2.5 焦耳定律同步訓(xùn)練（答案含解析）—人教版高中物理選修3-1練習(xí)

1、2.5焦耳定律同步訓(xùn)練1.(3分)如圖所示為兩用電器 1 和 2 的伏安特性曲線。將兩用電器串聯(lián)后接入一電路中，接通電路后關(guān)于它們的電阻值 R1 、 R2 及發(fā)熱功率 P1 、 P2 的 的比較，正確的是_ A.R1R2，P1P2B.R1R2，P1P2C.R1R2，P1P2D.R1R2，P1P22.(3分)兩只額定電壓均為 110V 的燈泡甲和乙，額定功率分別為 100W 和 40W, 為了使它們接到 220V 電源上能正常發(fā)光，同時電路消耗的電功率最小，如圖所示電路中最合理的是_A.B.C.D.3.(3分)下列求解電熱的公式中，對所有電路均適用的是_A. Q=UIt B. Q=I2Rt C.

2、 Q=U2Rt D. Q=W=Pt4.(3分)如圖所示是某款理發(fā)用的電吹風(fēng)的電路圖，它主要由電動機(jī) M 和電熱絲 R 構(gòu)成。當(dāng)閉合開關(guān) S1 、 S2 后，電動機(jī)驅(qū)動風(fēng)葉旋轉(zhuǎn)，將空氣從進(jìn)風(fēng)口吸入，經(jīng)電熱絲加熱，形成熱風(fēng)后從出風(fēng)口吹出。已知電吹風(fēng)的額定電壓為 220V，吹冷風(fēng)時的功率為 120W，吹熱風(fēng)時的功率為 1000W。關(guān)于該電吹風(fēng)，下列說法正確的是_ A.電熱絲的電阻為 55B.電動機(jī)的電阻為 12103C.當(dāng)電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時，電熱絲每秒鐘消耗的電能為 1000JD.當(dāng)電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時，電動機(jī)每秒鐘消耗的電能為 1120J5.(3分)如圖所示，直線 A 為電源 a 的路端電壓與電流的關(guān)系圖線

3、；直線 B 為電源 b 的路端電壓與電流的關(guān)系圖線；直線 C 為一個電阻 R 的兩端電壓與電流的關(guān)系圖線。如果將這個電阻 R 分別接到 a 、 b 兩電源上，那么有_ A. R 接到 a 電源上，電源的效率較高B. R 接到 b 電源上，電源的輸出功率較大C. R 接到 a 電源上，電源的輸出功率較大，但電源效率較低D. R 接到 b 電源上，電阻的發(fā)熱功率和電源的效率都較高6.(3分)在如圖所示的電路中，閉合開關(guān) S 后，直流電動機(jī)正常轉(zhuǎn)動，電壓表的示數(shù)為 8.0V。已知電源電動勢為 10V，電源內(nèi)阻為 0.5，電路中的電阻 R 為 1.5，小型直流電動機(jī) M 的內(nèi)阻為 1.0，電壓表為理想

4、電表，下列說法正確的是_ A.流經(jīng)電動機(jī)的電流為 2.0AB.電動機(jī)的輸出功率為 7WC.電動機(jī)產(chǎn)生的熱功率為 8WD.電源的輸出功率為 8W7.(3分)電動機(jī)與小電珠串聯(lián)接入電路，電動機(jī)正常工作時，小電珠的電阻為 R1，兩端電壓為 U1，流過的電流為 I1；電動機(jī)的內(nèi)電阻為 R2，兩端電壓為 U2，流過的電流為 I2。則_A.I1<I2 B.U1U2>R1R2 C.U1U2=R1R2 D.U1U2<R1R28.(3分)如圖所示的電路中，輸入電壓 U 恒為 12V，燈泡 L 上標(biāo)有“6V,12W”字樣，電動機(jī)線圈的電阻 RM=0.50。若燈泡恰能正常發(fā)光，以下說法中正確的是_

5、 A.電動機(jī)的輸入功率為 24WB.電動機(jī)的輸出功率為 12WC.電動機(jī)的熱功率為 2.0WD.整個電路消耗的電功率為 22W9.(3分)將一直流電源的總功率 PE 、輸出功率 PR 和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率 Pr 隨電流 I 變化的圖線畫在同一坐標(biāo)系中，如圖所示，則下列說法正確的是_ A.圖線 b 表示電源內(nèi)部的發(fā)熱功率 Pr 隨電流 I 的變化關(guān)系B. N 點(diǎn)對應(yīng)的功率為最大輸出功率C.在圖線上 A 、 B 、 C 三點(diǎn)的縱坐標(biāo)一定滿足關(guān)系 PA<PB+PCD.兩個圖線上交點(diǎn) M 與 N 的橫坐標(biāo)之比一定為 1:4，縱坐標(biāo)之比一定為 1:210.(3分)如圖所示，直線 A 為某電源的 U

