《2019学年高中物理第二章恒定电流5焦耳定律练习新人教版选修3-1.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019学年高中物理第二章恒定电流5焦耳定律练习新人教版选修3-1.pdf（6页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、15焦耳定律知识点一电功和电热1.下列关于电功的说法中错误的是()A.导体内静电力移动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的能的过程C.电流做功消耗的能量由电源提供D.电功就是电能2.(多选)关于电功和焦耳热,下列说法正确的是()A.在纯电阻电路中,计算电功可用公式W=I2RtB.在非纯电阻电路中,计算电功可用公式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,计算焦耳热可用Q=UIt3.(多选)用一个额定电压为220V 的电热水器煮沸一壶水需要ts,如果不考虑电热水器的电热损失和电热丝电阻受温度的影响,那么 ()A.当线路电压为110V
2、时,煮沸一壶水需要2ts B.当线路电压为110V时,煮沸一壶水需要4ts C.当线路电压为55V时,煮沸一壶水需要4ts D.当线路电压为55V时,煮沸一壶水需要16ts 知识点二电功率和热功率4.2017东北育才中学期中 如图 L2-5-1所示,R1、R2两个电阻串联接在电压恒为U的电源上,电路中的电流为I,R1、R2两端的电压分别为U1、U2,R1、R2消耗的电功率分别为P1、P2,下列关系正确的是()图 L2-5-1 A.=B.=C.=D.P1+P2=UI5.(多选)有两个灯泡L1、L2,额定电压均为6V,额定功率分别为6W、3W,将它们接在电路中,下列说法正确的是()A.若将它们串联
3、接在电路中,两灯泡的总功率最大为9W B.若将它们串联接在电路中,两灯泡的总功率最大为4.5WC.若将它们并联接在电路中,两灯泡的总功率最大为9W D.若将它们并联接在电路中,两灯泡的总功率最大为4.5W26.2017 江西师大附中期中 将 4 只相同的小灯泡连接成如图L2-5-2 所示的两个电路,分别加上不同的恒定电压,调节变阻器R1和R2,使 4 只小灯泡都能正常发光,则此时R1和R2消耗的电功率之比为()图 L2-5-2 A.11 B.21 C.12 D.以上都不对知识点三电动机7.电吹风机中有电动机和电热丝两部分,已知电动机线圈的电阻为R1,它和阻值为R2的电热丝串联.设电吹风机工作时
4、两端的电压为U,通过线圈的电流为I,消耗的电功率为P,则下列关系正确的是()A.PUIB.P=I2(R1+R2)C.U=I(R1+R2)D.PI2(R1+R2)8.在研究微型电动机的性能时,应用如图 L2-5-3所示的实验电路.闭合开关 S,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0.50A 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.32W B.44W C.47W D.48W 图 L2-5-3 9.两个电阻R1=4、R2=1 串联在电路中,欲使这两个电阻消耗的电功率相等
5、,可行的办法是()A.用一个的电阻与R2并联B.用一个 4的电阻与R2并联C.用一个的电阻与R1并联D.用一个 4的电阻与R1并联10.如图 L2-5-4 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()3A.P=I2RB.P=C.P=IUD.P=I2R+图 L2-5-411.(多选)2017湖南师大附中期中 马路上的“微公交”是用蓄电池向车上的电动机供电,电动机为车提供动力.
6、若车上蓄电池输出电压为48V,电池容量为120A h,电动机额定电压为48V,额定功率为1.2kW,则()图 L2-5-5 A.电动机在额定电压下工作时,额定电流为25A B.蓄电池充满电时能储存5760J 的能量C.蓄电池充满电后最多能供电动机正常工作4.8h D.电动机在额定电压下工作1h,通过的电荷量为4.32105C 12.(多选)内阻为4.4的电解槽和一盏标有“110V60W”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120W B.电解槽的发热功率为1.3W C.电解槽消耗的电功率为60W D.电路消耗的总功率为60W 13.如图 L2
7、-5-6 所示,已知UAB=6V,当滑动变阻器触头P位于正中位置时,额定电压为3V的灯泡 L正常发光,当触头滑至最左端时,电灯实际功率为2W,求此灯泡的额定功率和变阻器的总电阻.图 L2-5-6 14.图 L2-5-7 为电动机提升重物的装置示意图,电动机线圈电阻为r=1,电动机两端的电压为 5V,电路中的电流为1A,重物A所受的重力为20N,不计摩擦力.(1)电动机线圈电阻上消耗的热功率是多少?(2)电动机的输入功率和输出功率各是多少?4(3)电动机在10s 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?图 L2-5-7 15.一辆电动自行车的铭牌上给出的技术参数如下表.质量
