高二物理全电路的功和能试题答案及解析

2023-2024学年高二上物理：12.1电路中的能量转化一．选择题（共6小题）1．表格所示数据为一种市售电动自行车的部分参数，一质量为65kg的顾客买来该电动自行车代步，已知电动自行车在骑行中所受的阻力是总重力的0.05倍，则关于电动自行车及其使用，正确的说法是（）整车质量55kg最大载重100kg最高时速25km/h最高续航里程60km电池48V 20Ah铅酸电池充电器48V，2A电机1200W可变电机输出额定电压48VA．该电动自行车的最高续航里程是指在最高时速下的骑行距离B．该顾客若以恒定速度18km/h骑行，骑行时间可超过5hC．该电动自行车的电机始终提供的是1200W的功率D．该电动自行车从耗完电到电池完全充满至少需要约10h2．如图所示的充电宝，额定容量是由制造商标定的从充电宝可输出容量。

根据铭牌上的数据进行计算，下列结论正确的是（）A．6000mAh指的是充电宝电芯储存的电能为6000JB．若用该充电宝给手机充电，一次性能提供的最大电能为108000JC．若用该充电宝给手机充电，一次性能提供的最大电能为64800JD．在给手机充电时，该充电宝的输出功率为22.2W3．电炉通电后，电炉丝热得发红，而跟电炉连接的铜导线却不太热，原因是（）A．通过电炉丝的电流大，而导线电流小B．电炉丝和铜导线消耗的电能相同，但铜导线散热快，所以不热C．铜导线的电阻比电炉丝小得多，在串联的情况下铜导线的发热量小D．电炉丝的两端电压比铜导线两端的电压小得多4．一台电动机的额定电压为U，额定电流为I，电动机线圈的电阻为R.则该电动机正常工作时，t时间内产生的热量是（）A．UIt B．I2Rt C．U2Rt D．UIt﹣I2Rt5．如图所示，电源的电动势为24V，内阻为1Ω，一个标有“6V12W”的电灯与一个绕线电阻为3Ω的电动机串联。

开关闭合后，电路中的电灯正常发光，则电动机输出的机械功率为（）A．20W B．24W C．32W D．36W6．一家庭使用的电热毯的电阻阻值为660Ω，当电热毯接入220V的电压时，电热毯在30s内产生的焦耳热为（）A．220J B．660J C．6600J D．2200J二．多选题（共4小题）7．如图所示是一个直流电动机提升重物的装置，重物质量m＝50kg，电动机输入电压U＝100V，不计各处的摩擦，当电动机以v＝0.9m/s的恒定速度将重物向上提升1m，电路中的电流I＝5A，g取10m/s2，由此可知（）A．电动机线圈的电阻r＝2Ω第1页共16页第2页共16页。

12.1 电路中的能量转化考点精讲考点1：串、并联电路中电功率的计算1．串联电路功率关系（1）各部分电路电流I 相同，根据P ＝I 2R ，各电阻上的电功率与电阻成正比。

（2）总功率P 总＝UI ＝(U 1＋U 2＋…＋U n )I ＝P 1＋P 2＋…＋P n 。

2．并联电路功率关系（1）各支路电压相同，根据P ＝U 2R ，各支路电阻上的电功率与电阻成反比。

（2）总功率P 总＝UI ＝U (I 1＋I 2＋…＋I n )＝P 1＋P 2＋…＋P n 。

3.结论无论是串联电路还是并联电路，电路消耗的总功率均等于各负载消耗的功率之和。

【例1】 有额定电压都是110 V ，额定功率P A ＝100 W ，P B ＝40 W 的电灯两盏，若接在电压是220 V 的电路上，两盏电灯均能正常发光，那么电路中消耗功率最小的电路是( )A B C D 【分析】(1)电路的总功率等于各用电器消耗的功率之和。

(2)串联电路中，功率与电阻成正比；并联电路中，功率与电阻成反比。

【解析】C 若要两灯均正常发光，亦即每灯的电压均为110 V ，对A 电路，因为R A ＜R B ，所以U A ＜U B ，即U B ＞110 V ，B 灯将被烧坏；对B 电路，U B ＞U 并，B 灯将被烧坏；对C 电路，R A 可能等于B 灯与变阻器并联后的电阻，所以U A 可能等于U B ，等于110 V ，两灯可能正常发光，且电路消耗总功率为200 W ；对D 电路，变阻器电阻可能等于两灯并联后总电阻，可能有U A ＝U B ＝U 并＝110 V ，两灯可能正常发光，且电路中消耗总功率为280 W 。

综上可知，C 正确。

【技巧与方法】功率求解的技巧1 在纯电阻电路中，比较用电器的电功率时，要根据已知条件灵活选用公式，如用电器电流相同时，用P ＝I 2R比较，若电压相同时，用P ＝U 2R比较，若电阻相同时，可根据I 或U 的关系比较。

