2018人教版高中物理选修(3-1)2.5《焦耳定律》课后作业

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人教版物理【选修3-1】学案：2.5《焦耳定律》(含答案)

2. 5 焦耳定律学案课前预习学案一、预习目标初步了解焦耳定律，并能进行有关计算二、预习内容1.电流做功的多少等于转化为其他形式能的数量；所谓电流做功，实质上是导体中的恒定电场对的力在做功，电荷的减小，其他形式的能在增加；公式：W= ，P= 。

2.电流通过用电器时把能全部转化为能，这样的电路叫做纯电阻电路。

三、提出疑惑课内探究学案一、学习目标1．理解电流热效应的本质2．掌握焦耳定律，并能进行有关计算3．理解电功和电热的关系，能区分纯电阻电路和非纯电阻电路中的电功和电热二、学习过程 1.电功和电功率（1）电功是电流通过一段电路时，电能转化为其他形式能（电场能、机械能、化学能或内能等）的量度。

（2）W= qU=UIt 是电功的普适式，P= UI 是电功率的普适式，适用于任何电路。

2.焦耳定律和热功率（1）电热则是电流通过导体时，电能转化为内能的量度.（2）Q=I 2Rt 是电热的计算式，可以计算任何电路中电流I 通过电阻R 时在t 时间内产生的热量（电热）；P=I 2R 是热功率的计算式，3.电功和电热（1）在纯电阻电路中：电流通过用电器以发热为目的，例如电炉、电熨斗、电饭锅，电烙铁、白炽灯泡等。

这时电能全部转化为内能，电功等于电热，即W=UIt=I 2Rt=t R U 2.同理P=UI=I 2R=RU 2. （2）在非纯电阻电路中：电流通过用电器是以转化为内能以外的形式的能为目的，发热不是目的，而是难以避免的内能损失。

例如电动机、电解槽、给蓄电池充电、日光灯等.这时电路消耗的电能，即W=UIt 分为两部分，一大部分转化为其他形式的能（例如电流通过电动机，电动机转动，电能转化为机械能）；另一小部分不可避免地转化为电热Q=I 2R t （电枢的电阻生热）.这里W=UIt 不再等于Q=I 2Rt ，应该是W=E 其他＋Q（3）电功和电热是两个不同的物理量，只有在纯电阻电路中，电功才等于电热，W=Q=UIt=I 2R t=t RU 2；在非纯电阻电路中，电功大于电热，W>Q ，这时电功只能用W=UIt 计算，电热只能用Q=I 2Rt 计算，两式不能通用。

2.5 焦耳定律同步训练(答案含解析)—人教版高中物理选修3-1练习

2.5焦耳定律同步训练1.(3分)如图所示为两用电器1和2的伏安特性曲线。

将两用电器串联后接入一电路中，接通电路后关于它们的电阻值R1、R2及发热功率P1、P2的的比较，正确的是______A.R1＜R2，P1＜P2B.R1＜R2，P1＞P2C.R1＞R2，P1＜P2D.R1＞R2，P1＞P22.(3分)两只额定电压均为110V的灯泡甲和乙，额定功率分别为100W和40W,为了使它们接到220V电源上能正常发光，同时电路消耗的电功率最小，如图所示电路中最合理的是______A. B. C. D.3.(3分)下列求解电热的公式中，对所有电路均适用的是______t D. Q=W=Pt A. Q=UIt B. Q=I2Rt C. Q=U2R4.(3分)如图所示是某款理发用的电吹风的电路图，它主要由电动机M和电热丝R 构成。

当闭合开关S1、S2后，电动机驱动风叶旋转，将空气从进风口吸入，经电热丝加热，形成热风后从出风口吹出。

已知电吹风的额定电压为220V，吹冷风时的功率为120W，吹热风时的功率为1000W。

关于该电吹风，下列说法正确的是______A.电热丝的电阻为55ΩΩB.电动机的电阻为12103C.当电吹风吹热风时，电热丝每秒钟消耗的电能为1000JD.当电吹风吹热风时，电动机每秒钟消耗的电能为1120J5.(3分)如图所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图线；直线B为电源b的路端电压与电流的关系图线；直线C为一个电阻R的两端电压与电流的关系图线。

如果将这个电阻R分别接到a、b两电源上，那么有______A. R接到a电源上，电源的效率较高B. R接到b电源上，电源的输出功率较大C. R接到a电源上，电源的输出功率较大，但电源效率较低D. R接到b电源上，电阻的发热功率和电源的效率都较高6.(3分)在如图所示的电路中，闭合开关S后，直流电动机正常转动，电压表的示数为8.0V。

已知电源电动势为10V，电源内阻为0.5Ω，电路中的电阻R为 1.5Ω，小型直流电动机M的内阻为 1.0Ω，电压表为理想电表，下列说法正确的是______A.流经电动机的电流为 2.0AB.电动机的输出功率为7WC.电动机产生的热功率为8WD.电源的输出功率为8W7.(3分)电动机与小电珠串联接入电路，电动机正常工作时，小电珠的电阻为R1，两端电压为U1，流过的电流为I1；电动机的内电阻为R2，两端电压为U2，流过的电流为I2。

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课后提升作业十四焦耳定律(40分钟50分)一、选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分)1.两盏额定功率相同的灯泡A和B，其额定电压UA >UB，则下列说法正确的是( )A.两灯正常发光时，灯泡的电流关系为IA >IBB.两灯电阻关系为RA <RBC.将两灯串联后接入电路中发光时，灯泡的功率关系为PA <PBD.将两灯并联后接入电路中发光时，灯泡的功率关系为PA ′<PB′【解析】选D。

由P=可知RA >RB，由P=IU可知额定电流IA<IB。

两灯串联后，由串联电路的功率P=I2R可知P∝R，所以PA >PB；两灯并联后，由并联电路的功率P=可知P∝，所以PA ′<PB′。

2.(多选)(2018·黄浦区高二检测)如图所示电路，灯L1标有“24V 16W”，灯L2标有“12V 16W”，两灯串联后接在电压为U的电路中，要保证两灯不损坏，则( )A.两灯实际功率之比为4∶1B.电压U的最大值为30VC.灯L1两端电压与总电压U之比为2∶3D.U=36V时，灯L1、L2均正常发光【解析】选A 、B 。

根据P=UI 可得，两灯泡的额定电流分别为：I 1==A ，I 2==A ，根据欧姆定律可得，两灯泡的电阻分别为R 1==36Ω，R 2==9Ω；将L 1、L 2串联到电源上后，通过的最大电流只能是两个灯泡额定电流中最小的A ，所以两灯泡不可能同时正常发光，故D 不正确；串联电路各处的电流相等，根据P=I 2R可知，灯L 1与L 2实际功率之比为4∶1，故A 正确；根据U=IR 可得：==，则==，故C 不正确；U=I(R 1+R 2)=×45V=30V ，故B 正确，故选A 、B 。

