格物学 电磁学电功和电功率

电功与电功率定义、表达式、物理意义及简单应用-电功和电功率知识点专题进阶自测题解析-黑龙江省等高中物理,平均正确率50.0%

2025-06-23
电功与电功率定义、表达式、物理意义及简单应用-电功和电功率知识点专题进阶自测题解析-黑龙江省等高中物理,平均正确率50.0%
1、['安培力作用下的导体的运动', '电流的定义式理解及应用', '电功与电功率定义、表达式、物理意义及简单应用', '能量守恒定律']

正确率19.999999999999996%光滑的水平面上方,有两个磁感应强度大小均为$${{B}}$$、方向相反的水平匀强磁场,如图所示$${{.}{P}{Q}}$$为两个磁场的边界,磁场范围足够大.一个边长为$${{a}}$$、质量为$${{m}}$$、电阻为$${{R}}$$的金属正方形线框,以速度$${{v}}$$垂直磁场方向从如图实线位置开始向右运动,当线框运动到分别有一半面积在两个磁场中时,线框的速度为$$\frac{v} {2},$$则下列说法正确的是(

D

A.此过程中通过线框截面的电荷量为$$\frac{2 B a^{2}} {R}$$

B.此时线框的加速度为$$\frac{B^{2} a^{2} v} {2 m R}$$

C.此过程中回路产生的电能为$${{2}{m}{{v}^{2}}}$$

D.此时线框中的电功率为$$\frac{B^{2} a^{2} v^{2}} {R}$$

2、['理想变压器基本规律', '变压器的基本构造及原理', '电功与电功率定义、表达式、物理意义及简单应用', '变压器与电路的综合应用']

正确率40.0%如下图所示,一理想变压器的原$${、}$$副线圈的匝数比为$${{1}{:}{2}}$$,在原$${、}$$副线圈的回路中分别接有电阻$$R_{1}, ~ R_{2}, ~ R_{1} : R_{2}=1 : 2$$,原线圈一侧接在正弦交变电源上。则 (

D

A.电阻$${{R}_{1}{,}{{R}_{2}}}$$两端的电压比为$${{1}{:}{2}}$$

B.电阻$${{R}_{1}{、}{{R}_{2}}}$$两端的电压比为$${{2}{:}{1}}$$

C.电阻$${{R}_{1}{、}{{R}_{2}}}$$消耗的功率比为$${{1}{:}{2}}$$

D.电阻$${{R}_{1}{、}{{R}_{2}}}$$消耗的功率比为$${{2}{:}{1}}$$

3、['电功与电功率定义、表达式、物理意义及简单应用']

正确率40.0%一个电动机,线圈电阻为$${{4}{.}{4}{Ω}}$$,它与一盏标有$$\omega1 1 0 V \, 6 0 W "$$的灯泡串联后接在电压为$${{2}{2}{0}{V}}$$的直流电路两端,灯泡正常发光,则$${{(}{)}}$$

C

A.电动机消耗的电功率为$${{1}{2}{0}{W}}$$

B.电动机的发热功率为$${{6}{0}{W}}$$

C.电动机消耗的电功率为$${{6}{0}{W}}$$

D.电路消耗的总功率为$${{6}{0}{W}}$$

4、['变压器的基本构造及原理', '导体棒或线圈切割磁感线时引起的感应电动势及计算', '电功与电功率定义、表达式、物理意义及简单应用']

正确率80.0%如图所示,一半径为$${{R}{、}}$$

A

A.线圈垂直磁场向外运动时,线圈中的感应电流沿顺时针方向

B.线圈产生的感应电动势为$$2 B R v_{0} \operatorname{s i n} \omega t$$

C.只增大$${{ω}{,}}$$灯泡将变亮

D.当$$n_{1} \colon\, n_{2}=2 \colon\, 1$$时,灯泡$${{r}}$$消耗功率最大

5、['感应电流方向的判定(右手定则)', '导体棒或线圈切割磁感线时引起的感应电动势及计算', '电功与电功率定义、表达式、物理意义及简单应用']

