1 电路中的能量转化知识点题库

质量为4000kg的汽车在水平公路上行驶的过程中，保持发动机的输出功率为30kW，且所受阻力恒为2000N不变，所能达到的最大速度为 m/s；当汽车的速度为10m/s时，汽车的加速度为

；当汽车的加速度为

时，汽车的速度为m/s．

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．

如图所示，是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图．电动机内电阻r=1.0Ω，电路中另一电阻R=4Ω，直流电压U=120V，电压表示数U_V=100V．试求：

（1）通过电动机的电流；
（2）输入电动机的电功率；
（3）若电动机以v=1m/s匀速竖直向上提升重物，求该重物的质量？（g取10m/s²）

如图所示，间距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ与水平面夹角α=30°，下端N、Q间连接一阻值为R的电阻．导轨上有一个正方形区间abcd，cd以下存在磁感应强度大小为B、方向垂直导轨平面向下的匀强磁场．长度为L、电阻为r的金属棒与导轨接触良好且垂直导轨放置，当金属棒从ab位置由静止释放的同时，对金属棒施加一个平行导轨向下的恒力F，F的大小是金属棒重力的 $\text{[math]}$ ，金属棒通过cd时恰好做匀速运动，若此时突然只将力F的方向反向，力F的大小不变，经过一段时间后金属棒静止，已知重力加速度为g，不计金属导轨的电阻，求：

（1）金属棒的质量；
（2）整个过程中电阻R上产生的焦耳热；
（3）金属棒通过cd后向下运动的最大距离．

如图所示，边长为L的正方形闭合导体线框abed质量为m，在方向水平的匀强磁场上方某高度处自由落下并穿过磁场区域．线框在下落过程中形状不变，ab边始终保持与磁场边界线平行，线框平面与磁场方向垂直．已知磁场区域高度h＞L，重力加速度为g，下列判断正确的是（）

A . 若进入磁场时线框做匀速运动，则离开磁场时线框也一定做匀速运动 B . 若进入磁场时线框做减速运动，则离开磁场时线框也一定做减速运动 C . 若进入磁场过程中线框产生的热量为mgL，则离开磁场过程中线框产生的热量也一定等于mgL D . 若进入磁场过程线框截面中通过的电量为q，则离开磁场过程线框中通过的电量也一定等于q

如图，理想变压器原线圈与一个10V的交流电源相连，副线圈并联两个小灯泡a和b，小灯泡a的额定功率为0.3W，正常发光时电阻为30Ω，已知两灯泡均正常发光，流过原线圈的电流为0.09A，试计算：

（1）原、副线圈的匝数比．
（2）流过灯泡b的电流．

某水电站，用总电阻为5Ω的输电线输电给940km外的用户，其输出电功率是3×10⁶kW．现用500kV电压输电，则下列说法正确的是（）

A . 输电线上输送的电流大小为l×10⁵A B . 输电线上损失电压为30kV C . 该输电系统的输电效率为95% D . 若改用10kV电压输电，则输电线上损失的功率为4.5×10⁸kW

理想变压器原、副线圈匝数之比为2：1，原线圈接入如图乙所示的正弦式交流电压，副线圈接一个R=55Ω的负载电阻，电流表、电压表均为理想电表，则下述结论不正确的是（）

A . 副线圈中电压表的读数为110V B . 副线圈中输出交流电的频率为0.02Hz C . 原线圈中电流表的读数为0.5A D . 原线圈中的输入功率为220W

如图所示电路中，伏特计V₁示数为100伏特，V₂示数为120伏特，电阻R=4欧姆，电动机内电阻r=2欧姆，则电动机的输出功率为多少瓦，电动机的效率为多少？（摩擦力忽略不计）

A、B为“220 V 100 W”的两盏相同的灯泡，C、D为“220 V 40 W”的两盏相同的灯泡.现将四盏灯泡接成如图所示的电路，并将两端接入电路，各灯实际功率分别为P_A、P_B、P_C、P_D.则实际功率的大小关系为( )

A . P_A＝P_B ， P_C＝P_D B . P_A＝P_D＞P_B＝P_C C . P_D＞P_A＞P_B＞P_C D . P_B＞P_C＞P_D＞P_A

如图所示，在同一水平面上的两金属导轨间距L=0.2m，处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B=1T．导体棒ab垂直导轨放置，棒长等于导轨间距，其电阻R=6Ω．闭合开关，当通过导体棒ab的电流I=0.5A时，求：