3.(2018·肇庆高二检测)如图所示，A 、B 两端的电压U 一定，电阻R 先接在A 、B 两端，消耗功率为9W 。

再将电阻R 接在较远的C 、D 两端，消耗功率为4W 。

高中物理选修3-1课时作业20：5 焦耳定律

5 焦耳定律一、选择题考点一电功、电功率1．室内有几种用电器：1.5 kW的电饭煲、200 W的电冰箱、750 W的取暖器、250 W的电视机和2 kW的空调器．如果进线处有13 A的保险丝，供电电压为220 V，下列情况下不能同时使用的是()A．电饭煲和电冰箱B．取暖器和空调器C．电饭煲和空调器D．电冰箱、电视机和空调器[答案] C[解析]电路中允许的最大功率为P m＝UI＝2 860 W．用电器的功率之和大于P m时，用电器就不可以同时使用，故C正确．2.如图1所示为某两个电阻的U－I图象，则电阻之比R1∶R2和把两电阻串联后接入电路时消耗功率之比P1∶P2及并联后接入电路时消耗功率之比P1′∶P2′分别是()图1A ．2∶1 2∶1 1∶2B ．2∶1 1∶2 2∶1C ．1∶2 1∶2 2∶1D ．1∶2 2∶1 1∶2[答案] A3．(多选)有两个灯泡L 1、L 2，额定电压皆为6 V ，额定功率分别为6 W 、3 W ，将它们接在电路中，下列说法正确的是( )A ．若将它们串联接在电路中，两灯泡的总功率最大为9 WB ．若将它们串联接在电路中，两灯泡的总功率最大为4.5 WC ．若将它们并联接在电路中，两灯泡的总功率最大为9 WD ．若将它们并联接在电路中，两灯泡的总功率最大为4.5 W[答案] BC[解析] 当两灯泡串联时，电流相等，L 1的额定电流为I 1＝P 1U 1＝1 A ，电阻R 1＝U 1 2P 1＝6 Ω，L 2的额定电流为I 2＝P 2U 2＝0.5 A ，电阻R 2＝U 2 2P 2＝12 Ω.要使两灯泡不致被烧坏，电路中的最大电流为0.5 A ，最大功率为P max ＝I 2 2R 1＋I 2 2R 2＝4.5 W ，故A 错误，B 正确；当两灯泡并联时，电压相等，当电压为6 V 时，两灯皆可正常发光，此时电路最大功率为9 W ，故C 正确，D 错误．4.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2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( )图2A ．P A ＝PB ，PC ＝P DB ．P A ＝P D ＞P B ＝P CC ．PD ＞P A ＞P B ＞P CD ．P B ＞P C ＞P D ＞P A[答案] C[解析] 根据R ＝U 2P 得，R A ＝R B ＜R C ＝R D .由电路图知，U B ＝U C ，根据P ＝U 2R知P B ＞P C ；因为I A ＝I D ，根据P ＝I 2R 知，P D ＞P A .流过A 、D 的电流大于流过B 、C 的电流，由P ＝I 2R 知，P A ＞P B ，P D ＞P C ，所以P D ＞P A ＞P B ＞P C .考点二焦耳定律、热功率5．关于电功W 和电热Q 的说法正确的是( )A ．在任何电路中都有W ＝UIt 、Q ＝I 2Rt ，且W ＝QB ．在任何电路中都有W ＝UIt 、Q ＝I 2Rt ，但W 不一定等于QC ．W ＝UIt 、Q ＝I 2Rt 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 ＝I 2Rt 只在纯电阻电路中才成立[答案] B[解析] W ＝UIt 是电功的定义式，适用于任何电路，Q ＝I 2Rt 是焦耳热的定义式，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 对，A 、C 、D 错．6．通过电阻R 的电流为I 时，在t 时间内产生的热量为Q ，若电阻为R ，电流为2I ，则在时间t 2内产生的热量为( )A ．4QB ．2Q C.Q 2 D.Q 4[答案] B考点三纯电阻、非纯电阻电路7．有一台电风扇，额定电压为220 V ，额定电功率为50 W ，线圈电阻为0.4 Ω.当电风扇在额定电压下工作时，关于它的线圈电阻每分钟产生的热量是多少，有四位同学计算如下，其中正确的是( )A ．Q ＝I 2Rt ＝⎝⎛⎭⎫502202×0.4×60 J ≈1.24 JB ．Q ＝Pt ＝50×60 J ＝3 000 JC ．Q ＝IUt ＝50220×220×60 J ＝3 000 J D ．Q ＝U 2R t ＝22020.4×60 J ＝7.26×106 J [答案] A[解析] 电风扇正常工作时产生的热量是由于线圈发热产生的，所以每分钟产生的热量为Q ＝I 2Rt ≈1.24 J ，A 正确．8．(多选)(2018·山师附中期末)日常生活用的电吹风中有电动机和电热丝，电动机带动风叶转动，电热丝给空气加热，得到热风可将头发吹干．设电动机线圈的电阻为R 1，它与电阻为R 2的电热丝相串联，接到直流电源上，电吹风两端电压为U ，通过的电流为I ，消耗的电功率为P ，则以下选项正确的是( )A ．IU >PB ．IU ＝PC ．P >I 2(R 1＋R 2)D ．P ＝I 2(R 1＋R 2)[答案] BC[解析] 根据题意可知，通过电吹风的电流为I ，它两端的电压为U ，所以它消耗的电功率P ＝UI ，A 项错误，B 项正确；电吹风内部有两部分电阻，一是电热丝的电阻，二是电动机线圈的电阻，所以热功率为I 2(R 1＋R 2)，因为有一部分电能转化为电动机的机械能，所以P >I 2(R 1＋R 2)，C 项正确，D 项错误．9．(2018·河北正定中学段考)一个电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为220 V 的交流电源上(电源内阻忽略不计)，均正常工作．用电流表分别测得通过电饭煲的电流是5.0 A ，通过洗衣机电动机的电流是0.50 A ，则下列说法中正确的是( )A ．电饭煲的电阻为44 Ω，洗衣机电动机线圈的电阻为440 ΩB ．电饭煲消耗的电功率为1 555 W ，洗衣机电动机消耗的电功率为155.5 WC ．1 min 内电饭煲消耗的电能为6.6×104 J ，洗衣机电动机消耗的电能为6.6×103 JD ．电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍[答案] C[解析] 由于电饭煲是纯电阻用电器，所以R 1＝U I 1＝44 Ω，P 1＝UI 1＝1 100 W ，其在1 min 内消耗的电能W 1＝UI 1t ＝6.6×104 J ，洗衣机为非纯电阻用电器，所以R 2≠U I 2＝440 Ω，P 2＝UI 2＝110 W ，其在1 min 内消耗的电能W 2＝UI 2t ＝6.6×103 J ，其热功率P 热≠P 2，而P 1＝10P 2，所以电饭煲发热功率不是洗衣机电动机发热功率的10倍，只有选项C 正确．10.电阻R 和电动机串联接到电路中，如图3所示，已知电阻R 跟电动机线圈的电阻值相等，开关接通后，电动机正常工作．设电阻R 和电动机两端的电压分别为U 1和U 2，经过时间t ，电流通过电阻R 做功为W 1，产生热量为Q 1，电流通过电动机做功为W 2，产生热量为Q 2，则有( )图3A．U1＜U2，Q1＝Q2B．U1＝U2，Q1＝Q2C．W1＝W2，Q1＞Q2D．W1＜W2，Q1＜Q2[答案] A[解析]电动机是非纯电阻，其两端电压U2＞IR＝U1，B错；电流做的功W1＝IU1t，W2＝IU2t，因此，W1＜W2，C错；产生的热量由Q＝I2Rt可判断Q1＝Q2，A对，D错．二、非选择题11.(2017·启东中学高一下期末)如图4所示，M为电动机，N为电炉子，电炉子的电阻R＝4 Ω，电动机的内阻r＝1 Ω，恒定电压U＝12 V．当S1闭合、S2断开时，理想电流表A示数为I1；当S1、S2同时闭合时，理想电流表A示数为I2＝5 A．求：图4(1)理想电流表的示数I 1及电炉子发热功率；(2)电动机的输出功率．[答案] (1)3 A 36 W (2)20 W[解析] (1)电炉子为纯电阻元件，由欧姆定律得：I 1＝U R ＝124A ＝3 A 其发热功率为：P R ＝I 1 2R ＝32×4 W ＝36 W ；(2)当S 1、S 2同时闭合时，流过电动机的电流为：I 3＝I 2－I 1＝2 A ，电动机为非纯电阻元件，由能量守恒定律得：UI 3＝P 出＋I 3 2r ，代入数据解得：P 出＝20 W.12．规格为“220 V 36 W ”的排气扇，线圈电阻为40 Ω，求：(1)接220 V 的电源后，排气扇转化为机械能的功率和发热的功率；(2)如果接上(1)中电源后，扇叶卡住，不能转动，求电动机消耗的功率和发热的功率．[答案] (1)35 W 1 W (2)1 210 W 1 210 W[解析] (1)排气扇在220 V 的电压下正常工作时的电流为I ＝P U ＝36220A ≈0.16 A. 发热功率为P 热＝I 2R ＝(0.16)2×40 W ≈1 W.转化为机械能的功率为P 机＝P －P 热＝(36－1) W ＝35 W.(2)扇叶被卡住不能转动后，电动机所在电路成为纯电阻电路，电流做功全部转化为热能，此时电动机中电流为I ′＝U R ＝22040A ＝5.5 A. 电动机消耗的功率即电功率等于发热功率：P 电′＝P 热′＝UI ′＝220×5.5 W ＝1 210 W.13．一台小型电动机在380 V 电压下正常工作时，能将30 kg 的货物在30 s 内匀速提升30 m ，通过它的电流是1 A ．除电动机线圈生热，其他能量损失不计，求在此过程中：(g 取10 N/kg)(1)拉力对货物做功的功率；(2)电动机的输出功率；(3)电动机线圈所产生的热量．[答案] (1)300 W (2)300 W (3)2 400 J[解析] (1)货物匀速上升，故拉力等于重力，故有F ＝mg ＝30×10 N ＝300 N ，上升的速度为v ＝h t ＝30 m 30 s＝1 m/s ，故拉力的功率为P ＝F v ＝300×1 W ＝300 W.(2)电动机的输出功率P 出＝P ＝300 W.(3)由能量守恒定律可知Q ＝IUt －mgh ＝(1×380×30－300×30) J ＝2 400 J.。

高中物理选修3-1(人教版)练习：第二章第5节焦耳定律含答案

5 焦耳定律A级抓基础1．关于电功W和电热Q的说法正确的是( )A．在任何电路中都有W＝UIt、Q＝I2Rt，且W＝QB．在任何电路中都有W＝UIt、Q＝I2Rt，但W不一定等于QC．W＝UIt、Q＝I2Rt均只有在纯电阻电路中才成立D．W＝UIt在任何电路中成立，Q＝I2Rt只在纯电阻电路中成立答案：B2．功率为10 W的发光二极管(LED灯)的亮度与功率为60 W的白炽灯相当．根据国家节能战略，20xx年前普通白炽灯应被淘汰．假设每户家庭有2只60 W的白炽灯，均用10 W的LED灯替代，估算出全国一年节省的电能最接近( )A．8×108 kW·h B．8×1010 kW·hC．8×1011 kW·h D．8×1013 kW·h答案：B3．额定电压、额定功率均相同的电风扇、电烙铁和日光灯，各自在额定电压下正常工作了相同的时间．比较它们产生的热量，结果是( )A．电风扇最多B．电烙铁最多C．日光灯最多D．一样多答案：B4．有四盏灯，接入如图所示的电路中，L1和L2都标有“220 V 100 W”，L3和L4都标有“220 V 40 W”．把电路接通后，最暗的灯将是( )A．L1 B．L2C．L3 D．L4答案：C5.在如图所示的电路中，电源电压为60 V，内阻不计，电阻R＝2 Ω，电动机的内阻R0＝1.6 Ω，电压表的示数为50 V，电动机正常工作，求电动机的输出功率．解析：电动机正常工作时，电动机两端的电压U0＝50 V，此时通过电路中的电流：I＝＝＝5 A，电动机的输出功率P出＝U0I－I2R0＝210 W.B级提能力6．电功率的计算公式P＝中，U是加在用电器上的电压，R是用电器的电阻，此式可用于( )A．计算电冰箱的功率B．计算电风扇的功率C．计算电烙铁的功率 D．计算洗衣机的功率解析：公式P＝是根据功率公式和欧姆定律推导出来的，只能用在纯电阻电路中，故C正确，A、B、D错误．答案：C7.如图所示为某两个电阻的U－I图象，则R1∶R2的值和把两电阻串联后接入电路时消耗功率之比P1∶P2及并联后接入电路时消耗功率之比P1′∶P2′分别是( )A．2∶1 2∶1 1∶2 B．2∶1 1∶2 2∶1C．1∶2 1∶2 2∶1 D．1∶2 2∶1 1∶2答案：A8．如图所示，额定电压为110 V的两盏电灯，额定功率分别为PA＝100 W，PB＝25 W．把它们接到220 V的电路上，欲使它们都能正常发光且耗电最少，应采用的接法是( )答案：C9．(多选)如图所示，电阻R1＝20 Ω，电动机线圈的电阻R2＝10 Ω.当开关断开时，电流表的示数是0.5 A，当开关闭合后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，电流表的示数I和电路消耗的电功率P应是( )。

人教版高中物理选修(31)2.5《焦耳定律》课后作业

(精品)高二物理学案-2.5《焦耳定律》(人教版选修3-1)带答案

第5节焦耳定律一. 课前预习1、电功和电功率(1)电功：①定义：在一段电路中电场力所做的功，简称电功。

等于这段电路两端的电压U ，电路中的电流I 和通电时间t 三者的。

②定义式：③单位：在国际单位制中，电功的单位是，简称，符号是 .电功的常用单位有：，俗称“度”，符号是kW ·h.1 kW ·h 表示功率为1 kW 的用电器正常工作1 h 所消耗的电能。