正确率40.0%法拉第圆盘发电机的示意图如图所示。半径为$${{L}}$$

A

A.若圆盘转动的角速度为$${{ω}}$$,则发电机产生的电动势为$${\frac{1} {2}} B L^{2} \omega$$

B.若从上向下看,圆盘顺时针转动,则电流沿$${{b}}$$到$${{a}}$$的方向流动

C.若圆盘转动方向不变,角速度大小发生变化,则电流方向可能发生变化

D.若圆盘转动的角速度变为原来的$${{2}}$$倍,则电流在$${{R}}$$上的热功率也变为原来的$${{2}}$$倍

6、['串、并联电路的规律', '电功与电功率定义、表达式、物理意义及简单应用']

正确率40.0%在一个由电源$${、}$$开关$${、}$$导线和两个小灯泡组成的电路中,用电压表测量时发现,两灯泡两端电压相等,观察发现两灯泡的亮度不同.则两个小灯泡的连接(

A

A.一定是并联

B.一定是串联

C.可能是串联,也可能并联

D.无法判定

7、['电阻定律', '电功与电功率定义、表达式、物理意义及简单应用']

正确率40.0%相同长度和材料的导线两端的电压分别为$${{U}_{1}}$$和$${{U}_{2}}$$,若导线上的电功率也相同,则两导线截面积之比$${{S}_{1}{:}{{S}_{2}}}$$为(

C

A.$$\frac{U_{2}} {U_{1}}$$

B.$$\frac{U_{1}} {U_{2}}$$

C.$$\frac{U_{2}^{2}} {U_{1}^{2}}$$

D.$${\frac{U_{1}^{2}} {U_{2}^{2}}}$$

8、['焦耳定律', '电功与电功率定义、表达式、物理意义及简单应用']

正确率80.0%关于电功和电热,下面说法正确的是$${{(}{)}}$$

B

A.任何电路中的电功$$W=U I t$$,电热$$Q=I^{2} R t$$且$${{W}{=}{Q}}$$

B.任何电路中的电功$$W=U I t$$,电热$$Q=I^{2} R t$$且$${{W}}$$有时不等于$${{Q}}$$

C.电功$$W=U I t$$在任何电路中都适用,$$Q=I^{2} R t$$只在纯电阻电路中适用

D.电功$$W=U I t$$,电热$$Q=I^{2} R t$$,只适用于纯电阻电路

9、['电流的定义式理解及应用', '电动势的定义式、单位、物理意义及决定因素', '电功与电功率定义、表达式、物理意义及简单应用']

正确率80.0%手机充电器又名电源适配器。手机常用锂离子电池的充电器采用的是恒流限压充电,充电器上所标注的输出参数如图所示,充电的锂离子电池标识如图所示。对于电源适配器与锂电池,下列说法正确的是$${{(}{)}}$$

C

A.手机电池标识的$${{m}{A}{h}}$$是电功的单位

B.电源适配器输出的电压是$${{6}{V}}$$交流电

C.如果工作电流是$$2 0 0 m A$$,手机电池能连续工作约$${{8}}$$个小时

D.手机充电时会微微发热,所以手机充电器主要是把电能转化成热能的装置

10、['平均值、有效值', '电功与电功率定义、表达式、物理意义及简单应用', '瞬时值、峰值']

正确率40.0%如图所示,图甲和图乙分别表示正弦脉冲波和方波的交变电流与时间的变化关系.若使这两种电流分别通过两个完全相同的电阻,则经过$${{1}{{m}{i}{n}}}$$的时间,两电阻消耗的电功之比$$W_{\mp}$$:$$W_{\mathrm{z}}$$为$${{(}{)}}$$

C

A.$${{1}}$$:$${\sqrt {2}}$$

B.$${{1}}$$:$${{2}}$$

C.$${{1}}$$:$${{3}}$$

D.$${{1}}$$:$${{4}}$$

1. 解析:

线框运动过程中,磁通量变化产生的感应电动势为 $$E = B a v$$。当线框一半面积在两个磁场中时,总感应电动势为 $$E_{\text{总}} = 2 \times B a \left(\frac{v}{2}\right) = B a v$$。通过线框的电荷量为 $$q = \frac{\Delta \Phi}{R} = \frac{2 B a^2}{R}$$,选项A正确。

线框的加速度由安培力决定,$$F = B I a = B \left(\frac{B a v}{R}\right) a = \frac{B^2 a^2 v}{R}$$,加速度为 $$a = \frac{F}{m} = \frac{B^2 a^2 v}{m R}$$,选项B错误。

