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：A
2．(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 2
R B ．P ＝U 2
R
C ．P ＝UI
D ．P ＝W t
解析：电功率计算的普适公式是P ＝W
t ＝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：CD
3．一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 2
R ＝IU R ②，比较①②得：U ＞U R ，D 错． 答案：D
4．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 2
R ，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 2
R
，电灯变亮
D ．灯丝电阻变大，它两端的电压不变，根据P ＝U 2
R
，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：C
5．一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 Ω
B ．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 W
C ．1 min 内电饭煲消耗的电能为6.6×104
J ，洗衣机消耗的电能为6.6×103
J 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 ＝6.6×104
J ，洗衣机为非纯电阻用电器，所以R 2≠U I 2
＝440 Ω，
P 2＝UI 2＝110 W ，其在1 min 内消耗的电能W 2＝UI 2t ＝6.6×103 J ，其热功率P 热≠P 2，而P 1＝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：C
6．(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：AD
7．一辆电瓶车，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 Ω
B ．3.2 Ω
C ．1.6 Ω
D ．0.4 Ω
解析：UI ＝I 2
R ＋fv ，f ＝0.02mg ，解得R ＝1.6 Ω. 答案：C
8．(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 0
B ．乙图中电动机发热消耗的功率为U 20
r
C ．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 2
0r
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 2
r ，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 －U
R
，故输给电动机的
功率为U (I －U
R
)，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 ＝
4.5
3
A ＝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。