1．一台小型电动机在3 V电压下工作,用此电动机提升所受重力为4 N的物体时,通过它的电流是A;在30 s内可使该物体被匀速提升3 m;若不计除电动机线圈生热之外的能量损失,求：1电动机的输入功率；2在提升重物的30 s内,电动机线圈所产生的热量；3线圈的电阻;解析：1电动机的输入功率P入＝UI＝×3 W＝W.2电动机提升重物的机械功率P机＝F v＝4×3/30 W＝W.根据能量关系P入＝P机＋P Q,得生热的功率P Q＝P入－P机＝－W＝W.所生热量Q＝P Q t＝×30 J＝6 J.3根据焦耳定律Q＝I2Rt,得线圈电阻R＝错误!＝错误!Ω＝5 Ω.2、如图所示,已知电源电动势E=20V,内阻r=lΩ,当接入固定电阻R=4Ω时,电路中标有“3V, 6W”的灯泡L和内阻R D=Ω的小型直流电动机D都恰能正常工作.试求：1电路中的电流大小；2电动机的额定电压；3电动机的输出功率．1912分⑴灯泡L正常发光,电路中的电流为62A3LLPIU===⑵由闭合电路欧姆定律可求得,电动机的额定电压为U D=E－Ir+R－U L=20－2×1＋4－3＝7V⑶电动机的总功率为P总＝IU D＝2×7＝14W 电动机的热功率为P热＝I2R D ＝22×＝2W所以电动机的输出功率为P出＝P总－P热＝14－2＝12W3．如图所示,A为电解槽,M为电动机,N为电炉子,恒定电压U＝12 V,电解槽内阻r A ＝2 Ω,当S1闭合、S2、S3断开时,电流表A示数为6 A；当S2闭合、S1、S3断开时,A示数为5 A,且电动机输出功率为35 W；当S3闭合、S1、S2断开时,A示数为4 A．求：1电炉子的电阻及发热功率各多大2电动机的内阻是多少3在电解槽工作时,电能转化为化学能的功率为多少解析 1电炉子为纯电阻元件,由欧姆定律I ＝错误!得R ＝错误!＝2 Ω,其发热功率为P R ＝UI 1＝12×6 W ＝72 W.2电动机为非纯电阻元件,由能量守恒定律得UI 2＝I 错误!r M ＋P 输出,所以r M ＝错误!＝错误!Ω＝1 Ω.3电解槽工作时,由能量守恒定律得：P 化＝UI 3－I 错误!r A 所以P 化＝12×4－42×2 W＝16 W.答案 12 Ω 72 W 21 Ω 316 W4．利用电动机通过如图所示的电路提升重物, 已知电源电动势E ＝6 V ,电源内阻r ＝1 Ω,电阻R ＝3 Ω,重物质量m ＝ kg,当将重物固定时,电压表的示数为5 V ,当重物不固定,且电动机最后以稳定的速度匀速提升重物时,电压表的示数为 V ,求重物匀速上升时的速度大小不计摩擦,g 取10m/s 2．解析：设电动机内阻为r ′当将重物固定时I ＝错误!＝1 AR ＋r ′＝错误!＝5 Ω,r ′＝2 Ω当重物不固定时I ′＝错误!＝ AP 出＝UI ′＝ W,P R ＋P r ′＝I ′2R ＋r ′＝ W所以重物的功率P ＝P 出－P R －P r ′＝mgv ,解得v ＝ m/s 答案： m/s5．10分在图2－28所示电路中,电源电动势E ＝6 V ,内阻r ＝1 Ω.D 为直流电动机,其电枢线圈电阻R ＝2 Ω,限流电阻R ′＝3 Ω.当电动机正常工作时,电压表示数为 V ．求：1通过电动机的电流是多大2电动机输入的电功率、转变为热量的功率和输出机械功率各是多少解析：1通过电动机的电流I 与流过限流电阻R ′的电流相同,由I ＝错误!得：I ＝错误! A ＝ A.2由E ＝Ir ＋U ＋U D 可得电动机两端电压U D ＝E －Ir －U ＝6 V －×1 V － V ＝ V 所以电动机输入的电功率P 入＝U D I ＝ W.电动机的发热功率P 热＝I 2R ＝ W.电动机的输出功率P 出＝P 入－P 热＝ W.答案：1 A 2 W W W6．如图所示电路,电炉电阻R 1＝19 Ω,电动机电阻R 2＝ Ω,电源内阻r ＝1 Ω.当开关S 断开时,电炉消耗的电功率为475 W,S 接通、电动机正常运转后,电炉消耗的电功率为304 W ．求电动机转化为机械能的功率．解析：S 断开时外电路为纯电阻电路,电路中电流I ＝错误!＝错误! A ＝5 A,由此可解得电源电动势E＝IR1＋r＝5×19＋1 V＝100 接通后外电路有两个支路,除纯电阻负载R1支路外,另一支路负载为电动机,R1支路中的电流I1＝错误!＝错误!A ＝4 A.路端电压U＝I1R1＝4×19 V＝76 V.由I＝错误!＝错误!A＝24 A可知,电动机支路的电流I2＝24－4 A＝20 A.电动机输入的电功率P2＝I2U＝20×76 W＝1 520 W；电动机中的热功率P耗＝I错误!R2＝202× W＝200 W；因此电动机转化为机械能的功率P机＝I2U－I错误!R2＝1 320 W.答案：1 320 W7. 如右图所示,电源的电动势是6 V,内电阻是Ω,小电动机M的线圈电阻为Ω,限流电阻R0为3 Ω,若电压表的示数为3 V,试求：1电源的功率和电源的输出功率；2电动机消耗的功率和电动机输出的机械功率．解析1由题意和部分电路欧姆定律可知I＝错误!＝错误!A＝1 A.电源的功率P电＝EI＝6×1 W＝6 W电源的输出功率P出＝P电－I2r＝6W－W＝W.2电动机消耗的功率P M＝IU M＝IE－Ir－UR0＝W电动机输出的机械功率P机＝P M－I2r＝W－W＝2 W.答案16 W W 2 W 2 W8．如下图所示,电源电动势为12 V,内电阻为r＝1 Ω,R1＝1 Ω,R2＝6 Ω,电动机线圈电阻为Ω,若开关闭合后通过电源的电流为3 A,则R1上消耗的电功率为多少电动机消耗的电功率为多少解析：R1上消耗的功率P1＝I2R1＝9×1 W＝9 W电动机两端的电压U＝E－IR1＋r＝12 V－3×1＋1 V＝6 V通过R2的电流为I1＝错误!＝错误!A＝1 A通过电动机的电流为I2＝I－I1＝2 A故电动机消耗的电功率为P2＝I2U＝2×6 W＝12 W.答案：9 W12 W9．规格为“220 V,36 W”的排气扇,线圈电阻为40 Ω,求：1接上220 V的电压后,排气扇转化为机械能的功率和发热的功率；2如果接上电源后,扇叶被卡住,不能转动,求电动机消耗的功率和发热的功率．12．解析：1排气扇在220 V的电压下正常工作时的电流为I＝错误!＝错误!A≈ A ,发热功率为P热＝I2R＝2×40 W≈1 W.转化为机械能的功率为P机＝P－P热＝36 W－1 W＝35 W.2扇叶被卡住不能转动后,电动机成为纯电阻用电器,电流做功全部转化为热能,此时电动机中电流为I′＝错误!＝错误!A＝A,电动机消耗的功率即电功率等于发热功率．P′电＝P′热＝UI′＝220× W＝1 210 W.答案：135 W 1 W21 210 W 1 210W10．如图所示,已知电源电动势E＝20 V,内阻r＝1 Ω,当接入固定电阻R＝4 Ω时,电路中标有“3 V,6 W”的灯泡L和内阻R D＝Ω的小型直流电动机D都恰能正常工作．试求：1电路中的电流大小；2电动机的额定电压；3电动机的输出功率．解析：1灯泡L正常发光,电路中的电流为I＝P L/U L＝错误!A＝2 A.2由闭合电路欧姆定律可求得,电动机的额定电压为U D＝E－Ir＋R－U L＝20 V－2×1＋4 V－3 V＝7 V.3电动机的总功率为P总＝IU D＝2×7 W＝14 W电动机的热功率为P热＝I2R D＝22× W＝2 W所以电动机的输出功率为P出＝P总－P热＝14 W－2 W＝12 W.答案：12 A 27 V 312 W11．如图所示,电源电动势为E＝30 V,内阻为r＝1 Ω,电灯上标有“6 V,12 W”字样,直流电动机线圈电阻R＝2 Ω.若电灯恰能正常发光,求电动机输出的机械功率．解析：由电灯恰能正常发光知：I＝错误!＝错误!A＝2 A.则电动机两端电压U＝E－Ir－U灯＝22 V.所以电动机的输出功率P＝UI－I2R＝36 W.答案：36 W12．如图所示,电源的电动势E＝110 V,电阻R1＝21 Ω,电动机的电阻R0＝Ω,开关S1始终闭合;当开关S2断开时,电阻R1的电功率是525 W；当开关S2闭合时,电阻R1的电功率是336 W,求：1电源的内电阻；2当开关S2闭合时流过电源的电流和电动机的输出功率;9．答案：11 Ω226 A 1 606 W解析：1电键S1闭合,R1的电功率525 W＝错误!,U1＝105 V;错误!＝错误!,则r＝错误!＝错误!Ω＝1 Ω;2电键S2闭合时,336 W＝错误!,U1′＝84 V;流过电源电流I＝错误!＝错误!A＝26 A;通过电动机的电流I M＝I－IR1＝26－错误!A＝22 A电动机的输入功率P入＝U1′I M ＝84×22 W＝1 848 W电动机的输出功率P出＝P入－I错误!R0＝1 848 W－222× W＝1 606 W;14．16分某一直流电动机提升重物的装置如图7所示,重物的质量m＝50 kg,电源提供的电压U＝110 V,不计一切摩擦．当电动机以v＝m/s的恒定速度向上提升重物时,电路中的电流I＝A,1由此可知电动机线圈的电阻R是多少2用此电动机提升质量为m′＝20 kg的重物,电动机的输入功率不变,提升速度是多少g取10 m/s2解析1由题意可知,电动机输入的电能一部分转化为线圈的内能,一部分对外输出转化为被提升重物的机械能,由能量的转化和守恒定律可得：UI＝I2R＋mg v解得：R＝错误!－错误!＝错误!Ω＝Ω.2由UI＝I2R＋m′g v′得v′＝错误!＝错误!m/s＝m/s.答案 1 Ω 2 m/s。

