2019_2020学年高中物理第二章恒定电流第5节焦耳定律练习新人教版.docx

第5节焦耳定律基础达标练1(多选)关于三个公式PUI，PI2R，P的适用范围，以下说法正确的是()A第一个公式普遍适用于求电功率，后两式普遍适用于求热功率B在纯电阻电路中，三个公式既可适用于求电功率，又可适用于求热功率C在非纯电阻电路中，第一个公式可适用于求电功率，第二个公式可用于求热功率，第三个公式没有意义D由UIR可知，三个公式没有任何区别，它们表达相同的意义，所求P既是电功率，也是热功率解析：选BC首先要明确，欧姆定律UIR只适用于纯电阻电路，因此三个公式在纯电阻电路中没有区别，但在非纯电阻电路中它们互不相同其次，PUI表示电功率，而PI2R表示热功率因此，在纯电阻电路中，UII2R，消耗的电能全部转化为内能；而在非纯电阻电路中，UII2R，即消耗的电能只有部分转化为内能2(多选)下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是()A电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多BWUIt适用于任何电路，而WI2Rtt只适用于纯电阻的电路C在非纯电阻电路中，UII2RD焦耳热QI2Rt适用于任何电路解析：选BCD电功率公式P，功率越大，表示电流做功越快对于一段电路，有PIU，I，焦耳热Q2Rt，可见Q与P、U、t都有关所以，P越大，Q不一定越大，A错误；WUIt是电功的定义式，适用于任何电路，而I只适用于纯电阻的电路，所以WI2Rtt只适用于纯电阻电路，B正确；在非纯电阻电路中，电流所做的功焦耳热其他形式的能，所以WQ，即UII2R，C正确；QI2Rt是焦耳热的定义式，适用于任何电路中产生的热量，D正确3中国是全球最大的家用电器生产和消费国家用电器拥有量的迅速增长带来了巨大的能源消耗，同时也加重了对环境的污染因此，我国通过制定和实施能效标准、推广能效标识制度来提高用能产品的能源效率，促进节能减排，减少对环境的污染如图是某型号空调的能效标识其中，能效等级是依据能效比来划分的，目前中国的能效等级根据能效比由高到低依次分为1、2、3三个等级能效比是指空调在额定工作条件下制冷时，制冷量与输入功率之比制冷量是指空调制冷时，单位时间内从密闭空间内去除的热量总和若空调在额定工作条件下制冷，根据以上资料可以判断，下列说法中正确的是()A在制冷量相同的情况下，能效比大的空调输入功率大B在能效比相等的情况下，制冷量大的空调输入功率小C在输入功率相同的情况下，能效比大的空调制冷量大D在输入功率相同的情况下，制冷量大的空调能效比小解析：选C由题能效比是指空调在额定工作条件下制冷时，制冷量与输入功率之比，设能效比为k，制冷量功率为PQ，空调输入功率为P，则PQkP.在制冷量相同的情况下，由PQkP可知，能效比大的空调输入功率小，故A错误；由PQkP可知，在能效比相等的情况下，制冷量大的空调输入功率大，故B错误；由PQkP可知，在输入功率相同的情况下，能效比大的空调制冷量大，故C正确；由PQkP可知，在输入功率相同的情况下，制冷量大的空调能效比大，故D错误4两个电阻R18 ，R22 ，并联在电路中，欲使这两个电阻消耗的电功率相等，可行的办法是()A用一个阻值为2 的电阻与R2串联B用一个阻值为1 的电阻与R2串联C用一个阻值为6 的电阻与R1串联D用一个阻值为2 的电阻与R1串联解析：选A根据并联电路规律可知，两电阻的电压相等，功率公式P，则P1P2R2R114，欲使这两个电阻消耗的电功率相等，可使R2两端的电压减半，即串联一个等值电阻2 ，A选项正确5如图所示，把两相同的灯泡分别组成甲、乙两种电路，甲电路所加的电压为8 V，乙电路所加的电压为14 V调节变阻器R1和R2使两灯都正常发光，此时变阻器消耗的电功率分别为P甲和P乙，下列关系中正确的是()AP甲P乙 BP甲P乙CP甲P乙 D无法确定解析：选A设灯泡的额定电流为I，额定电压为U，根据串并联电路规律和功率公式得，P甲(8U)2I，P乙(142U)I，比较可知，P甲P乙，A选项正确6锂电池能量密度高、绿色环保现用充电宝为一手机锂电池(图甲)充电，等效电路如图乙所示，充电宝的输出电压为U，输出电流为I，该锂电池的内阻为r，则()A充电宝输出的电功率为UII2rB电能转化为化学能的功率为UIC锂电池产生的热功率为I2rD锂电池产生的热功率为解析：选C充电宝输出的电功率：PUI，故A错误；锂电池产生的热功率为PrI2r，故电能转化为化学能的功率为P出UII2r，故B错误，C正确，D错误7.粗细均匀的金属环上，A、B、C、D四点把其周长四等分，如图所示，当A、C点接入电路中时，圆环消耗的电功率为P；当A、D点接入电路中时，圆环消耗的电功率为(电源内阻不计)()A.B.CP D3P解析：选A设电源的电动势为E，金属环每一等份的电阻为R，则当A、C点接入电路中时总电阻R1R.