6、I 圖線，曲線 B 為某小燈泡的 UI 圖線，用該電源和小燈泡組成閉合電路時，電源的輸出功率和電源的總功率分別是_ A. 4W , 8WB. 4W , 6WC. 2W , 3WD. 2W , 4W二多選題11.(4分)如圖所示，圖線 a 是某一電源的 UI 圖線，圖線 b 是一定值電阻的 UI 圖線。若將該電源與該定值電阻連成閉合電路（已知該電源的內(nèi)阻 r=2.0），則_ A.該定值電阻為 6B.該電源的電動勢為 20VC.將 3 只這種電阻并聯(lián)作為外電阻，電源輸出功率最大D.將 2 只這種電阻串聯(lián)作為外電阻，電源輸出功率最大12.(4分)電動汽車是以車載電源為動力，開啟了“綠色出行”的新模式

7、。某電動汽車電源電動勢為 400V 、內(nèi)阻為 0.5，充滿電時儲存的可用電能為 64kWh，汽車運(yùn)行時電源的放電電流為 100A，熄火后電源的放電電流為 100mA。下列說法正確的是_A.汽車運(yùn)行時，電源持續(xù)放電的時間可超過 1hB.汽車熄火后，電源持續(xù)放電的時間可超過 60 天C.汽車運(yùn)行時電源的輸出功率為 35kWD.汽車運(yùn)行時電源的效率為 95%13.(4分)在某段電路中，其兩端電壓為 U，通過的電流為 I，通電時間為 t，若該電路電阻為 R，則關(guān)于電功和電熱的關(guān)系，下列說法正確的是_A.在任何電路中，電功 W=UIt=I2RtB.在任何電路中，電功為 UIt，電熱為 I2RtC.在純電

8、阻電路中，UIt=I2RtD.在非純電阻電路中，UIt>I2Rt14.(4分)如圖所示電路中，電源電動勢 恒定，內(nèi)阻 r=1，定值電阻 R3=5當(dāng)電鍵 K 斷開與閉合時，ab 段電路消耗的電功率相等則下列說法中正確的是（電表均為理想表）_ A.電阻 R1 、 R2 可能分別為 4 、 5B.電阻 R1 、 R2 可能分別為 3 、 6C.電鍵 K 斷開時電壓表的示數(shù)一定大于 K 閉合時的示數(shù)D.電鍵 K 斷開與閉合時電壓表的示數(shù)變化量大小與電流表的示數(shù)變化量大小之比一定等于 6四.解答題19.(3小題共13分)一臺電風(fēng)扇，內(nèi)阻為 20，接上 220V 電壓后，消耗功率 66W。求：(1)

9、(4分)電風(fēng)扇正常工作時通過風(fēng)扇電動機(jī)的電流強(qiáng)度；(2)(4分)電風(fēng)扇工作時，轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率和內(nèi)能的功率，電動機(jī)的效率.(3)(5分)若接上電源后，扇葉被卡住，不能轉(zhuǎn)動，則此時通過電動機(jī)的電流多大？電動機(jī)消耗的電功率和發(fā)熱功率各是多大？20.(3小題共13分)一臺小型電動機(jī)在 3V 電壓下工作，用此電動機(jī)提升所受重力為 4N 的物體時，通過它的電流是 0.2A。在 30s 內(nèi)可使該物體被勻速提升 3m。若不計除電動機(jī)線圈生熱之外的能量損失，求：(1)(4分)電動機(jī)的輸入功率；(2)(4分)在提升重物的 30s 內(nèi)，電動機(jī)線圈所產(chǎn)生的熱量；(3)(5分)線圈的電阻。21.(3小題共13分)如

10、圖所示是電飯堡的電路圖，S1 是一個控溫開關(guān)，手動閉合后，當(dāng)此開關(guān)溫度達(dá)到居里（103C）時，會自動斷開。S2 是一個自動控溫開關(guān)，當(dāng)溫度低于 70C 時會自動閉合；溫度高于 80C 時，會自動斷開。紅燈是加熱時的指示燈，黃燈是保溫時的指示燈。分流電阻 R1=R2=500，加熱電阻 R3=50，兩燈電阻不計。 (1)(4分)分析電飯堡的工作原理。(2)(4分)計算加熱和保溫兩種狀態(tài)下，電飯堡消耗的電功率之比。(3)(5分)簡要回答：如果不閉合開關(guān) S1，能將飯煮熟嗎？22.(3小題共13分)一輛電動自行車的銘牌上給出了如下表所示的技術(shù)參數(shù)表： 請根據(jù)上表計算:(1)(4分)此車電機(jī)的內(nèi)阻。(2