高二物理功能关系试题答案及解析1.单摆在振动过程中，摆动幅度越来越小这是因为（）A．能量正在逐渐消灭B．动能正在转化为势能C．机械能守恒D．总能量守恒，减少的机械能转化为内能【答案】D【解析】单摆在摆动过程中，由于受到阻力作用，振幅减小，机械能减小，转化为其他形式的能量，不是能量消失了，故选项ABC错误，选项D正确．【考点】单摆；能量守恒定律．2.两个固定的等量异号点电荷所产生电场的等势面如图中虚线所示，一带负电的粒子以某一速度从图中A点沿图示方向进入电场在纸面内飞行，最后离开电场，粒子只受静电力作用，则粒子在电场中（）A．做直线运动，电势能先变小后变大B．做直线运动，电势能先变大后变小C．做曲线运动，电势能先变小后变大D．做曲线运动，电势能先变大后变小【答案】C【解析】试题分析: 根据电场线与等势线垂直可知，在A点电场线方向应与速度v垂直，则粒子所受的电场力与速度v也垂直，粒子做曲线运动．运动轨迹如图中红线，粒子靠近两电荷连线时，电场力做正功，离开两电荷连线时，电场力做负功，则其电势能先变小后变大．故C正确．【考点】电势能；电场线3.如图所示，匀强电场E的区域内有一球体，在球心O点处放置一点电荷+Q，a、b、c、d、e、f为球面上的点，aecf平面与电场平行， bedf平面与电场垂直，则下列说法中正确的是:A．b、d两点的电场强度相同B．a点的电势等于f点的电势C．点电荷+q在球面上任意两点之间移动时，电场力一定做功D．让点电荷+q在球面上运动时，从a点移动到c点的电势能变化量一定最大【答案】D【解析】匀强电场中，b点和d点的场强大小和方向相同，在点电荷+Q的电场中，b点的场强方向向上，d点的场强方向向下，大小相同，所以合场强大小相同，b点的合场强方向斜向右上方，d点合场强方向斜向右下方，故选项A错误；对点电荷+Q的电场中，a点的电势等于f点的电势，而对于匀强电场，a点的电势大于f点的电势，故选项B错误；点电荷+q在球面上任意两点之间移动时，点电荷+Q的电场中电场力不做功，而匀强电场中电场力可能做功，比如从a点到c点，故选项C错误；让点电荷+q在球面上运动时，从a点移动到c点过程中，点电荷+Q的电场中电场力不做功，而匀强电场中电场力做功最多，所以电势能变化量一定最大，故选项D正确．【考点】本题中考查由匀强电场和点电荷的电场叠加，解答时将电场看作是由匀强电场和点电荷的电场组合而成，再分析电场力做功、电场强度和电势能即可．4.如图16所示，两光滑轨道相距L=0.5m，固定在倾角为的斜面上，轨道下端连入阻值为R=4Ω的定值电阻，整个轨道处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=1T，一质量m=0.1㎏的金属棒MN从轨道顶端由静止释放，沿轨道下滑，金属棒沿轨道下滑x=30m后恰达到最大速度（轨道足够长），在该过程中，始终能保持与轨道良好接触。

