【创新设计】高中物理 2.6 焦耳定律练习 新人教版选修31.doc

电功率和热功率1一台电动机，额定电压为100 v，电阻为1 .正常工作时，通过的电流为5 a，则电动机因发热损失的功率为( )a500 w b25 w c1 000 w d475 w答案 b解析 电动机的热功率pi2r521 w25 w，b正确，a、c、d错误电功和电热2通过电阻r的电流为i时，在t时间内产生的热量为q，若电阻为2r，电流为，则在时间t内产生的热量为( )a4q b2q c. d.答案 c解析 根据qi2rt得，电阻变为原来的2倍，电流变为原来的，时间不变，则热量变为原来的.c正确非纯电阻电路的特点及有关计算图2633如图263所示是一直流电动机工作时的电路图电动机内阻r0.8 ，电路中另一电阻r10 ，直流电压u160 v，电压表示数uv110 v试求：(1)通过电动机的电流；(2)输入电动机的电功率；(3)电动机输出的机械功率答案 (1)5 a (2)550 w (3)530 w解析 (1)由电路中的电压关系可得电阻r的分压uruuv(160110) v50 v通过电阻r的电流ir a5 a即通过电动机的电流imir5 a.(2)电动机的分压umuv110 v输入电动机的功率p入imum550 w.(3)电动机的发热功率p热ir20 w电动机输出的机械功率p出p入p热530 w(时间：60分钟)题组一 电功和电功率1关于电功，下列说法中正确的有( )a电功的实质是静电力所做的功b电功是电能转化为其他形式能的量度c静电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答案 ab2关于四个公式pui；pi2r；p；p，下列叙述正确的是( )a公式适用于任何电路的电功率的计算b公式适用于任何电路的热功率的计算c公式适用于任何电路电功率的计算d以上均不正确答案 ab解析 pui、p适用于任何电路的电功率的计算，而pi2r、p只适用于纯电阻电路的电功率的计算，故a正确，c错误pi2r适用于任何电路的热功率的计算，pui、p只适用于纯电阻电路的热功率的计算，故b正确3两个精制电阻，用锰铜电阻丝绕制而成，电阻上分别标有“100 ，10 w”和“20 ，40 w”，则它们的额定电流之比为( )a.5 b.20 c.10 d12 000答案 c解析 由公式pi2r得：i ，所以i1i210.4额定电压、额定功率均相同的电风扇、电烙铁和日光灯，各自在额定电压下正常工作了相同的时间比较它们产生的热量，结果是( )a电风扇最多 b电烙铁最多c日光灯最多 d一样多答案 b解析 在三种用电器中，只有电烙铁能将电能全部转化为内能，电风扇部分电能转化为机械能，日光灯部分电能转化为光能，故b选项正确5电压都是110 v，额定功率pa100 w，pb40 w的灯泡两盏，若接在电压为220 v的电路上，使两盏灯泡均能正常发光，且消耗功率最小的电路是( )答案 c解析 判断灯泡能否正常发光，就要判断电压是否是额定电压，或电流是否是额定电流，对灯泡有pui，可知rarb.对于a电路，由于rarb，所以ubua，且有ub110 v，b灯被烧毁，ua110 v，a灯不能正常发光对于b电路，由于rbra，a灯又并联变阻器，并联电阻更小于rb，所以ubu并，b灯烧毁对于c电路，b灯与变阻器并联电阻可能等于ra，所以可能uaub110 v，两灯可以正常发光对于d电路，若变阻器的有效电阻等于a、b的并联电阻，则uaub110 v，两灯可以正常发光比较c、d两个电路，由于c电路中变阻器功率为(iaib)110 v，而d电路中变阻器功率为(iaib)110 v，所以c电路消耗电功率最小6两盏额定功率相同的灯泡a和b，其额定电压uaub，则下列说法正确的是( )a两灯正常发光时，灯泡的电流iaibb两灯电阻rarbc将两灯串联后接入电路中发光时，则灯泡的功率papbd将两灯并联后接入电路中发光时，则灯泡的功率parb，由pui可知额定电流iapb；两灯并联后，由并联电路的功率分配关系可知p，所以papb.