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高三物理:电功率与电功基础测试
2019-11-25 | 阅:  转:  |  分享 
  
电功率与电功一、单选题1.两个电阻R1和R2,R1>R2,将它们并联接入电路,它们的发热功率分别为P1,P2,总功率为P,则
()A.?P1>P2?B.?P1把第一象限分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域.现在把电阻R1和R2并联在电路中,消耗的电功率分别为P1和P2,并联的总电阻设为R,下列关于
P1与P2的大小关系及R的伏安特性曲线所在的区域正确的是(???)A.?特性曲线在Ⅰ区,P1<P2?B.?特性曲线在Ⅲ区,P1>
P2C.?特性曲线在Ⅰ区,P1>P2?D.?特性曲线在Ⅲ区,P1<P23.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M线圈的电阻相同,开关闭合后,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做功为W1
,产生的热量为Q1;电流通过电动机M做功为W2,产生的热量为Q2,则有(?)A.?U1=U2,Q1<Q2??B.?
W1<W2,Q1=Q2C.?W1<W2,Q1<Q2?D.?U1>U2,Q1=Q24.如果加在某定值电阻两端的电压从U1
为U2,通过该电阻的电流从I1变为I2,则该电阻的电功率改变量△P为()A.?U2I2﹣U1I1?B.?(U2﹣U1)
(I2﹣I1)?C.?U2(I2﹣I1)?D.?I2(U2﹣U1)5.如图所示,直线a为某电源的路端电压随干路电流强度的变化图线,
直线b为某一电阻R两端的电压随电流变化图线,把该电源和该电阻组成的闭合电路,电源的输出功率和电源的内电阻分别为()A.?4W,0
.5ΩB.?6W,1ΩC.?4W,1ΩD.?2W,0.5Ω6.如图所示的电路中,电源的输出电压恒为U,电动机M的线圈电阻与电炉L的
电阻相同,电动机正常工作,在相同的时间内,下列判断正确的是()A.?电炉放出的热量大于电动机放出的热量?B.?电炉两端电压小于电
动机两端电压C.?电炉两端电压等于电动机两端电压?D.?电动机消耗的功率等于电炉消耗的功率7.a、b两个电阻的U—I图线如图所示,
则(?)A.?Ra<RbB.?Ra>RbC.?若将它们串联在电路中,发热功率较大的是电阻RbD.?若将它们并联
在电路中,发热功率较大的是电阻Ra8.电阻非线性变化的滑动变阻器R2接入图甲的电路中,移动滑动变阻器触头改变接入电路中的长度x(
x为图中a与触头之间的距离),定值电阻R1两端的电压U1与x间的关系如图乙,a、b、c为滑动变阻器上等间距的三个点,在触头从a移到
b和从b移到c的这两过程中,下列说法正确的是()A.?电流表A示数变化不相等?B.?电压表V2的示数变化相等C.?电阻R1的功率
变化相等?D.?电源的输出功率均不断增大9.下表为某电饭锅铭牌上的一部分内容根据表中的信息,可以看出在额定电压?电器名称电
饭锅额定功率700W额定电压220V额定容量A.?700V?B.?4V?C.?220V?D.?二、多选题10.如图所示的电路中,
输入电压U恒为12V,灯泡L标有“6V12W”字样,电动机线圈的电阻RM=0.50Ω.若灯泡恰能正常发光,以下说法中正确的是(
)A.?电动机的输入功率是12W???????????????????????????????????B.?电动机的输出功率是12
WC.?电动机的热功率是2.0WD.?整个电路消耗的电功率是22W11.某种小灯泡的伏安特性曲线如图甲所示,三个完全相同的这种小灯
泡连接成如图乙所示的电路,四个电表均为理想电表.现闭合电键S,电压表V1的示数为4.0V,以下说法正确的是()A.?电压表V2的
示数为1.0VB.?电源的输出功率为3.0WC.?电流表A2的示数为0.60AD.?电源的电动势可能为8V,内阻为0.5Ω12.如
图为一种服务型机器人,其额定功率为56W,额定工作电压为28V.机器人的锂电池容量为20A·h.则机器人()A.?机器人的电阻为
12ΩB.?充满电后最长工作时间为2hC.?电池充满电后总电量为7.2×104CD.?以额定电流工作时每秒消耗能量为56J13.如
图所示,曲线C1、C2分别是纯电阻直流电路中内、外电路消耗的电功率随电流变化的图线.由该图可知下列说法中正确的是()A.?电源的
电动势为4VB.?电源的内电阻为1ΩC.?电源输出功率最大值为8WD.?电源被短路时,电源消耗的功率为16W14.如图所示,外电
路接一个滑动变阻器,电源的电动势为E,内阻为r,当滑动变阻器的滑片P由A向B滑动时,电源消耗的总电功用W1表示,滑动变阻器消耗的总
电功用W2表示,流过电源的电荷量用q表示.则关于W1﹣q的图象和W2﹣q的图象,与下面图象最接近的是()A.??B.??C.??
