高中物理(鲁科版)选修3-1同步练习第3章恒定电流第3节焦耳定律含答案

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2019_2020学年高中物理第3章恒定电流第3节焦耳定律课时作业(含解析)鲁科版选修3_1

第3节焦耳定律一、选择题1．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 ．电功是其他形式的能转化为电能的量度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解析：电场力移动电荷时对电荷所做的功叫电功，是电能转化为其他形式能的量度，A 对，BCD 错．答案：A2．(多选)对计算任何类型的用电器的电功率都适用的公式是( )A ．P ＝I 2R B ．P ＝U 2RC ．P ＝UID ．P ＝W t解析：电功率计算的普适公式是P ＝Wt ＝UI ，只有是在纯电阻用电器的前提下，才可由I＝U R改写功率的表达式，故C 、D 正确．答案：CD3．一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：D4．有一只灯泡的灯丝断了，通过转动灯泡灯丝接通，再接入电源后，所发生的现象及其原因是( )A ．灯丝电阻变小，通过它的电流变大，根据P ＝I 2R ，电灯亮度不变 B ．灯丝电阻变大，通过它的电流变小，根据P ＝I 2R ，电灯变暗C ．灯丝电阻变小，它两端的电压不变，根据P ＝U 2R，电灯变亮D ．灯丝电阻变大，它两端的电压不变，根据P ＝U 2R，电灯变暗解析：转动灯泡灯丝重新搭接后，L 变短，由R ＝ρL S，R 减小，而灯泡两端电压不变，故C 正确．答案：C5．一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6.6×104J ，洗衣机消耗的电能为6.6×103J D ．电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍解析：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 ＝6.6×104J ，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＝10 P 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．答案：C6．(多选)在高速公路隧道内两侧的灯泡不易更换，为了延长灯泡的寿命，故一个接口处通常安装两个完全相同的灯泡，下列说法正确的是( ) A ．两个灯泡串联B ．为了增加亮度，两个灯泡并联C ．串联时每个灯泡实际消耗的功率为其额定功率的四分之一D ．串联时每个灯泡实际消耗的功率大于其额定功率的四分之一解析：为延长灯泡寿命应使灯泡两端电压小于额定电压，故两个灯泡应串联，P 额＝U 2额R，P实＝（12U 额）2R ′，R ′＜R ，故P 实＞14P 额，故A 、D 正确．答案：AD7．一辆电瓶车，质量为500 kg ，由内阻不计的蓄电池组向直流电动机提供24 V 的电压，当电瓶车在水平地面上以0.8 m/s 的速度匀速行驶时，通过电动机的电流为5 A ，设车所受的阻力是车重的0.02倍(取g ＝10 m/s 2)，则此电动机的内阻是( ) A ．4.8 ΩB ．3.2 ΩC ．1.6 ΩD ．0.4 Ω解析：UI ＝I 2R ＋fv ，f ＝0.02mg ，解得R ＝1.6 Ω. 答案：C8．(多选)3个完全相同的小型电动机(线圈电阻为r )分别接在相同电压为U 的电路中，如图所示，甲、乙、丙中、、理想电表示数分别为I 0、U 0、I .固定电阻阻值为R ，关于电动机转动中功率的说法正确的是(不计摩擦)( )A ．甲图中电动机消耗的功率为UI 0B ．乙图中电动机发热消耗的功率为U 20rC ．丙图中输入给电动机的功率为U (I －U R) D ．甲图中电动机输出的功率为UI 0－I 20r解析：甲图中加在电动机两端电压为U ，故电动机消耗的功率为UI 0，输出功率为UI 0－I 2r ，乙图中发热功率P ＝(U －U 0R )2 r ，丙图中流过电动机的电流为I －UR，故输给电动机的功率为U (I －UR)，故A 、C 、D 正确．答案：ACD 二、非选择题9．如图所示，电源电动势为20 V ，内阻不计，当接入固定电阻R ＝5 Ω时，电路中标有“3 V，4.5 W”的灯泡L 和内阻r ′＝0.5 Ω的小型直流电动机恰能正常工作，求： (1)电路中电流强度； (2)电动机的额定工作电压； (3)电源的总功率．解析：(1)对灯泡I ＝P U ＝4.53A ＝1.5 A (2)U R ＝IR ＝1.5×5V＝7.5 V ，电动机额定电压U M ＝E －U L －U R ＝9.5 V ， (3)P 总＝IE ＝1.5×20 W＝30 W. 答案：(1)1.5 A (2)9.5 V (3)30 W。

鲁科版高中物理选修3-1同步练测：第三章第三节第三节焦耳定律.docx

高中物理学习材料桑水制作第三节焦耳定律建议用时实际用时满分实际得分45分钟100分一、选择题（本题包括10小题，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分，共40分）1.将A、B两个白炽灯接入电路，关于这两只灯泡的发光情况，正确的说法是（）A.若A灯中的电流比B灯大，则A灯一定比B灯亮B.若A灯两端的电压比B灯大，则A灯一定比B灯亮C.若电流对A灯做的功比B灯多，则A灯一定比B灯亮D.若A灯消耗的电功率比B灯大，则A灯一定比B灯亮2.某电路在1分钟内消耗的电能为100J.若电路两端的电压变为原来的2倍，电路的电阻变为原来的二分之一.此电路在1分钟内消耗的电能是（）A．50J B．200 C．400J D．800J3.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=I2Rt=U2Rt只适用于纯电阻电路C．在非纯电阻电路中，UI>I2RD．焦耳热Q=I2Rt适用于任何电路4.一根电阻丝在通过2C的电荷量时，消耗电能是8J.若在相同时间内通过4C的电荷量，则该电阻丝两端所加电压U和该电阻丝在这段时间内消耗的电能Q分别为（）A．U＝4V B．U=8 V C．Q＝16J D．Q=32J5.两只灯泡分别接在两个电路中，下列判断正确的是（）A．额定电压高的灯泡较亮B．额定功率大的灯泡较亮C．接在电压高的电路两端的那盏灯较亮D．在电路中实际功率大的灯较亮6.有两个电阻连接在同一电路中，用电压表测得它们两端的电压相等，若在同一时间内它们产生的热量也相等，则这两个电阻（）A.阻值一定相等B.通过的电荷量一定相等C.可能是串联D.可能是并联7.如图1所示，电压U不变，电阻R为固定电阻，如要使电路消耗的总功率稍稍增大一点，则可行的办法是（）A.给R串联一个较小的电阻B.给R并联一个较小的电阻C.给R串联一个较大的电阻D.给R并联一个较大的电阻8.一只电炉的电阻丝和一台电动机线圈的电阻相同，都为r.设通过它们的电流相同（电动机正常运转），则在相同的时间内（）图1A.电炉和电动机产生的电热相等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9．在电动机正常工作时，每秒钟内电流做功和每秒钟内电枢上产生的热量的关系，下列说法中正确的是（）A.电功等于电热B.电功等于电热的0.24倍C.电功等于电动机输出的机械功D.电热仅为电功的一部分10．有两盏电灯L1和L2，用图2中所示的两种方式连接到电路中，已知电压U相同，且两盏电灯均能发光，比较在甲、乙两个电路中电灯L1的亮度，则（）A.甲图的电路中灯L1较亮B.乙图的电路中灯L1较亮C.两个电路中灯L1一样亮D.不知它们的额定电压和额定功率，无法判断二、填空题（本题共2小题，每小题8分，共16分）11．在一根导线两端加上一定的电压，每秒内发出一定的热量，今将这根导线均匀地拉长为原来的n倍后，再加上同样的电压，则这根导线每秒所产生的热量是原来的______倍.12．导体两端加12V电压，1分钟内通过导体横截面的电荷量为240C，此导体的电阻值为____Ω，导体中产生了_____J的热量.三、计算题（本题共4小题，共44分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）13.（10分）如图3所示，电源电动势为E=30V，内阻为r=1Ω，电灯上标有“6V12W”字样，直流电动机线圈电阻R=2Ω，若电灯恰能正常发光，求电动机输出的机械功率. 14．（10分）某商场安装了一台倾角为30°的自动扶梯，该扶梯在电压为380V的电动机带动下以0.4m/s的恒定速度向斜上方运动.电动机的最大输出功率为4.9kW，不载人时测得电动机中的电流为5A，若载人时扶梯的移动速率和不载人时相同，则这台自动扶梯可同时乘载的最多人数是多少？（设人的平均质量为60kg，g取10m/s2）15.（12分）额定电压为220V的电动机的线圈电阻为0.8Ω，正常工作时，电动机每秒放出的热量为1280J，则电动机正常工作时的电流为多大？每秒有多少焦的电能转化成机械能？16. （12分）一直流电动机线圈内阻一定，用手握住转轴使其不能转动，在线圈两端加电压为0.3V，图2 图3电流为0.3A.松开转轴，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.求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?第三节焦耳定律得分：一、选择题题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案二、填空题11．12．三、计算题13.14.15.16.第三节焦耳定律参考答案一、选择题1.D解析：白炽灯是利用电流的热效应工作的，而灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率，通过灯泡的电流大，灯泡两端的电压大，不能得到灯泡的实际功率大这一结论，电流做功多，同样不能确认实际功率大.2.D 解析：因为电路两端的电压变为原来的2倍，电路的电阻变为原来的二分之一，根据Q=U 2Rt得Q=800J.选项D正确.3.BCD 解析：解答本题的关键是区分电功和电功率.电功率公式P=Wt,电功率越大，表示电流做功越快，对于一段电路，有P=IU,I=PU ，焦耳热Q=(PU)2Rt,可见Q与P、t都有关，所以，P越大，Q不一定越大，选项A错误.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，选项B 正确.在非纯电阻电路中，电流所做的功=焦耳热+其他形式的能，所以W>Q,即UI>I2R,选项C正确.Q=I2Rt是焦耳热的定义式，适用于任何电路中产生的焦耳热，选项D正确.4.BD 解析：电阻丝在通过2C的电荷量时设电流为I，在相同时间内通过4C的电荷量时，电流为2I.因为电阻不变化，因此电压变为原来的2倍，即8V，选项B正确.根据Q=U 2Rt得电能为32J，选项D 正确.5.D 解析：灯泡的亮暗是由灯泡在单位时间内转变为光能的多少决定的，因此，实际功率大的灯泡亮度大，选项D正确.6.CD 解析：由于电流做功不一定完全转化为热能，因此阻值不一定相等，通过的电荷量也不一定相等，而并联和串联都有可能，选项C、D正确.7.D 解析：因为电压U不变，电阻R为固定电阻，如要使电路消耗的总功率稍稍增大一点，则电阻变小一点即可，因此应并联一个较大的电阻.选项D正确.8.ABC解析：因为电动机在工作时，电能在转化为热能的同时，还转化为机械能，因此电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率，电炉两端电压小于电动机两端电压.选项B、C正确，选项D错误.因为电炉的电阻丝和一台电动机线圈电阻相同，通过它们的电流相同，因此在相同的时间内电炉和电动机产生的电热相等，选项A正确.9.D 解析：电动机的电功和电热无直接关系，选项A、B错误.电动机输出的机械功仅是电功的一部分，选项C错误.电热也是仅为电功的一部分，选项D正确.10.B解析：因为电压U相同，两盏电灯串联后，电压要按照电灯阻值的大小分配.两盏电灯并联后，加在电灯两端的电压都为U，因此并联后的灯泡较亮，选项B正确.二、填空题11.1n2解析：根据R=ρlS可知将这根导线均匀地拉长为原来的n倍后，电阻变为原来的n2倍.再加上同样的电压，根据Q=U 2R t得，热量变为原来的1n2倍.12.32880解析：因为1分钟内通过导体横截面的电荷量为240C，所以电流为I=4A，又因为电压为12V，所以电阻为3Ω.因此Q=UIt=2 880 J.三、计算题13. 36W解析：因为电灯恰能正常发光，所以闭合电路中的电流为I=P灯U灯=126A=2A，电源的总功率为P E=IE=2×30W=60 W，电灯、电动机线圈电阻、电源内阻可作为纯电阻处理，它们消耗的电能全部转化为电热，电路中总的热功率为：P Q=P灯+I2（R+r）=[12+22×（2+1）]W=24W由能量守恒定律有P E=P Q+P机,则电动机输出的机械功率为P机=P E−P Q=(60－24)W=36W14.25个解析：因为电动机有最大输出功率，这就决定了自动扶梯载人也有最大限额.从功率关系来看，电动机的输出功率：（1）提供扶梯自身运动所需功率；（2）转化为扶梯上的人以恒定速率向上运动所需的功率.设可同时乘载的最多人数为n人，此时电动机处于最大输出功率状态，扶梯本身向上运动所需功率为：P1＝IU＝5×380W＝1900W＝1.9kW电动机的最大输出功率为P，n个人以恒定速率v＝0.4m/s 随扶梯向上运动所需功率为：P2＝P－P1＝（4.9－1.9）kW＝3.0kW，所以，载人的最多人数是：n=P2mgvsinθ=25个15.40 A 7520J解析：电动机电路为非纯电阻电路，输出电动机的电功率，一方面转化为机械功率输出，另一方面转化为线圈电阻的发热功率，正常工作时，通过线圈的电流即为正常工作电流，由焦耳定律Q= I2Rt得1280=I2×0.8×1,解得I=40A,由能量转化和守恒得P输入=P机+P热，P机=UI－I2R=8800 J－1280 J =7520J.16. 1.6 W 0.96W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=UI=1Ω，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=I1U1＝0.8×2W＝1.6 W，电动机的机械功率P机=P入－I12r=1.6W－0.82×1 W=0.96W.。

