高中物理 2-5 焦耳定律 课后强化作业（含解析）新人教版选修3-1

【成才之路】-学年高中物理2-5焦耳定律课后强化作业（含解析）新人教版选修3-11．(·许昌市五校高二联考)关于四个公式①P＝UI；②P＝I2R；③P＝eq\f(U2,R)；④P＝eq\f(W,t)，下列说法正确的是()A．公式②适用于任何电路的热功率的计算B．公式①②④适用于任何电路电功率的计算C．公式④适用于任何电路的电功率的计算D．以上均正确答案：AC2．计算用电量时，常用的单位是“度”，对此，下列说法中正确的是()A．1度等于3.6×103kW·hB．1度等于3.6×106JC．“度”是电功率的单位D．“度”是电功的单位答案：BD解析：“度”是电功的单位，1度等于1kW·h，而1kW·h＝3.6×106J，故选项B、D正确。3．(·曲阜高二检测)有一台标有“220V50W”的电风扇，其线圈电阻为0.4Ω，在它正常工作时，下列求其每分钟产生的电热的四种解法中，正确的是()A．I＝eq\f(P,U)＝eq\f(5,22)A，Q＝UIt＝3000JB．Q＝Pt＝3000JC．I＝eq\f(P,U)＝eq\f(5,22)A，Q＝I2Rt＝1.24JD．Q＝eq\f(U2,R)t＝eq\f(2202,0.4)×60J＝7.26×106J答案：C解析：本题主要考查焦耳定律和热功率的计算。电风扇是一种在消耗电能过程中既产生机械能，又产生内能的用电器，对这样的用电器，每分钟产生的热量只能根据Q＝I2Rt进行计算。因此，C选项是正确的。4．改革开放以来，人们的生活水平和生活质量有了较大的改善，电冰箱、空调机、电视机等家用电器得到了普遍使用。根据下图中铭牌上提供的信息，判断在12小时内正常使用的电冰箱与连续运转的电风扇消耗电能的情况是()eq\x(\a\al(BC－65B电冰箱,额定电压220V,工作频率50Hz,额定功率70W,耗电荷量：0.50kW·h/24h))eq\x(\a\al(PS－69电风扇,规格400mm,额定电压220V,工作频率50Hz,额定功率65W))A．电冰箱比电风扇多B．电风扇比电冰箱多C．电风扇与电冰箱一样多D．电冰箱比电风扇可能多，也可能少答案：B解析：依据电冰箱铭牌可知，电冰箱在12h内耗电0.25kW·h,而电风扇在12h内耗电W＝Pt＝0.78kW·h，故B项正确。5．(·黄石二中高二期中测试)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60WC．电解槽消耗的电功率为60WD．电路消耗的总功率为60W答案：C解析：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错；整个电路消耗的功率P热＝220V×eq\f(60W,110V)＝120W，D错。6.如图所示，已知UAB＝6V，当滑动变阻器触头P位于正中位置时，额定电压为3V的灯泡L正常发光，当触头滑至最左端时，电灯实际功率为2W，求此灯泡的额定功率和变阻器的总电阻。答案：4.5W4Ω解析：设滑动变阻器总电阻为Rm，灯泡电阻为RL，则根据P位于正中位置时灯泡正常发光，电压为3V，滑动变阻器的电压为3V，得RL＝eq\f(Rm,2)。P位于最左端时，变阻器有效电阻R′＝Rm＝2RL，则：UL＝2V。故：RL＝eq\f(U\o\al(2,L),PL)＝eq\f(22,2)Ω＝2Ω。灯泡额定功率：P额＝eq\f(U\o\al(2,额),RL)＝eq\f(32,2)W＝4.5W。变阻器总电阻：Rm＝2RL＝4Ω。7．一只规格为“220VW”的电炉，求在正常工作时的电阻。若电网电压为200V，求电炉的实际功率。在220V电压下，如果平均每天使用电炉2h，求此电炉一个月要消耗多少度电？(一个月＝30天)答案：24.2Ω1653W120度解析：设电炉电阻为R，由P＝eq\f(U2,R)得R＝eq\f(U2,P)＝eq\f(2202,)Ω＝24.2Ω当电压为U′＝200V时，电炉的实际功率为P′＝eq\f(U′2,R)＝eq\f(,24.2)W＝1653W在220V的电压下，一个月耗用电能W＝Pt＝2×30×2kW·h＝120kW·h。能力提升1．