学鲁科版选修31 3.3焦耳定律 作业（4）.docx

2017-2018学年度鲁科版选修3-1 3.3焦耳定律 作业（4）1如图，电源电动势为e，内阻为r当开关s闭合后，小型直流电动机m和指示灯l都恰能正常工作已知指示灯l的电阻为r0，额定电流为i，电动机m的线圈电阻为r，则下列说法中正确的是（ ）a. 电动机的额定电压为irb. 电动机的输出功率为iei2rc. 电源的输出功率为iei2rd. 整个电路的热功率为i2(r0+r+r)2如图所示的电路中，电源电动势为12v.阻为2四个电阻的阻值已在图中标出，闭合开关s,下列说法正确的有a. a、b间电压的大小为5vb. 电源的总功率为10wc. a、b间用导线连接后，屯路的总电流为1 ad. a、b间用导线连接后，电源的输出功率增大3如图所示，图甲中m为一电动机，当滑动变阻器r的触头从左端滑到另一端的过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙所示已知电流表读数在0.2a以下时，电动机没有发生转动不考虑电表对电路的影响，以下判断正确的是（ ） a. 电路中的电源电动势为3.6vb. 变阻器向右滑动时，v2读数逐渐减小c. 电动机的最大输出功率为0.54wd. 变阻器的最大阻值为364在如图所示的ui图象中，直线i为某一电源的路端电压与电流的关系图象，直线为某一电阻r的ui图线。用该电源直接与电阻r相连组成闭合电路。由图象可知( )a. 电源的电动势为3 v，内阻为2 b. 电阻r的阻值为1 c. 电源的输出功率为4 wd. 电源的效率为50%5如图所示电路中，电源电动势e10v，内阻r=0.5.灯泡l“8v、16w”恰能正常发光，电动机m绕组的电阻r01。则下列说法中正确的是（ ）a. 流经电源的电流是2ab. 电动机的输出功率12 wc. 流经电动机的电流是2ad. 电源的输出功率是32 w6如图所示为“风光互补路灯”系统，有阳光时通过太阳能电池板发电，有风时通过风力发电机发电，二者皆有时将同时发电，并将电能输至蓄电池储存起来，供路灯照明使用，为了能使蓄电池的使用寿命更为长久，一般充电至90%左右即停止充电，放电至20%左右即停止电能输出.如表为某型号风光互补路灯系统配置方案：已知当地垂直于太阳光的平面得到的太阳辐射最大强度约为240wm2；当风速为6ms时，风力发电机的输出功率将变为50w.根据以上信息，下列说法中正确的是a. 当风速超过1m/s时，风力发电机开始对蓄电池充电b. 要想使太阳能电池的最大输出功率达到36w，太阳能电池板的面积至少0.15m2c. 当风速为6m/s时，利用风能将蓄电池的电能由20%充至90%所需时间为84hd. 利用该蓄电池给大功率led路灯供电，蓄电池的电能由90%放电至20%，可使路灯正常工作75h7如图所示，直线a为电源a的路端电压与电流的关系图象，直线b为电源b的路端电压与电流的关系图象，直线c为一个电阻r的两端电压与电流的关系图象。将这个电阻r分别接到a、b两电源上，那么（ ）a. r接到a电源上，电源的效率较高b. r接到b电源上，路端电压较小c. r接到a电源上，电源的输出功率较大，电源效率较高d. r接到b电源上，电阻的发热功率和电源的效率都较高8某同学将一个电源分别跟r1和r2串联进行实验，电阻两端的电压随电流变化关系和电源的路端电压随电流变化关系如图所示，下列说法中错误的是（）a. 定值电阻r1=3，r2=0.75b. 电源电动势e=9v，内阻r=1c. 接r1时，电源的输出功率为12wd. 接r2时，电源的输出功率为12w9直流电动机在生产、生活中有着广泛的应用如图所示，一直流电动机m和电灯l并联之后接在直流电源上，电动机内阻r1=0.5，电灯灯丝电阻r=9（阻值认为保持不变），电源电动势 e=12v，内阻r2=1，开关s闭合，电动机正常工作时，电压表读数为9v则下列说法不正确的是（ ）a. 流过电源的电流3ab. 流过电动机的电流2ac. 电动机的输入功率等于2wd. 