高中鲁科版物理选修3-1练习：第三章+恒定电流+章末过关检测(三)+Word版含答案

章末过关检测(三)(时间：60分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分.在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1.关于电阻和电阻率的说法中，正确的是( )A ．导体对电流的阻碍作用叫做导体的电阻，因此只有导体中有电流通过时才有电阻B ．由R ＝U I可知导体的电阻与导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比 C ．某些金属、合金和化合物的电阻率随温度的降低会突然减小为零，这种现象叫做超导现象D ．通过导体的电流越大，则导体的电阻越小；通过导体的电流为零时，导体的电阻也为零解析：选C ．无论导体是否接入电路中，其电阻不会发生变化，所以不能说导体的电阻与导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比，所以A 、B 错；导体的电阻只跟导体的几何形状和材料性质有关，跟导体中是否有电流通过及电流的大小无关，所以D 错.2.电路中每分钟有60万亿个自由电子通过横截面积为0.64×10－6 m 2的导线，那么电路中的电流是(电子带电量为1.6×10－19 C)( ) A ．0.016 μAB ．1.6 mAC ．16 μAD ．0.16 μA解析：选D ．由电流的定义式I ＝q t可知，电流大小与横截面积无关，代入数据可求得电路中的电流为0.16 μA ．3.(2018·重庆第二外国语学校高二期中)如图所示，AB 和BC 是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体，将它们串联后连入电路中.下列判断正确的是( )A ．I AB >I BCB ．I AB ＜I BC C ．U AB ＝U BCD ．U AB ＞U BC解析：选D ．由题图知，导体AB 与BC 串联接入电路，由串联电路的电流特点知，流过串联电路的电流处处相等，所以I AB ＝I BC ，故A 、B 错误；由题意知，导体AB 与BC 的材料、长度相同，AB 的横截面积小于BC 的横截面积，根据电阻定律可知：R AB ＞R BC ，因为I AB ＝I BC ，由U ＝IR 知，U AB ＞U BC ，故C 错误，D 正确.4.用电动势为6 V 、内电阻为4 Ω的直流电源，依次给下列四个小灯泡供电，最亮的是( )A ．R 1＝2 ΩB ．R 2 ＝4 ΩC ．R 3＝6 ΩD ．R 4＝8 Ω 答案：B5.(2018·西安一中高二月考)一个电流表，刻度盘的每1小格代表1 μA ，内阻为R g ，如果把它改装成量程较大的电流表，刻度盘的每一小格代表n μA ，则( )A ．给它串联一个电阻，阻值为nR gB ．给它串联一个电阻，阻值为(n －1)R gC ．给它并联一个电阻，阻值为R g nD ．给它并联一个电阻，阻值为R g n －1 解析：选D ．因I g ＝U g R g，量程扩大n 倍为nI g ，则应有(n －1)I g 被分流，故应并联一个分流电阻，阻值R ＝I g R g (n －1)I g ＝R g n －1，则D 正确. 6.如图所示的伏安法测电阻电路中，电压表的内阻为3 k Ω，读数为3 V ；电流表内阻为10 Ω，读数为4 mA ．待测电阻R 的真实值等于( )A ．750 ΩB ．760 ΩC ．1 000 ΩD ．1 010 Ω解析：选C ．电压表读数为电压表与R 并联部分的电压，由于电压表内阻为3 k Ω，所以流经电压表的电流I 1＝3 V 3 k Ω＝0.001 A ，电流表读数为4 mA ＝0.004 A ，所以流经R 的电流I 2＝0.004 A －0.001 A ＝0.003 A ，由欧姆定律R ＝ 3 V 0.003 A＝1 000 Ω，故C 正确. 二、多项选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分.在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分)7.将分压电阻串联在电流表上改装成电压表，下列说法中正确的是( )A ．接上分压电阻后，增大了原电流表的满偏电压B ．接上分压电阻后，电压按一定比例分别加在电流表和分压电阻上，电流表的满偏电压不变C ．若分压电阻是表头内阻的n 倍，则电压表量程扩大到n ＋1倍D ．通电时，电流表和分压电阻通过的电流一定相等解析：选BCD ．分压电阻与电流表串联，电压按电阻阻值比例分配电压，总电压增大，但表头的满偏电压不变，A 错误，B 、D 正确；分压电阻R ＝nR g 时，R V ＝(n ＋1)R g ，电压表量程U ＝I g R V ＝(n ＋1)I g R g ，C 正确.8.(2018·山东济南一中高二期中)如图所示，图线1表示的导体的电阻为R 1，图线2表示的导体的电阻为R 2，则下列说法正确的是( )A ．R 1∶R 2＝1∶3B ．把R 1拉长到原来的3倍长后电阻等于R 2C ．将R 1与R 2串联后接于电源上，则功率之比P 1∶P 2＝1∶3D ．将R 1与R 2并联后接于电源上，则电流比I 1∶I 2＝1∶3解析：选AC ．在I －U 图象中，图象的斜率表示电阻的倒数，由图象可知k 1＝3k 2，则R 2＝3R 1，即R 1∶R 2＝1∶3，故A 正确；把R 1拉长到原来的3倍后，横截面积同时变为原来的13，根据电阻定律R ＝ρL S可知，R 1将变为原来的9倍，是R 2的3倍，故B 错误；R 1与R 2串联，电流相等，由P ＝I 2R 知，P 1∶P 2＝R 1∶R 2＝1∶3，故C 正确；R 1与R 2并联，电压相等，由I ＝U R可知，I 1∶I 2＝R 2∶R 1＝3∶1，故D 错误. 9.在如图所示的电路中，电容器C 的上极板带正电.为了使该极板仍带正电且电量增大，下列办法中可采用的是( )A ．增大R 1，其他电阻不变B ．增大R 2，其他电阻不变C ．增大R 3，其他电阻不变D ．增大R 4，其他电阻不变答案：BC10.四个相同的小量程电流表(表头)分别改装成两个电流表A 1、A 2和两个电压表V 1、V 2.已知电流表A 1的量程大于A 2的量程，电压表V 1的量程大于V 2的量程，改装好后把它们按如图所示接入电路，则()A．电流表A1的读数大于电流表A2的读数B．电流表A1指针的偏转角小于电流表A2指针的偏转角C．电压表V1的读数小于电压表V2的读数D．电压表V1指针的偏转角等于电压表V2指针的偏转角解析：选AD．A1、A2处相当于表头和分流电阻四个元件并联，显然流过A1、A2两电流表表头的电流相等，故两表指针偏转角相等，但两表头的读数分别为流过表头与分流电阻的电流之和，A1的分流电阻小，电流大，选项A正确，选项B错误；V1、V2表处相当于两表头和各自的分压电阻四个元件串联，两表头指针偏角也相等，V1表分压电阻大，读数大，选项C错误，选项D正确.三、非选择题(本题共3小题，共40分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)11.(12分)(2018·济南县区联考)在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属直径时的刻度位置如图所示，用米尺测出金属丝的长L，金属丝的电阻大约为5 Ω，先用伏安法测出金属丝的电阻R，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率.(1)从图中读出金属丝的直径为________mm.(2)为此取来两节新的干电池、电键和若干导线及下列器材：A．电压表0～3 V，内阻10 kΩB．电压表0～15 V，内阻50 kΩC．电流表0～0.6 A，内阻0.05 ΩD．电流表0～3 A，内阻0.01 ΩE.滑动变阻器，0～10 ΩF.滑动变阻器，0～100 Ω①要求较准确地测出其阻值，电压表应选________，电流表应选________，滑动变阻器应选________.(填序号)②实验中他的实物接线如图所示，请指出该同学实物接线中的两处明显错误.错误1：______________________________________________________________.错误2：______________________________________________________________.解析：(1)螺旋测微器读数为0.680 mm.(2)①两节干电池串联后的总电压为3 V，因此电压表选A．电路中的最大电流为0.6 A，电流表应选C．为便于调节电路，滑动变阻器应选E.②错误1：导线连接在滑动变阻器的滑片上.错误2：采用了电流表内接法.答案：(1)0.680(2)①A C E②导线连接在滑动变阻器的滑片上采用了电流表内接法12.(14分)有一块满偏电流I g＝1 mA，内阻R g＝100 Ω的小量程电流表.请画出电路图，并计算所需电阻的阻值.(1)把它改装成满偏电压U＝10 V的电压表；(2)把它改装成满偏电流I＝0.6 A的电流表.甲解析：(1)小量程电流表的满偏电压U g＝I g R g＝0.1 V<U，因此需串联一个适当的分压电阻，即可将其改装成电压表，改装的电路如图甲所示，由欧姆定律U＝I g(R g＋R x)，解得R x＝U－R g＝9 900 Ω.I g乙(2)小量程电流表的满偏电流I g <I ，要将其改装成大量程电流表，应给其并联一个适当的分流电阻，改装的电路如图乙所示，由并联电路电压相等得：I g R g ＝(I －I g )R x ，解得：R x ＝I g I －I gR g ＝0.10.599 Ω≈0.17 Ω. 答案：(1)电路图见解析图甲串联一个9 900 Ω的电阻(2)电路图见解析图乙并联一个0.17 Ω的电阻13.(14分)(2018·广西柳州铁一中高二月考)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：(1)(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.(g 取10 m/s 2)解析：(1)由题目提供的表可知，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%≈85.7% 设电机的内阻为r ，则由欧姆定律知P 入－P 出＝I 20r解得r ≈1.63 Ω.(2)设车的质量为m ，人的质量为M ，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，应用P 出＝F 阻v max 解得v max ＝4 m/s.答案：(1)1.63 Ω 85.7% (2)4 m/s情感语录1.爱情合适就好，不要委屈将就，只要随意，彼此之间不要太大压力2.时间会把最正确的人带到你身边，在此之前，你要做的，是好好的照顾自己3.女人的眼泪是最无用的液体，但你让女人流泪说明你很无用4.总有一天，你会遇上那个人，陪你看日出，直到你的人生落幕5.最美的感动是我以为人去楼空的时候你依然在6.我莫名其妙的地笑了，原来只因为想到了你7.会离开的都是废品，能抢走的都是垃圾8.其实你不知道，如果可以，我愿意把整颗心都刻满你的名字9.女人谁不愿意青春永驻，但我愿意用来换一个疼我的你10.我们和好吧，我想和你拌嘴吵架，想闹小脾气，想为了你哭鼻子，我想你了11.如此情深，却难以启齿。