1 kW ·h=1000 W ×3600 s=3.6×106 J(2)电功率：①定义：时间内电流所做的功叫做电功率。

用P 表示电功率。

②定义式：③单位：2、焦耳定律设在一段电路中只有纯电阻元件，其电阻为R ，通过的电流为I ，在时间t 内电流通过此电阻产生的热量Q= 。

这个关系最初是物理学家焦耳用实验得到的，叫焦耳定律。

热功率：单位时间内发热的功率叫做热功率，P 热=tQ = 3、电功率与热功率的区别和联系（1）区别电功率是指输入某段电路的全部功率或在这段电路上消耗的全部电功率，决定于这段电路两端电压U 和通过的电流I 的乘积。

热功率是在某段电路上因发热而消耗的功率，决定于通过这段电路的电流的平方I 2和电阻R 的乘积。

（2）联系若在电路中只有电阻元件时，电功率与热功率数值相等。

即P 热=P 电若电路中有电动机或电解槽时，电路消耗的电功率绝大部分转化为机械能或化学能，只有一少部分转化为内能，这时电功率大于热功率，即P 电＞P 热。

1、(1)乘积、W =Uit 、焦耳、焦、J 、千瓦时(2)单位、P =t W =IU 、瓦（W ）、千瓦（kW ）2、I 2Rt 、I 2R二．课堂练习1．对计算任何用电器的电功率都适用的公式是（CD ）A ．P ＝R I 2B ．C ． D. 2．不考虑温度对电阻的影响，对一个“220V ，40W”的灯泡，下列说法正确的是( BD )A.接在110 V 的电路上时的功率为20 WB.接在110 V 的电路上时的功率为10 WC.接在440 V 的电路上时的功率为160WD.接在220 V 的电路上时的功率为40 W3．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 ，则电动机线圈上消耗的热功率为（ C ）A ．PB ．r U 2C ．22U r PD ．22Ur P P - 4．有一提升重物用的直流电动机，线圈内阻r =0.6Ω，定值电阻R =10Ω，电源电压U =160 V 。

2018学年高中物理选修3-1学案：2.5 焦耳定律含答案

2.5焦耳定律【考纲要求】1．理解电功、电功率的概念，公式的物理意义。

了解实际功率和额定功率。

2．了解电功和电热的关系。

了解公式Q=I2Rt（P=I2R）、Q=U2t/R（P=U2/R）的适应条件。

3．知道非纯电阻电路中电能与其他形式能转化关系，电功大于电热。

4．能运用能量转化与守恒的观点解决简单的含电动机的非纯电阻电路问题。

【自主学习】1.什么是电功和电功率？（1）功是能量转化的量度，电能转化为其他形式的能通过实现。

电流做功的实质上是导体中的恒定电场对的力在做功，电荷的减小，其他形式的能在增加；公式：是电功的普适式，适用于任何电路。

单位：。

（2）不同电机做功快慢不同，内电流所做的功叫做电功率。

公式：P= 是电功率的普适式。

单位：。

适用于任何电路。

2.什么焦耳定律和热功率？（1）电流的热效应：电流在通过导体时，导体要发热，能转化为能。

这就是电流的热效应。

任何电路中电流I 通过电阻R时都要产生的热量（电热）。

（2）焦耳定律内容：电流通过导体产生的热量跟电流的成正比，跟导体的电阻成及通电时间成。

（3）表达式：电热Q= 。

注意：焦耳定律是电流热效应的实验定律，凡是计算电热，都应选用焦耳定律。

适用于纯电阻电路，也适用于非纯电阻电路。

（4）热功率（P）：定义：称为热功率。

表达式：P = 。

3.电功和电热有何异同？（1）电流通过用电器时把能全部转化为能，这样的电路叫做纯电阻电路。

在纯电阻电路中，例如电炉、电熨斗、电饭锅，电烙铁、白炽灯泡等。

这时电能全部转化为内能，电功等于电热，即.同理.（2）电流通过用电器时把能全部转化为的能和能，这样的电路叫做非纯电阻电路。

在非纯电阻电路中：电流通过用电器是以转化为内能以外的形式的能为目的，发热不是目的，而是难以避免的内能损失。

例如电动机、电解槽、给蓄电池充电、日光灯等。

这时电路消耗的电能，即W=UIt分为两部分，一大部分转化为其他形式的能E其他（例如电流通过电动机，电动机转动，电能转化为机械能）；另一小部分不可避免地转化为电热Q=I2R t（电枢的电阻生热）.这里W=UIt不再等于Q=I2Rt，应该是W=E其他＋Q（3）电功和电热是两个不同的物理量，只有在纯电阻电路中，电功等于电热，；在非纯电阻电路中，电功大于电热，W>Q，这时电功只能用计算，电热只能用计算，两式不能通用。

高中物理选修3-1课时作业5：2.5 焦耳定律

训练5 焦耳定律一、选择题(1～7题为单选题，8～10题为多选题)1．下列关于电功率的说法中，正确的是()A．用电器的额定功率与用电器的实际电压和实际电流有关B．用电器的实际功率取决于用电器的额定功率C．白炽灯正常工作时，实际功率等于额定功率D．电功率越小，则电流做功越少2．关于电功W和电热Q的说法正确的是()A．在任何电路中都有W＝UIt、Q＝I2Rt，且W＝QB．在任何电路中都有W＝UIt、Q＝I2Rt，但W不一定等于QC．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3.如图1所示为某两个电阻的UI图象，则R1∶R2的值和把两电阻串联后接入电路时消耗功率之比P1∶P2及并联后接入电路时消耗功率之比P1′∶P2′分别是()图1A．2∶12∶11∶2B．2∶11∶22∶1C．1∶21∶22∶1D．1∶22∶11∶24．电阻R和电动机串联接到电路中，如图2所示，已知电阻R跟电动机线圈的电阻值相等，开关接通后，电动机正常工作．设电阻R和电动机两端的电压分别为U1和U2，经过时间t，电流通过电阻R做功为W1，产生热量为Q1，电流通过电动机做功为W2，产生热量为Q2，则有()图2A．U1＜U2，Q1＝Q2B．U1＝U2，Q1＝Q2C．W1＝W2，Q1＞Q2D．W1＜W2，Q1＜Q25．如图3所示，有一内电阻为4.4 Ω的电解槽和一盏标有“110 V60 W”的灯泡串联后接在电压为220 V的直流电路两端，灯泡正常发光，则()图3A．电解槽消耗的电功率为120 WB．电解槽的发热功率为60 WC．电解槽消耗的电功率为60 WD．电路消耗的总功率为60 W6．加在某电动机上的电压是U ，电动机消耗的电功率为P ，电动机线圈的电阻为r ，则电动机线圈上消耗的电热功率为( ) A ．P B.U 2r C.P 2r U 2 D ．P －P 2rU27．在研究微型电动机的性能时，应用如图4所示的实验电路．当调节滑动变阻器R 使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.50 A 和2.0 V ．重新调节R 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2.0 A 和24.0 V ，则这台电动机正常运转时的输出功率为( )图4A ．32 WB ．44 WC ．47 WD ．48 W8．一灯泡标有“220 V,100 W ”字样将其接到110 V 的电源上(不考虑灯泡电阻的变化)，则有( )A ．灯泡的实际功率为50 WB ．灯泡的实际功率为25 WC ．通过灯泡的电流为额定电流的12D ．通过灯泡的电流为额定电流的149．日常生活用的电吹风中有电动机和电热丝，电动机带动风叶转动，电热丝给空气加热，得到的热风可将头发吹干．设电动机线圈的电阻为R 1，它与电热丝的电阻R 2相串联，接到直流电源上，电吹风机两端电压为U ，通过的电流为I ，消耗的电功率为P ，则以下选项正确的是( ) A ．IU ＞P B ．IU ＝P C ．P ＞I 2(R 1＋R 2)D ．P ＝I 2(R 1＋R 2)10．标有“6 V 6 W”和“6 V 3 W”的灯泡L1和L2串联接在某电源上，设灯丝电阻不变，则()A．通过灯L1、L2的电流之比为2∶1B．灯L1、L2的实际功率之比为1∶2C．电源电压为12 V时，灯L1、L2均正常发光D．电源电压为9 V时，灯L2正常发光二、非选择题11．有一个小型直流电动机，把它接入电压为U1＝0.2 V的电路中时，电动机不转，测得流过电动机的电流是I1＝0.4 A；若把电动机接入U2＝2.0 V的电路中，电动机正常工作，工作电流是I2＝1.0 A，求电动机正常工作时的输出功率多大？如果在电动机正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率是多大？12.电热毯是人们常用的电热式家用电器，它一般具有加热和保温功能，其工作原理大致相同，如图5为某种电热式电器的简化电路图，主要元件有电阻丝R1、R2和自动开关S.图5(1)当自动开关S闭合和断开时，用电器分别处于什么状态？(2)用电器由照明电路供电(U＝220 V)，设加热时用电器的电功率为400 W，保温时用电器的电功率为40 W，则R1和R2分别为多大？13.如图6所示为电动机提升重物的装置，电动机线圈的电阻为r＝1 Ω，电动机两端的电压为5 V，电路中的电流为1 A，物体A重20 N，不计摩擦力，求：图6(1)电动机线圈电阻上消耗的热功率；(2)电动机输入功率和输出功率；(3)10 s内，可以把重物A匀速提升的高度；(4)这台电动机的机械效率．[答案]精析1．C [用电器的额定功率是它正常工作时的功率，其值是由用电器本身的结构决定的，与实际电流和实际电压无关，故A 错，C 对；用电器实际功率的大小是由加在它两端的电压和通过它的电流决定的，B 错；电流做功的多少不仅与功率的大小有关，还与通电时间有关，D 错．]2．B [W ＝UIt 是电功的定义式，适用于任何电路，Q ＝I 2Rt 是焦耳热的定义式也适用于任何电路，如果是纯电阻电路W ＝Q ，在非纯电阻电路W >Q ，B 对，A 、C 、D 错．]3．A [由UI 图象可知，R 1∶R 2＝2∶1.把R 1、R 2串联接入电路，由P ＝I 2R 知P 1∶P 2＝R 1∶R 2＝2∶1.并联时P 1′∶P 2′＝R 2∶R 1＝1∶2.]4．A [电动机是非纯电阻，其两端电压U 2＞IR ＝U 1，B 错；电流做的功W 1＝IU 1t ，W 2＝IU 2t ，因此，W 1＜W 2，C 错；产生的热量由Q ＝I 2Rt 可判断Q 1＝Q 2，A 对，D 错．]5．C [灯泡能正常发光，说明电解槽和灯泡均分得110 V 电压，且干路电流I ＝I 灯＝611 A ，则电解槽消耗的电功率P ＝P 灯＝60 W ，A 错，C 对；电解槽的发热功率P 热＝I 2R 内≈1.3 W ，B 错误；整个电路消耗的总功率P 总＝220×611 W ＝120 W ，D 错．]6．C [因为P ＝IU ，I ＝PU，所以P 热＝⎝⎛⎭⎫P U 2r .故选C.] 7．A [电动机停止转动时，线圈的电阻r ＝U 1I 1＝4 Ω，电动机恢复正常运转时，电功率P ＝UI ＝48 W ，热功率为P 热I 2r ＝16 W ，电动机输出的机械功率P 机＝P －P 热＝32 W ，选项A 正确．] 8．BC9．BC [根据电功率的定义P ＝UI ，可知选项B 正确．电功率分为三部分：线圈消耗的热功率、电热丝消耗的热功率、电动机工作时转化为风能的功率，故C 正确．]10．BD [L 1和L 2串联接在电路中，电流相等．L 1的电阻R 1＝U 2额P 1额＝6 Ω，L 2的电阻R 2＝U 2额P 2额＝12 Ω.电阻之比R 1∶R 2＝1∶2，所以分压关系U 1∶U 2＝1∶2，通过两灯的电流相等，所以功率之比：P 1∶P 2＝I 2R 1∶I 2R 2＝R 1∶R 2＝1∶2.当电源电压为12 V 时，可得U 1＝4 V ，U 2＝8V ．电压均不是额定电压，都不能正常发光．当电源电压为9 V 时，U 1＝3 V ，U 2＝6 V ，L 2正常发光．所以正确选项应是B 、D.] 11．1.5 W 8 W[解析] U 1＝0.2 V 时，电动机不转，此时电动机为纯电阻，故电动机线圈内阻r ＝U 1I 1＝0.20.4 Ω＝0.5 Ω，U 2＝2.0 V 时，电动机正常工作．此时电动机为非纯电阻，则由电功率与热功率各自的定义式，得P 电＝U 2I 2＝2.0×1.0 W ＝2 W.P 热＝I 22r ＝1.02×0.5 W ＝0.5 W.所以由能量守恒定律可得电动机的输出功率 P 出＝P 电－P 热＝2 W －0.5 W ＝1.5 W.此时若电动机转子突然被卡住，则电动机又为纯电阻，其热功率P 热′＝U 22r ＝2.020.5 W ＝8 W.12．(1)S 闭合为加热状态，S 断开为保温状态 (2)121 Ω 1 089 Ω[解析] (1)当开关S 闭合时，R 2被短路，电路中只有R 1，此时功率P 1＝U 2R 1；当开关S 断开时，R 1、R 2串联，此时功率为P 2＝U 2R 1＋R 2，显然有P 1＞P 2，故S 闭合时，用电器处于加热状态；S 断开时，用电器处于保温状态．(2)加热时有：P 1＝U 2R 1，保温时有：P 2＝U 2R 1＋R 2，代入数据解得：R 1＝121 Ω，R 2＝1 089 Ω.13．(1)1 W (2)5 W 4 W (3)2 m (4)80%[解析] (1)根据焦耳定律，热功率P 热＝I 2r ＝12×1 W ＝1 W.(2)电动机输入功率等于输入电流与电动机两端电压的乘积P 入＝IU ＝1×5 W ＝5 W ，输出功率等于输入功率减去发热消耗的功率P 出＝P 入－P 热＝5 W －1 W ＝4 W.(3)电动机输出的功率用来提升重物转化为机械功，在10 s 内P 出t ＝mgh .解得h ＝P 出t mg ＝4×1020m ＝2 m.(4)机械效率η＝P 出P 入×100%＝80%.。