回路产生的电能等于动能损失,$$\Delta E_k = \frac{1}{2} m v^2 - \frac{1}{2} m \left(\frac{v}{2}\right)^2 = \frac{3}{8} m v^2$$,选项C错误。

线框的电功率为 $$P = I^2 R = \left(\frac{B a v}{R}\right)^2 R = \frac{B^2 a^2 v^2}{R}$$,选项D正确。

答案:A、D

2. 解析:

设原线圈电压为 $$U_1$$,副线圈电压为 $$U_2$$,匝数比 $$n_1 : n_2 = 1 : 2$$,则 $$U_2 = 2 U_1$$。

原线圈电流 $$I_1$$,副线圈电流 $$I_2$$,功率守恒得 $$U_1 I_1 = U_2 I_2$$,即 $$I_1 = 2 I_2$$。

电阻 $$R_1$$ 的电压为 $$U_{R1} = I_1 R_1$$,电阻 $$R_2$$ 的电压为 $$U_{R2} = I_2 R_2$$。已知 $$R_1 : R_2 = 1 : 2$$,代入得 $$U_{R1} : U_{R2} = (2 I_2 \times 1) : (I_2 \times 2) = 1 : 1$$,选项A、B均错误。

功率比为 $$P_{R1} : P_{R2} = I_1^2 R_1 : I_2^2 R_2 = (2 I_2)^2 \times 1 : I_2^2 \times 2 = 4 : 2 = 2 : 1$$,选项D正确。

答案:D

3. 解析:

灯泡正常发光,其电压为 $$110 V$$,功率为 $$60 W$$,电流为 $$I = \frac{P}{U} = \frac{60}{110} = \frac{6}{11} A$$。

电动机两端电压为 $$220 V - 110 V = 110 V$$,消耗的电功率为 $$P_{\text{电}} = U I = 110 \times \frac{6}{11} = 60 W$$,选项C正确。

电动机的发热功率为 $$P_{\text{热}} = I^2 R = \left(\frac{6}{11}\right)^2 \times 4.4 = 1.44 W$$,选项B错误。

电路总功率为 $$P_{\text{总}} = 220 \times \frac{6}{11} = 120 W$$,选项D错误。

答案:C

4. 解析:

线圈垂直磁场向外运动时,磁通量减少,根据楞次定律,感应电流方向为顺时针,选项A正确。

线圈产生的感应电动势为 $$E = 2 B R v_0 \sin \omega t$$,选项B正确。

增大 $$\omega$$,电动势幅值增大,灯泡变亮,选项C正确。

当匝数比 $$n_1 : n_2 = 2 : 1$$ 时,副线圈电压最大,灯泡功率最大,选项D正确。

答案:A、B、C、D

5. 解析:

圆盘发电机电动势为 $$E = \frac{1}{2} B L^2 \omega$$,选项A正确。

圆盘顺时针转动时,电流方向从 $$b$$ 到 $$a$$,选项B正确。

电流方向由转动方向决定,与角速度大小无关,选项C错误。

热功率与电动势平方成正比,角速度变为 $$2$$ 倍时,热功率变为 $$4$$ 倍,选项D错误。

答案:A、B

6. 解析:

两灯泡亮度不同说明电流不同,但电压相等,因此一定是并联。串联电路中电流相同,电压可能不等。

答案:A

7. 解析:

电功率相同,$$P = \frac{U_1^2}{R_1} = \frac{U_2^2}{R_2}$$,电阻与截面积成反比,因此 $$\frac{S_1}{S_2} = \frac{R_2}{R_1} = \frac{U_1^2}{U_2^2}$$。

答案:D

8. 解析:

电功 $$W = U I t$$ 适用于任何电路,电热 $$Q = I^2 R t$$ 也适用于任何电路,但只有在纯电阻电路中 $$W = Q$$。

答案:B

9. 解析:

$$mAh$$ 是电荷量单位,选项A错误。

电源适配器输出为直流电,选项B错误。

工作时间为 $$\frac{1600 mAh}{200 mA} = 8 h$$,选项C正确。

充电器主要将电能转化为化学能,发热是副效应,选项D错误。

答案:C

10. 解析:

正弦脉冲波的有效值为 $$I_{\text{有效}} = \frac{I_0}{\sqrt{2}}$$,方波的有效值为 $$I_0$$。电功比为 $$\left(\frac{I_0}{\sqrt{2}}\right)^2 : I_0^2 = 1 : 2$$。

答案:B

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