高中物理 2-5 焦耳定律课后强化作业(含解析)新人教版选修3-1

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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.。

高中物理第二章恒定电流2.5焦耳定律课后训练新人教版选修3-1(new)

2.5 焦耳定律课后训练1．理发用的电吹风机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，得到热风将头发吹干，设电动机的线圈电阻为R1,它与电热丝的电阻R2串联,接到直流电源上，电吹风机两端电压为U,电流为I,消耗的电功率为P，则有A．P＜UI B．P＝I2(R1＋R2）C．P＝UI D．P＞I2（R1＋R2）2．一根电阻丝,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 J B．8 V,16 JC．4 V,32 J D．8 V,32 J3．如图所示，电路两端的电压U保持不变，电阻R1、R2、R3消耗的电功率一样大，则电阻之比R1∶R2∶R3是A．1∶1∶1 B．4∶1∶1C．1∶4∶4 D．1∶2∶24．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一定是U2 C．UI D．UI－I2R A．I2R B。

R5．一内阻为1.0 Ω的电动机,加上220 V的电压后，电动机正常工作，此时通过它的电流为5 A，则电动机输出功率为A．1 125 W B．1 100 WC．1 075 W D．25 W6．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7．一个微型吸尘器的直流电动机的额定电压为U，额定电流为I，线圈电阻为R，将它接在电动势为E、内阻为r的直流电源的两极间，电动机恰好能正常工作，则A．电动机消耗的总功率为UIU2B．电动机消耗的热功率为RC．电源的输出功率为EIIrD．电源的效率为1－E8.一台功率为400 W的洗衣机,工作电压是220 V，连续工作0。

5 h，洗衣机的工作电流是______A,所消耗的电能为______J.9．如图所示，将滑动变阻器A、P端接入电源两端，当A、P间电阻值为8 Ω时，A、P1时，A、P段电阻消耗功率仍为 2 W,则段电阻的功率为 2 W，如果在电源电压降为原来的2A、P段的电阻值必须为______Ω.这时通过A、P段电阻的电流为______A。

高中物理第二章第5节焦耳定律课时作业新人教版选修3_1

高中物理第二章第5节焦耳定律课时作业新人教版选修3_11．电流做功实质上是导体中的恒定电场对自由电荷的静电力在做功，电流做功的多少等于电能转化为其他形式能的数量．2．电流做功的公式为W＝UIt，适用于任何电路．电功率的公式为P＝UI，适用于任何电路．3．电流通过导体时产生的热量(内能)跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比，这一规律叫焦耳定律，表达式为Q＝I2Rt，适用于任何电路．焦耳定律是电流热效应的实验定律，凡计算电热都要用该规律．电热功率是描述电流做功产生电热的快慢程度的物理量，公式为P＝I2R，适用于任何电路．4．只含有电阻的电路称为纯电阻电路，当有电流通过时，电能全部转化为内能，即电功等于电热，用公式表示为W＝Q＝I2Rt＝UIt.含有电动机等非纯电阻元件的电路称为非纯电阻电路，电路中的电能除一部分转化为内能外，其他部分转化为机械能、化学能等，此时电功大于电热，电功表达式W＝UIt，电热表达式为Q＝I2Rt.5．两个绕线电阻分别标有“100 Ω10 W”和“20 Ω40 W”则它们允许通过的额定电流之比是( )A.5/5B.10/20C.5/10 D．1/2 000答案 C6．两个电阻分别标有“1 A 4 W”和“2 A 1 W”，则它们的电阻之比为( ) A．2∶1 B．16∶1 C．4∶1 D．1∶16答案 B7．关于电功，下列说法中正确的有( )A．电功的实质是电场力所做的功B．电功是电能转化为其他形式能量的量度C．电场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AB【概念规律练】知识点一电功、电功率的计算1．关于四个公式①P ＝UI ；②P ＝I 2R ；③P ＝U 2R ；④P ＝Wt，下列叙述正确的是( )A ．公式①④适用于任何电路的电功率的计算B ．公式②适用于任何电路的电热功率的计算C ．公式①②③适用于任何电路电功率的计算D ．以上均不正确答案 AB解析P ＝UI 、P ＝W t 适用于任何电路的电功率的计算，而P ＝I 2R 、P ＝U 2R只适用于纯电阻电路的电功率的计算，故A 正确，C 错误．P ＝I 2R 适用于任何电路的热功率的计算，P ＝UI 、P ＝U 2R只适用于纯电阻电路的热功率的计算，故B 正确． 2．一个用半导体材料制成的电阻器D ，其电流I 随它两端的电压U 变化的关系图象如图1(a)所示，将它与两个标准电阻R 1、R 2并联后接在电压恒为U 的电源上，如图(b)所示，三个用电器消耗的电功率均为P .现将它们连接成如图(c)所示的电路，仍然接在该电源的两端，设电阻器D 和电阻R 1、R 2消耗的电功率分别为P D 、P 1、P 2，它们之间的大小关系为( )图1A ．P 1＝4P 2B ．P D ＝P /9C ．P 1<4P 2D ．P D >P 2 答案 C解析从电阻器D 的I —U 图线可以得出，电阻器的阻值随所加电压的增大而减小，在题图(b)中，三个电阻消耗的功率相等，都为P ＝U 2R 1＝U 2R 2＝U 2R D，说明三个电阻的阻值相等，即R 1＝R 2＝R D .连接成图(c)所示的电路时，电阻器D 两端的电压小于U ，电阻器D 的阻值R D ′>R D ，这时电阻器R D 两端的电压U D >U 3，电阻R 1两端的电压U 1<2U 3，电阻R 2两端的电压U 2＝U D >U3，由电功率计算式综合比较得出，A 、B 、D 错误，C 正确．知识点二焦耳定律3．下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是( ) A ．电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多B ．W ＝UIt 适用于任何电路，而W ＝I 2Rt ＝U 2Rt 只适用于纯电阻电路C ．在非纯电阻电路中，UI >I 2RD ．焦耳热Q ＝I 2Rt 适用于任何电路答案 BCD解析电功率公式P ＝Wt，表示功率越大，电流做功越快．对于一段电路，有P ＝IU ，I ＝P U ，焦耳热Q ＝(P U)2Rt ，可见Q 与P 、U 、t 都有关．所以，P 越大，Q 不一定越大，A 不对．W ＝UIt 是电功的定义式，适用于任何电路．而I ＝UR只适用于纯电阻电路，B 对．在非纯电阻电路中，电流做的功＝焦耳热＋其他形式的能，所以W >Q ，即UI >I 2R ，C 对．Q ＝I 2Rt 是焦耳热的定义式，适用于任何电路中产生的焦耳热，D 正确． 4. 如图2所示，有一提升重物用的直流电动机，内阻R M ＝0.6 Ω，R ＝10 Ω，U ＝160 V ，电压表的读数为110 V ．则：图2(1)通过电动机的电流是多少？ (2)输入到电动机的电功率是多少？(3)电动机工作1 h 所产生的热量是多少？答案 (1)5 A (2)550 W (3)5.4×104J解析 (1)电动机是非纯电阻，不能用公式U M R M来求电路中的电流．R 两端的电压为U R ＝U－U M ＝160 V －110 V ＝50 V ，I ＝U R R ＝5010A ＝5 A.(2)P 入＝U M I ＝110×5 W＝550 W.(3)Q ＝I 2R M t ＝5.4×104J 【方法技巧练】一、纯电阻电路中电功和电功率的计算方法5. 有四盏灯，接入如图3所示的电路中，L 1和L 2都标有“200 V 100 W”字样，L 3和L 4都标有“220 V 40 W”字样，把电路接通后，最暗的灯是哪一盏？最亮的灯是哪一盏？图3答案 L 3最喑，L 4最亮解析由它们的额定电压、额定功率判断出R 1＝R 2<R 3＝R 4，即R 4>R 1>R 23并，由串联电路的功率分配可得P 4>P 1>(P 2＋P 3)，由并联电路的功率分配可得P 2>P 3，所以L 3最暗，L 4最亮．