高中物理选修3-1课时作业10：2.5焦耳定律

2.5焦耳定律1.不考虑温度对电阻的影响,对一个“220 V40 W”的灯泡,下列说法正确的是()A.接在110 V的电路上时的功率为20 WB.接在110 V的电路上时的功率为10 WC.接在440 V的电路上时的功率为160 WD.接在220 V的电路上时的功率为80 W2.一根电阻丝,通过2 C电荷量所消耗的电能是8 J。

若在相同的时间内通过4 C的电荷量,则该电阻丝上所加电压和消耗的电能分别是()A.4 V,16 JB.8 V,16 JC.4 V,32 JD.8 V,32 J3.四盏灯的连接方式如图所示,灯L1、L2上标有“110 V100 W”,灯L3、L4上标有“110 V40 W”,当在A、B两点加上220 V电压时,在这四盏灯中实际消耗功率最小和最大的灯泡分别是()A.L1和L2B.L1和L3C.L3和L4D.L2和L44.额定电压、额定功率均相同的电风扇、电烙铁和日光灯,各自在额定电压下正常工作了相同的时间。

比较它们产生的热量,结果是()A.电风扇最多B.电烙铁最多C.日光灯最多D.一样多5.如图所示,有一内阻为4.4 Ω的电解槽和一盏标有“110 V60 W”的灯泡串联后接在电压为220 V的直流电路两端,灯泡正常发光,则()A.电解槽消耗的电功率为120 WB.电解槽的发热功率为60 WC.电解槽消耗的电功率为60 WD.电路消耗的总功率为60 W6.(多选)在某段电路中,其两端电压为U,通过的电流为I,通电时间为t,若该电路电阻为R,则关于电功和电热,下列结论正确的是()A.在任何电路中,电功UIt=I2RtB.在任何电路中,电功为UIt,电热为I2RtC.在纯电阻电路中,UIt=I2RtD.在非纯电阻电路中,UIt≥I2Rt7.(多选)如图所示为两电阻R1和R2的伏安特性曲线。

若在两电阻两端加相同的电压,关于它们的电阻值及发热功率的比较正确的是()A.电阻R1的阻值较大B.电阻R2的阻值较大C.电阻R1的发热功率较大D.电阻R2的发热功率较大8.(多选)如图所示,R1=20 Ω,电动机M中线圈的电阻R2=10 Ω,当开关打开时,电流表示数为0.5 A;当开关合上时,若电压U不变,电流表的示数I及电路消耗的功率P应是()A.I=1.5 AB.I<1.5 AC.P=15 WD.P<15 W9.如图所示的电路中,电源电压为60 V,内阻不计,电阻R=2 Ω,电动机的内阻R0=1.6 Ω,电压表的示数为50 V,电动机正常工作,求电动机的输出功率。