D.?15.汽车在平直的公路上以恒定的功率启动,设阻力恒定,则在图中关于汽车运动过程中加速度、速度随时间变化的关系,以下判断正确的
是()A.?汽车的加速度-时间图象可用图乙描述?B.?汽车的速度-时间图象可用图甲描述C.?汽车的加速度-时间图象可用图丁描
述?D.?汽车的速度-时间图象可用图丙描述16.如图所示,电阻R1=10Ω,电动机M线圈电阻R2=10Ω,电路两端电压U保持不变.
当开关S断开时,电流表的示数为I1=0.5A;当开关S闭合后,电动机转起来,电流表示数为I2,整个电路消耗的电功率为P,则(
)A.?U=5VB.?I2=1AC.?P=5WD.?P<5W三、综合题17.如图电路,E=8V,r=1Ω,R0=3Ω,变阻器R的可
调范围为0~10Ω,S闭合,(1)在变阻器的阻值R=________Ω时,变阻器R消耗的功率最大,为________?W.(2)
在变阻器的阻值R=________Ω时,定值电阻R0消耗的功率最大,为________?W.18.如图所示,电源电动势E=10V
,内阻r=0.5Ω,标有“8V,16W”的灯泡L恰好能正常发光,电动机M的绕线的电阻R0=1Ω,求:(1)电源的总功率.(2)电动
机的输出功率.19.如图所示,电阻R1=8Ω,电动机绕线电阻R0=2Ω,电源的电动势为6V,内阻r=2Ω;当电键闭合时,电阻R1消
耗的电功率是2W,电键闭合时,求:(1)流过电源的电流值(2)电动机输出的机械功率.答案一、单选题1.【答案】B【解析】【
分析】电路的总功率为,因为R1>R2,所以即P1计算的最基础性的题目,很简单2.【答案】C【解析】【分析】把R1和R2并联在电路中,并联的总电阻R比R1和R2都小,则R的伏安
特性曲线的斜率大于R1和R2的伏安特性曲线的斜率,则R的伏安特性曲线应该Ⅰ区。R1和R2并联在电路中,电压相等,由图读出流过电阻R
1的电流较大,则功率P1>P2.故选C。【点评】本题首先要从数学角度理解图线的物理意义:斜率越大,电阻越小.其次抓住并联电路的
基本特点:支路两端的电压相等。3.【答案】B【解析】【分析】设开关接通后,电路中电流为I.对于电阻R,由欧姆定律得对于电动机,
,则.根据公式可得,根据焦耳定律得,则.故选B,【点评】本题把握纯电阻电路与非纯电阻电路区别的能力,抓住欧姆定律适用于纯电阻电路
,不适用于非纯电阻电路,而焦耳定律对两种电路均适用.4.【答案】A【解析】【解答】解:A、根据电功率的表达式,P=UI,有:△
P=P2﹣P1=U2I2﹣U1I1,A符合题意;BCD、而P=UI可变为:P=,则有:△P=﹣==(U2﹣U1)(I2
+I1),BCD均不符合题意;故答案为:A【分析】根电功率的表达式有,P=UI,P=U2/R,根据这两个公式可以进行判断。
5.【答案】A【解析】【解答】解:由闭合电路欧姆定律得:U=E﹣Ir,当I=0,U=E,则由电源的U﹣I图象纵轴截距读出电源的
电动势E=3V,图象的斜率大小等于电源的内阻大小,即有r===0.5Ω.电源的U﹣I图象与电阻U﹣I图象的交点表示该电阻接在该
电源上的工作状态,读出此时的路端电压为U=2V,电流为I=2A,则电源的输出功率为P=UI=4W.故选A【分析】根据电源的U﹣I图
象的纵轴截距和斜率分别求出电源的电动势和内阻.电源的U﹣I图象与电阻U﹣I图象的交点表示该电阻接在该电源上的工作状态,读出此时路端
电压和电流,再求出电源的输出功率.6.【答案】B【解析】【解答】解:A、电动机M与电炉L串联,电流相等,电阻相等,根据焦耳定律
Q=I2Rt可知,在相同的时间内,电炉放出的热量与电动机放出的热量相等.故A错误.B、C设电动机M线圈电阻与电炉L的电阻均为R,电
路中电流为I,根据欧姆定律得:电炉两端的电压UL=IR,电动机是非纯电阻电路,其电压UM>IR,则有UM>UL,所以电炉两端电
压小于电动机两端电压.故B正确,C错误.D、电动机消耗的功率PM=UMI,电炉消耗的功率PL=ULI,UM>UL,则PM>PL
,即电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率.故D错误.故选:B【分析】电动机M与电炉L串联,电流相等,根据焦耳定律分析放出的热量关
