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电路中的能量转化同步练习
一、单选题
加在某台电动机上的电压是U，电动机消耗的电功率为P，电动机线圈的电阻为r，则电动机
1. 的机械功率为()
U2 P2r P2r
A. P B. C. D. P−
r U2 U2
一个电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为220V的交流电源上(电源内阻忽略不计)，均正
2. 常工作．用电流表分别测得通过电饭煲的电流是5.0A，通过洗衣机电动机的电流是0.50A，
则下列说法中正确的是()
A. 电饭煲的电阻为44Ω，洗衣机电动机线圈的电阻为440Ω
B. 电饭煲消耗的电功率为1555W，洗衣机电动机消耗的电功率为155.5W
C. 1min内电饭煲消耗的电能为6.6×104J，洗衣机电动机消耗的电能为6.6×103J
D. 电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍
有一只电风扇，标有“220V 50W”，电动机线圈的电阻为0.4Ω，把它接入220V的电路中，
3. 以下几种计算时间t内产生热量的方法，正确的是()
A. Q=U2·t/R B. Q=Pt
C. Q=(P/U) 2·Rt D. 以上三种方法均正确
关于电功W和电热Q的说法正确的是()
4.
A. 在任何电路中都有W =UIt、Q=I2Rt，且W =Q
B. 在任何电路中都有W =UIt、Q=I2Rt，但W不一定等于Q
C. W =UIt、Q=I2Rt均只有在纯电阻电路中才成立
D. W =UIt在任何电路中都成立，Q=I2Rt只在纯电阻电路中才成立
在下列四组用电器中，可以看作纯电阻用电器的一组是()
5.
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hiknow_007A. 电风扇和电动机 B. 白炽灯和电烙铁
C. 洗衣机和电冰箱 D. 电解槽和电吹风
R❑ 和R❑ 分别标有“2Ω，1.0A”和“4Ω，0.5A”，将它们串联后接入电路中，如图所
1 2
6.
示，则此电路中允许消耗的最大功率为()．
A. 1.5W B. 3.0W C. 5.0W D. 6.0W
一额定功率为9W、额定电压为9V的小灯泡L和一直流电动机并联，与定值电阻R=4Ω串联
7. 后接在电路中的AB两点间，电流表A为理想电表，电路如图所示，灯泡的电阻不变。当AB
间接电压0.49V时，电动机不转、灯泡不亮，电流表示数为0.1A；当AB间接电压15V时，电
动机转动起来、灯泡正常发光。则下列说法正确的是( )
A. 电动机线圈电阻为1Ω B. 灯泡正常发光时电流表示数0.5A
C. 灯泡正常发光时电流表示数1A D. 电动机输出的机械功率4.5W
在正常照射下，太阳能电池的光电转换效率可达23%.单片单晶硅太阳能电池可产生0.6V的电
8. 动势，可获得0.1A的电流，则每秒照射到这种太阳能电池上的太阳光的能量是()
A. 0.24J B. 0.25J C. 0.26J D. 0.28J
二、多选题
一个直流电动机所加电压为U，电流为I，线圈内阻为R，当它工作时，下述说法中错误的是(
9. )
U2
A. 电动机的输出功率为
R
B. 电动机的发热功率为I2R
C. 电动机的输出功率为IU−I2R
U2
D. 电动机的功率可写作IU=I2R=
R
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hiknow_007如图所示，电源电压恒为U=14V，小灯泡L标有“4V 8W”，电动机的线圈电阻r =1.0Ω，
M
10. 当变阻器调到2Ω时，小灯泡与电动机均正常工作( )
A. 线圈电阻消耗的功率7.64W B. 电动机的输入功率12W
C. 电动机的机械效率66.7%． D. 通过电路的电流为2.8A
三、计算题
一内阻为1Ω直流电动机，标有“30V，15W”的字样．则该电动机在额定电压下工作20s，则：
11.