高二物理电功率和焦耳定律试题答案及解析1.如图所示电路中，电源电动势E="6" V，内阻r=1。

D为直流电动机，其线圈电阻R=2，限流电阻R′=3。

当电动机正常工作时，电压表示数为0.3 V．则电动机的输出功率是（）A．0.56W B．0.54W C．0.57W D．0.60W【答案】B【解析】通过电动机的电流I与流过限流电阻的电流相同，由得：，由可得电动机两端电压：，所以电动机输入的电功率：，电动机的发热功率：，电动机的输出功率：，B正确。

【考点】考查了电功率的计算2.发电厂发电机的输出电压为U1，发电厂至用户的输电导线的总电阻为R，通过输电导线的电流为I，输电线末端的电压为U2，用上面的已知量表示输电导线上损耗的功率P损＝或。

（至少写出两种表示方法）【答案】I2R；（U1－U2）I或。

【解析】由于输电导线上的电流为I，输电电阻为R，则输电导线上损耗的功率P损＝I2R；又因为输电导线上的电压为（U1－U2），故输电导线上损耗的功率还可以表示为P损＝（U1－U2）I或。

【考点】电功率的计算。

3.如图所示，D为一电动机，电动机内部导线的电阻r’＝0.4Ω，电源电动势E＝40V，电源内电阻r＝1Ω，当开关S闭合时，电流表的示数为I＝4.0A，则电动机的发热功率为____ W，转化为的机械功率是______W．【答案】6.4 137.6【解析】电动机的发热功率为：P1=I2r=6.4W；电动机输入的总功率：P=I(E-Ir)=4.0×(40-4.0×1.0)W=144W；转化为的机械功率是P2=P-P1=144W-6.4W=137.6W．【考点】电动机功率的计算。

4.额定电压为4.0V的直流电动机的线圈电阻为1.0，正常工作时，电动机线圈每秒产生的热量为4.0J，下列计算结果正确的是（）A．电动机正常工作时的电流强度为4.0AB．电动机正常工作时的输出功率为8.0WC．电动机每分钟将电能转化成机械能为240.0JD．电动机正常工作时的输入功率为4.0W【答案】C【解析】由焦耳定律，解得I=2.0A，故电动机正常工作时的电流强度为2.0A，A选项正确；电动机正常工作时的输入功率=8W，电动机的热功率为=4.0W，所以电动机正常工作时的输出功率=4.0W，B、D选项错误；电动机每分钟将电能转化成机械能=240.0J，故D选项正确。

高二物理全电路的功和能试题答案及解析1.当电阻两端加上某一稳定电压时，通过该电阻的电荷量为0.3C，消耗的电能为0.9J。

为在相同时间内使0.6C的电荷量通过该电阻，在其两端需加的电压和消耗的电能分别是( )A．3V，1.8J B．3V，3.6J C．6V，1.8J D．6V，3.6J【答案】D【解析】当通过的电量为时，由可知，电流为；当通过电量为，因为时间不变，所以电流，因为电阻不变，所以，消耗的电能，故选项D正确．【考点】解答本题时注意电阻不变，当相同时间内通过的电量变化时，电流强度变化，两端的电压变化，消耗的电能也变化．2.在研究微型电动机的性能时，应用如图所示的实验电路，图中电表均为理想电表。

当调节滑动变阻器R并控制电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.50A和2.0V。

重新调节R并使电动机恢复正常运转，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A．32W B．40W C．44W D．48W【答案】A【解析】电动机的电阻为,正常工作时电动机的输出功率为：.选项A正确。

