焦耳定律经典练习题答案详细讲解

电功率和热功率

1．一台电动机，额定电压为100 V ，电阻为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 W C ．1 000 W D ．475 W

答案 B

解析 电动机的热功率P ＝I 2

r ＝52

×1 W＝25 W ，B 正确，A 、C 、D 错误．

电功和电热

2．通过电阻R 的电流为I 时，在t 时间产生的热量为Q ，若电阻为2R ，电流为I

2，则在时间t

产生的热量为( ) A ．4Q B ．2Q C.Q 2 D.Q

4

答案 C

解析 根据Q ＝I 2

Rt 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1

2

.C 正确． 非纯电阻电路的特点及有关计算

图263

3．如图263所示是一直流电动机工作时的电路图．电动机阻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)电动机输出的机械功率． 答案 (1)5 A (2)550 W (3)530 W

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 ＝50 V 通过电阻R 的电流I R ＝U R R ＝

50

10

A ＝5 A 即通过电动机的电流I M ＝I R ＝5 A. (2)电动机的分压U M ＝U V ＝110 V

输入电动机的功率P 入＝I M ·U M ＝550 W. (3)电动机的发热功率P 热＝I 2

M r ＝20 W 电动机输出的机械功率P 出＝P 入－P 热＝530 W

(时间：60分钟)

题组一 电功和电功率

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

2．关于四个公式①P ＝UI ；②P ＝I 2

R ；③P ＝U 2R ；④P ＝W

t

，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 2

R 、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 2

R 适用于任何电路的热功率的计算，P ＝UI 、P ＝U 2

R

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“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 答案 C

解析 由公式P ＝I 2

R 得：I ＝

P

R

，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．电压都是110 V，额定功率P A＝100 W，P B＝40 W的灯泡两盏，若接在电压为220 V的电路上，使两盏灯泡均能正常发光，且消耗功率最小的电路是( )

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，对灯

泡有P＝UI＝U2

R

，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，A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，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．

6．两盏额定功率相同的灯泡A和B，其额定电压U A>U B，则下列说确的是( )

A．两灯正常发光时，灯泡的电流I A>I B

B．两灯电阻R A

C．将两灯串联后接入电路中发光时，则灯泡的功率P A

D．将两灯并联后接入电路中发光时，则灯泡的功率P A′

答案 D

解析由P＝U2/R可知R A>R B，由P＝UI可知额定电流I A

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′

题组二非纯电阻电路及焦耳定律

7．有一阻为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 W