【学练考】2021-2022学年高二人教版物理选修3-1练习册：2.5-焦耳定律-

5焦耳定律学问点一电功和电热1．下列关于电功的说法中，错误的是()A．导体内静电力移动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应D．电功就是电能2．如图L2­5­1所示，在一幢居民楼里有各种不同的用电器，如电灯、电视机、洗衣机、微波炉、抽油烟机等．停电时，A、B间的电阻为R；供电后，设各家用电器全都同时使用时，测得A、B间电压为U，进线电流为I；经过一段时间t，从总电能表中得出这段时间内消耗的电能为E，则下列表达式用来计算该幢楼居民用电的总功率，其中正确的是()图L2­5­1A．P＝UIB．P＝eq\f(U2,R)C．P＝I2RD．P＝eq\f(E,t)＋UI3．(多选)用一个额定电压为220V的电热水器煮沸一壶水需要ts，假如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110V时，煮沸一壶水需要2tsB．当线路电压为110V时，煮沸一壶水需要4tsC．当线路电压为55V时，煮沸一壶水需要4tsD．当线路电压为55V时，煮沸一壶水需要16ts学问点二电功率和热功率4．一只一般的家用照明白炽灯的额定功率为40W，正常发光时，通过它的电流与下列哪一个值较为接近()A．20AB．C．0.2AD．5．(多选)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．电炉两端的电压小于电动机两端的电压C．电炉两端的电压等于电动机两端的电压D．电动机消耗的功率大于电炉的功率学问点三电动机6．电阻R和电动机M串联接到电路中，如图L2­5­2所示．已知电阻R跟电动机M线圈的电阻相同，开关闭合后，电动机正常工作．设电阻R和电动机M两端的电压分别为U1和U2；经过时间t，电流通过电阻R做功为W1，产生的热量为Q1；电流通过电动机M做功为W2，产生的热量为Q2.则有()图L2­5­2A．U1＝U2，Q1<Q2B．W1<W2，Q1＝Q2C．W1<W2，Q1<Q2D．U1>U2，Q1＝Q27．在争辩微型电动机的性能时，应用如图L2­5­3所示的试验电路．当调整滑动变阻器R使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.50A和2.0V．重新调整R使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为2.0A和24.0图L2­5­3A．32WB．44WC．47WD．48W8．两个电阻R1＝4Ω、R2＝1Ω串联在电路中，欲使这两个电阻消耗的电功率相等，可行的方法是()A．用一个eq\f(4,3)Ω的电阻与R2并联B．用一个4Ω的电阻与R2并联C．用一个eq\f(4,3)Ω的电阻与R1并联D．用一个4Ω的电阻与R1并联9．(多选)锂电池因能量密度高、绿色环保而广泛使用在手机等电子产品中．现用充电器为一手机锂电池充电，等效电路如图L2­5­4所示，充电器的输出电压为U，输出电流为I，手机电池的内阻为r，下列说法正确的是()图L2­5­4A．电能转化为化学能的功率为UI－I2rB．充电器输出的电功率为UI＋I2rC．电池产生的热功率为I2rD．由欧姆定律可知I＝eq\f(U,r)10．图L2­5­5为某一闭合电路的部分电路，其中R1＝20Ω，R2＝R3＝40Ω，下列关于R1、R2、R3消耗的电功率P1、P2、P3以及R1、R2两端的电压U1、U2的关系正确的是()图L2­5­5A．U1＝U2，P1＝P2＝P3B．U1>U2，P1∶P2∶P3＝1∶2∶2C．U1＝U2，P1∶P2∶P3＝2∶1∶1D．U1<U2，P1<P2＝P311．一台线圈电阻为2Ω的电动机接在110V的电路中工作时，通过电动机的电流为10A12．图L2­5­6为电动机提升重物的装置示意图，电动机线圈电阻为r＝1Ω，电动机两端的电压为5V，电路中的电流为1A，重物A所受的重力为20N(1)电动机线圈电阻上消耗的热功率是多少？(2)电动机的输入功率和输出功率各是多少？(3)电动机在10s内可以把重物A匀速提升多高？(4)这台电动机的机械效率是多少？图L2­5­6

5焦耳定律1．D[解析]电功是过程量，电能是状态量；在纯电阻电路中，尽管电功的数值等于消耗的电能，但电功不是电能．选项D错误．2．A[解析]因用电器存在洗衣机等非纯电阻用电器，电流做功只有部分发热，电功率P＝UI＝eq\f(E,t)≠eq\f(U2,R)≠I2R，选项A正确．3．BD[解析]由公式Q＝eq\f(U2,R)t知，当电压变为原来的eq\f(1,2)时，煮沸一壶水所需的热量没变，因此时间要变为原来的4倍，即4ts，选项B正确．当电压变为原来的eq\f(1,4)时，时间要变为原来的16倍，即16ts，选项D正确．4．C[解析]家用照明白炽灯的额定功率为40W，额定电压为220V，依据P＝UI，可得电流大约为0.2A．选项C5．ABD[解析]电炉属于纯电阻用电器，电动机属于非纯电阻用电器，对于电炉有U＝IR，放热Q＝I2Rt，消耗功率P＝I2R，对于电动机有U>IR，放热Q＝I2Rt，消耗功率P＝UI>I2R.选项A、B、D正确．6．B[解析]电阻R和电动机M串联，流过两个用电器的电流相同．电阻R跟电动机M线圈的电阻相同，由焦耳定律可知两者产生的热量相同，即Q1＝Q2.电动机正常工作时为非纯电阻用电器，消耗的电能还有一部分要转化为机械能，所以电流通过电动机M做的功要大于电流通过电阻R做的功，即W1<W2.依据W＝UIt，所以U1<U2.故选项B正确．7．A[解析]电动机停止转动时，线圈的电阻r＝eq\f(U1,I1)＝4Ω，电动机恢复正常运转时，电功率P＝UI＝48W，热功率为P热＝I2r＝16W，电动机输出的机械功率P机＝P－P热＝32W，选项A正确．8．D[解析]电阻的电功率P＝I2R，欲使这两个电阻消耗的电功率相等，则电阻R1的电流是R2的eq\f(1,2)，用一个4Ω的电阻与R1并联即可，选项D正确．9．AC[解析]充电器的输出功率P＝UI，电池产生的热功率为P热＝I2r，电能转化为化学能的功率为UI－I2r，选项A、C正确；电池不是纯电阻元件，不满足欧姆定律，选项D错误．10．C[解析]R2、R3并联，总电阻为20Ω，与R1串联后，R1两端的电压与R2、R3并联电路两端的电压相同，所以R1、R2两端的电压U1、U2相等；R2、R3阻值相同，由P＝eq\f(U2,R)知，消耗的功率相同，流经R2、R3的电流为干路电流的一半，再由P＝I2R可得P1∶P2∶P3＝2∶1∶1.选项C正确．11．1100W200W900W82%[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,P′)×100%＝eq\f(900,1100)×100%≈82%.12．(1)1W(2)5W4W(3)2m(4)[解析](1)依据焦耳定律，热功率为P热＝I2r＝12×1W＝1W.(2)输入功率等于输入电流与电动机两端