课时跟踪检测(十一) 焦耳定律 电路中的能量转化

课时跟踪检测（十一） 焦耳定律 电路中的能量转化

1．下列说法正确的是( )

A ．电流通过导体的热功率与电流大小成正比

B ．力对物体所做的功与力的作用时间成正比

C ．电容器所带电荷量与两极间的电势差成正比

D ．弹性限度内，弹簧的劲度系数与弹簧伸长量成正比

解析：选C 在导体电阻一定的条件下，由P ＝I 2R 知热功率与电流的二次方成正比，选项A 错误。根据功的公式可知其大小与力的作用时间无关，选项B 错误。由电容的定义式可得Q ＝CU ，即电荷量与两极间的电势差成正比，选项C 正确。弹簧的劲度系数只跟弹簧本身有关，与弹簧伸长量无关，选项D 错误。

2．把两根电阻相同的电热丝先串联后并联分别接在同一电源上，若要产生相等的热量，则两种方法所需的时间之比t 串∶t 并为( )

A ．1∶1

B ．2∶1

C ．4∶1

D ．1∶4

解析：选C 串联后电阻为R 1＝2r ，产生的热量为Q 1＝U 2R 1·t 串＝U 2

2r ·t 串

；并联后电阻为R 2＝r 2，产生的热量为Q 2＝U 2R 2·t 并＝U 2

r 2

·t 并

，若要Q 1＝Q 2，所以有t 串∶t 并＝4∶1。 3.(2019·江西南昌十中期中)受动画片《四驱兄弟》的影响，越来越多的小朋友喜欢上了玩具赛车，某赛车充电电池的输出功率P 随电流I 变化的图像如图1所示，则下列说法错误的是( )

图1

A ．该电池的电动势E ＝6 V

B ．该电池的内阻r ＝1 Ω

C ．该电池的输出功率为4.5 W 时，电路中的电流可能为1 A

D ．该电池的输出功率为4.5 W 时，此电源的效率可能为25%

解析：选B 充电电池的输出功率P ＝EI －I 2r ，根据数学知识可知，当I ＝E 2r

时，P 有

最大值，此时U 内＝U 外，由P max ＝6 W ，I ＝2 A ，得到U ＝P max I

＝3 V ，则E ＝6 V ，故A 正确；r ＝U I ＝32

Ω＝1.5 Ω，故B 错误；当P ＝4.5 W 时，由P ＝EI －I 2r ，代入解得I 1＝1 A ，I 2＝3 A ，故C 正确；η＝UI EI ＝U E ，当I 1＝1 A 时，U 1＝E －I 1r ＝4.5 V ，η1＝U 1E

×100%＝75%，当I 2＝3 A ，U 2＝E －I 2r ＝1.5 V ，η2＝U 2E

×100%＝25%，故D 正确。

4．一台电动机的线圈电阻与一只电炉的电阻相同，当二者通过相同的电流且均正常工作时，在相同的时间内( )

①电炉放出的热量与电动机放出的热量相等

②电炉两端电压小于电动机两端电压

③电炉两端电压等于电动机两端电压

④电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率

A ．①②④

B ．①③

C ．②④

D ．③④

解析：选A 由P 热＝I 2R 知①正确。因电动机消耗的功率有热功率和机械功率两部分，④正确。对电炉UI ＝I 2R ，而电动机U ′I ＝I 2R ＋P 机，所以U ′＞U ，②正确。

5．(多选)如图2所示，R 1、R 2为定值电阻，L 为小灯泡，R 3为可变电阻，当R 3的阻值减小时( )

图2

A ．电压表的示数增大

B ．R 2中的电流减小

C ．小灯泡的功率减小

D ．电源路端电压降低

解析：选ABD 当R 3的阻值减小时，总电阻减小，则由闭合电路欧姆定律可得，电路中总电流增大，则由U ＝E －Ir 可知，路端电压减小，故D 正确；因干路电流增大，则R 1两端的电压增大，故电压表示数增大，故A 正确；因路端电压减小，电压表示数增大，则并联部分电压减小，故R 2中的电流减小，故B 正确；由以上分析可知，通过小灯泡L 的电流增大，由P ＝I 2R 可知灯泡功率增大，故C 错误。

6．(多选)现有甲、乙、丙三个电源，电动势E 相同，内阻不同，分别为r 甲，r 乙，r 丙。

用这三个电源分别给定值电阻R供电，已知R＝r甲>r乙>r丙，则将R先后接在这三个电源上的情况相比较，下列说法正确的是()

A．接在甲电源上时，电源内阻消耗的功率最大

B．接在甲电源上时，定值电阻R两端的电压最大

C．接在乙电源上时，电源的输出功率最大

D．接在丙电源上时，电源的输出功率最大

解析：选AD根据P r＝I2r＝

E2r

(R＋r)2

＝E2

(R－r)2

r

＋4R

，由数学知识可知，当R＝r时，P r

最大，故接在甲电源上时，电源内阻消耗的功率最大，选项A正确；因为U R＝ER

R＋r

，故接在甲电源上时，定值电阻R两端的电压最小，选项B错误；电源的输出功率为：P R＝I2R＝E2R

(R＋r)2

，故当内阻r最小时，R上的功率最大，即接在丙电源上时，电源的输出功率最大，故选项D正确，C错误。

7．如图3所示，直线A为某电源的U-I图线，曲线B为某小灯泡的U-I图线，用该电源和小灯泡组成闭合电路时，电源的输出功率和电源的总功率分别是()

图3

A．4 W,8 W B．2 W,4 W

C．2 W,3 W D．4 W,6 W

解析：选D用该电源和小灯泡组成闭合电路时，电源的输出功率是UI＝2×2 W＝4 W，电源的总功率是EI＝3×2 W＝6 W。选项D正确。

8．额定电压为4.0 V的直流电动机的线圈电阻为1.0 Ω，正常工作时，电动机线圈每秒产生的热量为4.0 J ，下列计算结果正确的是()

A．电动机正常工作时的电流强度为4.0 A

B．电动机正常工作时的输出功率为8.0 W