【考点】非纯电阻电路的功率计算。

3.（10分）如图所示，ab=25cm,ad=20cm,匝数为50匝的矩形线圈。

线圈总电阻r=1Ω外电路电阻R ="9Ω" 。

磁感应强度B=0.4T。

线圈绕垂直于磁感线的OO’ 轴以角速度50rad/s匀速转动。

求：（1）从此位置开始计时，它的感应电动势的瞬时值表达式。

（2）1min内R上消耗的电能。

（3）线圈由如图位置转过30°的过程中，R的电量为多少？【答案】(1) (2)6750J (3)0.05C【解析】(1)、(2)、电压的有效值V1min内R上消耗的电能:(3)、线圈由如图位置转过30°的过程中，R的电量【考点】感应电动势4.某段陡峭的河床，上、下游水面高度差为2．0ｍ，上游河水水速为2．0ｍ／ｓ，水面宽为4．0ｍ，平均水深为1．0ｍ，若将该段河水的机械能全部转化为电能，发电功率可达________ｋＷ．发电时若发电机输出功率仅为上述功率的一半，一昼夜发电机输出电能约为________ｋＷ·ｈ．（取两位有效数字）【答案】172．8 2．1×10３【解析】单位时间内流过截面的水的质量为：，所以发电功率为：,输出电能为【考点】考查了电功电能的计算点评：对于流体质量的计算，可以选取单位时间内的体积的质量5.(8分)如图所示电路中，电源电动势E=12V，内阻r=1，电阻R1=9，R2=5，R3是一只滑动变阻器，其阻值变化范围为0～20。