11、)(4分)電機(jī)正常工作時的效率。(3)(5分)在額定電壓下，電機(jī)突然卡死時，電機(jī)的總功率。參考答案1.【能力值】無【知識點(diǎn)】部分電路歐姆定律、焦耳定律【詳解】根據(jù) R=UI 可知，串聯(lián)電路電流強(qiáng)度處處相等，通電后在同一電流下，1 的電壓小于 2 的電壓，故 R1 的阻值小于 R2 的阻值； 根據(jù)功率的公式 P=UI，電流相同，電阻大的對應(yīng)電壓大，則功率大，所以 R2 的發(fā)熱功率大，故A正確、BCD錯誤。【答案】A2.【能力值】推理能力/應(yīng)用能力【知識點(diǎn)】串聯(lián)電路和并聯(lián)電路、焦耳定律、部分電路歐姆定律【詳解】略【答案】C3.【能力值】無【知識點(diǎn)】焦耳定律【詳解】略【答案】B4.【能力值】無【知識

12、點(diǎn)】焦耳定律【詳解】電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時電熱絲消耗的功率為 P=1000W120W=880W，對電熱絲，由 P=U2R 可得電熱絲的電阻為 R=U2P=2202880=55，選項A正確；由于不知道電動機(jī)線圈的發(fā)熱功率，所以電動機(jī)線圈的電阻無法計算，選項B錯誤；當(dāng)電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時，電熱絲每秒消耗的電能為 880J，選項C錯誤；當(dāng)電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時，電動機(jī)每秒鐘消耗的電能為 120J，選項D錯誤?！敬鸢浮緼5.【能力值】無【知識點(diǎn)】焦耳定律【詳解】由題圖判斷電源 a 的內(nèi)阻大，在純電阻電路中電源效率 =RR+r×100%，內(nèi)阻越大，效率越低；電源的輸出功率 P=UI 對應(yīng)圖線交點(diǎn)坐標(biāo)的乘積，電阻的發(fā)

13、熱功率與圖線交點(diǎn)橫坐標(biāo)的平方成正比，只有C正確?！敬鸢浮緾6.【能力值】無【知識點(diǎn)】閉合電路的歐姆定律、焦耳定律【詳解】 R 與 r 兩端的電壓 U=108=2V，則由歐姆定律可知 I=Ur+R=21.5+0.5=1A；故A錯誤； 電動機(jī)的輸出功率 P出=UII2r0=8×112×1=7W；故B正確； 電動機(jī)產(chǎn)生的熱功率 P熱=I2r0=1×1=1W；故C錯誤； 電源的輸出功率 P=EII2r=101×0.5=9.5W；故D錯誤；【答案】B7.【能力值】無【知識點(diǎn)】非純電阻電路中的焦耳定律【詳解】略【答案】D8.【能力值】理解能力【知識點(diǎn)】串聯(lián)電路和并聯(lián)

14、電路、焦耳定律【詳解】電動機(jī)兩端的電壓 U1=UUL=126V=6V，整個電路中的電流 I=PLUL=126A=2A，所以電動機(jī)的輸入功率 P=U1I=6×2W=12W。故A錯誤。 電動機(jī)的熱功率 P熱=I2RM=4×0.5W=2W，則電動機(jī)的輸出功率 P2=PI2RM=122W=10W。故B錯誤，C 正確。 整個電路消耗的功率 P總=UI=12×2W=24W。故D錯誤。【答案】C9.【能力值】推理能力/應(yīng)用能力【知識點(diǎn)】焦耳定律、閉合電路的歐姆定律【詳解】由電耗消耗功率和電源內(nèi)部消耗功率表達(dá)式 P1=EI，P2=UII2r，P3=I2r；可知，a 是直線，表示的

15、是電源消耗的總電功率；b 是拋物線，表示的是電源內(nèi)電阻上消耗的功率；c 表示外電阻的功率即為電耗的輸出功率 PR，A正確。當(dāng) R=r 時，輸出功率最大，M 點(diǎn)是輸出功率最大的位置，B錯誤。在 a 、 b 、 c 三條圖線上分別取橫坐標(biāo)相同的 A 、 B 、 C 三點(diǎn)，因為直流電源的總功率 P1 等于輸出功率 P2 和電源內(nèi)部的發(fā)勢功率 P3 的和，所以這三點(diǎn)的縱坐標(biāo)一定滿足關(guān)系 P1=P2+P3，C錯誤。M 點(diǎn)輸出功率最大，IM=E2r，IN=Er，IMIN=12，PMPN=14，D錯誤。【答案】A10.【能力值】推理能力/應(yīng)用能力【知識點(diǎn)】閉合電路的歐姆定律、焦耳定律【詳解】由 A 曲線可知