方法总结在比较两个灯泡的功率大小时，可先比较有相同量的两个灯泡，L 1与L 4电流相同，利用P ＝I 2R 比较功率大小；L 2与L 4电压相同，利用P ＝U 2R比较功率大小；L 1与L 2电阻相同，利用P ＝I 2R 比较功率大小．6．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220V 的电路上，两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗功率最小的电路是下图中的哪一个( )答案 C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．由P ＝U 2R和已知条件可知R A <R B .对于A 电路，由于R A <R B ，所以A 灯若正常发光，U B >110 V ，B 灯被烧毁，两灯不能正常发光．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，A 灯若正常发光，则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，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．方法总结解此类问题的思路分两步：①先分清哪个电路的A 、B 灯能正常发光，这里可以从电压、电流、电功率三个量中任一个达到其额定值，其余两个也达到额定值方面分析．②确定了正常发光的电路后，再比较哪一个的实际功率小，可以用计算的方法去比较，也可以用定性分析法比较．二、纯电阻电路与非纯电阻电路中能量转化问题的分析7．一台电动机的线圈电阻与一只电炉的电阻相同，都通过相同的电流，在相同时间内( )A ．电炉放热与电动机放热相等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 ．电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率答案 ABD解析电炉属于纯电阻用电器，电动机属于非纯电阻用电器．对于电炉有：U ＝IR ，放热Q ＝I 2Rt ，消耗功率P ＝I 2R .对于电动机有：U >IR ，放热Q ＝I 2Rt ，消耗功率P ＝UI >I 2R .8．有一个直流电动机，把它接入0.2 V 电压的电路时，电动机不转，测得流过电动机的电流是0.4 A ；若把电动机接入2 V 电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1.0 A ．则：(1)电动机正常工作时的输出功率为多大？(2)如果在电动机正常工作时，转子突然被卡住，电动机的发热功率是多大？答案 (1)1.5 W (2)8 W 解析 (1)接U ＝0.2 V 电压，电机不转，电能全部转化成内能，故可视为纯电阻电路．电流I ＝0.4 A ，根据欧姆定律，线圈电阻R ＝U I ＝0.20.4Ω＝0.5 Ω.当接U ′＝2.0 V 电压时，电流I ′＝1.0 A ，故输入电功率P 电＝U ′I ′＝2.0×1.0 W＝2.0 W ，热功率P 热＝I ′2R ＝12×0.5 W＝0.5 W. 故输出功率即机械功率P 机＝P 电－P 热＝(2.0－0.5) W ＝1.5 W.(2)如果正常工作时，转子被卡住，则电能全部转化成内能，故其发热功率P 热′＝U ′2R＝220.5W ＝8 W. 方法总结 (1)电动机是非纯电阻用电器，要注意区分电功率和热功率，电功率用P总＝UI 计算，热功率P 热＝I 2R ，机械功率P 机＝P 总－P 热．(2)注意搞清楚电动机电路中的能量转化关系，用能量守恒定律来分析问题．1．不考虑温度对电阻的影响，对一个“220 V 40 W”的灯泡，下列说法正确的是( ) A ．接在110 V 的电路中时的功率为20 W B ．接在110 V 的电路中时的功率为10 W C ．接在440 V 的电路中时的功率为160 W D ．接在220 V 的电路中时的功率为40 W答案 BD解析由P 额＝U 2额R 得，灯泡的电阻R ＝220240 Ω＝1 210 Ω，当电压为110 V 时，P ＝U 2R＝11021 210W ＝10 W ；电压为440 V 时，超过灯泡的额定电压一倍，故灯泡烧坏，P ＝0. 2．通过电阻R 的电流为I 时，在时间t 内产生的热量为Q ；若电阻为2R ，电流为I /2时，则在时间t 内产生的热量为( )A ．4QB ．2QC ．Q /2D ．Q /4 答案 C解析由电热公式Q ＝I 2Rt 可得Q ′＝(12I )22Rt ＝12I 2Rt ＝12Q .3．关于电功和电热，下面说法正确的是( )A 任何电路中的电功W ＝UIt ，电热Q ＝I 2Rt 且W ＝QB ．任何电路中的电功W ＝UIt ，电热Q ＝I 2Rt 但W 有时不等于QC ．电功W ＝UIt 在任何电路中都适用，Q ＝I 2Rt 只在纯电阻电路中适用D ．电功W ＝UIt ，电热Q ＝I 2Rt ，只适用于纯电阻电路答案 B4．一台额定电压为U 的电动机，它的电阻为R ，正常工作时通过的电流为I ，则( ) A ．电动机t 秒内产生的热量是Q ＝UItB ．电动机t 秒内产生的热量是Q ＝I 2RtC ．电动机的功率为P ＝I 2RD ．电动机的功率为P ＝U 2/R 答案 B解析电动机工作时，是非纯电阻电路，输入的总电能为UIt ，它转化为两部分：一是电动机内阻上产生的热能Q ＝I 2Rt ，二是电动机对外输出的机械能E ＝UIt －I 2Rt .5．两盏额定功率相同的灯泡A 和B ，其额定电压U A >U B ，则下列说法正确的是( ) A ．两灯正常发光时，灯泡的电流强度I A >I B B ．两灯电阻R A <R BC ．将两灯串联后接入电路中发光时，则灯泡的功率P A <P BD ．将两灯并联后接入电路中发光时，则灯泡的功率P A ′<P B ′ 答案 D解析由P ＝U 2/R 可知R A >R B ，由P ＝UI 可知额定电流I A <I B .两灯串联后，由串联电路的功率分配关系可知P ∝R ，所以P A >P B ；两灯并联后，由并联电路的功率分配关系可知P ∝1/R ，所以P A ′<P B ′.6. 如图4所示，三个电阻R 1、R 2、R 3的阻值相同，允许消耗的最大功率分别为10 W 、10 W 、4 W ，此电路中允许消耗的最大功率为( )图4A．24 W B．16 WC．12 W D．15 W答案 D7．( )A.1.80×103C．1.32×104 J D．1.08×105 J答案 D解析由铭牌可知，电热水壶的功率为1 800 W，所以正常加热1分钟产生的热量为Q ＝Pt＝1 800×60 J＝1.08×105 J.8. 有A、B两个电阻，它们的伏安特性曲线如图5所示，从图线可以判断( )图5A．电阻A的阻值大于电阻BB．电阻A的阻值小于电阻BC．电压相同时，流过电阻A的电流强度较大D ．两电阻串联时，电阻A 消耗的功率较小答案 BCD9．理发用的电吹风机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，直到热风将头发吹干．设电动机线圈电阻为R 1，它与电热丝的电阻R 2串联后接到直流电源上，电吹风机两端电压为U ，电流为I ，消耗的电功率为P ，则有( )①P ＝IU ②P ＝I 2(R 1＋R 2) ③P >IU ④P ＞I 2(R 1＋R 2) A ．①②B ．①④ C ．②③D ．③④ 答案 B10. 如图6所示，电源电压恒为U ＝14 V ，小灯泡L 标有“4 V 8 W”，电动机的线圈电阻r M ＝1.0 Ω，当变阻器调到2 Ω时，小灯泡与电动机均正常工作，求电动机的机械效率．图6答案 66.7%解析小灯泡正常工作I ＝P U 1＝2 A电动机的输入功率P 入＝I (U －U 1－IR )＝12 W线圈电阻消耗的功率P 内＝I 2r M ＝4 W所以电动机的机械效率η＝P 入－P 内P 入＝12－412＝66.7%.11．一直流电动机线圈内阻一定，用手握住转动轴使其不能转动，在线圈两端加电压为0.3 V 时，电流为0.3 A ．松开转动轴，在线圈两端加电压为2 V 时，电流为0.8 A ，电动机正常工作．则：该电动机正常工作时，输入的电功率是多少？电动机的机械功率是多少？答案 1.6 W 0.96 W解析电动机不转动时，其消耗的电功全部转化为内能，故可视为纯电阻电路，由欧姆定律得电动机线圈内阻：r ＝U I ＝0.30.3Ω＝1 Ω. 电动机转动时，消耗的电能转化为内能和机械能，其输入的电功率为 P 入＝I 1U 1＝0.8×2 W＝1.6 W ，电动机的机械功率为P 机＝P 入－I 21r ＝1.6 W －0.82×1 W＝0.96 W.。

