学鲁科版选修31 3.3焦耳定律 作业（2）.docx

2017-2018学年度鲁科版选修3-1 3.3焦耳定律 作业（2）1在图所示电路中，电源电动势为12v，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.则以下判断中正确的是（）a. 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4.0 wd. 电源输出的电功率为24 w2关于家庭安全用电，下列做法正确的是（ ）a. 将多个大功率电器在同一个移动插座上并同时使用b. 所有家用电器都使用二孔插座c. 打扫卫生时用湿抹布擦拭正在工作中的电器d. 家庭电路设计时需根据使用的电器功率大小和使用情况考虑供电电线的粗细3如图所示是一台理想自耦变压器，在a、b之间接电压不变的正弦交流电，a为理想交流电流表。变压器调压端的滑动头p原来处于线圈中点，电阻箱的电阻为r若将滑动头p向上移到最高处，并调节电阻箱的阻值为r，使电流表的读数变为原来的两倍，则r等于（）a. r2 b. r4 c. r8 d. 4r4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. 144b. 122c. 111d. 4115某同学从电子市场购买了一款手机电池板，如图所示，根据电池板上的标识，该电池一次可以提供的最大电能约为（ ）a. 8.4103j b. 7.4103jc. 2.6104j d. 3.0104j6在闭合电路中，关于路端电压的说法正确的是()a. 路端电压与外电阻成正比b. 外电路断路时，路端电压的值等于电源电动势的值c. 路端电压随外电阻的增大而增大d. 路端电压一定大于内电路的电压7硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点如图所示，图线a是该电池在某光照强度下路端电压u和电流i变化的关系图象(电池电动势不变，内阻不是定值)，图线b是某电阻r的ui图象在该光照强度下将它们组成闭合回路时，下列说法中正确的是()a. 硅光电池的内阻为8 b. 硅光电池的总功率为0.4 wc. 硅光电池的内阻消耗的热功率为0.32 wd. 若将r换成阻值更大的电阻，硅光电池的输出功率增大8如图所示，电源电动势e=9.0v，内阻r =1.0 ，定值电阻r0=0.5，r为滑动变阻器，其电阻可调范围为010，以下说法中不正确的是（）a. 当r=1.5时，r上获得电功率最大b. 当r=1.0时，r上获得电功率最大c. 当r的滑片从左向右滑动时，电源的输出功率先增大后减小d. 当r的滑片从左向右滑动时，电源的输出功率一直增大9如图所示的电路中，电源内阻忽略不计，r1=r2=r3=r闭合电键s，电压表v的示数为u，电流表a的示数为。在滑动变阻器r1的滑片p由a端滑到b端的过程中，电压表v的示数变化大小为u，电流表a的示数变化大小为i，下列说法正确的是a. u与i的比值保持不变b. 先变大后变小c. u先变小后变大d. u与i乘积先变小后变大10在如图所示的电路中，、处可以接小灯泡、电流表或电压表(均为理想电表)三种元器件，电源电动势e、内阻r均保持不变，定值电阻r1r2r3r4=4321，小灯泡电阻rl=r1，r1r，电路中有电流通过，下列说法中正确的是a. 要使路端电压最大，则应该接小灯泡，接电压表，接电流表b. 要使电源输出功率最大，则应该接电流表，接小灯泡，接电压表c. 要使电源总功率最大，则应该接电流表，接电压表，接小灯泡d. 要使闭合电路中电源效率最高，则应该接小灯泡，接电流表，接电压表11一直流电动机线圈内阻一定，用手握住转轴使其不能转动，在线圈两端加电压为0.3v，其不能转动，电流为0.3a在线圈两端加电压为2v时，电流为0.8a，电动机正常工作求：（1）电动机的内阻是多少？电动机正常工作时的热功率为多大？输入功率为多大？（2）如果在电动机正常工作时，转子突然被卡住，电动机的发热功率是多大？12如图所示，电源电压恒定，r2= 6，r3 = 12，滑动变阻器r1的滑片p滑到中点，当开关s1、s2、s3都闭合时，电流表的示数为3a；当开关s1闭合s2、s3都断开时，电流表a的示数为0.6a。