题组二 非纯电阻电路及焦耳定律7有一内阻为4.4 的电解槽和一盏标有“110 v 60 w”的灯泡串联后接在电压为220 v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120 wb电解槽消耗的电功率为60 wc电解槽的发热功率为60 wd电路消耗的总功率为60 w答案 b解析 灯泡能正常发光，说明电解槽和灯泡均分得110 v电压，且流过电解槽的电流ii灯 a a，则电解槽消耗的电功率piup灯60 w，a选项错误，b选项正确；电解槽的发热功率p热i2r1.3 w，c选项错误；电路消耗的总功率p总iu总220 w120 w，d选项错误图2648如图264所示，直流电动机线圈的电阻为r，当该电动机正常工作时，电动机两端电压为u，通过电动机的电流为i，则( )a电动机内部发热功率为i2rb电动机的机械功率为iuc电动机的总功率为iud电动机机械功率为iui2r答案 acd9下面列出了不同品牌的电视机、电风扇、空调机和电冰箱铭牌上的主要项目，试判断(1)正常工作时，其中功率最大的是( )a54 cm彩色电视接收机：工作电压170 v240 v；工作频率50 hz；额定功率85 wbbc65b电冰箱：额定电压220 v；工作频率50 hz；额定功率70 w；耗电量：0.5 kwh/24 hcfs69电风扇：规格400 mm；额定电压220 v；工作频率50 hz；额定功率65 wdkfr33gw空调机：额定电压220 v；工作频率50 hz；制冷/制热电流6.2 a(2)根据上题铭牌上提供的信息，判断在12 h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( )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 (1)d (2)b解析 (1)根据题意得：正常工作时电视机的功率为85 w，电冰箱的功率为70 w，电风扇的功率为65 w，空调机的功率为pui1 364 w，因此，功率最大的是空调机(2)依据电冰箱铭牌可知，电冰箱在12 h内消耗电能为0.25 kwh，而电风扇在12 h内消耗电能为wpt0.78 kwh，故b选项正确图26510如图265所示，电阻r120 ，电动机的绕组的电阻r210 .当电键打开时，电流表的示数是0.5 a，当电键合上后，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应是 ( )ai1.5 a bi1.5 acp15 w dp15 w答案 bd解析 电路两端的电压为：ui1r10.5 a20 10 v电动机是非纯电阻用电器，ui2ir2，所以i21 a电流表的示数ii1i21.5 a，a错误、b正确电路总功率为pu(i1i2)15 w，c错误、d正确题组三 综合题组11用稳压电源和三根电阻丝r1、r2、r3来加热一桶水，三根电阻丝采用如图所示的几种连接方式，则供热最快的是( )答案 c解析 a选项总电阻为r3，b选项总电阻为r1r2r3，c选项的总电阻小于r1、r2、r3三个电阻的任何一个电阻，d选项的总电阻大于r3，e选项的总电阻大于r1，可知c选项的总电阻最小，根据p知，功率最大，供热最快故c正确12功率为10 w的发光二极管(led灯)的亮度与功率为60 w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只60 w的白炽灯，均用10 w的led灯替代，估算出全国一年节省的电能最接近( )a8108 kwh b81010 kwhc81011 kwh d81013 kwh答案 b解析 按每户一天亮灯5小时计算，每户一年节省的电能为(260210)1035365 kwh182.5 kwh，假设全国共有4亿户家庭，则全国一年节省的电能为182.54108 kwh7.31010 kwh，最接近b选项，故选项b正确，选项a、c、d错误13规格为“220 v 36 w”的排气扇，线圈电阻为40 ，求：(1)接上220 v的电源后，排气扇转化为机械能的功率和发热的功率；(2)如果接上(1)中电源后，扇叶被卡住，不能转动，求电动机消耗的功率和发热的功率答案 (1)35 w 1 w (2)1 210 w 1 210 w解析 (1)排气扇在 220 v的电压下正常工作时的电流为i a0.16 a发热功率为p热i2r(0.16)240 w1 w转化为机械能的功率为p机pp热(361) w35 w.(2)扇叶被卡住不能转动后，电动机所在电路成为纯电阻电路，电流做功全部转化为热能，此时电动机中电流为i a5.5 a电动机消耗的功率即电功率等于发热功率：p电p热ui2205.5 w1 210 w.14表中是一辆电动自行车说明书上的一些技术参数，根据表中提供的信息，探究以下问题：规格后轮驱动直流电机车型26电动自行车额定输出功率120 w整车质量30 kg额定电压40 v最大载重120 kg额定电流3.5 a(1)在额定电压下工作时，该电机的内阻是多少？其效率为多大？(2)假设行驶过程中所受阻力是车和人总重的0.02倍，在最大载重量的情况下，人骑车行驶的最大速度为多大？(g取10 m/s2)答案 (1)1.63 85.7% (2)4 m/s解析