2020高中物理 14 焦耳定律（含解析）-1

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精PAGE9-学必求其心得，业必贵于专精课时分层作业（十四）(时间：40分钟分值:100分）[基础达标练］一、选择题（本题共6小题，每小题6分，共36分)1．（多选）不考虑温度对电阻的影响，对一个“220V40W"的灯泡，下列说法正确的是（)A．接在110V的电路中时的功率为20WB．接在110V的电路中时的功率为10WC．接在440V的电路中时的功率为160WD．接在220V的电路中时的功率为40WBD［由P额＝eq\f（Ueq\o\al（2，额）,R）得,灯泡的电阻R＝eq\f(2202,40)Ω＝1210Ω,当电压为110V时，P＝eq\f(U2，R）＝eq\f(1102，1210)W＝10W；电压为440V时，超过灯泡的额定电压一倍，故灯泡烧坏。]2．如图所示，把两个相同的灯泡分别接在甲、乙电路中，甲电路两端的电压为8V，乙电路两端的电压为16V。调节变阻器R1和R2使两灯都正常发光,此时变阻器消耗的功率分别为P1和P2,两电路中消耗的总功率分别为P甲和P乙，则下列关系中正确的是（）甲乙A．P甲<P乙 B．P甲〉P乙C．P1〉P2 D．P1＝P2D[由灯都正常发光可知，R1中电流是R2中电流二倍，R1两端电压是R2两端电压的二分之一，两变阻器消耗的功率相等，两电路中消耗的总功率相等，选项D正确，A、B、C错误。］3．如图所示为一电烙铁，电烙铁通电一段时间后，会变得很烫，而连接电烙铁的导线却不怎么热，其主要原因是()A．导线有绝缘皮，隔热效果好B．导线较长，散热比电烙铁快C．导线的电阻远小于电烙铁的电阻D．通过导线的电流小于通过电烙铁的电流C[由热功率P＝I2R可知，电烙铁和导线串联，电流相等,导线的电阻远小于电烙铁的电阻,故电烙铁很烫而导线不怎么热，选项C正确。］4．如图所示，A、B两点间电压为18V，R1＝0。2Ω,电动机M线圈的电阻也是0。2Ω，电路中的电流是25A，A．72％ B．28%C．55。6％ D．44.4％D［电路中总的电功率P＝UI＝450W,电路中的热功率P热＝I2（R1＋r)＝250W，则电路中电能转化为机械能的效率为η＝eq\f(P－P热,P)×100%≈44。4%，D正确。]5．两盏额定功率相同的灯泡A和B，其额定电压UA〉UB,则下列说法正确的是(）A．两灯正常发光时，灯泡的电流强度IA〉IBB．两灯电阻RA〈RBC．将两灯串联后接入电路中发光时，则灯泡的功率PA<PBD．将两灯并联后接入电路中发光时,则灯泡的功率PA′<PB′D［由P＝eq\f(U2,R）可知RA〉RB，由P＝UI可知额定电流IA〈IB。两灯串联后，由串联电路的功率分配关系可知P∝R，所以PA〉PB；两灯并联后,由并联电路的功率分配关系可知P∝eq\f（1，R)，所以PA′〈PB′。］6．下面是某电热水壶的铭牌,由此可知该电热水壶正常加热1min产生的热量为()电热水壶型号SP-356A额定电压220V额定功率1800W额定频率50Hz额定容量1。5A．1.80×103J B．1。10×104JC．1。32×104J D．1.08×105JD[由铭牌可知,电热水壶的功率为1800W,所以正常加热1分钟产生的热量为Q＝Pt＝1800×60J＝1.08×105J。］二、非选择题（14分)7．一台线圈电阻为2Ω的电动机接在110V的电路中工作时，通过电动机的电流为10A，［解析］电动机消耗的电功率即电路输入给电动机的功率P′＝IU＝10×110W＝1100W发热功率P热＝I2R＝102×2W＝200W转化成的机械功率P＝P′－P热＝1100W－200W＝900W机械效率η＝eq\f(P,P1)×100%＝eq\f(900，1100)×100％≈82％。