焦耳定律经典练习题(含答案详解)

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＝I2r＝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时间内产生的热量为Q，若电阻为2R，电流为I

2

，则在时间t 内产生的热量为( )

A．4Q B．2Q C.Q

2

D.

Q

4

答案C

解析根据Q＝I2Rt得，电阻变为原来的2倍，电流变为原来的1

2

，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)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＝I2M 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AB

2．关于四个公式①P＝UI；②P＝I2R；③P＝U2

R；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＝I2R、P＝

U2

R只适用于纯电阻电路

的电功率的计算，故A正确，C错误．P＝I2R适用于任何电路的热功率的计算，P＝UI、P＝U2 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“100Ω，10 W”和“20Ω，40 W”，则它们的额定电流之比为( )

A.5∶5

B.10∶20

C.5∶10D．1∶2 000

答案C

解析由公式P＝I2R得：I＝P

R，所以I1∶I2＝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．额定电压都是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，则下列说法正确的是( )

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．有一内阻为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 W

B．电解槽消耗的电功率为60 W

C．电解槽的发热功率为60 W

D．电路消耗的总功率为60 W

答案B

解析灯泡能正常发光，说明电解槽和灯泡均分得110 V电压，且流过电解槽的电流I＝I灯＝

60 110A＝

6

11

A，则电解槽消耗的电功率P＝IU＝P灯＝60 W，A选项错误，B选项正确；电解槽的

发热功率P热＝I2r＝1.3 W，C选项错误；电路消耗的总功率P总＝IU总＝6

11

×220W＝120 W，D

选项错误．

图264

8．如图264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( )

A．电动机内部发热功率为I2R

B．电动机的机械功率为IU

C．电动机的总功率为IU

D．电动机机械功率为IU－I2R

答案ACD