高中物理选修3-1 第二章第29讲 课时作业(二十九) 电功 电功率 焦耳定律
高中物理选修3-1课时作业20：2.5 焦耳定律
第5节焦耳定律基础过关1.(多选)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]AB2.如图1所示，一幢居民楼里住着生活水平各不相同的24户居民，所以整幢居民楼里有各种不同的电器，例如电炉、电视机、微波炉、电脑等。
停电时，用欧姆表测得A、B间电阻为R；供电后，各家电器同时使用，测得A、B间电压为U，进线电流为I，则计算该幢居民楼用电的总功率可以用的公式是()图1A.P＝I2RB.P＝U2 RC.P＝IUD.P＝I2R＋U2 R[解析]家用电器中有纯电阻也有非纯电阻，故总电功率只能用P＝UI来计算，C正确。
[答案]C3.如图2为某品牌的扫地机器人，其内部电机的电阻为0.5 Ω，额定功率为24 W，额定工作电压8 V，扫地机器人的锂电池容量9 A·h，则该机器人正常工作时()图2A.额定工作电流为3 AB.额定工作电流为16 AC.充满电后最长工作时间约为9 hD.每秒消耗能量为128 J[解析]额定功率为24 W，额定工作电压8 V，所以额定电流为I＝PU＝3 A，选项A正确，B错误；锂电池容量9 A·h，Q＝It可知，工作电流为3 A，所以能够工作3 h，选项C错误；每秒消耗能量为24 J，选项D错误。
[答案]A4.额定电压都是110 V，额定功率P A＝100 W，P B＝40 W的电灯两盏，若接在电压是220 V的电路上，使两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗功率最小的电路是()[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＝U2R，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灯泡被烧毁，U A<110 V不能正常发光，A错误；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灯泡烧毁；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 )×100，而D 电路中变阻器功率为(I A ＋I B )×110，所以C 电路消耗电功率最小。
第二章 5 焦耳定律—人教版高中物理选修3-1讲义
5焦耳定律一、电功和电功率1.电功(1)电功是指电路中静电力对定向移动的电荷所做的功，电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程.(2)电功的计算公式：W＝IUt.单位：焦耳，符号为J.常用的单位：千瓦时(kW·h)，也称“度”，1 kW·h＝3.6×106 J.2.电功率(1)定义：单位时间内电流所做的功.(2)公式：P＝Wt＝UI.(3)单位：瓦，符号：W.(4)意义：表示电流做功的快慢.二、焦耳定律1.焦耳定律(1)内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比.(2)表达式：Q＝I2Rt.2.热功率(1)定义：单位时间内的发热量称为热功率.(2)表达式：P＝I2R.3.纯电阻电路与非纯电阻电路(1)纯电阻电路：电流通过纯电阻电路做功时，电能全部转化为导体的内能.(2)非纯电阻电路：含有电动机或电解槽的电路称为非纯电阻电路.在非纯电阻电路中，电流做的功将电能除了转化为内能外，还转化为机械能或化学能.(3)电功和电热的计算公式比较电功和电功率W ＝UIt ＝I 2Rt ＝U 2R tP 电＝UI ＝I 2R ＝U2R W ＝UIt P 电＝UI电热和热功率Q ＝I 2Rt ＝UIt ＝U 2R tP 热＝I 2R ＝UI ＝U 2RQ ＝I 2Rt P 热＝I 2R 电功和电热关系 W ＝Q W ＝Q ＋E 其他＞Q 电功率和热功率关系 P 电＝P 热 P 电＝P 热＋P 其他＞P 热 欧姆定律是否适用I ＝UR ，适用U ＞IR ，不适用(1)W ＝UIt 是电功的计算式，P 电＝UI 是电功率的计算式，适用于任何电路. Q ＝I 2Rt 是电热的计算式，可以计算任何电路中电流I 通过电阻R 时在t 时间内产生的热量，P 热＝I 2R 是热功率的计算式，可以计算任何电路的热功率.(2)只有在纯电阻电路中才有W ＝Q ，P 电＝P 热而在非纯电阻电路中W ＞Q ，P 电＞P 热. (3)在纯电阻电路中，由UIt ＝I 2Rt 得I ＝UR ，即欧姆定律成立；在非纯电阻电路中UIt ＞I 2Rt 知U ＞IR ，即欧姆定律不成立.5.电动机的功率和效率(1)电动机的输入功率指电动机消耗的总功率：P 入＝UI . (2)电动机的热功率是线圈上电阻的发热功率，P 热＝I 2r .(3)电动机的输出功率是指电动机将电能转化为机械能的功率，P 出＝IU －I 2r . (4)电动机的效率：η＝P 出P 入＝IU －I 2rIU .1 规格为“220 V 36 W”的排气扇，线圈电阻为40 Ω，求： (1)接上220 V 的电压后，排气扇转化为机械能的功率和发热的功率；(2)如果接上电源后，扇叶被卡住，不能转动，求电动机消耗的功率和发热的功率. 2 如图所示，有一内电阻为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 WB.电解槽的发热功率为60 WC.电解槽消耗的电功率为60 WD.电路消耗的总功率为60 W3如图所示，A为电解槽，N为电炉子，恒定电压U＝12 V，电解槽内阻r A＝2 Ω，当S1闭合、S2断开时，电流表的示数为6 A；当S2闭合、S1断开时，电流表的示数为4 A，求：(电流表内阻不计)(1)电炉子的电阻及发热功率各多大？(2)在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率为多少？4有一个小型直流电动机，把它接入电压为U 1＝0.2 V的电路中时，电动机不转，测得流过电动机的电流是I1＝0.4 A；若把电动机接入U2＝2.0 V的电路中，电动机正常工作，工作电流是I2＝1.0 A，求：(1)电动机正常工作时的输出功率多大？(2)如果在电动机正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率是多大？5如图所示为电动机提升重物的装置，电动机线圈的电阻为r＝1 Ω，电动机两端的电压为5 V，电路中的电流为1 A，物体A重20 N，不计摩擦力，求：(1)电动机线圈电阻上消耗的热功率；(2)电动机输入功率和输出功率；(3)10 s内，可以把重物A匀速提升的高度；(4)这台电动机的机械效率.5焦耳定律1答案(1)35 W 1 W(2)1 210 W 1 210 W解析(1)排气扇在220 V的电压下正常工作时的电流为I＝PU＝36220A≈0.16 A发热功率为P热＝I2R＝(0.16)2×40 W≈1 W转化为机械能的功率为P机＝P－P热＝(36－1) W＝35 W.(2)扇叶被卡住不能转动后，电动机成为纯电阻电路，电流做功全部转化为热能，此时电动机中电流为I′＝UR＝22040A＝5.5 A电动机消耗的功率即电功率等于发热功率：P电′＝P热′＝UI′＝220×5.5 W＝1 210 W.2答案 C解析灯泡能正常发光，说明电解槽和灯泡均分得110 V电压，且干路电流I＝I灯＝611A，则电解槽消耗的电功率P＝P灯＝60 W，A错，C对；电解槽的发热功率P热＝I2R内≈1.3 W，B错误；整个电路消耗的总功率P总＝220×611W＝120 W，D错. 3答案(1)2 Ω72 W(2)16 W解析(1)电炉子为纯电阻元件，由欧姆定律得I1＝UR，则R＝UI1＝12 V6 A＝2 Ω，其发热功率为：P R＝UI1＝12×6 W＝72 W.(2)电解槽为非纯电阻元件，发热功率为：P热＝I22r A＝42×2 W＝32 W，总功率为：P 总＝UI2＝12×4 W＝48 W，故电能转化为化学能的功率为：P化＝P总－P热＝(48－32) W＝16 W.4答案(1)1.5 W(2)8 W解析(1)U1＝0.2 V时，电动机不转，此时电动机为纯电阻，故电动机线圈内阻r＝U1I1＝0.20.4Ω＝0.5 Ω，U2＝2.0 V时，电动机正常工作.此时电动机为非纯电阻，则由电功率与热功率各自的定义式，得P电＝U2I2＝2.0×1.0 W＝2 W.P热＝I22r＝1.02×0.5 W＝0.5 W.所以由能量守恒定律可得电动机的输出功率P出＝P电－P热＝2 W－0.5 W＝1.5 W.(2)此时若电动机转子突然被卡住，则电动机又为纯电阻，其热功率P热′＝U22r＝2.020.5W＝8 W.5答案(1)1 W(2)5 W 4 W(3)2 m(4)80%解析(1)根据焦耳定律，热功率P热＝I2r＝12×1 W＝1 W.(2)电动机输入功率等于输入电流与电动机两端电压的乘积P入＝IU＝1×5 W＝5 W，输出功率等于输入功率减去发热消耗的功率P出＝P入－P热＝5 W－1 W＝4 W.(3)电动机输出的功率用来提升重物转化为机械能，在10 s内P出t＝mgh.解得h＝P出t mg＝4×1020m＝2 m.(4)机械效率η＝P出P入×100%＝80%.。
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第二章恒定电流5 焦耳定律A级抓基础1．关于电功W和电热Q的说法正确的是()A．在任何电路中都有W＝UIt、Q＝I2Rt，且W＝QB．在任何电路中都有W＝UIt、Q＝I2Rt，但W不一定等于Q C．W＝UIt、Q＝I2Rt均只有在纯电阻电路中才成立D．W＝UIt在任何电路中成立，Q＝I2Rt只在纯电阻电路中成立答案：B2．功率为10 W的发光二极管(LED灯)的亮度与功率为60 W的白炽灯相当．根据国家节能战略，2016年前普通白炽灯应被淘汰．假设每户家庭有2只60 W的白炽灯，均用10 W的LED灯替代，估算出全国一年节省的电能最接近()A．8×108 kW·h B．8×1010 kW·hC．8×1011 kW·h D．8×1013 kW·h答案：B3．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：B4.如图为一种服务型机器人，其额定功率为48 W ，额定工作电压为24 V ，机器人的锂电池容量为20 A ·h.则机器人( )A ．额定工作电流为20 AB ．充满电后最长工作时间为2 hC ．电池充满电后总电量为7.2×104 CD ．以额定电流工作时每秒消耗能量为20 J解析：由P ＝IU 知额定电流I ＝P U＝2 A ，选项A 错误；充满电后，锂电池容量为20 A ·h ，最长工作时间t ＝Q I＝10 h ，选项B 错误；电池充满后总电量Q ＝It ＝20×3 600 C ＝7.2×104 C ，选项C 正确；以额定电流工作时每秒消耗能量W ＝IUt ＝48 J ，D 错误．答案：C5.在如图所示的电路中，电源电压为60 V ，内阻不计，电阻R ＝2 Ω，电动机的内阻R 0＝1.6 Ω，电压表的示数为50 V ，电动机正常工作，求电动机的输出功率．解析：电动机正常工作时，电动机两端的电压U 0＝50 V ，此时通过电路中的电流：I ＝U R R ＝E －U 0R＝5 A ，电动机的输出功率P 出＝U 0I －I 2R 0＝210 W.B 级 提能力6．电功率的计算公式P ＝U 2R中，U 是加在用电器上的电压，R 是用电器的电阻，此式可用于( )A ．计算电冰箱的功率B ．计算电风扇的功率C ．计算电烙铁的功率D ．计算洗衣机的功率解析：公式P ＝U 2R是根据功率公式和欧姆定律推导出来的，只能用在纯电阻电路中，故C 正确，A 、B 、D 错误．答案：C7．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 WB ．电解槽消耗的电功率为60 WC ．电解槽的发热功率为60 WD ．电路消耗的总功率为60 W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＝60110 A ＝611A ，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＝I 2r ≈1.3 W ，C 选项错误；电路消耗的总功率P 总＝IU 总＝611×220 W ＝120 W ，D 选项错误．答案：B8．如图所示，额定电压为110 V 的两盏电灯，额定功率分别为P A ＝100 W ，P B ＝25 W ．把它们接到220 V 的电路上，欲使它们都能正常发光且耗电最少，应采用的接法是()答案：C9．(多选)如图所示，电阻R1＝20 Ω，电动机线圈的电阻R2＝10 Ω.当开关断开时，电流表的示数是0.5 A，当开关闭合后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，电流表的示数I和电路消耗的电功率P应是()A．I＝1.5 A B．I<1.5 AC．P＝15 W D．P<15 W解析：电路两端的电压为：U＝I1R1＝0.5 A×20 Ω＝10 V．电动机是非纯电阻用电器，UI2>I22R2，所以I2<UR2＝1 A．电流表的示数I ＝I1＋I2<1.5 A，A错误，B正确．电路总功率为P＝U(I1＋I2)<15 W，C错误，D正确．答案：BD10．以蓄电池为驱动能源的环保汽车总质量m＝3×103kg.当它在水平路面上以v＝36 km/h的速率匀速行驶时，驱动电机的输入电流I＝50 A，电压U＝300 V．在此行驶状态下：(1)求驱动电机的输入功率P电；(2)若驱动电机能够将输入功率的90%转化为用于牵引汽车前进的机械功率P机，求汽车所受阻力与车重的比值(g取10 m/s2)．解析：(1)驱动电机的输入功率P电＝IU＝1.5×104 W.(2)在匀速行驶时，P机＝0.9，由P电＝F v得：F f＝0.9 P电v＝1.35×103 N，汽车所受阻力与车重之比F fmg＝0.045.经典语录1、最疼的疼是原谅，最黑的黑是背叛。
人教版高中物理选修31：第二章 2.5焦耳定律 课件
1、电流通过导体时，导体要发热，在此过程中产生的 热量如何计算？电流产生的热量用焦耳定律来计算
2、焦耳定律的内容是什么？怎样表示？
内容：电流通过导体产生的热量，跟电流强度的平 方、导体电阻和通电时间成正比。 用公式表示为：Q=I2Rt
焦耳定律适用于纯电阻电路，也适用于非纯电阻电路．
◆由部分电路欧姆定律可知： Q I 2Rt UIt U 2 t R
q
q
q
多少功？
电场力做的功:W=qU
◆在上面所述的导体中是否存在电流？电流强度是
多少？ 存在，电流强度为：I=q/t
◆若用电流和电压来表示电流所做的功可表示成什么？
电场力做的功:W=qU=UIt 这就是电路中电场力做功即电功的表达式.