人教版高中物理选修3-1：2.5 焦耳定律同步课时练习

5焦耳定律记一记焦耳定律知识体系4个概念——电功、电功率、电热、热功率4个公式——W＝IUt、P＝IU、Q＝I2Rt、P＝I2R2种电路——纯电阻电路和非纯电阻电路辨一辨1.电流做功越多，电功率越大．(×)2．电功率越大，电流做功越多．(×)3．电流做功的过程实质上是静电力做功的过程．(√)4．热功率一定等于电功率．(×)5．在任何电路中都可以用Q＝I2Rt求电热．(√)6．电功W＝UIt可以用来计算所有电路中电流所做的功．(√) 7．电动机消耗的电能，一部分转化为机械能，一部分转化为线圈内阻上的电热．(√)想一想1.纯电阻电路和非纯电阻电路的区别是什么？提示：纯电阻电路中消耗的电能全部转化为内能，而非纯电组电路中消耗的电能只是部分转化为内能．2．在一般电路中消耗的电能和产生的内能有什么关系？提示：在任何电路中，产生的内能不会大于消耗的电能，即E 内≤E电．3．一个电路消耗的总功率和各部分消耗电功率的关系与电路结构有关吗？提示：在任何电路中，整个电路消耗的定功率都等于各部分电路消耗的功率之和，与电路结构无关．思考感悟：练一练1.[2019·山东省普通高中学业水平考试]如图所示为某品牌的扫地机器人，其内部电机的电阻为0.5 Ω，额定功率为24 W，额定工作电压为8 V，锂电池容量为9 A·h，则该扫地机器人正常工作时()A．额定工作电流为3 AB．额定工作电流为16 AC．充满电后最长工作时间约为9 hD．每秒消耗能量为128 J答案：A2．[2019·湖北广水一中月考]有一台电风扇，标有“220 V50 W”，电动机线圈的电阻为0.4 Ω，把它接入220 V的电路中，以下几种计算时间t内产生热量的方法中正确的是()A．Q＝U2tR B．Q＝PtC．Q＝(PU)2Rt D．以上三种方法均正确答案：C3.[2019·山东实验中学期中]如图所示的电路中，电源的输出电压恒为U，电动机M的线圈电阻与电炉L的电阻相同，电动机正常工作，在相同的时间内，下列判断正确的是()A．电炉放出的热量大于电动机放出的热量B．电炉两端电压小于电动机两端电压C．电炉两端电压等于电动机两端电压D．电动机消耗的电功率等于电炉消耗的电功率答案：B4．[2019·湖南湘潭市一中期中考试]如图甲所示的电路，三个小灯泡并联后与电阻箱串联，如图乙所示的电路，三个小灯泡与电阻箱串联，两个电路中的小灯泡均完全相同．现将两个电路接在相同的电压两端，调节电阻箱的旋钮使所有的灯泡正常发光．电路甲消耗的电功率为P1，电路乙消耗的电功率为P2.则下列关系式正确的是()A.P1P2<3 B.P1P2＝3C.P1P2>3 D.P1P2<13答案：B要点一纯电阻电路和非纯电阻电路1.如图所示电路中，R1＝R3<R2＝R4，在ab两端接上电源后，设每个电阻所消耗的电功率分别为P1、P2、P3、P4，则它们的大小关系是()A．P1＝P3<P2＝P4B．P2>P1>P3>P4C．P2>P1>P4>P3D．P1>P2>P3>P4解析：根据并联电阻的特点，R3、R4两电阻的并联值R34要小于R3，所以根据串联电路中功率分配关系可知，P2>P1>P34.再根据并联电路中功率分配关系可知P3>P4，故B项正确．答案：B2．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，使两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗功率最小的电路是()解析：判断灯泡能否正常发光，就要判断电压是否是额定电压，或电流是否是额定电流，对灯泡有P＝UI＝U2R，可知R A<R B，对于A电路，由于R A<R B，所以U B>U A，且有U B>110 V，B灯被烧毁，U A<110 V不能正常发光，A项错误．对于B电路，由于R B>R A，A灯又并联变阻器，并联电阻更小于R B，所以U B>U并，B灯烧毁．对于C电路，B灯与变阻器并联电阻可能等于R A，所以可能U A＝U B＝110 V，两灯可以正常发光．对于D电路，若变阻器的有效电阻等于A、B的并联电阻，则U A＝U B＝110 V，两灯可以正常发光．比较C、D两个电路，由于C电路中变阻器功率为(I A－I B)×110 V，而D电路中变阻器功率为(I A＋I B)×110 V，所以C电路消耗电功率最小．答案：C3．加在某电动机上的电压是U(V)，电动机消耗的电功率为P(W)，电动机线圈的电阻为r(Ω)，则电动机线圈上消耗的电热功率为()A．P B.U2 rC.P2rU2D．P－P2rU2解析：由P＝UI知电路中的电流I＝PU，所以线圈消耗的热功率P Q＝I2r＝(PU)2r＝P2rU2.即C项正确．答案：C4．小明准备参加玩具赛车比赛，他想通过实验挑选一只能量转换效率较高的电动机，实验时他先用手捏住电动机的转轴，使其不转动，然后放手，让电动机正常转动，分别将2次实验的有关数据记录在表格中．请问：电动机的电压/V 电动机工作状态通过电动机的电流/A0.2不转动0.42.0正常转动 1.0(1)(2)当电动机正常工作时，转化为机械能的功率是多少？(3)当电动机正常工作1分钟时，电动机消耗的电能是多少？(4)该玩具电动机正常工作时电能转化为机械能的效率是多少？解析：(1)电动机不转动时，是纯电阻电路，根据欧姆定律得：r＝U rI r＝0.20.4Ω＝0.5 Ω(2)当电动机正常工作时，P机＝UI－I2r＝(2×1－12×0.5) W＝1.5 W(3)当电动机正常工作1分钟时，电动机消耗的电能E＝UIt＝2×1×60 J＝120 J(4)电能转化为机械能的效率η＝P机P总×100%＝1.52×100%＝75%.答案：(1)0.5 Ω(2)1.5 W(3)120 J(4)75%要点二串、并联电路中电功率、电功和电势的综合分析与计算5.(多选)[2019·山东济南二中高二检测]如图所示，把四个相同的灯泡接成甲、乙两种电路后，灯泡都正常发光，且两个电路的总功率相等．则下列对这两个电路中的U甲、U乙、R甲、R乙之间的关系的说法，正确的是()A．U甲>2U乙B．U甲＝2U乙C．R甲＝4R乙D．R甲＝2R乙解析：设灯泡的电阻为R，正常发光时电流为I，电压为U，由于两个电路的总功率相等．P＝U甲I＝U乙·2I，得U甲＝2U乙；又由U甲＝2U＋IR甲，U乙＝U＋2IR乙，得R甲＝4R乙，故B、C两项正确．答案：BC6．三只电阻R1、R2和R3按如图所示连接，在电路的A、B 端加上恒定电压后，电阻R1消耗的功率最大，则三只电阻的阻值大小关系为()A．R1>R2>R3B．R2>R1>R3C．R3>R2>R1D．R1>R3>R2解析：电阻R1、R2并联，电阻两端的电压相等，因为电阻R1消耗的功率最大，由功率公式P＝U2R，可判断R2>R1，由串、并联电路的特点可知，通过电阻R1的电流小于通过电阻R3的电流，根据功率公式P＝I2R，可判断R1>R3，故选B项．答案：B7．将两个定值电阻R1、R2并联在电压为U的电源两端，R1消耗的功率为P1，R2消耗的功率为3P1，当把它们串联在电压为4U的电源两端时，下列说法正确的是()A．R1两端的电压为UB．R2消耗的功率变小C．通过R2的电流变小D．两个电阻消耗的总功率为12P1解析：由P2＝U2R2＝3P1＝3U2R1得：R1＝3R2.R1、R2串联后接在4U电路中，由U1U2＝R1R2得：U1＝3U，U2＝U，所以A、B、C三项均错误．R1、R2消耗的总功率P＝U21R1＋U22R2＝9U2R1＋U2R2＝12P1.即D项错误．答案：D基础达标1.关于电功率的下列说法中，正确的是()A．用电器的额定功率与用电器的实际电压和实际电流有关B．用电器的实际功率取决于用电器的额定功率C．白炽灯正常工作时，实际功率等于额定功率D．电功率越小，则电流做功越少解析：用电器的额定功率是它正常工作时的功率．其值是由用电器本身的结构决定的，与实际电流和电压无关，故A项错误，C项正确；而用电器实际功率是多大，是由加在它两端的电压和通过的电流决定的，故B项错误；电流做功的多少不仅与功率的大小有关，还与时间有关，故D项错误．答案：C2．一台电动机，额定电压是100 V，电阻是1 Ω.正常工作时，通过的电流为5 A，则电动机因发热损失的功率为() A．500 W B．25 WC．1 000 W D．475 W解析：电动机的热功率P＝I2r＝(5 A)2·1 Ω＝25 W，B项正确，A、C、D三项错误．答案：B3．有一内电阻为4.4 Ω的电解槽和一盏标有“110 V60 W”的灯泡串联后接在电压为220 V的直流电路两端，灯泡正常发光，则()A．电解槽消耗的电功率为120 WB．电解槽的发热功率为60 WC．电解槽消耗的电功率为60 WD．电路消耗的总功率为60 W解析：灯泡能正常发光，说明电解槽和灯泡均分得110 V电压，且干路电流，I＝I灯＝60 W110 V，则电解槽消耗的功率P＝P灯＝60 W，C项正确，A项错误；电解槽的发热功率P热＝I2R≈1.3 W，B项错误；整个电路消耗的功率P总＝220 V×60 W110 V＝120 W，D 项错误．答案：C4．[2019·江苏海安高级中学期末考试]如图为A 、B 两灯泡的I －U 图象，把它们串联接在220 V 的恒压电源上．根据图象，计算A 、B 两灯泡的实际功率分别约为( )A ．5 W 、17 WB ．22 W 、48.4 WC ．48.4 W 、22 WD ．50 W 、170 W解析：由两灯泡串联接在220 V 的恒压电源上，可知两灯泡中的电流相等，且总电压为220 V ，则由题图可知，电流约为0.1 A ，A 灯泡的电压为50 V ，B 灯泡的电压约为170 V ，则由P ＝UI 可知，A 灯泡的功率为5 W ，B 灯泡的功率为17 W ，A 项正确．答案：A5．(多选)对电功及焦耳定律公式的理解正确的是( )A ．焦耳定律适用于一切电路的焦耳热的求解B ．电功公式W ＝UIt 、焦耳定律公式Q ＝I 2Rt 都适合于任何电路，因此W 一定等于QC ．非纯电阻电路中的电功可能等于焦耳热D ．电功的另一表达式W ＝U 2R t 只适用于纯电阻电路解析：任何电路的焦耳热的求解都可用焦耳定律求解，A 项正确；B 项中的两个公式均适合于任何电路，但W 不一定等于Q ，B 项错误；非纯电阻电路中的电功一定大于焦耳热，C 项错误；W ＝U 2R t 只适用于纯电阻电路，D 项正确．答案：AD6．三个阻值相同的灯泡，其允许消耗的最大功率都是10 W ，现将其中的两只灯泡串联起来后再与第三只灯泡并联接在电路中，则整个电路允许消耗的最大功率为( )A ．30 WB ．20 WC ．15 WD ．10 W解析：连接后电路如图，其中L 3两端电压最高，它消耗的电功率为10 W 时，因L 1与L 2串联，且电阻相等，则分配在L 1与L 2两灯电压都是灯L 3两端电压的一半．所以P 1＝P 2＝(U 2)2R ＝U 24R ＝P 34＝104 W ＝2.5 W则整个电路消耗的功率P ＝P 1＋P 2＋P 3＝(2.5＋2.5＋10) W ＝15 W.答案：C7．[2019·北京师大二附中期中考试]取两根完全相同的电阻丝，第一次将两电阻丝串联，第二次将两电阻丝并联，两次在电阻丝两端加相同的电压．若两次两电阻丝产生的热量均为Q ，第一次用时t 串，第二次用时t 并，则先后两次所用时间之比为( )A ．1∶1B ．2∶1C ．4∶1D ．1∶4解析：设每个电阻丝的电阻为R ，则R 串＝2R ，R 并＝R 2，由Q＝U 2R t 得t 串∶t 并＝4∶1，C 项正确．答案：C8．(多选)[2019·重庆南开中学期中考试]一台直流电动机的电阻为R ，额定电压为U ，额定电流为I ，当其正常工作时，下列叙述正确的是( )A ．电动机所消耗的电功率I 2RB ．t 时间内所产生的电热为UItC ．t 时间内所产生的电热为I 2RtD ．t 时间内输出的机械能为(U －IR )It解析：电动机所消耗的电功率P ＝UI ，所以A 项错误；I 2R 计算的是电动机的内阻发热的功率，所以t 时间内产生的电热为I 2Rt ，所以B 项错误，C 项正确；t 时间内所产生的机械能为电动机的总功减去电热，所以产生的机械能为(UIt －I 2Rt )，D 项正确．答案：CD9．一个电阻接到某电路后，消耗的功率为110 W，通过3 C 的电荷量时，有330 J的电能转化为内能，则()A．电阻所加电压为330 VB．通过电阻的电流为1 AC．电阻通电时间为3 sD．这个电阻的阻值为110 Ω解析：由W＝qU得U＝Wq＝330 J3 C＝110 V，故A项错误．由W＝pt得t＝WP＝330 J110 W＝3 s，又由q＝It得I＝qt＝3 C3 s＝1 A，故B、C两项正确．由W＝Q＝I2Rt得R＝WI2t＝110 Ω.故D项正确．答案：BCD10．电子产品制作车间里常常使用电烙铁焊接电阻器和电容器等元件，技术工人常将电烙铁和一个灯泡串联使用，灯泡还和一只开关并联，然后再接到市电上(如图所示)，下列说法正确的是()A．开关接通时比开关断开时消耗的总电功率大B．开关接通时，灯泡熄灭，只有电烙铁通电，可使消耗的电功率减小C．开关断开时，灯泡发光，电烙铁也通电，消耗的总电功率增大，但电烙铁发热较少D．开关断开时，灯泡发光，可供在焊接时照明使用，消耗总电功率不变解析：开关接通时，灯泡被短路，灯泡熄灭，电路的总电阻变小，电路的总电功率变大，电烙铁的电功率变大，A项正确，B 项错误；开关断开时，电路总电阻变大，电路的总电功率变小，C、D两项错误．答案：A11．[2019·山东师大附中期中考试]如图所示是某款理发用的电吹风的电路图，它主要由电动机M和电热丝R构成，当闭合开关S1、S2后，电动机正常工作，将空气从进风口吸入，经电热丝加热，形成热风后从出风口吹出，断开开关S1，电吹风吹冷风．已知电吹风的额定电压为220 V，吹热风时的功率为1 000 W，吹冷风时的功率为120 W，关于该电吹风，下列说法正确的是()A．当电吹风吹热风时，电热丝每秒消耗的电能为1 000 JB.当电吹风吹冷风时，电热丝每秒消耗的电能为120 JC．电热丝的电阻为55 ΩD.电动机线圈的电阻为1 2103Ω解析：吹热风时，电势丝和电动机并联，即电路消耗的电功率等于电热丝消耗的电功率与电动机消耗的电功率之和，故1 000 W＝120 W＋P热，则电热丝的功率为P热＝880 W，根据公式W＝Pt，可得当电吹风吹热风时，电热丝每秒消耗的电能为880 J，根据公式P＝U2R可得电热丝的电阻为R＝U2P热＝55 Ω，A项错误，C项正确；当吹冷风时，只有电动机工作，电热丝不工作，电热丝消耗的电能为0，B项错误；因为电动机是非纯电阻用电器，所以不能根据公式R＝U2P求解线圈电阻，D项错误．答案：C12．如图所示，用输出电压为1.4 V，输出电流为100 mA的充电器对内阻为2 Ω的镍—氢电池充电．下列说法错误的是()A．充电器输出的电功率为0.14 WB．充电时，电池消耗的热功率为0.02 WC．电能转化为化学能的功率为0.12 WD．充电器每秒把0.14 J的能量存储在电池内解析：充电器输出的电功率P电＝UI＝1.4×0.1 W＝0.14 W，A项正确；充电时，电池消耗的热功率为P热＝I2r＝0.02 W，B项正确；电能转化为化学能的功率为P化＝P电－P热＝0.12 W，C项正确；充电器每秒把0.12 J的能量存储在电池内，D项错误．答案：D能力达标13.[2019·四川乐山中学高二月考]表中是一辆电动自行车说明书上的一些技术参数，根据表中提供的信息，探究以下问题：(g 取10 m/s2，计算结果均保留两位有效数字)大？(2)假设行驶过程中所受阻力是车和人总重的0.02，在最大载重量的情况下，人骑车行驶的最大速度为多大？解析：(1)由题目提供信息可知，电机的输出功率为P出＝120 W，额定电压为U0＝40 V，额定电流为I0＝3.5 A.电机正常工作时输入功率为P入＝U0I0＝40×3.5 W＝140 W所以电机的效率为η＝P出P入×100%＝120140×100%≈86%设电机的内阻为r，则P入－P出＝I20r解得r≈1.6 Ω.(2)由题意知，行驶时所受阻力为F阻＝k(M＋m)g当达到最大速度v max时，应有P出＝F阻v max解得v max＝4.0 m/s.答案：(1)1.6 Ω86%(2)4.0 m/s14．[2019·天津静海县第一中学期中考试]有一个用直流电动机提升重物的装置，重物的质量m＝50 kg，电路电压为120 V，当电动机以v＝0.9 m/s的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流I＝5 A，求：(取g＝10 m/s2)(1)电动机线圈的电阻尺等于多少？(2)电动机对该重物的最大提升速度是多少？(3)若因故障电动机不能转动，这时通过电动机的电流是多大，电动机消耗的电功率又为多大？解析：(1)电动机提升重物时，根据能量守恒定律得P电＝P热＋P机，即UI＝I2R＋mg v解得R＝6 Ω(2)根据P电＝P热＋P机，得P机＝P电－P热＝UI－I2R＝－R(I－U 2R)2＋U24R当I＝U2R时，P机有最大值U24R即I＝120 V2×6 Ω＝10 A时，P机max＝12024×6W＝600 W根据P机max＝mg v max得v max＝600 W50×10 Ω＝1.2 m/s(3)若因故障电动机不能转动，则由欧姆定律得通过电动机线圈的电流为I′＝UR＝1206A＝20 A电动机消耗的电动率为P′串＝I′2R＝2 400 W 答案：(1)6 Ω(2)1.2 m/s(3)20 A 2 400 W。