2021_2022版高中物理第二章恒定电流5焦耳定律课时作业含解析新人教版选修3_1

焦耳定律(15分钟·30分)一、选择题(本题共4小题,每题5分,共20分)1.关于电功和电热的计算,下列说法正确的是( )A.如果是纯电阻电路,电功可用公式W=UIt计算,也可用公式W=I2Rt计算B.如果是纯电阻电路,电热可用公式Q=I2Rt计算,但不能用公式Q=UIt计算C.如果不是纯电阻电路,电功只能用公式W=I2Rt计算D.如果不是纯电阻电路,电热可用公式Q=I2Rt计算,也可用公式Q=UIt计算【解析】选A。

纯电阻电路中,欧姆定律是适用的,电功可用公式W=UIt计算,也可以用W=I2Rt 来计算,A选项正确,B选项错误;非纯电阻电路中,电功用公式W=UIt计算,电热用公式Q=I2Rt 来计算,C、D选项错误。

2.三个阻值相同的灯泡,其允许消耗的最大功率都是10 W,如图所示,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】选C。

连接后电路如题图,其中L3两端电压最高,它消耗的电功率为10 W时,因L1与L2串联,且电阻相等,则分配在L1与L2两灯的电压都是灯L3两端电压的一半。

所以P1=P2====W=2.5 W,则整个电路消耗的功率为P=P1+P2+P3=(2.5+2.5+10) W=15 W。

3.(多选)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】选B、C。

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。

4.电阻R和电动机M串联接到电路中,如图所示,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。

高中物理 2.5 焦耳定律同步练习5 新人教版选修3-1

焦耳定律1.通过电阻R 的电流强度为I 时，在时间t 内产生的热量为Q ，若电阻为2R ，电流强度为I/2时，则在时间t 内产生的热量为（ C ）A ．4QB ．2QC ． Q/2D ． Q/42.下列求解电热的公式中,对所有电路均适用的是（ B ） A ．Q =UItB ．Q =I 2Rt C ．Q =RU 2t D ．W =Pt3．一台电动机的输出功率是10kW ，这表明该电动机工作时( D ). A ．每秒消耗10kw 电能B ．每秒对外做10kw 功C ．每秒消耗10kJ 电能D ．每秒对外做10kJ 功4.电动机的电枢阻值为R ，电动机正常工作时，两端的电压为U ，通过的电流为I ，工作时间为t ，下列说法中正确的是( C ).A ．电动机消耗的电能为UIB ．电动机消耗的电能为I 2RtC ．电动机线圈产生的热量为I 2Rt D ．电动机线圈产生的热量为U 2t/R 5.把家用电炉的电热丝剪去一小段后，继续使用，则在同样的时间内（ C ） A.由Q =I 2Rt 可知，电炉的发热量减少B.由Q =UIt 可知，电炉的发热量不变C.由Q =t RU 2可知，电炉的发热量增加D.无法确定 6．如图2-22所示，电阻R 1=20Ω，电动机的绕组R 2=10Ω.当电键S 断开时，电流表的示数是0.5A ，当电键S 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应是(D).A ．I=1.5AB ． I ＞1.5AC ．P=15WD ．P ＜15W 7.如图2-23所示电路中，各灯额定电压和额定功率分别是:A 灯“10V ，10W"，B 灯"60V ，60W ”，c 灯"40V ，40W"，D 灯"30V ，30W".在a 、b 两端加上电压后，四个灯都能发光.比较各灯消耗功率的大小，正确的是( B).A ．PB ＞P D ＞P A ＞PC B ．P B ＞P A ＞PD ＞P C C ．P B ＞P D ＞P C ＞P AD ．P A ＞P C ＞P D ＞P B8.两只额定电压均为110V 的灯泡A 和B ，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2-24所示电路中最合理的是图( C ).图2-22图2-23图2-24赠送相关资料考试答题的技巧拿到试卷之后，可以总体上浏览一下，根据以前积累的考试经验，大致估计一下试卷中每部分应该分配的时间。

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。

2019_2020学年高中物理第二章恒定电流5焦耳定律课后检测含解析新人教版选修3_1

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 V 50 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 ＝U 2tR B ．Q ＝PtC ．Q ＝(P U)2Rt D ．以上三种方法均正确答案：C 3.[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P 1，电路乙消耗的电功率为P 2.则下列关系式正确的是( )A.P 1P 2<3B.P 1P 2＝3C.P 1P 2>3D.P 1P 2<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，R 1＝R 3<R 2＝R 4，在ab 两端接上电源后，设每个电阻所消耗的电功率分别为P 1、P 2、P 3、P 4，则它们的大小关系是( )A ．P 1＝P 3<P 2＝P 4B ．P 2>P 1>P 3>P 4C ．P 2>P 1>P 4>P 3D ．P 1>P 2>P 3>P 4解析：根据并联电阻的特点，R 3、R 4两电阻的并联值R 34要小于R 3，所以根据串联电路中功率分配关系可知，P 2>P 1>P 34.再根据并联电路中功率分配关系可知P 3>P 4，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 ＝U 2R，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.U 2rC.P 2r U 2 D ．P －P 2r U2 解析：由P ＝UI 知电路中的电流I ＝P U ，所以线圈消耗的热功率P Q ＝I 2r ＝(P U )2r ＝P 2r U2.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 0.4 2.0 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 r I r ＝0.20.4Ω＝0.5 Ω (2)当电动机正常工作时，P 机＝UI －I 2r ＝(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R 1、R 2和R 3按如图所示连接，在电路的A 、B 端加上恒定电压后，电阻R 1消耗的功率最大，则三只电阻的阻值大小关系为( )A ．R 1>R 2>R 3B ．R 2>R 1>R 3C ．R 3>R 2>R 1D ．R 1>R 3>R 2解析：电阻R 1、R 2并联，电阻两端的电压相等，因为电阻R 1消耗的功率最大，由功率公式P ＝U 2R，可判断R 2>R 1，由串、并联电路的特点可知，通过电阻R 1的电流小于通过电阻R 3的电流，根据功率公式P ＝I 2R ，可判断R 1>R 3，故选B 项．答案：B7．将两个定值电阻R 1、R 2并联在电压为U 的电源两端，R 1消耗的功率为P 1，R 2消耗的功率为3P 1，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 ．R 1两端的电压为UB ．R 2消耗的功率变小C ．通过R 2的电流变小D ．两个电阻消耗的总功率为12P 1解析：由P 2＝U 2R 2＝3P 1＝3U 2R 1得：R 1＝3R 2.R 1、R 2串联后接在4U 电路中，由U 1U 2＝R 1R 2得：U 1＝3U ，U 2＝U ，所以A 、B 、C 三项均错误．R 1、R 2消耗的总功率P ＝U 21R 1＋U 22R 2＝9U 2R 1＋U2R 2＝12P 1.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≈1.3W，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 W B．22 W、48.4 WC．48.4 W、22 W D．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Q C ．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 2Rt 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 2Rt 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＝U22R＝U 24R ＝P 34＝104W ＝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∶1 D．1∶4解析：设每个电阻丝的电阻为R ，则R 串＝2R ，R 并＝R2，由Q ＝U 2Rt 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 2R B ．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 ＝W q ＝330 J3 C ＝110 V ，故A 项错误．由W ＝pt 得t ＝W P ＝330 J 110 W ＝3 s ，又由q ＝It 得I ＝q t ＝3 C3 s ＝1 A ，故B 、C 两项正确．由W ＝Q ＝I 2Rt 得R ＝WI 2t＝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S 1、S 2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S 1，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 ＝U 2R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 ＝U 2P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＝I 2r ＝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/s 2，计算结果均保留两位有效数字)规格后轮驱动直流电机车型 26″电动自行车额定输出功率 120 W 整车质量 30 kg 额定电压 40 V 最大载重 120 kg 额定电流 3.5 A (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U 0＝40 V ，额定电流为I 0＝3.5 A.电机正常工作时输入功率为 P 入＝U 0I 0＝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＝I 20r 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 Ω 86% (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/s 2)(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 ＝I 2R ＋mgv 解得R ＝6 Ω(2)根据P 电＝P 热＋P 机，得P 机＝P 电－P 热＝UI －I 2R ＝－R (I －U 2R )2＋U 24R当I ＝U 2R 时，P 机有最大值U 24R即I ＝120 V 2×6 Ω＝10 A 时，P 机max ＝12024×6W ＝600 W根据P 机max ＝mgv 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 ′＝U R ＝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(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( )。

高中物理 2.5 焦耳定律同步练习新人教版选修3-1

焦耳定律同步练习1、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 W2、对计算任何用电器的电功率都适用的公式是（ CD ）3、下列求解电热的公式中,对所有电路均适用的是（ B ）A ．Q=UItB ．Q=I 2Rt C ．Q=RU 2t D ．W=Pt3、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（ BD ）A. 两盏灯的总功率等于55WB. 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 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Ω6，把它们串联在电路中，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（ C ） A. 12V ，3WB. 12V ，1.5WC. 9V ，3WD. 9V ，1.5W5、小军家的电表允许通过的最大电流是10A ，他家有4个标有“220V ，60W ”的灯泡，1个标“220V ，1000W ”的热水器1台，制冷时耗电1400W 的电冰箱和一台耗电80W 的电视机，则（ D ）A. 所有用电器可以同时使用B. 除热水器外其他用电器可以同时使用C. 关闭电视机后其他用电器可以同时使用D. 电冰箱制冷时，其他用电器不能同时使用6、电动机的电枢阻值为R ，电动机正常工作时，两端的电压为U ，通过的电流为I ，工作时间为t ，下列说法中正确的是( AC ).A ．电动机消耗的电能为UItB ．电动机消耗的电能为I 2RtC ．电动机线圈产生的热量为I 2RtD ．电动机线圈产生的热量为U 2t/R 7、两只额定电压均为110V 的灯泡A 和B ，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2-24所示电路中最合理的是图( CRI P 2=Ａ．RU P 2=Ｂ．UI P =Ｃ．tW P =Ｄ．).8（重庆卷07）汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗，如图15图，在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表读数为10 A,电动机启动时电流表读数为58 A,若电源电动势为12.5 V ，内阻为0.05 Ω,电流表内阻不计，则因电动机启动，车灯的电功率降低了（ B ）A.35.8 WB.43.2 WC.48.2 WD.76.8 W9【06上海理综】夏天空调器正常工作时，制冷状态与送风状态交替运行。

