2019年秋高二物理(人教版)选修3-1随堂练习题：2.5-焦耳定律

焦耳定律1．下列用电器中，利用电流热效应工作的是A ．电饭锅 B ．抽油烟机C ．电视机D ．笔记本电脑2．（2019北京密云区期末）杭州市正将主干道上的部分高压钠灯换成LED 灯，已知高压钠灯功率为400 W ，LED 灯功率为180 W ，若更换4 000盏，则一个月可节约的电能约为A ． B ．3910kW h ⨯⋅5310kW h ⨯⋅C ．D ．5610kW h ⨯⋅12110kW h⨯⋅3．（2018·浙江省第一次普通高校招生选考）小明同学家里部分电器的消耗功率及每天工作时间如表所示，则这些电器一天消耗的电能约为A ．6.1×103WB ．6.1×103JC ．2.2×104WD ．2.2×107J4．（2019山东济南莱芜区训练）一电炉的电阻丝和一台电动机线圈电阻相同，现将它们以串联方式联接，接通合适的电源后，电动机能正常运转，则有A ． 电炉和电动机的热功率相等B ． 电动机消耗的电功率大于电炉消耗的电功率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5．（2018·浙江省杭州市第四中学高三模拟考试）如图所示是饮水机的工作电路简化图，S 是温控开关，当水温升高到一定温度时，它会自动切换，使饮水机处于保温状态；R 0是饮水机加热管电阻，R 是与加热管串联的电阻。

表格是从其说明书中摘录的一些技术数据。

不考虑R 0、R 的电阻受温度变化的影响，表中的功率均指加热管的功率。

下列关于饮水机的工作状态和正确的是A．当S闭合时饮水机处于加热状态，R0=220 ΩB．当S闭合时饮水机处于加热状态，R0=2112 ΩC．当S断开时饮水机处于保温状态，R1=88 ΩD．当S断开时饮水机处于保温状态，R1=2112 Ω6．（2019浙江绿色联盟模拟）在图示的电路中，“6V、2W”的灯泡恰好能正常发光，若换成“6V、3W”的灯泡，不考虑温度对灯丝电阻的影响，则该灯泡实际消耗的功率可能是A．1W B．1.2W C．2W D．3W7．（2018·浙江省温岭中学高三考前冲刺试卷）《2013--2017年中国风光互补路灯行业发展前景与投资预测分析报告》数据显示，我国现有城乡路灯总数约有2亿只，并以每年加20％的速度增长，我国有丰富的风能及太阳能资源。

路灯作为户外装置，两者结合做成风光互补路灯，无疑给国家的节能减排提供了一个很好的解决方案。

如图为某公司生产的风光互补LED路灯外形图和电路原理图。

国家发改委提供的数据显示，每燃烧1吨标准煤可以发电3000千瓦时，排放二氧化碳2.61吨。

假如传统路灯消耗的电能来自燃烧标准煤发电，用比套路灯替换400瓦、每天工作10小时的传统路灯，则每套路灯1年（365天）可减少多少吨二氧化碳的排放？A．1.27Kg B．12.7Kg C．1270Kg D．1.27×106Kg8．有四盏灯，如图所示连接在电路中，L1和L2都标有“220 V，100 W”字样，L3和L4都标有“220 V，40 W”字样，把电路接通后，四个灯都能发光。

最暗的是A．L3B．L2C．L1D．L49．（2018·浙江省杭州市高考命题预测卷）小明家的电热炉使用的电热丝由于年代久远已经破损，小明将一小段位于底端的破损段剪下后将完好段再次绕到电热炉上继续使用，在电源电压不变的情况下，下列说法正确的是A．电热炉热功率不变B．电热炉热功率增加C．电热炉热功率减小D．无法确定电热炉热功率的变化10．（2018·浙江省杭州市高考命题预测卷）2013年，杭州正式推出微公交，它是一零排放的纯电动汽车，这为杭州人绿色出行又提供一种方案。

该电动车配有一块12 V三元锂电池，容量达260 Ah；采用220 V普通电压充电，一次完全充电，约需8小时；行驶时，最大时速可达80 km/h，充满电后，可最多行驶80 km。

则以下判断正确的是：（在计算过程中不考虑各种能转化的效率，可认为电能的价格为0.8元/kw.h）A．充电电流为260 AB．充满电后储存的电能为3 120 JC．折合每公里的电能成本约为0.03元D．匀速行驶时的阻力约为2.0×103N11．直流电动机在生产、生活中有着广泛的应用。

如图所示，一直流电动机M和电灯L并联之后接在直流电源上，电动机内阻r1=0.5 Ω，电灯灯丝电阻R=9 Ω（阻值认为保持不变），电源电动势E=12 V，内阻r2=1 Ω，开关S 闭合，电动机正常工作时，电压表读数为9 V。

则下列说法不正确的是A．流过电源的电流3 AB ．流过电动机的电流2 AC ．电动机的输入功率等于2 WD ．电动机对外输出的机械功率16 W12．（2018·浙江省杭州市高考命题预测卷）电动自行车是生活中重要的交通工具，某品牌电动自行车的铭牌如下：车型：20’电动自行车电池规格：DC 36V 20寸（车轮直径：508mm ）36V 8Ah （蓄电池）整车质量：40kg额定转速：240r/min （转/分）外形尺寸：L1800mm×W650mm×H1100mm 额定输出功率：171W 电机：后轮驱动、直流永磁式电机额定工作电压/电流：36V/5A根据此铭牌中的有关数据，下列说法正确的是A ．电动车的电动机内阻为7.2ΩB ．充满电时蓄电池需要的能量E=288J C ．额定功率下行驶时，电动机的效率为95%D ．充满电后，在额定功率下连续行驶的最长时间为2h13．三个阻值相同的灯泡，其允许消耗的最大功率都是10 W ，现将其中的两只灯泡串联起来，再与第三只灯泡并联在电路中，如图，则整个电路允许消耗的最大功率为A ．30 WB ．20 WC ．15 WD ．10 W14．（2018·浙江省选考十校联盟适应性考试）太阳能路灯是采用晶体硅太阳能电池供电，用代替传统公用电力照明的路灯，白天太阳能电池对蓄电池充电，晚上蓄电池的电能供给路灯照明。