高中物理选修3-1课时作业20：2.5 焦耳定律

第5节焦耳定律基础过关1.(多选)关于电功，下列说法中正确的有()A.电功的实质是静电力所做的功B.电功是电能转化为其他形式能的量度C.静电力做功使金属导体内的自由电子运动的速率越来越大D.电流通过电动机时的电功率和热功率相等[答案]AB2.如图1所示，一幢居民楼里住着生活水平各不相同的24户居民，所以整幢居民楼里有各种不同的电器，例如电炉、电视机、微波炉、电脑等。

停电时，用欧姆表测得A、B间电阻为R；供电后，各家电器同时使用，测得A、B间电压为U，进线电流为I，则计算该幢居民楼用电的总功率可以用的公式是()图1A.P＝I2RB.P＝U2 RC.P＝IUD.P＝I2R＋U2 R[解析]家用电器中有纯电阻也有非纯电阻，故总电功率只能用P＝UI来计算，C正确。

[答案]C3.如图2为某品牌的扫地机器人，其内部电机的电阻为0.5 Ω，额定功率为24 W，额定工作电压8 V，扫地机器人的锂电池容量9 A·h，则该机器人正常工作时()图2A.额定工作电流为3 AB.额定工作电流为16 AC.充满电后最长工作时间约为9 hD.每秒消耗能量为128 J[解析]额定功率为24 W，额定工作电压8 V，所以额定电流为I＝PU＝3 A，选项A正确，B错误；锂电池容量9 A·h，Q＝It可知，工作电流为3 A，所以能够工作3 h，选项C错误；每秒消耗能量为24 J，选项D错误。

[答案]A4.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，使两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗功率最小的电路是()[解析]判断灯泡能否正常发光，就要判断电压是否是额定电压，或电流是否是额定电流，对灯泡有P＝UI＝U2R，可知：R A<R B，对于A电路，由于R A<R B，所以U B>U A，且有U B>110 V，B灯泡被烧毁，U A<110 V不能正常发光，A错误；对于B电路，由于R B>R A，A灯又并联变阻器，并联电阻更小于R B，所以U B>U 并，B灯泡烧毁；对于C电路，B灯与变阻器并联电阻可能等于R A，所以可能U A ＝U B＝110 V，两灯可以正常发光；对于D电路，若变阻器的有效电阻等于A、B 的并联电阻，则U A ＝U B ＝110 V ，两灯可以正常发光；比较C 、D 两个电路，由于C 电路中变阻器功率为(I A －I B )×100，而D 电路中变阻器功率为(I A ＋I B )×110，所以C 电路消耗电功率最小。

高中物理选修3-1课时作业17：2.5焦耳定律

2.5 焦耳定律1．关于电功W和电热Q的说法正确的是()A．在任何电路中都有W＝UIt、Q＝I2Rt，且W＝QB．在任何电路中都有W＝UIt、Q＝I2Rt，但W不一定等于QC．W＝UIt、Q＝I2Rt均只有在纯电阻电路中才成立D．W＝UIt在任何电路中成立，Q＝I2Rt只在纯电阻电路中成立2．(多选)用一个额定电压为220 V的电热水器煮沸一壶水需要t s，如果不考虑电热水器的电热损失和电热丝电阻受温度的影响，那么()A．当线路电压为110 V时，煮沸一壶水需要2t sB．当线路电压为110 V时，煮沸一壶水需要4t sC．当线路电压为55 V时，煮沸一壶水需要4t sD．当线路电压为55 V时，煮沸一壶水需要16t s3.图1为甲、乙两灯泡的I-U图像，根据图像，计算甲、乙两灯泡并联在电压为220 V 的电路中时实际发光的功率约为()图1A．15 W,30 W B．30 W,40 WC．40 W,60 W D．60 W,100 W4．夏天空调器正常工作时，制冷状态与送风状态交替运行。

一空调器在不同工作状态下电功率随时间变化的关系如图2所示，此空调器运行1小时用电()图2A．1.0度B．1.5度C．2.0度D．2.5度5．如图3所示，把两个相同的灯泡分别接在甲、乙电路中，甲电路两端的电压为8 V ，乙电路两端的电压为16 V 。

调节变阻器R 1和R 2使两灯都正常发光，此时变阻器消耗的功率分别为P 1和P 2，两电路中消耗的总功率分别为P 甲和P 乙，则下列关系中正确的是( )图3A ．P 甲<P 乙B ．P 甲>P 乙C ．P 1>P 2D ．P 1＝P 26.如图4所示，有一内电阻为4.4 Ω的电解槽和一盏标有“110 V 60 W”的灯泡串联后接在电压为220 V 的直流电路两端，灯泡正常发光，则( )图4A ．电解槽消耗的电功率为120 WB ．电解槽的发热功率为60 WC ．电解槽消耗的电功率为60 WD ．电路消耗的总功率为60 W7．如图5所示，一幢居民楼里住着生活水平各不相同的24户居民，所以整幢居民楼里有各种不同的电器，例如电炉、电视机、微波炉、电脑等。

人教版选修3-1 高二(上 )第二章 5. 焦耳定律课后作业

人教版选修3-1 高二（上）第二章 5. 焦耳定律课后作业一、单选题1. 图中的，外加电压保持不变，当双刀双掷开关分别掷向3、6位置和掷向1、4位置时，两电阻在单位时间里放出的总热量之比为（）A ．B ．C ．D ．2. 如图，内阻为4.4Ω的电解槽和一盏标有“110V，60W”的灯泡串联后接在电压为220V恒压电源两端，灯泡正常发光，则A．电解槽消耗的电功率为60WB．电解槽的发热功率为60wC．电解槽中将电能转化为化学能的功率为60WD．整个电路消耗的总功率为60W二、多选题三、解答题3. 扫地机器人是智能家用电器的一种，它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫。

