習(xí)題1：焦耳定律

焦耳定律習(xí)題一、單項(xiàng)選擇題(每小題6分，共42分)1.對(duì)于連入電路的不同燈泡而言，亮度大的燈泡是()A．通過(guò)的電流大的燈泡B．兩端電壓大的燈泡C．電阻值大的燈泡D．消耗電功率大的燈泡2．室內(nèi)有幾種用電器：kW的電飯煲、200W的電冰箱、750W的取暖器、250W的電視機(jī)和2kW的空調(diào)器．如果進(jìn)線處有13A的保險(xiǎn)絲，供電電壓為220V，下列情況下不可能同時(shí)使用的是()A．電飯煲和電冰箱B．取暖器和空調(diào)器C．電飯煲和空調(diào)器D．電冰箱、電視機(jī)和空調(diào)器3．功率為10W的發(fā)光二極管(LED燈)的亮度與功率為60W的白熾燈相當(dāng)．根據(jù)國(guó)家節(jié)能戰(zhàn)略，2022年前普通白熾燈應(yīng)被淘汰．假設(shè)每戶家庭有2只60W的白熾燈，均用10W的LED燈替代，估算出全國(guó)一年節(jié)省的電能最接近()A．8×108kW·h B．8×1010kW·hC．8×1011kW·h D．8×1013kW·h4．三個(gè)阻值相同的燈泡，其允許消耗的最大功率都是10W，現(xiàn)將其中的兩只燈泡串聯(lián)起來(lái)后再與第三只燈泡并聯(lián)接在電路中，則整個(gè)電路允許消耗的最大功率為()A．30W B．20WC．15W D．10W5．一幢居民樓里住著生活水平各不相同的24戶居民，所以整幢居民樓里有各種不同的電器，例如電爐、電視機(jī)、微波爐、電腦等．停電時(shí)，用歐姆表測(cè)得A、B間的電阻為R；供電后，各家用電器同時(shí)使用，測(cè)得A、B間的電壓為U，進(jìn)線電流為I，如圖所示，則計(jì)算該幢居民樓用電的總功率可以用的公式是()A．P＝I2R B．P＝eq\f(U2,R)C．P＝IU D．P＝eq\f(W,t)6．一白熾燈泡的額定功率與額定電壓分別為36W與36V．若把此燈泡接到輸出電壓為18V的電源兩端，則燈泡消耗的電功率()A．等于36WB．小于36W，大于9WC．等于9WD．小于9W7．下列關(guān)于電功、電功率和焦耳定律的說(shuō)法中不正確的是()A．電功率越大，電流做功越快，電路中產(chǎn)生的焦耳熱一定越多B．W＝UIt適用于任何電路，而W＝I2Rt＝eq\f(U2,R)t只適用于純電阻電路C．在不是純電阻的電路中，UI＞I2RD．焦耳熱Q＝I2Rt適用于任何電路二、多項(xiàng)選擇題(每小題8分，共24分)8．通常一次閃電過(guò)程歷時(shí)約～s，它由若干個(gè)相繼發(fā)生的閃擊構(gòu)成．每個(gè)閃擊持續(xù)時(shí)間僅40～80μs，電荷轉(zhuǎn)移主要發(fā)生在第一個(gè)閃擊過(guò)程中．在某一次閃電前云地之間的電勢(shì)差約為×109V，云地間距離約為1km；第一個(gè)閃擊過(guò)程中云地間轉(zhuǎn)移的電荷量約為6C，閃擊持續(xù)時(shí)間約為60μs.假定閃電前云地間的電場(chǎng)是均勻的．根據(jù)以上數(shù)據(jù)，下列判斷正確的是()A．閃電電流的瞬時(shí)值可達(dá)到1×105AB．整個(gè)閃電過(guò)程的平均功率約為1×1014WC．閃電前云地間的電場(chǎng)強(qiáng)度約為1×106V/mD．整個(gè)閃電過(guò)程向外釋放的能量約為6×106J9．不考慮溫度對(duì)電阻的影響，對(duì)一個(gè)“220V40W”的燈泡，下列說(shuō)法中正確的是()A．接在110V的電路上時(shí)的功率為20WB．接在110V的電路上時(shí)的功率為10WC．接在440V的電路上時(shí)的功率為160WD．接在220V的電路上時(shí)的功率為40W10．一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的線圈電阻與一只電爐的電阻相同，都通過(guò)相同的電流，在相同時(shí)間內(nèi)()A．電爐放熱與電動(dòng)機(jī)放熱相等B．電爐兩端電壓小于電動(dòng)機(jī)兩端電壓C．電爐兩端電壓等于電動(dòng)機(jī)兩端電壓D．電動(dòng)機(jī)消耗的功率大于電爐的功率三、非選擇題(共34分)11.(16分)微型吸塵器的直流電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻一定，為1Ω，當(dāng)加在它兩端的電壓為V時(shí)，電流為A，且能正常工作，求：(1)它的額定輸入功率多大？