8、M=70kg 的人骑着此电动自行车沿平直公路行驶,所受阻力f恒为车和人总重力的k倍,k=0.02.g取 10m/s2.规格后轮驱动直流永磁铁电动机车型26电动自行车额定输出功率120W 整车质量30kg 额定电压40V 最大载重120kg 额定电流3.5A(1)求此电动自行车的电动机在额定电压下正常工作时的效率;(2)在电动机以额定功率提供动力的情况下,求人骑车行驶的最大速率;(3)在电动机以额定功率提供动力的情况下,当车速v=2.0m/s 时,求人骑车的加速度大小.1.D 解析 电功是过程量,电能是状态量;在纯电阻电路中,尽管电功的数值等于消耗的电能,但电功不是电能.选项 D错误.2.ACD
9、 解析 电功的计算式W=UIt 适用于任何形式的电路,焦耳热计算式Q=I2Rt 也是普遍适用的,但是只有在纯电阻电路中,电功 W才等于焦耳热Q,A、C、D正确,B 错误.3.BD 解析 由公式Q=t知,当电压变为原来的时,煮沸一壶水所需的热量不变,因此时间要变为原来的4 倍,即 4ts,选项 B正确.当电压变为原来的时,时间要变为原来的 16 倍,即 16ts,选项 D正确.4.D 解析 R1、R2两个电阻串联,则电流相等,即 I=,功率之比=,总功率 P=P1+P2=UI,选项 D正确.5.BC 解析 当两灯泡串联时,电流相等,L1的额定电流为I1=1A,电阻R1=6,L2的额定电流为I2=
10、0.5A,电阻 R2=12,要使两灯泡不致被烧坏,电路中的最大电流为0.5A,最大功率为Pmax=I2R1+I2R2=4.5W,故 A 错误,B 正确;当两灯泡并联时,电压相等,当电5压为 6V时,两灯皆可正常发光,此时电路最大功率为9W,故 C正确,D 错误.6.A 解析 设小灯泡正常工作的电压和电流分别为U0和 I0,变阻器 R1的电功率 P1=(U-U0)2I0,变阻器 R2的电功率P2=(2U-2U0)I0,则电功率之比为11,选项 A正确.7.D 解析 电吹风机中有电动机,而电动机为非纯电阻用电器,工作时将有一部分电能转化为机械能,P=UI对纯电阻电路和非纯电阻电路都成立,选项A 错
11、误;对非纯电阻电路有PI2(R1+R2),UI(R1+R2),选项 B、C错误,选项 D正确.8.A 解析 电动机停止转动时,线圈的电阻r=4,电动机恢复正常运转时,电功率P=UI=48W,热功率为P热=I2r=16W,电动机输出的机械功率P机=P-P 热=32W,选项 A正确.9.D 解析 电阻的电功率P=I2R,欲使这两个电阻消耗的电功率相等,则电阻 R1的电流是 R2的,用一个 4的电阻与R1并联即可,选项 D正确.10.C 解析 家用电器中有纯电阻用电器也有非纯电阻用电器,故总电功率只能用P=UI 来计算,C 正确.11.AC 解析 对电动机,额定电流I=25A,选项 A 正确;蓄电池
12、充满电后最多能供电动机正常工作的时间t=4.8h,选项 C正确;蓄电池充满电时储存的能量E=UQ=2.07 107J,选项B错误;电动机在额定电压下工作1h,通过的电荷量q=It=253600C=9.0104C,选项 D 错误.12.BC 解析 灯泡能正常发光,说明电解槽和灯泡均分得110V电压,且电流 I=I灯=,则电解槽消耗的电功率P=P灯=60W,C正确,A 错误;电解槽的发热功率P热=I2R=1.3W,B 正确;整个电路消耗的功率P总=220V=120W,D错误.13.4.5W 4 解析 设滑动变阻器总电阻为Rm,灯泡电阻为RL,根据 P位于正中位置时灯泡正常发光,灯泡两端电压为3V,
13、则滑动变阻器两端的电压为3V,得 RL=.解法 1:找电流,P 位于最左端时变阻器的有效电阻为R=Rm=2RL 由功率关系知,此时滑动变阻器的功率P=2PL=4W I=A=1A 滑动变阻器的总电阻Rm=4故 RL=2灯泡的额定功率P额=W=4.5W.解法 2:找电压,P 位于最左端时,变阻器有效电阻R=Rm=2RL,则 UL=2V,故 RL=2灯泡额定功率P额=W=4.5W 变阻器总电阻Rm=2RL=4.14.(1)1W(2)5W 4W(3)2m(4)80%解析(1)根据焦耳定律,热功率为P热=I2r=12 1W=1W.(2)输入功率等于输入电流与电动机两端电压的乘积,即 P入=IU=15W=
14、5W 输出功率等于输入功率减去发热消耗的功率,即 P出=P 入-P 热=5W-1W=4W.(3)电动机输出的功率用来提升重物,转化为机械功率,在 10s 内有 P出 t=Gh 解得 h=m=2m.(4)机械效率=100%=80%.15.(1)85.7%(2)6.0m/s(3)0.4m/s2 解析(1)由表可知,电动机的额定电压为U0=40V,额定电流为I0=3.5A 所以电动机正常工作时的输入功率为P入=U0I0=140W 电动机的输出功率为P出=120W 所以电动机的效率为=100%=85.7%.(2)设车的质量为m,则车行驶时所受阻力为f=k(M+m)g 当达到最大速度vm时,应有 P出=fvm 6所以最大速度vm=6.0m/s.(3)当车速为v=2.0m/s 时,牵引力 F=60N 设此时车的加速度大小为a,根据牛顿第二定律得F-f=(M+m)a 解得 a=0.4m/s2.