2019-2020学年物理人教版选修3-1课时作业：(十四) 焦耳定律
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型号 SP－988 额定功率 1 500 W 额定电压 220 V 额定容量 1.6 L A.4.4 A B．6.8 A C．0.15 A D．0.23 A 解析：在额定电压下电热水壶的功率为额定功率，而电热水壶的额定电压为
P 1 500
220 V，额定功率为 1 500 W，由公式 P＝IU 得 I＝U＝ 220 A≈6.8 A．选项 B 正
答案：AD 三、非选择题 9．小型直流电动机(其线圈内阻为 r＝1 Ω)与规格为“4 V 4 W”的小灯泡 并联，再与阻值为 R＝5 Ω 的电阻串联，然后接至 U＝12 V 的电源上，如图，小 灯泡恰好正常发光，电动机正常工作，求：
(1)通过电动机的电流． (2)电动机的输出功率 P 出．
P4
解析：(1)流经灯泡的电流 IL＝UL＝4 A＝1 A 流经电阻 R 的电流
课时作业(十四) 焦耳定律
一、单项选择题 1．某电阻的阻值为 5 Ω，通过的电流为 2 A，则它在 10 s 的时间内产生的热 量为( ) A．100 J B．200 J C．20 J D．2 J 解析：根据公式 Q＝I2Rt 可得 Q＝22×5×10 J＝200 J，选项 B 正确． 答案：B 2．随着我国人民生活水平的不断提高，家庭中使用的电器越来越多．下列 电器中主要利用电流的热效应工作的是( ) A．电风扇 B．电动轿车 C．洗衣机 D．电饭煲 解析：电风扇、电动轿车、洗衣机均利用电动机将电能主要转化为机械能， 而电饭煲则是利用电流的热效应使电能变为内能，故选项 D 正确． 答案：D 3．如表为某电热水壶铭牌上的一部分内容．根据表中的信息，可计算出在 额定电压下通过电热水壶的电流约为( )
W
解析：由电功率公式 P＝ t 知，电功率越大，表示电流做功越快．对于一段
( ) P
P
电路，有 P＝IU，I＝U，焦耳热 Q＝ U 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，
பைடு நூலகம்
U2
而 W＝I2Rt＝ R t 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．
U－UL 12－4
IR＝ R ＝ 5 A＝1.6 A 流经电动机的电流 I＝IR－IL＝0.6 A (2)电动机消耗的总功率 P＝UI＝4×0.6 W＝2.4 W 电动机的热功率 P 热＝I2r＝(0.6)2×1 W＝0.36 W 电动机输出功率 P 出＝P－P 热＝2.4 W－0.36 W＝2.04 W 答案：(1)0.6 A (2)2.04 W
通过电动机 M 做的功要大于电流通过电阻 R 做的功，W1<W2.U1＝IR，U2>IR，则 U1<U2.故选项 B 正确．
答案：B 二、多项选择题
6．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
U2
B．W＝UIt 适用于任何电路，而 W＝I2Rt＝ R t 只适用于纯电阻电路 C．在非纯电阻电路中，UI>I2R D．焦耳热 Q＝I2Rt 适用于任何电路
确．
答案：B
4．把两根电阻相同的电热丝先串联后并联分别接在电压相等的电源上，若
要产生相等的热量，则两种方法所需的时间之比 t 串t 并为( ) A．11 B．21
C．41 D．14
解析：设每根电热丝电阻为 R0，由串、并联电路的特点可知，串联后总电阻
R0
U2
为 R1＝2R0，并联后总电阻为 R2＝ 2 ，由式子 Q＝ R t 知，要产生相等的热量， U2
是( ) A．此时电动机还未转动，电路为纯电阻电路 B．电动机的输入功率为 10 W C．通过电动机的电流为 2 A D．电动机的发热功率为 25 W 解析：电动机刚启动瞬间，电动机还未转动，电流做功将电能全部转化为焦 U
耳热，电路为纯电阻电路，满足欧姆定律，即 I＝R＝5 A，电动机的输入功率 P＝UI＝25 W，故 B、C 错，A、D 正确．
答案：BCD 7．如图所示电路，灯 L1 标有“24 V 16 W”，灯 L2 标有“12 V 16 W”， 两灯串联后接在电压为 U 的电路中，要保证两灯不损坏，则( )
A．两灯实际功率之比为 41 B．电压 U 的最大值为 30 V C．灯 L1 两端电压与总电压 U 之比为 23 D．U＝36 V 时，灯 L1、L2 均正常发光 答案：AB 8．一台电动机的额定功率为 10 W，额定电压为 5 V，内阻为 1 Ω，将其接在 路端电压为 5 V 的电路中，电路接通瞬间，电动机刚要启动时，下列说法正确的
A．U1＝U2，Q1<Q2 B．W1<W2，Q1＝Q2 C．W1<W2，Q1<Q2 D．U1>U2，Q1＝Q2 解析：电阻 R 和电动机 M 串联，流过两用电器的电流相同．电阻 R 跟电动 机 M 线圈的电阻相等，则由焦耳定律可知两者产生的热量相等，则 Q1＝Q2.电动 机正常工作时为非纯电阻用电器，消耗的电能绝大部分转化为机械能，所以电流
U2 R0
则有 2R0t 串＝ 2 t 并，可得 t 串:t 并＝4:1，故选项 C 正确． 答案：C
