2021-2022高中物理3-1作业：2.5 焦耳定律

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精PAGE10-版权所有@高考资源网学必求其心得，业必贵于专精课时分层作业（十四)（时间：40分钟分值：100分）一、选择题(本题共6小题，每小题6分,共36分）1．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。根据国家节能战略，2016年前普通白炽灯应被淘汰。假设每户家庭有2个60W的白炽灯，均用10W的LED灯替代，估算出全国一年能节省的电能最接近（）A．5×108kW·h B．5×1010kW·hC．5×1012kW·h D．5×1013kW·hB[解答本题的关键是要了解全国有多少家庭及每天亮灯的时间，全国大约有4。5亿户人家，每天亮灯时间大约3h,已知白炽灯和LED灯的额定功率分别为60W和10W，根据公式W＝Pt得全国一年节省的电能最接近W＝2ΔPt＝2×（0.06－0.01）×4.5×108×3h×365kW·h＝4.9×1010kW·h，故B正确。］2．如果家里的微波炉（1000W）、电视机(100W)和洗衣机(400W)平均每天都工作2h,一个月（30天计）的用电量是（)A．10kW·h B．20kW·hC．45kW·h D．90kW·hD［P＝1000W＋100W＋400W＝1500W＝1。5kW，故W＝Pt＝1。5kW×2h×30＝90kW·h。］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,则此电路中电能转化为机械能的效率是（)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．有一个电风扇，标有“200V50W”，电动机线圈的电阻为0.4Ω，把它接入220V的电路中，以下几种计算时间t内产生热量的方法中正确的是()A．Q＝eq\f（U2t，R) B．Q＝PtC．Q＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1（\f(P，U)))eq\s\up12（2）·Rt D．以上三种方法均正确C［通过电风扇的电流为I＝eq\f（P，U），因为电风扇不是纯电阻电路,所以其焦耳热为Q＝eq\b\lc\（\rc\)（\a\vs4\al\co1(\f（P，U）))eq\s\up12(2)·Rt，而不应该是Q＝eq\f（U2t，R)或Q＝Pt，C正确.］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，求这台电动机消耗的电功率、发热功率、转化成的机械功率和电动机的效率。［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%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．（多选)一只电炉的炉丝和一台电动机的线圈电阻相同，都为R,若把二者串联在电路中，电炉和电动机都正常工作，则（)A．电炉和电动机的热功率相等B．电动机的功率大于电炉功率C．电炉和电动机两端电压相等D．电炉两端电压小于电动机两端电压ABD[根据P＝I2r，知电炉和电动机的电阻相同，电流相同，则电炉和电动机的热功率相等，故A正确;电动机消耗的电能一部分转化为内能，另一部分转化为机械能，电炉消耗的电能全部转化为内能，而相等时间内它们产生的热量相等，则在相同的时间内，电动机消耗的电能大于电炉消耗的电能，则电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率，故B正确；设电流为I,电阻为r，则电炉两端电压U炉＝Ir，电动机两端电压U机＞Ir,所以U机〉U炉，即电动机两端电压大于电炉两端电压，故C错误,D正确。]3．如图所示为甲、乙两灯泡的I­U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≈60W，C正确.]4．如图所示为一个小型电热水器。浸入水中的加热元件的电阻RL＝1。0Ω，在外部并联的电阻RS＝2。0Ω，电源为恒流源，在正常工作时，电源始终给电路提供I＝3.0A的恒定电流.则下列说法正确的是()A．RL两端的电压为3VB．流过RL的电流为1AC．RS上消耗的电功率为2.0WD．如果减小RS的电阻,则RL的电功率增大C［RL、RS的并联电阻值为：R并＝eq\f(RLRS,RL＋RS)＝eq\f（1×2,1＋2）Ω＝eq\f（2,3）Ω，RL两端的电压为：U＝R并I＝eq\f(2,3）×3V＝2V,故A错误;流过RL的电流为：IL＝eq\f（U，RL）＝eq\f（2，1)A＝2A,故B错误；RS上消耗的电功率为：PS＝eq\f(U2，RS)＝eq\f(22，2)W＝2。0W，故C正确；流过RL的电流为:IL＝eq\f（RS,RL＋RS)I＝eq\f(1，1＋\f（RL，RS）)I，如果减小RS的电阻，则IL减小，RL的电功率减小，故D错误。]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10m/s2）［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/s向上移动所需功率为P2＝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）如图是家用电饭煲的电路图。将电饭煲接到稳压电源上，当开关接通“加热”挡时，电热丝以额定功率给食物加热，当食物蒸熟后，开关接通“保温"挡,给食物保温,这时电热丝的功率为其额定功率的eq\f（1，9），电流为1。40A,已知分压电阻的阻值是R＝100Ω。求：(1）保温时，电阻R两端的电压；（2）稳压电源输出的电压；（3)电热丝的额定功率。［解析］（1)电阻R两端的电压为UR＝IR＝1。40×100V＝140V。（2)设电热丝的电阻为r，电源输出电压为U