评
1．电功：在一段电路中电场力所做的功，也就是通常 所说的电流所做的功，简称为电功．
例2.把一根长为L的电炉丝接到220V的电路中用它来烧 沸一壶水，需时间t秒钟，若将此电炉丝均匀的拉长， 使半径减小为原来的一半，而后再剪掉长为L的一段， 再将余下的电炉丝接到同样的电路中，仍用 它烧沸一 壶同样的水，则需时间 １２t 秒.
解析：由电阻定律可知，此电阻丝阻值变为原来的12 倍，在电压不变的情况下，功率变为原来的1/12，烧 沸同一壶水，需要电功相同，则时间变为原来的12倍， 故，答案为12t.
W=Q =UIt=I2Rt=U2/Rt P电=P热=UI=I2R=U2/R
（1）纯电阻电路——只含有纯电阻的电路，如电炉、 白炽灯等，像演示中电动机不转时的电路.
W电
Q热
电流做的功全部转化为内能W电= Q内 即 P电= P热
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非纯电阻电路中，电能不但有一部分转化为内能还有 一部分转化为其他形式的能量。所以电功不等于电热。
高中物理选修3-1课时作业《功率》最新典型题精选(含答案)
B．W1<W2，P1＝P2D．W1>W2，P1＝P2．某学校在进行体育测试时，质量为m＝50 kg的晓宇同学在．一辆小车在水平面上做匀速直线运动，从某时刻起，小车所受牵引力和阻力随时间变化的规律如图所示，则作用在小车上的牵引力我国自主研发的第一艘平流层飞艇飞艇在平流层水平匀速飞行时，所受空气阻力与飞行速度成正比．当匀速飞行时，动力系统的输出功率为P；当匀速飞行速度为C．2P DF F－mg tD.m．如图所示，四个相同的小球在距地面相同的高度以相同的速率分别竖直下抛、竖直上抛、平抛和斜抛，不计空气阻力，则下列关于这四个小球从抛出到落地过程的说法中正确的是( )A．小球飞行过程中单位时间内的速度变化相同B．小球落地时，重力的瞬时功率均相同C．从开始运动至落地，重力对小球做功相同D．从开始运动至落地，重力对小球做功的平均功率相同10．如图所示，用细线悬挂一小铁块，将小铁块拉直到水平位置，然后放手使小铁块从静止开始向下摆动，在小铁块摆向最低点的过程中，重力对小铁块做功的功率( )A．一直增大B．先变大，后变小C．在最低点为零D．在最低点最大三、非选择题11．如图甲所示，质量为1.0 kg的物体置于固定斜面上，对物体施以平行于斜面向上的拉力F,1.0 s末将拉力撤去，物体运动的v－t图象如图乙，试求：(g＝10 m/s2)(1)拉力F的大小．(2)拉力F在第1 s内的平均功率．12．如图所示，为修建高层建筑常用的塔式起重机．在起重机将质量m＝5×103kg的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上做匀加速直线运动，加速度a＝0.2 m/s2，当起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率直到重物做v m＝1.02 m/s的匀速运动．取g＝10 m/s2，不计额外功．求：(1)起重机允许的最大输出功率；(2)重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2 s末的输出功率．B．W1<W2，P1＝P2．W1>W2，P1＝P2扶梯两次运送乘客的速度均为v1，扶梯所施加的力不变，由．一辆小车在水平面上做匀速直线运动，从某时刻起，小车所受牵引力和则作用在小车上的牵引力车所受的牵引力和阻力恒定，所以车做匀加速直线运动，，故选项D正确．·台州高一检测)2015年10月，我国自主研发的第一艘平流层飞艇“圆梦”号试飞成功．若飞艇在平流层水平匀速飞行时，所受空气阻力与飞行F F－mg tD.m解析：t时间末，物体的速度为F F－mg t.故m．小球飞行过程中单位时间内的速度变化相同．小球落地时，重力的瞬时功率均相同．从开始运动至落地，重力对小球做功相同．如图所示，用细线悬挂一小铁块，将小铁块拉直到水平位置，然后放手在小铁块摆向最低点的过程中，的大小．内的平均功率．12．如图所示，为修建高层建筑常用的塔式起重机．在起重机将质量m＝5×103kg的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上做匀加速直线运动，加速度a＝0.2 m/s2，当起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率直到重物做v m＝1.02 m/s的匀速运动．取g＝10 m/s2，不计额外功．求：(1)起重机允许的最大输出功率；(2)重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2 s末的输出功率．解析：(1)设起重机允许的最大输出功率为P0，重物达到最大速度时拉力F0等于重力．P0＝F0v m，F0＝mg.代入数据，得：P0＝5.1×104 W.(2)匀加速运动结束时，起重机达到允许的最大输出功率，设此时重物受到的拉力为F，速度为v1，匀加速运动经历时间为t1，有：P0＝Fv1，F－mg＝ma，v1＝at1.代入数据，得t1＝5 s.t＝2 s时，重物处于匀加速运动阶段，设此时速度为v，输出功率为P，v22＝at，P＝Fv2.得：P＝2.04×104 W.答案：(1)5.1×104 W (2)5 s 2.04×104 W。
高中物理第2章5焦耳定律课时作业(含解析)新人教版选修3-1
课时作业(十四) 焦耳定律[全员参与·基础练]1．下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中不正确的是( ) A ．电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多B ．W ＝UIt 适用于任何电路，而W ＝I 2Rt ＝U 2Rt 只适用于纯电阻电路C ．在不是纯电阻的电路中，UI ＞I 2R D ．焦耳热Q ＝I 2Rt 适用于任何电路【解析】 电功率公式为P ＝W t，功率越大，表示电流做功越快．对于一段电路，有P ＝IU ，I ＝P U ，焦耳热Q ＝(P U)2Rt ，可见Q 与P 、U 、t 都有关．所以，P 越大，Q 不一定越大，A 错．W ＝UIt 是电功的定义式，适用于任何电路．而I ＝UR只适用于纯电阻电路，B 对．在非纯电阻电路中，电流做的功＝焦耳热＋其他形式的能，所以W >Q ，即UI >I 2R ，C 正确．Q ＝I 2Rt 是焦耳热的定义式，适用于任何电路中产生的焦耳热，D 正确．【答案】 A2．下列说法正确的是( )A ．家庭生活中，常说的“1度”电，指的是电功率的单位B ．功率是1千瓦的空调正常工作一个小时所消耗的电功是1度C ．1度等于1 000焦耳D ．1度等于3.6×106瓦【解析】 “度”是电功的单位，1 度＝1 kW·h＝1 000 W×3 600 s＝3.6×106J ，故A 、C 、D 错误．功率为1千瓦的空调正常工作1个小时消耗的电功为W ＝Pt ＝1 kW·h＝1度，故B 正确．【答案】 B3．对于连入电路的不同灯泡，亮度大的灯泡是( ) A ．通过的电流大的灯泡 B ．两端电压大的灯泡 C ．电阻大的灯泡D ．消耗电功率大的灯泡【解析】 消耗电功率大，是指单位时间内将电能转化为(热能)光能多，亮度大，D 正确． 【答案】 D4．如图2－5－7所示为甲、乙两灯泡的I －U 图象，根据图象，计算甲、乙两灯泡并联在电压为220 V 的电路中，实际发光的功率约为( )图2－5－7A ．15 W 、30 WB ．30 W 、40 WC ．40 W 、60 WD ．60 W 、100 W【解析】 由图象的横坐标U ＝220 V 可找出对应的纵坐标(I )的值分别为I 甲＝0.18 A ，I 乙＝0.27 A ，则P 甲＝I 甲U ≈40 W，P 乙＝I 乙U ≈60 W，C 正确．【答案】 C5．一个电阻接到某电路后，消耗的功率为110 W ，通过3 C 的电荷量时，有330 J 的电能转化为内能，则以下说法错误的是( )A ．电阻所加电压为330 VB ．通过电阻的电流为1 AC ．电阻通电时间为3 sD ．这个电阻的阻值为110 Ω【解析】 由W ＝qU 知电路电压U ＝Wq＝110 V ，A 错误；由P ＝IU 得I ＝P U ＝1 A ，B 正确；由W ＝Pt 得通电时间t ＝W P ＝3 s ，C 正确；由R ＝U I，得R ＝110 Ω，D 正确．【答案】 A6．一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)，则在相同时间内下列判断不正确的是( )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 2R ＝IU R ② 比较①②得：U ＞U R ，D 错． 【答案】 D7．有一只电风扇，标有“220 V 50 W”，电动机线圈的电阻为0.4 Ω，把它接入220 V 的电路中，以下几种计算时间t 内产生热量的方法，正确的是( )A ．Q ＝U 2t RB ．Q ＝PtC ．Q ＝(P U)2RtD ．以上三种方法均正确【解析】 对纯电阻电路电热的计算可用Q ＝UIt ＝I 2Rt ＝U 2tR，而电风扇工作时不能看成纯电阻电路，故电热计算要用Q ＝I 2Rt 计算，而电流计算I ＝P U用于任何电路，所以C 项正确．【答案】 C[超越自我·提升练]8．如图2－5－8所示，有一内电阻为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( )图2－5－8A ．电解槽消耗的电功率为120 WB ．电解槽的发热功率为60 WC ．电解槽消耗的电功率为60 WD ．电路消耗的总功率为60 W【解析】 灯泡能正常发光，说明电解槽和灯泡均分得110 V 电压，且干路电流I ＝I 灯＝60 W110 V ，则电解槽消耗的功率P ＝P 灯＝60 W ，C 对A 错；电解槽的发热功率P 热＝I 2R ＝1.3 W ，B 错；整个电路消耗的功率P 总＝220 V×60 W110 V＝120 W ，D 错误． 【答案】 C9．夏天空调器正常工作时，制冷状态与送风状态交替运行．一空调器在不同工作状态下电功率随时间变化的关系见图2－5－9，此空调器运行1小时用电( )图2－5－9A ．1.0度B ．1.5度C ．2.0度D ．2.5度【解析】 从题图可以看出，在1小时内，空调器以0.5 kW 工作的时间为20分钟，以2 kW 工作的时间为40分钟，故空调器1小时内用电为：P 1t 1＋P 2t 2＝0.5×13＋23×2 kW·h＝1.5 kW·h＝1.5度【答案】 B10．某实物投影机有10个相同的强光灯L 1～L 10(24V/200W)和10个相同的指示灯X 1～X 10(220V/2W)，将其连接在220 V 交流电源上，电路如图2－5－10所示，若工作一段时间后，L 2 灯丝烧断，则( )图2－5－10A. X 1的功率减小，L 1的功率增大B. X 1的功率增大，L 1的功率增大C. X 2功率增大，其它指示灯的功率减小D. X 2功率减小，其它指示灯的功率增大【解析】 显然L 1和X 1并联、L 2和X 2并联…然后他们再串联接在220 V 交流电源上，L 2 灯丝烧断，则总电阻变大、电路中电流I 减小，又L 1和X 1并联的电流分配关系不变，则X 1和L 1的电流都减小、功率都减小，同理可知除X 2 和L 2 外各灯功率都减小，A 、B 均错；由于I 减小，各并联部分的电压都减小，交流电源电压不变，则X 2 上电压增大，根据P ＝U 2/R 可知X 2 的功率变大，C 对、D 错．【答案】 C11．如图2－5－11所示，两个不同的工业用电烙铁，其中甲的规格的“220 V,800 W”，乙的规格为“220 V，1 600 W”．则当两电烙铁分别接通，其通过的电流分别为I 1＝0.4 A ，I 2＝0.2 A 时，分别工作t 1＝10 s ，t 2＝20 s 后释放的热能为多少？甲 乙 2－5－11【解析】 由P ＝U 2R 得：R ＝U 2P，故R 甲＝48 400800Ω＝60.5 ΩR 乙＝48 4001600Ω＝30.25 Ω， 由焦耳定律Q ＝I 2Rt 得：Q 甲＝I 21R 甲t 1＝(0.4)2×60.5×10 J＝96.8 J ， Q 乙＝I 22R 乙t 2＝(0.2)2×30.25×20 J＝24.2 J.【答案】 96.8 J 24.2 J12．在研究微型电动机的性能时，可采用如图2－5－12所示的实验电路．当调节滑动变阻器R ，使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.5 A 和1.0 V ；重新调节R ，使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0 A 和15.0 V ．求这台电动机正常运转时的输出功率和电动机的线圈电阻．图2－5－12【解析】 当电流表和电压表的示数为0.5 A 和1.0 V 时，电动机停止工作，电路中只有电动机的内阻消耗电能，其阻值r ＝U 1I 1＝1.00.5Ω＝2 Ω.当电动机正常工作时，电流表、电压表示数分别为2.0 A 和15.0 V ，则电动机的总功率P 总＝U 2I 2＝15.0×2.0 W＝30.0 W ，线圈电阻的热功率P 热＝I 22r ＝2.02×2 W＝8.0 W ， 所以P 输出＝P 总－P 热＝30.0 W －8.0 W ＝22.0 W. 【答案】 22.0 W 2 Ω。