求：（1）电源电压（2）滑动变阻器r1的最大阻值（3）当s1、s3闭合，s2断开时，电路消耗的总功率。13如图所示，是一种煲汤用的电热锅工作原理图，调节切换开关可以使电热锅处于“关”、“高温”、“自动”、“保温”四种工作状态，温控器的作用是当水沸腾后能自动断电一段时间，其中r1605 ，r296.8 ，电热锅的部分参数如下表所示。 （1）开关接“3”时，通过电路中中的电流。（结果保留两位小数）（2）某次煲汤时，锅内装了80 ，2 kg的水，电热锅处于自动档(切换开关接“2”)正常工作时，试判断在标准大气压下高温加热10 min的过程中温控器是否工作？c水4.2103 j/(kg)14一个电动机，线圈电阻是0.4，当它两端所加的电压为220 v时，通过的电流是5a。求：(1)、这台电动机消耗的电功率；(2)、线圈电阻上的发热功率；(3)、这台电动机输出的机械功率；(4)、每分钟线圈电阻上产生的热量。试卷第3页，总4页本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。参考答案1b【解析】电路中电流表的示数为2.0a，所以电动机的电压为u=e-u内-ur0=e-ir-ir0=12-21-21.5=7v，所以b正确；电动机的总功率为p总=ui=72=14w，电动机的发热功率为p热=i2r=220.5=2w，所以电动机的输出功率为14 w-2w=12w，所以ac错误；电源的输出的功率为p输出=ei-i2r=122-221=20w，所以d错误。故选b。点睛：对于电功率的计算，一定要分析清楚是不是纯电阻电路，对于非纯电阻电路，总功率和发热功率的计算公式是不一样的2d【解析】大功率电器不能同时使用同一个移插座，原因是负载太大，会导致插座烧毁，a错误；大功率电器一般采用三孔插座接地，b错误；当用湿抺布擦去工作中电器上的灰尘时，此时电器正在工作，所以导致电路短路烧毁，c错误；家用电器使用时需考虑供电电线的粗细，避免负载太大，会导致导线烧毁，d正确3c【解析】当滑动触头p向上移到最高处时，输入电压不变，输入电压的匝数变为原来2倍，输出电压匝数不变，根据电压之比等于线圈匝数比可知，副线圈电压变为原来的一半；根据p=ui=u2r可知变化前有：ui=(2u)2r，变化后有：u2i=u2r，联立上两式，解得：r=r8，故c正确，abd错误；故选c。4a【解析】电阻r2、r3电压相等，根据得，功率相等，则r2=r3，通过电阻r1的电流是r2电流的2倍，根据p=i2r得，功率相等，则，所以电阻之比r1：r2：r3=1：4：4，故a正确，bcd错误。5c【解析】由图可知，电池的电动势为3.7v，该电源的电量为：q=2000mah=20003.6c=7200c；则最大电能w=uit=uq=3.77200j2.66104j，故c正确，abd错误。6bc【解析】由闭合电路的欧姆定律：i=er+r ，u=ir，得u=er+rr，可知得当r增大时，u也增大，但不是正比，故a错误，c正确；当外电路断路时，u内等于0，所以u外等于e，故b正确；只有当rr时，路端电压才大于内电压，故d错误。所以bc正确，ad错误。7ac【解析】a、由图可知该电池的电源电动势为3.6v，由u内+ur=e可知内电压为1.6v，硅光电池的内阻为r=u内i=1.60.2=8，故a正确；b、硅光电池的总功率为p总=ei=3.60.2=0.72w，故b错误；c、硅光电池的内阻消耗的热功率为p热=i2r=0.228=0.32w，故c正确；d、若将r换成阻值更大的电阻，电路中电阻两端的电压变大，但电流变小，硅光电池的输出功率不一定增大，故d错误；故选ac。8bd【解析】对于电源，当外电路的电阻等于内电阻时电源的输出功率最大；将电阻r0与电源等效成电源，故当r=1.5时，滑动变阻器消耗的功率最大，故a说法正确，b说法错误；当r的滑片从左向右滑动当r=0.5时，输出功率最大，此后随着r的阻值不断增大，电源的输出功率将减小，所以当r的滑片从左向右滑动时，电源的输出功率先增大后减小，故c说法正确，d说法错误。所以选bd。