如图为某品牌的扫地机器人，已知其电池容量3000mA h ，额定工作电压12V ，额定功率18W ，则下列说法正确的是（）A ．扫地机器人的电阻是8ΩB ．题中“mA h”是能量单位C ．扫地机器人正常工作时的电流是1.5AD ．扫地机器人充满电后能够连续正常工作的最长时间约为2h4. 在研究微型电风扇的性能时，利用如图所示的实验电路，当调节滑动变阻器R 并控制电风扇停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.50A 和1.0V ，重新调节R 并使电风扇恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为1.0A 和12.0V ，求:(1)电风扇的内阻有多大？(2)这台电风扇正常运转时输出功率为多少?(3)这台电风扇正常运转时效率为多少?5. 如图所示为电动机提升重物的装置，电动机线圈电阻为r=1 Ω，电动机两端电压为5 V ，电路中的电流为1 A ，物体A 重20 N ，不计摩擦力，求：（1）电动机线圈电阻上消耗的热功率是多少？（2）电动机的输入功率和输出功率各是多少？（3）10 s 内，可以把重物A 匀速提升多高？（4）这台电动机的机械效率是多少？。

人教版高中物理选修31课后巩固作业2.5焦耳定律(选修31)

高中物理学习资料金戈铁骑整理制作（40 分钟 50 分）一、选择题（本题包括 5 小题，每题 5 分，共 25 分. 每题最少一个选项正确）( )1. （ 2011·杭州高二检测）关于电功和电热，下面说法正确的选项是A. 任何电路中的电功W=UIt，电热Q=I2Rt 且W=QQB. 任何电路中的电功W=UIt，电热Q=I2Rt 且W有时不等于C. 电功W=UIt 在任何电路中都适用，Q=I2Rt只在纯电阻电路中适用D. 电功W=UIt，电热Q=I2Rt ，只适用于纯电阻电路R1、 R2、 R3上耗资的功率相2. （ 2011·成都高二检测）以下列图的电路中，两端电压U保持不变，若电阻等，则它们的阻值之比R1∶ R2∶ R3为( )∶ 1∶1∶1∶ 1∶ 4∶4∶2∶ 23. 如图中虚线框内是一个未知电路，测得它的两端点a、 b 之间电阻是 R，在 a、 b 之间加上电压U，测得流过电路的电流为I ，则未知电路的电功率必然是( )22A.I R/R2R4. （ 2011·深圳高二检测）以下列图的电路中，输入电压U恒为 12 V, 灯泡 L 上标有“ 6 V,12 W ”字样，电动机线圈的电阻R M=0.50 Ω . 若灯泡恰能正常发光，以下说法中正确的选项是( )A. 电动机的输入功率为12 WB. 电动机的输出功率为12 WC. 电动机的热功率为 2.0 WD. 整个电路耗资的电功率为22 W5. 电阻 R1和 R2上分别标有“ 100 Ω 4 W”和“ Ω8 W”字样，将它们串通起来此后，能承受的最大电压是 ( )A.30 VB.90 VC.22.5 VD.25 V二、非选择题（本题包括 3 小题，共25 分，要有必要的文字表达）6. （ 2011·沈阳高二检测）（7 分）以下列图电路中，电源电压为60 V ，内阻不计，电阻R=2Ω，电动机的内阻R0Ω，电压表的示数为50 V ，电动机正常工作，求电动机的输出功率.7. （ 8 分）以下列图，已知 U AB =6 V ，当滑动变阻器触头 P 位于正中地址时，额定电压为 3 V 的灯泡 L 正常发光，当触头滑至最左端时，电灯本质功率为2 W ，求此灯泡的额定功率和变阻器的总电阻.8. （ 10 分）以下列图为电动机提升重物的装置，电动机线圈电阻r=1 Ω ，电动机两端电压为 5 V ，电路中的电流为 1 A ，重物 A 重 20 N. 不计摩擦力，求：（ 1）电动机线圈电阻上耗资的热功率是多少；（ 2）电动机的输入功率和输出功率各是多少；（ 3） 10 s 内，可以把重物 A 匀速提升多高；（ 4）这台电动机的机械效率是多少.答案解析1. 【解析】选 B.W=UIt 适用于求所有电路中的电功， Q=I 2Rt 适用于求所有电路中的电热 . 在纯电阻电路中， W=Q ，在非纯电阻电路中， W ＞ Q ，故 B 正确 .2. 【解析】选2、 R 3 并联，电压 U 相等，由 P=U2可知， P 相等时， R 2=R 3，由 U=IR 可知 I 2=I 3=I ，故通R过 R 1 的电流为 2I.R 耗资的功率 P=(2I)2 2①R=4I R111R 2 耗资的功率 P=I 2R 2②，比较①②得 R=4R ，故 R ∶R ∶R=1∶4∶4，C 正确 .211233. 【解析】选 C. 选项 A 、 B 的表达式只适用于纯电阻电路，D 项表达式表示在非纯电阻电路中的输出功率，虚线框中不知道是哪一种元件，功率 P=UI 总是适用的， C 正确 .4. 【解析】选 A 、 C.灯泡 L 正常发光，则I 灯P 灯＝12 A ＝ 2 A ，所以电路中的电流 I=2 A ，故整个电路U 灯 6耗资的总功率 P 总＝ UI=24 W,D 错误；电动机的输入功率等于 P 总 -P 灯＝ 12 W,A 正确， B 错误；电动机的热功率 P 热＝ I 2R M =2.0 W,C 正确 . 5. 【解析】选1、 R 2 的额定电流分别为I 1P 1 4 A R 1 100I 2P 2 8 AR 2=0.2 A，=0.8 A.为了不损坏电阻，串通电路中赞同经过的最大电流应为 0.2 A ，则 U m =I 1(R 1+R 2)=0.2 × V ，故 C 正确.6. 【解析】电压表的示数为电动机两端的电压，电源电压已知，可得U =U -U 机 =(60-50)V=10 V.R 源由欧姆定律： I=U R=5 A.R对电动机由能量关系得： P 电=P 热+P 出.解得： P 出=P 电-P 热=U 机 I-I2R 0=(50 × 5-5 2×1.6)W=210 W.答案： 210 W7.【解析】设滑动变阻器总电阻为R m ，灯泡电阻为 R L ，则依照 P 位于正中地址时灯泡正常发光，电压为 3 V ，滑动变阻器的电压为R m .L2方法 1：找电流， P 位于最左端时变阻器的有效电阻为： R=R m =2R L .由功率关系知此时滑动变阻器的功率P ′ =2P ′ L =4 W ，P L P 2 4 I=A 1A.UAB6滑动变阻器的总电阻：R mP 4 4 .I 2 12故： R LR m=2 Ω .2灯泡的额定功率：U2 2P 额额3W =4.5 W. R L2方法 2：找电压， P 位于最左端时，变阻器有效电阻m LR ′ =R =2R ，则： U L =2 V.故：R LU L 222 .P L22U 额232灯泡额定功率：P 额W =4.5 W.R L 2变阻器总电阻： R m =2R L =4 Ω .答案： 4.5 W4 Ω8. 【解析】（ 1）依照焦耳定律，热功率为：P Q =I 2r=1 2× 1 W=1 W.（ 2）电动机的输入功率为：P 入 =UI=5× 1 W=5 W. 电动机的输出功率为：P 出 =P 入 -P Q =5 W-1 W=4 W.（ 3）电动机输出的功率用来提升重物转变成机械功率，则： P 出 t=Gh.P 出t 4 10 m 2 m.解得： h=G20出（ 4）机械效率P 100%4 W100% 80%.P 入5 W答案：（ 1）1 W （ 2） 5 W 4 W （ 3） 2 m （4） 80%【方法技巧】电路受骗算电功、电热的一般步骤(1) 判断电路中的用电器是纯电阻用电器，还是非纯电阻用电器 .(2)解析各用电器之间的连接方式，对纯电阻电路，计算时可以利用串通电路的分压特点，或并联电路的分流特点 .(3) 由所求问题采用合适的公式，在非纯电阻电路受骗算电功只能用W=UIt, 计算电热只能用2Q=I Rt, 其他根据欧姆定律的变形式在纯电阻电路中才能使用.(4) 关于含电动机的电路，电动机转动时是非纯电阻用电器，电动机不转动时是纯电阻用电器.。

人教版高二物理选修3-1第二章第五节焦耳定律每课一练含答案(K12教育文档)

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第五节焦耳定律每课一练一. 选择题；1. 把标有“220V，40W”和“220V，15W”的甲、乙两盏灯串联接在220V电压下,则下面分析正确的是( ）A. 两盏灯的总功率等于55W B。

两盏灯的总功率小于15WC。

甲灯的实际功率大于乙灯的实际功率D。

乙灯的实际功率大于甲灯的实际功率2。

甲、乙两电炉并联在同一电源上，各有开关控制，甲炉电阻是乙炉的4倍，要两电炉产生同样多的热量则应:( )A。

甲通电时间是乙的4倍 B. 乙通电时间是甲的4倍C. 甲、乙通电时间一样长D。

不知道额定电压无法比较3。

一个电热器电阻为R，当它两端电压为U,通过时间t消耗电能为W，若使它消耗的电能为4W，下列方法正确的是（）A. 电阻R不变,电压U不变，通电时间t变为原来的2倍B。

电阻R减半，电压U增大1倍,通电时间t不变C. 电阻R不变,电压U增大1倍,通过时间t不变D. 电阻R减半，电压U不变,通电时间t不变6，把它们串联在电路 4. 有两个灯泡,1L标有“6V，3W”的字样，2L没有标记测得2L电阻为中，两灯均正常发光，那么该电路两端电压和2L的电功率分别是( ）A. 12V,3WB. 12V，1。