高中物理 3.3 焦耳定律课时作业(含解析)鲁科版选修31
焦耳定律课一、选择题1．(多选)关于电功的说法中正确的是( ) A ．导体内电场力移送电荷所做的功叫做电功B ．电流做功的过程，就是电能转化为其他形式的能的过程C ．电流做功消耗的能量，由电源供给D ．电功就是电能解析：选ABC.根据电功的定义及特点，可以判断A 、B 、C 均正确．电功是电能转化为其他形式的能的量度，功和能是不同的概念，D 错误．故选ABC.2．对计算任何用电器的电功率都适用的公式是( )A ．P ＝I 2R B ．P ＝U 2RC ．P ＝UID ．P ＝W t解析：选CD.公式P ＝I 2R 、P ＝U 2R 只适用于纯电阻电路，而P ＝UI 、P ＝Wt对计算任何用电器的电功率都适用，故选CD.3．(·龙海高二检测)两只灯泡分别接在两个电路中，下列判断正确的是( ) A ．额定电压高的灯泡较亮 B ．额定功率大的灯泡较亮C ．接在电压高的电路两端的灯泡较亮D ．在电路中实际功率大的灯泡较亮解析：选D.灯泡的亮度由灯泡消耗的实际功率决定，实际功率大的灯泡亮，故选D. 4．(多选)一个标有“1 kΩ，40 W”的电阻器，下列说法正确的是( ) A ．允许长期通过它的最大电流是0.2 A B ．额定电压是200 VC ．在额定电压下消耗的功率为40 WD ．加50 V 电压时消耗的功率为40 W解析：选ABC.铭牌上标注的是该电阻器的阻值和允许的最大功率，据P ＝I 2R 得I max ＝401×103 A ＝0.2 A ，A 正确；据P ＝U 2R得U 额＝40×1 000 V ＝200 V ，B 正确；40 W 为电阻器在额定电压下消耗的功率，C 正确；据P ＝U 2R 知，U ＝50 V 时P ＝5021×103 W ＝2.5 W ，D 错误．故选ABC.5．如图所示，R 2＝2R 1，当开关S 断开和闭合时，在相同的时间内，电流通过R 1产生的热量之比为( )A ．1∶3B ．1∶9C ．3∶1D ．9∶1解析：选B.当开关S 断开时，R 1和R 2串联，由欧姆定律知此时的电流I 1＝UR 1＋R 2，而当开关S 闭合时，R 2被短路，电路中只有R 1，电路中的电流I 2＝U R 1，由焦耳定律知两种情况下，电阻R 1上产生的热量之比Q 1Q 2＝I 21R 1t I 22R 1t ＝R 21R 1＋R 22＝19，B 正确．6．通过电阻R 的电流为I 时，在时间t 内产生的热量为Q ，若电阻为2R ，电流为I /2时，则在时间t 内产生的热量为( )A ．4QB ．2QC ．Q /2D ．Q /4解析：选C.电阻是R ，电流是I 时，Q ＝I 2Rt ，电阻是2R ，电流是I2时，Q ′＝⎝ ⎛⎭⎪⎫I 22·(2R )t＝12I 2Rt ＝12Q ，故选C. 7．将一根电阻丝接在某恒定电压的电源两端，电流做功的功率为P .若将该电阻丝均匀地拉长为原来的两倍后再接入该电源，则它的功率为( )A ．4PB ．0.25PC ．16PD ．0.125P解析：选B.由V ＝Sl 得电阻丝拉长为原来的2倍，导线截面积变为原来的1/2，由R ＝ρl S 得R ′＝4R .因为P ＝U 2R ，所以P ′＝U 2R ′＝P /4.故选B. 8．(·三明高二检测)理发用的电吹风机中有电动机和电热丝，电动机带动风叶转动，电热丝给空气加热，得到热风将头发吹干．设电动机线圈电阻为R 1，它与电热丝电阻R 2串联后接到直流电源上，吹风机两端电压为U ，电流为I ，消耗的功率为P ，则有( )A ．P <UIB ．P ＝I 2(R 1＋R 2)C ．P >UID ．P >I 2(R 1＋R 2)解析：选D.电路中消耗的电功率为P ＝UI ，A 、C 错误．消耗的电功率除了转化为电动机线圈与电热丝释放的热功率外，还有机械功率输出，即P >I 2(R 1＋R 2)，D 正确，B 错误．故选D.9．(·晋江高二测试)如图所示的电路中，输入电压U 恒为12 V ，灯泡L 上标有“6 V,12 W”字样，电动机线圈的电阻R M ＝0.50 Ω.若灯泡恰能正常发光，以下说法中正确的是( )A ．电动机的输入功率为24 WB ．电动机的输出功率为12 WC ．电动机的热功率为2.0 WD ．整个电路消耗的电功率为22 W解析：选C.由I ＝P 2U 2得，电路中的电流I ＝126A ＝2 A ．电动机两端的电压U M ＝U －U L ＝12 V －6 V ＝6 V ，电动机的输入功率P 入＝U M I ＝6×2 W＝12 W ，发热功率P 热＝I 2R M ＝22×0.50 W ＝2 W ，输出功率P 出＝P 入－P 热＝12 W －2 W ＝10 W ，整个电路消耗的功率P ＝UI ＝12×2 W ＝24 W ，综上所述，只有C 正确．故选C.☆10.功率为10 W 的发光二极管(LED 灯)的亮度与功率60 W 的白炽灯相当．根据国家节能战略，2016年前普通白炽灯应被淘汰．假设每户家庭有两只60 W 的白炽灯，均用10 W 的LED 灯替代，估算出全国一年节省的电能最接近( )A ．8×108 kW·hB ．8×1010kW·hC ．8×1011 kW·hD ．8×1013kW·h 解析：选B.因每只白炽灯和发光二极管的功率分别为60 W 和10 W ，按4亿户家庭，每户家庭每天亮灯6小时计算，全国一年节省的电能最接近4×108×2×(60－10)×10－3kW×365×6 h＝8.76×1010kW·h，故选B.二、非选择题 11．一台国产XQB30－13型自动洗衣机说明书中所列的主要技术数据如下表，试根据表额定电压 220 V 额定频率 50 Hz(1) (2)如洗衣、脱水的累计时间为40 min ，则洗衣机耗电多少？ 解析：(1)由说明书可知P ＝360 W ，又由P ＝UI 可知， I ＝P U ＝360220A ＝1.636 A. (2)W ＝Pt ＝360×40×60 J＝8.64×105J.答案：(1)1.636 A (2)8.64×105J☆12.四川省“十二五”水利发展规划指出，若按现在供水能力测算，我省供水缺口极大，蓄水提水是目前解决问题的重要手段之一．某地要把河水抽高20 m ，进入蓄水池，用一台电动机通过传动效率为80%的皮带，带动效率为60%的离心水泵工作．工作电压为380 V ，此时输入电动机的电功率为19 kW ，电动机的内阻为0.4 Ω .已知水的密度为1×103 kg/m 3，重力加速度取10 m/s 2.求：(1)电动机内阻消耗的热功率；(2)将蓄水池蓄入864 m 3的水需要的时间(不计进、出水口的水流速度)． 解析：(1)设电动机的电功率为P ，则P ＝UI 设电动机内阻r 上消耗的热功率为P r则P r ＝I 2r代入数据解得P r ＝1×103W.(2)设蓄水总质量为M ，所用抽水时间为t .已知抽水高度为h ，体积为V ，水的密度为ρ，则M ＝ρV设质量为M 的河水增加的重力势能为ΔE p ， 则ΔE p ＝Mgh设电动机的输出功率为P 0，则P 0＝P －P r 根据能量守恒定律得P 0t ×60%×80%＝ΔE p代入数据解得t ＝2×104s.答案：(1)1×103 W (2)2×104s。
高中物理选修3-1 第二章第29讲 电功 电功率 焦耳定律
第29讲电功电功率焦耳定律考情剖析(注：①考纲要求及变化中Ⅰ代表了解和认识，Ⅱ代表理解和应用；②命题难度中的A 代表容易，B代表中等，C代表难)知识 整合知识网络焦耳定律电功公式：W ＝Uq ＝UIt电功率公式：P ＝IU电功和电热的关系纯电阻电路，W ＝Q 非纯电阻电路，W ＞Q公式：Q ＝I 2Rt 内容适用范围基础自测1．电功和电功率电流做功实质上是导体中的________对自由电荷的静电力做功．静电力做的功W ＝qU 其中q ＝It即： 电功率P ＝Wt＝UI2．焦耳定律焦耳定律是一个实验定律．它描述________遵守的规律．焦耳定律的内容： 电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比、跟导体的电阻及通电时间成正比．公式： Q ＝I 2Rt 3．电功和电热对任何电路都有电功 W ＝UIt 对任何电路都有电热 Q ＝I 2Rt纯电阻电路，由欧姆定律U ＝IR 成立，显然有W ＝ Q ，即电功等于电热．从能量转化的角度讲，电流流过电阻时是将________转化为 ________能．非纯电阻电路，即电路中除含有电阻外还包含其他元件(如电解槽、电动机等)，由于__________________，所以W ≠Q .从能量转化的角度讲，电流流过非纯电阻电路时电流做的功除一部分转化电热外，其余部分转化为其他形式的能．如电动机在工作时消耗的电能除转化成热能外还有机械能，且W ＝Q ＋E 机．而电解槽工作时除转化为热能外，还有一部分转化为化学能，且有W ＝Q ＋E 化．所以在非纯电阻电路中W ＞Q .重点阐述重点知识概述一、电功公式：W ＝qU ＝UIt【说明】①电功W ＝UIt 适用于任何电路．②在纯电阻电路中，由于I ＝U R ，所以W ＝UIt ＝I 2Rt ＝U 2Rt .二、电功率公式：P ＝Wt＝UI .【说明】①电功率P ＝UI 适用于任何电路．②在纯电阻电路中，P ＝I 2R ＝U 2R.用电器的额定功率和实际功率①额定功率：用电器长期正常工作时的最大功率，也就是用电器加上额定电压(或通以额定电流)时消耗的电功率．②实际功率：用电器在实际工作时消耗的电功率．【说明】为了使用电器不被烧毁，要求实际功率不能大． 三、焦耳定律(1)电流的热效应；电流通过导体(或用电器)时，做定向移动的自由电子要频繁地跟金属正离子碰撞．由于这种碰撞，电子在电场力的加速作用下获得的功能，不断传递给金属正离子，使金属正离子的热运动加剧，于是通电导体的内能增加，温度升高，即电能通过电流做功转化为内能，这就是电流的热效应．(2)焦耳定律；在一段电路中只有电阻元件，则电场力所做的功W 等于电流通过这段电路时发出的热量Q ，即Q ＝W ＝UIt .由欧姆定律U ＝IR ，热量Q 的表达式可写成Q ＝I 2Rt .这就是焦耳定律．难点释疑【典型例题】 下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是( ) A ．电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多B ．W ＝UIt 适用于任何电路，而W ＝I 2Rt ＝U 2Rt 只适用于纯电阻的电路C ．在非纯电阻的电路中，UI ＞I 2R D ．焦耳热Q ＝I 2Rt 适用于任何电路 温馨提示解答此题要熟悉电功、电功率和焦耳定律公式的适用条件，然后选出正确选项． 记录空间【变式训练】 电阻R 和电动机M 串联接到电路中，如图所示，已知电阻R 跟电动机线圈的电阻值相等，电键接通后，电动机正常工作，设电阻R 和电动机M 两端的电压分别为U 1和U 2，经过时间t ，电流通过电阻R 做功为W 1，产生热量为Q 1，电流通过电动机做功为W 2，产生热量为Q 2，则有( )A ．U 1＜U 2，Q 1＝Q 2B ．U 1＝U 2，Q 1＝Q 2C ．W 1＝W 2，Q 1＞Q 2D ．W 1＜W 2，Q 1＜Q 2随堂 演练1．一根电阻丝，通过2 C 电荷量所消耗的电能是8 J ．若在相同的时间内通过4 C 的电荷量，该电阻丝上所加电压和消耗的电能分别是( )A ．4 V 16 JB ．8 V 16 JC ．4 V 32 JD ．8 V 32 J2．如图所示，在输入电压U 恒定的电路上，将用电器L 接在AB 两端时消耗的功率是9 W ，将它接在较远的CD 两端时消耗的功率是4 W ，则AC 、BD 两根输电线上消耗的功率为( )第2题图A ．1 WB ．2 WC ．5 WD ．13 W3．如图所示，在一幢居民楼里有各种不同的用电器，如电灯、电视机、洗衣机、微波炉、排油烟机等．停电时，用多用电表测得A 、B 间的电阻为R ；供电后，设各家用电器全都同时使用时，测得A 、B 间电压为U ，进线电流为I ；经过一段时间t ，从总电能表中测得这段时间内消耗的电能为W ，则下列表达式用来计算该幢楼居民用电的总功率，其中正确的是( )第3题图A ．P ＝I 2R B ．P ＝U 2RC ．P ＝IUD ．P ＝Wt4．一台电动机内阻为1 Ω，接到120 V 的电源上．当电动机工作时，电流为10 A ．问： (1)电动机输入功率是多少瓦？ (2)电动机发热功率是多少瓦？ (3)输出的机械功率是多少瓦？5．一台电风扇的额定功率是60 W ，内阻为2 Ω，当它接在220 V 的电压下正常运转，求：(1)电风扇正常运转时，通过它的电流多大？每秒钟有多少电能转化为机械能？(2)若接上电源后，电风扇因故不能转动，这时通过它的电流多大？电风扇实际消耗的电功率多大？此时可能会发生什么问题？6．如图所示，为电动机提升重物的装置，电动机线圈的电阻为r＝1 Ω，电动机两端电压为5 V，电路中的电流为1 A，物体A重20 N，不计摩擦力，求：第6题图(1)电动机线圈电阻上消耗的热功率是多少？(2)电动机输入功率和输出功率各是多少？(3)10 s内，可以把重物A匀速提升多高？(4)这台电动机的机械效率是多少？7．一般地说，用电器的工作电压并不等于额定电压，家庭里通常不备电压表，但可以借助电能表测出用电器的实际工作电压，现在电路中只接入一个电热水壶，壶的铭牌和电能表的铭牌分别如图甲和乙所示．测得电能表的转盘转过125转的时间为121秒，求此时加在电热水壶上的实际电压．第7题图第29讲 电功 电功率焦耳定律知识整合 基础自测1．电场 2.电流热效应 3.