2018-2019学年高中物理第二章恒定电流 2.5 焦耳定律课后强化演练(含解析)新人教版选修3-1

焦耳定律一、选择题1．(2018·北京市顺义区模拟)一台国产智能即热式电热水器的铭牌上所列的主要技术参数如下表所示．根据表中提供的数据，计算出此电热水器在额定电压下工作时，通过电热水器的最大电流约为( )A ．C ．9.1 AD ．0.11 A解析：额定功率等于额定电压与额定电流的乘积，根据铭牌可知，额定功率为2 000 W ，额定电压为220 V ，则额定电流I ＝P U≈9.1 A，C 选项正确．答案：C2．有一个直流电动机，把它接入0.2 V 电压的电路中电动机不转，测得流过电动机的电流是0.4 A ；若把电动机接入2.0 V 电压的电路中，正常工作时的电流是1.0 A ，此时，电动机的输出功率是P 出；如果在电动机正常工作时，转子突然被卡住，电动机的发热功率是P 热，则( )A ．P 出＝2 W ，P 热＝0.5 WB ．P 出＝1.5 W ，P 热＝8 WC ．P 出＝2 W ，P 热＝8 WD ．P 出＝1.5 W ，P 热＝0.5 W解析：电动机不转时，电动机为纯电阻电路，内阻r ＝U 1I 1＝0.5 Ω，电动机正常工作时输出功率P 出＝U 2I 2－I 22r ＝1.5 W ．卡住后热功率P 热＝U 22r＝8 W ，B 选项正确．答案：B3．两个电阻R 1＝8 Ω，R 2＝2 Ω，并联在电路中，欲使这两个电阻消耗的电功率相等，可行的办法是( )A ．用一个阻值为2 Ω的电阻与R 2串联B ．用一个阻值为1 Ω的电阻与R 2串联C ．用一个阻值为6 Ω的电阻与R 1串联D ．用一个阻值为2 Ω的电阻与R 1串联解析：根据并联电路规律可知，两电阻的电压相等，功率公式P ＝U 2R，则P 1∶P 2＝R 2∶R 1＝1∶4，欲使这两个电阻消耗的电功率相等，可使R 2两端的电压减半，即串联一个等值电阻2 Ω，A 选项正确．答案：A4．用接线板连接一台1 500 W 的电饭锅，某同学在使用时发现连接线板的导线有明显的发热现象，为了解决这个问题，应采用的措施是( )A ．接线板导线换粗一些B ．让电饭锅间歇工作C ．停用家里的其它用电器D ．家用电路的保险丝换粗一些解析：接线板有非常明显的发热现象，说明消耗的功率太大，为了解决这个问题，可以更换允许通过电流值更大的接线板，A 选项正确，B 、C 、D 选项错误．答案：A5．(2018·衢州期中)如图所示，一电动自行车动力电源上的铭牌标有“36 V,10 Ah”字样，假设工作时电源(不计内阻)的输出电压恒为36 V ，额定输出功率180 W ，由于电动机发热造成的损耗(其它损耗不计)，电动自行车的效率为80%，则下列说法正确的是( )A ．额定工作电流为10 AB ．电池充满电后总电量为3.6×103C C ．自行车电动机的内阻为7.2 ΩD ．自行车保持额定功率行驶的最长时间是2 h解析：根据功率公式可知，额定电流I ＝P U＝5 A ，A 选项错误；根据铭牌可知，电量q ＝10 Ah ＝3.6×104C ，B 选项错误；电动车的热功率P 热＝P80%－P ＝45 W ，P 热＝I 2r ，解得内阻r＝1.8 Ω，C 选项错误；根据电流的定义式可知，t ＝Q I＝2 h ，D 选项正确．答案：D6．(多选)一辆电动观光车蓄电池的电动势为E ，内阻不计，当空载的电动观光车以大小为v 的速度匀速行驶时，流过电动机的电流为I ，电动车的质量为m ，电动车受到的阻力是车重的k 倍，忽略电动观光车内部的摩擦，则( )A ．电动机的内阻为R ＝E IB ．电动机的内阻为R ＝E I －kmgvI 2C ．电动车的工作效率η＝kmgvEI D ．电动机的发热效率η＝EI －kmgvEI解析：根据能量守恒可知，总功率转化为电动机内部消耗功率和输出功率，EI ＝kmgv ＋I 2R ，解得电动机的内阻R ＝E I －kmgvI 2，A 选项错误，B 选项正确；电动车的工作效率等于输出功率与总功率之比，η＝kmgv EI ，C 选项正确；电动机的发热效率η＝EI －kmgv EI，D 选项正确．答案：BCD7．(多选)(2018·徐州市模拟)一台规格为“220 V,66 W”的电风扇，线圈的电阻为20 Ω.当它正常工作时( )A ．通过线圈的电流是0.3 AB ．通过线圈的电流是11 AC ．转化为机械能的功率是66 WD ．转化为机械能的功率是64.2 W解析：电风扇的功率为66 W ，两端电压为220 V ，则通过线圈的电流为0.3 A ，A 选项正确，B 选项错误；电风扇的总功率为P ＝66 W ，线圈内阻消耗的功率P r ＝I 2r ＝1.8 W ，根据能量守恒可知，转化为机械能的功率是64.2 W ，C 选项错误，D 选项正确．答案：AD 二、非选择题8．如图，已知R 3＝4 Ω，闭合电键后，安培表读数为 0.75 A ，伏特表读数为2 V ，经过一段时间，一个电阻断路，安培表读数变为0.8 A ，伏特表读数变为3.2 V ，则 R 1的阻值是________Ω，电阻断路前、后电路消耗的总功率之比P 1∶P 2＝________.解析：一个电阻断路，安培表和伏特表的示数均变大，说明外电路电阻变大，电阻R 2断路，此时伏特表测量电阻R 1两端电压，电流表测量流过电阻R 1的电流，根据欧姆定律得R 1＝U I＝3.2 V0.8 A＝4 Ω；电源的电动势不变，电路消耗的总功率之比等于干路电流之比，电阻断路之前，干路电流I 1＝0.75 A ＋0.75 A×4 Ω－2 V4 Ω＝1 A ，电阻断路之后，干路电流I 2＝0.8 A ，电阻断路前、后电路消耗的总功率之比P 1∶P 2＝I 1∶I 2＝5∶4.答案：4 5∶49．(2018·开封市高中模拟)如图所示，有一提升重物用的直流电动机，内阻为0.6 Ω，串联一个阻值为R ＝5 Ω的电阻，它们两端的总电压为U ＝160 V ，电压表读数为110 V ．求：(1)通过电动机的电流； (2)电动机的输入功率； (3)电动机的发热功率；(4)电动机工作1小时对重物做的功．解析：(1)根据题意可知，加在电动机两端的电压为U 1＝110 V ，则电阻R 两端的电压为U R ＝160 V －110 V ＝50 V.通过R 的电流为I ＝U R R＝10 A ，通过电动机的电流为10 A. (2)电动机的输入功率为P 1＝U 1I ＝1 100 W.(3)根据焦耳定律可知，电动机的发热功率为P 2＝I 2r ＝60 W. (4)根据能量守恒定律解得电动机的输出功率为P 3＝P 1－P 2＝1 040 W. 电动机工作1小时对重物做的功为W ＝P 3t ＝3.744×106 W. 答案：(1)10 A (2)1 100 W (3)60 W (4)3.744×106 W。

