2019-2020学年高中物理 第2章 恒定电流 课时作业14 5焦耳定律（含解析）新人教版选修3-1

课时作业(十四)一、选择题(3、4、6、7、9为多项选择题，其余为单项选择题)1关于电功的说法中错误的是()a导体内电场力移送电荷所做的功叫作电功b电流做功的过程，就是电能转化为其他形式的能的过程c电流做功消耗的能量，由电源供给d电功就是电能解析根据电功的定义及特点，可以判断a、b、c三项均正确电功是电能转化为其他形式的能的量度，功和能是不同的概念，d项错，故选d项答案d设置目的考查电功的实质2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项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项错白炽灯正常工作，即达到额定电压和额定电流，故实际功率等于额定功率，c项对因wpt，功由功率和时间共同决定，故d项错答案c设置目的考查额定功率和实际功率的区别3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在不是纯电阻的电路中，uii2rd焦耳热qi2rt适用于任何电路解析要正确区分电功和电功率电功率公式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q()2rt，可见q与p、u、t都有关所以，p越大，q不一定越大，a项不对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，b项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wq，即uii2r，c项正确qi2rt是焦耳热的定义式，适用于任何电路中产生的焦耳热，d项正确答案bcd4用一个额定电压为220 v的电热水器煮沸一壶水需要t s，如果不考虑电热水器的电热损失和电热丝电阻受温度的影响，那么()a当线路电压为110 v时，煮沸一壶水需要2t sb当线路电压为110 v时，煮沸一壶水需要4t sc当线路电压为55 v时，煮沸一壶水需要4t sd当线路电压为55 v时，煮沸一壶水需要16t s解析由公式qt，煮沸一壶水所需的热量为qt j当电压变为原来的时，所需热量没变，因此时间要变为原来的4倍，即4t s，选项b正确当电压变为原来的时，时间要变为原来的16倍，即16t s，选项d正确答案bd5有一个电风扇，标有“220 v 50 w”，电动机线圈的电阻为0.4 ，把它接入220 v的电路中，以下几种计算时间t内产生热量的方法，正确的是()aqtbqptcq(p/u)2rt d以上三种方法均正确解析由于电风扇工作时其电路是非纯电阻电路，故a、b两项错误由pui得i，再由qi2rt知c项正确答案c设置目的考查含电动机的非纯电阻电路中电热的特点6一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：uir，放热qi2rt，消耗功率pi2r，对于电动机有：uir，放热qi2rt，消耗功率puii2r.答案abd设置目的考查纯电阻电路和非纯电阻电路的区别7.如图所示，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20 ，电阻r1的阻值为5 .当滑动变阻器r的滑动端p由a向b滑动过程中()a干路中电流不断增大br1上消耗电功率不断增大cr1上消耗电功率不断减小dr2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设置目的考查串并联电路中的电阻变化与功率关系8把六个相同的小灯泡接成如图甲、乙所示的电路，调节变阻器使小灯泡正常发光，甲、乙两电路所消耗的功率分别用p甲和p乙表示，则下列结论中正确的是()ap甲p乙bp甲3p乙cp乙3p甲 dp乙3p甲解析设每个灯泡正常工作时的电流为i，则甲图中电路的总电流为3i，p甲123i36i，乙图中电路的总电流为i，p乙12i12i，故有p甲3p乙，b项正确答案b设置目的考查串并联电路的特点9如图甲所示的电路中，a、b、c是三个完全相同的灯泡，已知灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，已知该伏安特性曲线过点(0.4 v，0.125 a)，闭合电键后流过电源的电流为0.25 a则下列说法正确的是()a灯泡a两端电压为灯泡b两端电压的2倍b灯泡b的阻值为12 c灯泡a、b的电功率之比为41d灯泡a的功率为0.75 