江蘇省泰州市高中物理 2-5 焦耳定律同步檢測 新人教版選修3-1(通用)

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1、第二章·第五節(jié) 基礎(chǔ)夯實(shí) 1.計(jì)算用電量時(shí),常用的單位是“度”,對此,下列說法中正確的是(  ) A.1度等于3.6×103kW·h B.1度等于3.6×106J C.“度”是電功率的單位 D.“度”是電功的單位 答案:BD 解析:“度”是電功的單位,1度等于1kW·h,而1kW·h=3.6×106J,故選項(xiàng)B、D正確. 2.有三個(gè)用電器,分別為日光燈、電烙鐵和電風(fēng)扇,它們的額定電壓和額定功率均為“220V,60W”.現(xiàn)讓它們在額定電壓下工作相同時(shí)間,產(chǎn)生的熱量(  ) A.日光燈最多       B.電烙鐵最多 C.電風(fēng)扇最多 D.一樣多 答案:B 解

2、析:電烙鐵是純電阻用電器.即以發(fā)熱為目的,電流通過它就是用來產(chǎn)熱.而日光燈和電風(fēng)扇是非純電阻電路,電流通過它們時(shí)產(chǎn)生的熱量很少,電能主要轉(zhuǎn)化為其他形式的能(光能和葉片動(dòng)能).綜上所述,只有B正確. 3.(2020·漳州三中高二期中)一只電爐的電阻絲和一臺(tái)電動(dòng)機(jī)線圈電阻相同,都為R,設(shè)通過它們的電流相同(電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)),則在相同時(shí)間內(nèi)(  ) A.電爐和電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量不相同 B.電動(dòng)機(jī)消耗的功率等于電爐消耗的功率 C.電爐兩端電壓小于電動(dòng)機(jī)兩端電壓 D.電爐和電動(dòng)機(jī)兩端電壓相等 答案:C 解析:由焦耳定律公式Q=I2Rt可知A項(xiàng)錯(cuò)誤.電動(dòng)機(jī)除熱功率外還有機(jī)械功率,所以電動(dòng)機(jī)消耗

3、的功率大于電爐消耗的功率,B項(xiàng)錯(cuò)誤.P電動(dòng)機(jī)=U1I,P電爐=U2I,因?yàn)镻電動(dòng)機(jī)>P電爐,所以U1>U2,故C項(xiàng)正確,D項(xiàng)錯(cuò)誤. 4.(2020·江蘇東臺(tái)市高二期末)一電動(dòng)機(jī),線圈電阻為R,在它兩端加上電壓U,電動(dòng)機(jī)正常工作,測得通過它的電流為I,電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率是(  ) A.I2R B. C.UI-I2R D.UI 答案:C 解析:電動(dòng)機(jī)的電功率P=UI,熱功率P熱=I2R,所以機(jī)械功率是P機(jī)=P-P熱=UI-I2 R,故C項(xiàng)正確. 5.不考慮溫度對電阻的影響,對一個(gè)“220V,40W”的燈泡,下列說法正確的是(  ) A.接在110V的電路上時(shí)的功率為20W B

4、.接在110V的電路上時(shí)的功率為10W C.接在440V的電路上時(shí)的功率為160W D.接在220V的電路上時(shí)的功率為40W 答案:BD 解析:由P額=得燈泡的電阻R=Ω=1210Ω ∴電壓為110V時(shí),P==W=10W 電壓為440V時(shí),超過燈泡的額定電壓一倍,故燈泡燒壞,P=0. 6.(2020·吉林一中高二檢測)兩個(gè)電阻R1=8Ω,R2=2Ω并聯(lián)在電路中,欲使兩個(gè)電阻消耗的電功率相等,可行的辦法是(  ) A.用一個(gè)阻值為2Ω的電阻與R2串聯(lián) B.用一個(gè)阻值為6Ω的電阻與R2串聯(lián) C.用一個(gè)阻值為6Ω的電阻與R1串聯(lián) D.用一個(gè)阻值為2Ω的電阻與R1串聯(lián) 答案:A

5、 7.如圖所示,燈L上標(biāo)有200W,電動(dòng)機(jī)上標(biāo)有2000W,在A、B兩端加上220V的電壓時(shí),燈和電動(dòng)機(jī)均正常工作,求電燈正常工作時(shí)的電阻. 答案:2Ω 解析:已知電燈正常工作時(shí)的功率為額定功率200W,若能求出通過電燈的電流,即可求出電燈正常工作時(shí)的電阻. 設(shè)A、B間總電流為I,A、B間總電壓U=220V,A、B間消耗總功率P=200W+2000W=2200W.因?yàn)镻=UI,所以I==A=10A.由IL=I,PL=IR,所以R==Ω=2Ω 8.有一起重機(jī)用的是直流電動(dòng)機(jī),如圖所示,其內(nèi)阻r=0.8Ω,線路電阻R=10Ω,電源電壓U=150V,伏特表的示數(shù)為110V,求:

6、(1)通過電動(dòng)機(jī)的電流; (2)輸入到電動(dòng)機(jī)的功率P入; (3)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率Pr,電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率. 答案:(1)4A (2)440W (3)12.8W;427.2W 解析:(1)I==A=4A (2)P入=U′I=110×4W=440W (3)Pr=I2r=42×0.8W=12.8W P機(jī)=P入-Pr=(440-12.8)W=427.2W 能力提升 1.一臺(tái)國產(chǎn)封閉型貯水式電熱水器的銘牌上所列的主要技術(shù)參數(shù)如表所示.根據(jù)表中所提供的數(shù)據(jù),計(jì)算出此電熱水器在額定電壓下處于加熱狀態(tài)時(shí),通過電熱水器的電流約為(  ) 額定容量 54L 最高水溫 75℃ 額定功率