系.电炉L是纯电阻电路,电动机是非纯电阻电路,根据欧姆定律分析L的电压与电流的关系,判断电动机两端电压的关系.根据能量守恒定律分析
消耗的功率关系.7.【答案】B【解析】【分析】U-I图像中,由R=U/I,斜率表示电阻大小,由此可知a的斜率较大,电阻较大,B
对;A错;若将它们串联在电路中,经过电流相同,由电功率公式可知a的功率较大,C错;若将它们并联在电路中,两端电压相同,由电功率公式
可知b的功率较大,D错;故选B。【点评】难度较小,熟悉电学图像和电功率公式,注意两公式的选择条件。8.【答案】B【解析】【解答
】解:A、根据欧姆定律得到电阻R1两端的电压U1=IR1,由图看出,电压U1变化相等,R1一定,则知电流的变化相等,即得电流表
示数变化相等.故A错误;B、电压表V2的示数U2=E﹣Ir,电流I的变化相等,E、r一定,则△U2相等.故B正确;C、电阻R1的功
率P1=I2R1,其功率的变化量为△P1=2IR1?△I,由上知△I相等,而I减小,则知,从a移到b功率变化量较大.故C错误;
D、由图2知,U1减小,电路中电流减小,总电阻增大,由于外电路总与电源内阻的关系未知,无法确定电源的输出功率如何变化.故D错误.故
选:B【分析】对于电阻R1,根据欧姆定律得到U1=IR1,电阻R1一定,由图像读出电压变化关系,分析电流变化关系.电压表V
2的示数U2=E﹣Ir,根据电流变化关系,分析V2的示数变化关系.根据电阻R1的功率P1=I2R1分析R1的功率变化关系;由图读出
电压的变化,分析电流的变化情况,根据外电阻与电源内阻的关系,分析电源输出功率如何变化.9.【答案】C【解析】【解答】根据表格铭
牌的标示220V,可知额定电压为220V,C符合题意,ABD不符合题意。故答案为:C【分析】根据电饭锅铭牌标志可知额定电压
。二、多选题10.【答案】A,C【解析】【解答】解:由P=UI可知,I==2A,整个电路消耗的电功率P总=UI=12×2=2
4W;电动机两端的电压UM=12﹣6=6V;则电动机的输入功率P=UMI=6×2=12W;电动机的热功率P热=I2r=4×0.5
=2w;电动机的输入功率P出=P﹣P热=12﹣2=10W;故AC正确,BD错误.故选:AC.【分析】根据灯泡的额定功率可求得电路
中电流,再由P=UI可求得电路中消耗的总功率;根据串联电路规律求出电动机两端的电压,再由P=UI求出电动机的输入功率;由P=I2r
可求得热功率,则由输出功率等于输入功率与热功率的差值可求得输出功率.11.【答案】A,B【解析】【解答】解:AC、电压表V1的
示数为4V,由U﹣I图像得到其电流为0.6A,故另外两个灯泡的电流均为0.3A,再根据U﹣I图像得到电压为1V,故电压表V2的示数
为1.0V,电流表A2的示数为0.30A,故A正确,C错误;B、路端电压为4V+1V=5V,干路电流为0.6A,故输出功率为P=U
I=5×0.6=3.0W,故B正确;D、路端电压为U=E﹣Ir,根据甲的图像可知4=E﹣0.6r,电动势可能为8V,但此时内阻为5
Ω,故D错误.故选:AB【分析】图中灯泡L2与L3并联后与灯泡L1串联,根据电压表V1的示数和U﹣I图像求解出干路电流,得到通过另
外两个灯泡的电流,再结合U﹣I图像得到并联灯泡的电压.12.【答案】C,D【解析】【解答】A、根据P=UI可知,额定电流应该为
I==A=2A,机器人的电阻为R==Ω=14Ω,A不符合题意.B、机器人的锂电池容量为20A?h,即当额定电流2A下工作时
,能够工作最长时间为10h,B不符合题意.C、电源充满电后的总电量为q=It=20×3600C=7.2×104C,C符合题意.D、
在额定电流下,机器人功率58W,即每秒消耗58J电能,D符合题意.故答案为:C、D.【分析】利用功率和电压关系可以求出电阻大小,
利用电量和功率可以求出工作时间,利用电荷量与电流和时间关系可以求出电量大小,利用额定功率可以求出消耗的能量。13.【答案】A,B,
D【解析】【解答】解:根据图象可以知道,曲线C1、C2的交点的位置,此时的电路的内外的功率相等,由于电路的电流时相等的,所以此
时的电源的内阻和电路的外电阻的大小是相等的,即此时的电源的输出的功率是最大的,由图可知电源输出功率最大值为4W,所以C错误;根据P
