高中物理 2.5焦耳定律同步练习 新人教版选修31.doc

5焦耳定律a组1.不考虑温度对电阻的影响,对一个“220 v40 w”的灯泡,下列说法正确的是()a.接在110 v的电路上时的功率为20 wb.接在110 v的电路上时的功率为10 wc.接在440 v的电路上时的功率为160 wd.接在220 v的电路上时的功率为80 w解析:由p=得,灯泡的电阻r= =1 210 ,所以电压为110 v时,p= w=10 w。电压为440 v时,超过灯泡的额定电压一倍,灯泡烧坏,p=0。电压为220 v时,p=40 w,选项b正确。答案:b2.一根电阻丝,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,则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 j解析:由w=qu知,u1=4 v当q2=4 c时,i2=2i1,所以u2=i2r=8 vw2=q2u2=32 j,d选项正确。答案:d3.四盏灯的连接方式如图所示,灯l1、l2上标有“110 v100 w”,灯l3、l4上标有“110 v40 w”,当在a、b两点加上220 v电压时,在这四盏灯中实际消耗功率最小和最大的灯泡分别是()a.l1和l2b.l1和l3c.l3和l4d.l2和l4解析:由p=得,r=,灯l1、l2的阻值r1小于灯l3、l4的阻值r2。由于灯l1和l4的电流相同,p=i2r,l1和l4相比,l4功率较大。通过l1的电流大于通过l2的电流,由p=i2r知,l1和l2相比,l1功率较大。灯l2和l3的电压相同,由p=知,l2和l3相比,l2功率较大。所以l3的功率最小,l4功率最大,选项c正确。答案:c4.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,故选项b正确。答案:b5.如图所示,有一内阻为4.4 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= a,则电解槽消耗的功率p=p灯=60 w,选项a错误,选项c正确;电解槽的发热功率p热=i2r内=1.3 w,选项b错误;整个电路消耗的总功率p总=220 w=120 w,选项d错误。答案:c6.(多选)在某段电路中,其两端电压为u,通过的电流为i,通电时间为t,若该电路电阻为r,则关于电功和电热,下列结论正确的是()a.在任何电路中,电功uit=i2rtb.在任何电路中,电功为uit,电热为i2rtc.在纯电阻电路中,uit=i2rtd.在非纯电阻电路中,uiti2rt解析:对于任何电路,电功为uit,电热为i2rt;对于纯电阻电路,电功等于电热,即uit=i2rt;而对于非纯电阻电路,电功大于电热,即uiti2rt。所以选项b、c正确。答案:bc7.(多选)如图所示为两电阻r1和r2的伏安特性曲线。若在两电阻两端加相同的电压,关于它们的电阻值及发热功率的比较正确的是()a.电阻r1的阻值较大b.电阻r2的阻值较大c.电阻r1的发热功率较大d.电阻r2的发热功率较大解析:由伏安特性曲线知,r1p2。选项b、c正确。答案:bc8.(多选)如图所示,r1=20 ,电动机m中线圈的电阻r2=10 ,当开关打开时,电流表示数为0.5 a;当开关合上时,若电压u不变,电流表的示数i及电路消耗的功率p应是()a.i=1.5 ab.i1.5 ac.p=15 wd.pi2r2,所以流过电动机的电流i2=1 a,而i1=0.5 a,故i1.5 a,选项b正确。p1=r1=5 w,p2ui2=10 w,故pq,选项b正确,选项a、c、d错误。答案:b3.如图所示,电路两端电压u保持不变。(1)若电阻r1、r2、r3消耗的电功率一样大,则电阻之比r1r2r3=。(2)若电阻r1=r2=r3,则它们在相同时间内产生的热量之比q1q2q3=。解析:(1)根据题意,由混联电路的特点可知i1=i2+i3,且i2=i3,再由p=i2r可得r1r2r3=144。(2)根据题意,由混联电路的特点可知i1=i2+i3,且i2=i3,再由q=i2rt,可得q1q2q3=411。答案:(1)144(2)4114.电热毯、电饭锅等是人们常用的电热式家用电器,它们一般具有加热和保温功能,其工作原理大致相同,如图所示为某种电热式用电器的简化电路图,主要元件有电阻丝r1、r2和自动开关s,问:(1)当开关s闭合和断开时,用电器分别处于什么状态?(2)用电器由照明电路供电,u=220 v,设加热时用电器的功率为400 w,保温时用电器的功率为40 w,则r1和r2分别为多大?解析:(1)由于是纯电阻电路,当s闭合时,r2短路,用电器消耗的电功率p1=;当s断开时,用电器消耗的电功率p2=,故s闭合时为加热状态,s断开时为保温状态。(2)s闭合时,由p1=得r1= =121 ;s断开时,由p2=得r2=-r1= =1 089 。答案:(1)s闭合时为加热状态,s断开时为保温状态(2)121 1 089 5.如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图。电动机内阻r=0.8 ,电路中另一电阻 r=10 ,直流电压u=160 v,电压表示数uv=110 v。试求:(1)通过电动机的电流;(2)输入电动机的电功率;(3)若电动机以v=1 m/s匀速竖直向上提升重物,求该重物的质量。(g取10 m/s2)解析:(1)电阻r两端的电压ur=u-uv=160 v-110 v=