高中鲁科版物理选修3-1练习：第三章+恒定电流+第3节随堂演练巩固提升+Word版含答案

[随堂检测]1．(2018·宁夏育才中学期末)下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中错误的是( ) 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 适用于任何电路解析：选A ．电功率越大，表示电流做功越快，但是电路中产生的焦耳热量的多少还与做功的时间的长短有关，A 错误；公式W ＝UIt 是计算电路的总功的大小，适用于任何的电路，当为纯电阻电路时，根据欧姆定律I ＝U R ，可以推到出W ＝I 2Rt ，W ＝U 2R t ，所以W ＝I 2Rt ，W ＝U 2R t 只能适用于纯电阻电路，B 正确；在不是纯电阻的电路中，UI 表示的是总功率的大小，而I 2R 只是电路中发热功率，还有对外做功的功率的大小，所以UI ＞I 2R ，所以C 正确；焦耳热Q ＝I 2Rt 适用于任何电路中的焦耳热量的计算，D 正确．2．(2018·广西陆川中学高二月考)额定电压、额定功率相同的电风扇、电烙铁和日光灯，各自在额定电压下工作了相同时间，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 ．一样多解析：选B ．电风扇，电烙铁和日光灯额定电压、额定功率相同，相同时间内消耗的电能相等，而电风扇消耗的电能大部分转化为机械能，日光灯消耗的电能大部分转化为光能，电烙铁消耗的电能全部转化为内能，所以产生的热量电烙铁最多．故选B ．3.如图所示，一直流电动机与阻值R ＝9 Ω的电阻串联在电源上，电源电动势E ＝30 V ，内阻r ＝1 Ω，用理想电压表测出电动机两端电压U ＝10 V ，已知电动机线圈的电阻R M ＝1 Ω，则下列说法中错误的是( )A ．通过电动机的电流为10 AB ．电动机的输入功率为20 WC ．电动机的热功率为4 WD ．电动机的输出功率为16 W 答案：A4．如图所示，两个不同的电烙铁，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？解析：由P ＝U 2R 得R ＝U 2P ，故R 甲＝48 400800 Ω＝60.5 ΩR 乙＝48 4001 600 Ω＝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 J[课时作业]一、单项选择题1．(2018·甘肃天水一中高二月考)下列家用电器在工作时，主要利用电流热效应的是( )A ．电熨斗B ．电冰箱C ．吸尘器D ．电风扇解析：选A ．电熨斗是利用了电流的热效应来产生热量的，故A 正确．电冰箱利用电动机带动工作，利用了电流的磁效应．故B 错误．吸尘器工作时，主要将电能转化为机械能，不是利用电流的热效应，选项C 错误．电风扇主要是把电能转化为机械能，是利用了电流的磁效应，故D 错误．2．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：选B ．“度”是电功的单位，1 度＝1 kW ·h ＝1 000 W ×3 600 s ＝3.6×106 J ，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．3．电功率的计算公式P ＝U 2R 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：选C ．公式P ＝U 2R 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．4．两个精制电阻，用锰铜电阻丝绕制而成，电阻上分别标有“100 Ω 10 W ”和“20 Ω 40 W ”，则它们的额定电流之比为( )A ．5∶5B ．10∶20C ．5∶10D ．1∶2 000解析：选C ．由公式P ＝I 2R 得：I ＝PR，所以I 1∶I 2＝5∶10. 5．如图所示，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( )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：选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＝60 W110 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．6．当电阻两端加上某一稳定电压时，通过该电阻的电荷量为0.3 C ，消耗的电能为0.9J．为在相同时间内使0.6 C的电荷量通过该电阻，在其两端需加的电压和消耗的电能分别是()A．3 V，1.8 J B．3 V，3.6 JC．6 V，1.8 J D．6 V，3.6 J答案：D二、多项选择题7．一台电动机，线圈电阻为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()A．电动机消耗的电能为UItB．电动机消耗的电能为I2RtC．电动机线圈产生的热量为I2RtD．电动机线圈产生的热量为U2t/R答案：AC8．一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的功率解析：选ABD．电炉属于纯电阻，电动机属于非纯电阻，对于电炉有：U＝IR，放热Q ＝I2Rt，消耗功率P＝I2R，对于电动机有：U>IR，放热Q＝I2Rt，消耗功率P＝UI>I2R.9．如图所示，电阻R1＝20 Ω，电动机的绕组的电阻R2＝10 Ω.当开关打开时，电流表的示数是0.5 A，当开关合上后，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＝1.5 A B．I＜1.5 AC．P＝15 W D．P＜15 W解析：选BD．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＜U＝1 A．电流表的示数I＝I1＋I2＜1.5 A，A错误、B正确．电R2路总功率为P＝U(I1＋I2)＜15 W，C错误、D正确．10．(2018·河北石家庄市期末联考)表格中是一辆电动自行车的部分技术指标，参考表中数据判断以下说法正确的是( )B ．电动机每秒钟消耗的电能为180 JC ．电动机的内电阻为6 ΩD ．电动机的内电阻为1 Ω解析：选AD ．电动机每秒消耗的电能W ＝UIt ＝36 V ×6 A ×1 s ＝216 J ，则自行车每秒消耗的电能是216 J ，故A 正确，B 错误；电动机的热功率P Q ＝P －P 出＝UI －P 出＝36 V ×6 A －180 W ＝36 W ，P Q ＝I 2r ，则电动机内阻r ＝1 Ω，故C 错误，D 正确．三、非选择题11．(1)一只规格为“220 V 2 000 W ”的电炉，求正常工作时的电阻． (2)若电网电压为200 V ，求电炉的实际功率．(3)在220 V 电压下，如果平均每天使用电炉2 h ，求此电炉一个月要消耗多少度电？(一个月＝30天)解析：(1)设电炉电阻为R ，由P ＝U 2R 得R ＝U 2P ＝22022 000Ω＝24.2 Ω.(2)当电压为U ′＝200 V 时，电炉的实际功率为 P ′＝U ′2R ≈200224.2W ≈1 653 W.(3)在220 V 的电压下，一个月消耗电能 W ＝Pt ＝2×30×2 kW ·h ＝120 kW ·h ＝120度．答案：(1)24.2 Ω (2)1 653 W (3)120度12．(2018·河南南阳一中高二月考)直流电动机在生产、生活中有着广泛的应用．如图所示，一直流电动机M 和电灯L 并联之后接在直流电源上，电动机内阻r ′＝0.5 Ω，电灯灯丝电阻R ＝9 Ω，电源电动势E ＝12 V ，内阻r ＝1 Ω.开关S 闭合，电动机正常工作时，电压表读数为 9 V ．求：(1)流过电源的电流． (2)流过电动机的电流． (3)电动机对外输出的机械功率．解析：(1)电源的输出电压：U ＝E －Ir ，则有I ＝E －Ur代入解得：I ＝3 A ． (2)对灯泡：I 灯＝UR 灯＝1 A电动机与灯泡并联，则电动机的电流 I 电＝I －I 灯＝3 A －1 A ＝2 A ．(3)根据能量转化与守恒定律得，电动机的输出功率 P 出＝UI 电－I 2电r ′ 代入解得，P 出＝16 W. 答案：(1)3 A (2)2 A (3)16 W情感语录1.爱情合适就好，不要委屈将就，只要随意，彼此之间不要太大压力2.时间会把最正确的人带到你身边，在此之前，你要做的，是好好的照顾自己3.女人的眼泪是最无用的液体，但你让女人流泪说明你很无用4.总有一天，你会遇上那个人，陪你看日出，直到你的人生落幕5.最美的感动是我以为人去楼空的时候你依然在6.我莫名其妙的地笑了，原来只因为想到了你7.会离开的都是废品，能抢走的都是垃圾8.其实你不知道，如果可以，我愿意把整颗心都刻满你的名字 9.女人谁不愿意青春永驻，但我愿意用来换一个疼我的你 10.我们和好吧，我想和你拌嘴吵架，想闹小脾气，想为了你哭鼻子，我想你了11.如此情深，却难以启齿。

鲁科版高中物理选修3-1：第三章《恒定电流》测试(3).docx

高中物理学习材料桑水制作《恒定电流》单元测试一、选择题。

共12小题，共48分。

下列各小题中，有的有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但选不全的得2分，选错或不选的得0分。

1、R1和R2分别标有“2Ω、1.0A”和“4Ω、0.5A”，将它们串联后接入电路中，如图所示，则此电路中允许消耗的最大功率为（）A. 6.0 WB. 5.0 WC. 3.0 WD. 1.5 W2、在图所示的电路中，电源电动势为E、内电阻为r，C为电容器，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。

开关闭合后，灯泡L能正常发光。

当滑动变阻器的滑片向右移动时，下列判断正确的是（）A．灯泡L将变暗B．灯泡L将变亮C．电容器C的电量将减小D．电容器C的电量将增大3、分别测量两个电池的路端电压和电流，得到如图所示的a、b两条U-I图线，比较两图线，可得出结论（）A．a电池的电动势较小、内阻较大B．a电池的电动势较大、内阻较大C．b电池的电动势较大、内阻较小D．b电池的电动势较小、内阻较大4、在研究微型电动机的性能时，可采用图所示的实验电路。

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2.0A和15.0V。

则有关这台电动机正常运转时的说法正确的是（）A．电动机的输出功率为8 w B．电动机的输出功率为30 WC．电动机的内电阻为2 Ω D．电动机的内电阻为7.5 Ω5、关于闭合电路的性质，下列说法不正确的是（）A.外电路断路时，路端电压最高B.外电路短路时，电源的功率最大C.外电路电阻变大时，电源的输出功率变大D.不管外电路电阻怎样变化，其电源的内、外电压之和保持不变6、如图所示，甲、乙两电路中电源完全相同，电阻R1＞R2，在两电路中分别通过相同的电荷量q的过程中，下列判断正确的是（）A.电源内部产生电热较多的是乙电路B.R1上产生的电热比R2上产生的电热多C.电源做功较多的是甲电路D.甲、乙两电路中电源做功相等7、如图甲所示，在滑动变阻器的滑动触头P从一端滑到另一端的过程中，两块理想电压表的示数随电流表示数的变化情况如图乙所示，则滑动变阻器的最大阻值和定值电阻R0的值分别为（）A.3Ω，12ΩB.15Ω，3ΩC.12Ω，3ΩD.4Ω，15Ω8、如图所示，一电压表和可变电阻器R 串联后接在一个电压恒定的电源两端，如果可变电阻的阻值减小到原来的41，电压表的示数将由U 变为2U ，则（）A ．流过R 的电流将增大到原来的2倍B ．R 两端的电压将减来原来的21C ．R 上消耗的功率将变为原来的21D ．当R 阻值变为零时，电压表示数将增大到3U9、如图所示电路的三根导线中有一根是断的。

物理鲁科版选修3-1同步测控：第3章第3节焦耳定律 Word版含解析

同步测控我夯基，我达标1.两个绕线电阻分别标有“100 Ω、10 W”和“20 Ω、40 W”，则它们的额定电流之比为( ) A.5∶5 B.10∶20 C.5∶10 D.1∶2 000 解析：由公式P=I 2R 得I=RP 所以I 1∶I 2=5∶10.答案：C2.关于公式：①P=IU ②P=I 2R ③P=RU 2，下列叙述正确的是( ) A.公式①适用于任何电路的电功率B.公式②适用于任何电路的电功率C.公式①、②、③均适用于任何电路的电功率D.以上说法均不正确解析：公式P=UI 适用于所有电路的电功率；P=I 2R 适用于所有电路的热功率；而P=RU 2只适用于纯电阻电路.答案：A3.将一根电阻丝接在某恒定电压的电源两端，电流做功的功率为P.若将该电阻丝均匀地拉长为原来的两倍后再接入该电源,则它的功率为( )A.4PB.0.25PC.16PD.0.125P解析：由V=Sl 得电阻丝拉长为原来的2倍，导线截面变为原来的1/2，由R=ρSl 得R′=4R. ∵P=R U 2,∴P′='2R U =P/4. 答案：B4.两只灯泡分别接在两个电路中，下列判断正确的是( )A.额定电压高的灯泡较亮B.额定功率大的灯泡较亮C.接在电压高的电路两端的那盏灯较亮D.在电路中实际功率大的灯较亮解析：灯泡的亮度要看灯泡的实际功率大小，因为P=RU 2，实际功率与灯泡两端的实际电压和灯泡电阻有关，所以额定电压或额定功率大的灯泡不一定亮，实际电压高的灯泡也不一定亮.答案：D5.图中虚线框内是一个未知电路，测得它的两端点a 、b 之间的电阻是R ，在a 、b 之间加上电压U ，测得流过这电路的电流为I ，则未知电路的电功率一定是( )A.I 2R B.R U 2C.UID.I 2R+UI 解析：因为虚线框中电路未知，所以不知电路是否为纯电阻电路，求电功率只能用公式P=UI. 答案：C6.一个标明“1 kΩ，10 W”的电阻，允许通过的最大电流为________，允许加在这个电阻两端的最大电压为________.当这个电阻两端的电压为40 V 时，它消耗的实际功率为________.(设电阻阻值不随温度变化)解析：由P=I 2R 得I=0.1 A ；当电阻两端电压为40 V 时，它消耗的实际功率为P=RU 2=1.6 W. 答案：0.1 A 40 V 1.6 W我综合，我发展7.图中M 、N 接稳压电源，a 、b 间断开时，U ab =120 V ，a 、b 间接入“220 V ，100 W”的灯泡时，U ab =110 V.则此时电源输入M 、N 的电功率为( )A.25 WB.27.27 WC.102.27 WD.2.27 W解析：因为灯泡额定电压和额定功率为“220 V ，100 W”,所以由P=灯R U 2得R 灯=484 Ω 所以I′=U ab /R 灯=5/22 A所以P=U ab I′=27.27 W.答案：B8.一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)，则在相同的时间内( )A.电炉和电动机产生的电热相等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：因为电热Q=I 2Rt ，所以当电流I ，电阻R 都相等时，电热也相等；而消耗功率即为热功率P=I 2R ，所以消耗功率相等；电炉两端的电压U=IR ，但电动机两端的电压除了发热外还要工作，U=IR+U′，所以电炉两端电压小于电动机两端电压. 答案：ABC9.在电动机正常工作时，每秒钟内电流做功和每秒钟内转子线圈上产生的热量的关系，下列说法中正确的是( )A.电功等于电热B.电功等于电热的0.24倍C.电功等于电动机输出的机械功D.电热仅为电功的一部分解析：电动机正常工作时，电流做的功一方面转化成机械能，另一方面转化成热能，所以电热仅为电功的一部分.答案：D10.如图，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 、P 段电阻的功率为2 W.如果在电源电压降为原来的1/2时，A 、P 段电阻消耗功率仍为2 W,则A 、P 段的电阻值必须为____________ Ω.这时通过A 、P 段电阻的电流为____________A.解析：因为P=RU 2,所以U=4 V 若电压降为原来的1/2，则U′=2 V ，由P=RU 2得R′=2 Ω 这时通过A 、P 段的电流为I=U′/R′=2 A.答案：2 211.相同材料制成的导线A 和B 长度相同.导线A 的截面半径是B 的1/2，想让相等的电流通过两导线，则在相等的时间内分别通过A 和B 两导线横截面的电荷量之比为____________，电流对A 和B 两导线做功之比为____________，A 和B 两导线两端的电压之比为____________.解析：因为q=It ，所以当I 、t 均相等时，通过两导线横截面的电荷量之比为1∶1. 又W=UI=I 2R ，R=ρS l ，所以电流对两导线做功之比为4∶1；又U=IR ，R=ρSl ，所以A 、B 两导线两端的电压之比为4∶1. 答案：1∶1 4∶1 4∶112.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 ，若把它接入2 V 电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1 A.求：(1)电动机正常工作时的输出功率;(2)如在正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率多大？(提示：电动机在电路中转子不转动时为纯电阻用电器)解析：电动机不转时，说明电动机无机械能输出，它消耗的电能完全转化为热能，此时电动机也可看作纯电阻，则r=U/I=0.5 Ω.当加电压为2 V 、电流为1 A 时，电动机正常工作，由机械能输出，此时电动机为非纯电阻电路，消耗的电能等于转化的机械能和热能之和.转化的热功率为P 热=I 2R=0.5 W. 总功率P 总=UI=2 W ，则输出功率P 出=P 总-P 热=1.5 W.如果正常工作时卡住转子,则电动机的发热功率为P=UI=2×1 W=2 W.答案：(1)1.5 W ；(2)2 W.。

