人教版 高二物理 选修3-12.5焦耳定律 巩固练习（带答案）

1、焦耳定律巩固练习一、单选题（每一小题只有一个正确答案）1. 下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中不正确的是()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=U2Rt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2. 有一段电路，电压为U，电流为I，电阻为R，通电时间为t，下面说法正确的是()A. 电流做功W=IUt，产生的热量Q=I2Rt，W=Q总是成立的B. 由于I=UR，所以W=U2Rt一定成立C. 电路中产生的热量Q=I2Rt=U2RtD. 电流做的功W=IUt，产生热

2、量Q=I2Rt，有可能W>Q3. 某电阻的阻值为5，通过的电流为2A，则它在10s的时间内产生的热量为()A. 100JB. 200JC. 20JD. 2J4. 对于连入电路的不同灯泡，亮度大的灯泡是()A. 通过的电流大的灯泡B. 两端电压大的灯泡C. 电阻大的灯泡D. 消耗电功率大的灯泡5. 电阻R1、R2的IU图象如图所示，则下列说法正确的是()A. R1：R2=3：1B. 将R1与R2串联后接于电源上，则电压比U1：U2=1：3C. 将R1与R2并联后接于电源上，则电流比I1：I2=1：3D. 将R1与R2并联后接于电源上，则功率比P1：P2=1：36. 在如图所示的电路中，定值

3、电阻的阻值为5，电动机M的线圈电阻值为2，a、b两端加有44V的恒定电压，理想电压表的示数为24V，由此可知()A. 通过电动机的电流为12AB. 电动机线圈在1分钟内产生的热量为32JC. 电动机的功率为96WD. 电动机输出的功率为32W7. 在如图所示的电路中，输入电压U恒为8V。灯泡L标有“3V，6W”字样，电动机线圈的电阻为1。若灯泡恰能正常发光，电动机正常工作，下列说法正确的是()A. 流过电动机的电流为5AB. 电动机的输出功率为6WC. 电动机的发热功率是25WD. 整个电路消耗的电功率是10 W8. 如图所示三个电阻的阻值相同，允许消耗的最大功率分别为8W，6W，4

4、W，则此电路允许消耗的最大功率是()A. 18WB. 16WC. 14WD. 12W二、多选题（每道题有多个选项）9. 如图所示，把四个相同的灯泡接成甲、乙两种电路后，灯泡都正常发光，且两个电路的总功率相等则下列对这两个电路中的U甲、U乙，R甲、R乙之间的关系的说法，正确的是()A. U甲>2U乙B. U甲=2U乙C. R甲=4R乙D. R甲=2R乙10. 如图所示是一直流电动机提升重物的装置；已知重物质量为m=50kg，电源输出电压U=110V保持不变，电动机线圈电阻R=4，不计各处摩擦，当电动机以某一速度匀速向上提升重物时，电路中的电流I=5A(g=10m/s2)则：() A. 电源

5、的输出功率为100WB. 电动机线圈电阻R的发热功率550WC.  提升重物的功率为450WD.  电动机的效率为81.811. 如图所示，电阻R1=10，电动机M线圈电阻R2=10，电路两端电压U保持不变当开关S断开时，电流表的示数为I1=0.5A；当开关S闭合后，电动机转起来，电流表示数为I2，整个电路消耗的电功率为P，则()A. U=5VB. I2=1AC. P=5WD. P<5W12. 如图所示，电动机线圈电阻为R，电动机正常工作时，两端的电压为U，通过的电流为I，电源电动势为E，内阻为r，下列说法中正确的是()A. 电源的总功率为UIB. 电动机的输入总功率

6、为UIC. 电动机输出的机械功率为UII2RD. 电动机线圈产生的热功率为U2R三、计算题（写清必要的解题步骤）13. 有一起重机用的是直流电动机，如图所示，其内阻r=0.8，线路电阻R=10，电源电压U=150V，伏特表的示数为110V，求：(1)通过电动机的电流(2)输入到电动机的功率P入(3)电动机的发热功率Pr，电动机输出的机械功率14. 如图所示，已知电源的电动势为E，内阻r=2，定值电阻R1=0.5，滑动变阻器的最大阻值为5，求：(1)当滑动变阻器的阻值为多大时，电阻R1消耗的功率最大？(2)当滑动变阻器的阻值为多大时，滑动变阻器消耗的功率最大？(3)当滑动变阻器的阻值为多大时，电

7、源的输出功率最大？15. 图中电源电动势E=12V，内电阻r=0.5.将一盏额定电压为8V，额定功率为16W的灯泡与一只线圈电阻为0.5的直流电动机并联后和电源相连，灯泡刚好正常发光，通电100min。问：(1)电源提供的能量是多少？(2)电流对灯泡和电动机所做的功各是多少？(3)灯丝和电动机线圈产生的热量各是多少？(4)电动机的效率为多少？16. 如图所示，为电动机提升重物的装置，电动机线圈电阻为r=1，电动机两端电压为5V，电路中的电流为1A，物体A重20N，不计摩擦力，求：(1)电动机线圈电阻上消耗的热功率是多少？(2)电动机输入功率和输出功率各是多少？(3)这台电动机的机械效率是多少？

8、答案和解析1.A解：A、电功率越大，电流做功越快，但不一定转化的热量大。故A错误   B、W=UIt适用于任何电路，而W=I2Rt=U2Rt只适用于纯电阻的电路，说法准确。故B正确   C、在非纯电阻电路中，总电功大于电热故UI>I2R.故C正确   D、任何电路中求焦耳热要用Q=I2Rt.故D 正确本题选错误的2.D解：AD、在纯电阻电路中，电能全部转化为内能，电功等于电热，W=UIt=I2Rt.在非纯电阻电路中，电能一部分转化为内能，另一部分转化为其他形式的能，电功大于电热，即：UIt>I