当A、D点接入电路中时总电阻R2，由功率公式P，UE，得到P2P1R1R243，又P1P，得到P2，选项A正确8一只规格为“220 V2 000 W”的电炉，求在正常工作时的电阻若电网电压为200 V，求电炉的实际功率在220 V电压下，如果平均每天使用电炉2 h，求此电炉一个月要消耗多少度电？(一个月30天)解析：设电炉电阻为R，由P得R 24.2 当电压为U200 V时，电炉的实际功率为P W1 653 W在220 V的电压下，一个月耗用电能WPt2302 kWh120 kWh.答案：24.2 1 653 W120度能力提升练1.(多选)电位器是变阻器的一种如图所示，如果把电位器与灯泡串联起来，利用它改变灯泡的亮度，下列说法正确的是 ()A连接A、B使滑动触头顺时针转动，灯泡变暗B连接A、C使滑动触头逆时针转动，灯泡变亮C连接A、C使滑动触头顺时针转动，灯泡变暗D连接B、C使滑动触头顺时针转动，灯泡变亮解析：选AD连接A、B使滑动触头顺时针转动时，根据电阻定律，电位器接入电路的电阻增大，电流减小，灯泡的功率PI2R减小，灯泡变暗，故A正确；连接A、C，电位器接入电路的电阻不变，电流不变，灯泡亮度不变，故B、C错误；连接B、C使滑动触头顺时针转动时，电位器接入电路的电阻减小，电流增大，灯泡变亮，故D正确2如图，内阻为4.4 的电解槽和一盏标有“110 V,60 W”的灯泡串联后接在电压为220 V恒压电源两端，灯泡正常发光，则()A电解槽消耗的电功率为60 WB电解槽的发热功率为60 WC电解槽中将电能转化为化学能的功率为60 WD整个电路消耗的总功率为60 W解析：选A由于灯泡正常发光，所以电解槽的电压为220110110 V，由于电解槽和灯泡串联，它们的电流相等，所以I A，所以电解槽的输入功率为PUI110 W60 W，所以A正确；电解槽的发热功率为P热I2r24.4 W1.3 W，所以B错误；电解槽中将电能转化为化学能的功率为：P化PP热60 W1.3 W58.7 W，所以C错误；电路消耗总功率为：P总220 V A120 W，所以D错误3.如图所示，一电动自行车动力电源上的铭牌标有“36 V,10 Ah”字样，假设工作时电源(不计内阻)的输出电压恒为36 V，额定输出功率180 W，由于电动机发热造成的损耗(其他损耗不计)，电动自行车电动机的效率为80%，则下列说法正确的是()A额定工作电流为10 AB电池充满电后总电量为3.6103 CC自行车电动机的内阻为7.2 D自行车保持额定功率行驶的最长时间是2 h解析：选D根据功率公式可知，额定电流I5 A，A选项错误；根据铭牌可知，电量q10 Ah3.6104 C，B选项错误；电动车的热功率P热20%P36 W，P热I2r，解得内阻r1.44 ，C选项错误；根据电流的定义式可知，t2 h，D选项正确4(多选)一辆电动观光车蓄电池的电动势为E，内阻不计，当空载的电动观光车以大小为v的速度匀速行驶时，流过电动机的电流为I，电动车的质量为m，电动车受到的阻力是车重的k倍，忽略电动观光车内部的摩擦，则()A电动机的内阻为RB电动机的内阻为RC电动车的工作效率D电动机的发热效率解析：选BCD根据能量守恒可知，总功率转化为电动机内部消耗功率和输出功率，EIkmgvI2R，解得电动机的内阻R，A选项错误，B选项正确；电动车的工作效率等于输出功率与总功率之比，C选项正确；电动机的发热效率，D选项正确5.如图所示，有一提升重物用的直流电动机，内阻为0.6 ，串联一个阻值为R5 的电阻，它们两端的总电压为U160 V，理想电压表读数为110 V求：(1)通过电动机的电流；(2)电动机的输入功率；(3)电动机的发热功率；(4)电动机工作1小时对重物做的功解析：(1)根据题意可知，加在电动机两端的电压为U1110 V，则电阻R两端的电压为UR160 V110 V50 V.通过R的电流为I10 A，通过电动机的电流为10 A.(2)电动机的输入功率为P1U1I1 100 W.(3)根据焦耳定律可知，电动机的发热功率为P2I2r60 W.(4)根据能量守恒定律解得电动机的输出功率为P3P1P21 040 W.电动机工作1小时对重物做的功为WP3t3.744106 W.答案：(1)10 A(2)1 100 W(3)60 W(4)3.744106 W6.国庆群众游行队伍中的国徽彩车，如图所示，不仅气势磅礴而且还是一辆电动车，充一次电可以走100千米左右假设这辆电动彩车总质量为6.75103 kg，当它匀速通过天安门前500 m的检阅区域时用时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0.02倍g取10 m/s2，不计摩擦，只考虑驱动电机的内阻发热损耗能量，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汽车前进的机械功率；(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 10 W