鲁科版物理高一-选修3-1-第三章-恒定电流-同步练习(包含答案)

A. B.C.鲁科版物理高一-选修3-1-第三章-恒定电流-同步练习一、单选题1•如图所示为滑动变阻器示意图 ① a 和b 串联接入电路中， ② b 和d 串联接入电路中， ③ b 和c 串联接入电路中， ④ a 和c 串联接入电路中，2•金属铂的电阻率对温度的变化非常敏感，随着温度的升高，其电阻率将增大，如把加在一段铂丝两端的电压和流过这段铂丝的电流分别用U 和I 来表示，则图中的哪一幅图比较客观5.欧姆不仅发现了欧姆定律，还研究了电阻定律，有一个长方体金属电阻，材料分布均匀，边长分别为a 、b 、c ,且a >b >c .电流沿以下方向流过该金属电阻，其中电阻阻值最小的是（）F 列说法中正确的是（）P 向右移动时电阻增大 P 向右移动时电阻减小 P 向右移动时电阻增大P 向右移动时电阻增大.□②③（①［②④3•横截面的直径为 d 、长为I 的导线，两端电压为 U ,当这三个量中一个改变时，对自由电子定向运动的平均速率的影响是（）A. 电压U 加倍，自由电子定向运动的平均速率不变B. 导线长度I 加倍，自由电子定向运动的平均速率加倍C. 导线横截面的直径加倍，自由电子定向运动的平均速率不变D. 以上说法均不正确4•一根导线的I — U 图象如图所示，若将这根导线均匀拉长为原来的（）2倍，则它的电阻变为B. 8Q C. 80 Q D. 800 Qa*—^VVA.①②A. 0.8 Q6•在探究影响导体电阻与其影响因素的定量关系时，某同学按如图所示的电路进行了实验研究，其中导体a 与b 只是长度不同，a 与c 只是粗细不同，a 与d 只是材料不同，关于该实验，下列说法正确的是（）A. 此电路缺少电流表，所以无法研究定量关系B. a 与b 相比，导体越长，电压表示数越大C. a 与c 相比，导体越粗，电压表示数越大D. a 与d 相比，电压示数越大，表明该种材料的导电性能越好 7•电炉丝坏了，去掉坏的一半后仍接在原电源上，前后电流大小之比为（）A. 1: 2B. 2： 1C. 4： 1D. 1： 48•—根细橡胶管中灌满盐水，两端用短粗铜丝塞住管口 •管中盐水柱长为 40cm 时测得电阻为R ,若溶液的电阻随长度、横截面积的变化规律与金属导体相同•同将管中盐水柱均匀拉长到50cm （盐水体积不变，仍充满橡胶管） A.B.二、多选题9•关于电阻和电阻率，下列说法中错误的是（）UA. 由R= 可知，电阻与电压、电流都有关系RSB. 由p = 可知，p 与R 、S 成正比，p 与I 成反比C. 材料的电阻率都随温度的升高而增大D. 对某一确定的导体，当温度升高时，发现它的电阻增大，说明该导体材料的电阻率随温度的升高而增大10. 关于电阻率的说法错误的是（）A.电阻率与导体的长度有关 B fe 阻率与导体的材料有关C.电阻率与导体的形状有关□电阻率与导体的横截面积有关•则盐水柱电阻变为（）C.D.11. 下列关于用电安全注意事项的说法中，你认为正确的是A. 用电总功率不应超过用电配线及保护装置的额定功率B. 应有可靠地接地装置C. 为了节约，旧的、已被磨破的电线盒接线板要坚持使用D. 检修电器时，不必切断电源12. 如图所示，AB和BC是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体，将它们串联后连入电路中下列判断正确的是A.阮13. 如图所示的火警报警装置，R i为热敏电阻，若温度升高，则R i的阻值会急剧减小，从而引起电铃电压的增加，当电铃电压达到一定值时，电铃会响•下列说法正确的是(EI LLIA. 要使报警的临界温度降低，可以适当增大电源的电动势B. 要使报警的临界温度降低，可以适当减小电源的电动势C. 要使报警的临界温度降低，可以把R2的滑片P适当向上移D. 要使报警的临界温度降低，可以把R2的滑片P适当向下移三、实验探究题14. 某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率p.步骤如下：(1 )用游标为20分度的卡尺测量其长度如图1,由图可知其长度为__________ mm ;(2 )用螺旋测微器测量其直径如图2，由图可知其直径为_________ mm ;(3)用多用电表的电阻“X 1挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图3, 则该电阻的阻值约为__________ Q.(4 )若该同学用伏安法跟用多用电表测量得到的R测量值几乎相等，由此可估算此圆柱体材料的电阻率约为p = ________Q ?m (保留2位有效数字)四、综合题15. 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，如图为某种电热式电器的简化电路图，主要元件有电阻丝尺、R.和自动开关S.(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R i和R2分别为多大?答案一、单选题1. 【答案】D【解析】【解答】解：①、将a和b连入电路时，当滑片P向右滑动时，不会改变电阻丝长度，电阻不变；故①错误；②、将b和d连入电路时，连入路中的电阻丝是Pb部分•当滑片P向右滑动时，PA电阻丝长度减小，电阻减小，故②正确.③、将b和c连入电路时，连入路中的电阻丝是Pb部分.当滑片P向右滑动时，PB电阻丝长度减小，电阻减小，故③ 错误.④、将a和c连入电路时，连入电路中的电阻丝是aP部分，当滑片P向右滑动时，ap电阻丝长度变长，电阻变大，故④ 正确；故选：D【分析】滑动变阻器的原理是靠改变连入电路中的电阻丝的长度来改变电阻的，它的正确接法是一上一下”.哪一段电阻丝被接入电路中是由下面的接线柱决定的.若接左下接线柱，滑片向右移动，电阻变大，则电路中的电流变小；若接右下接线柱，滑片向左移动，电阻变大，则电路中的电流变小.2. 【答案】C【解析】【解答】解：随着温度的升高，电阻将变大，而在I - U图象中图象的斜率表示电阻的倒数，则可知，I-U图象中图象的斜率应减小，同时当电压为零时，电流一定为零，故图象一定过原点，故C正确，ABD错误.故选：C.【分析】明确金属铂的电阻随温度的变化规律，再根据I - U图象的性质进行分析，即可找出对应的图象.3. 【答案】C【解析】【解答】解：A、电压U加倍时，由欧姆定律得知，电流加倍，由电流的微观表达式匸nqvS得知，自由电子定向运动的平均速率v加倍.B、导线长度I加倍，由电阻定律得知，电阻加倍，电流减半，则由电流的微观表达式l=nqvS 得知，自由电子定向运动的平均速率v减半.故B错误.C、导线横截面的直径d加倍，由S= 得到，截面积变为4倍，由电阻定律得知，电阻变为倍，电流变为原来的4倍，根据电流的微观表达式l=nqvS得知，自由电子定向运动的平均速率v不变.故C正确.D、由上得到D错误.故选C【分析】根据欧姆定律、电流的微观表达式l=nqvS和电阻定律结合分析自由电子定向运动的平均速率如何变化.4. 【答案】DR = ¥ =£ 二.凶=2QQQ【解析】【分析】由I —U图象知，，若将这根导线均匀拉长为原来的2倍，因其体积不变，所以横街面积为原来的一半，由知电阻为原来的4倍，即是800Q, D对，ABC错。