电动机对外输出的机械功率16w10把两根同种材料的电阻丝分别连在两个电路中，a电阻丝长为l，直径为d，b电阻丝长为3l，直径为3d，要使两电阻丝在相同时间内产生的热量相等，加在两电阻丝上的电压长应当满足（ ）a. ua:ub=1：1 b. ua:ub=:3c. ua:ub=：1 d. ua:ub=3:411某用电器电阻丝的电阻r=2，当通以i=1a的电流时，1分钟产生的热量是多少焦耳？12如图所示为电动机提升重物的装置，电动机线圈电阻r1 ，电动机两端电压为5 v，电路中的电流为1 a，重物a重20 n不计摩擦力，求：(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)10 s内，可以把重物a匀速提升多高？13如图所示，电源电动势有，内阻，“、”的灯泡与直流电动机并联在电源两极间，灯泡刚好正常发光，已知电动机线圈的电阻为，求：（1）流过内阻的电流为多少?（2）电动机的输出功率为多少?（3）电源的效率为多少?14如图所示，电源电动势e=6v、内阻不计，标有“3v 1.5”的灯泡l恰能正常发光，电动机线圈电阻r=0.5，求：(1)通过电动机的电流；(2)电动机的输出功率。15如图所示，电源电动势，内阻，电流表内阻不计 为一可变电阻箱， 为一电动机调节电阻箱的阻值为时，电动机恰好不转动，此时电流表读数（1）求电动机的内阻（2）调节电阻箱的阻值为时，电流表读数，求此时电动机输出的机械功率试卷第5页，总5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1cd【解析】a电动机的额定电压为ei(r0+r)，故a错误；b电动机的输出功率为电动机的总功率减去内部电阻热功率，为iei2ri2r，故b错误；c电源的输出功率等于电源总功率减去电源内阻热功率，为iei2r，故c正确d整个电路中的势功率为电路中所有电阻消耗的功率，为i2(r0+r+r)，故d正确故选cd。【点睛】电动机正常工作时的电路是典型的非纯电阻电路，欧姆定律不成立，可从能量转化的角度分析功率关系。2ad【解析】由图知外电路的总电阻为10，回路总电阻为12，根据欧姆定律可求干路电流i=er=1a，所以路端电压为u外=ir外=10v，电源的总功率p=ie=12w，根据并联电路的特点可求流过a、b电流均为0.5a，所以uba=0.5(15-5)=5v，a、b间用导线连接后，根据电路的连接可求外电路电阻为7.5，回路总电阻为9.5，3ac【解析】由电路图甲知，电压表v2测量路端电压，电流增大时，内电压增大，路端电压减小，所以最上面的图线表示v2的电压与电流的关系此图线的斜率大小等于电源的内阻，为r=3.43.00.2=2，当电流 i=0.1a时，u=3.4v，则电源的电动势e=u+ir=3.4+0.12v=3.6v，故a正确；变阻器向右滑动时，r阻值变大，总电流减小，内电压减小，路端电压即为v2读数逐渐增大，故b错误；由图可知，电动机的电阻rm=0.80.40.1=4，当i=0.3a时，u=3v，电动机输出功率最大，最大为p=uii2rm=3v0.3a(0.3a)24=0.54w，故c正确当i=0.1a时，电路中电流最小，电路中电流最小，变阻器的电阻为最大值，所以r=eirrm=3.60.124=30，故d错误故选ac【点睛】先确定图线与电压表示数对应的关系再根据图线求出电源的电动势，并判断v2读数的变化情况当i=0.3a时，电动机输出功率最大由电动机的总功率与发热功率之差求解输出功率变阻器的全部接入电路时，电路中电流最小由欧姆定律求解变阻器的最大阻值4bc【解析】a、根据闭合电路欧姆定律得，当时， ，由读出电源的电动势，内阻等于图线的斜率大小，则，故a错误；b、电阻，故b正确；c、两图线的交点表示该电源直接与电阻r相连组成闭合电路时工作状态，由图读出电压，电流，则电源的输出功率为，故c正确；d、电源的效率，故d错误。点睛：由电源的路端电压与电流的关系图象与纵轴的交点读出电源的电动势，其斜率大小等于电源的内阻；电阻r的伏安特性曲线的斜率等于电阻，两图线的交点读出电流与电压，求出电源的输出功率和效率。5bcd【解析】a：灯泡l“8v、16w”恰能正常发光，说明电源路端电压，据闭合电路欧姆定律，可得流经电源的电流。故a项错误。