电能 内 I ≠UR重点阐述【典型例题】 下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是( ) A ．电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多 B ．W ＝UIt 适用于任何电路，而W ＝I 2Rt ＝U 2Rt 只适用于纯电阻的电路C ．在非纯电阻的电路中，UI ＞I 2RD ．焦耳热Q ＝I 2Rt 适用于任何电路【答案】 BCD 【解析】 本题考查的是电功、电功率和焦耳定律，关键是正确区分电功和电功率．电功率公式P ＝Wt ，功率越大，表示电流做功越快．对于一段电路，有P ＝IU ，I ＝P U ，焦耳热Q ＝⎝⎛⎭⎫P U 2Rt ，可见Q 与P 、U 、t 都有关．所以，P 越大，Q 不一定越大，A 错误．W ＝UIt 是电功的定义式，适用于任何电路，而I ＝UR 只适用于纯电阻的电路，B 正确．在不是纯电阻的电路中，电流所做的功＝焦耳热＋其他形式的能，所以W ＞Q ，即UI ＞I 2R ，C 正确．Q ＝I 2Rt 是焦耳热的定义式，适用于任何电路中产生的焦耳热，D 正确．变式训练 A 【解析】 电动机是非纯电阻，其两端电压U 2＞IR ＝U 1，B 错；电流做的功W 1＝IU 1t ，W 2＝IU 2t ，因此W 1＜W 2，C 错；产生的热量由Q ＝I 2Rt 可判断Q 1＝Q 2，A 对，D 错．随堂演练1.D 【解析】 设电阻丝电阻为R ，开始所加电压U 1，则W 1＝q 1U 1即8＝2U 1，所以U 1＝4 V ．设后来所加电压为U 2，电功为W 2，则I 2＝q 2t ＝U 2R ，又I 1＝q 1t ＝U 1R 解得U 2＝q 2q 1U 1＝42×4 V ＝8 V ，W 2＝q 2U 2＝4×8 J ＝32 J ．D 正确． 2.B 【解析】 设用电器电阻为R ，接在AB 和CD 两端时的电压分别为U 和U′，则P ＝U 2R ＝9 W ，P′＝U′2R ＝4 W ，得U′＝23U.因此用电器接在CD 两端时，输电线上降落的电压U 线＝U －U′＝13U.则两根输电线的总电阻R 线＝12R.所以P 线＝U 2线R 线＝19U 212R ＝29·U 2R ＝29×9 W ＝2 W ．故选B.3.CD 【解析】 电路消耗的电功率的计算公式P ＝UI 、P ＝Wt是普遍适用的，而A 、B 两选项中公式只适用于纯电阻电路，而电视机、洗衣机、微波炉和排油烟机都不是纯电阻，所以选项A 、B 错误，正确选项为C 、D.4.(1)1 200 W (2)100 W (3)1 100 W【解析】 (1)电动机的输入功率P 电＝UI ＝120×10 W ＝1 200 W. (2)电动机的发热功率P 热＝I 2r ＝102×1 W ＝100 W.(3)输出的机械功率P 机＝P 电－P 热＝1 200 W －100 W ＝1 100 W. 5.(1)0.27 A 59.85 J (2)110 A 24 200 W 电风扇将被烧坏．【解析】 (1)电风扇正常运动，消耗的功率为额定功率P ＝UI ，所以I ＝P U ＝60220A ＝0.27 A ，由能量守恒定律得W ＝Q ＋E ，即Pt ＝I 2Rt ＋E ，所以E ＝Pt －I 2Rt ＝59.85 J.(2)电风扇不转动，相当于纯电阻，电欧姆定律得U ＝I′R ，所以I′＝U R ＝2202A ＝110 A ，实际消耗的电功率P′＝U 2R ＝22022W ＝24 200 W ．由于电风扇实际消耗的电功率远大于某额定功率，且电能全部转化为内能，电风扇将被烧坏．6.(1)1 W (2)5 W 4 W (3)2 m (4)80% 【解析】 (1)根据焦耳定律，热功率为P 热＝I 2r ＝12×1 W ＝1 W.(2)输入功率等于输入电流与电动机两端电压的乘积P 入＝IU ＝1×5 W ＝5 W输出功率等于输入功率减去发热消耗的功率P 出＝P 入－P 热＝5 W －1 W ＝4 W.(3)电动机输出的功用来提升重物转化为机械功能，在10 s 内，P 出t ＝mgh.解得h ＝P 出tmg ＝4×1020m ＝2 m. (4)机械效率η＝P 出P 入＝80%.7.200 V【解析】 设电热水壶的电阻为R 由图甲知R ＝P 2额U 2额＝22021 500Ω＝48415Ω由图乙知电能表转1转消耗的电能为： 3 600×1033 000J ＝1 200 J设电热水壶的实际电压为U则U 2R t ＝125×1 200 J ，解得U ＝200 V。
高中物理选修3-1课时作业1：2.5焦耳定律
学案6 焦耳定律题组一 电功率的理解及有关计算1．下列关于电功率的说法中，正确的是( )A ．用电器的额定功率与用电器的实际电压和实际电流有关B ．用电器的实际功率取决于用电器的额定功率C ．白炽灯正常工作时，实际功率等于额定功率D ．电功率越小，则电流做功越少 [答案] C[解析] 用电器的额定功率是它正常工作时的功率，其值是由用电器本身的结构决定的，与实际电流和实际电压无关，故A 错，C 对；用电器实际功率的大小是由加在它两端的电压和通过它的电流决定的，B 错；电流做功的多少不仅与功率的大小有关，还与通电时间有关，D 错．2． 一白炽灯泡的额定功率与额定电压分别为36 W 与36 V ．若把此灯泡接到输出电压为18 V 的电源两端，则灯泡消耗的电功率 ( ) A ．等于36 W B ．小于36 W ，大于9 W C ．等于9 W D ．小于9 W [答案] B[解析] 白炽灯在正常工作时的电阻为R ，由P ＝U 2R 变形得R ＝36 Ω，当接入18 V 电压时，假设灯泡的电阻也为36 Ω，则它消耗的功率为P ′＝U ′2R ＝18236W ＝9 W ，但是当灯泡两端接入18 V 电压时，它的发热功率小，灯丝的温度较正常工作时的温度低，其电阻率小，所以其电阻要小于36 Ω，其实际功率要大于9 W ，故选项B 正确．3． 如图1所示的电路中，L 1、L 2是两个不同的小灯泡，a 、b 间有恒定的电压，它们都正常发光，当滑动变阻器的滑片向右滑动时，发生的现象是 ( )图1A．L1亮度不变，L2变暗B．L1变暗，L2变亮C．电路消耗的总功率变小D．流过滑动变阻器的电流变小[答案]BCD[解析]滑动变阻器的滑片向右滑动时阻值增大，并联部分的电阻变大，分得电压变大，所以L2两端电压增大，变亮．L1分得电压变小，L1变暗，A错，B对．因为滑动变阻器电阻变大，总电阻变大，由P＝U2R可知，U一定，P减小，即电路总功率减小，C对．又因为总电阻增大，总电流减小，而L2电压变大，电流变大，所以流过变阻器的电流减小，D正确．4．三只电阻R1、R2和R3按如图2所示连接，在电路的A、B端加上恒定电压后，电阻R1消耗的功率最大，则三只电阻的阻值大小关系为()图2A．R1>R2>R3B．R2>R1>R3C．R3>R2>R1D．R1>R3>R2[答案] B[解析]电阻R1、R2并联，电阻两端的电压相等，因为电阻R1消耗的功率最大，由功率公式P＝U2R，可判断R2>R1，由串、并联电路的特点可知，通过电阻R1的电流小于通过电阻R3的电流，根据功率公式P＝I2R，可判断R1>R3，故选B.题组二焦耳定律的理解及应用5．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，电流强度为I2，则在时间t内产生的热量为()A．4Q B．2Q C.Q4 D.Q2[答案] D[解析] 根据Q ＝I 2Rt 得，当电阻为2R ，电流强度为I2时，在时间t 内产生的热量Q ′＝(I 2)2×2R ×t ＝12I 2Rt ＝Q 2，D 正确． 6．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 [答案] C[解析] 设每根电热丝电阻为R ，则R 串＝2R ，R 并＝R 2.由Q ＝W ＝U 2R t 得t 串∶t 并＝4∶1.题组三 非纯电阻电路的特点7．如图3所示，有一内电阻为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 ( )图3A ．电解槽消耗的电功率为120 WB ．电解槽的发热功率为60 WC ．电解槽消耗的电功率为60 WD ．电路消耗的总功率为60 W [答案] C[解析] 灯泡能正常发光，说明电解槽和灯泡均分得110 V 电压，且干路电流I ＝I 灯＝ 611A ，则电解槽消耗的电功率P ＝P 灯＝60 W,A 错,C 对；电解槽的发热功率P 热＝I 2R 内≈1.3 W ，B错误；整个电路消耗的总功率P 总＝220×611W ＝120 W ，D 错．8． 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，只有电烙铁是纯电阻用电器．将电能全部转化为内能，故B 选项正确．9．如图4所示，电阻R1＝20 Ω，电动机的绕组的电阻R2＝10 Ω.当电键断开时，电流表的示数是0.5 A，当电键合上后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，电流表的示数I和电路消耗的电功率应是()图4A．I＝1.5 A B．I＜1.5 AC．P＝15 W D．P＜15 W[答案]BD[解析]电路两端的电压为：U＝I1R1＝0.5 A×20 Ω＝10 V．电动机是非纯电阻用电器，UI2＞I22R2，所以I2＜UR2＝1 A．电流表的示数I＝I1＋I2＜1.5 A，A错误，B正确．电路总功率为P＝U(I1＋I2)＜15 W，C错误，D正确．题组四综合应用10．如图5所示为甲、乙两灯泡的I－U图象，根据图象，计算甲、乙两灯泡并联在电压为220 V的电路中时，实际发光的功率约为()图5A．15 W、30 W B．30 W、40 WC．40 W、60 W D．60 W、100 W[答案] C[解析]从图象的横坐标(U)为220 V的刻度可找出对应的纵坐标(I)的值分别为I甲＝0.19 A，I乙＝0.29 A，则P甲＝U·I甲≈40 W，P乙＝U·I乙≈60 W，即C项正确．11．如图6所示的电路中，电炉电阻R＝10 Ω，电动机线圈的电阻r＝1 Ω，电路两端电压U＝100 V ，电流表的示数为30 A ，问通过电动机的电流强度为多少？通电一分钟，电动机做的有用功为多少？图6[答案] 20 A 9.6×104 J[解析] 题图中的两个支路分别为纯电阻电路(电炉)和非纯电阻电路(电动机)．在纯电阻电路中可运用欧姆定律I ＝UR 直接求出电流强度，而非纯电阻电路中的电流强度只能运用干路和支路中电流强度的关系求出．在非纯电阻电路中，电功大于电热，两者的差值才是有用功．根据欧姆定律，通过电炉的电流强度为I 1＝U R ＝10010A ＝10 A.根据并联电路中的干路电流和支路电流的关系，则通过电动机的电流强度为I 2＝I －I 1＝20 A.电动机的总功率为P ＝UI 2＝100×20 W ＝2×103 W.因发热而损耗的功率为P ′＝I 22r ＝400 W. 电动机的有用功率(机械功率)为P ″＝P －P ′＝1.6×103 W ，电动机通电1 min 做的有用功为W ＝P ″t ＝1.6×103×60 J ＝9.6×104 J.12．一台电风扇，内阻为20 Ω，接上220 V 电压后，消耗功率66 W ．问：(1)电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少？(2)电风扇正常工作时转化为机械能的功率是多少？转化为内能的功率是多少？电动机的效率是多少？(3)如果接上电源后，电风扇的风叶被卡住，不能转动，这时通过电动机的电流以及电动机消耗的电功率和发热功率是多少？[答案] (1)0.3 A (2)64.2 W 1.8 W 97.3 % (3)11 A 2 420 W 2 420 W [解析] (1)因为P 入＝IU 所以I ＝P 入U ＝66220A ＝0.3 A(2)电风扇正常工作时转化为内能的功率P 内＝I 2R ＝0.32×20 W ＝1.8 W 电风扇正常工作时转化为机械能的功率 P 机＝P 入－P 内＝66 W －1.8 W ＝64.2 W 电风扇正常工作时的效率 η＝64.266×100%≈97.3%(3)电风扇的风叶被卡住后，电动机不转时可视为纯电阻电路，通过电风扇的电流 I ＝U R ＝22020 A ＝11 A 电动机消耗的电功率 P ＝IU ＝11×220 W ＝2 420 W 电动机发热功率P 内＝I 2R ＝112×20 W ＝2 420 W13．如图7所示为国庆群众游行队伍中的国徽彩车，不仅气势磅礴而且还是一辆电动车，充一次电可以走100公里左右．假设这辆电动彩车总质量为6.75×103 kg ，当它匀速通过天安门前500 m 的检阅区域时用时250 s ，驱动电机的输入电流I ＝10 A ，电压为300 V ，电动彩车行驶时所受阻力为车重的0.02倍．g 取10 m/s 2，不计摩擦，只考虑驱动电机的内阻发热损耗能量，求：图7(1)驱动电机的输入功率；(2)电动彩车通过天安门前时牵引汽车前进的机械功率； (3)驱动电机的内阻和机械效率．[答案] (1)3 000 W (2)2 700 W (3)3 Ω 90% [解析] (1)驱动电机的输入功率 P 入＝UI ＝300×10 W ＝3 000 W.(2)电动彩车通过天安门前的速度v ＝xt ＝2 m/s电动彩车行驶时所受阻力为F f ＝0.02mg ＝0.02×6.75×103×10 N ＝1.35×103 N电动彩车匀速行驶时F ＝F f ，故电动彩车通过天安门前时牵引汽车前进的机械功率P 机＝F v ＝2 700 W.(3)设驱动电机的内阻为R ，由能量守恒定律得 P 入t ＝P 机t ＋I 2Rt解得驱动电机的内阻R ＝3 Ω驱动电机的机械效率η＝P 机P 入×100%＝90%.。