（1）导体棒ab上电流的热功率；
（2）导体棒ab受到安培力的方向；
（3）导体棒ab受到安培力的大小．

如图所示，今有一个长20 cm、宽10 cm，共有500匝的矩形线圈，在外力作用下在B=0.10 T匀强磁场中，以恒定的角速度 $\text{[math]}$ rad/s绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，发电机线圈两端与R=100 Ω的电阻构成闭合回路，线圈内阻不计。（保留2位有效数字）求：

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（1）线圈转动时产生感应电动势的最大值；
（2）从线圈平面通过中性面时开始，线圈转过90º角的过程中通过电阻R横截面的电荷量；
（3）线圈匀速转动10 s，电流通过电阻R产生的焦耳热。

现有某一品牌的台灯，其降压变压器接线原理如图所示．闭合开关S₁ ，当开关S₂接1时，灯泡的功率为60W, 当开关S₂接2时，灯泡的功率为15W．假定灯丝的电阻不随温度变化，变压器视为理想变压器，则下列说法正确的是（）

A . 线圈1、3间的匝数是1、2间匝数的4倍 B . 正常工作条件下，S₂接1时流过保险丝的电流是接2时流过保险丝电流的2倍 C . 若灯丝断了，再搭接上会发现灯泡功率变小 D . 若输入的电压降为110V，则S₂接1时灯泡的功率为15W

两根相距为L且足够长的金属弯角光滑导轨如图所示放置，它们最右端接有阻值为R的电阻，导轨一部分在同一水平面内，另一部分与水平面的夹角为θ．质量均为m，电阻为R的相同金属细杆ab、cd与导轨垂直接触，导轨的电阻不计。整个装置处于磁感应强度大小为B，方向竖直向上的匀强磁场中，当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下沿导轨匀速运动时，cd杆恰好处于静止状态。重力加速度为g，以下说法正确的是（）

A . ab杆所受拉力F的大小为 $\text{[math]}$ B . ab杆两端的电势差 $\text{[math]}$ C . 电阻的发热功率为 $\text{[math]}$ D . v与m大小的关系为 $\text{[math]}$

如图，abcd是边长L=0.1 m、质量m=0.01kg的正方形导线框，框面竖直，线框每条边的电阻均为0. 01 Ω，线框下方有一足够宽的匀强磁场区域，磁场的磁感应强度B=0.4 T，方向与线框平面垂直。让线框从距磁场上边界h=5 m处自由下落(ab平行于上边界)，不计空气阻力，g=10 m/s²。下列说法正确的是（）

A . cd边刚进入磁场时，通过cd边的电流方向从d到c B . cd边刚进入磁场时，cd两端的电势差为0.1V C . 线框进入磁场的过程中，通过cd边的电荷量为0.1C D . 线框进入磁场的过程中，cd边产生的热量为0.01J

如图所示的发光电动玩具车的电路可简化为图所示的电路图，两盏灯泡的规格均为“3V，3W”，若电源的电动势为8V，内阻为1Ω，电动机内阻为0.5Ω，已知玩具车正常工作时两盏灯泡均正常发光，求：

（1）电动机的机械功率；
（2）若玩具车在行驶中车轮被杂物卡住无法转动，则此时电源的总功率是多大？（答案保留1位小数）

如图所示，电源电动势E=40V，内阻r=1Ω，电阻R=24Ω，M为一线圈电阻RM=0.4Ω的电动机，电流表为理想电流表，求：

（1）当开关S断开时，电源输出功率P₁是多少？
（2）当开关S闭合时，电流表的示数为4.0A，则通过电动机的电流及电动机输出功率P₂是多少？

如图所示，雷雨时一头牛躲在树下，闪电击中了树，一个持续40μs的电流脉冲流过地面，这段时间地面形成的等势面如图。如果前后两脚间的身体电阻为500Ω，则闪电过程中耗散在体内的能量约为（）

A . 1000J B . 2000J C . 3200J D . 4000J

有一台内阻为1Ω的发电机，给一个学校照明供电，如图所示，T₁、T₂分别为理想的升压变压器和降压变压器，升压变压器匝数比为1：4，降压变压器匝数比为4：1，T₁与T₂之间输电线的总电阻为10Ω，全校共有22个班，每班有220V；40W的电灯6盏，若保证电灯全部正常发光，则（）

A . 输电线上的电流为8A B . 发电机电动势259V C . 发电机输出功率为5280W D . 输电效率是97%

某扫地机铭牌上标注着输入电压22V，工作电流1.0A，则该扫地机在正常工作10min时间内消耗的电能为（）

A . 220J B . 4840J C . 13200J D . 48400 J

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