2019_2020学年高中物理第二章直流电路第6节焦耳定律电路中的能量转化练习含解析教科版选修3.docVIP

第6节 焦耳定律电路中的能量转化一、单项选择题1.如图所示，直线OAC为某一电流电源把其他形式的能转化为电能的功率P随电流I变化的图像；抛物线OBC为同一直流电源内部消耗的热功率P随电流I变化的图像当电路中的电流为2 A，且外电路为纯电阻电路时，外电路消耗的功率及相应的外电阻的阻值分别是()A2 W，0.5 B4 W，2 C2 W，1 D6 W，2 解析：当电流I2 A时，由题图知电源的总功率为6 W，而此时内阻消耗的热功率P为4 W，所以外电路消耗的功率为2 W，据此求得外电阻为0.5 ，故选项A正确答案：A2电炉丝坏了，去掉四分之一后接在原来的电源上使用，在同样的时间内产生的热量与原来产生的热量之比为()A31 B43C41 D14解析：设电炉丝原来电阻为R，去掉四分之一后的电阻为R，两种情况下所产生的热量分别为Qt，Qttt，所以，故选B.答案：B3已知两电阻R1、R2的IU图线如图所示，把R1、R2并联接到一电源上，R1消耗的功率为6 W，则电源输出的功率是()A8 W B10 WC15 W D22 W解析：从题图得出R18 ，R212 .并联时，U1U2，故P1R1P2R2，得6 W8 12 P2，所以P24 W电源的输出功率PP1P210 W.答案：B4.如图所示，已知电源内阻r为 2 ，定值电阻R0为3 ，滑动变阻器阻值范围为010 .当滑动变阻器R使其阻值为R1时，滑动变阻器获得最大功率，则R1的阻值应为()A2 B3 C4 D5 解析：R0为定值电阻，把它等效为电源内阻，当R1R0r时，滑动变阻器上获得最大功率答案：D5.电阻R和电动机M串联接到电路中，如图所示已知电阻R跟电动机M线圈的电阻相同，开关闭合后，电动机正常工作，设电阻R和电动机M两端的电压分别为U1和U2；经过时间t，电流通过电阻R做的功为W1，产生的热量为Q1；电流通过电动机M做的功为W2，产生的热量为Q2，则有()AU1U2，Q1Q2 BW1W2，Q1Q2CW1W2，Q1U2，Q1Q2解析：电阻R和电动机M串联，流过两用电器的电流相同电阻R跟电动机M线圈的电阻相同，由焦耳定律可知两者产生的热量相同，Q1Q2.电动机正常工作时为非纯电阻用电器，消耗的电能还有一部分要转化为机械能，所以电流通过电动机M做的功要大于电流通过电阻R做的功，W1W2.根据WUIt，所以U1I2R，即消耗的电能只有部分转化为内能故选项B、C正确，选项A、D错答案：BC7.如图所示，E为电源电动势，r为电源内阻，R1为定值电阻(R1r)，R2为可变电阻，以下说法中正确的是()A当R2R1r时，R2上获得最大功率B当R1R2r时，R1上获得最大功率C当R20时，电源的效率最大D当R20时，电源的输出功率最大解析：R1为定值电阻，当把它等效为电源内阻的部分时，当R2R1r时，R2上获得最大功率，选项A正确；当R20时，电路中电流最大，R1上获得最大功率，选项B错误；外电路的电阻越大，电源的效率越大，所以当R2最大时，电源的效率最大，选项C错误；外电路的电阻与电源内阻相差越小，电源的输出功率越大，因R1r，所以当R20时，电源的输出功率最大，选项D正确答案：AD8.在如图所示的UI图像中，直线 为某一电源的路端电压与电流的关系图像，直线 为某一电阻R的伏安特性曲线用该电源与电阻R组成闭合电路由图像判断正确的是()A电源的电动势为3 V，内阻为0.5 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80%解析：由图像知，E3 V，Imax6 A，所以电源内阻r0.5 ，故A正确；与电阻R组成外电路时，R1 ，故B正确；电源的输出功率PUI，而I2 A，UIR2 V，所以P4 W，故C正确；电源效率100%66.7%，故D错误答案：ABC9把标有“220 V100 W”的A灯泡和“220 V200 W”的B灯泡串联后接入220 V的电路中，如果导体电阻忽略不计，不考虑温度对电阻的影响，则有()AA、B两灯泡的电阻之比为RARB12BA、B两灯泡在串联电路中的电压之比为UAUB21CA、B两灯泡在串联电路中消耗的功率之比为PAPB21DA、B两灯泡在串联电路中产生的热量之比为QAQB12解析：由P得RA，RB，所以RARBPBPA20010021，故A错串联后UAUBRARB21，PAPBRARB21，故B、C对QAQBRARB21，所以D错答案：BC10.如图所示，电阻R120 ，电动机绕线电阻R210 ，当开关S断开时，电流表的示数是I10.5 A；当开关S合上后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，此时电流表的示数I和电路消耗的电功率P应满足()AI1.5 A BI1.5 ACP15 W DP15 W解析：当开关S断开时，电动机没有通电，欧姆定律成立，所以电路两端的电压UI1R110 V；当开关S合上后，电动机转动起来，电路两端的电压U10 V，通过电动机的电流应满足UI2IR2，故I21 A，所以电流表的示数I1.5 A，电路消耗的电功率PUI15 W，故B、D正确，A、C错误答案：BD三、非选择题11.如图是家用电饭煲的电路图将电饭煲接到稳压电源上，当开关接通“加热”挡时，电热丝以额定功率给食物加热，当食物蒸熟后，开关接通“保温”挡，给食物保温，这时电热丝的功率为其额定功率的，电流为1.40 A，已知分压电阻的阻值是R100 .求：(1)保温时，电阻R两端的电压(2)稳压电源输出的电压(3)电热丝的额定功率解析：(1)电阻R两端的电压为UgIR1.40100 V140 V(2)设电热丝的电阻为r，电源输出电压为U，则()2r解得r50 所以电源电压为UI(Rr)1.40(10050)V210 V(3)电热丝的额定功率为P W882 W答案：(1)140 V(2)210 V(3)882 W12国庆期间群众游行队伍中的国徽彩车，不仅气势磅礴而且还是一辆电动车，充一次电可以走100公里左右假设这辆电动彩车的总质量为6.75103 kg，它匀速通过天安门前500 m的检阅区域用时为250 s，驱动电机的输入电流I10 A，电压为300 V，电动彩车行驶时所受阻力为车重的.g取10 m/s2，其他摩擦不计，只考虑驱动电机的内阻发热损耗的能量，求：(1)驱动电机的输入功率；(2)电动彩车通过天安门前时，牵引电动彩车前进的机械功率；(3)驱动电机的内阻和机械效率解析：(1)驱动电机的输入功率P入UI300 V10 A3 000 W(2)电动彩车通过检阅区域时的速度v2 m/s电动彩车行驶时所受阻力为fmg6.7510310 N1.35103