高二物理电路试题答案及解析1.或门的输入端输入信号为何时，输出端输出“0”（）A．00B．10C．01D．11【答案】A【解析】“或”逻辑关系的特点是，当事件的某一个条件满足，该事件就能发生．即只要有一个输入信号为1，即输出信号就为1，所以大当都输入为0时，输出才为0，A正确，试题点评：解决本题的关键理解“或”逻辑关系的特点，当事件的某一个条件满足，该事件就能发生．2.图是一个复合门电路，由一个x门电路与一个非门组成，若整个电路成为一个与门，则x电路应是（）A．与门B．或门C．与非门D．或非门【答案】C【解析】根据“与门”的真值表，这个电路中若A、B同时输入“1”，是与“非门”的“1”相结合，到输出端Y输出为“1”，所以x门电路的输出应为“0”，所以x门电路应为“与非门”电路.思路分析：要使若整个电路成为一个与门电路，即AB输入为1,Y输出为1，所以当AB输入为1时，非门中输入为零，试题点评：本题综合考查了对逻辑电路的理解，关键是对逻辑电路中各门电路的原理熟悉3.如图是一个三输入端复合门电路，当C端输入“1”时，A、B端输入为何时输出端Y输出“1”?（）A.00B.01C.10D.11【答案】D【解析】只有当ABC三个条件都满足是1时，输出端Y=1，所以选D试题点评：解决本题的关键掌握与门的特点，与门的特点是事件的几个条件都满足，该事件才能发生．4.图表示一个三输入端的与门电路，写出这个门电路的真值表.【答案】真值表如下.【解析】只有当ABC三个条件都满足是1时，输出端Y=1，试题点评：解决本题的关键掌握与门的特点，与门的特点是事件的几个条件都满足，该事件才能发生．5.一个机要仓库有一扇很大的电动仓库门，门上装有三把电动锁，三个机要员各有一把锁的钥匙，只有三人同时转动自己的钥匙（闭合自己的开关），才能通过一个继电器把门打开.图中的S1、S2、S3是三个锁内的开关，J为继电器（图中未画电动机的电路），请在方框内标明符合要求的3输入的门电路.【答案】与门逻辑【解析】因为从题中的“只有三人同时转动自己的钥匙（闭合自己的开关），才能通过一个继电器把门打开”可得重要信息即：必须要三个条件同时成立结果才能成立，所以应该是与门电路试题点评：解决本题的关键掌握门电路的特点，与门的特点：事件的几个条件都满足，该事件才能发生．6.走廊里有一盏电灯，在走廊两端各有一个开关，我们希望不论哪一个开关接通都能使电灯点亮，那么设计的电路为()A．“与”门电路B．“非”门电路C．“或”门电路D．上述答案都有可能【答案】C【解析】不论用哪一个开关接通都能使电灯点亮，这体现了“或”逻辑关系，故C项正确，A、B、D三项不对．思路分析：“或”逻辑关系的特点是，当事件的某一个条件满足，该事件就能发生．试题点评：解决本题的关键理解“或”逻辑关系的特点，当事件的某一个条件满足，该事件就能发生．7.如图所示电路为()A．“与”门电路B．“或”门电路C．“非”门电路D．无法判定【答案】C【解析】当开关S闭合时，电灯关、当开关S断开时，电灯亮，输出是输入的否定，这体现了“非”逻辑关系．应选C.试题点评：解决本题的关键掌握门电路的特点，与门的特点：事件的几个条件都满足，该事件才能发生．或门的特点：只要一个条件得到满足，事件就会发生．非门的特点：输出状态和输入状态相反．8.灯泡L1“200 V 100 W”和灯泡L2“220 V 40 W”接在不同电源的电路中,下列有关两灯发光的亮暗程度的说法错误的是（）A．L1可能比L2亮B．L1可能比L2暗C．L1可能和L2一样亮D．L1和L2的额定功率可能一样【答案】D【解析】当灯泡接在200V的电源上，即达到额定电压，而灯泡接在低于220V的电源上，即两端电压小于额定电压，此时比亮，A正确，当灯泡接在100V的电源上，根据公式此时的功率为25W，而灯泡接220V的电源上，即两端电压等于额定电压，此时比亮，B正确，根据公式当灯泡接在V的电源上，此时的功率为40W，而灯泡接220V的电源上，即两端电压等于额定电压，此时两者一样亮，C正确，但是两灯泡的额定功率一个为100W，另一个为40W,一定不一样，D错误思路分析：根据公式分析，当时，比亮，当时，比亮，当时，两灯一样亮，试题点评：本题考查了对公式的应用，9.某同学在家中测算电冰箱的耗电量,他将家中其他用电器断开，只使用电冰箱,观察电度表转盘的转动情况,测得冰箱制冷时,转盘每12 s转动一圈;保温时,每120 s转动一圈.电度表上标明“每千瓦时转2 000圈”.该同学还测得冰箱每小时制冷10 min,保温50 min,若按每月30天计算,该电冰箱每月耗电_____________度.【答案】27【解析】由题意可知：电度表盘每转动一圈，电流所做的功,根据公式可得：冰箱制冷的功率为：，冰箱保温的功率为根据公式可得电冰箱月耗电．即27度电思路分析：本题首先要清楚“”的物理意义：当用电器消耗1千瓦时的电能，电能表的水平转盘转过2000转，1度=焦，即．电功率的计算公式的应用．试题点评：本题考查了电能表的参数的理解与电能的求法以及电功的计算．关键是明白电冰箱消耗的电能分为两部分，一部分是制冷，一部分是保温10.由于光照而产生电动势的现象称为光伏效应,根据光伏效应设计的单晶硅太阳能电池,在正常阳光照射下,光电效率可达23%,单片单晶硅太阳能电池可产生0.6 V的电动势,可获得0.1 A的电流,每秒钟照射到这种太阳能电池上的太阳光的能量是___________ J.(保留两位有效数字)【答案】0.26【解析】根据公式可得单片单晶硅太阳能电池每秒产生的热量为,因为光电效率可达23%，所以每秒钟照射到这种太阳能电池上的太阳光的能量思路分析：由电功公式可求得太阳能电池吸收的光能，由光电转换效率可求得太阳光的能量．试题点评：本题考查用物理学在一些新科技的应用，这类题型出现较多，不但能很好的考查知识，而且可以激发我们学习物理的动力．11.关于电流表和电压表,下列说法中正确的是()A．理想电压表和电流表的内阻不计,是因为它们都为零B．理想电压表和电流表的内阻不计,是因为它们都极大C．理想电压表的内阻极大,而理想电流表的内阻为零D．在电路中,理想电压表可认为短路,理想电流表可认为开路【答案】C【解析】理想电压表由于要求不分流，所以内阻极大，而理想电流表要求不分压，所以内阻为零，故C正确，思路分析：电压表是并联在电阻两端的，电流表是串联在电路中的，因为电压表分流，电流表分压的缘故，常常会给实验和计算带来一定的误差的，所以在一般计算过程中我们把电压表电流表理想化，即理想电压表的内阻极大,而理想电流表的内阻为零试题点评：本题考查了理想电表的特点，根据其连接方法分析12.关于多用电表上的欧姆刻度线,下列说法中正确的是()A．零欧姆刻度线与零电流刻线重合B．零欧姆刻度线与电流表满偏刻度线重合C．欧姆刻度线是不均匀的,欧姆值越大,刻度线越密D．