太阳光垂直照射到地面上时，单位面积的辐射功率为。

某一太阳能路灯供电系统对一盏LED 灯供电，太阳阳能电池的光电转330 1.010W/m P =⨯换效率为12%左右，电池板面积1 m 2，采用一组24V 的蓄电池（总容量300 Ah ），LED 路灯规格为“40 W ，24 V”，蓄电池放电预留20%容量，下列说法正确的是A ．蓄电池的放电电流约为0.6 AB ．一盏LED 灯每天消耗的电能约为0.96 kW·hC ．该太阳能电池板把光能转换为电能的功率约为40 WD ．平时把该蓄电池充满所需要的最大能量约为5.76 kW·h15．如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图。

电动机内电阻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 。

（g 取10 m/s 2）试求：（1）通过电动机的电流；（2）输入电动机的电功率；（3）若电动机以v =1 m/s 匀速竖直向上提升重物，求该重物的质量？参考答案1．A 【解析】电饭锅工作时把电能转化为内能，利用电流的热效应工作，故A 符合题意；抽油烟机中的电动机主要把电能转化为机械能，不是利用电流热效应工作的，故B 不符合题意；电视机主要把电能转化为光能与声能，不是利用电流热效应工作的，故C 不符合题意；笔记本电脑主要把电能转化为光能，不是利用电流热效应工作的，故D 不符合题意。

【名师点睛】本题主要考查学生对电流的热效应，以及电能和其他形式能的相互转化，利用热效应工作的电器特点是把电能主要转化成内能。

2．B 【解析】一个月可节省的电能最接近，故B 正确，ACD 5==0.4kW-0.18kW 400010h 30310kW h W Pt ⨯⨯⨯≈⨯⋅（）错误。

3．D 【解析】根据公式可知一天消耗的电能为W Pt =又知道，2kW 1h+1.2kW 3h+0.1kW 2h+0.016kW 4h+0.009kW 24h=6.08kW h W =⨯⨯⨯⨯⨯⋅61kW h 3.610J ⋅=⨯故，D 正确。

72.210J W ≈⨯4．ABC 【解析】由串联电路特点可知，两用电器电流相同，根据热功率公式可知，两者热功率相等，所以2P I r =选项A 错误；电动机除产生内能外，更多的电能被转化为机械能，故所消耗的电能要大于电炉消耗的电能，所以选项B 正确；对于非纯电阻电路有，故可知电动机两端电压大于电炉的，所以选项C 正确、D 错误；U Ir ＞5．D 【解析】由电功率公式和可知，电压不变的条件下，电阻越小电流越大，功率越大。

电源电2P I R =EI R r=+压不变，当S 断开时，R 与R 0串联；当S 闭合时，只有R 0接入在电源上，电路中的电阻变小，总功率变大，因而开关S 闭合时是加热状态；利用公式 ，知；当S 断开时，R 与R 0串联，饮水机处于保温状2U R P=088R =Ω态，。

综上分析，D 正确。

()2122088211222R =-Ω=Ω6．C 【解析】将图示的电路中的R 和电源看作一个等效电源，则等效电源的电动势E ＞6V ，内阻等于R +r ，“6V 、2W”的灯泡电阻18Ω，“6V 、3W”的灯泡电阻12Ω，整个电路总电阻减少，总电流变大，但是“6V 、3W”的灯泡分的电压小于6V ，功率小于3W ，但是因为原电路中的R 和电源电动势，内阻均未知，借助于U ﹣I 图象可以定性解决此题。

不考虑温度对灯丝电阻的影响，“6V 、2W”的灯泡电阻18Ω，“6V 、3W”的灯泡电阻12Ω，将图示的电路中的R 和电源看作一个等效电源，则等效电源的电动势E ＞6V ，内阻等于R +r ，描绘出”6V 、2W”，“6V 、3W”灯泡的U ﹣I 图象，定性描绘出等效电源的U ﹣I 图象，如图所示。

“6V 、2W”的灯泡工作电流A ，“6V 、3W”的灯泡正常工作电流A ，但接入电路时，工作状态为图中的a 点，对应abOd 的面积1312＜（6×＝3W ）。

对应电压小于6V ，对应电流大于A ，“6V 、3W”的灯泡若流过电流为A 时，对应电压为4V ，121313对应功率为4×＝W ＝1.33W ，从图中可以看出，“6V 、3W”接入电路，工作状态为图中的a 点，对应abOd1343的面积＜（6×＝3W ），但是大于电流为A 时的功率为1.33W 。

1213故A 、B 、D 错误，C 正确。

【点评】本题是闭合电路的综合性试题，虽然不考虑温度对灯丝电阻的影响，涉及等效电源、电功率、电阻U ﹣I 图象、电源U ﹣I 图象，电阻U ﹣I 图象与电源U ﹣I 图象交点物理意义，图象面积，本题难度太大，特别是电路中的R 和电源电动势，内阻均未知，不容易找到解题思路。