w解析a项，b和c并联后与a串联，b和c的电压相同，则电流也相同，a的电流为b电流的2倍，由于灯泡是非线性元件，所以a的电压不是b电压的2倍，故a项错误；b项，b的电流为0.125 a，b的电压为0.4 v，根据欧姆定律可知，b的电阻为rb 3.2 ，故b项错误；c项，根据pui可知，a消耗的功率为p10.253 w0.75 w，b消耗的电功率为p20.1250.4 w0.05 w，所以a、b消耗的电功率的比值为15大于4，故c项错误；d项，根据图象可知，当电流为0.25 a时，电压为u3 v，所以pui0.75 w，故d项正确；故选d项答案d点评本题的关键是搞清电路的结构，能够从图中读出有效信息，对于线性元件，r，但对于非线性元件，r.10额定电压均为220 v的白炽灯l1和l2的ui特性曲线如图甲所示，现将和l2完全相同的l3与l1和l2一起按如图乙所示电路接入220 v电路中，则下列说法不正确的是()al2的额定功率为99 wbl2的实际功率为17 wcl2的实际功率比l3的实际功率小17 wdl2的实际功率比l3的实际功率小82 w解析由l2的伏安特性曲线可得，在额定电压220 v时的电流为0.45 a，则l2的额定功率为p额u额i额99 w，所以选项a正确；图示电路为l1和l2串联再与l3并联，所以l1和l2串联后两端的总电压为220 v，那么流过l1和l2的电流及两灯的电压满足i1i2，u1u2220 v，由l1和l2的ui图线可知，i1i20.25 a，u1152 v，u268 v，故灯l2的实际功率p2i2u217 w，故选项b正确；由于l3两端的电压为220 v，故p3p额99 w，则p3p282 w，故c项错，d项对答案c设置目的考查串并联电路中焦耳定律的应用二、非选择题11.如图所示，两个灯泡a、b并联接在p、q两点间，a、b的铭牌上分别标有“1 a 3 ”“1.5 a 4 ”，求干路中允许通过的最大电流i为多大？解析欲使干路电流最大，须保证每个灯泡都不烧毁，即保证不超过允许加的最大电压就行，所以判定额定电压大小即可由铭牌数据，应用欧姆定律uir可知a、b允许加的最大电压分别为ua3 v、ub6 va、b并联，两灯泡两端电压相等，则p、q两点间电压不超过3 v，两灯泡就不会烧毁，所以p、q间允许加的最大电压为um3 v.则干路中允许通过的最大电流为im1.75 a.答案1.75 a设置目的考查串并联电路的特点12.电热毯是人们常用的电热式家用电器，它一般具有加热和保暖功能，其工作原理大致相同，如图为某种电热式电器的简化电路图，主要元件有电阻丝r1、r2和自动开关s.(1)当自动开关s闭合和断开时，用电器分别处于什么状态？(2)用电器由照明电路供电(u220 v)，设加热时用电器的电功率为400 w，保温时用电器的电功率为40 w，则r1和r2分别为多大？解析(1)当开关s闭合时，r2被短路，电路中只有r1，此时功率p1；当开关s断开时，r1、r2串联，此时功率为p2，显然有p1p2，故s闭合时，用电器处于加热状态；s断开时，用电器处于保温状态(2)加热时有：p1，保温时有p2，代入数据解得：r1121 ，r21 089 .答案(1)s闭合为加热状态，s断开为保温状态(2)121 1 089 设置目的考查焦耳定律的实际应用13.如图所示，一直流电源与一保护电阻r0和一直流电动机串联，已知电源两端电压恒为e24 v，保护电阻r04 ，电动机内阻r2 ，电动机竖直向上匀速吊起一质量为m1 kg的重物时，电流表的读数i2 a，不计一切阻力，g取10 m/s2.(1)电动机的电功率及热功率分别为多大？(2)重物匀速上升的速度v多大？(3)电动机的效率是多少？解析(1)由题，电源两端电压恒为e24 v，保护电阻r0的电压为：ur0ir024 v8 v，电动机上的电压为：ueur024 v8 v16 v电动机消耗的电功率为：pui162 w32 w电动机的热功率为：p热i2r222 v8 w.(2)电动机的输出功率为：p机pp热32 w8 w24 w当重物匀速上升时，有：pfvmgv代入数据可得：v2.4 m/s.(3)电动机的效率为：100%100%75%.答案(1)32 w8 w(2)2.4 m/s(3)75%点评本题是欧姆定律与能量转化与守恒定律的综合应用对于电动机电路，不转动时，是纯电阻电路，欧姆定律成立；当电动机正常工作时，其电路是非纯电阻电路，欧姆定律不成立14以蓄电池为驱动能源的环保汽车总质量m3103 kg.当它在水平路面上以v36 km/h的速率匀速行驶时，驱动电机的输入电流i50 a，电压u300 v在此