(2)工作時(shí)由導(dǎo)線發(fā)熱損失的功率多大？(3)它的最大輸出功率多大？12．(18分)一輛電動(dòng)自行車的銘牌上給出了如下的技術(shù)參數(shù)表質(zhì)量為M＝70kg的人騎此電動(dòng)自行車沿平直公路行駛，所受阻力Ff恒為車和人總重的k＝倍．取g＝10m/s2，求：(1)此車電機(jī)在額定電壓下正常工作的效率．(2)僅在電機(jī)以額定功率提供動(dòng)力的情況下，人騎車行駛的最大速度．(3)僅在電機(jī)以額定功率提供動(dòng)力的情況下，當(dāng)車速為v1＝m/s時(shí)，人騎車的加速度．參考答案1．D2．C電路中允許的最大功率為Pm＝UI＝2860W．用電器的功率之和大于Pm時(shí)，用電器就不可能同時(shí)使用，故選C.3．B該題考查電能的估算問(wèn)題．解題思路是一年按365天，全國(guó)按5億用戶，每天按4小時(shí)估算．考查應(yīng)變能力.2只節(jié)能燈比2只白熾燈節(jié)省的功率為100W，即kW，所以一年節(jié)約的電能E＝×4×365×5×108kW·h≈8×1010kW·h，B選項(xiàng)正確．4．C連接后電路如圖，其中L3兩端電壓最高，它消耗的電功率為10W時(shí)，因L1與L2串聯(lián)，且電阻相等，則分配在L1與L2兩燈電壓都是燈L3兩端電壓的一半．∴P1＝P2＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(U,2)))2,R)＝eq\f(U2,4R)＝eq\f(P3,4)＝eq\f(10,4)W＝W則整個(gè)電路消耗的功率P＝P1＋P2＋P3＝＋＋10)W＝15W.5．C此電路中所用電器不一定是純電阻，故總功率只能用P＝UI計(jì)算，選項(xiàng)C正確．6．B白熾燈在正常工作時(shí)的電阻為R，由P＝U2/R得R＝36Ω，當(dāng)接入18V電壓時(shí)，假設(shè)燈泡的電阻也為36Ω，則它消耗的功率為P＝U2/R＝eq\f(182,36)W＝9W，但是當(dāng)燈泡兩端接入18V電壓時(shí)，它的發(fā)熱功率小，燈絲的溫度較正常工作時(shí)的溫度低，其電阻率小，所以其電阻要小于36Ω，其實(shí)際功率要大于9W，故B項(xiàng)正確．7．A電功率公式為P＝eq\f(W,t)，功率越大，表示電流做功越快．對(duì)于一段電路，有P＝IU，I＝eq\f(P,U)，焦耳熱Q＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(P,U)))2Rt，可見(jiàn)Q與P、U、t都有關(guān)．所以，P越大，Q不一定越大，A錯(cuò)．W＝UIt是電功的定義式，適用于任何電路．而I＝eq\f(U,R)只適用于純電阻電路，B對(duì)．在非純電阻電路中，電流做的功＝焦耳熱＋其他形式的能，所以W>Q，即UI>I2R，C正確．Q＝I2Rt是焦耳熱的定義式，適用于任何電路中產(chǎn)生的焦耳熱，D正確．8．ABCI＝eq\f(q,t)＝eq\f(6,60×10－6)A＝105AE＝eq\f(U,d)＝eq\f(109,103)V/m＝106V/mW＝Uq＝6×109JP＝eq\f(W,t)＝eq\f(6×109,60×10－6)W＝1×1014W9．BD由P額＝eq\f(U\o\al(2,額),R)得燈泡的電阻R＝eq\f(2202,40)Ω＝1210Ω；所以電壓為110V時(shí)，P＝eq\f(U2,R)＝eq\f(1102,1210)W＝10W；電壓為440V時(shí)，超過(guò)燈泡的額定電壓，故燈泡燒壞．10．ABD電爐屬于純電阻用電器，電動(dòng)機(jī)屬于非純電阻用電器．對(duì)于電爐有：U＝IR，放熱Q＝I2Rt，消耗功率P＝I2R；對(duì)于電動(dòng)機(jī)有：U′>IR，放熱Q′＝I2Rt，消耗功率P′＝U′I>I2R.11.(1)W(2)W(3)W解析：(1)電動(dòng)機(jī)的額定輸入功率為：P額＝UI＝×W＝W(2)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱損失的功率為：P熱＝I2R＝2×1W＝W.(3)根據(jù)能量的轉(zhuǎn)化與守恒，電動(dòng)機(jī)的最大輸出功率為：P出＝P額－P熱＝W.12．(1)%(2)m/s(3)m/s2解析：(1)由表可知，電機(jī)的額定電壓為U0＝40V、額定電流為I0＝A，所以電機(jī)正常工作時(shí)輸入功率為P入＝U0I0＝140W又因電機(jī)的輸出功率為P出＝120W，所以電機(jī)的效率為η＝eq\f(P