鲁科版高中物理选修3-1：3.3《焦耳定律》测试

高中物理学习材料（马鸣风萧萧**整理制作）一、单项选择题1．关于电功的说法中错误的是( ) A ．导体内电场力移送电荷所做的功叫做电功B ．电流做功的过程，就是电能转化为其他形式的能的过程C ．电流做功消耗的能量，由电源供给D ．电功就是电能解析：选D.根据电功的定义及特点，可以判断A 、B 、C 均正确，电功是电能转化为其他形式的能的量度，功和能是不同的概念，D 错，故选D. 2．关于电功和焦耳热，下列说法不．正确的是( ) A ．在纯电阻电路中，计算电功可用公式W ＝I 2Rt B ．在非纯电阻电路中，计算电功可用公式W ＝I 2Rt C ．在非纯电阻电路中，计算焦耳热用Q ＝I 2Rt D ．在纯电阻电路中，计算焦耳热可以用Q ＝UIt解析：选B.电功的计算式W ＝UIt 适用于任何形式的电路，焦耳热计算式Q ＝I 2Rt 也是普遍适用的，但是只有在纯电阻电路中，电功W 才等于焦耳热Q . 3．关于三个公式P ＝UI 、P ＝I 2R 、P ＝U 2R的适用范围，以下说法正确的是( ) ①第一个公式普遍适用于求电功率，后两式普遍适用于求热功率 ②在纯电阻电路中，三个公式既可适用于求电功率，又可适用于求热功率③在非纯电阻电路中，第一个公式可适用于求电功率，第二个公式可用于求热功率，第三个公式没有意义④由U ＝IR 可知，三个公式没有任何区别，它们表达相同的意义，所求P 既是电功率，也是热功率 A ．①③ B ．②③ C ．①②D ．③④解析：选B.首先要明确，欧姆定律U ＝IR 只适用于纯电阻电路，因此三个公式在纯电阻电路中没有区别，但在非纯电阻电路中它们互不相同．其次，P ＝UI 表示电功率，而P ＝I 2R表示热功率．因此，在纯电阻电路中，UI ＝I 2R ，消耗的电能全部转化为热能；而在非纯电阻电路中，UI >I 2R ，即消耗的电能只有部分转化为热能．故选B.4．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 ．4Q B ．2Q C ．Q /2D ．Q /4解析：选C.由电热公式Q ＝I 2Rt 可得： Q ′＝(I 2)22Rt ＝12I 2Rt ＝12Q .5．一台电动机的输出功率是10 kW ，这表明该电动机工作时( ) A ．每秒消耗10 kW 电能 B ．每秒对外做10 kW 功 C ．每秒消耗10 kJ 电能 D ．每秒对外做10 kJ 功解析：选D.输出功率是指电动机单位时间内对外能做的功，D 项正确．6．(2011年福州高二检测)A 、B 两电阻串联后接入电源，改变电源的电压，测得电阻A 、B 的伏安特性曲线如图3－3－4，则电阻R A 、R B 和功率P A 、P B 的关系是( )图3－3－4①R A >R B ②R A <R B ③P A >P B ④P A <P B A ．①③ B ．①④ C ．②③D ．②④解析：选D.由图象知R A <R B ，故②正确，①错误．当A 、B 两电阻串联时，流过两电阻的电流I A ＝I B .由于P A ＝I 2A R A ，P B ＝I 2B R B ，所以P A <P B ，故③错误，④正确，故选D.7．两只额定电压相同，额定功率之比为2∶1的电灯，若把它们串联在电路中，则它们消耗的实际功率之比为( ) A ．1∶2 B ．2∶1 C ．1∶4D ．1∶1答案：A8．(2011年山东济南高二测试)要使电热器在单位时间内产生的热量减小一半，可以( ) A ．R 不变，使通过电热丝的I 减小一半 B ．U 不变，使电热丝的R 增大一倍 C ．R 不变，使电热丝两端的U 减小一半 D ．U 不变，使电热丝的R 增大为原来的2倍解析：选B.电热器是纯电阻电路，电功率可表示为P ＝UI ＝U 2R ＝I 2R ，故R 一定时，电压U减半，或电流I 减半，则P 变为原来的14，故AC 错误，当U 不变R 增大一倍则P 变为原来12，故B 正确，D 错误． 9．有一只电熨斗，内部电路如图3－3－5甲所示，其中M 为旋钮的内部接线端子，旋钮有“高”、“中”、“低”、“关”四个挡，每个挡内部接线有如图乙中所示的四种方式，下列判断中正确的是( )图3－3－5A ．a 方式为“高”挡B ．b 方式为“低”挡C ．c 方式为“关”挡D ．d 方式为“中”挡解析：选B.a 中回路未闭合，故a 方式为“关挡”，b 中总电阻R b ＝R 1＋R 2，c 中总电阻为R c ＝R 1，d 中总电阻为R d ＝R 1R 2R 1＋R 2，由公式P ＝U 2R ，故d 方式为“高”挡，c 方式为“中”挡，b 方式为“低”挡，所以B 对，A 、C 、D 错．10.如图3－3－6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3－3－6A ．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：选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＝PU ＝611A ，则电解槽消耗的功率P ＝P 灯＝IU ＝60 W ，C 正确，A 错误；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 V ×60 W110 V ＝120 W ，D 错误．二、非选择题11．已知一个标有“110 V 10 W ”字样的灯泡，问： (1)灯泡的电阻是多大？(2)灯泡正常工作时的电流是多大？(3)如果接在100 V 的电路中，它的实际功率是多大？解析：无论用电器是否在额定电压下工作，用电器的电阻通常认为是恒定不变的． (1)灯泡的电阻为R ＝U 2额P 额＝110210Ω＝1210 Ω.(2)灯泡正常工作时的电流为I 额＝P 额U 额＝10110 A ＝0.09 A.(3)因为灯泡的电阻是一定的，根据P ＝U 2R ，可知P 实P 额＝U 2实U 2额，解得P 实＝U 2实U 2额P 额＝10021102×10 W ＝8.3 W.答案：(1)1210 Ω (2)0.09 A (3)8.3 W12．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 ，若把它接入2 V 电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1 A ．求： (1)电动机正常工作时的输出功率；(2)如在正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率多大？(提示：电动机在电路中转子不转动时为纯电阻用电器)解析：(1)电动机不转时，说明电动机无机械能输出，它消耗的电能完全转化为热能，此时电动机可看做纯电阻，则R ＝U /I ＝0.5 Ω.当加电压为2 V 、电流为1 A 时，电动机正常工作时，有机械能输出，此时电动机为非纯电阻电路，消耗的电能等于转化的机械能和热能之和．转化的热功率为P 热＝I 2R ＝0.5 W 总功率P 总＝UI ＝2 W ，则输出功率P 出＝P 总－P 热＝1.5 W.(2)若在电动机正常工作时被卡住，电动机无机械能输出，看做纯电阻电路，此时的电热功率为：P 热′＝U 2R ＝220.5W ＝8 W.答案：(1)1.5 W(2)8 W。

物理鲁科版选修3-1同步训练：第3章恒定电流(A卷)附答案 Word版含解析

同步检测五第3章恒定电流（A 卷）（时间：90分钟满分：100分）一、选择题（共10小题，每小题4分，共40分.在每小题给出的四个选项中，有一个或多个选项正确，全部选对得4分，选对但不全的得2分，错选、多选或不选得0分） 1.以下说法正确的是A.只要有可以自由移动的电荷，就能存在持续的电流B.金属导体内的持续电流是自由电子在导体内的电场作用下形成的C.电流的传导速率就是导体内自由电子定向移动的速率D.在金属导体内当自由电子定向移动时，它的热运动就消失了答案:B解析：要有持续的电流需满足两个条件：一是有自由移动的电荷，二是有电压，A 错；导体内形成电流是因为导体两端加上电压，在导体内形成电场，自由电子在电场力的作用下定向移动形成电流，B 对；电流的传导速率应该是导体内建立电场的速度，即光速，C 错；在形成电流时电子定向移动的同时，热运动仍然存在，D 错.2.一段半径为D 的导线,电阻为0.1 Ω,如果把它拉成半径为D /2的导线,则电阻变为 A.0.2 Ω B.0.4 Ω C.0.8 Ω D.1.6 Ω 答案:D解析：当半径变成D/2时，导线长度变成原来的4倍，横截面积变成原来的1/4，由电阻定律SLR ρ=知，电阻变成原来的16倍，即1.6 Ω. 3.一个电压表由表头G 和电阻R 串联而成，如图所示，若在使用中发现此电压表的读数总比准确值稍小一些，采用下列哪种措施能加以改进A.在R 上串上一个比R 小得多的电阻B.在R 上串上一个比R 大得多的电阻C.在R 上并上一个比R 小得多的电阻D.在R 上并上一个比R 大得多的电阻答案:D解析：题中指出此电压表读数总比准确值小，说明在电压表两端所加电压一定的情况下，流过该电压表的电流较小，校正方法是适当减小电压表的内阻，而G R 电阻一定，所以只有适当减小分压电阻R ，这就需要在R 上并上一个电阻；在R 上并联一个电阻时，由于并联电路的总电阻比任何一个电阻都小，可见不能并联小电阻，否则分压电阻会改变很多，误差会更大，所以D 正确.4.关于电功和焦耳热，下列说法正确的是A.在纯电阻电路中，计算电功可用公式W =I 2RtB.在非纯电阻电路中，计算电功可用公式W =I 2RtC.在非纯电阻电路中，计算焦耳热用Q =I 2RtD.在纯电阻电路中，计算焦耳热可用Q =UIt 答案:ACD解析：电功的定义公式W=UIt，电热的定义公式Q=I2Rt，在纯电阻电路和非纯电阻电路都适用，而W=I2Rt和Q=UIt都只适用于纯电阻电路.5.如图所示的电路中，L1、L2为“220 V、100 W”灯泡，L3、L4为“220 V，40 W”灯泡，现将A、B两端接入电路，其实际功率的大小顺序是A.P4＞P1＞P3＞P2B.P4＞P1＞P2＞P3C.P1＞P4＞P2＞P3D.P1＞P4＞P3＞P2答案:B解析：由P=U2/R知R=U2/P，所以R1=R2<R3=R4，由于L1、L4串联，流过它们的电流相等，由P=I2R知，P4>P1；L2、L3并联，由P=U2/R知P2>P3；又由P=I2R，因为流过L1的电流大于流过L2的电流，所以P1>P2，由此可知实际功率大小顺序为P4＞P1＞P2＞P3.6.在总电压不变的条件下，黄昏时电灯比深夜时暗，是因为黄昏时A.总电流一定，支路增多，分去了电流B.线路中总电阻增大，电流变小C.干路电流增大，线路损失电压增大D.总电阻增大，每支路电流增大答案:C解析：如图所示，用电器是并联接入电路的，黄昏时用户比较多接入电路的用电器多，使电路总电阻减小，从而使总电流增大，输电线路上损失的电压增加，用电器两端实际电压减小，功率减小，电灯变暗.7.如图所示，滑动变阻器阻值变化范围0-R，定值电阻阻值为R0，设A、B两端电压恒为U，要使R0获得U/2的电压，应把滑动变阻器的滑片P移到A.R的中点偏上B.R的中点偏下C.R的中点D.R的最上端答案:A解析：该电路连接方式为滑动变阻器下端与R0并联，然后与滑动变阻器上端串联，为使R0获得U/2的电压，应使这两部分电路电阻相等，根据并联电路特点，P点应在R的中点偏上位置，A对.8.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40 W 答案:BD解析：由公式RU P 2=,当电压变为110 V 即额定电压的一半时，其功率变为额定功率的1/4，即10 W ；当电压变为440 V ，即额定电压的2倍时，灯泡可能会被烧坏了.9.把标有“220 V ，40 W”和“220 V ，15 W”的甲、乙两盏灯串联接在220 V 电压下，则下面分析正确的是A.两盏灯的总功率等于55 WB.两盏灯的总功率小于15 WC.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答案:BD解析：由公式RU P 2=知，乙甲R R <，由于它们串联，电流相等，由P =I 2R 知乙甲PP <，D 对C 错；由于两灯都达不到额定电压，所以功率都达不到额定功率，所以A 错；由公式RU P 2=计算两灯串联的总功率可知，B 对.10.下列情况中，能判定电路两端电压为220 V 的是 A.每通过1 C 的电量，电流做功220 J B.通电时间为1 s 时，通过电量220 C C.通电时间为1 s 时，电流做功为220 J D.每通过220 C 电量，电流做功为1 J 答案:A解析：由W =UIt 和t q I =可得，W =qU 所以q W U ==220 V ，A 对；B 选项由tqI =知I =220A ；C 选项由W =UIt 知UI =220 W ；D 选项U =1/220 V .二、填空题（本题共3小题，11题4分，12、13题各6分，共16分）11.甲、乙两根用同种材料做成的圆柱形的导体，它们的质量相同，长度之比L 1∶L 2=1∶2，则它们的电阻之比R 1∶R 2=_______________. 答案:1∶4解析：m =ρV=ρL S,已知甲、乙两根导体材料相同（ρ相同），质量相同，L 1∶L 2=1∶2，可知S 1∶S 2=2∶1 由电阻定律S L R ρ=得41221121=⋅=L S S L R R 12.用伏安法测电阻，当被测电阻的阻值不能估计时可采用试接的办法，如图所示让电压表一端接在电路上的a 点，另一端先后接到b 点、c 点，注意观察两个电表的示数.若电流表示数有显著的变化，则待测电阻跟_______________表的内阻可比拟，电压表应接在 a _______________两点.若电压表示数有显著的变化，则待测电阻跟_______________表的内阻可比拟，电压表应接在a_______________两点.答案:电压c电流b解析：若电流表示数有明显变化，说明电压表的分流作用很明显，即待测电阻与电压表电阻可比拟，电压表应接在a、c端；若电压表示数有明显变化，则说明电流表分压作用很明显，即待测电阻与电流表电阻可比拟，电压表应接在a、b两点.13.用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验所需的器材规格如下：(1)待测电阻R x(约100 Ω)；(2)直流毫安表(量程0～10 mA，内阻5 Ω)；(3)直流电压表(量程0～3 V，内阻5 kΩ)；(4)直流电源(输出电压4 V内阻可不计)；(5)滑动变阻器(阻值范围0～15 Ω，允许最大电流1 A)；(6)电键一个，导线若干条.根据器材的规格和实验要求，画出实验电路图并在本题的实物图上连线.答案:三、计算题（共4小题，14、15题各10分，16、17题各12分，共44分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位）14.规格为“220 V ，1 000 W”的电炉，根据题目提供的数据求： (1)电炉正常工作时，通过电阻丝的电流； (2)电炉的电阻.答案:（1）4.55 A （2）48.4 Ω 解析：（1）由P =UI 得A 55.4A 2201000===U P I （2）由RU P 2=得Ω=Ω==4.48100022022P U R15.如图所示的电路中，电源电压保持不变，电源内阻不计，当S 断开时，电流表的示数为2 A ，这时电阻R 1消耗的电功率为12 W ，当 S 闭合后，电流表的示数为3 A ，问：（1）电阻R 1、R 2的阻值是多少？（2）当开关S 闭合后，电阻R 2在5 min 内产生的热量是多少？答案:(1)R 1=3Ω R 2=6 Ω (2)1 800 J 解析：（1）S 断开时，由1211R I P =得Ω=Ω==321222111I P R 所以电源电压U =I 1R 1=2×3 V=6 V S 闭合后，R 1、R 2并联则由21212R R R R UI +=得R 2=6 Ω（2）由焦耳定律得：J 1800J 30063622=⨯==t R U Q16.一直流电动机线圈内阻一定，用手握住转轴使其不能转动，在线圈两端加电压为0.3 V ，电流为0.3 A.松开转轴，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.求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：由题意当电动机不转时，该电路为纯电阻电路，由Ω=Ω==13.03.011I U r 当加2 V 电压电动机正常工作时，输入总电功率P =UI =2×0.8 W=1.6 W电动机的机械功率为W 96.0W )64.06.1(2=-=-=-=r I P P P P 内机17.抽油烟机是现代厨卫不可缺少的用具，下表是“惠康牌”家用抽油烟机说明书中的主要技术参数表.用多用表测量得其中一只电动机的线圈电阻R =90 Ω.若保险丝的熔断电流是保险丝允许通过的电流的1.5倍，启动时电动机当做纯电阻处理，则（1）这种抽油烟机保险丝的熔断电流不得低于多少? （2）两电动机每分钟消耗的电能为多少？（3）两电动机每分钟所做的有用功是多少？（4）这种油烟机的机械效率是多少？参数表：答案:（1）7.65 A (2)22 200 J (3)4 500 J (4)20.27% 解析：（1）电动机启动时通过的电流大于正常工作时的电流，所以保险丝的熔断电流应以启动时通过的电流来确定.A 1.52=+⨯=UP R UI 灯所以保险丝的熔断电流至少为I ′=1.5I =7.65 A （2）两电动机每分钟消耗的电能E =Pt =22 200 J（3）电动机所做的有用功是用于排风的，故两电动机每分钟所做的有用功为：W =p ΔV =300×15 J=4 500 J（4）该抽油烟机的效率%07.20%100222004500%100=⨯=⨯=E W η。