高中物理第二章5焦耳定律课时作业新人教版选修3_1

5 焦耳定律1.(2019·内蒙古集宁一中月考)一盏电灯直接接在电压恒定的电源上,其功率为100 W,若将这盏灯先接上一段很长的导线后,再接在同一电源上,在导线上损失的电功率是9 W,那么此时电灯实际消耗的电功率将( B )A.等于91 WB.小于91 WC.大于91 WD.条件不足,无法确定解析:如果导线电阻忽略时,灯接在恒定电压的电源上功率是100 W;因为导线和灯泡串联,当导线上电阻变大时,即电路中的电阻变大,由P=可知电路消耗的总功率变小,即小于100 W,而导线上消耗的功率为9 W,所以灯泡的实际功率一定小于91 W,选项B正确.2.(2019·福建厦门湖滨中学期中)在下列用电器中,哪些都属于纯电阻用电器( B )A.电扇和电吹风B.白炽灯、电炉和电热毯C.洗衣机和电冰箱D.电解槽、电磁炉、微波炉解析:纯电阻用电器是把电能全部转化为内能,白炽灯、电炉和电热毯的电能全部转化为内能,故B正确;非纯电阻用电器是把电能主要转化为其他形式的能,少部分转化为内能,电扇和电吹风、洗衣机将部分电能转化为机械能,故A,C错误;电解槽将部分电能转化为化学能,电磁炉、微波炉将部分电能转化为电磁能,故D错误.3.(2019·浙江绍兴月考)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( B )A.电风扇最多B.电烙铁最多C.日光灯最多D.一样多解析:在三种用电器中,只有电烙铁能将电能全部转化为内能,电风扇将部分电能转化为机械能,日光灯将部分电能转化为光能,故B选项正确.4.(2019·四川成都月考)图中的路灯为太阳能路灯,每只路灯的光伏电池板有效采光面积约0.3 m2.晴天时电池板上每平方米每小时接收到的太阳辐射能约为3×106J.如果每天等效日照时间约为6 h,光电池一天产生的电能可供30 W的路灯工作8 h.光电池的光电转换效率约为( C )A.4.8%B.9.6%C.16%D.44%解析:一天时间内光伏电池板接收的太阳能E1=3×106×0.3×6 J= 5.4×106 J,转化为电能E2=30×8×3 600 J=8.54×105J,则光电转换效率η=×100%=×100%≈16%,选项C正确.5.(2019·浙江湖州检测)理发用的电吹风机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,得到热风将头发吹干,设电动机的线圈电阻为R1,它与电热丝的电阻R2串联,接到电压为U的电源上,若电流为I,消耗的电功率为P,则有( C )A.P<UIB.P=I2(R1+R2)C.P=UID.P<I2(R1+R2)解析:电吹风机正常工作,消耗的电功率P=IU,其中发热功率为I2(R1+ R2),另有一部分为机械功率,且电功率大于发热功率,选项C正确.6.(2019·甘肃武威检测)饮水机是一种常见的家用电器,其工作电路可简化为如图所示的电路,其中S是一温度控制开关,当水温升高到一定温度时,它会自动切换,使饮水机处于保温状态;R0是饮水机加热管的电阻,R是与加热管串联的电阻.下表是从其说明书中摘录的一些技术数据.(不考虑R0,R的电阻受温度变化的影响,表中的功率均指加热管的功率),当开关S 闭合时,饮水机处于何种工作状态且R0的阻值为( B )A.加热,220 ΩB.加热,90 ΩC.保温,90 ΩD.保温,220 Ω解析:根据电功率公式P=知,当电源电压不变时电阻越小功率越大.当S断开时,R与R0串联;当S闭合时,只有R0接入电路中,电路中的电阻变小,总功率变大,因而开关S闭合时是加热状态.由于加热功率P热=550 W,由P=得R0==Ω≈90 Ω.故B正确,A,C,D错误.7.(2019·江苏南京检测)如图所示,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R1和R2使两灯都正常发光,此时变阻器消耗的功率分别为P1和P2,两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( D )A.P甲<P乙B.P甲>P乙C.P1>P2D.P1=P2解析:设灯泡的额定电压为U,额定电流为I,灯泡正常工作,对(甲)图有P1=(8-U)×2I,P甲=8×2I=16I,对(乙)图有P2=(16-2U)·I,P乙= 16·I,由此可得P1=P2,P甲=P乙,选项D正确,A,B,C错误.8.(2019·福建厦门检测)在如图所示的电路中,输入电压U恒为8 V,灯泡L标有“3 V 6 W”字样,电动机线圈的电阻R M=0.5 Ω.若灯泡恰能正常发光,下列说法正确的是( C )A.电动机的输入电压是8 VB.流过电动机的电流是10 AC.电动机的效率是80%D.整个电路消耗的电功率是10 W解析:灯泡正常发光时的电压等于其额定电压,电动机的输入电压U M= U-U L=8 V-3 V=5 V,故A错误;灯泡正常发光,则电路电流I== A=2 A,故B错误;电动机的热功率P Q=I2R M=(2A)2×0.5 Ω=2 W,则电动机的效率η=×100%=80%,整个电路消耗的功率P总=UI=8V×2 A=16 W,故C正确,D错误.9.(2019·浙江余姚校级模拟)光伏产业是新能源产业的重要发展方向之一,光伏市场的发展对于优化我国能源结构、促进能源生产和消费革命、推动能源技术创新等方面都有重要的意义.如图所示,是某户居民楼顶平台安装的12块太阳能电池板.据楼主介绍,利用这些电池板收集太阳能发电,发电总功率可达3 kW,工作电压为380 V,全年平均每天有效发电时间为6 h.设备使用年限在25年以上;发电总功率的30%供自家使用,还有富余发电以0.4元/度(1度=1 kW·h)价格并入国家电网.则下列说法可能正确的是( C )A.该光伏项目年发电量约为2.6×104 kW·hB.该光伏项目的工作总电流约为0.3 AC.该光伏项目平均每天的发电量大约可供一盏60 W的白炽灯工作300小时D.该光伏项目富余发电的年收入约为7 000元解析:由于一天有效光照时间为6 h,该光伏项目年发电量约为W=Pt=3 kW×6 h×365≈6.6×103kW·h,故A错误;根据P=IU,该光伏项目的工作总电流I==≈7.9 A,故B错误;该光伏项目平均每天的发电量大约可供一盏60 W的白炽灯工作时间t== h=300 h,故C正确;因为发电总功率的30%供自家使用,富余部分以0.4元/度(1度=1 kW·h)价格并入国家电网,故该光伏项目富余发电的年收入x= 6.6×103×70%×0.4元=1 848元,故D错误.10.(2019·北京市学业考试)中国是全球最大的家用电器生产和消费国.家用电器拥有量的迅速增长带来了巨大的能源消耗,同时也加重了对环境的污染.因此,我国通过制定和实施能效标准、推广能效标识制度来提高用能产品的能源效率,促进节能减排,减少对环境的污染.如图是某型号空调的能效标识.其中,能效等级是依据能效比来划分的,目前中国的能效等级根据能效比由高到低依次分为1,2,3三个等级.能效比是指空调在额定工作条件下制冷时,制冷量与输入功率之比.制冷量是指空调制冷时,单位时间内从密闭空间内去除的热量总和.若空调在额定工作条件下制冷,根据以上资料可以判断,下列说法中正确的是( C )A.在制冷量相同的情况下,能效比高的空调输入功率大B.在能效比相等的情况下,制冷量大的空调输入功率小C.在输入功率相同的情况下,能效比高的空调制冷量大D.在输入功率相同的情况下,制冷量大的空调能效比小解析:由于能效比是指空调在额定工作条件下制冷时,制冷量与输入功率之比,设能效比为k,制冷量功率为P Q,空调输入功率为P,则P Q=kP;在制冷量相同的情况下,能效比高的空调输入功率小,故A错误;由P Q=kP可知,在能效比相等的情况下,制冷量大的空调输入功率大,故B 错误;由P Q=kP可知,在输入功率相同的情况下,能效比高的空调制冷量大,故C正确;由P Q=kP 可知,在输入功率相同的情况下,制冷量大的空调能效比高,故D错误.11.(2019·贵州思南月考)把六个相同的小灯泡接成如图(甲)、(乙)所示的电路,调节变阻器使灯泡正常发光,(甲)、(乙)两电路所消耗的功率分别用P甲和P乙表示,则下列结论正确的是( B )A.P甲=P乙B.P甲=3P乙C.P乙=3P甲D.P乙>3P甲解析:设每个灯泡正常工作时的电流为I,则题图(甲)中电路的总电流为3I,P甲=12 V×3I,题图(乙)中电路的总电流为I,P乙=12 V×I,故有P甲=3P乙,选项B正确.12.(2019·吉林松原月考)如图所示,A为电解槽,N为电炉,电源提供恒定电压U=12 V,电解槽内阻r A=2 Ω,当S1闭合、S2断开时,电流表的示数为6 A;当S2闭合、S1断开时,电流表的示数为4 A(电流表内阻不计),求:(1)电炉的电阻及发热功率各多大?(2)在电解槽工作时,电能转化为化学能的功率为多少?解析:(1)电炉为纯电阻元件,由欧姆定律得I1=,则R===2 Ω,其发热功率为P R=I1U=6×12 W=72 W.(2)电解槽为非纯电阻元件,发热功率为P热=r A=42×2 W=32 W,总功率为P总=I2U=4×12 W=48 W,故电能转化为化学能的功率为P化=P总-P热=(48-32)W=16 W.答案:(1)2 Ω72 W (2)16 W13.(2019·安徽蚌埠检测)如图所示,电路两端电压U保持不变,滑动变阻器R的总阻值与R2的阻值均为20 Ω,电阻R1的阻值为5 Ω.在滑动变阻器R的滑片P由a向b滑动的过程中( D )A.干路中的电流不断减小B.R1上消耗的电功率不断减小C.电路中消耗的总电功率不断减小D.R2上消耗的电功率不断减小解析:由于R的总电阻与R2大小相等,R,R2并联,当R接入电路电阻最大时,并联的总电阻最大,当滑片P由a向b滑动时滑动变阻器接入电路的电阻变小,R并变小,R总变小,电路中的总电流变大,电路中消耗的总功率变大,R1两端电压变大,R1消耗的电功率变大;并联部分电压变小,R2消耗的电功率变小,故选项D正确.14.(2019·河北行唐一中月考)(多选)一个用半导体材料制成的电阻器D,其电流I随它两端的电压U的关系图象如图(甲)所示,将它与两个标准电阻R1,R2并联后接在电压恒为U的电源上,如图(乙)所示,三个用电器消耗的电功率均为P.现将它们连接成如图(丙)所示的电路,仍然接在该电源的两端,设电阻器D和电阻R1,R2消耗的电功率分别为P D,P1,P2,它们之间的大小关系为( BC )A.P1=4P2B.P D<P2C.P1<4P2D.P D>P2解析:图中电阻器D与两个标准电阻R1,R2并联后接在电压恒为U的电源两端,而三个用电器消耗的电功率均为P,此时三个电阻的阻值相等;当将它们连接成如图(丙)所示的电路,接在该电源的两端时,电阻器D的电压小于电源的电压,由图(甲)可以知道,电阻器D的电阻增大,则有R D>R1=R2.而R D与R2并联,电压相等,根据欧姆定律得知,电流I D<I2,又I1=I2+I D,得到I1<2I2,I1>2I D,P1=R1,P D=R D,P2=R2,则有P1<4P2.选项A错误,C正确;P D=,P2=,R D>R2,故P D<P2,选项B正确,D错误.15.(2019·福建厦门外国语学校检测)有一种测量压力的电子秤,其原理如图所示.E是提供电压恒为6 V的电源.R0是一个阻值为400 Ω的限流电阻.G是由理想电流表改装成的指针式测力显示器.R是压敏电阻,其阻值可随压力大小变化而改变,其关系如下表所示.C是一个用来保护显示器的电容器.秤台的重力忽略不计.(1)在坐标系中画出电阻R随压力F变化的图线,并归纳出电值R随压力F变化的函数关系式;(2)写出压力随电流变化的关系式,说明该测力显示器的刻度是否均匀;(3)若电容器的耐压值为5 V,该电子秤的量程是多少牛.解析:(1)将表中各组对应数据在坐标系中描点并通过这些点作平滑图线即可得压敏电阻R 的阻值随压力F的大小变化的图象,如图所示,可知压敏电阻R的阻值与压力F成一次函数关系,设它们的关系式为R=kF+b在图象上找两点,例如F=50 N,R=280 Ω和F=100 N,R=260 Ω代入得280=50k+b,260=100k+b.解得k=-0.4,b=300,则R=300-0.4F(Ω).(2)根据欧姆定律得I=代入数据,整理得F=1 750-所以压力和电流不成一次函数关系,故该测力显示器的刻度是不均匀的.(3)从R F图象可知,压力增大时,压敏电阻值减小,当电容器两端的电压为5 V时,压敏电阻两端的电压为U1=U-U0=6 V-5 V=1 V根据串联电路特点可得==而R0=400 Ω得R=80 Ω代入R=300-0.4F解得F=550 N.若压力F>550N,电容器短路,电子秤无法工作,即该电子秤量程为550 N.答案:(1)R=300-0.4F (2)F的刻度不均匀,但满足电流越大,力越大(3)550 N。