(·广东中山市高二期末)有四盏电灯，如图所示连接在电路中，L1和L2都标有“220V,100W”字样，L3和L4都标有“220V,40W”字样，把电路接通后，下列说法正确的是()A．L1和L4一样亮 B．L2和L3一样亮C．L3比L4亮 D．L1比L2亮答案：D解析：根据串联电路的电压分配原则知L2、L3两端的电压最小，L4两端的电压最大。根据并联电路的电流分配原则知通过L3的电流小于通过L2的电流。由此可知L4最亮，L1次之，L3最暗。选项D正确。2．室内有几种用电器：1.5kW的电饭煲、200W的电冰箱、750W的取暖器、250W的电视机和2kW的空调器。如果进线处有13A的保险丝，供电电压为220V，下列情况下不可能同时使用的是()A．电饭煲和电冰箱 B．取暖器和空调器C．电饭煲和空调器 D．电冰箱、电视机和空调器答案：C解析：电路中允许的最大功率为Pm＝UI＝2860W。用电器的功率之和大于Pm时，用电器就不可能同时使用，故选C。3．(·试题调研)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，年前普通白炽灯应被淘汰。假设每户家庭有2只60W的白炽灯，均用10W的LED灯替代，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·h答案：B解析：该题考查电能的估算问题。解题思路是一年按365天，全国按5亿用户，每天按4小时估算。考查应变能力。2只节能灯比2只白炽灯节省的功率为100W，即0.1kW，所以一年节约的电能E＝0.1×4×365×5×108kW·h≈8×1010kW·h，B选项正确。4．三个阻值相同的灯泡，其允许消耗的最大功率都是10W，现将其中的两只灯泡串联起来后再与第三只灯泡并联接在电路中，则整个电路允许消耗的最大功率为()A．30WB．20WC．15WD．10W答案：C解析：连接后电路如图，其中L3两端电压最高，它消耗的电功率为10W时，因L1与L2串联，且电阻相等，则分配在L1与L2两灯电压都是灯L3两端电压的一半。∴P1＝P2＝eq\f(\f(U,2)2,R)＝eq\f(U2,4R)＝eq\f(P3,4)＝eq\f(10,4)W＝2.5W则整个电路消耗的功率P＝P1＋P2＋P3＝(2.5＋2.5＋10)W＝15W。5．如图所示，电阻R1＝20Ω，电动机绕线电阻R2＝10Ω，当开关S断开时，电流表的示数是I1＝0.5A，当开关S合上后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，电流表的示数I和电路消耗的电功率P应是()A．I＝1.5A B．I<1.5AC．P＝15W D．P<15W答案：BD解析：当开关S断开时，电动机没有通电，欧姆定律成立，所以电路两端的电压U＝I1R1＝10V；当开关合上后，电动机转动起来，电路两端的电压U＝10V，通过电动机的电流应满足I2U>Ieq\o\al(2,2)R2，所以I2<1A。所以电流表的示数I<1.5A，电路消耗的电功率P<15W，即B、D正确。6．(·济南城区高二检测)微型吸尘器的直流电动机的内阻一定，为1Ω，当加在它两端的电压为2.0V时，电流为0.8A，且能正常工作，求：(1)它的额定输入功率多大？(2)工作时由导线发热损失的功率多大？(3)它的最大输出功率多大？答案：(1)1.6W(2)0.64W(3)0.96W解析：(1)电动机的额定输入功率为：P额＝UI＝2.0×0.8W＝1.6W(2)电动机的发热功率为：P热＝I2R＝(0.8)2×1W＝0.64W。(3)根据能量的转化与守恒，电动机的最大输出功率为：P出＝P额－P热＝0.96W。7．一辆电动自行车的铭牌上给出了如下的技术参数表质量为M＝70kg的人骑此电动自行车沿平直公路行驶，所受阻力Ff恒为车和人总重的k＝0.02倍。取g＝10m/s2，求：(1)此车电机在额定电压下正常工作的效率。(2)仅在电机以额定功率提供动力的情况下，人骑车行驶的最大速度。(3)仅在电机以额定功率提供动力的情况下，当车速为v1＝1.0m/s时，人骑车的加速度。答案：(1)85.7%(2)6.0m/s(3)1.0m/s2解析：(1)由表可知，电机的额定电压为U0＝40V、额定电流为I0＝3.5A，所以电机正常工作时输入功率为P入＝U0I0＝140W又因电机的输出功率为P出＝120W，所以