福建省漳州市高中物理人教版选修3-1校本作业：电功和电热 焦耳定律A 含答案
2—3A 电功和电热 焦耳定律1．一灯泡标有“220V，100W”字样将其接到110V 的电源上（不考虑灯泡电阻的变化)，则有( ）A ．灯泡的实际功率为50WB ．灯泡的实际功率为25WC ．通过灯泡的电流为额定电流的21 D ．通过灯泡的电流为额定电流的41 2．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 ．电功是电能转化为内能C ．电场力做功使电能转化成其他形式能量的量度D ．电流通过电动机时的电功率和热功率相等3．输电线总电阻为r ，输送的电功率是P ，送电电压为U ，则用户得到的功率为 （ ）A ．PB ．r )U P (P 2-C ．r U P 2-D ．r )U P (24．一个直流电动机所加电压为U,电流为 I ，线圈内阻为 R ，当它工作时，下述说法中错误的是 （ )A ．电动机的输出功率为U 2／RB ．电动机的发热功率为I 2RC ．电动机的输出功率为IU —I 2RD ．电动机的功率可写作IU=I 2R=U 2/R5．一盏电灯直接接在恒定的电源上，其功率为100W ，若将这盏灯先接上一段很长的导线后，再接在同一电源上,在导线上损失的电功率是9W，那么此时电灯实际消耗的电功率将( )A．大于91W B．小于91WC．等于91W D．条件不足，无法确定6．A、B、C三个灯泡如图所示的方式连接时，各自消耗的实际功率相同，则P A：P B：P C为( ) A．1:1：1 B．1:2：2 C．2：1：1 D．1:4:47．两个电阻,R1=8Ω，R2=2Ω,并联在电路中．欲使这两个电阻消耗的电功率相等，可行的办法是( )A．用一个阻值为2Ω的电阻与R2串联B．用一个阻值为6Ω的电阻与R2串联C．用一个阻值为6Ω的电阻与R1串联D．用一个阻值为2Ω的电阻与R1串联8．一个电热器电阻为R,当它两端电压为U，通过时间t消耗电能为W,若使它消耗的电能为4W，下列方法正确的是（）A．电阻R不变，电压U不变,通电时间t变为原来的2倍B．电阻R减半，电压U增大1倍，通电时间t不变C．电阻R不变，电压U增大1倍，通过时间t不变D．电阻R减半，电压U不变,通电时间t不变9． 小红家的电表允许通过的最大电流是10A,她家有4个标有“220V，60W”的灯泡，1个标“220V,1000W”的热水器1台,制冷时耗电140W 的电冰箱和一台耗电80W 的电视机，则 ( ）A ．所有用电器可以同时使用B ．除热水器外其他用电器可以同时使用C ．关闭电视机后其他用电器可以同时使用D ．电冰箱制冷时，其他用电器不能同时使用10．理发用的电吹风机中有电动机和电热丝，电动机带动风叶转动，电热丝给空气加热,得到热风将头发吹干。
人教版高二物理选修3-1第二章 2.5焦耳定律习题分析(共24张PPT)
2020/6/11
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备选例题
2020/6/11
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1.图中R1=4Ω,R2=9Ω,R3=18Ω。通电后（ AD ） A.经R1和R3的电流之比I1:I3=3:1 B.R1两端的电压和R3两端的电压之比U1:U3=4:9 C.三个电阻消耗的电功率之比P1:P2:P3=2:1:2 D.三个电阻消耗的电功率之比P1:P2:P3=2:2:1
A. P
B.
P( P)2r U
C.
U2 P
r
D. ( P )2 r
U
2020/6/11
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3.如图所示，电阻R1＝20 Ω，电动机的绕组的 电阻R2＝10 Ω.当电键打开时，电流表的示数是0.5 A，当电键合上后，电动机转动起来，电路两端的电 压不变，电流表的示数I和电路消耗的电功率应是
( BD )．
2020/6/11
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能力训练题
4.电阻R1=8Ω，R2=2Ω。如图甲电路中要使R1、 R2消耗的功率相等，滑动变阻器阻值为 ___2_Ω___，如图乙电路中要使R1、R2消耗的功 率相等，滑动变阻器阻值为___8_Ω___。
R1 R R2
R1 R2 R
2020/6/11
甲
乙
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能力训练题
5. 一 白 炽 灯 泡 的 额 定 功 率 与 额 定 电 压 分 别 为 36W 与 36V 。 若 把 此 灯 泡 接 到 输 出 电 压 为 18V 的电源两端，则灯泡消耗的电功率 （ B ）
2020/6/11
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能力训练题
2.图中R1=4Ω,R2=9Ω,R3=18Ω。通电后（ AD） A.经R1和R3的电流之比I1:I3=3:1 B.R1两端的电压和R3两端的电压之比U1:U3=4:9 C.三个电阻消耗的电功率之比P1:P2:P3=2:1:2 D.三个电阻消耗的电功率之比P1:P2:P3=2:2:1
人教版高中物理-有答案-物理选修3-1第二章：焦耳定律
物理选修3-1第二章：焦耳定律一、多选题。
1. 下列关于电功的说法中，正确的是（）A.导体内电场力移送电荷所做的功叫作电功B.电流做功的过程，就是电能转化为其他形式能的过程C.电功和电能的单位都是焦耳D.电功就是电能2. 如图所示，电阻R1=20Ω，电动机的绕组的电阻R2=10Ω．当电键打开时，电流表的示数是0.5A，当电键合上后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，电流表的示数I和电路消耗的电功率应是（）A.I=1.5AB. I<1.5AC. P=15WD. P<15W二、选择题。
通过电阻R的电流强度为I时，在t时间内产生的热量为Q，若电阻为2R，电流强度为I2，则在时间t内产生的热量为（）A.4QB.2QC.Q2D.Q4在研究微型电动机的性能时，应用如图所示的实验电路．当调节滑动变阻器R使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.5A和2.0V．重新调节R使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为2.0A和24.0V，则这台电动机正常运转时的输出功率为（）A.32WB.44WC.47WD.48W额定电压、额定功率相同的电风扇，电烙铁和日光灯，各自在额定电压下工作了相同时间，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.一样多现在某电动机厂家因生产的电动机不合格，在进行生产线的调整．其研究小组在研究电动机的性能时，测得某电动机内阻为R，在两端加电压U，流过的电流为I，通电时间为t，则产生的电热（）A.可用U2Rt求电功和电热 B.不能用I2Rt求电热C.不能用UIt求电热D.不能用UIt求电功把两根电阻相同的电热丝先串联后并联，分别接在同一理想电源上，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.1:1B.2:1C.4:1D.1:4如图所示电路，电动机M转动起来后，将滑动变阻器的滑动触头向左移动时，电动机中产生的电热Q随电压表测得的电压U和电流表测得的电流I而变化的情况是（电动机线圈的电阻可以认为是不变的）（）A.Q跟电流I的平方成正比B.Q跟电压U的平方成正比C.Q跟电压U与电流I的乘积成正比D.Q跟电压U与电流I的比值成正比如图所示，有一内电阻为4.4Ω的电解槽和一盏标有“110V、60W”的灯泡串联后接在电压为220V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120WB.电解槽的发热功率为60WC.电解槽消耗的电功率为60WD.电路消耗的总功率为60W四盏灯结成如图所示的电路，A、C灯泡的规格为“220V，30W”，B、D灯泡的规格为“220V，100W”，各个灯泡的实际功率都没有超过它的额定功率，这四盏灯泡的实际消耗功率大小的顺序是（）A.P A>P D>P C>P BB.P A>P D>P B>P CC.P A>P B>P D>P CD.P A>P B>P C>P D直流电动机M接在如图所示的电路中，理想电压表的示数是22V，理想电流表的示数是1.0A，限流电阻R=5.0Ω，则可知（）A.电动机的机械功率是22WB.电阻R消耗的电功率是5WC.电动机线圈的电阻是22ΩD.电动机产生的电热功率是22W一个用半导体材料制成的电阻器D，其电流I与它两端电压U的关系图像如图甲所示，将它与两个标准电阻R1、R2并联后接在电压恒为U0的电源上，如图乙所示，三个用电器消耗的电功率均为P．现将它们连接成如图丙所示的电路，仍接在该电源的两端，设电阻器D和电阻R1、R2消耗的电功率分别为P D、P1、P2，它们之间的大小关系有（）P1 C.P1>4P2 D.P D<P2A.P1＝4P2B.P2=14如图所示，电灯L1、L2上分别有“220V100W”“220V40W”字样，那么（）A.a、b接220V电压时，L1、L2均能正常发光B.a、b接440V电压时，L1、L2均能正常发光C.无论a、b两端接多少伏电压，L1、L2都不可能正常发光D.无论a、b两端接多少伏电压，L1肯定不能正常发光如图为甲、乙两灯泡的I−U图像，根据图像计算甲、乙两灯泡并联在电压为220V的电路中，实际发光的功率约为（）A.15W、30WB.30W、40WC.40W、60WD.60W、100W把六个相同的小灯泡接成如图甲、乙所示的电路，调节变阻器使灯泡正常发光，甲、乙两电路所消耗的功率分别用P甲和P乙表示，则下列结论中正确的是（）A.P甲=P乙B.P甲=3P乙C.P乙=3P甲D.P乙>3P甲三只电阻R1、R2和R3，按如图所示连接，在电路的A、B端加上恒定电压后，电阻R1消耗的功率最大，则三只电阻的阻值大小关系为（）A.R1>R2>R3B.R2>R1>R3C.R3>R2>R1D.R1>R3>R2三、解答题。
人教版高中物理选修3-1：2.5 焦耳定律 同步课时练习
5焦耳定律记一记焦耳定律知识体系4个概念——电功、电功率、电热、热功率4个公式——W＝IUt、P＝IU、Q＝I2Rt、P＝I2R2种电路——纯电阻电路和非纯电阻电路辨一辨1.电流做功越多，电功率越大．(×)2．电功率越大，电流做功越多．(×)3．电流做功的过程实质上是静电力做功的过程．(√)4．热功率一定等于电功率．(×)5．在任何电路中都可以用Q＝I2Rt求电热．(√)6．电功W＝UIt可以用来计算所有电路中电流所做的功．(√) 7．电动机消耗的电能，一部分转化为机械能，一部分转化为线圈内阻上的电热．(√)想一想1.纯电阻电路和非纯电阻电路的区别是什么？提示：纯电阻电路中消耗的电能全部转化为内能，而非纯电组电路中消耗的电能只是部分转化为内能．2．在一般电路中消耗的电能和产生的内能有什么关系？提示：在任何电路中，产生的内能不会大于消耗的电能，即E 内≤E电．3．一个电路消耗的总功率和各部分消耗电功率的关系与电路结构有关吗？提示：在任何电路中，整个电路消耗的定功率都等于各部分电路消耗的功率之和，与电路结构无关．思考感悟：练一练1.[2019·山东省普通高中学业水平考试]如图所示为某品牌的扫地机器人，其内部电机的电阻为0.5 Ω，额定功率为24 W，额定工作电压为8 V，锂电池容量为9 A·h，则该扫地机器人正常工作时()A．额定工作电流为3 AB．额定工作电流为16 AC．充满电后最长工作时间约为9 hD．每秒消耗能量为128 J答案：A2．[2019·湖北广水一中月考]有一台电风扇，标有“220 V50 W”，电动机线圈的电阻为0.4 Ω，把它接入220 V的电路中，以下几种计算时间t内产生热量的方法中正确的是()A．Q＝U2tR B．Q＝PtC．Q＝(PU)2Rt D．以上三种方法均正确答案：C3.[2019·山东实验中学期中]如图所示的电路中，电源的输出电压恒为U，电动机M的线圈电阻与电炉L的电阻相同，电动机正常工作，在相同的时间内，下列判断正确的是()A．电炉放出的热量大于电动机放出的热量B．电炉两端电压小于电动机两端电压C．电炉两端电压等于电动机两端电压D．电动机消耗的电功率等于电炉消耗的电功率答案：B4．[2019·湖南湘潭市一中期中考试]如图甲所示的电路，三个小灯泡并联后与电阻箱串联，如图乙所示的电路，三个小灯泡与电阻箱串联，两个电路中的小灯泡均完全相同．现将两个电路接在相同的电压两端，调节电阻箱的旋钮使所有的灯泡正常发光．电路甲消耗的电功率为P1，电路乙消耗的电功率为P2.则下列关系式正确的是()A.P1P2<3 B.P1P2＝3C.P1P2>3 D.P1P2<13答案：B要点一纯电阻电路和非纯电阻电路1.如图所示电路中，R1＝R3<R2＝R4，在ab两端接上电源后，设每个电阻所消耗的电功率分别为P1、P2、P3、P4，则它们的大小关系是()A．P1＝P3<P2＝P4B．P2>P1>P3>P4C．