【创新设计】高二鲁科版选修3-1同步练习：第3章第3讲焦耳定律 Word版含解析[ 高考]

第3章第3讲焦耳定律电功电功率电热热功率1．一台电动机，额定电压为100V ，电阻为1Ω.正常工作时，通过的电流为5A ，则电动机因发热损失的功率为( ) A ．500WB ．25WC ．1000WD ．475W答案 B解析电动机的热功率P ＝I 2r ＝52×1W ＝25W ，B 正确，A 、C 、D 错误．2．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 ，电流为I2，则在时间t 内产生的热量为( ) A ．4Q B ．2QC.Q 2D.Q 4答案 C解析根据Q ＝I 2Rt 得，电阻变为原来的2倍，电流变为原来的12，时间不变，则热量变为原来的12，C 正确．3．电功率的计算公式P ＝U 2R 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 ．计算洗衣机的功率答案 C解析公式P ＝U 2R 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．非纯电阻电路的特点及有关计算4．如图1所示是一直流电动机工作时的电路图．电动机内阻r ＝0.8Ω，电路中另一电阻R ＝10Ω，直流电压U ＝160V ，电压表示数U V ＝110V ．试求：图1(1)通过电动机的电流； (2)输入电动机的电功率； (3)电动机输出的机械功率．答案 (1)5A (2)550W (3)530W解析 (1)由电路中的电压关系可得电阻R 的分压 U R ＝U －U V ＝(160－110) V ＝50V 通过电阻R 的电流I R ＝U R R ＝5010A ＝5A即通过电动机的电流I M ＝I R ＝5A. (2)电动机的分压U M ＝U V ＝110V 输入电动机的功率P 入＝I M ·U M ＝550W. (3)电动机的发热功率P 热＝I 2M r ＝20W电动机输出的机械功率P 出＝P 入－P 热＝530W.题组一对电功和电功率电热和热功率的理解 1．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．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．3．两个精制电阻，用锰铜电阻丝绕制而成，电阻上分别标有“100Ω 10W ”和“20Ω 40W ”，则它们的额定电流之比为( ) A.5∶5 B.10∶20 C.5∶10 D ．1∶2000答案 C解析由公式P ＝I 2R 得：I ＝PR，所以I 1∶I 2＝5∶10.4．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，只有电烙铁能将电能全部转化为内能，电风扇部分电能转化为机械能，日光灯部分电能转化为光能，故B 选项正确．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 ＝UI 可知额定电流I A <I B ，由P ＝U 2R 可知R A >R 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 ∝1R ，所以P A ′<P B ′.题组二纯电阻电路及非纯电阻电路的理解6．一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的功率答案ABD解析电炉属于纯电阻元件，电动机属于非纯电阻元件，对于电炉有：U＝IR，放热Q＝I2Rt，消耗功率P＝I2R.对于电动机有：U>IR，放热Q＝I2Rt，消耗功率P＝UI>I2R.7．有一内阻为4.4Ω的电解槽和一盏标有“110V60W”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．电解槽消耗的电功率为60WC．电解槽的发热功率为60WD．电路消耗的总功率为60W答案 B解析灯泡能正常发光，说明电解槽和灯泡均分得110V电压，且流过电解槽的电流I＝I灯＝60 110A＝611A，则电解槽消耗的电功率P＝IU＝P灯＝60W，A选项错误，B选项正确；电解槽的发热功率P热＝I2r＝1.3W，C选项错误；电路消耗的总功率P总＝IU总＝611×220W ＝120W，D选项错误．8．如图1所示，直流电动机线圈的电阻为R，当该电动机正常工作时，电动机两端电压为U，通过电动机的电流为I，则()图1A．电动机内部发热功率为I2RB．电动机的机械功率为IUC．电动机的总功率为IUD．电动机机械功率为IU－I2R答案ACD9．如图2所示，电阻R1＝20Ω，电动机的绕线的电阻R2＝10Ω.当开关打开时，电流表的示数是0.5A，当开关合上后，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2A．I＝1.5A B．I＜1.5A C．P＝15W D．P＜15W答案BD解析电路两端的电压为：U＝I1R1＝0.5A×20Ω＝10V．电动机是非纯电阻用电器，UI2＞I22R2，所以I2＜UR2＝1A．电流表的示数I＝I1＋I2＜1.5A，A错误、B正确．电路总功率为P＝U(I1＋I2)＜15W，C错误、D正确．10．一台电动机内阻为1Ω，接到120V的电源上．当电动机工作时，电流为10A，问：(1)电动机输入功率是多少；(2)电动机发热功率是多少；(3)输出的机械功率是多少．答案(1)1200W(2)100W(3)1100W解析(1)电动机的输入功率P电＝UI＝120×10W＝1200W.(2)电动机的发热功率P热＝I2r＝102×1W＝100W.(3)输出的机械功率P机＝P电－P热＝1200W－100W＝1100W.题组三综合应用11．如图3所示的电路中，电炉电阻R＝10Ω，电动机线圈的电阻r＝1Ω，电路两端电压U ＝100V，电流表的示数为30A，问通过电动机的电流为多少？通电一分钟，电动机做的有用功为多少？图3答案20A9.6×104J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，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 ＝10A.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为I 2＝30A －I 1＝20A. 电动机的总功率为P ＝UI 2＝100×20W ＝2×103W.因发热而损耗的功率为P ′＝I 22·r ＝0.4×103W电动机的有用功率(机械功率)为P ″＝P －P ′＝1.6×103W ，电动机通电1min 做的有用功为W ＝P ″t ＝1.6×103×60J ＝9.6×104J.12．规格为“220V 36W ”的排气扇，线圈电阻为40Ω，求： (1)接上220V 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，扇叶被卡住，不能转动，求电动机消耗的功率和发热的功率．答案 (1)35W 1W (2)1210W 1210W解析 (1)排气扇在220V 的电压下正常工作时的电流为I ＝P U ＝36220A ≈0.16A发热功率为P 热＝I 2R ＝(0.16)2×40W ≈1W 转化为机械能的功率为P 机＝P －P 热＝(36－1) W ＝35W.(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 ＝5.5A电动机消耗的功率即电功率等于发热功率： P 电′＝P 热′＝UI ′＝220×5.5W ＝1210W.13．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：(1)(2)假设行驶过程中所受阻力是车和人总重的0.02倍，在最大载重量的情况下，人骑车行驶的最大速度为多大．(g 取10m/s 2)答案 (1)1.63Ω 85.7% (2)4m/s解析 (1)由题目提供的表可知，电机的输出功率为P 出＝120W ，额定电压为U 0＝40V ，额定电流为I 0＝3.5A电机正常工作时输入功率为 P 入＝U 0I 0＝40×3.5W ＝140W 所以电机的效率为η＝P 出P 入×100%＝120140×100%≈85.7%设电机的内阻为r ，则由欧姆定律知P 入－P 出＝I 20r 解得r ≈1.63Ω.(2)设车的质量为m ，人的质量为M ，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，应用P 出＝F 阻v max 解得v max ＝4m/s.。

山东科技版物理选修3-1第三章恒定电流第1-3节电流;电阻;焦耳定律(同步练习)

【模拟试题】（答题时间：30分钟）1. 关于电流，以下说法中正确的是（）。

A. 在导体中，只要自由电荷在运动，就一定会形成电流B. 电流的方向就是电荷定向移动的方向C. 电流总是从电势高的一端流向电势低的一端D. 导体两端没有电压就不能形成电流2. 在示波管中，2s内有6.0×1013个电子通过横截面大小不知的电子枪，则示波管中电流强度大小为（）。

A. 4.8×10－6AB. 3×10－3AC. 9.6×10－6AD. 无法确定3. 已知电子的电荷量为e，质量为m，氢原子的电子在核的静电力吸引下做半径为r，速度为v的匀速圆周运动，则下列说法中正确的是（）。

A. 电子运动形成的等效电流方向与电子运动方向相反B. 电子运动形成的等效电流方向与电子运动方向相同C. 电子运动形成的等效电流大小为I＝evr 2πD. 电子运动形成的等效电流大小为I＝er mkmr222π4. 金属导体中电流增大，其原因为（）。

A. 导体中电场的传播速度增加B. 导体中自由电子定向移动的速度增大C. 导体中自由电子个数增多D. 导体中自由电子运动速度增大5. 半径为R的橡胶圆环均匀带正电，总电荷量为Q，现使圆环绕垂直环所在平面且通过圆心的轴以角速度ω匀速转动，则由环产生的等效电流大小为（）。

A. QB. Q2πC.Qωπ2D.2Qωπ6. 在截面积为S的粗细均匀的铜导体中流过恒定电流I，铜的电阻率为ρ，电子电荷量为e，则电子在铜导体中运动时受到的电场作用力为（）A. 0B. Iρe/SC. IS/ρeD. Ie/ρS7. 两根完全相同的金属裸导线A和B，如果把导线A均匀拉长到原来的2倍，导线B对折后结合起来，然后分别加上相同的电压，则它们的电阻之比R'A∶R'B为____________，相同时间内通过导线横截面的电荷量之比Q A∶Q B为___________。

8. 导线中的电流是1A，导线的横截面积为1mm2，那么：（1）1s内，有多少个电子通过导线的横截面（电子电荷量e＝1.6×10－19C）？（2）自由电子的平均移动速率是多大（设导体每立方米内有8.5×1028个自由电子）？（3）自由电子沿导线移动1cm，平均需要多少时间？9. 如下图所示，两段长度和材料都完全相同的导线ab、bc的横截面积之比为1∶4，串联后加上电压U。