9、2Rt.故A错误D正确；B、对于非纯电阻电路，欧姆定律是不能使用的；故导出的W=U2Rt一定不能成立；故B错误；C、电路中产生的热量Q=I2Rt；但对于非纯电阻电路；Q=U2Rt是不能使用的；故C错误；3.B解：由焦耳定律：Q=I2Rt=22×5×10J=200J，故B正确4.D解：灯泡亮度由灯泡实际功率决定，灯泡亮度与电流、电压、电阻无关，灯泡越亮，灯泡消耗的电功率越大；5.B解：A、根据IU图象知，图线的斜率表示电阻的倒数，所以R1：R2=1：3，故A错误；B、串联电路电流相等，所以将R1与R2串联后接于电源上，电压比U1：U2=R1：R2=1：3，故B正确；C、并联电

10、路，电压相等，电流比等于电阻之反比，所以将R1与R2并联后接于电源上，电流比I1：I2=3：1.故C错误；D、并联电路，电压相等，根据P=U2R可知，功率比P1：P2=3：1，故D错误。6.CA、对定值电阻研究，通过电动机的电流：I=UabUR=44245=4A.故A错误B、电动机线圈在1分钟内产生的热量：Q=I2tr=42×60×2J=196J.故B错误C、电动机消耗的功率：P=UI=24×4W=96W.故C正确D、电动机的输出功率：P出=UII2r=96W42×2=64W.故D错误7.BA、灯泡正常发光，则电路电流I=PU=63=2A，故A错误；B、

11、灯泡正常发光时的电压等于其额定电压，电动机电压UM=UUL=8V3V=5V，电动机的热功率PQ=I2RM=(2A)2×1=4W，则电动机的输出功率P出=UMIPQ=5×2W4W=6W，故B正确，C错误；D、整个电路消耗的功率P总=UI=8V×2A=16W，故D错误；8.D由于三个电阻的阻值相同，根据P=I2R，可得电阻的电流的大小为I=PR，所以8W的电阻的电流最大为8R，6W的电阻的电流最大为6R，4W的电阻的电流最大为4R，由于4W的电阻和6W的电阻并联，之后和8W的电阻串联，所以经过8W的电阻的电流是另外两个的电流的和，由于6R+4R>8R，所以8W的

12、电阻最先达到最大功率，由于三个电阻的阻值相同，所以并联部分的电阻的大小为12R，并联部分的总的电流与8W的电阻的电流相同，根据P=I2R可知，并联部分的总功率为8W的电阻功率的一半，即为4W，所以电路允许消耗的最大功率是8W+4W=12W，所以D正确。9.BC设灯泡的电阻为R，正常发光时电流为I，电压为U，由于两个电路的总功率相等，P=U甲I=U乙2I，得U甲=2U乙；又由U甲=2U+IR甲，U乙=U+2IR乙，得R甲=4R乙，故AD错误，BC正确。10.CD解：A.电源的输出功率为：P=UI=110×5W=550W，故A错误；B.电动机线圈电阻R的发热功率为：PQ=I2R=52&#

13、215;4W=100W，故B错误；C.根据能量守恒定律可知，提升重物的功率为：PG=PPQ=550110W=450W，故C正确；D.电动机的效率为：=PGP×100%=450550×100%=81.8%，故D正确。11.AD当开关S断开时，由欧姆定律得，U=I1R1=5V.当开关S闭合后，通过R1的电流仍为0.5A，电动机转动，电动机的电流I<UR2=510A=0.5A，故电流表的电流I2<1A，电动机中电功率P=UI<5W，故AD正确，BC错误。12.BC解：A、电源的总功率P总=EI，故A错误；B、电动机正常工作时，电动机消耗的电功率P电=UI.故B正

14、确。CD、电动机的发热功率P热=I2r，由于欧姆定律不再成立，P热U2R.根据能量守恒定律得到，电动机的输出功率P出=P电P热=UII2R.故C正确，D错误。13.解：(1)对电阻R，根据欧姆定律得     I=UUMR=15011010=4A电动机与电阻R串联，则通过电动机的电流为4A(2)电动机的输入功率是P入=UMI=110×4W=440W(3)电动机的发热功率PT=I2r=42×0.8W=12.8W，根据能量转化和守恒定律得电动机输出的机械功率P机=P入PT=440W12.8W=427.2W14.解：(1)根据P=I

15、2R，当电流最大时，电阻R1消耗的功率最大，故当滑动变阻器短路，即电阻值为零时，电阻R1消耗的功率最大；(2)对于电源，当外电路的电阻等于内电阻时电源的输出功率最大；将电阻R1与电源等效成电源，故当滑动变阻器的阻值为2.5时，滑动变阻器消耗的功率最大；(3)当外电路的电阻等于内电阻时电源的输出功率最大，故当滑动变阻器的阻值为1.5时，电源的输出功率最大；15.【答案】解：(1)由题意可知，电路的路端电压U=8V，则内电压U内=EU=12V8V=4V电路中电流I=U内r=4V0.5=8A故电源提供的能量W=EIt=12×8×100×60J=5.76×105J(2)电流对灯丝做功W灯=Pt=16×100×60J=9.6×104J灯泡中的电流I灯=PU=2A由并联电路的规律可知，通过电动机的电流I机=II灯=8A2A=6A电流对电动机所做的功W=UI机t=8×6×6000J=2.88×105J(3)灯丝为纯电阻故灯丝产生的热量等于电流所做的功，故Q=W灯=9.6×104J而