P2>P1>P4>P3D．P1>P2>P3>P4解析：根据并联电阻的特点，R3、R4两电阻的并联值R34要小于R3，所以根据串联电路中功率分配关系可知，P2>P1>P34.再根据并联电路中功率分配关系可知P3>P4，故B项正确．答案：B2．额定电压都是110 V，额定功率P A＝100 W，P B＝40 W的电灯两盏，若接在电压是220 V的电路上，使两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗功率最小的电路是()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＝U2R，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不能正常发光，A项错误．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．答案：C3．加在某电动机上的电压是U(V)，电动机消耗的电功率为P(W)，电动机线圈的电阻为r(Ω)，则电动机线圈上消耗的电热功率为()A．P B.U2 rC.P2rU2D．P－P2rU2解析：由P＝UI知电路中的电流I＝PU，所以线圈消耗的热功率P Q＝I2r＝(PU)2r＝P2rU2.即C项正确．答案：C4．小明准备参加玩具赛车比赛，他想通过实验挑选一只能量转换效率较高的电动机，实验时他先用手捏住电动机的转轴，使其不转动，然后放手，让电动机正常转动，分别将2次实验的有关数据记录在表格中．请问：电动机的电压/V 电动机工作状态通过电动机的电流/A0.2不转动0.42.0正常转动 1.0(1)(2)当电动机正常工作时，转化为机械能的功率是多少？(3)当电动机正常工作1分钟时，电动机消耗的电能是多少？(4)该玩具电动机正常工作时电能转化为机械能的效率是多少？解析：(1)电动机不转动时，是纯电阻电路，根据欧姆定律得：r＝U rI r＝0.20.4Ω＝0.5 Ω(2)当电动机正常工作时，P机＝UI－I2r＝(2×1－12×0.5) W＝1.5 W(3)当电动机正常工作1分钟时，电动机消耗的电能E＝UIt＝2×1×60 J＝120 J(4)电能转化为机械能的效率η＝P机P总×100%＝1.52×100%＝75%.答案：(1)0.5 Ω(2)1.5 W(3)120 J(4)75%要点二串、并联电路中电功率、电功和电势的综合分析与计算5.(多选)[2019·山东济南二中高二检测]如图所示，把四个相同的灯泡接成甲、乙两种电路后，灯泡都正常发光，且两个电路的总功率相等．则下列对这两个电路中的U甲、U乙、R甲、R乙之间的关系的说法，正确的是()A．U甲>2U乙B．U甲＝2U乙C．R甲＝4R乙D．R甲＝2R乙解析：设灯泡的电阻为R，正常发光时电流为I，电压为U，由于两个电路的总功率相等．P＝U甲I＝U乙·2I，得U甲＝2U乙；又由U甲＝2U＋IR甲，U乙＝U＋2IR乙，得R甲＝4R乙，故B、C两项正确．答案：BC6．三只电阻R1、R2和R3按如图所示连接，在电路的A、B 端加上恒定电压后，电阻R1消耗的功率最大，则三只电阻的阻值大小关系为()A．R1>R2>R3B．R2>R1>R3C．R3>R2>R1D．R1>R3>R2解析：电阻R1、R2并联，电阻两端的电压相等，因为电阻R1消耗的功率最大，由功率公式P＝U2R，可判断R2>R1，由串、并联电路的特点可知，通过电阻R1的电流小于通过电阻R3的电流，根据功率公式P＝I2R，可判断R1>R3，故选B项．答案：B7．将两个定值电阻R1、R2并联在电压为U的电源两端，R1消耗的功率为P1，R2消耗的功率为3P1，当把它们串联在电压为4U的电源两端时，下列说法正确的是()A．R1两端的电压为UB．R2消耗的功率变小C．通过R2的电流变小D．两个电阻消耗的总功率为12P1解析：由P2＝U2R2＝3P1＝3U2R1得：R1＝3R2.R1、R2串联后接在4U电路中，由U1U2＝R1R2得：U1＝3U，U2＝U，所以A、B、C三项均错误．R1、R2消耗的总功率P＝U21R1＋U22R2＝9U2R1＋U2R2＝12P1.即D项错误．答案：D基础达标1.关于电功率的下列说法中，正确的是()A．用电器的额定功率与用电器的实际电压和实际电流有关B．用电器的实际功率取决于用电器的额定功率C．白炽灯正常工作时，实际功率等于额定功率D．电功率越小，则电流做功越少解析：用电器的额定功率是它正常工作时的功率．其值是由用电器本身的结构决定的，与实际电流和电压无关，故A项错误，C项正确；而用电器实际功率是多大，是由加在它两端的电压和通过的电流决定的，故B项错误；电流做功的多少不仅与功率的大小有关，还与时间有关，故D项错误．答案：C2．一台电动机，额定电压是100 V，电阻是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 WC．1 000 W D．475 W解析：电动机的热功率P＝I2r＝(5 A)2·1 Ω＝25 W，B项正确，A、C、D三项错误．答案：B3．有一内电阻为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 WB．电解槽的发热功率为60 WC．电解槽消耗的电功率为60 WD．电路消耗的总功率为60 W解析：灯泡能正常发光，说明电解槽和灯泡均分得110 V电压，且干路电流，I＝I灯＝60 W110 V，则电解槽消耗的功率P＝P灯＝60 W，C项正确，A项错误；电解槽的发热功率P热＝I2R≈1.3 W，B项错误；整个电路消耗的功率P总＝220 V×60 W110 V＝120 W，D 项错误．答案：C4．[2019·江苏海安高级中学期末考试]如图为A 、B 两灯泡的I －U 图象，把它们串联接在220 V 的恒压电源上．根据图象，计算A 、B 两灯泡的实际功率分别约为( )A ．5 W 、17 WB ．22 W 、48.4 WC ．48.4 W 、22 WD ．50 W 、170 W解析：由两灯泡串联接在220 V 的恒压电源上，可知两灯泡中的电流相等，且总电压为220 V ，则由题图可知，电流约为0.1 A ，A 灯泡的电压为50 V ，B 灯泡的电压约为170 V ，则由P ＝UI 可知，A 灯泡的功率为5 W ，B 灯泡的功率为17 W ，A 项正确．答案：A5．(多选)对电功及焦耳定律公式的理解正确的是( )A ．焦耳定律适用于一切电路的焦耳热的求解B ．电功公式W ＝UIt 、焦耳定律公式Q ＝I 2Rt 都适合于任何电路，因此W 一定等于QC ．非纯电阻电路中的电功可能等于焦耳热D ．电功的另一表达式W ＝U 2R t 只适用于纯电阻电路解析：任何电路的焦耳热的求解都可用焦耳定律求解，A 项正确；B 项中的两个公式均适合于任何电路，但W 不一定等于Q ，B 项错误；非纯电阻电路中的电功一定大于焦耳热，C 项错误；W ＝U 2R t 只适用于纯电阻电路，D 项正确．答案：AD6．三个阻值相同的灯泡，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后再与第三只灯泡并联接在电路中，则整个电路允许消耗的最大功率为( )A ．30 WB ．20 WC ．15 WD ．10 W解析：连接后电路如图，其中L 3两端电压最高，它消耗的电功率为10 W 时，因L 1与L 2串联，且电阻相等，则分配在L 1与L 2两灯电压都是灯L 3两端电压的一半．所以P 1＝P 2＝(U 2)2R ＝U 24R ＝P 34＝104 W ＝2.5 W则整个电路消耗的功率P ＝P 1＋P 2＋P 3＝(2.5＋2.5＋10) W ＝15 W.答案：C7．[2019·北京师大二附中期中考试]取两根完全相同的电阻丝，第一次将两电阻丝串联，第二次将两电阻丝并联，两次在电阻丝两端加相同的电压．若两次两电阻丝产生的热量均为Q ，第一次用时t 串，第二次用时t 并，则先后两次所用时间之比为( )A ．1∶1B ．2∶1C ．4∶1D ．1∶4解析：设每个电阻丝的电阻为R ，则R 串＝2R ，R 并＝R 2，由Q＝U 2R t 得t 串∶t 并＝4∶1，C 项正确．答案：C8．(多选)[2019·重庆南开中学期中考试]一台直流电动机的电阻为R ，额定电压为U ，额定电流为I ，当其正常工作时，下列叙述正确的是( )A ．电动机所消耗的电功率I 2RB ．t 时间内所产生的电热为UItC ．t 时间内所产生的电热为I 2RtD ．t 时间内输出的机械能为(U －IR )It解析：电动机所消耗的电功率P ＝UI ，所以A 项错误；I 2R 计算的是电动机的内阻发热的功率，所以t 时间内产生的电热为I 2Rt ，所以B 项错误，C 项正确；t 时间内所产生的机械能为电动机的总功减去电热，所以产生的机械能为(UIt －I 2Rt )，D 项正确．答案：CD9．一个电阻接到某电路后，消耗的功率为110 W，通过3 C 的电荷量时，有330 J的电能转化为内能，则()A．电阻所加电压为330 VB．通过电阻的电流为1 AC．电阻通电时间为3 sD．这个电阻的阻值为110 Ω解析：由W＝qU得U＝Wq＝330 J3 C＝110 V，故A项错误．由W＝pt得t＝WP＝330 J110 W＝3 s，又由q＝It得I＝qt＝3 C3 s＝1 A，故B、C两项正确．由W＝Q＝I2Rt得R＝WI2t＝110 Ω.故D项正确．答案：BCD10．电子产品制作车间里常常使用电烙铁焊接电阻器和电容器等元件，技术工人常将电烙铁和一个灯泡串联使用，灯泡还和一只开关并联，然后再接到市电上(如图所示)，下列说法正确的是()A．开关接通时比开关断开时消耗的总电功率大B．开关接通时，灯泡熄灭，只有电烙铁通电，可使消耗的电功率减小C．开关断开时，灯泡发光，电烙铁也通电，消耗的总电功率增大，但电烙铁发热较少D．开关断开时，灯泡发光，可供在焊接时照明使用，消耗总电功率不变解析：开关接通时，灯泡被短路，灯泡熄灭，电路的总电阻变小，电路的总电功率变大，电烙铁的电功率变大，A项正确，B 项错误；开关断开时，电路总电阻变大，电路的总电功率变小，C、D两项错误．答案：A11．[2019·山东师大附中期中考试]如图所示是某款理发用的电吹风的电路图，它主要由电动机M和电热丝R构成，当闭合开关S1、S2后，电动机正常工作，将空气从进风口吸入，经电热丝加热，形成热风后从出风口吹出，断开开关S1，电吹风吹冷风．已知电吹风的额定电压为220 V，吹热风时的功率为1 000 W，吹冷风时的功率为120 W，关于该电吹风，下列说法正确的是()A．当电吹风吹热风时，电热丝每秒消耗的电能为1 000 JB.当电吹风吹冷风时，电热丝每秒消耗的电能为120 JC．电热丝的电阻为55 ΩD.电动机线圈的电阻为1 2103Ω解析：吹热风时，电势丝和电动机并联，即电路消耗的电功率等于电热丝消耗的电功率与电动机消耗的电功率之和，故1 000 W＝120 W＋P热，则电热丝的功率为P热＝880 W，根据公式W＝Pt，可得当电吹风吹热风时，电热丝每秒消耗的电能为880 J，根据公式P＝U2R可得电热丝的电阻为R＝U2P热＝55 Ω，A项错误，C项正确；当吹冷风时，只有电动机工作，电热丝不工作，电热丝消耗的电能为0，B项错误；因为电动机是非纯电阻用电器，所以不能根据公式R＝U2P求解线圈电阻，D项错误．答案：C12．如图所示，用输出电压为1.4 V，输出电流为100 mA的充电器对内阻为2 Ω的镍—氢电池充电．下列说法错误的是()A．充电器输出的电功率为0.14 WB．充电时，电池消耗的热功率为0.02 WC．电能转化为化学能的功率为0.12 WD．充电器每秒把0.14 J的能量存储在电池内解析：充电器输出的电功率P电＝UI＝1.4×0.1 W＝0.14 W，A项正确；充电时，电池消耗的热功率为P热＝I2r＝0.02 W，B项正确；电能转化为化学能的功率为P化＝P电－P热＝0.12 W，C项正确；充电器每秒把0.12 J的能量存储在电池内，D项错误．答案：D能力达标13.[2019·四川乐山中学高二月考]表中是一辆电动自行车说明书上的一些技术参数，根据表中提供的信息，探究以下问题：(g 取10 m/s2，计算结果均保留两位有效数字)大？(2)假设行驶过程中所受阻力是车和人总重的0.02，在最大载重量的情况下，人骑车行驶的最大速度为多大？解析：(1)由题目提供信息可知，电机的输出功率为P出＝120 W，额定电压为U0＝40 V，额定电流为I0＝3.5 A.电机正常工作时输入功率为P入＝U0I0＝40×3.5 W＝140 W所以电机的效率为η＝P出P入×100%＝120140×100%≈86%设电机的内阻为r，则P入－P出＝I20r解得r≈1.6 Ω.(2)由题意知，行驶时所受阻力为F阻＝k(M＋m)g当达到最大速度v max时，应有P出＝F阻v max解得v max＝4.0 m/s.答案：(1)1.6 Ω86%(2)4.0 m/s14．[2019·天津静海县第一中学期中考试]有一个用直流电动机提升重物的装置，重物的质量m＝50 kg，电路电压为120 V，当电动机以v＝0.9 m/s的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流I＝5 A，求：(取g＝10 m/s2)(1)电动机线圈的电阻尺等于多少？(2)电动机对该重物的最大提升速度是多少？(3)若因故障电动机不能转动，这时通过电动机的电流是多大，电动机消耗的电功率又为多大？解析：(1)电动机提升重物时，根据能量守恒定律得P电＝P热＋P机，即UI＝I2R＋mg v解得R＝6 Ω(2)根据P电＝P热＋P机，得P机＝P电－P热＝UI－I2R＝－R(I－U 2R)2＋U24R当I＝U2R时，P机有最大值U24R即I＝120 V2×6 Ω＝10 A时，P机max＝12024×6W＝600 W根据P机max＝mg v max得v max＝600 W50×10 Ω＝1.2 m/s(3)若因故障电动机不能转动，则由欧姆定律得通过电动机线圈的电流为I′＝UR＝1206A＝20 A电动机消耗的电动率为P′串＝I′2R＝2 400 W 答案：(1)6 Ω(2)1.2 m/s(3)20 A 2 400 W。