[答案］1100W200W900W82%[能力提升练］一、选择题(本题共4小题,每小题6分，共24分）1．如图所示电路中,各灯泡额定电压和额定功率分别是：A灯“10V10W”,B灯“60V60W",C灯“20V20W”,D灯“20V20W”.在a、b两端加上电压后，四个灯泡都能发光。比较各灯泡消耗功率大小，以下说法正确的是（)A．PB>PD〉PA〉PC B．PB〉PA〉PD＝PCC．PB>PD〉PC>PA D．PA〉PC>PD>PBB[由R＝eq\f（U2,P)可知，灯的电阻RA＝10Ω，RB＝60Ω，RC＝RD＝20Ω，C、D并联部分的电阻为R并＝10Ω，电路中RB>RA＝R并，由串联电路的功率关系知PB〉PA＝P并,而PC＝PD＝eq\f（P并,2)，故PB〉PA>PD＝PC，B正确。］2．功率为10W的发光二极管(LED灯）的亮度与功率为60W的白炽灯相当.假设每户家庭有2只60W的白炽灯，均用10W的LED灯替代，按全国有4亿户家庭，每户家庭每天亮灯6小时计算，估算出全国一年节省的电能最接近()A．8×108kW·h B．8×1010kW·hC．8×1011kW·h D．8×1013kW·hB［因每只白炽灯和发光二极管的功率分别为60W和10W,则每户家庭每天节省的电能为（60－10）×10－3×2×6kW·h＝0。6kW·h,所以全国一年节省的电能为0。6×4×108×365kW·h＝8。76×1010kW·h，B正确，A、C、D错误。］3．如图所示为甲、乙两灯泡的I.U图象,根据图象，计算甲、乙两灯泡并联在电压为220V的电路中时实际发光的功率分别约为（）A．15W、30W B．30W、40WC．40W、60W D．60W、100WC［由图象可知，当U＝220V时,通过甲、乙两灯的电流分别为I甲＝0。18A、I乙＝0.27A，则P甲＝UI甲≈40W，P乙＝UI乙≈4．（多选)有一内电阻为4。4Ω的电解槽和一盏标有“110V60W”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（)A．电解槽消耗的电功率为120WB．电解槽的发热功率为1。3WC．电解槽消耗的电功率为60WD．电路消耗的总功率为60WBC[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(60W,110V),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＝1。3W，B对;整个电路消耗的功率P总＝220V×eq\f（60W，110V）＝120W,D错.］二、非选择题(本题共2小题，共26分）5．(12分)某商场安装了一台倾角为30°的自动扶梯，该扶梯在电压为380V的电动机带动下以0.4m/s的恒定速度向斜上方移动，电动机的最大输出功率为4.9kW。不载人时测得电动机中的电流为5A，若载人时扶梯的移动速度和不载人时的移动速度相同，则这台自动扶梯可同时承载的最多人数为多少?(设每个人的平均质量为60kg，g取10［解析]设可同时乘载的最多人数为n，此时电动机处于最大输出功率状态。该状态下,扶梯自身移动所需功率为P1＝IU＝5×380W＝1900W＝1。9kW，n个人以恒定速度v＝0。4m/sP2＝P出－P1＝（4。9－1。9）kW＝3.0kW,所以n＝eq\f(P2，mgvsinθ）＝eq\f(3。0×103,60×10×0。4×\f(1，2）)＝25（人）。［答案］25人6．(14分)一台小型电动机在3V的电压下工作，用此电动机提升所受重力为4N的物体时,通过它的电流是0。2A。在30s内可使该物体被匀速提升3m.若不计除电动机线圈生热之外的能量损失(1）电动机的输入功率；（2）在提升重物的30s内，电动机线圈所产生的热量；(3）线圈的电阻。[解析］（1)电动机的输入功率P入＝UI＝3×0。2W＝0.6W。（2）电动机提升重物的机械功率P机＝F