高中物理 第二章 恒定电流 5 焦耳定律练习 新人教版选修31.doc

5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时,煮沸一壶水需要2tsb.当线路电压为110v时,煮沸一壶水需要4tsc.当线路电压为55v时,煮沸一壶水需要4tsd.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l2-5-1a.=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.若将它们串联接在电路中,两灯泡的总功率最大为9wb.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9wd.若将它们并联接在电路中,两灯泡的总功率最大为4.5w6.2017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l2-5-2a.11b.21c.12d.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.32wb.44wc.47wd.48w图l2-5-39.两个电阻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,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()a.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.若车上蓄电池输出电压为48v,电池容量为120ah,电动机额定电压为48v,额定功率为1.2kw,则()图l2-5-5a.电动机在额定电压下工作时,额定电流为25ab.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4.8hd.电动机在额定电压下工作1h,通过的电荷量为4.32105c12.(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120wb.电解槽的发热功率为1.3wc.电解槽消耗的电功率为60wd.电路消耗的总功率为60w13.如图l2-5-6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l2-5-614.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?(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l2-5-715.一辆电动自行车的铭牌上给出的技术参数如下表.质量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=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=2.07107j,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.13.4.5w4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,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=4wi=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)5w4w(3)2m(4)80%解析(1)根据焦耳定律,热功率为p热=i2r=121w=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=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