教科选修31 焦耳定律 电路中的能量转化 第1课时 作业.doc

6焦耳定律 电路中的能量转化课时过关能力提升一、基础巩固1.对于连入电路的不同节能灯而言,亮度大的灯是()a.通过的电流大的灯b.两端电压大的灯c.电阻值大的灯d.消耗功率大的灯答案:d2.(多选)一个电炉的电阻丝和一台电动机线圈电阻值相同,都为r,设通过它们的电流相同(电动机正常运转),则在相同的时间内()a.电炉和电动机产生的电热不相等b.电动机消耗功率大于电炉消耗功率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:电炉和电动机的电流与电阻相同,所以电炉和电动机产生的电热相等,选项a错误;电动机的电压要大于电炉上的电压,电动机消耗功率大于电炉消耗功率,故选项b、c正确,选项d错误。答案:bc3.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a.4q b.2q c解析:由电热公式q=i2rt可得q答案:c4.一根电阻丝,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u1v当q2=4 c时,i2=2i1,所以u2=i2r=8 vw2=q2u2=32 j,选项d正确。答案:d5.(多选)如图所示,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:bc6.一块手机电池的背面印有如图所示的一些符号,另外在手机使用说明书上还写有“通话时间3 h,待机时间 100 h”,则该手机通话和待机时消耗的功率分别约为()a.1.8 w,5.410-2 wb.3.6 w,0.108 wc.0.6 w,1.810-2 wd.6.48103 w,1.94102 w解析:题图中所提供的电池的容量为500 mah,则通话时消耗的功率p1mw=600 mw=0.6 w,同理待机时消耗的功率为p2=18 mw=1.810-2 w,c正确。答案:c7.如图所示,灯l1和l2的铭牌标有“12 v 4 w”的字样,灯l3和l4的铭牌标有“24 v 4 w”的字样,如a、b两端电压为24 v,则下述结论正确的是()a.四个灯同样亮b.l4灯最亮,l3灯最暗c.l4灯最暗,l3灯最亮d.l1灯最亮,l2灯最暗解析:由额定值可知r1=r2i1=i4,i2p4最大,p3最小,选项b正确。答案:b8.如图所示电路中,电源电压为60 v,内阻不计,电阻r=2 ,电动机m的内阻r0=1.6 ,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:电压表的示数为电动机两端的电压,电源电压已知,可得ur=u源-u机=(60-50) v=10 v由欧姆定律ia对电动机由能量关系得p电=p热+p出解得p出=p电-p热=u机i-i2r0=(505-521.6) w=210 w。答案:210 w二、能力提升1.图中虚线框内是一个未知电路,测得它的两端点a、b之间电阻是r,在a、b之间加上电压u,测得流过电路的电流为i,则未知电路的电功率一定是()a.i2rbc.uid.ui-i2r解析:a、b项的表达式只适用于纯电阻电路,d项表达式表示在非纯电阻电路中的输出功率,虚线框中不知道是哪种元件,功率p=ui总是适用的,选项c正确。答案:c2.如图所示,电路两端的电压u保持不变,电阻r1、r2、r3消耗的电功率一样大,则电阻之比r1r2r3是()a.111b.411c.144d.122解析:对r2、r3,由pr2r3=11,对r1、r2,由p=i2r;i1=2i2,所以r1r2c正确。答案:c3. (多选)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的关系图象如图甲所示,将它与两个标准电阻r1、r2并联后接在电压恒为u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,仍然接在该电源的两端,设电阻器d和电阻r1、r2消耗的电功率分别为pd、p1、p2,它们之间的大小关系为()a.p1=4p2b.pdp2c.p1p2解析: 由题意,电阻器d与两个标准电阻r1、r2并联后接在电压恒为u的电源两端,三个用电器消耗的电功率均为p,此时三个电阻的阻值相等;当将它们连接成如图丙所示的电路,接在该电源的两端时,电阻器d的电压小于电源的电压,由图甲可知,电阻器d的电阻增大,则有rdr1=r2,而rd与r2并联,电压相等,根据欧姆定律得知,电流idi2,又i1=i2+id,得到i12id;p1p14p2,故a错误,c正确;pdpdp2,故b正确,d错误。答案:c4.(多选)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,设电动机的线圈电阻为r1,它与电热丝的电阻r2串联,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()a.pi2(r1+r2)解析:电动机电路在电机正常转动时,电动机消耗的功率p=ui,且大于发热功率,选项c、d正确。答案:cd5.如图所示,将滑动变阻器a、p端接入电源两端,当a、p间电阻值为8 时,a、p段电阻的功率为2 w,如果当电源电压降为原来解析:因pu=4 v若电压降为原来u=2 v,由pr=2 这时通过a、p段的电流为ia。答案:216.如图所示,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rm=1.0 ,当滑动变阻器调到 2 时,小灯泡与电动机均正常工作,求电动机的机械效率。解析:因为小灯泡和电动机均正常工作。对灯泡pl=iul,ia=2 a。电动机的发热功率prm=i2rm=221.0 w=4 w电动机的总功率p=i(u-ul-ur)=12 w电动机的输出功率p机=p-prm=8 w答案:66.7%7.两个用电器的额定电压都是6 v,额定电流分别是 0.1 a和0.3 a。(1)把这两个用电器并联后接在电压为8 v的电路中,要使它们正常工作,应附加多大电阻?怎样连接,该电阻功率多大?(2)如果把它们串联后接在12 v的电路上,要使它们正常工作应该怎样做?解析:(1)两个用电器的额定电压都是6 v,并联后接入 6 v 的电路上就能正常工作;而今电路的电压是 8 v,大于6 v,故应串联一个分压电阻rx,使其分担2 v的电压,这个附加电阻通过的电流,应等于通过两用电器的电流之和,电路连接情况如图所示。i=0.1 a+0.3 a=0.4 a。rx=5 。即应串联一个5 的分压电阻,其功率pxw=0.8 w。(2)由于两个用电器的额定电流不同,所以不能把它们简单地串联在电路上。如果把它们串联后连入 12 v 电路中,且使通过r2的电流为0.3 a(这时r2两端的电压等于 6 v),通过r1的电流为