欧姆刻度线是不均匀的,欧姆值越小,刻度线越密【答案】BC【解析】因为多用表在不使用时，指针是在电流表的零刻度线上，但是此时欧姆表的两个表笔并没有相接触，表笔之间的电阻无穷大，所以电流表的零刻度线对应的是欧姆表的无穷大刻度线，当电流表最大即处于满偏刻度上时，对应的电阻最小，所以零欧姆刻度线与电流表满偏刻度线重合，A错误，B正确，从欧姆表的刻度盘上得知欧姆表的刻度是不均匀的，欧姆值越大,刻度线越密，C正确，D错误，思路分析：根据欧姆表的使用特点以及欧姆表刻度分布特点分析试题点评：本题考查了对多用电表中的欧姆表的特点的考查，关键是理解欧姆表的工作原理，13.在使用多用电表欧姆挡测电阻时,下列叙述的要求不必要或不确切的是()A．测每个电阻前,都必须进行欧姆调零B．测量中两手不要与两表笔的金属杆接触C．被测量电阻要和其他元件及电源断开D．测量完毕,选择开关应置于交流电压最高挡或OFF挡【答案】A【解析】欧姆表测电阻时要进行欧姆调零，但不是每次都要进行，只是在改变欧姆挡的倍率时要进行欧姆调零，因为不同的倍率的调零电阻不相同，选项A正确.按欧姆表使用的有关规定，其他都是必要的，A正确，思路分析：根据欧姆表的操作要求分析解题试题点评：本题考查了欧姆表在使用过程中应注意的操作，需要知道欧姆表测电阻时要进行欧姆调零，但不是每次都要进行，只是在改变欧姆挡的倍率时要进行欧姆调零，14.用多用电表的欧姆挡的“×10 Ω”挡测量一个电阻的阻值,发现表的指针偏转角度极小,为了准确测定该电阻的阻值,正确的判断和做法（）A．这个电阻极小B．这个电阻较大C．应把选择开关换到“×1 Ω”挡,重新进行欧姆调零后再测量D．应把选择开关换到“×100 Ω”挡,重新进行欧姆调零后再测量【答案】BD【解析】欧姆表偏转角度大说明电阻大，而欧姆表指针指在中间附近时，刻度最均匀，误差最小，所以应采用把选择开关换到“×100 Ω”挡,重新进行欧姆调零后再测量，欧姆表测电阻时要进行欧姆调零，但不是每次都要进行，只是在改变欧姆挡的倍率时要进行欧姆调零，因为不同的倍率的调零电阻不相同，所以BD正确，思路分析：电表满偏时，即偏转角度最大时，外电阻为零，故偏转角度大说明电阻大，而欧姆表指针指在中间附近时，刻度最均匀，误差最小，故应该选择较大的档位；试题点评：本题的关键是理解欧姆表的工作原理，以及欧姆表刻度的特点，还有需要注意的是只要在使用欧姆表测量电阻时，换挡就需要重新进行欧姆调零为定值电阻.一同学误将电流表并联在15.在如图所示的电路中,电源电动势E="6" V,内阻r未知,R电阻R的两端,其读数为2 A;将此电流表换成电压表后,读数为3 V.若电流表和电压表均为理想x的阻值为()电表,则RxA．1 ΩB．2 ΩC．3 ΩD．4 Ω【答案】C【解析】若误将误将电流表并联在电阻两端，因为电流表属于理想电表，则被短路，故,将看做一个整体，设，将此电流表换成电压表后,电路中的电阻并联在一起，则即解得思路分析：若误将误将电流表并联在电阻两端，根据欧姆定律可算出定值电阻和电源内阻的总阻值，将此电流表换成电压表后,电路中的电阻并联在一起，根据公式解题试题点评：本题考查闭合电路的欧姆定律的应用，关键是理解理想电流表是没有内阻的，16.关于电阻率说法正确的是()A．电阻率ρ与导体的长度l和横截面积S有关B．电阻率表征了材料导电能力的强弱,由导体的材料决定,且与温度有关C．电阻率大的导体,电阻一定大D．有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响,可用来制成电阻温度计【答案】B【解析】电阻率与导体的长度，横截面积S等无关，是导体材料本身的电学性质，由导体的材料决定，且与温度有关，特别是合金的电阻率随温度的变化而变化很大，所以B正确，ACD错误思路分析：根据电阻率的特点分析：电阻率只与导体本身的材料有关，且随温度的变化而变化，试题点评：本题是一道基础性的题目，也是一道最容易出错的概念性的题目，关键是理解电阻率只与导体本身的材料有关，17.两根材料和质量相同的电阻丝,它们的长度之比为2∶3,则它们的电阻之比为()A．2∶3B．3∶2C．4∶9D．9∶4【答案】C【解析】两根电阻丝的质量相同，所以根据可得，两者的横截面积之比为，又因为，代入公式可得，C正确，思路分析：材料相同即电阻率相同，质量相同则密度相同，根据公式分析解题试题点评：本题考查了对公式的简单计算，关键是熟练公式和细心计算，18.用电器与电源相距为L,线路上的电流为I,为使输电线上的电压损失不超过U,已知输电线的电阻率为ρ,那么输电线横截面积的最小值为______________.【答案】2ρLI/U【解析】根据欧姆定律可得输电线上的最大电阻为，而可得输电线横截面积的最小值思路分析：损失电压可计算出电阻的最大值，然后结合公式计算出输电线的最小横截面积试题点评：本题结合欧姆定律考查了对公式的简单计算，关键是熟练公式和细心计算，19.利用超导材料零电阻的性质可实现无损耗输电.现有一直流电路,输电线的总电阻为0.4 Ω,它提供给用电器的电功率为40 kW、电压为800 V.如果用临界温度以下的超导电缆替代原来的输电线,保持供给用电器的功率和电压不变,那么节约的电功率为……()A．1 kW B．1.6×103 kW C．1.6 kW D．10 kW【答案】A【解析】替换前：输电线上的输电电流为,所以输电线上损耗的电功率为，替换后输电线为零电阻，即输电线上不损耗电功率，所愿意可以节约,A正确，思路分析：因为超导材料零电阻的性质可实现无损耗输电.，所以替换前输电线的损耗电功率即为替换后节约的电功率，根据公式和分析解题试题点评：本题考查了超导材料的应用，需要明白超导材料零电阻的性质20.如图所示为一种测定风力的仪器的原理图.P为金属球,悬挂在一根细长金属丝下面,O是悬挂点,R是保护电阻,CD是水平放置的光滑电阻丝,与金属丝始终保持良好接触.无风时细金属丝和电0阻丝在C点接触,此时电路中的电流为I,有风时金属丝将偏转一个角度,角θ与风力大小有关.已知风力的方向水平向左,OC=h,CD=L,球的质量为m,电阻丝单位长度的阻值为k,电源内阻和金属丝电阻均不计,金属丝偏转θ角时,电流表的读数为I′,此时风力大小为F.试求风力大小F与电流表读数I′的关系式.【答案】【解析】对小球受力分析可得，平衡时根据几何知识可得，所以即，滑动变阻器故连入电阻的电阻为，此时电路的总电阻为,所以根据欧姆定律可得电源的电压为因为当滑动变阻器全部连入电路时，电路的电流为I,所以当夹角为时电流表的度数为,所以化简可得：思路分析：先根据力的平衡知识和几何知识得出，从而求出滑动变阻器连入电路的电阻，进而可得到此时的总电阻，，在利用题中的当滑动变阻器全部连入电,所以根据欧姆定律可得电源的电压，然后根据欧姆定律求解，路时，电路的电流为I化简即可试题点评：本题考查了力电综合，同时也考查了学生的综合分析问题的能力，。