物理鲁科版选修3-1同步训练：第3章恒定电流(B卷)附答案 Word版含解析

同步检测六第3章恒定电流（B 卷）（时间：90分钟满分：100分）一、选择题（共10小题，每小题4分，共40分.在每小题给出的四个选项中，有一个或多个选项正确，全部选对得4分，选对但不全的得2分，错选、多选或不选得0分）1.一段横截面积为5 mm 2的导体通有恒定电流，若2秒钟有2 C 的正电荷和2 C 的负电荷相向运动通过某一横截面，则电流是A.1 AB.2 AC.4 AD.8 A 答案:B解析：2秒钟有2 C 的正电荷和2 C 的负电荷相向运动通过横截面，则实际通过的等效电量为4 C ，由A 2A 24===t q I 2.关于电阻率的说法正确的是 A.电阻率与导体的长度有关 B.电阻率与导体的材料有关 C.电阻率与导体的形状有关D.电阻率与导体的横截面积有关答案:B 解析：电阻率只与导体材料及温度有关，与导体的形状、长度和导体的横截面积都没有关系，故选项B 正确.3.两段材料相同、长度相等、但横截面积不等的导体串联接在电路中，总电压为U ，则 A.通过两段导体的电流强度相等B.两段导体内的自由电子定向移动的平均速率不同C.细导体两端的电压U 1等于粗导体两端的电压U 2D.细导体内的电场强度大于粗导体内的电场强度答案:ABD解析：串联电路中电流处相等，A 对；由电流的微观表达式I =nqvS 可知I 相同，n 、q 相同，S 不同则v 不同，B 对；由电阻定律SLR ρ=知，两导体电阻不等，横截面积大的电阻小，所以电压小,C 错；电子在电场力作用下定向移动形成电流，因细导体横截面积小，所以电子定向移动速率大，对应导体内电场强度大，D 对. 4.如图所示，R 1=4 Ω，R 2=9 Ω，R 3=18 Ω.通电后A.经R 1和R 3的电流之比I 1∶I 3=3∶1B.R 1两端的电压和R 3两端的电压之比U 1∶U 3=4∶9C.三个电阻消耗的电功率之比P 1∶P 2∶P 3=2∶1∶2D.三个电阻消耗的电功率之比P 1∶P 2∶P 3=2∶2∶1 答案:AD解析：根据并联电路的特点知，R 2、R 3两端电压相等，流过它们的电流与电阻成反比，所以I 2∶I 3=R 3∶R 2=2∶1，流过R 1的电流为流过R 2、R 3电流的和，即I 1∶I 2∶I 3=3∶2∶1，A 对；R 2、R 3并联后总电阻为6 Ω，由串联电路分压特点知，U 1∶U 3=4∶6，B 错；由P =I 2R 知，P 1∶P 2∶P 3=2∶2∶1，D 对.5.两个电阻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，可行的方法是A.用一个阻值为2 Ω的电阻与R 2串联B.用一个阻值为6 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串联答案:A解析：由RU P 2=知若两电阻直接并联，则P 2>P1，欲使两电阻消耗的电功率相等，则应给R 2串联一电阻，若给它串联一个6 Ω的电阻，则串联后该支路总电阻与R 1相等，所以该串联支路电阻消耗的总功率与R 1相等，B 错，故A 对.6.两根由同种材料制成的均匀电阻丝A 、B 串联在电路中，A 的长度为L ，直径为d ；B 的长度为2L ，直径为2d ，那么通电后在相同的时间内产生的热量之比为 A.Q A ∶Q B =1∶2 B.Q A ∶Q B =2∶1 C.Q A ∶Q B =1∶1 D.Q A ∶Q B =4∶1 答案:B解析：由电阻定律S LR ρ=，可得1222===A B BA B A S S S L S LR R ρρ,因为A 、B 串联，电流相等，由Q =I 2Rt 得12==B A B A R R Q Q . 7.标有“220 V 、60 W”的白炽灯泡，加上电压U 由零逐渐增大到220 V ，在此过程中，电压U 和电流I 的关系可用图象表示.如图所示，题中给出的四个图象中肯定不符合实际的是答案:ACD解析：一般我们在研究导体的电阻时，不考虑导体材料的电阻率随温度的变化情况，但实际情况下金属的电阻率一般随温度的升高而增大，所以阻值增大.而U -I 图象的斜率表示电阻，只有B 符合实际情况.8.一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 A.等于91 W B.小于91 W C.大于91 WD.条件不足，无法确定答案:B 解析：因电源电压恒定，当这盏电灯接上很长的导线后，流过此电路的总电流减小，由P =UI 知该电路消耗的总功率减小，所以导线上损失的功率为9 W ，电灯实际消耗的功率一定小于91 W.B 正确.9.一个T 型电路如图所示，电路中的电阻R 1=10 Ω，R 2=120 Ω,R 3=40 Ω.另有一测试电源电压为100 V ，则A.当cd 端短路时，ab 之间的等效电阻是40 ΩB.当ab 端短路时，cd 之间的等效电阻是40 ΩC.当ab 两端接通测试电源时，cd 两端的电压为80 VD.当cd 两端接通测试电源时，ab 两端的电压为80 V 答案:AC解析：本题考查电路的串并联知识.当cd 端短路时，R 2与R 3的并联电阻为30 Ω与R 1串联，ab 间等效电阻为40 Ω，A 对；若ab 端短路时，R 1与R 3的并联电阻为8 Ω与R 2串联，cd 间等效电阻为128 Ω，B 错；但ab 两端接通测试电源时，电阻R 2未接入电路，cd 两端的电压即为R 3两端的电压，为80V V 1005040=⨯=cd U ，C 对；但cd 两端接通测试电源时，电阻R 1未接入电路，ab 两端电压即为R 3两端的电压，为25V V 10016040=⨯=ab U ，D 错.10.理发用的吹风机中有电动机的电热丝，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 ，电流为I ，消耗的电功率为P ，则有 A.UI ＞P B.P =I 2（R 1+R 2） C.UI =P D.P ＞I 2（R 1+R 2）答案:CD解析：含有吹风机的电路为非纯电阻电路，电能转化为两部分，一部分变为热能，一部分变为机械能.吹风机消耗的总功率P =UI ，热功率为I 2（R 1+R 2），而P >I 2（R 1+R 2）. 二、填空题（本题共4小题，每小题4分，共16分）11.如图所示的图象所对应的两个导体.（1）电阻之比R 1∶R 2为_______________；（2）若两个导体的电流相等（不为零）时电压之比U 1∶U 2为_______________；（3）若两个导体的电压相等（不为零）时，电流之比为_______________.答案:3∶1 3∶1 1∶312.有下列仪器设备，可供做《描绘小灯泡的伏安特性曲线》实验的有： A.“4.8 V 0.5 A ”的灯泡 B.“220 V 40 W”的灯泡 C.220 V 的电源D.4~6 V 学生用低压交流电源E.4~6 V 学生用低压直流电源F.0~0.6 A 的直流电流表G.0~6 V 的直流电压表H.0~220 V 的交流电压表I.0~0.5 A 的交流电流表J.“30 Ω 0.2 A ”的滑动变阻器 K.“100 Ω 0.5 A ”的滑动变阻器选择出可供做《描绘小灯泡的伏安特性曲线》实验的有_______________. 答案:AEFGK13.一灵敏电流计，允许通过的最大电流（满刻度电流）为μA 50=g I ，表头电阻R g =1 kΩ，若改装成量程为I m =1 mA 的电流表，应并联的电阻阻值为_______________ Ω.若将改装后的电流表再改装成量程为U m =10 V 的电压表，应再串联一个阻值为_______________ Ω的电阻. 答案:52.6 199 000解析：根据电流表和电压表的改装原理，电流表的改装原理如图1图1 图2改装后量程满足：I m =I g +I g R g /R 得R =I g R g /（I m -I g ）代入数据得R =52.6 Ω；电压表的改装原理如图2所示改装后量程满足：U m =I g (R g +R ′) 得R ′=U m /I g -R g代入数据得R ′=199 000 Ω14.如图所示的电路中，电压表内阻为1 000 Ω，电流表内阻为1 Ω，且电流表示数为10 mA ，电压表示数为1 V ，则R x 的测量值为_______________ Ω，其真实值为_______________ Ω.答案:100 111.1 解析：测量值Ω=Ω==10001.01测测测I U R 真实值Ω=Ω-=-==1.1111000101.01VR U I U I U R 测测测真真真三、计算题（共4小题，15、16题各10分，17、18题各12分，共44分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位）15.在彩色电视机的显像管中，从电子枪射出的电子在高电压U 的作用下被加速，形成大小为I 的电流.设电子电荷量为e ，电子的质量为m ，如果打在荧光屏上的高速电子全部被荧光粉吸收，求在时间t 内打到荧光屏上的电子数是多少？答案:eIt 解析：由tq I =知，时间t 内打在荧光屏上的总电荷量q =It ，共有电子数eIt e q n ==.16.如图所示的电路中，U =12 V ，滑动变阻器AB 的总电阻为42 Ω，现要使标着“6 V 1.8 W”的灯泡L 正常发光，那么A 、P 间的电阻应为多少？此时滑动变阻器上消耗的功率多大？答案:（1）12 Ω （2）4.2 W解析：（1）小灯泡的电阻Ω=Ω==208.162020P U R设B P 间的电阻为x ，由题意得并联部分电阻与A P 间电阻相等，则42-x =20x /（20+x ）解得x =30 Ω，所以A P 间的电阻为12 Ω.（2）此时W 2.4W )306126(22=+=滑P .17.电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内的饭烧熟之前的加热状态，另一种是饭烧热后的保温状态.如图所示是电饭锅的电路图，R 1是一个电阻，R 2是加热用的电阻丝.（1）自动开关S 接通和断开时，电饭锅分别处于哪种状态？说明理由.（2）要使R 2在保温状态下的功率是加热状态的一半，R 1∶R 2应该是多大？答案:（1）见解析（2）112- 解析：（1）S 接通时，R 1短路，此时电饭锅消耗的功率为221R U P =,当S 断开时，R 1与R 2串联，此时电路消耗的功率为2122R R U P +=,显然P 1>P 2，所以S 接通时为加热状态，S 断开时为保温状态.（2）由题意得：222122)(2R R R UR U +=解得：11221-=R R18.右图是利用电动机提升重物的示意图，其中D 是直流电动机.P 是一个质量为m 的重物，它用细绳拴在电动机的轴上.闭合开关S ，重物P 以速度v 匀速上升，这时电流表和电压表的示数分别是I ＝5.0 A 和U ＝110 V ，重物P 上升的速度v ＝0.70 m/s.已知该装置机械部分的机械效率为70％，重物的质量m ＝45 kg （g 取10 m/s 2）.求：（1）电动机消耗的电功率电P 及绳对重物做功的机械功率机P 各多大? （2）电动机线圈的电阻r 多大?答案:（1）W 550=电P W 315=机P （2）4 Ω解析：（1）电动机消耗的电功率IU P =电=110×5.0 W=550 W 提升重物做功的功率mgv P =机=45×10×0.7 W=315 W （2）电动机输出的机械功率W 450/==η机P P 根据能量守恒原理IU =P +I 2r Ω=Ω-⨯=-=0.40.54501100.522I P IU r。

鲁科版高中物理选修3-1第3节焦耳定律.docx

高中物理学习材料桑水制作第3章第3节(本栏目内容，在学生用书中以活页形式分册装订！)1. (2010年河北武强高二检测)右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( )A．I2R B．U2/RC．UI D．UI－I2R【解析】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种元件，功率P＝UI总是适用的，C选项正确．【答案】 C2．同为“36 V、40 W”的电灯、电扇、电烙铁都正常工作5 min，它们产生热量是( ) A．一样多B．电灯最多C．电扇最多D．电烙铁最多【答案】 D3．对于连入电路的不同灯泡而言，亮度大的灯泡是( )A．通过电流大的灯泡B．两端电压大的灯泡C．电阻值大的灯泡D．消耗电功率大的灯泡【答案】 D4．一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)，则在相同的时间内( )A．电炉和电动机产生的电热相等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】因为电热Q＝I2Rt，所以当电流I，电阻R都相等时，电热也相等；而消耗功率即为热功率P＝I2R，所以消耗功率相等；电炉两端的电压U＝IR，但电动机两端的电压除了发热外还要工作，U＝IR＋U′，所以电炉两端电压小于电动机两端电压．【答案】ABC5．一台直流电动机的电枢线圈的电阻是R，其额定电压是U，额定功率是P，那么它正常工作时的电流( )A．等于P/U，且大于U/RB．等于P/U，且小于U/RC．等于P/R，也等于U/RD．不等于P/U，但等于U/R【答案】 B6．有两只分别标有“6 V,2 W”，“12 V,8 W”字样的小灯泡，如果把它们串联在电路中，使其中一个恰能正常发光，则加在串联电路两端的电压是( )A．6 V B．12 VC．18 V D．24 V【答案】 B7．不考虑温度对电阻的影响，一个标有“220 V、40 W”的灯泡，下列说法正确的是( ) A．接在110 V的线路上功率为20 WB．接在110 V的线路上功率为10 WC．接在440 V的线路上功率为160 WD．接在550 V的线路上功率为5 W【答案】 B8．在一个恒定电压U的两端直接接上灯泡，其功率为100 W，若用很长的导线连接，使灯泡远离电源，此时灯泡功率变为 64 W，则线路上损失的功率为( ) A．36 W B．16 WC．18 W D．6 W【答案】 B9. 如右图所示，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R1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．R1上消耗电功率不断增大C．R1上消耗电功率不断减小D．R2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】 ABD10．一只规格为“220 V 2 000 W ”的电炉．(1)求它在正常工作时的电阻．(2)若电网电压为200 V ，求电炉的实际功率．(3)在220 V 电压下，如果平均每天使用电炉2 h ，那么此电炉一个月(按30天计算)要消耗多少千瓦时电能？【解析】 (1)设电炉电阻为R ，由P ＝U 2R ，得R ＝U 2P ＝22022 000Ω＝24.2 Ω. (2)当电压为U ′＝200 V 时，电炉的实际功率P ′＝U ′2R ＝200224.2W ≈1 653 W. (3)在220 V 的电压下，一个月耗用电能为：W ＝Pt ＝2×2×30 kW ·h ＝120 kW ·h【答案】 (1)24.2 Ω (2)1 653 W (3)120 kWh11．小明家的窗式空调已用了多年，耗电功率已不再是说明书上的数值了，他想测出这台空调的耗电功率．于是他将家中的其他用电器全部关闭，单独打开空调，观察他家的电度表在2 min 内转了200 转，且电度表上标有3 000 r/kW ·h 的字母，你能帮他测出他家空调的功率吗？【解析】表盘上的字样说明表盘转动3 000转时，电路消耗1度电(1 kW ·h)，即在2 min ＝120 s 内，电路消耗2003 000 kW ·h ＝115 kW ·h 的电能，所以P ＝W t ＝115×3.6×106×1120W ＝2 000 W ，即空调的耗电功率为2 000 W.【答案】 2 000 W12. 如右图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图，电动机内阻r ＝0.8 Ω，电路中另一电阻R ＝10 Ω，直流电压U ＝160 V ，电压表示数U V ＝110 V ．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 ＝1 m/s 匀速竖直向上提升重物，求该重物的质量．(g 取10 m/s 2)【解析】 (1)U R ＝U －U V ＝160 V －110 V ＝50 V I R ＝U R R ＝5010A ＝5 A 因R 与电动机串联可得电动机电流I M ＝I R ＝5 A.(2)电动机输入功率：P 电＝U V I M ＝5×110 W ＝550 W.(3)电动机输出功率P ′＝P 电－P 热＝U V I M －I M 2r ＝550 W －0.8×52W ＝530 W由P ′＝Fv 可得：P ′＝mgv ，则m ＝P ′gv＝53 kg. 【答案】 (1)5 A (2)550 W (3)53 kg。

