【精品试卷】人教版高中物理选修3-1课后巩固作业：2.5焦耳定律(选修3-1)复习专用试卷

高中物理学习材料
（精心收集**整理制作）
（40分钟 50分）
一、选择题（本题包括5小题，每小题5分，共25分.每小题至少一个选项正确）
1.（2011·杭州高二检测）关于电功和电热，下面说法正确的是( )
A.任何电路中的电功W=UIt，电热Q=I2Rt且W=Q
B.任何电路中的电功W=UIt，电热Q=I2Rt且W有时不等于Q
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
2.（2011·成都高二检测）如图所示的电路中，两端电压U保持不变，若电阻R1、R2、R3上消耗的功率相等，则它们的阻值之比R1∶R2∶R3为( )
A.1∶1∶1
B.4∶1∶1
C.1∶4∶4
D.1∶2∶2
3.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一定是( )
A.I2R
B.U2/R
C.UI
D.UI-I2R
4.（2011·深圳高二检测）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 W
B.电动机的输出功率为12 W
C.电动机的热功率为2.0 W
D.整个电路消耗的电功率为22 W
5.电阻R1和R2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 V
B.90 V
C.22.5 V
D.25 V
二、非选择题（本题包括3小题，共25分，要有必要的文字叙述）
6.（2011·沈阳高二检测）（7分）如图所示电路中，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.
7.（8分）如图所示，已知U
AB=6 V，当滑动变阻器触头P位于正中位置时，额定
电压为3 V的灯泡L正常发光，当触头滑至最左端时，电灯实际功率为2 W，求
此灯泡的额定功率和变阻器的总电阻.
8.（10分）如图所示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）电动机线圈电阻上消耗的热功率是多少；
（2）电动机的输入功率和输出功率各是多少；
（3）10 s内，可以把重物A匀速提升多高；
（4）这台电动机的机械效率是多少.
答案解析
1.【解析】选B.W=UIt适用于求一切电路中的电功，Q=I2Rt适用于求一切电路中的电热.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C.R2、R3并联，电压U相等，由P=
2
U
R
可知，P相等时，R2=R3，由U=IR可知I2=I3=I，
故通过R1的电流为2I.
R 1消耗的功率P=(2I)2R 1=4I 2R 1 ①
R 2消耗的功率P=I 2R 2 ②，
比较①②得R 2=4R 1，故R 1∶R 2∶R 3=1∶4∶4，C 正确.
3.【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P 12I A U 6=灯
灯灯＝＝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.
5.【解析】选C.R 1、R 2的额定电流分别为
111P 4I A R 100
== =0.2 A ， 222P 8I A R 12.5=
= =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.
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 R =U 源-U 机=(60-50)V=10 V. 由欧姆定律：I= R U R
=5 A. 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-I 2R 0
=(50×5-52×1.6)W=210 W.
答案：210 W
7.【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3 V ，滑动变阻器的电压为3 V ，得R L = m R 2
. 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 ， I= L AB P P 24 A 1 A.U 6
'+'+== 滑动变阻器的总电阻：
m 22
P 4R 4I 1'=
=Ω=Ω. 故：m L R R 2==2 Ω. 灯泡的额定功率：
2
2L U 3P W R 2
==额额 =4.5 W. 方法2：找电压，P 位于最左端时，变阻器有效电阻
R ′=R m =2R L ，
则：U L =2 V. 故：22L L L U 2R 2P 2
==Ω=Ω. 灯泡额定功率：22
L U 3P W R 2
==额
额=4.5 W. 变阻器总电阻：R m =2R L =4 Ω.
答案：4.5 W 4Ω
8.【解析】（1）根据焦耳定律，热功率为：
P Q =I 2r=12×1 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化为机械功率，则：P出t=Gh.
解得：h= P t410
m 2 m. G20
⨯
==
出
（4）机械效率
P 4 W
100%100%80%.
P 5 W
η=⨯=⨯=
出
入
答案：（1）1 W （2）5 W 4 W （3）2 m （4）80%
【方法技巧】电路中计算电功、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)分析各用电器之间的连接方式，对纯电阻电路，计算时可以利用串联电路的分压特点，或并联电路的分流特点.
(3)由所求问题选取合适的公式，在非纯电阻电路中计算电功只能用W=UIt,计算电热只能用Q=I2Rt,其他根据欧姆定律的变形式在纯电阻电路中才能使用.
(4)对于含电动机的电路，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.。