高中物理(人教版选修3-1)课时作业：第二章 第5节焦耳定律 Word版含答案
第5节 焦耳定律1．电流做功实质上是导体中的恒定电场对自由电荷的静电力在做功，电流做功的多少等于电能转化为其他形式能的数量．2．电流做功的公式为W ＝UIt ，适用于任何电路．电功率的公式为P ＝UI ，适用于任何电路．3．电流通过导体时产生的热量(内能)跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比，这一规律叫焦耳定律，表达式为Q ＝I 2Rt ，适用于任何电路．焦耳定律是电流热效应的实验定律，凡计算电热都要用该规律． 电热功率是描述电流做功产生电热的快慢程度的物理量，公式为P ＝I 2R ，适用于任何电路．4．只含有电阻的电路称为纯电阻电路，当有电流通过时，电能全部转化为内能，即电功等于电热，用公式表示为W ＝Q ＝I 2Rt ＝UIt .含有电动机等非纯电阻元件的电路称为非纯电阻电路，电路中的电能除一部分转化为内能外，其他部分转化为机械能、化学能等，此时电功大于电热，电功表达式W ＝UIt ，电热表达式为Q ＝I 2Rt .5．两个绕线电阻分别标有“100 Ω 10 W ”和“20 Ω 40 W ”则它们允许通过的额定电流之比是( )A.5/5B.10/20C.5/10 D ．1/2 000答案 C6．两个电阻分别标有“1 A 4 W ”和“2 A 1 W ”，则它们的电阻之比为( )A ．2∶1B ．16∶1C ．4∶1D ．1∶16答案 B7．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 ．电功是电能转化为其他形式能量的量度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答案 AB【概念规律练】 知识点一 电功、电功率的计算 1．关于四个公式①P ＝UI ；②P ＝I 2R ；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适用于任何电路的电热功率的计算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 2R 、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 2R 适用于任何电路的热功率的计算，P＝UI 、P ＝U 2R只适用于纯电阻电路的热功率的计算，故B 正确． 2．一个用半导体材料制成的电阻器D ，其电流I 随它两端的电压U 变化的关系图象如图1(a)所示，将它与两个标准电阻R 1、R 2并联后接在电压恒为U 的电源上，如图(b)所示，三个用电器消耗的电功率均为P .现将它们连接成如图(c)所示的电路，仍然接在该电源的两端，设电阻器D 和电阻R 1、R 2消耗的电功率分别为P D 、P 1、P 2，它们之间的大小关系为( )图1 A ．P 1＝4P 2 B ．P D ＝P /9C ．P 1<4P 2D ．P D >P 2答案 C解析 从电阻器D 的I —U 图线可以得出，电阻器的阻值随所加电压的增大而减小，在题图(b)中，三个电阻消耗的功率相等，都为P ＝U 2R 1＝U 2R 2＝U 2R D，说明三个电阻的阻值相等，即R 1＝R 2＝R D .连接成图(c)所示的电路时，电阻器D 两端的电压小于U ，电阻器D 的阻值R D ′>R D ，这时电阻器R D 两端的电压U D >U 3，电阻R 1两端的电压U 1<2U 3，电阻R 2两端的电压U 2＝U D >U 3，由电功率计算式综合比较得出，A 、B 、D 错误，C 正确． 知识点二 焦耳定律3．下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是( )A ．电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多B ．W ＝UIt 适用于任何电路，而W ＝I 2Rt ＝U 2Rt 只适用于纯电阻电路 C ．在非纯电阻电路中，UI >I 2RD ．焦耳热Q ＝I 2Rt 适用于任何电路答案 BCD解析 电功率公式P ＝W t，表示功率越大，电流做功越快．对于一段电路，有P ＝IU ，I ＝P U ，焦耳热Q ＝(P U)2Rt ，可见Q 与P 、U 、t 都有关．所以，P 越大，Q 不一定越大，A 不对．W ＝UIt 是电功的定义式，适用于任何电路．而I ＝U R只适用于纯电阻电路，B 对． 在非纯电阻电路中，电流做的功＝焦耳热＋其他形式的能，所以W >Q ，即UI >I 2R ，C 对．Q ＝I 2Rt 是焦耳热的定义式，适用于任何电路中产生的焦耳热，D 正确．4. 如图2所示，有一提升重物用的直流电动机，内阻R M ＝0.6 Ω，R ＝10 Ω，U ＝160 V ，电压表的读数为110 V ．则：图2 (1)通过电动机的电流是多少？(2)输入到电动机的电功率是多少？(3)电动机工作1 h 所产生的热量是多少？答案 (1)5 A (2)550 W (3)5.4×104 J解析 (1)电动机是非纯电阻，不能用公式U M R M来求电路中的电流．R 两端的电压为U R ＝U －U M ＝160 V －110 V ＝50 V ，I ＝U R R ＝5010A ＝5 A. (2)P 入＝U M I ＝110×5 W ＝550 W.(3)Q ＝I 2R M t ＝5.4×104 J【方法技巧练】一、纯电阻电路中电功和电功率的计算方法5. 有四盏灯，接入如图3所示的电路中，L 1和L 2都标有“200 V 100 W ”字样，L 3和L 4都标有“220 V 40 W ”字样，把电路接通后，最暗的灯是哪一盏？最亮的灯是哪一盏？图3 答案 L 3最喑，L 4最亮解析 由它们的额定电压、额定功率判断出R 1＝R 2<R 3＝R 4，即R 4>R 1>R 23并，由串联电路的功率分配可得P 4>P 1>(P 2＋P 3)，由并联电路的功率分配可得P 2>P 3，所以L 3最暗，L 4最亮．方法总结 在比较两个灯泡的功率大小时，可先比较有相同量的两个灯泡，L 1与L 4电流相同，利用P ＝I 2R 比较功率大小；L 2与L 4电压相同，利用P ＝U 2R比较功率大小；L 1与L 2电阻相同，利用P ＝I 2R 比较功率大小．6．额定电压都是110 V ，额定功率P A ＝100 W ，P B ＝40 W 的电灯两盏，若接在电压是220 V 的电路上，两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗功率最小的电路是下图中的哪一个( )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． 由P ＝U 2R和已知条件可知R A <R B . 对于A 电路，由于R A <R B ，所以A 灯若正常发光，U B >110 V ，B 灯被烧毁，两灯不能正常发光．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，A 灯若正常发光，则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，而D 电路中变阻器功率为(I A ＋I B )×110，所以C 电路消耗电功率最小．方法总结 解此类问题的思路分两步：①先分清哪个电路的A 、B 灯能正常发光，这里可以从电压、电流、电功率三个量中任一个达到其额定值，其余两个也达到额定值方面分析．②确定了正常发光的电路后，再比较哪一个的实际功率小，可以用计算的方法去比较，也可以用定性分析法比较．二、纯电阻电路与非纯电阻电路中能量转化问题的分析7．一台电动机的线圈电阻与一只电炉的电阻相同，都通过相同的电流，在相同时间内( )A ．电炉放热与电动机放热相等B ．电炉两端电压小于电动机两端电压C ．电炉两端电压等于电动机两端电压D ．电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率答案 ABD解析 电炉属于纯电阻用电器，电动机属于非纯电阻用电器．对于电炉有：U ＝IR ，放热Q ＝I 2Rt ，消耗功率P ＝I 2R .对于电动机有：U >IR ，放热Q ＝I 2Rt ，消耗功率P ＝UI >I 2R .8．有一个直流电动机，把它接入0.2 V 电压的电路时，电动机不转，测得流过电动机的电流是0.4 A ；若把电动机接入2 V 电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1.0 A ．则：(1)电动机正常工作时的输出功率为多大？(2)如果在电动机正常工作时，转子突然被卡住，电动机的发热功率是多大？答案 (1)1.5 W (2)8 W解析 (1)接U ＝0.2 V 电压，电机不转，电能全部转化成内能，故可视为纯电阻电路．电流I ＝0.4 A ，根据欧姆定律，线圈电阻R ＝U I ＝0.20.4Ω＝0.5 Ω. 当接U ′＝2.0 V 电压时，电流I ′＝1.0 A ，故输入电功率P 电＝U ′I ′＝2.0×1.0 W ＝2.0 W ，热功率P 热＝I ′2R ＝1 2×0.5 W ＝0.5 W.故输出功率即机械功率P 机＝P 电－P 热＝(2.0－0.5) W ＝1.5 W.(2)如果正常工作时，转子被卡住，则电能全部转化成内能，故其发热功率P 热′＝U ′2R ＝220.5W ＝8 W. 方法总结 (1)电动机是非纯电阻用电器，要注意区分电功率和热功率，电功率用P 总＝UI 计算，热功率P 热＝I 2R ，机械功率P 机＝P 总－P 热．(2)注意搞清楚电动机电路中的能量转化关系，用能量守恒定律来分析问题．1．不考虑温度对电阻的影响，对一个“220 V 40 W ”的灯泡，下列说法正确的是( ) A ．接在110 V 的电路中时的功率为20 W B ．接在110 V 的电路中时的功率为10 W C ．接在440 V 的电路中时的功率为160 W D ．接在220 V 的电路中时的功率为40 W 答案 BD 解析 由P 额＝U 2额R 得，灯泡的电阻R ＝220240 Ω＝1 210 Ω，当电压为110 V 时，P ＝U 2R ＝11021 210W ＝10 W ；电压为440 V 时，超过灯泡的额定电压一倍，故灯泡烧坏，P ＝0. 2．通过电阻R 的电流为I 时，在时间t 内产生的热量为Q ；若电阻为2R ，电流为I /2时，则在时间t 内产生的热量为( )A ．4QB ．2QC ．Q /2D ．Q /4答案 C解析 由电热公式Q ＝I 2Rt 可得Q ′＝(12I )22Rt ＝12I 2Rt ＝12Q . 3．关于电功和电热，下面说法正确的是( )A 任何电路中的电功W ＝UIt ，电热Q ＝I 2Rt 且W ＝QB ．任何电路中的电功W ＝UIt ，电热Q ＝I 2Rt 但W 有时不等于QC．电功W＝UIt在任何电路中都适用，Q＝I2Rt只在纯电阻电路中适用D．电功W＝UIt，电热Q＝I2Rt，只适用于纯电阻电路答案 B4．一台额定电压为U的电动机，它的电阻为R，正常工作时通过的电流为I，则() A．电动机t秒内产生的热量是Q＝UItB．电动机t秒内产生的热量是Q＝I2RtC．电动机的功率为P＝I2RD．电动机的功率为P＝U2/R答案 B解析电动机工作时，是非纯电阻电路，输入的总电能为UIt，它转化为两部分：一是电动机内阻上产生的热能Q＝I2Rt，二是电动机对外输出的机械能E＝UIt－I2Rt.5．两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，灯泡的电流强度I A>I BB．两灯电阻R A<R BC．将两灯串联后接入电路中发光时，则灯泡的功率P A<P BD．将两灯并联后接入电路中发光时，则灯泡的功率P A′<P B′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<I B.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′<P B′.6. 如图4所示，三个电阻R1、R2、R3的阻值相同，允许消耗的最大功率分别为10 W、10 W、4 W，此电路中允许消耗的最大功率为()图4A．24 W B．16 WC．12 W D．15 W答案 D7．()A.1.80×103 JC．1.32×104 J D．1.08×105 J答案 D解析由铭牌可知，电热水壶的功率为1 800 W，所以正常加热1分钟产生的热量为Q ＝Pt＝1 800×60 J＝1.08×105 J.8. 有A、B两个电阻，它们的伏安特性曲线如图5所示，从图线可以判断()图5A．电阻A的阻值大于电阻BB．电阻A的阻值小于电阻BC．电压相同时，流过电阻A的电流强度较大D ．两电阻串联时，电阻A 消耗的功率较小答案 BCD9．理发用的电吹风机中有电动机和电热丝，电动机带动风叶转动，电热丝给空气加热，直到热风将头发吹干．设电动机线圈电阻为R 1，它与电热丝的电阻R 2串联后接到直流电源上，电吹风机两端电压为U ，电流为I ，消耗的电功率为P ，则有( )①P ＝IU ②P ＝I 2(R 1＋R 2) ③P >IU ④P ＞I 2(R 1＋R 2)A ．①②B ．①④C ．②③D ．③④答案 B10. 如图6所示，电源电压恒为U ＝14 V ，小灯泡L 标有“4 V 8 W ”，电动机的线圈电阻r M ＝1.0 Ω，当变阻器调到2 Ω时，小灯泡与电动机均正常工作，求电动机的机械效率．图6答案 66.7% 解析 小灯泡正常工作I ＝P U 1＝2 A 电动机的输入功率P 入＝I (U －U 1－IR )＝12 W线圈电阻消耗的功率P 内＝I 2r M ＝4 W所以电动机的机械效率η＝P 入－P 内P 入＝12－412＝66.7%. 11．一直流电动机线圈内阻一定，用手握住转动轴使其不能转动，在线圈两端加电压为0.3 V 时，电流为0.3 A ．松开转动轴，在线圈两端加电压为2 V 时，电流为0.8 A ，电动机正常工作．则：该电动机正常工作时，输入的电功率是多少？电动机的机械功率是多少？答案 1.6 W 0.96 W解析 电动机不转动时，其消耗的电功全部转化为内能，故可视为纯电阻电路，由欧姆定律得电动机线圈内阻：r ＝U I ＝0.30.3Ω＝1 Ω. 电动机转动时，消耗的电能转化为内能和机械能，其输入的电功率为P 入＝I 1U 1＝0.8×2 W ＝1.6 W ，电动机的机械功率为P 机＝P 入－I 21r ＝1.6 W －0.82×1 W ＝0.96 W.。