16、電源電動勢 E=3V，交點(diǎn)的含義即為將此電阻接到這個電源上時的干路電流和路端電壓，即 I=2A，U=2V，所以電源的輸出功率 P出=IU=4W，電源的總功率 P總=IE=6W，因此B項對?！敬鸢浮緽12.【能力值】推理能力/應(yīng)用能力【知識點(diǎn)】閉合電路的歐姆定律、焦耳定律【詳解】由圖象得，定值電阻 R=6，電源電動勢 E=U+Ir=15V+2.5×2V=20V，A、B正確；3 只這種電阻并聯(lián)，外電阻等于電源內(nèi)阻，輸出功率最大，C正確?！敬鸢浮緼,B,C13.【能力值】無【知識點(diǎn)】焦耳定律【詳解】充滿電儲存電能 WE=64kWh，汽車運(yùn)行使時，電源的放電電流為 I1=100A，放電功率

17、P1=EI1=44×100W=40kW，電源持續(xù)放電的時間 t1=WEP1=1.6h，超過 1h，選項A正確；汽車熄火后，電源的放電電流為 I2=100mA，放電功率 P2=EI2=400×0.1W=0.04kW，電源持續(xù)放電的時間 t2=WEP2=1600h，合 66.7 天，可超過 60 天，選項B正確；汽車運(yùn)行時電源輸出功率 P出=P1I12r=40kW5kW=35kW，選項C正確；汽車運(yùn)行時電源效率 =P出P1×100%=87.5%，選項D錯誤。【答案】A,B,C14.【能力值】理解能力【知識點(diǎn)】焦耳定律【詳解】略【答案】B,C,D15.【能力值】推理能力

18、/應(yīng)用能力【知識點(diǎn)】閉合電路的歐姆定律、焦耳定律【詳解】由題，電鍵 K 斷開與閉合時，ab 段電路消耗的電功率相等，則有 (ER1+R2+R3+r)2(R1+R2)=(ER1+R3+r)2R1 .將 R1=4 、 R2=5 代入方程成立，而將 R1=3 、 R2=6 代入方程不成立，故A正確，B錯誤；電鍵 K 斷開時外電路總電阻大于 K 閉合時外電路總電阻，則電鍵 K 斷開時電壓表的示數(shù)一定大于 K 閉合時的示數(shù)故C正確；根據(jù)閉合電路歐姆定律得：U=E(R3+r)I，則電壓表的示數(shù)變化量大小與電流表的示數(shù)變化量大小之比為 UI=R3+r=6，故D正確【答案】A,C,D19.【能力值】推理能力/

19、應(yīng)用能力【知識點(diǎn)】(1)焦耳定律(2)焦耳定律(3)焦耳定律、部分電路歐姆定律【詳解】(1)因為 P入=IU 所以 I=PU=66220A=0.3A。(2)電風(fēng)扇正常工作時轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的功率 P熱=I2R=0.32×20W=1.8W 電風(fēng)扇正常工作時轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率 P機(jī)=P入P內(nèi)=66W1.8W=64.2W 電風(fēng)扇正常工作時的效率 =P機(jī)P入=64.266×100%97.3%。(3)電風(fēng)扇風(fēng)葉被卡住后通過電風(fēng)扇的電流 I=UR=22020A=11A 電動機(jī)消耗的電功率 P=IU=11×220W=2420W 電動機(jī)發(fā)熱功率 P熱=I2R=112×20W=

20、2420W。【答案】(1) 0.3A(2) 1.8W；64.2W；97.3%(3) 11A；2420W；2420W20.【能力值】推理能力/應(yīng)用能力【知識點(diǎn)】(1)焦耳定律(2)焦耳定律、能量守恒與能源(3)焦耳定律【詳解】(1)電動機(jī)的輸入功率 P入=UI=0.2×3W=0.6W。(2)電動機(jī)提升重物的機(jī)械功率 P機(jī)=Fv=(4×330)W=0.4W。 根據(jù)能量關(guān)系 P入=P機(jī)+PQ，得生熱的功率 PQ=P入P機(jī)=(0.60.4)W=0.2W。 所生熱量 Q=PQt=0.2×30J=6J。(3)由焦耳定律 Q=I2Rt，得線圈電阻 R=QI2t=60.22×30=5?！敬鸢浮?1) 0.6W(2) 6J(3)