9ad【解析】将r3等效为电源的内阻，由图可知电压表测量的是等效电源的路端电压，滑动变阻器r1的滑片p由a端滑到b端的过程中，电阻先曾大后减小，根据欧姆定律电流先减小后增大，r3两端的电压先减小后增大，电压表的读数先变大后变小，故c错误；由图可知，在滑动变阻器r1的滑片p由a端滑到b端的过程中，滑动变阻器r1的电阻先增大后减小，由于电压不变，根据闭合电路欧姆定律可知电流表示数先减小后增大，故b错误；由于电压表示数没有变化，所以u变化量与i变化量比值等于等效电源的内阻即r3，故a正确；u与i的乘积等于等效电源的输出功率，因当电源的等效内阻等于外电阻时输出功率最大，因为在滑动变阻器r1的滑片p由a端滑到b端的过程中，外电阻从r变大，再减小到r，则输出功率先减小后增大，即u与i乘积先变小后变大，故d正确；故选ad。点睛：考查闭合电路欧姆定律与部分电路欧姆定律的应用，掌握闭合电路的动态分析，知道电阻的串并联阻值，以及当电源的等效内阻等于外电阻时输出功率最大；注意本题已说明电源内阻忽略不计，学生容易忽略该条件，从而导致错误10cd【解析】要路端电压最大，就要外阻越大越好，这样应该接电压表，这样整个电路断路，路端电压等于电动势。故a错误。当r外=r时，输出功率最大，但是r1r，从上面可以看出，最小的外阻也大于r，所以要输出功率最大，只有外阻接近r才行，所以还是选择最小的外阻，可以看到还应该是接电流表，接电压表，接小灯。故b错误。要电源总功率最大，电压是固定的，所以就要求电流要大，电流大则总电阻要最小，内阻是一定的，所以外阻要最小。那么如何接外阻才能小呢，1接小灯的话，外阻最小也为2r1=8r4，比较大，所以要接电流表，2接小灯的话，3接电压表开路，则小灯和r3并联再与r4串联再与r2并联，最后于r1串联，最后计算外阻为（4+）r4，3接小灯，2接电压表开路，则r3r4串联，与rl、r2并联最后与r1串联，最后计算外阻为（4+）r4最小。故c正确。要是电源效率最高，则电路不能是断路，同时外阻越大越好，这样1要接小灯，如果3接电流表，则r2、r3、r4被短接，r外=rl+r1=2r1=8r4，如果接电流表，则r3短接，r4与r2并联， ，为最大。故d正确。故选cd。点睛：解决本题的关键根据闭合电路欧姆定律，知道何时电源总功率最大、输出功率最大、路端电压最大、电源效率最大以及熟练运用串并联电路的特点，求出不同情况下的总电阻11（1）1，0.64w；1.6w；（2）4w【解析】（1）电动机不转动时，其消耗的电功全部转化为内能，故可视为纯电阻电路，由欧姆定律得电动机线圈内阻：r=ui=0.30.3=1；正常工作时的热功率p热=i2r=0.821=0.64w；电动机转动时，消耗的电能转化为内能和机械能，其输入的电功率为：p入=i2u2=0.82w=1.6w；（2）若电机突然被卡住，为纯电阻，发热功率为：p热=u2r=221=4w 点睛：本题考查功率的计算问题，要知道电动机不转时是纯电阻电路，由欧姆定律求出电动机电阻是本题的难点；同时要注意能正确理解各功率公式的适用范围，能做到正确应用12（1）12v （2）28 （3）24w【解析】试题分析：当开关s1、s2、s3都闭合时，r2、r3并联，由并联电路的电阻规律可求得总电阻，由欧姆定律可求得总电压；当开关s1闭合s2、s3都断开时，r1与r2串联，由欧姆定律可求得总电阻，再由串联电路的规律可求得滑动变阻器接入电阻，由题意可求得滑动变阻器的总电阻；当s1、s3闭合s2断开时，只有r2工作，则由功率公式可求得总功率。（1）当开关s1、s2、s3都闭合时，r2、r3并联，根据，代入数据可得： 电源电压为：u=i并r并=3a4=12v（2）当开关s1闭合s2、s3都断开时，r1、r2串联根据： 可得串联的电阻为： 所以r1=（r串-r2）2=（20-6）2=28（3）当s1、s3闭合s2断开时，只有r2工作所以点睛：本题主要考查了电路的计算，要明确不同开关的闭合或断开时，所组成的不同电路，然后再由串并联电路的特点利用欧姆定律及功率公式求解。13（1）0.36a （2）水的末温为105，所以温控器工作【解析】试题分析：电热锅处于保温挡（切换开关接“3”）时电路中只有r1连入电路，根据可求通过电路中中的电流；根据q=cmt求出水吸收的热量和算出放出的热量，比较可知温控器是否工作。（1）电热锅处于保温挡（切换开关接“3”）时电路中只有r1连入电路，通过电路中中的电流为： 。（2）800c，2 kg的水达到沸腾时需要的热