精选高中物理2.5焦耳定律课时作业新人教版选修3_1
5.焦耳定律1．关于电功W 和电热Q 的说法正确的是( ) A ．在任何电路中都有W ＝UIt 、Q ＝I 2Rt ，且W ＝QB ．在任何电路中都有W ＝UIt 、Q ＝I 2Rt ，但W 不一定等于QC ．W ＝UIt 、Q ＝I 2Rt 均只有在纯电阻电路中才成立D ．W ＝UIt 在任何电路中成立，Q ＝I 2Rt 只在纯电阻电路中成立解析：W ＝UIt 、Q ＝I 2Rt 适用于一切电路，但在纯电阻电路中W ＝Q ，在非纯电阻电路中W ＞Q ，B 对，A 、C 、D 错．答案： B2．关于电功率的下列说法中，正确的是( )A ．用电器的额定功率与用电器的实际电压和实际电流有关B ．用电器的实际功率取决于用电器的额定功率C ．白炽灯正常工作时，实际功率等于额定功率D ．电功率越小，则电流做功越少解析： 用电器的额定功率是它正常工作时的功率，其值是由用电器本身的结构决定的，与实际电流和电压无关，故A 错C 对；而用电器实际功率是多大，是由加在它两端的电压和通过的电流决定的，故B 错；电流做功的多少不仅与功率的大小有关，还与时间有关，故D 错．答案： C3．把家用电炉的电热丝剪去一小段后，继续使用，则在同样的时间内( ) A ．由Q ＝I 2Rt 可知，电炉的发热量减少 B ．由Q ＝UIt 可知，电炉的发热量不变C ．由Q ＝U 2Rt 可知，电炉的发热量增加D ．无法确定解析： 电压U 不变，R 变小，故选C. 答案： C4．一电动机，线圈电阻为R ，在它两端加上电压U ，电动机正常工作，测得通过它的电流为I ，电动机的机械功率是( )A ．I 2R B.U 2RC ．UI －I 2R D ．UI解析： 电动机的电功率P ＝UI ，热功率P 热＝I 2R ，所以机械功率是P 机＝P －P 热＝UI －I 2R ，故C 项正确．答案： C5. 一台电动机，额定电压是100 V ，电阻是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 WB ．25 WC ．1 000 WD ．475 W解析： 电动机的热功率P ＝I 2r ＝(5 A)2·1 Ω＝25 W ，B 正确，A 、C 、D 错误． 答案： B6．锰铜合金的电阻几乎不受温度变化的影响，常用来制作标准电阻．下图是两个标准电阻的伏安特性曲线，若把两个电阻串联接入电路中，在相同时间内产生的热量关系为( )A ．Q 1＝Q 2B ．Q 1>Q 2C ．Q 1<Q 2D ．无法确定解析： 由I －U 图线的斜率表示电阻的倒数可知R 1<R 2，由焦耳定律Q ＝I 2Rt 得Q 1<Q 2. 答案： C7．如图所示，电路两端的电压U 保持不变，电阻R 1、R 2、R 3消耗的电功率一样大，则电阻之比R 1∶R 2∶R 3为( )A ．1∶1∶1 B．4∶1∶1 C ．1∶4∶4 D．1∶2∶2解析：R 2、R 3并联，电压相等，功率又相等，所以电流相等，电阻相等，因此通过R 1的电流是通过R 2电流的两倍；又因为功率相等，根据P ＝I 2R 可知，R 1是R 2的14.根据以上分析可知R 1∶R 2∶R 3＝1∶4∶4.答案： C 8.如图所示，电路电压U 保持不变，滑动变阻器R 的总阻值与R 2的阻值均为20 Ω，电阻R 1的阻值为5 Ω.当滑动变阻器R 的滑动端P 由a 向b 滑动过程中( )A ．干路中电流不断增大B ．R 1上消耗电功率不断增大C ．R 1上消耗电功率不断减小D ．R 2上消耗电功率不断减小解析： 滑片由a 向b 滑动时，R 变小，R 并变小，R 总变小，电路中的总电流变大，R 1两端的电压变大，消耗的功率变大；并联部分电压变小，R 2消耗的功率变小．答案： ABD9．功率为10 W 的发光二极管(LED 灯)的亮度与功率为 60 W 的白炽灯相当．根据国家节能战略，2016年前普通白炽灯应被淘汰．假设每户家庭有2只60 W 的白炽灯，均用10 W 的LED 灯替代，估算出全国一年节省的电能最接近( )A ．8×108kW·h B．8×1010kW·h C ．8×1011kW·h D．8×1013kW·h解析： 按每户一天亮灯5小时计算，每户一年节省的电能为(2×60－2×10)×10－3×5×365 kW·h＝182.5 kW·h，假设全国共有4亿户家庭，则全国一年节省的电能为182.5×4×108kW·h＝7.3×1010kW·h，最接近于B 选项，故选项B 正确，选项A 、C 、D 错误．答案： B10．一个电阻接到某电路后，消耗的功率为110 W ，通过3 C 的电荷量时，有330 J 的电能转化为内能，则( )A ．电阻所加电压为330 VB ．通过电阻的电流为1 AC ．电阻通电时间为3 sD ．这个电阻的阻值为110 Ω 解析： 由W ＝qU 得U ＝W q ＝330 J3 C＝110 V ，故A 错误．由W ＝Pt 得t ＝W P ＝330 J 110 W ＝3 s ，又由q ＝It 得I ＝q t ＝3 C3 s＝1 A ，故B 、C 正确．由W ＝Q ＝I 2Rt 得R ＝WI 2t＝110 Ω.故D 正确．答案： BCD 11.如图所示，粗细均匀的金属环上A 、B 、C 、D 四点把其周长分成四等份，当A 、B 点接入电路中时，圆环消耗的电功率为P ；当A 、D 点接入电路中时，圆环消耗的电功率为(电源内阻不计)( )A ．3P B.43PC ．P D.34P解析： 设电路两端的电压为U ，金属环每一等份的电阻为R .当A 、B 点接入电路中时(图甲)，电路的总电阻为R ，圆环消耗的电功率P ＝U 2R；当A 、D 点接入电路中时(图乙)，电路的总电阻为34R ，圆环消耗的电功率P ′＝4U 23R ＝43P .故选项B 正确．甲 乙 答案： B 12．在研究微型电动机的性能时，可采用如图所示的实验电路．当调节滑动变阻器R ，使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.5 A 和1.0 V ；重新调节R ，使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0 A 和15.0 V ．求：(1)这台电动机正常运转时的输出功率和电动机的线圈电阻．(2)电动机正常工作状态时匀速提升一个2 kg 的物体，该物体竖直上升的速度多大？(g 取10 m/s 2)解析： (1)当电流表和电压表的示数为0.5 A 和1.0 V 时电动机停止工作，电路中只有电动机的内阻消耗电能，其阻值r ＝U 1I 1＝1.0 V0.5 A＝2 Ω.当电动机正常工作时，电流表、电压表示数分别为2.0 A 和15.0 V ，则电动机的总功率P 总＝U 2I 2＝15.0×2.0 W＝30.0 W ，线圈电阻的热功率P 热＝I 22r ＝2.02×2 W＝8.0 W ，所以P 输出＝P 总－P 热＝30.0 W －8.0 W ＝22.0 W.(2)由P 出＝mgv 得v ＝P 出mg ＝222×10m/s ＝1.1 m/s 答案： (1)22.0 W 2 Ω (2)1.1 m/s。
人教版高中物理选修3-1作业：第二章电功、焦耳定律
（精心整理，诚意制作）第二章 5 电功、电功率、焦耳定律1．一只断灯丝的灯泡，摇接灯丝后使用，要比原来亮一些，这是因为灯丝的[ ]A．电阻变小B．电阻增大C．电阻率减小D．电阻率增大2．两个绕线电阻分别标有“100Ω、10w”和“20Ω、40W”，则它们的额定电流之比为[ ]3．两只灯泡分别接在两个电路中，下列判断正确的是[ ]A．额定电压高的灯泡较亮B．额定功率大的灯泡较亮C．接在电压高的电路两端的那盏灯较亮D．在电路中实际功率大的灯较亮4．图1中虚线框内是一个未知电路，测得它的两端点a，b之间的电阻是R，在a，b之间加上电压U，测得流过这电路的电流为I，则未知电路的电功率一定是：[ ]C．UID．I2R+UI5．图2中M，N接稳压电源，a，b间断开时，U ab=120V，a，b间接入“220V，100w”的灯泡时，U ab=110V．则此时电源输入M、N的电功率为[ ]A．25W B．27．27WC．102．27W D．2．27W6．输电线总电阻为r，输送的电功率是P，送电电压U，则用户得到的功率为[ ]7．一个标明“1kΩ，10W”的电阻，允许通过的最大电流为_____，允许加在这个电阻两端的最大电压为______。
当这个电阻两端的电压为40V时，它消耗的实际功率为______。
（设电阻阻值不随温度变化）8．如图4，为用直流电源给蓄电池充电的电路。
若蓄电池的内阻为r，电流表和电压表的示数分别为I和U，则输入蓄电池的功率为______，蓄电池的发热功率为______，电能转化为化学能的功率为______。
9．有一个直流电动机，把它接入0．2V电压的电路时，电动机不转，测得流过电动机的电流是0.4A，若把它接入2V电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1A。
求：（1）电动机正常工作时的输出功率。
（2）如在正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率多大？（提示：电动机在电路中转子不转动时为纯电阻用电器）第二章 5 电功、电功率、焦耳定律答案1、A2、C3、D4、C5、B6、B7、0.1A、100V、1.6W8、IU；I2r；IU-I2r9、1.5W，8W。
(完整word版)高二物理选修3-1第二章恒定电流第五节焦耳定律非纯电阻电路知识点精讲经典习题特训
学校：包头市百灵庙中学学科：高二物理编写人：史殿斌审稿人：高二物理选修3—1第二章恒定电流第五节焦耳定律非纯电阻电路知识点精讲典型习题特训【知识梳理】1．电功和电功率(1)电流做功，实质上是导体中的恒定电场对的力在做功.电流做了多少功,就有多少电能转化为其他形式的能量。
(2）电功表达式：（3）电功率表达式：2．焦耳定律（1）内容:电流通过导体产生的热量跟的二次方成正比，跟及通电时间成正比.（2）表达式：（3）电热等于产生的内能。
（4）热功率：3．电功和电热（1）纯电阻电路：（如电灯泡）①电功W电= ；电功率P电=②电热Q= ；热功率P热=③因在纯电阻电路中，电能全部转化为内能，故有:W电=Q= = =P电=P热= = =④在纯电阻电路中U=(2）非纯电阻电路：（如电动机）①电功W电= ；电功率P电=②电热Q= ；热功率P热=③因在非纯电阻电路中，电能除转化为内能外，更多的转化为其它形式的能,故有：W电= Q + 或W电QP电= P热+ 或P电P热④在非纯电阻电路中U= 或【典型例题】例1:一台电风扇，内阻为20 Ω，接上220 V电压后，电风扇正常工作消耗功率66 W，问:(1）电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少?（2）电风扇正常工作时转化为机械能的功率是多少？转化为内能的功率是多少?电动机的效率是多少？(3）如果接上电源后,电风扇的风叶被卡住，不能转动，这时通过电动机的电流以及电动机消耗的电功率和发热功率是多少？【典题特训】1．关于电功和焦耳热，下列说法正确的是( ）A．在纯电阻电路中，计算电功可用W=I2Rt B．在非纯电阻电路中,计算电功可用W= I2RtC．在非纯电阻电路中,计算焦耳热可用Q= I2RtD．在纯电阻电路中，计算焦耳热可以用Q= I2Rt2．用电器两端电压220V，这意味着（）A．1A电流通过用电器时，消耗的电能为220JB．1C正电荷通过用电器时，产生220J的热量C．1A电流通过用电器时，电流的发热功率为220WD．1C正电荷从电势高端移到电势低端时，电场力做功220J3．四盏灯泡接成如图3的电路。
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矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。