(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 。

2021年高中物理第2章 5焦耳定律课时作业(含解析)新人教版选修3-1

2021年高中物理第2章 5焦耳定律课时作业（含解析）新人教版选修3-11．下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中不正确的是( ) A ．电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多B ．W ＝UIt 适用于任何电路，而W ＝I 2Rt ＝U 2Rt 只适用于纯电阻电路C ．在不是纯电阻的电路中，UI ＞I 2RD ．焦耳热Q ＝I 2Rt 适用于任何电路【解析】电功率公式为P ＝W t，功率越大，表示电流做功越快．对于一段电路，有P ＝IU ，I ＝P U ，焦耳热Q ＝(P U)2Rt ，可见Q 与P 、U 、t 都有关．所以，P 越大，Q 不一定越大，A 错．W ＝UIt 是电功的定义式，适用于任何电路．而I ＝UR只适用于纯电阻电路，B 对．在非纯电阻电路中，电流做的功＝焦耳热＋其他形式的能，所以W >Q ，即UI >I 2R ，C 正确．Q ＝I 2Rt 是焦耳热的定义式，适用于任何电路中产生的焦耳热，D 正确．【答案】 A2．下列说法正确的是( )A ．家庭生活中，常说的“1度”电，指的是电功率的单位B ．功率是1千瓦的空调正常工作一个小时所消耗的电功是1度C ．1度等于1 000焦耳D ．1度等于3.6×106瓦【解析】 “度”是电功的单位，1 度＝1 kW·h＝1 000 W×3 600 s＝3.6×106J ，故A 、C 、D 错误．功率为1千瓦的空调正常工作1个小时消耗的电功为W ＝Pt ＝1 kW·h＝1度，故B 正确．【答案】 B3．对于连入电路的不同灯泡，亮度大的灯泡是( ) A ．通过的电流大的灯泡 B ．两端电压大的灯泡 C ．电阻大的灯泡D ．消耗电功率大的灯泡【解析】消耗电功率大，是指单位时间内将电能转化为(热能)光能多，亮度大，D 正确．【答案】 D4．如图2－5－7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，实际发光的功率约为( )图2－5－7A ．15 W 、30 WB ．30 W 、40 WC ．40 W 、60 WD ．60 W 、100 W【解析】由图象的横坐标U ＝220 V 可找出对应的纵坐标(I )的值分别为I 甲＝0.18 A ，I 乙＝0.27 A ，则P 甲＝I 甲U ≈40 W ，P 乙＝I 乙U ≈60 W，C 正确．【答案】 C5．一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，则以下说法错误的是( )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 知电路电压U ＝Wq＝110 V ，A 错误；由P ＝IU 得I ＝P U ＝1 A ，B 正确；由W ＝Pt 得通电时间t ＝W P ＝3 s ，C 正确；由R ＝U I，得R ＝110 Ω，D 正确．【答案】 A6．一只电炉的电阻丝和一台电动机线圈电阻相同，都为R ，设通过它们的电流相同(电动机正常运转)，则在相同时间内下列判断不正确的是( )A ．电炉和电动机产生的热量相同B ．电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率C ．电炉两端电压小于电动机两端电压D ．电炉和电动机两端电压相等【解析】对电动机IU ＝IU ′＋IU R ① 其中IU ′为转化为机械能的功率．对电炉：只有P ＝I 2R ＝IU R ② 比较①②得：U ＞U R ，D 错．【答案】 D7．有一只电风扇，标有“220 V 50 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，正确的是( )A ．Q ＝U 2t RB ．Q ＝PtC ．Q ＝(P U)2RtD ．以上三种方法均正确【解析】对纯电阻电路电热的计算可用Q ＝UIt ＝I 2Rt ＝U 2tR，而电风扇工作时不能看成纯电阻电路，故电热计算要用Q ＝I 2Rt 计算，而电流计算I ＝P U用于任何电路，所以C 项正确．【答案】 C[超越自我·提升练]8．如图2－5－8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2－5－8A ．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 W 110 V，则电解槽消耗的功率P ＝P 灯＝60 W ，C 对A 错；电解槽的发热功率P 热＝I 2R ＝1.3 W ，B 错；整个电路消耗的功率P 总＝220 V×60 W110 V＝120 W ，D 错误．【答案】 C9．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见图2－5－9，此空调器运行1小时用电( )图2－5－9A ．1.0度B ．1.5度C ．2.0度D ．2.5度【解析】从题图可以看出，在1小时内，空调器以0.5 kW 工作的时间为20分钟，以2 kW 工作的时间为40分钟，故空调器1小时内用电为：P 1t 1＋P 2t 2＝0.5×13＋23×2 kW·h＝1.5 kW·h＝1.5度【答案】 B10．某实物投影机有10个相同的强光灯L 1～L 10(24V/200W)和10个相同的指示灯X 1～X 10(220V/2W)，将其连接在220 V 交流电源上，电路如图2－5－10所示，若工作一段时间后，L 2 灯丝烧断，则( )图2－5－10A. X 1的功率减小，L 1的功率增大B. X 1的功率增大，L 1的功率增大C. X 2功率增大，其它指示灯的功率减小D. X 2功率减小，其它指示灯的功率增大【解析】显然L 1和X 1并联、L 2和X 2并联…然后他们再串联接在220 V 交流电源上，L 2 灯丝烧断，则总电阻变大、电路中电流I 减小，又L 1和X 1并联的电流分配关系不变，则X 1和L 1的电流都减小、功率都减小，同理可知除X 2 和L 2 外各灯功率都减小，A 、B 均错；由于I 减小，各并联部分的电压都减小，交流电源电压不变，则X 2 上电压增大，根据P ＝U 2/R 可知X 2 的功率变大，C 对、D 错．【答案】 C11．如图2－5－11所示，两个不同的工业用电烙铁，其中甲的规格的“220 V,800 W”，乙的规格为“220 V，1 600 W”．则当两电烙铁分别接通，其通过的电流分别为I 1＝0.4 A ，I 2＝0.2 A 时，分别工作t 1＝10 s ，t 2＝20 s 后释放的热能为多少？甲乙 2－5－11【解析】由P ＝U 2R 得：R ＝U 2P，故R 甲＝48 400800Ω＝60.5 ΩR 乙＝48 4001600Ω＝30.25 Ω，由焦耳定律Q ＝I 2Rt 得：Q 甲＝I 21R 甲t 1＝(0.4)2×60.5×10 J＝96.8 J ， Q 乙＝I 22R 乙t 2＝(0.2)2×30.25×20 J＝24.2 J.【答案】 96.8 J 24.2 J12．在研究微型电动机的性能时，可采用如图2－5－12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0.5 A 和1.0 V ；重新调节R ，使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0 A 和15.0 V ．求这台电动机正常运转时的输出功率和电动机的线圈电阻．图2－5－12【解析】当电流表和电压表的示数为0.5 A 和1.0 V 时，电动机停止工作，电路中只有电动机的内阻消耗电能，其阻值r ＝U 1I 1＝1.00.5Ω＝2 Ω.当电动机正常工作时，电流表、电压表示数分别为2.0 A 和15.0 V ，则电动机的总功率P 总＝U 2I 2＝15.0×2.0 W＝30.0 W ，线圈电阻的热功率P 热＝I 22r ＝2.02×2 W＝8.0 W ，所以P 输出＝P 总－P 热＝30.0 W －8.0 W ＝22.0 W.【答案】 22.0 W 2 Ω20718 50EE 僮6 25267 62B3 抳623312 5B10 嬐S22419 5793 垓38047 949F 钟g{34921 8869 衩r g。