7、 1 500W 額定壓力 0.7MPa 額定電壓 220V 電器類別 Ⅰ類 A.6.8A B.0.15A C.4.4A D.0.23A 答案:A 解析:由P=UI,可知該電熱水器在額定電壓下處于加熱狀態(tài)時(shí)的電流為:I==A≈6.8A,故選A正確. 2.(2020·廣東電白一中高二檢測)有四盞電燈,如圖所示連接在電路中,L1和L2都標(biāo)有“220V,100W”字樣,L3和L4都標(biāo)有“220V,40W”字樣,把電路接通后,最暗的是(  ) A.L1    B.L2    C.L3    D.L4 答案:C 解析:根據(jù)串聯(lián)電路的電壓分配原則知L2、 L3兩端的

8、電壓最小,根據(jù)并聯(lián)電路的電流分配原則知通過L3的電流小于通過L2的電流.由此可知L3消耗的功率最?。? 3.(2020·包集高二檢測)室內(nèi)有幾種用電器:1.5kW的電飯煲、200W的電冰箱、750W的取暖器、250W的電視機(jī)和2kW的空調(diào)器.如果進(jìn)線處有13A的保險(xiǎn)絲,供電電壓為220V,下列情況下不可能同時(shí)使用的是(  ) A.電飯煲和電冰箱    B.取暖器和空調(diào)器 C.電飯煲和空調(diào)器 D.電冰箱、電視機(jī)和空調(diào)器 答案:C 解析:電路中允許的最大功率為Pm=UI=2860W.用電器的功率之和大于Pm時(shí),用電器就不可能同時(shí)使用,故選C. 4.三個(gè)阻值相同的燈泡,其允許消耗的最大

9、功率都是10W,現(xiàn)將其中的兩只燈泡串聯(lián)起來后再與第三只燈泡并聯(lián)接在電路中,則整個(gè)電路允許消耗的最大功率為(  ) A.30W   B.20W   C.15W   D.10W 答案:C 解析:接成后電路如圖,其中L3兩端電壓最高,它消耗的電功率為10W時(shí),因L1與L2串聯(lián),且電阻相等,則分配在L1與L2兩燈電壓都是燈L3兩端電壓的一半. ∴P1=P2====W=2.5W 則整個(gè)電路消耗的功率P=P1+P2+P3=(2.5+2.5+10)W=15W. 5.一個(gè)標(biāo)有“12V”字樣,功率未知的燈泡,測得燈絲電阻R隨燈泡兩端電壓變化的關(guān)系如圖所示,利用這條圖線計(jì)算: (1)在正

10、常發(fā)光情況下,燈泡的電功率P=______W. (2)若一定值電阻與燈泡串聯(lián),接在20V的電壓上,燈泡能正常發(fā)光,則串聯(lián)電阻的阻值為________Ω. 答案:(1)24,(2)4 6.(2020·泉州高二檢測)微型吸塵器的直流電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻一定,把它接入電壓為U1=0.2V的電路時(shí),電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn),測得此時(shí)流過電動(dòng)機(jī)的電流是I1=0.4A;若把電動(dòng)機(jī)接入電壓為U2=2.0V的電路中,電動(dòng)機(jī)正常工作,工作電流是I2=1.0A,求: (1)電動(dòng)機(jī)線圈的電阻R. (2)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率及吸塵器的效率. (3)如果電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí),轉(zhuǎn)子突然被卡住,電動(dòng)機(jī)此時(shí)的發(fā)熱功率(設(shè)此時(shí)線圈未被

11、燒壞). 答案:(1)0.5Ω (1)1.5W 75% (3)8W 解析:(1)電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí),設(shè)線圈電阻為R,則R==Ω=0.5Ω (2)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)消耗的功率為 P=U2I2=2.0×1.0W=2.0W 電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)線圈電阻損耗的功率為P損=IR=1.02×0.5W=0.5W 電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率為 P出=P-P損=(2.0-0.5)W=1.5W 電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)吸塵器的效率為 η=×100%=×100%=75% (3)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子被卡住時(shí),電功全部轉(zhuǎn)化為電熱P熱==8W 7.一輛電動(dòng)自行車的銘牌上給出了如下的技術(shù)參數(shù)表 質(zhì)量為M=70kg的人騎此電動(dòng)

12、自行車沿平直公路行駛,所受阻力Ff恒為車和人總重的k=0.02倍.取g=10m/s2,求: (1)此車電機(jī)在額定電壓下正常工作的效率. (2)僅在電機(jī)以額定功率提供動(dòng)力的情況下,人騎車行駛的最大速度. (3)僅在電機(jī)以額定功率提供動(dòng)力的情況下,當(dāng)車速為v1=1.0m/s時(shí),人騎車的加速度. 答案:(1)85.7% (2)6.0m/s (3)1.0m/s2 解析:(1)由表可知,電機(jī)的額定電壓為U0=40V、額定電流為I0=3.5A,所以電機(jī)正常工作時(shí)輸入功率為P入=U0I0=140W 又因電機(jī)的輸出功率為P出=120W,所以電機(jī)的效率為η==85.7% (2)行駛時(shí)所受阻力為Ff=k(M+m)g式中m為車的質(zhì)量. 當(dāng)達(dá)到最大速度vmax時(shí),應(yīng)有P出=Ffvmax, 所以最大速度vmax==6.0m/s. (3)當(dāng)車速為v1=1.0m/s時(shí),牽引力F==120N. 設(shè)此時(shí)車的加速度為a,根據(jù)牛頓第二定律F-Ff=(M+m)a,解得a=1.0m/s2.

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