5W C。

高中物理选修3-1课时作业1：2.5焦耳定律

学案6 焦耳定律题组一电功率的理解及有关计算1．下列关于电功率的说法中，正确的是( )A ．用电器的额定功率与用电器的实际电压和实际电流有关B ．用电器的实际功率取决于用电器的额定功率C ．白炽灯正常工作时，实际功率等于额定功率D ．电功率越小，则电流做功越少 [答案] C[解析] 用电器的额定功率是它正常工作时的功率，其值是由用电器本身的结构决定的，与实际电流和实际电压无关，故A 错，C 对；用电器实际功率的大小是由加在它两端的电压和通过它的电流决定的，B 错；电流做功的多少不仅与功率的大小有关，还与通电时间有关，D 错．2．一白炽灯泡的额定功率与额定电压分别为36 W 与36 V ．若把此灯泡接到输出电压为18 V 的电源两端，则灯泡消耗的电功率 ( ) A ．等于36 W B ．小于36 W ，大于9 W C ．等于9 W D ．小于9 W [答案] B[解析] 白炽灯在正常工作时的电阻为R ，由P ＝U 2R 变形得R ＝36 Ω，当接入18 V 电压时，假设灯泡的电阻也为36 Ω，则它消耗的功率为P ′＝U ′2R ＝18236W ＝9 W ，但是当灯泡两端接入18 V 电压时，它的发热功率小，灯丝的温度较正常工作时的温度低，其电阻率小，所以其电阻要小于36 Ω，其实际功率要大于9 W ，故选项B 正确．3．如图1所示的电路中，L 1、L 2是两个不同的小灯泡，a 、b 间有恒定的电压，它们都正常发光，当滑动变阻器的滑片向右滑动时，发生的现象是 ( )图1A．L1亮度不变，L2变暗B．L1变暗，L2变亮C．电路消耗的总功率变小D．流过滑动变阻器的电流变小[答案]BCD[解析]滑动变阻器的滑片向右滑动时阻值增大，并联部分的电阻变大，分得电压变大，所以L2两端电压增大，变亮．L1分得电压变小，L1变暗，A错，B对．因为滑动变阻器电阻变大，总电阻变大，由P＝U2R可知，U一定，P减小，即电路总功率减小，C对．又因为总电阻增大，总电流减小，而L2电压变大，电流变大，所以流过变阻器的电流减小，D正确．4．三只电阻R1、R2和R3按如图2所示连接，在电路的A、B端加上恒定电压后，电阻R1消耗的功率最大，则三只电阻的阻值大小关系为()图2A．R1>R2>R3B．R2>R1>R3C．R3>R2>R1D．R1>R3>R2[答案] B[解析]电阻R1、R2并联，电阻两端的电压相等，因为电阻R1消耗的功率最大，由功率公式P＝U2R，可判断R2>R1，由串、并联电路的特点可知，通过电阻R1的电流小于通过电阻R3的电流，根据功率公式P＝I2R，可判断R1>R3，故选B.题组二焦耳定律的理解及应用5．通过电阻R的电流为I时，在t时间内产生的热量为Q，若电阻为2R，电流强度为I2，则在时间t内产生的热量为()A．4Q B．2Q C.Q4 D.Q2[答案] D[解析] 根据Q ＝I 2Rt 得，当电阻为2R ，电流强度为I2时，在时间t 内产生的热量Q ′＝(I 2)2×2R ×t ＝12I 2Rt ＝Q 2，D 正确． 6．把两根电阻相同的电热丝先串联后并联分别接在同一电源上，若要产生相等的热量，则两种方法所需的时间之比t 串∶t 并为 ( ) A ．1∶1 B ．2∶1 C ．4∶1 D ．1∶4 [答案] C[解析] 设每根电热丝电阻为R ，则R 串＝2R ，R 并＝R 2.由Q ＝W ＝U 2R t 得t 串∶t 并＝4∶1.题组三非纯电阻电路的特点7．如图3所示，有一内电阻为4.4 Ω的电解槽和一盏标有“110 V 60 W ”的灯泡串联后接在电压为220 V 的直流电路两端，灯泡正常发光，则 ( )图3A ．电解槽消耗的电功率为120 WB ．电解槽的发热功率为60 WC ．电解槽消耗的电功率为60 WD ．电路消耗的总功率为60 W [答案] C[解析] 灯泡能正常发光，说明电解槽和灯泡均分得110 V 电压，且干路电流I ＝I 灯＝ 611A ，则电解槽消耗的电功率P ＝P 灯＝60 W,A 错,C 对；电解槽的发热功率P 热＝I 2R 内≈1.3 W ，B错误；整个电路消耗的总功率P 总＝220×611W ＝120 W ，D 错．8．额定电压、额定功率均相同的电风扇、电烙铁和日光灯，各自在额定电压下正常工作了相同的时间．比较它们产生的热量，结果是 ( ) A ．电风扇最多 B ．电烙铁最多 C ．日光灯最多 D ．一样多 [答案] B[解析]在三种用电器中，只有电烙铁是纯电阻用电器．将电能全部转化为内能，故B 选项正确．9．如图4所示，电阻R1＝20 Ω，电动机的绕组的电阻R2＝10 Ω.当电键断开时，电流表的示数是0.5 A，当电键合上后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，电流表的示数I和电路消耗的电功率应是()图4A．I＝1.5 A B．I＜1.5 AC．P＝15 W D．P＜15 W[答案]BD[解析]电路两端的电压为：U＝I1R1＝0.5 A×20 Ω＝10 V．电动机是非纯电阻用电器，UI2＞I22R2，所以I2＜UR2＝1 A．电流表的示数I＝I1＋I2＜1.5 A，A错误，B正确．电路总功率为P＝U(I1＋I2)＜15 W，C错误，D正确．题组四综合应用10．如图5所示为甲、乙两灯泡的I－U图象，根据图象，计算甲、乙两灯泡并联在电压为220 V的电路中时，实际发光的功率约为()图5A．15 W、30 W B．30 W、40 WC．40 W、60 W D．60 W、100 W[答案] C[解析]从图象的横坐标(U)为220 V的刻度可找出对应的纵坐标(I)的值分别为I甲＝0.19 A，I乙＝0.29 A，则P甲＝U·I甲≈40 W，P乙＝U·I乙≈60 W，即C项正确．11．如图6所示的电路中，电炉电阻R＝10 Ω，电动机线圈的电阻r＝1 Ω，电路两端电压U＝100 V ，电流表的示数为30 A ，问通过电动机的电流强度为多少？通电一分钟，电动机做的有用功为多少？图6[答案] 20 A 9.6×104 J[解析] 题图中的两个支路分别为纯电阻电路(电炉)和非纯电阻电路(电动机)．在纯电阻电路中可运用欧姆定律I ＝UR 直接求出电流强度，而非纯电阻电路中的电流强度只能运用干路和支路中电流强度的关系求出．在非纯电阻电路中，电功大于电热，两者的差值才是有用功．根据欧姆定律，通过电炉的电流强度为I 1＝U R ＝10010A ＝10 A.根据并联电路中的干路电流和支路电流的关系，则通过电动机的电流强度为I 2＝I －I 1＝20 A.电动机的总功率为P ＝UI 2＝100×20 W ＝2×103 W.因发热而损耗的功率为P ′＝I 22r ＝400 W. 电动机的有用功率(机械功率)为P ″＝P －P ′＝1.6×103 W ，电动机通电1 min 做的有用功为W ＝P ″t ＝1.6×103×60 J ＝9.6×104 J.12．一台电风扇，内阻为20 Ω，接上220 V 电压后，消耗功率66 W ．问：(1)电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少？(2)电风扇正常工作时转化为机械能的功率是多少？转化为内能的功率是多少？电动机的效率是多少？(3)如果接上电源后，电风扇的风叶被卡住，不能转动，这时通过电动机的电流以及电动机消耗的电功率和发热功率是多少？[答案] (1)0.3 A (2)64.2 W 1.8 W 97.3 % (3)11 A 2 420 W 2 420 W [解析] (1)因为P 入＝IU 所以I ＝P 入U ＝66220A ＝0.3 A(2)电风扇正常工作时转化为内能的功率P 内＝I 2R ＝0.32×20 W ＝1.8 W 电风扇正常工作时转化为机械能的功率 P 机＝P 入－P 内＝66 W －1.8 W ＝64.2 W 电风扇正常工作时的效率 η＝64.266×100%≈97.3%(3)电风扇的风叶被卡住后，电动机不转时可视为纯电阻电路，通过电风扇的电流 I ＝U R ＝22020 A ＝11 A 电动机消耗的电功率 P ＝IU ＝11×220 W ＝2 420 W 电动机发热功率P 内＝I 2R ＝112×20 W ＝2 420 W13．如图7所示为国庆群众游行队伍中的国徽彩车，不仅气势磅礴而且还是一辆电动车，充一次电可以走100公里左右．假设这辆电动彩车总质量为6.75×103 kg ，当它匀速通过天安门前500 m 的检阅区域时用时250 s ，驱动电机的输入电流I ＝10 A ，电压为300 V ，电动彩车行驶时所受阻力为车重的0.02倍．g 取10 m/s 2，不计摩擦，只考虑驱动电机的内阻发热损耗能量，求：图7(1)驱动电机的输入功率；(2)电动彩车通过天安门前时牵引汽车前进的机械功率； (3)驱动电机的内阻和机械效率．[答案] (1)3 000 W (2)2 700 W (3)3 Ω 90% [解析] (1)驱动电机的输入功率 P 入＝UI ＝300×10 W ＝3 000 W.(2)电动彩车通过天安门前的速度v ＝xt ＝2 m/s电动彩车行驶时所受阻力为F f ＝0.02mg ＝0.02×6.75×103×10 N ＝1.35×103 N电动彩车匀速行驶时F ＝F f ，故电动彩车通过天安门前时牵引汽车前进的机械功率P 机＝F v ＝2 700 W.(3)设驱动电机的内阻为R ，由能量守恒定律得 P 入t ＝P 机t ＋I 2Rt解得驱动电机的内阻R ＝3 Ω驱动电机的机械效率η＝P 机P 入×100%＝90%.。

人教版高中物理选修3-1课时作业：第2章恒定电流2.5焦耳定律

I，则未知电路的电功率一定是
的表达式只适用于纯电阻电路，
中的输出功率，虚线框中不知道是哪种元件，功率P＝UI
U保持不变，电阻
：R2：R＝：：4.
1
C
．电子产品制作车间里常常使用电烙铁焊接电阻器和电容器等零件，技术工人常将电烙铁和一个灯泡串联使用，灯泡还和一只开关并联，然后再接到市电上
)
．开关接通时比开关断开时消耗的总电功率大
．开关接通时，灯泡熄灭，只有电烙铁通电，可使消耗的电功率减小
．开关断开时，灯泡发光，电烙铁也通电，消耗的总功率增大，但电烙铁发热较少．开关断开时，灯泡发光，可供在焊接时照明使用，消耗总功率不变
的伏安特性曲线如图所示，并把第一象限分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域，现把
消耗的电功率分别为P1
的伏安特性曲线所在区域的叙述，正确的是
，二者串联电流相等，由
，故其伏安特性曲线将在Ⅲ区，选D.
，正常工作时通过的电流为
内电流做了多少功？电动机产生的热量为多少？
＝2.0×103J，再根据
能力提升
由题意知，电路两端的电压U＝R1I0＝10
，但只有一部分电压加在电动机内阻上，所以
10 W，则电路消耗的电功率
．小王同学在电工师傅的指导下测得一只白炽灯的电阻为
，通过灯泡的电流是0.27 A
．出现上述现象的原因是测量误差所致
．出现这种现象可能是由于电灯是非纯电阻元件
．出现这种现象是由于灯泡的电阻随温度的升高发生了变化
，由此可知电动机线圈的电阻R为多少？
电动机消耗的电能一部分用于提升重物的机械能，
＝UI。