高中物理第2章第5节焦耳定律课后强化演练(含解析)新人教版选修3-1

第二章第5节焦耳定律课后强化演练一、选择题1．(2014·北京模拟)下表为某电热水壶铭牌上的一部分内容．根据表中的信息，可计算出电热水壶在额定电压下工作时的电流约为( )A ．C ．7.2 AD ．6.2 A解析：根据电功率的计算公式得工作电流I ＝P U ＝1 800 W220 V≈8.2 A．B 选项正确．答案：B2．锰铜合金的电阻几乎不受温度变化的影响，常用来制作标准电阻．如图是两个标准电阻的伏安特性曲线，若把两个电阻串联接入电路中，在相同时间内产生的热量关系为( )A ．Q 1＝Q 2B ．Q 1＞Q 2C ．Q 1＜Q 2D ．无法确定解析：由I U 图线的斜率表示电阻的倒数可知R 1＜R 2，由焦耳定律Q ＝I 2Rt 得Q 1＜Q 2. 答案：C3．电功率的计算公式P ＝U 2/R 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 ＝U 2/R 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：C4．(2015·邯郸联考)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 ，则电动机的机械功率为( )A ．PB ．U 2rC ．P 2r U 2D ．P －P 2r U2解析：电动机消耗的电功率为P ，加在某台电动机上的电压为U ，则通过线圈的电流为I ＝P U ，线圈上的热功率P 热＝I 2r ，则电动机的机械功率P 机＝P －P 热＝P －P 2r U2，D 选项正确．答案：D5．如图所示的电路中，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 ．整个电路消耗的电功率为22 W解析：灯泡L 正常发光，则I 灯＝P 灯U 灯＝126A ＝2 A ，所以电路中的电流I ＝2 A ，故整个电路消耗的总功率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．答案：AC6．电阻R 1和R 2上分别标有“100 Ω 4 W”和“12.5 Ω 8 W”字样，将它们串联起来之后，能承受的最大电压是( )A ．30 VB ．90 VC ．22.5 VD ．25 V解析：R 1、R 2的额定电流分别为I 1＝P 1R 1＝4100A ＝0.2 A ， I 2＝P 2R 2＝812.5A ＝0.8 A ，为了不损坏电阻，串联电路中允许通过的最大电流应为0.2 A ，则U m ＝I 1(R 1＋R 2)＝0.2×(100＋12.5)V ＝22.5 V ，故C 正确．答案：C 二、非选择题7．(2014·黄浦区二模)如图，已知R 3＝4 Ω，闭合电键后，安培表读数为0.75 A ，伏特表读数为2 V ，经过一段时间，一个电阻断路，安培表读数变为0.8 A ，伏特表读数变为3.2 V ，则 R 1的阻值是________Ω，电阻断路前、后电路消耗的总功率之比P 1∶P 2＝________.解析：一个电阻断路，安培表和伏特表的示数均变大，说明外电路电阻变大，电阻R 2断路，此时伏特表测量电阻R 1两端电压，电流表测量流过电阻R 1的电流，根据欧姆定律得R 1＝U I ＝3.2 V0.8 A＝4 Ω；电源的电动势不变，电路消耗的总功率之比等于干路电流之比，电阻断路之前，干路电流I 1＝0.75 A ＋0.75 A×4 Ω－2 V4 Ω＝1A ，电阻断路之后，干路电流I 2＝0.8 A ，电阻断路前、后电路消耗的总功率之比P 1∶P 2＝I 1∶I 2＝5∶4.答案：4 5∶48.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R 0＝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：电压表的示数为电动机两端的电压，电源电压已知，可得U R ＝U 源－U 机＝(60－50)V ＝10 V.由欧姆定律：I ＝U R R＝5 A ，对电动机由能量关系得P 电＝P 热＋P 出，所以P 出＝P 电－P 热＝UI －I 2R 0＝(50×5－52×1.6)W＝210 W. 答案：210 W。

精选高中物理2.5焦耳定律课时作业新人教版选修3_1

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 ＝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 在任何电路中成立，Q ＝I 2Rt 只在纯电阻电路中成立解析：W ＝UIt 、Q ＝I 2Rt 适用于一切电路，但在纯电阻电路中W ＝Q ，在非纯电阻电路中W ＞Q ，B 对，A 、C 、D 错．答案： B2．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 错C 对；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 错；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 错．答案： C3．把家用电炉的电热丝剪去一小段后，继续使用，则在同样的时间内( ) A ．由Q ＝I 2Rt 可知，电炉的发热量减少 B ．由Q ＝UIt 可知，电炉的发热量不变C ．由Q ＝U 2Rt 可知，电炉的发热量增加D ．无法确定解析：电压U 不变，R 变小，故选C. 答案： C4．一电动机，线圈电阻为R ，在它两端加上电压U ，电动机正常工作，测得通过它的电流为I ，电动机的机械功率是( )A ．I 2R B.U 2RC ．UI －I 2R D ．UI解析：电动机的电功率P ＝UI ，热功率P 热＝I 2R ，所以机械功率是P 机＝P －P 热＝UI －I 2R ，故C 项正确．答案： C5. 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 WB ．25 WC ．1 000 WD ．475 W解析：电动机的热功率P ＝I 2r ＝(5 A)2·1 Ω＝25 W ，B 正确，A 、C 、D 错误．答案： B6．锰铜合金的电阻几乎不受温度变化的影响，常用来制作标准电阻．下图是两个标准电阻的伏安特性曲线，若把两个电阻串联接入电路中，在相同时间内产生的热量关系为( )A ．Q 1＝Q 2B ．Q 1>Q 2C ．Q 1<Q 2D ．无法确定解析：由I －U 图线的斜率表示电阻的倒数可知R 1<R 2，由焦耳定律Q ＝I 2Rt 得Q 1<Q 2. 答案： C7．如图所示，电路两端的电压U 保持不变，电阻R 1、R 2、R 3消耗的电功率一样大，则电阻之比R 1∶R 2∶R 3为( )A ．1∶1∶1 B．4∶1∶1 C ．1∶4∶4 D．1∶2∶2解析：R 2、R 3并联，电压相等，功率又相等，所以电流相等，电阻相等，因此通过R 1的电流是通过R 2电流的两倍；又因为功率相等，根据P ＝I 2R 可知，R 1是R 2的14.根据以上分析可知R 1∶R 2∶R 3＝1∶4∶4.答案： C 8.如图所示，电路电压U 保持不变，滑动变阻器R 的总阻值与R 2的阻值均为20 Ω，电阻R 1的阻值为5 Ω.当滑动变阻器R 的滑动端P 由a 向b 滑动过程中( )A ．干路中电流不断增大B ．R 1上消耗电功率不断增大C ．R 1上消耗电功率不断减小D ．R 2上消耗电功率不断减小解析：滑片由a 向b 滑动时，R 变小，R 并变小，R 总变小，电路中的总电流变大，R 1两端的电压变大，消耗的功率变大；并联部分电压变小，R 2消耗的功率变小．答案： ABD9．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，2016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 ．8×108kW·h B．8×1010kW·h C ．8×1011kW·h D．8×1013kW·h解析：按每户一天亮灯5小时计算，每户一年节省的电能为(2×60－2×10)×10－3×5×365 kW·h＝182.5 kW·h，假设全国共有4亿户家庭，则全国一年节省的电能为182.5×4×108kW·h＝7.3×1010kW·h，最接近于B 选项，故选项B 正确，选项A 、C 、D 错误．答案： B10．一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 ＝W q ＝330 J3 C＝110 V ，故A 错误．由W ＝Pt 得t ＝W P ＝330 J 110 W ＝3 s ，又由q ＝It 得I ＝q t ＝3 C3 s＝1 A ，故B 、C 正确．由W ＝Q ＝I 2Rt 得R ＝WI 2t＝110 Ω.故D 正确．答案： BCD 11.如图所示，粗细均匀的金属环上A 、B 、C 、D 四点把其周长分成四等份，当A 、B 点接入电路中时，圆环消耗的电功率为P ；当A 、D 点接入电路中时，圆环消耗的电功率为(电源内阻不计)( )A ．3P B.43PC ．P D.34P解析：设电路两端的电压为U ，金属环每一等份的电阻为R .当A 、B 点接入电路中时(图甲)，电路的总电阻为R ，圆环消耗的电功率P ＝U 2R；当A 、D 点接入电路中时(图乙)，电路的总电阻为34R ，圆环消耗的电功率P ′＝4U 23R ＝43P .故选项B 正确．甲乙答案： B 12．在研究微型电动机的性能时，可采用如图所示的实验电路．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0.5 A 和1.0 V ；重新调节R ，使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0 A 和15.0 V ．求：(1)这台电动机正常运转时的输出功率和电动机的线圈电阻．(2)电动机正常工作状态时匀速提升一个2 kg 的物体，该物体竖直上升的速度多大？(g 取10 m/s 2)解析： (1)当电流表和电压表的示数为0.5 A 和1.0 V 时电动机停止工作，电路中只有电动机的内阻消耗电能，其阻值r ＝U 1I 1＝1.0 V0.5 A＝2 Ω.当电动机正常工作时，电流表、电压表示数分别为2.0 A 和15.0 V ，则电动机的总功率P 总＝U 2I 2＝15.0×2.0 W＝30.0 W ，线圈电阻的热功率P 热＝I 22r ＝2.02×2 W＝8.0 W ，所以P 输出＝P 总－P 热＝30.0 W －8.0 W ＝22.0 W.(2)由P 出＝mgv 得v ＝P 出mg ＝222×10m/s ＝1.1 m/s 答案： (1)22.0 W 2 Ω (2)1.1 m/s。