2017-2018学年高中物理(SWSJ)鲁科版选修3-1教学案：第3章第3节焦耳定律含答案

第3节焦耳定律1.自由电荷在电场力作用下定向移动而形成电流，电场力对电荷做的功,叫电功，W＝qU＝UIt。

2．单位时间内电流所做的功就是电功率，P＝错误!＝UI。

3．电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比，公式为Q＝I2Rt。

4．纯电阻电路中电功和电热相等，非纯电阻电路中电功大于电热。

一、电能电功和电功率电功电功率概念电场力对定向移动的自由电荷所做的功单位时间内电流所做的功公式W＝qU＝UIt P＝错误!＝UI单位焦耳,符号J瓦特,简称瓦,符号W物理意描述电能转化为其他形式的能的多少描述电流做功的快慢义1．内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比.2．公式：Q＝I2Rt。

3．单位：焦耳，简称焦,符号J。

4．微观解释：导体中的电子在电场力作用下做定向运动时,会与金属离子不断碰撞，碰撞时把一部分动能传递给离子，使离子热运动加剧,导致导体发热。

三、身边的电热1．电热水器、电饭锅等家用电器是利用了电流的热效应，其电阻丝都是由电阻率较大的材料制成的。

2．电焊是在焊接的金属接触面上通过电流，利用接触电阻产生的热量得到适合焊接的高温，从而对接触面进行焊接的一种方法。

3．插头和插座之间、电线连接处如果接触不良，都会产生大电阻，容易发热，甚至迸出火花。

4．电视机和显示器的后盖有很多孔,计算机的CPU要安装散热片及风扇,都是为了散热。

1．自主思考—-判一判(1）千瓦时（kW·h）是电功的常用单位.1 kW·h＝3.6×106 J。

（√)(2)电流通过用电器时，电流做的功越多,说明用电器的电功率越小。

（×)（3)电功率越大,电流做功一定越快。

(√)（4）W＝UIt可以计算任何电路的电功。

(√)（5)Q＝I2Rt可以计算任何电路的热量.(√）（6）任何电路都有W＝Q，即UIt＝I2Rt。

(×)2．合作探究-—议一议(1）电流做功的“快慢”与电流做功的“多少”是否相同，两者间有何关系？［提示]不相同。

物理鲁科版选修3-1自我小测：第3章第3节焦耳定律含解析

自我小测夯基达标1。

两个电阻分别标有“1 A4 W”和“2 A1 W”字样，则它们的电阻之比是（)A.2∶1 B。

16∶1 C.4∶1 D。

1∶162。

对于纯电阻用电器，下列说法中正确的是（）A。

如果额定功率相同，额定电流较大的用电器电阻较大B.如果额定功率相同，额定电流较大的用电器电阻较小C.如果额定电压相同,额定功率较大的用电器电阻较大D.如果额定电压相同,额定功率较大的用电器电阻较小3。

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,在相同的时间内（）A。

电炉放热和电动机放热相等B.电炉两端电压大于电动机两端电压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的功率4.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 s5.A、B两电阻串联后接入电源，改变电源的电压，测得电阻A、B 的伏安特性曲线如下图所示，则电阻R A、R B和功率P A、P B的关系是（）A.R A＞R BB.R A＜R BC.P A＞P BD。

P A＜P B能力提升6.有一只电风扇，标有“220 V 50 W”字样，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＝U2·t/R B。

Q＝Pt C.Q＝(P/U）2·Rt D.以上三种方法均正确7.一个直流电动机所加电压为U，电流为I，线圈内阻为R。

当它工作时，下列说法中正确的是（）A。

电动机的输出功率为U2/RB。

电动机的发热功率为I2/RC.电动机的输出功率为IU－I2RD.电动机的功率可写作IU＝I2R＝U2/R8。

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[随堂检测]1．(2018·宁夏育才中学期末)下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中错误的是( ) 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 适用于任何电路解析：选A ．电功率越大，表示电流做功越快，但是电路中产生的焦耳热量的多少还与做功的时间的长短有关，A 错误；公式W ＝UIt 是计算电路的总功的大小，适用于任何的电路，当为纯电阻电路时，根据欧姆定律I ＝U R ，可以推到出W ＝I 2Rt ，W ＝U 2R t ，所以W ＝I 2Rt ，W ＝U 2R t 只能适用于纯电阻电路，B 正确；在不是纯电阻的电路中，UI 表示的是总功率的大小，而I 2R 只是电路中发热功率，还有对外做功的功率的大小，所以UI ＞I 2R ，所以C 正确；焦耳热Q ＝I 2Rt 适用于任何电路中的焦耳热量的计算，D 正确．2．(2018·广西陆川中学高二月考)额定电压、额定功率相同的电风扇、电烙铁和日光灯，各自在额定电压下工作了相同时间，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 ．一样多解析：选B ．电风扇，电烙铁和日光灯额定电压、额定功率相同，相同时间内消耗的电能相等，而电风扇消耗的电能大部分转化为机械能，日光灯消耗的电能大部分转化为光能，电烙铁消耗的电能全部转化为内能，所以产生的热量电烙铁最多．故选B ．3.如图所示，一直流电动机与阻值R ＝9 Ω的电阻串联在电源上，电源电动势E ＝30 V ，内阻r ＝1 Ω，用理想电压表测出电动机两端电压U ＝10 V ，已知电动机线圈的电阻R M ＝1 Ω，则下列说法中错误的是( )A ．通过电动机的电流为10 AB ．电动机的输入功率为20 WC ．电动机的热功率为4 WD ．电动机的输出功率为16 W 答案：A4．如图所示，两个不同的电烙铁，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？解析：由P ＝U 2R 得R ＝U 2P ，故R 甲＝48 400800 Ω＝60.5 ΩR 乙＝48 4001 600 Ω＝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 J[课时作业]一、单项选择题1．(2018·甘肃天水一中高二月考)下列家用电器在工作时，主要利用电流热效应的是( )A ．电熨斗B ．电冰箱C ．吸尘器D ．电风扇解析：选A ．电熨斗是利用了电流的热效应来产生热量的，故A 正确．电冰箱利用电动机带动工作，利用了电流的磁效应．故B 错误．吸尘器工作时，主要将电能转化为机械能，不是利用电流的热效应，选项C 错误．电风扇主要是把电能转化为机械能，是利用了电流的磁效应，故D 错误．2．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：选B ．“度”是电功的单位，1 度＝1 kW ·h ＝1 000 W ×3 600 s ＝3.6×106 J ，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．3．电功率的计算公式P ＝U 2R 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：选C ．公式P ＝U 2R 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．4．两个精制电阻，用锰铜电阻丝绕制而成，电阻上分别标有“100 Ω 10 W ”和“20 Ω 40 W ”，则它们的额定电流之比为( )A ．5∶5B ．10∶20C ．5∶10D ．1∶2 000解析：选C ．由公式P ＝I 2R 得：I ＝PR，所以I 1∶I 2＝5∶10. 5．如图所示，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( )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：选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＝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．6．当电阻两端加上某一稳定电压时，通过该电阻的电荷量为0.3 C ，消耗的电能为0.9 J ．为在相同时间内使0.6 C 的电荷量通过该电阻，在其两端需加的电压和消耗的电能分别是( )A ．3 V ，1.8 JB ．3 V ，3.6 JC ．6 V ，1.8 JD ．6 V ，3.6 J答案：D 二、多项选择题7．一台电动机，线圈电阻为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()A．电动机消耗的电能为UItB．电动机消耗的电能为I2RtC．电动机线圈产生的热量为I2RtD．电动机线圈产生的热量为U2t/R答案：AC8．一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的功率解析：选ABD．电炉属于纯电阻，电动机属于非纯电阻，对于电炉有：U＝IR，放热Q ＝I2Rt，消耗功率P＝I2R，对于电动机有：U>IR，放热Q＝I2Rt，消耗功率P＝UI>I2R.9．如图所示，电阻R1＝20 Ω，电动机的绕组的电阻R2＝10 Ω.当开关打开时，电流表的示数是0.5 A，当开关合上后，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＝1.5 A B．I＜1.5 AC．P＝15 W D．P＜15 W解析：选BD．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．10．(2018·河北石家庄市期末联考)表格中是一辆电动自行车的部分技术指标，参考表中数据判断以下说法正确的是()B．电动机每秒钟消耗的电能为180 JC．电动机的内电阻为6 ΩD．电动机的内电阻为1 Ω解析：选AD ．电动机每秒消耗的电能W ＝UIt ＝36 V ×6 A ×1 s ＝216 J ，则自行车每秒消耗的电能是216 J ，故A 正确，B 错误；电动机的热功率P Q ＝P －P 出＝UI －P 出＝36 V ×6 A －180 W ＝36 W ，P Q ＝I 2r ，则电动机内阻r ＝1 Ω，故C 错误，D 正确．三、非选择题11．(1)一只规格为“220 V 2 000 W ”的电炉，求正常工作时的电阻． (2)若电网电压为200 V ，求电炉的实际功率．(3)在220 V 电压下，如果平均每天使用电炉2 h ，求此电炉一个月要消耗多少度电？(一个月＝30天)解析：(1)设电炉电阻为R ，由P ＝U 2R 得R ＝U 2P ＝22022 000Ω＝24.2 Ω.(2)当电压为U ′＝200 V 时，电炉的实际功率为 P ′＝U ′2R ≈200224.2W ≈1 653 W.(3)在220 V 的电压下，一个月消耗电能W ＝Pt ＝2×30×2 kW ·h ＝120 kW ·h ＝120度．答案：(1)24.2 Ω (2)1 653 W (3)120度12．(2018·河南南阳一中高二月考)直流电动机在生产、生活中有着广泛的应用．如图所示，一直流电动机M 和电灯L 并联之后接在直流电源上，电动机内阻r ′＝0.5 Ω，电灯灯丝电阻R ＝9 Ω，电源电动势E ＝12 V ，内阻r ＝1 Ω.开关S 闭合，电动机正常工作时，电压表读数为 9 V ．求：(1)流过电源的电流． (2)流过电动机的电流． (3)电动机对外输出的机械功率．解析：(1)电源的输出电压：U ＝E －Ir ，则有I ＝E －U r代入解得：I ＝3 A ． (2)对灯泡：I 灯＝UR 灯＝1 A电动机与灯泡并联，则电动机的电流 I 电＝I －I 灯＝3 A －1 A ＝2 A ．(3)根据能量转化与守恒定律得，电动机的输出功率P出＝UI电－I2电r′代入解得，P出＝16 W.答案：(1)3 A(2)2 A(3)16 W。