5．如图所示，电阻 R 和电动机 M 串联接到电路中，已知电阻 R 跟电动机 M 线圈的电阻相等，开关闭合后，电动机正常工作，设电阻 R 和电动机两端的电压 分别为 U1 和 U2；经过时间 t，电流通过电阻 R 做功为 W1，产生的热量为 Q1；电 流通过电动机 M 做功为 W2，产生的热量为 Q2，则有( )
P 1 500
220 V，额定功率为 1 500 W，由公式 P＝IU 得 I＝U＝ 220 A≈6.8 A．选项 B 正
答案：AD 三、非选择题 9．小型直流电动机(其线圈内阻为 r＝1 Ω)与规格为“4 V 4 W”的小灯泡 并联，再与阻值为 R＝5 Ω 的电阻串联，然后接至 U＝12 V 的电源上，如图，小 灯泡恰好正常发光，电动机正常工作，求：
(1)通过电动机的电流． (2)电动机的输出功率 P 出．
P4
解析：(1)流经灯泡的电流 IL＝UL＝4 A＝1 A 流经电阻 R 的电流
课时作业(十四) 焦耳定律
一、单项选择题 1．某电阻的阻值为 5 Ω，通过的电流为 2 A，则它在 10 s 的时间内产生的热 量为( ) A．100 J B．200 J C．20 J D．2 J 解析：根据公式 Q＝I2Rt 可得 Q＝22×5×10 J＝200 J，选项 B 正确． 答案：B 2．随着我国人民生活水平的不断提高，家庭中使用的电器越来越多．下列 电器中主要利用电流的热效应工作的是( ) A．电风扇 B．电动轿车 C．洗衣机 D．电饭煲 解析：电风扇、电动轿车、洗衣机均利用电动机将电能主要转化为机械能， 而电饭煲则是利用电流的热效应使电能变为内能，故选项 D 正确． 答案：D 3．如表为某电热水壶铭牌上的一部分内容．根据表中的信息，可计算出在 额定电压下通过电热水壶的电流约为( )
W
解析：由电功率公式 P＝ t 知，电功率越大，表示电流做功越快．对于一段
( ) P
P
电路，有 P＝IU，I＝U，焦耳热 Q＝ U 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，
பைடு நூலகம்
U2
而 W＝I2Rt＝ R t 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．
U－UL 12－4
IR＝ R ＝ 5 A＝1.6 A 流经电动机的电流 I＝IR－IL＝0.6 A (2)电动机消耗的总功率 P＝UI＝4×0.6 W＝2.4 W 电动机的热功率 P 热＝I2r＝(0.6)2×1 W＝0.36 W 电动机输出功率 P 出＝P－P 热＝2.4 W－0.36 W＝2.04 W 答案：(1)0.6 A (2)2.04 W
通过电动机 M 做的功要大于电流通过电阻 R 做的功，W1<W2.U1＝IR，U2>IR，则 U1<U2.故选项 B 正确．
答案：B 二、多项选择题
6．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
U2
B．W＝UIt 适用于任何电路，而 W＝I2Rt＝ R t 只适用于纯电阻电路 C．在非纯电阻电路中，UI>I2R D．焦耳热 Q＝I2Rt 适用于任何电路
确．
答案：B
4．把两根电阻相同的电热丝先串联后并联分别接在电压相等的电源上，若
要产生相等的热量，则两种方法所需的时间之比 t 串t 并为( ) A．11 B．21
C．41 D．14
解析：设每根电热丝电阻为 R0，由串、并联电路的特点可知，串联后总电阻
R0
U2
为 R1＝2R0，并联后总电阻为 R2＝ 2 ，由式子 Q＝ R t 知，要产生相等的热量， U2
是( ) A．此时电动机还未转动，电路为纯电阻电路 B．电动机的输入功率为 10 W C．通过电动机的电流为 2 A D．电动机的发热功率为 25 W 解析：电动机刚启动瞬间，电动机还未转动，电流做功将电能全部转化为焦 U
耳热，电路为纯电阻电路，满足欧姆定律，即 I＝R＝5 A，电动机的输入功率 P＝UI＝25 W，故 B、C 错，A、D 正确．
答案：BCD 7．如图所示电路，灯 L1 标有“24 V 16 W”，灯 L2 标有“12 V 16 W”， 两灯串联后接在电压为 U 的电路中，要保证两灯不损坏，则( )
A．两灯实际功率之比为 41 B．电压 U 的最大值为 30 V C．灯 L1 两端电压与总电压 U 之比为 23 D．U＝36 V 时，灯 L1、L2 均正常发光 答案：AB 8．一台电动机的额定功率为 10 W，额定电压为 5 V，内阻为 1 Ω，将其接在 路端电压为 5 V 的电路中，电路接通瞬间，电动机刚要启动时，下列说法正确的
A．U1＝U2，Q1<Q2 B．W1<W2，Q1＝Q2 C．W1<W2，Q1<Q2 D．U1>U2，Q1＝Q2 解析：电阻 R 和电动机 M 串联，流过两用电器的电流相同．电阻 R 跟电动 机 M 线圈的电阻相等，则由焦耳定律可知两者产生的热量相等，则 Q1＝Q2.电动 机正常工作时为非纯电阻用电器，消耗的电能绝大部分转化为机械能，所以电流
U2 R0
则有 2R0t 串＝ 2 t 并，可得 t 串:t 并＝4:1，故选项 C 正确． 答案：C
5．如图所示，电阻 R 和电动机 M 串联接到电路中，已知电阻 R 跟电动机 M 线圈的电阻相等，开关闭合后，电动机正常工作，设电阻 R 和电动机两端的电压 分别为 U1 和 U2；经过时间 t，电流通过电阻 R 做功为 W1，产生的热量为 Q1；电 流通过电动机 M 做功为 W2，产生的热量为 Q2，则有( )