2024-2025学年高中物理第3章恒定电流第3节焦耳定律课时作业含解析鲁科版选修3-1

PAGE3-第3节焦耳定律一、选择题1．关于电功，下列说法中正确的有()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解析：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，BCD错．答案：A2．(多选)对计算任何类型的用电器的电功率都适用的公式是()A．P＝I2R B．P＝eq\f(U2,R)C．P＝UI D．P＝eq\f(W,t)解析：电功率计算的普适公式是P＝eq\f(W,t)＝UI，只有是在纯电阻用电器的前提下，才可由I＝eq\f(U,R)改写功率的表达式，故C、D正确．答案：CD3．一只电炉的电阻丝和一台电动机线圈电阻相同，都为R，设通过它们的电流相同(电动机正常运转)，则在相同时间内不正确的是()A．电炉和电动机产生的热量相同B．电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率C．电炉两端电压小于电动机两端电压D．电炉和电动机两端电压相等解析：对电动机IU＝IU′＋IUR①，其中IU′为转化为机械能的功率．对电炉：只有P＝I2R＝IUR②，比较①②得：U＞UR，D错．答案：D4．有一只灯泡的灯丝断了，通过转动灯泡灯丝接通，再接入电源后，所发生的现象及其缘由是()A．灯丝电阻变小，通过它的电流变大，依据P＝I2R，电灯亮度不变B．灯丝电阻变大，通过它的电流变小，依据P＝I2R，电灯变暗C．灯丝电阻变小，它两端的电压不变，依据P＝eq\f(U2,R)，电灯变亮D．灯丝电阻变大，它两端的电压不变，依据P＝eq\f(U2,R)，电灯变暗解析：转动灯泡灯丝重新搭接后，L变短，由R＝ρeq\f(L,S)，R减小，而灯泡两端电压不变，故C正确．答案：C5．一个电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为220V的沟通电源上(电源内阻忽视不计)，均正常工作．用电流表分别测得通过电饭煲的电流是5.0A，通过洗衣机电动机的电流是0.50A，则下列说法中正确的是()A．电饭煲的电阻为44Ω，洗衣机电动机线圈的电阻为440ΩB．电饭煲消耗的电功率为1555W，洗衣机电动机消耗的电功率为155.5WC．1min内电饭煲消耗的电能为6.6×104J，洗衣机消耗的电能为6.6×103JD．电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍解析：由于电饭煲是纯电阻用电器，所以R1＝eq\f(U,I1)＝44Ω，P1＝UI1＝1100W，其在1min内消耗的电能W1＝UI1t＝6.6×104J，洗衣机为非纯电阻用电器，所以R2≠eq\f(U,I2)＝440Ω，P2＝UI2＝110W，其在1min内消耗的电能W2＝UI2t＝6.6×103J，其热功率P热≠P2，而P1＝10P2，所以电饭煲发热功率不是洗衣机电动机发热功率的10倍，只有选项C正确．答案：C6．(多选)在高速马路隧道内两侧的灯泡不易更换，为了延长灯泡的寿命，故一个接口处通常安装两个完全相同的灯泡，下列说法正确的是()A．两个灯泡串联B．为了增加亮度，两个灯泡并联C．串联时每个灯泡实际消耗的功率为其额定功率的四分之一D．串联时每个灯泡实际消耗的功率大于其额定功率的四分之一解析：为延长灯泡寿命应使灯泡两端电压小于额定电压，故两个灯泡应串联，P额＝eq\f(Ueq\o\al(2,额),R)，P实＝eq\f(（\f(1,2)U额）2,R′)，R′＜R，故P实＞eq\f(1,4)P额，故A、D正确．答案：AD7．一辆电瓶车，质量为500kg，由内阻不计的蓄电池组向直流电动机供应24V的电压，当电瓶车在水平地面上以0.8m/s的速度匀速行驶时，通过电动机的电流为5A，设车所受的阻力是车重的0.02倍(取g＝10m/s2)，则此电动机的内阻是()A．4.8Ω B．3.2ΩC．1.6Ω D．0.4Ω解析：UI＝I2R＋fv，f＝0.02mg，解得R＝1.6Ω.答案：C8．(多选)3个完全相同的小型电动机(线圈电阻为r)分别接在相同电压为U的电路中，如图所示，甲、乙、丙中、、志向电表示数分别为I0、U0、I.固定电阻阻值为R，关于电动机转动中功率的说法正确的是(不计摩擦)()A．甲图中电动机消耗的功率为UI0B．乙图中电动机发热消耗的功率为eq\f(Ueq\o\al(2,0),r)C．丙图中输入给电动机的功率为U(I－eq\f(U,R))D．甲图中电动机输出的功率为UI0－Ieq\o\al(2,0)r解析：甲图中加在电动机两端电压为U，故电动机消耗的功率为UI0，输出功率为UI0－Ieq\o\al(2,0)r，乙图中发热功率P＝(eq\f(U－U0,R))2r，丙图中流过电动机的电流为I－eq\f(U,R)，故输给电动机的功率为U(I－eq\f(U,R))，故A、C、D正确．答案：ACD二、非选择题9．如图所示，电源电动势为20V，内阻不计，当接入固定电阻R＝5Ω时，电路中标有“3V，4.5W”的灯泡L和内阻r′＝0.5Ω的小型直流电动机恰能正常工作，求：(1)电路中电流强度；(2)电动机的额定工作电压；(3)电源的总功率．解析：(1)对灯泡I＝eq\f(P,U)＝eq\f(4.5,3)A＝1.5A(2)UR＝IR＝1.5×5V＝7.5V，电动机额定电压UM＝E－UL－UR＝9.5V，(3)P总＝IE＝1.5×20W＝30W.答案：(1)1.5A(2)9.5V(3)30W10.如图所示为电动机提升重物的装置，电动机线圈的电阻为r＝1Ω，电动机两端的电压为5V，电路中的电流为1A，物体A重20N，不计摩擦力，求：(1)电动机线圈上电阻的热功率；(2)电动机输入功率和输出功率；(3)10s内，可以把重物A匀速提升的高度；(4)这台电动机的机械效率．解析：(1)依据焦耳定律，热功率P热＝I2r＝12×1W＝1W.(2)电动机输入功率P入＝IU＝1×5W＝5W，输出功率P出＝P入－P热＝5W－1W＝4W.(