高二物理全电路欧姆定律试题答案及解析1.（本题10分）如图所示，在磁感应强度B＝0.2 T、方向与纸面垂直的匀强磁场中，有水平放置的两平行导轨ab、cd，其间距l＝50 cm，a、c间接有电阻R．现有一电阻为r的导体棒MN跨放在两导轨间，并以v＝10 m/s的恒定速度向右运动，a、c间电压为0.8 V，且a点电势高．其余电阻忽略不计．问：（1）导体棒产生的感应电动势是多大？（2）通过导体棒电流方向如何？磁场的方向是指向纸里，还是指向纸外?（3）R与r的比值是多少？【答案】（1）1V；（2）电流方向N→M；磁场方向指向纸里；（3）4.【解析】（1）（2）电流方向N→M；磁场方向指向纸里（3）【考点】法拉第电磁感应定律；右手定则及全电路欧姆定律。

2.如图所示是一个基本逻辑电路。

声控开关、光敏电阻、小灯泡等元件构成的一个自动控制电路。

该电路的功能是在白天无论声音多么响，小灯泡都不会亮，在晚上，只要有一定的声音，小灯泡就亮。

这种电路现广泛使用于公共楼梯间，该电路虚线框N中使用的是门电路．则下面说法正确的是（）为光敏电阻，N为或门电路A．R2B．R为光敏电阻，N为与门电路2为热敏电阻，N为或门电路C．R2为热敏电阻，N为非门电路D．R2【答案】B【解析】根据题意可知：要使小灯泡发光，则要具备两个条件，一是晚上，而是有声音，声音电阻R2的为光敏电阻，两个条件缺一不可是与的关系，所以N为与逻辑电路，故B正确。

【考点】考查了简单的逻辑电路；闭合电路的欧姆定律；传感器在生产、生活中的应用．3.在周期性变化的匀强磁场区域内有垂直于磁场的一半径为r=1m、电阻为R=3.14Ω的圆形线框，当磁感应强度B按图示规律变化时（以向里为正方向），线框中有感应电流产生。

⑴画出感应电流i随时间变化的图象（以逆时针方向为正）。

⑵求该感应电流的有效值。

【答案】（1）如图所示（2）【解析】（1）如图所示（2）设电流以的有效值为I ，则有得【考点】法拉第电磁感应定律；闭合电路的欧姆定律．4. 在右图所示的电路中，电源的内阻不能忽略。

物理电功试题解析及答案
一、选择题
1. 电功的单位是：
A. 焦耳
B. 瓦特
C. 伏特
D. 安培
答案：A
2. 一个电阻为10欧姆的电阻器通过2安培的电流，1分钟内消耗的电能是：
A. 120焦耳
B. 240焦耳
C. 1200焦耳
D. 2400焦耳
答案：C
3. 电功的计算公式是：
A. W=UIt
B. W=U^2/Rt
C. W=I^2Rt
D. W=U/It
答案：C
二、填空题
4. 一个灯泡的功率为60瓦特，如果它工作了2小时，那么它消耗的电能是_______焦耳。

答案：43200
5. 电功的国际单位是_______，符号为_______。

答案：焦耳；J
三、计算题
6. 一个电阻为20欧姆的电阻器通过4安培的电流，求它在5分钟内消耗的电能。

答案：根据公式W=I^2Rt，其中I=4A，R=20Ω，t=5分钟=300秒，代入公式得W=(4^2)×20×300=96000焦耳。

7. 一个电热器的功率为1000瓦特，计算它在1小时内消耗的电能。

答案：根据公式W=Pt，其中P=1000W，t=1小时=3600秒，代入公式得W=1000×3600=3600000焦耳。

四、简答题
8. 为什么电功的单位是焦耳？
答案：电功是电流通过导体时所做的功，而功的单位是焦耳。

因此，电功的单位也是焦耳。

9. 电功和电功率有什么关系？
答案：电功是电功率在一定时间内的累积，即W=Pt，其中W是电功，P 是电功率，t是时间。

高二物理功率试题答案及解析1.如图所示的电路中，定值电阻R的阻值为10，电动机M的线圈电阻值为2，a、b两端加有44V的恒定电压，理想电压表的示数为24伏，由此可知A．通过电动机的电流为12AB．电动机的输出功率为40WC．电动机的线圈在1min内产生的热量为480JD．电动机的效率为83.3%【答案】 BCD【解析】试题分析:通过电动机的电流I=，所以A错；电动机输出的功率P=UI-I2r=24×2-2×2×2W=40W．故B正确；电动机线圈在1分钟内产生的热量Q=I2rt=4×2×60J=480J．故C正确．电动机的效率η==83.3%，所以D对。

【考点】电功、电功率；闭合电路的欧姆定律2.功率为P，质量为M的汽车，下坡时关闭油门，则速度不变．若不关闭油门，且保持功率不变，则在t s内速度增大为原来的2倍，则汽车的初速度为____________.【答案】【解析】因下坡关闭油门时速度不变，所以重力下滑分力与摩擦力相等；当不关闭油门功率保持不变时，设速度由v变为2v，由动能定理，解得v=【考点】功率公式动能定理3.如图所示为我国自行研制的“和谐号”高速动车组，它是将几节自带动力的车厢加上几节不带动力的车厢编成一组的，其中带动力的车厢叫做动车，不带动力的车厢叫做拖车．而列车提速的一个关键技术问题是提高机车发动机的功率．已知匀速运动时，列车所受阻力与速度的平方成正比，即．设提速前速度为80 km/h，提速后速度为120 km/h，则提速前与提速后机车发动机的功率之比为（）A．B．C．D．【答案】 C【解析】匀速运动时机车的牵引力与摩擦力大小相等，则发动机的功率为，速度由80 km/h，提速后速度为120 km/h，速度之比为，则功率之比为，C正确。

【考点】本题考查力的瞬时功率、平衡力。

4.有一只粗细均匀、直径为d、电阻为r的光滑金属圆环水平放置在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中，其俯视图如图所示.一根长为d、电阻为r/2的金属棒始终紧贴圆环以速度v匀速平动，当ab棒运动到圆环的直径位置时，说法正确的是（）A.ab棒两端电压为B.ab棒中的电流为.C.ab棒受安培力为D.外力对ab棒的功率为【答案】BD【解析】当ab棒运动到圆环的直径位置时，金属环被分为两部分，相当于两个电阻并联，电动势E=Bdv，干路中的电流，导体棒两端电压为外电压，安培力，外力对ab棒的功率为。