（课堂设计）高中物理 2.5 焦耳定律每课一练 新人教版选修3-1

5焦耳定律基础巩固1．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B．W＝UIt适用于任何电路，而W＝I2Rt＝eq\f(U2,R)t只适用于纯电阻的电路C．在不是纯电阻的电路中，UI>I2RD．焦耳热Q＝I2Rt适用于任何电路解析：本题考查的是电功、电功率和焦耳定律，关键是正确区分电功和电功率．电功率公式P＝eq\f(W,t)，功率越大，表示电流做功越快．对于一段电路，有P＝IU，I＝eq\f(P,U)，焦耳热Q＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(P,U)))2Rt，可见Q与P、U、t都有关．所以，P越大，Q不一定越大，A不对．W＝UIt是电功的定义式，适用于任何电路，而I＝eq\f(U,R)只适用于纯电阻的电路，B对．在不是纯电阻的电路中，电流所做的功＝焦耳热＋其他形式的能，所以W>Q，即UI>I2R，C正确．Q＝I2Rt是焦耳热的定义式，适用于任何电路中产生的焦耳热，D正确．答案：BCD2．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，电流为I/2时，则在时间t内产生的热量为 ()A．4Q B．2Q C．Q/2 D．Q/4解析：由电热公式Q＝I2Rt可得Q′＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)I))22Rt＝eq\f(1,2)I2Rt＝eq\f(1,2)Q.答案：C3．一台电动机的线圈电阻与一只电炉的电阻相同，都通过相同的电流，在相同时间内 ()A．电炉放热与电动机放热相等B．电炉两端电压小于电动机两端电压C．电炉两端电压等于电动机两端电压D．电动机消耗的功率大于电炉的功率解析：电炉属于纯电阻，电动机属于非纯电阻，对于电炉有：U＝IR，放热Q＝I2Rt，消耗功率P＝I2R，对于电动机有：U>IR，放热Q＝I2Rt，消耗功率P＝UI>I2R.答案：ABD4．关于电功率，下列说法中正确的是 ()A．用电器的额定功率与用电器的实际电压和实际电流有关B．用电器的实际功率取决于用电器的额定功率C．白炽灯正常工作，实际功率等于额定功率D．电功率越小，则电流做的功越少解析：用电器的额定功率与用电器的额定电压和额定电流有关，A错．用电器的实际功率，由用电器两端的实际电压和通过它的电流决定，B错．白炽灯正常工作，即达到额定电压和额定电流，故实际功率等于额定功率，C对．因W＝P·t，功由功率和时间共同决定，故D错．答案：C5.如图2－5－3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R1∶R2∶R3是 ()图2－5－3A．1∶1∶1 B．4∶1∶1图2－5－3C．1∶4∶4 D．1∶2∶2解析：根据串并联电路的特点，U2＝U3，故R2＝R3，又I1＝I2＋I3，故I1＝2I2＝2I3，根据P＝I2R和P1＝P2＝P3得R1∶R2∶R3＝1∶4∶4.答案：C知能提升图2－5－46．电子产品制作车间里常常使用电烙铁焊接电阻器和电容器等零件，技术工人常将电烙铁和一个灯泡串联使用，灯泡还和一只开关并联，然后再接到市电上(如图2－5－4所示)，下列说法正确的是()图2－5－4A．开关接通时比开关断开时消耗的总电功率大B．开关接通时，灯泡熄灭，只有电烙铁通电，可使消耗的电功率减小C．开关断开时，灯泡发光，电烙铁也通电，消耗的总功率增大，但电烙铁发热较少D．开关断开时，灯泡发光，可供在焊接时照明使用，消耗总功率不变解析：开关接通时，灯泡被短路，灯泡熄灭，电路的总电阻变小，电路的总功率P＝eq\f(U2,R)变大，电烙铁的功率变大，A正确，B、C、D错误．答案：A7.如图2－5－5所示，电路电压U保持不变，滑动变阻器R的总阻值与R2的阻值均为20Ω，电阻R1的阻值为5Ω.当滑动变阻器R的滑动端P由a向b滑动过程中 ()图2－5－5A．干路中电流不断增大图2－5－5B．R1上消耗电功率不断增大C．R1上消耗电功率不断减小D．R2上消耗电功率不断减小解析：滑片由a向b滑动时，R变小，R并变小，R总变小，电路中的总电流变大，R1两端的电压变大，消耗的功率变大；并联部分电压变小，R2消耗的功率变小．答案：ABD图2－5－58.如图2－5－6所示，有一内电阻为4.4Ω的电解槽和一盏标有“110V，60W”的灯泡串联后接在电压为220V的直流电路两端，灯泡正常发光，则()图2－5－5A．电解槽消耗的电功率为120WB．电解槽的发热功率为60WC．电解槽消耗的电功率为60WD．电路消耗的总功率为60W解析：灯泡能正常发光，说明电解槽和灯泡均分得110V电压，且干路电流I＝I灯＝eq\f(60,110)A，则电解槽消耗的功率P＝P灯＝60W，C对，A错；电解槽的发热功率P热＝I2R内＝1.3W，B错；整个电路消耗的总功率P总＝220×eq\f(60,110)W＝120W，D错．答案：C9．小明家的窗式空调已用了多年，耗电功率已不再是说明书上的数值了，他想测出这台空调的耗电功率．于是他将家中的其他用电器全部关闭，单独打开空调，观察他家的电度表在2min内转了200转，且电度表上标有3000r/kW·h的字母，你能帮他测出他家空调的功率吗？解析：表盘上的字样说明表盘转动3000转时，电路消耗1度电(1kW·h)，即在2min＝120s内，电路消耗eq\f(200,3000)kW·h＝eq\f(1,15)kW·h的电能，所以P＝eq\f(W,t)＝eq\f(1,15)×3.6×106×eq\f(1,120)W＝2000W，即空调的耗电功率为2000W.答案：2000W图2－5－510.2009年国庆群众游行队伍中的国徽彩车，如图2－5－7，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．假设这辆电动彩车总质量为6.75×103kg，当它匀速通过天安门前500m的检阅区域时用时250s，驱动电机的输入电流I＝10A，电压为300V，电动彩车行驶时所受阻力为车重的0.02倍．g取10m/s图2－5－5(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＝UI＝300V×10A＝3000W.(2)电动彩车通过天安门前的速度v＝x/t＝2m/s电动彩车行驶时所受阻力为f＝0.02mg＝0.02×6.75×103×10N＝1.35×103N电动彩车匀速行驶时