(1)该电动机的额定电流为多少？
(2)该电动机在这20s内产生的热量是多少？
(3)该电动机在这20s内对外做功为多少？
12. 如图所示的电路中，输入电压U恒为12V，灯泡L上标有“6V、12W”字样，电动机线圈的
电阻R =0.50Ω.若灯泡恰能正常发光，求：
M
(1)电动机的输入功率为多少？
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hiknow_007(2)电动机的输出功率为多少？
(3)电动机的效率是多少？
13. 如图所示，电源的电动势E=24V，内阻r=1Ω，电阻R=2Ω，M为直流电动机，其电阻
r′=1Ω，电动机正常工作时，其两端所接电压表读数为U=21V，求：
(1)回路中的电流是多少？
(2)电动机的发热功率是多少？
(3)电动机机械功率是多少？
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hiknow_007答案
1.D
P
电动机消耗的电功率为P，加在电动机上的电压是U，故电流为：I= ；
U
P2r
发热功率：P =I2r= ；
热 U2
P2r
根据能量守恒定律，电动机的机械功率为：P =P−P =P− ；
出 热 U2
故选：D。
2.C
U
由于电饭煲是纯电阻用电器，所以R = =44Ω，P =U I =1100W，其在1min内消耗的电能
1 I 1 1
1
W =U I t=6.6×104 J；
1 1
U
洗衣机为非纯电阻用电器，所以R ≠ =440Ω，P =U I =110W，其在1min内消耗的电能
2 I 2 2
2
W =U I t=6.6×103 J，其热功率P ≠P ，而P =10P ，所以电饭煲发热功率不是洗衣机电动
2 2 热 2 1 2
机发热功率的10倍，只有选项C正确。
故选C。
3.C
A.电风扇正常工作时产生的热量是由于内阻发热产生的，所以每分钟产生的热量为Q=I2Rt；由于
U U2
是非纯电阻电路，故I< ，故Q≠ t，故A错误；
R R
B.电风扇的功率为P，Q=Pt求解的是消耗的电能，不是发热量，故B错误；
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hiknow_007P (P) 2
CD.由于I= ，Q=I2Rt，故Q= ·Rt，故C正确，D错误。
U U
故选C。
4.B
W =UIt是电功的定义式，适用于任何电路，Q=I2Rt是焦耳热的规律，也适用于任何电路，如果
是纯电阻电路，则W =Q，在非纯电阻电路中W>Q，B正确，ACD错误。
故选B。
5.B
纯电阻电路就是指电能全部转化为内能，而不转化为其他形式的能量的电路；电风扇、电动机、洗
衣机、电冰箱、电解槽和电吹风，除了发热以外，还有其它能量产生，所以这些是非纯电阻电路，
白炽灯和电烙铁只产生内能，为纯电阻电路，故符合题意的时B，ACD错误。
故选B。
6.A
串联电路中各用电器电流相同，允许最大电流应小于等于0.5A，由 P=I2R，可知R 和R 在最大
1 2
允许电流时的功率分别为0.5W、1.0W，整个电路消耗的最大功率应该为1.5W，故BCD错误，A
正确。
故选A。
7.A
U2 U2 92
A.根据P= 可知灯泡电阻R = = Ω=9Ω，当AB间接电压0.49V时，电动机不转、为纯电
R L P 9
阻电路，根据欧姆定律可知R两端电压：U =IR=0.1×4V =0.4V，
R
灯泡两端电压U =U−U =0.49V −0.4V =0.09V，
1 R
U
通过灯泡的电流I = 1=0.01A
1 R
L
通过电动机的电流：I =0.1A−0.01A=0.09A，
2
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hiknow_007U 0.09
根据并联电路特点可知电动机线圈电阻r= 1= Ω=1Ω；故A正确；
I 0.09
2
BCD.当AB间接电压15V时，灯泡正常发光，
灯泡两端电压为U =9V，通过灯泡的电流为I =1A，
L L
则电动机两端电压为U =9V，R两端电压为U =6V，
M R
U 6
干路电流I= R= A=1.5A，电流表示数为1.5A，
R 4
通过电动机的电流为I =I−I =0.5A，
M L
则此时电动机输出的机械功率：P=U I −I2 r=4.25W.故BC错误，D错误。
L L M
故选A。
8.C
电阳能电池每秒产生的电能为W =UIt=0.6V ×0.1A×1s=0.06J，则照到太阳能电池上的光能为
W 0.06
W = = J≈0.26J，故C正确，ABD错误。
光 23％ 0.23
故选C。
9.AD
U U2
A.电动机的总功率为P=UI，由于是非纯电阻电路，故I≠ ，故P≠ ，故A错误；
R R
B.电动机的发热功率，根据焦耳定律，P =I2R.故B正确；
热
C.电动机的输出功率P =P−P =UI−I2R，故C正确；
出 热
U2
D.因为P>P ，即UI>I2R，U>IR，欧姆定律不适用．故UI≠I2R≠ ，故D错误。
热 R
本题选错误的，故选AD。
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hiknow_00710.BC
P
小灯泡正常工作I= =2A
U
1
电动机的输入功率P =I(U−U −IR)=12W
入 1
线圈电阻消耗的功率P内=I2r =4W
M
所以电动机的机械效率
P −P 12−4
η= 入 内= =66.7%．
P 12
入
AD错误，BC正确；
故选BC。
11.解：
P
(1)直流电动机的电流为：I= ， I=0.5A；
U
(2)电动机线圈产生的热量为：Q=I2Rt， Q=5J；
(3)消耗的电能为：W =Pt=300J，对外做功为W’=W−Q ，W’=295J。
12.解：(1)电动机两端的电压
P
U =U−U =12−6V =6V，整个电路中的电流灯泡正常发光，I= ⇒I=2A 则：电动机的输
1 L U
入功率P =U I=12W
M M
(2)电动机的热功率P =I2R =4×0.5W =2W，则电动机的输出功率P =P −I2R =10W
热 M 出 M M
P
(3)电动机的效率η= 出×100％=83.3％
P
M
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hiknow_00713.解：(1)由闭合电路欧姆定律得：
E=U+I(R+r )
0
E−U 24−21
解得：I= = =1A
R+r 2+1
电源的总功率为：P=EI=24×1=24W；电动机的输入功率为：P =UI=21×1W =21W
1
(2)电动机内电阻的发热功率为：P =I r′=1×1W =1W
2 2
(3)电动机输出的机械功率为：P =P −P =21W−1W =20W
3 1 2
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hiknow_007
