高中物理 第二章 直流电路《焦耳定律 电路中的能量转化》课时跟踪训练 教科版选修31.doc

2.6 焦耳定律 电路中的能量转化课时跟踪训练(满分60分 时间30分钟)一、选择题(每小题至少有一个选项正确，选对得5分，选不全得3分，错选不得分，共40分)1.下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中错误的是（ ）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.wuit适用于任何电路，而wi2rtt只适用于纯电阻的电路c.在非纯电阻电路中，uii2rd.焦耳热qi2rt适用于任何电路解析：电功率公式p，功率越大，表示电流做功越快。对于一段电路，有pui，i，焦耳热q()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。wuit是电功的定义式，适用于任何电路。而i只适用于纯电阻电路，b对；在不是纯电阻的电路中，电流做的功焦耳热其他形式的能，所以wq，即uii2r，c正确。qi2rt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，所以b、c、d对，a错误。答案：a2.为使电热丝所消耗的功率变为原来的一半，应当（ ）a.使电阻减半，电压保持不变b.使电压减半，电阻保持不变c.使电压和电阻都减半d.使电压减小为原来的，电阻不变解析：由p知，c正确，a、b、d错误。答案：c3.电源的效率定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比。在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图1所示，图中u为路端电压，i为干路电流，a、b为图线上的两点，相应状态下电源的效率分别为a、b。由图可知a、b的值分别为（ ）图1a.、 b.、c.、 d.、解析：电源的效率100%100%。a点对应的路端电压u为4个格，而电动势e为6个格。因此a；b点对应的路端电压为2个格，因此b。故d项正确。答案：d4.在如图2所示的电路中，电源电动势为12 v，电源内阻为1.0 ，电路中的电阻r0为1.5 ，小型直流电动机m的内阻为0.5 ，闭合开关s后，电动机转动，电流表的示数为2.0 a。则以下判断中正确的是（ ）图2a.电动机的输出功率为14 wb.电动机两端的电压为7.0 vc.电动机产生的热功率为4.0 wd.电源输出的功率为24 w解析：电动机两端的电压u机ei(rr0)7.0 v，选项b正确；电动机输出的功率p机出u机ii2r机12 w，选项a错误；电动机产生的热功率为p机热i2r机2.0 w，选项c错误；电源输出的功率p出eii2r20 w，选项d错误。答案：b5.如图3所示电路中，当滑动变阻器的触头向上滑动时，则（ ）图3a.电源的功率变小b.电容器贮存的电荷量变小c.电源内部消耗的功率变大d.电阻r消耗的电功率变小解析：由闭合电路欧姆定律可知，当滑动触头向上滑动时，r总变小，i总增大，u端减小，而r1分压u1增大，所以电容器上的电压减小。电源功率p总i总e增大，a错误。qcu减小，b正确。电源内部消耗功率p内ir增大，c正确。电阻r1消耗的功率在增大。r上消耗功率无法确定。答案：bc6.如图4为甲、乙两灯泡的iu图像，根据图像计算甲、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4a.15 w 30 w b.30 w 40 wc.40 w 60 w d.60 w 100 w解析：从图像的横坐标(u)为220 v的刻度可找出对应的纵坐标(i)的值分别为i甲0.18 a，i乙0.28 a。则p甲ui甲40 w，p乙ui乙60 w，即c项正确。答案：c7.如图5所示，电动势为e、内阻为r的电池与定值电阻r0、滑动变阻器r串联，已知r0r，滑动变阻器的最大阻值是2r。当滑动变阻器的滑片p由a端向b端滑动时，下列说法中正确的是（ ）图5a.路端电压变大b.电路中的电流变小c.滑动变阻器消耗的功率变小d.定值电阻r0上消耗的功率变小解析：滑片p由a端向b端滑动，电源外阻减小。由i可知，电路中的电流增大，由ueir可知，路端电压u变小，a、b均错误；由pr0i2r0可知，i增大，pr0增大，d错误；因r0r，当滑动头由a端向b端滑动时，滑动变阻器消耗的功率prr，随r变小，增大，故pr变小，c正确。答案：c8.如图6所示电路中，r1r3r2r4。在a、b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（ ）图6a.p1p3p1p3p4c.p2p1p4p3d.p1p2p3p4解析：设流过r1、r2、r3、r4的电流分别为i1、i2、i3、i4，则i1i2i3i4，故p1ir1p3ir3。即p2p1p3。又因为r3p4，即p2p1p3p4综上所述，本题正确选项为b。答案：b二、非选择题(每小题10分，共20分)9.如图7所示，r18 ，电源的电动势e8 v，内阻r2 。r2为变阻器，问：图7(1)要使变阻器获得的电功率最大，r2的值应是多大？这时r2的功率多大？(2)调节r2的阻值，当r2为多少时，电源有最大输出功率，最大输出功率为多少？解析：(1)把r1看成是电源内阻的一部分，这样内电阻就是r1r。利用电源输出功率最大的条件，可以求出：当r2r1r8 2 10 时，r2有最大的功率p2 w1.6 w。(2)因r1r，所以当r20时，电源有最大输出功率，即r1消耗功率最大时，i a0.8 a。其功率p1i2r10.828 w5.12 w。答案：(1)10 1.6 w (2)0 5.12 w10.下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：规格后轮驱动直流永磁毂电机车型26电动自行车额定输出功率120 w整车质量30 kg额定电压40 v最大载重120 kg额定电流3.5 a(1)在额定电压下工作时，该电机的内阻是多少？其效率为多大？(2)假设行驶过程中所受阻力是车和人总重的0.02倍，在最大载重量的情况下，人骑车行驶的最大速度为多大？(g取10 m/s2)解析：(1)由表可知，电机的额定电压u40 v，额定电流i3.5 a，所以该电机正常工作时的输入功率p入ui140 w。又因电机的输出功率p出120 w，所以电机的发热功率p热p