柴棒，当两端并联在电源上后，若不计散热，则）AR1上的火柴棒先掉下来BR2上的火柴棒先掉下来CR1和R2上的火柴棒同时掉下来D无法判断哪根电阻丝上的火柴棒先掉下来【答案】C【解析】分析哪根电阻丝上的火柴棒先掉下来，关键在于哪根电阻丝温度升高得快，而不是看哪根电阻丝功率大，因此不能简单地选A项，而应具体地计算。由焦耳定律Q=I2Rt，对纯电阻有Q=t，及Q=cmt，得cmt=t，而R=，m=V=lS(为密度)，因此t=，对两根电阻丝，U、c、l均相同，因此在t时间内升高的温度t相同，即两根电阻丝上的凡士林同时达到熔点.正确答案选项为C。31如右图所示为两电阻R1和R2的伏安特性曲线。若在两电阻两端加相同的电压，关于它们的电阻值及发热功率比较正确的是A电阻R1的阻值较大 B电阻R2的阻值较大C电阻R1的发热功率较大 D电阻R2的发热功率较大【答案】BC32关于电功和电功率以下说法正确的是A含有电动机电路中电功不能用公式W=UIt来计算B在一切电路中电功都等于电热C对任何用电器，电功率公式P=UI均适用D当二极管两端加的电压为U，流过它的电流为I，此时二极管的电阻可以用R=U/I来计算【答案】CD【解析】计算电功的公式就用W=UIt，A错。在非纯电阻电路中电功大于电热，B错。