新教材2023版高中物理課時(shí)分層作業(yè)十八電路中的能量轉(zhuǎn)化新人教版必修第三冊(cè)

課時(shí)分層作業(yè)(十八)電路中的能量轉(zhuǎn)化基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練1．關(guān)于電功W和電熱Q的說法，正確的是()A.在任何電路里都有W＝UIt，Q＝I2Rt，且W＝QB．在任何電路里都有W＝UIt，Q＝I2Rt，且W不一定等于QC．W＝UIt，Q＝I2Rt均只在純電阻電路中才成立D．W＝UIt在任何電路中都成立，Q＝I2Rt只在純電阻電路中成立2．室內(nèi)有幾種用電器：1.5kW的電飯煲、200W的電冰箱、750W的取暖器、250W的電視機(jī)和2kW的空調(diào)器．如果進(jìn)戶線處有13A的保險(xiǎn)絲，供電電壓為220V，下列情況下不能同時(shí)使用的是()A．電飯煲和電冰箱B．取暖器和空調(diào)器C．電飯煲和空調(diào)器D．電冰箱、電視機(jī)和空調(diào)器3．當(dāng)電阻兩端加上某一穩(wěn)定電壓時(shí)，通過該電阻的電荷量為0.3C，消耗的電能為0.9J．若相同時(shí)間內(nèi)使0.6C的電荷量通過該電阻，則在其兩端需加的電壓和消耗的電能分別是()A.3V1.8JB．3V3.6JC．6V1.8JD．6V3.6J素養(yǎng)綜合練4.如圖所示是電飯煲的電路圖，S1是一個(gè)控溫開關(guān)，手動(dòng)閉合后，當(dāng)此開關(guān)溫度達(dá)到居里點(diǎn)(103℃)時(shí)，會(huì)自動(dòng)斷開．S2是一個(gè)自動(dòng)控溫開關(guān)，當(dāng)溫度低于70℃時(shí)，會(huì)自動(dòng)閉合；溫度高于80℃時(shí)，會(huì)自動(dòng)斷開，紅燈是加熱時(shí)的指示燈，黃燈是保溫時(shí)的指示燈，定值電阻R1＝R2＝500Ω，加熱電阻絲R3＝50Ω兩燈電阻不計(jì)．(1)分析電飯煲的工作原理．(2)簡(jiǎn)要回答，如果不閉合開關(guān)S1，能將飯煮熟嗎？(3)計(jì)算加熱和保溫兩種狀態(tài)下，電飯煲消耗的電功率之比．5.有一個(gè)用直流電動(dòng)機(jī)提升重物的裝置，重物的質(zhì)量m＝50kg，電路電壓為120V，當(dāng)電動(dòng)機(jī)以v＝0.9m/s的恒定速度向上提升重物時(shí)，電路中的電流I＝5A，(g取10m/s2)問：(1)電動(dòng)機(jī)線圈的電阻R等于多少．(2)電動(dòng)機(jī)對(duì)該重物的最大提升速度是多少．(3)若因故障電動(dòng)機(jī)不能轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)通過電動(dòng)機(jī)的電流是多大，電動(dòng)機(jī)消耗的電功率又是多大．課時(shí)分層作業(yè)(十八)電路中的能量轉(zhuǎn)化1．解析：A錯(cuò)，B對(duì)：非純電阻電路中，W＝UIt用來求電功；Q＝I2Rt用來求電熱，但W>Q；只有在純電阻電路中，電功既可用公式W＝UIt計(jì)算，又可用公式W＝I2Rt計(jì)算．C、D錯(cuò)：W＝UIt可用于任何電路求總電功；而Q＝I2Rt可以適用于任何電路求電熱．答案：B2．解析：電路中允許的最大功率為Pm＝UI＝2860W．用電器的功率之和大于最大功率時(shí)，用電器就不能同時(shí)使用．答案：C3．解析：設(shè)兩次加在電阻R上的電壓分別為U1和U2，通電的時(shí)間都為t，由公式W1＝U1q1和W1＝eq\f(Ueq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)),R)t可得：U1＝3V，eq\f(t,R)＝0.1.再由W2＝U2q2和W2＝eq\f(Ueq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(2)),R)t可求出：U2＝6V，W2＝3.6J.答案：D4．解析：(1)電飯煲盛上食物后，接上電源，S2自動(dòng)閉合，同時(shí)手動(dòng)閉合S1，這時(shí)黃燈被短路，紅燈亮，電飯煲處于加熱狀態(tài)，加熱到80℃時(shí)，S2自動(dòng)斷開，S1仍閉合；水燒開后，溫度升高到103℃時(shí)，開關(guān)S1自動(dòng)斷開，這時(shí)飯已煮熟，黃燈亮，電飯煲處于保溫狀態(tài)；由于散熱，待溫度降至70℃時(shí)，S2自動(dòng)閉合，電飯煲重新加熱，溫度達(dá)到80℃時(shí)，S2又自動(dòng)斷開，再次處于保溫狀態(tài)．(2)如果不閉合開關(guān)S1，則不能將飯煮熟，因?yàn)橹荒芗訜岬?0℃.(3)加熱時(shí)電飯煲消耗的電功率P1＝eq\f(U2,R并)，保溫時(shí)電飯煲消耗的電功率P2＝eq\f(U2,R1＋R并)，兩式中R并＝eq\f(R2R3,R2＋R3)＝eq\f(500×50,500＋50)Ω＝eq\f(500,11)Ω從而有P1∶P2＝eq\f(R1＋R并,R并)＝eq\f(500＋\f(500,11),\f(500,11))＝12∶1.答案：(1)見解析(2)不能(3)12∶15．解析：(1)電動(dòng)機(jī)提升重物時(shí)，根據(jù)能量守恒定律得P電＝P熱＋P機(jī)，即UI＝I2R＋mgv，解得R＝6Ω.(2)根據(jù)P電＝P熱＋P機(jī)，得P機(jī)＝P電－P熱＝UI－I2R＝－Req\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(I－\f(U,2R)))2＋eq\f(U2,4R)當(dāng)I＝eq\f(U,2R)時(shí)，P機(jī)有最大值eq\f(U2,4R)，即I＝eq\f(120,12)A＝10A時(shí)，P機(jī)max＝600W根據(jù)P機(jī)max＝mgvmax得vmax＝1.2m/s.(3)若因故障電動(dòng)機(jī)不能轉(zhuǎn)動(dòng)，則由歐姆定律得，通