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新人教版选修3-11．(2013·许昌市五校高二联考)关于四个公式①P＝UI；②P＝I2R；③P＝U2R；④P＝Wt，下列说法正确的是( )A．公式②适用于任何电路的热功率的计算B．公式①②④适用于任何电路电功率的计算C．公式④适用于任何电路的电功率的计算D．以上均正确答案：AC2．计算用电量时，常用的单位是“度”，对此，下列说法中正确的是( )A．1度等于3.6×103kW·hB．1度等于3.6×106JC．“度”是电功率的单位D．“度”是电功的单位答案：BD解析：“度”是电功的单位，1度等于1kW·h，而1kW·h＝3.6×106J，故选项B、D正确。

3．(2013·曲阜高二检测)有一台标有“220V50W”的电风扇，其线圈电阻为0.4Ω，在它正常工作时，下列求其每分钟产生的电热的四种解法中，正确的是( )A．I＝PU＝522A，Q＝UIt＝3000JB．Q＝Pt＝3000JC．I＝PU＝522A，Q＝I2Rt＝1.24JD．Q＝U2Rt＝22020.4×60J＝7.26×106J答案：C解析：本题主要考查焦耳定律和热功率的计算。

电风扇是一种在消耗电能过程中既产生机械能，又产生内能的用电器，对这样的用电器，每分钟产生的热量只能根据Q＝I2Rt进行计算。

因此，C选项是正确的。

4．改革开放以来，人们的生活水平和生活质量有了较大的改善，电冰箱、空调机、电视机等家用电器得到了普遍使用。

根据下图中铭牌上提供的信息，判断在12小时内正常使用的电冰箱与连续运转的电风扇消耗电能的情况是( )BC －65B 电冰箱额定电压220V 工作频率50Hz 额定功率70W 耗电荷量：0.50kW·h/24h PS －69电风扇规格400mm 额定电压220V 工作频率50Hz 额定功率65W A ．电冰箱比电风扇多 B ．电风扇比电冰箱多 C ．电风扇与电冰箱一样多D ．电冰箱比电风扇可能多，也可能少答案：B解析：依据电冰箱铭牌可知，电冰箱在12h 内耗电0.25kW·h, 而电风扇在12h 内耗电W ＝Pt ＝0.78kW·h，故B 项正确。

5．(2013·黄石二中高二期中测试)有一内电阻为 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 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120WB ．电解槽的发热功率为60WC ．电解槽消耗的电功率为60WD ．电路消耗的总功率为60W 答案：C解析：灯泡能正常发光，说明电解槽和灯泡均分得110V 电压，且干路电流I ＝I 灯＝60W 110V ，则电解槽消耗的功率P ＝P 灯＝60W ，C 对A 错；电解槽的发热功率P 热＝I 2R ＝1.3W ，B 错；整个电路消耗的功率P 热＝220V×60W110V＝120W ，D 错。

6.如图所示，已知U AB ＝6V ，当滑动变阻器触头P 位于正中位置时，额定电压为3V 的灯泡L 正常发光，当触头滑至最左端时，电灯实际功率为2W ，求此灯泡的额定功率和变阻器的总电阻。

答案：4.5W 4Ω解析：设滑动变阻器总电阻为R m ，灯泡电阻为R L ，则根据P 位于正中位置时灯泡正常发光，电压为3V ，滑动变阻器的电压为3V ，得R L ＝R m2。

P 位于最左端时，变阻器有效电阻R ′＝R m ＝2R L ，则：U L ＝2V 。

故：R L ＝U 2LP L ＝222Ω＝2Ω。

灯泡额定功率：P 额＝U 2额R L ＝322W ＝4.5W 。

变阻器总电阻：R m ＝2R L ＝4Ω。

7．一只规格为“220V 2000W”的电炉，求在正常工作时的电阻。

若电网电压为200V ，求电炉的实际功率。

在220V 电压下，如果平均每天使用电炉2h ，求此电炉一个月要消耗多少度电？(一个月＝30天)答案：24.2Ω 1653W 120度解析：设电炉电阻为R ，由P ＝U 2R 得R ＝U 2P ＝22022000Ω＝24.2Ω当电压为U ′＝200V 时，电炉的实际功率为P ′＝U ′2R ＝200224.2W ＝1653W在220V 的电压下，一个月耗用电能W ＝Pt ＝2×30×2kW·h＝120kW·h。

能力提升1．(2013·广东中山市高二期末)有四盏电灯，如图所示连接在电路中，L 1和L 2都标有“220V,100W”字样，L 3和L 4都标有“220V,40W”字样，把电路接通后，下列说法正确的是( )A ．L 1和L 4一样亮B ．L 2和L 3一样亮C ．L 3比L 4亮D ．L 1比L 2亮答案：D解析：根据串联电路的电压分配原则知L 2、 L 3两端的电压最小，L 4两端的电压最大。

根据并联电路的电流分配原则知通过L 3的电流小于通过L 2的电流。

由此可知L 4最亮，L 1次之，L 3最暗。

选项D 正确。

2．室内有几种用电器：1.5kW 的电饭煲、200W 的电冰箱、750W 的取暖器、250W 的电视机和2kW 的空调器。

如果进线处有13A 的保险丝，供电电压为220V ，下列情况下不可能同时使用的是( )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 ＝2860W 。

用电器的功率之和大于P m 时，用电器就不可能同时使用，故选C。

3．(2013·试题调研)功率为10W的发光二极管(LED灯)的亮度与功率为60W的白炽灯相当。

根据国家节能战略，2016年前普通白炽灯应被淘汰。

假设每户家庭有2只60W的白炽灯，均用10W的LED灯替代，估算出全国一年节省的电能最接近( )A．8×108kW·h B．8×1010kW·hC．8×1011kW·h D．8×1013kW·h答案：B解析：该题考查电能的估算问题。

解题思路是一年按365天，全国按5亿用户，每天按4小时估算。

考查应变能力。

2只节能灯比2只白炽灯节省的功率为100W，即0.1kW，所以一年节约的电能E＝0.1×4×365×5×108kW·h≈8×1010kW·h，B选项正确。

4．三个阻值相同的灯泡，其允许消耗的最大功率都是10W，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．30W B．20W C．15W D．10W答案：C解析：连接后电路如图，其中L3两端电压最高，它消耗的电功率为10W时，因L1与L2串联，且电阻相等，则分配在L1与L2两灯电压都是灯L3两端电压的一半。

∴P1＝P2＝U22R＝U24R＝P34＝104W＝2.5W则整个电路消耗的功率P＝P1＋P2＋P3＝(2.5＋2.5＋10)W＝15W。

5．如图所示，电阻R1＝20Ω，电动机绕线电阻R2＝10Ω，当开关S断开时，电流表的示数是I1＝0.5A，当开关S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P应是( )A．I＝1.5A B．I<1.5AC．P＝15W D．P<15W答案：BD解析：当开关S断开时，电动机没有通电，欧姆定律成立，所以电路两端的电压U＝I1R1＝10V；当开关合上后，电动机转动起来，电路两端的电压U＝10V，通过电动机的电流应满足I2U>I22R2，所以I2<1A。

所以电流表的示数I<1.5A，电路消耗的电功率P<15W，即B、D正确。

6．(2013·济南城区高二检测)微型吸尘器的直流电动机的内阻一定，为1Ω，当加在它两端的电压为2.0V时，电流为0.8A，且能正常工作，求：(1)它的额定输入功率多大？(2)工作时由导线发热损失的功率多大？ (3)它的最大输出功率多大？答案：(1)1.6W (2)0.64W (3)0.96W 解析：(1)电动机的额定输入功率为：P 额＝UI ＝2.0×0.8W＝1.6W(2)电动机的发热功率为：P 热＝I 2R ＝(0.8)2×1W＝0.64W 。

(3)根据能量的转化与守恒，电动机的最大输出功率为：P 出＝P 额－P 热＝0.96W 。

7．一辆电动自行车的铭牌上给出了如下的技术参数表质量为M ＝70kg 的人骑此电动自行车沿平直公路行驶，所受阻力F f 恒为车和人总重的k ＝0.02倍。

取g ＝10m/s 2，求：(1)此车电机在额定电压下正常工作的效率。

(2)仅在电机以额定功率提供动力的情况下，人骑车行驶的最大速度。

(3)仅在电机以额定功率提供动力的情况下，当车速为v 1＝1.0m/s 时，人骑车的加速度。

答案：(1)85.7% (2)6.0m/s (3)1.0m/s 2解析：(1)由表可知，电机的额定电压为U 0＝40V 、额定电流为I 0＝3.5A ，所以电机正常工作时输入功率为P 入＝U 0I 0＝140W又因电机的输出功率为P 出＝120W ，所以电机的效率为η＝P 出P 入＝85. 7% (2)行驶时所受阻力为F f ＝k (M ＋m )g 式中m 为车的质量。

当达到最大速度v max 时，应有P 出＝F f v max ，所以最大速度v max ＝P 出F f＝6.0m/s 。

(3)当车速为v 1＝1.0m/s 时，牵引力F ＝P 出v 1＝120N 。

设此时车的加速度为a ，根据牛顿第二定律F －F f ＝(M ＋m )a ，解得a ＝1.0m/s 2。