2024-2025学年高中物理课时分层作业11焦耳定律含解析鲁科版选修3-1

PAGE3-课时分层作业(十一)焦耳定律(时间：15分钟分值：50分)一、选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分)1．关于电功，下列说法正确的有()A．电功的实质是电场力所做的功B．电功是其他形式的能转化为电能的量度C．电场力做功使金属导体内的自由电子运动的速率越来越大D．电流通过电动机时的电功率和热功率相等A[电场力移动电荷时对电荷所做的功叫电功，是电能转化为其他形式能的量度，A对，B、C、D错。]2．关于电功W和电热Q的说法正确的是()A．在任何电路中都有W＝UIt、Q＝I2Rt，且W＝QB．在任何电路中都有W＝UIt、Q＝I2Rt，但W不肯定等于QC．W＝UIt、Q＝I2Rt均只有在纯电阻电路中才成立D．W＝UIt在任何电路中成立，Q＝I2Rt只在纯电阻电路中成立B[W＝UIt、Q＝I2Rt适用于一切电路，但在纯电阻电路中W＝Q，在非纯电阻电路中W>Q，B对，A、C、D错。]3．两个精制电阻，用锰铜电阻丝绕制而成，电阻上分别标有“100Ω10W”和“20Ω40W”，则它们的额定电流之比为()A．eq\r(5)∶5 B．eq\r(10)∶20C．eq\r(5)∶10 D．1∶2000C[由公式P＝I2R得：I＝eq\r(\f(P,R))，所以I1∶I2＝eq\r(5)∶10。]4．一根电阻丝，通过2C电荷量所消耗的电能是8J。若在相同的时间内通过4C的电荷量A．4V，16J B．8V，16JC．4V，32J D．8V，32JD[设电阻丝的电阻为R，起先时所加电压为U1，则W1＝q1U1，即8J＝2C×U1，解得U1＝4V。设后来所加电压为U2，消耗的电能为W2，I2＝eq\f(q2,t)＝eq\f(U2,R)，又I1＝eq\f(q1,t)＝eq\f(U1,R)，由此得I2＝2I1，所以U2＝2U1＝8V，W2＝q2U2＝4×8J＝32J。]5．(多选)电阻R和电动机一起串联在电路中，如图所示。已知电阻R与电动机线圈的电阻相等，开关接通后，电动机正常工作。设电阻R和电动机两端的电压分别为U1、U2，经过时间t，电流通过电阻R做的功为W1，产生的电热为Q1；电流通过电动机做的功为W2，产生的电热为Q2，则有()A．U1＜U2，Q1＝Q2 B．W1＝W2，Q1＝Q2C．W1＜W2，Q1＜Q2 D．W1＜W2，Q1＝Q2AD[设电路中的电流为I，则R两端的电压U1＝IR；对于电动机，欧姆定律不再适用，但电动机线圈上的电压仍有U2′＝IR，而电动机两端的电压U2肯定大于U2′，所以，应有U1＜U2。对于R，经过时间t，电流通过电阻R做的功为W1＝U1It，将电能全部转化为电热Q1，则Q1＝W1＝I2Rt；对于电动机，经过时间t，电流通过电动机做的功为W2＝U2It，所以有W1＜W2，电流通过电动机线圈产生的电热Q2＝I2Rt，故有Q1＝Q2。所以选项A、D正确。]6．如图所示，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60WC[由于灯泡正常发光，所以电解槽的电压为：(220－110)V＝110V，由于电解槽和灯泡串联，它们的电流相等，所以有I＝eq\f(P,U)＝eq\f(60,110)A，所以电解槽消耗的电功率为P＝UI＝110×eq\f(60,110)W＝60W，发热功率为P热＝I2R＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(60,110)))eq\s\up10(2)×4.4W＝eq\f(72,55)W，故A、B错误，C正确；电路消耗的总功率为P总＝220×eq\f(60,110)W＝120W，故D错误。]二、非选择题(14分)7．直流电动机在生产、生活中有着广泛的应用。如图所示，始终流电动机M和电灯L并联之后接在直流电源上，电动机内阻r′＝0.5Ω，电灯灯丝电阻R＝9Ω，电源电动势E＝12V，内阻r＝1Ω。开关S闭合，电动机正常工作时，电压表读数为9V。求：(1)流过电源的电流；(2)流过电动机的电流；(3)电动机对外输出的机械功率。[解析](1)电源的输出电压：U＝E－Ir，则有I＝eq\f(E－U,r)代入解得：I＝3A(2)对灯泡：I灯＝eq\f(U,R灯)＝1A电动机与灯泡并联，则电动机的电流I电＝I－I灯