bc：灯泡l“8v、16w”恰能正常发光，流过灯泡的电流，则流过电动机的电流；电动机的输出功率。故bc两项正确。d：电源的输出功率，故d项正确。所以选bcd。点睛：纯电阻元件，欧姆定律适用，电功等于电热，电功率等于热功率；非纯电阻元件，欧姆定律不适用，电功大于电热，电功率大于热功率，其它功率等于电功率减去热功率。6c【解析】试题分析：由表格得出充电风速，已知太阳能的转换效率和太阳辐射最大强度及需要达到的最大功率，利用效率公式计算得出面积当风速为6m/s时，风力发电机的输出功率将变为50w.已知蓄电池的容量和输出功率，利用t=wt计算时间；已知蓄电池的容量和灯泡的功率，利用t=wt计算时间a、由表格得充电风速2.0m/s，故a错误b、电池板面积：s=p电p辐=3624015%=1m2，故b错误c、蓄电池的容量：w=12v500ah(90%-20%)=12v500a3600s(90%-20%)=1.512107j；需要的时间：t=wp=1.512107j50=302400s=84h，故c正确d、为了能使蓄电池的使用寿命更为长久，一般充电至90%左右即停止，放电余留20%左右即停止电能输出，故可供灯具发光时间：t灯=wp灯=1.512107j80=189000s=52.5h.故d错误故选：c点睛：本题体现了物理与生活的紧密相连，有一定难度，关键是读懂题目中包含的隐性条件，如抓住蓄电池容量相等，这样会帮助我们减少计算量7b【解析】当电阻r与电源组成闭合电路时，电阻r的u-i图线与电源的u-i图线的交点表示工作状态，交点的纵坐标表示电压，横坐标表示电流，两者乘积表示电源的输出功率，由图看出，r接到a电源上，路端电压较大，电压与电流的乘积较大，电源的输出功率较大电源的效率，由闭合电路欧姆定律u=e-ir可知，b电源的内阻r较小，r接到b电源上，电源的效率较高故选b.点睛：本题是电源的外特性曲线与电阻的伏安特性曲线的综合，关键理解交点的物理意义，也可以根据欧姆定律研究电流与电压关系，来比较电源的输出功率8b【解析】a、电阻的伏安特性曲线的斜率等于电阻阻值，则r1=62=3、r2= 34=0.75，故a正确；b、根据闭合电路欧姆定律，则有：e=6+2r；及e=3+3r；解得：电动势e=9v，内阻r=3，故b错误；c、当接r1时，电源的输出功率为p1=u1i1=62=12w，故c正确；d、当接r2时，电源的输出功率为p2=u2i2=34=12w，故d正确本题选择错误的，故选：b9c【解析】电源的输出电压u=eir，则有i=eur=1291=3a，故a正确对灯泡：i灯=ur灯=99=1a，电动机与灯泡并联，则电动机的电流i电=i=i灯=3a1a=2a，故b正确电动机的输入功率等于p=ui电=92=18w，故c错误根据能量转化与守恒定律得，电动机的输出功率p出=ui电i电2r=182=16w，故d正确本题选不正确的，故选c【点睛】根据内外之和等于电源的电动势和欧姆定律，求出流过电源的电流由欧姆定律求出灯泡的电流，由总电流与灯泡电流之差求出流过电动机的电流电动机对外输出的机械功率等于电动机的总功率与内部发热功率之差10c【解析】根据电阻定律r=，得ra：rb= =3：1；由于是纯电阻，则由q=t，q、t相同得ua：ub=ra:rb=：1故选c.11 【解析】试题分析：本题是纯电阻电路，当电流流过纯电阻时产生的热量可以用来求解由焦耳定律得12（1）1w（2）5w 4w（3）2m【解析】【分析】电动机工作时，其电路为非纯电阻电路，它从电源获取的功率一部分转化为线圈的热功率，另一部分转化为电动机的机械功率。解：(1)电动机线圈上消耗的热功率为 (2)电动机的输入功率就是电流通过电动机做功的功率，即电动机的输出功率就是电动机对外做机械功的功率，根据得 (3)设物体a的重力为g，t10s内物体上升的高度为h根据能量守恒定律得解得13(1) (2) (3) 【解析】试题分析：根据闭合电路欧姆定律列式求解电流；电动机的输出功率等于总功率减去热功率；由求解电源的效率即可。1）设通过灯泡的电流为，则内阻的电压为： ，流过内阻的电流为： （2）设流过电动机的电流为， 电动机的输入功率为： 电动机线圈的热功率为： 电动机输出功率为： （3）电源的总功率为： 电源的效率