=I2R=I2r可知,当输出功率最大时,P=4W,I=2A,所以R=r=1Ω,所以B正确;由于E=I(R+r)=2×(1+1)=4
V,所以电源的电动势为4V,所以A正确;当电源被短路时,电源消耗的最大功率P大==16W,所以D正确.故选ABD.【分析】当电路
的内电阻和外电阻相等时,电路的输出的功率最大,根据图象可以求得电源的最大输出功率和电源的内阻的大小.14.【答案】A,C【解析】
【解答】解:A、B,根据电动势的定义式E=,得到电源消耗的总电功W1=qE,E是电源的电动势,不变,则W1与q成正比,W1﹣q的
图象为过原点的倾斜直线.故A正确,B错误.C、D,滑动变阻器消耗的总电功用W2=qU,U是变阻器的电压,得到U=,U等于W2﹣
q图象上的点与原点连线的斜率K大小,当滑动变阻器的滑片P由A向B滑动时,U增大,斜率K增大,故C正确,D错误.故选AC【分析】根
据电动势的定义E=,判断电源消耗的总电功与流过电源的电荷量的关系.电流通过导体做功,实质上是电场力对电荷做功,根据W=qU公式,
并利用图线上的点与原点连线的斜率判断W2如何变化.15.【答案】A,B【解析】【解答】汽车恒定功率启动,则开始时加速度较大,速度
增大;则由P=FV可知,牵引力减小,则加速度减小;当牵引力等于阻力时,物体的加速度为零;此后做匀速直线运动;注意图象的斜率表示纵坐
标物理量的变化;故速度-时间图象为甲图;加速度-时间图象为乙图;故选:AB.【分析】由P=Fv可明确力、功率及速度间的关系;则可明
确加速度、速度随时间的变化关系.16.【答案】A,D【解析】【解答】解:当电键S断开时,由欧姆定律得,U=I1R1=5V.当电
键S闭合后,通过R1的电流仍为0.5A,电动机转动,电动机的电流I<=A=0.5A,故电流表的电流I2<1A,电动机中电功率P
=UI2<5W.故AD正确,BC错误.故选:AD.【分析】当电键S断开时,由欧姆定律求出电阻R1的电压U;当电键S闭合后,通过R1
的电流仍为0.5A,电动机的电路是非纯电阻电路,由I2<求出其电流的范围,即得到电流表电流的范围.由P=UI求解电路中功率范围.
三、综合题17.【答案】(1)4;4(2)0;12【解析】【解答】解:(1)将电阻R0和电源等效成新的电源,当外电路电阻与等效
电源内电阻相等时,等效电源的输出功率最大;故当Rx=R0+r=3+1=4Ω时,等效电源的输出功率最大,即变阻器上消耗的功率最大;此
时Ux=4V,最大功率为为:,(2)根据公式P=I2R,当电流最大时,定值电阻R0上消耗的功率最大,根据闭合电路欧姆定律,有:
,所以当Rx=0,电流最大,定值电阻R0上消耗的功率最大;此时I=2,最大功率为:P=;故答案为:(1)4,4;(2)0,12.
【分析】(1)当外电路电阻与电源内电阻相等时,电源的输出功率最大;将电阻R0和电源等效成新的电源进行分析即可;(2)通过定值电阻R
0的电流最大时,输出功率最大,根据功率公式求解.18.【答案】(1)解:依据题意可知由题可知,电路中路端电压为U=8V,电路中的
总电流I==A=4A则电源的总功率为P=EI=10×4W=40W(2)解:通过灯泡的电流IL==A=2A通过电动机的电流IM=I﹣IL=2A电动机的热功率:P热=R0=22×1W=4W电动机的输出功率:P出=UIM﹣P热=8×2W﹣4W=12W【解析】【分析】(1)由题,“8V,16w”的灯泡L恰好能正常发光,灯泡的电压为U=8V,电源的内电压为U′=E﹣U=2V,根据欧姆定律求出电路中总电流I,电源的总功率为P=EI.(2)根据功率功率求出灯泡的电流,通过电动机的电流等于总电流与灯泡电流之差.电动机的输出功率等于电功率与发热功率之差.19.【答案】(1)解:根据题意,当电键闭合时,电阻R1消耗的电功率是2W,由解得:根据闭合电路的欧姆定律,得E=U+Ir代入数据:6=4+I×2解得:I=1A(2)解:流过电阻的电流流过电动机的电流电动机输出的机械功率【解析】【分析】(1)当开关S闭合时,根据电阻R1消耗的电功率求出R1的电流和电压,根据欧姆定律求出干路电流.(2)得到电动机的电流,再求出电动机输出的机械功率.
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