2019-2020年高中物理 第2章 第5節(jié) 焦耳定律練習(xí) 新人教版選修3-1.doc

2019-2020年高中物理 第2章 第5節(jié) 焦耳定律練習(xí) 新人教版選修3-1 1．所謂電流做功，實(shí)質(zhì)上是導(dǎo)體中的恒定電場對自由電荷的靜電力在做功． 2．電流在一段電路中所做的功等于這段電路兩端的電壓U、電路中的電流I、通電時間t三者的乘積，即W＝IUt． 3．單位時間內(nèi)電流所做的功叫做電功率．電流在一段電路上做功的功率P等于電流I與這段電路兩端的電壓U的乘積，即P＝IU． 4．電流通過純電阻電路做功時，電能全部轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體的內(nèi)能． 5．電熱Q＝I2Rt，熱功率P＝I2R． 6．若電路中有電動機(jī)或電解槽，電能除轉(zhuǎn)化為內(nèi)能外，還轉(zhuǎn)化為機(jī)械能或化學(xué)能，它們之間遵從能量守恒． ?基礎(chǔ)鞏固 1．下列關(guān)于電功的說法中正確的是(C) A．電流通過用電器時，只有把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能時才做功 B．電流通過導(dǎo)體時所做的功決定于導(dǎo)體兩端的電壓、通過導(dǎo)體的電流和導(dǎo)體的電阻 C．加在導(dǎo)體兩端的電壓越大，通過導(dǎo)體的電流越大，通電時間越長，電流做的功越多 D．電流做功的過程，實(shí)際上是把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的過程 解析：這是對電功概念的辨析．電功就是電流做功，電功的大小與導(dǎo)體兩端的電壓、電流和通電時間有關(guān)，與電阻無關(guān)．電流做功的過程就是把電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程．各種用電器做功時就是把電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，如電飯鍋是把電能轉(zhuǎn)化為熱能，電動機(jī)把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能． 2．(多選)關(guān)于四個公式①P＝UI；②P＝I2R；③P＝；④P＝，下列敘述正確的是(AB) A．公式①④適用于任何電路的電功率的計算 B．公式②適用于任何電路的熱功率的計算 C．公式①②③適用于任何電路電功率的計算 D．以上均不正確 解析：P＝UI、P＝適用于任何電路的電功率的計算，而P＝I2R、P＝只適用于純電阻電路的電功率的計算，故A正確，C錯誤．P＝I2R適用于任何電路的熱功率的計算，P＝UI、P＝只適用于純電阻電路的熱功率的計算，故B正確． 3．甲、乙兩只普通照明燈炮的銘牌如圖所示，下列說法中不正確的是(A) A．甲燈的實(shí)際功率一定總是40 W B．將乙燈接入110 V電路中，它的額定功率仍為60 W C．兩燈均正常發(fā)光時，甲燈燈絲電阻較大 D．兩燈均正常發(fā)光時，甲燈消耗的電能較少 解析：照明燈泡的銘牌上標(biāo)記的是額定電壓和額定功率，由于燈泡隨著電壓的升高電流增大，燈絲的電功率將會增大，于是溫度升高，燈絲電阻率也隨之增大，所以電阻增大．當(dāng)工作電壓不是220 V時，燈泡的實(shí)際功率不再是額定功率，但額定功率不會隨電壓變化而變化． 4．一白熾燈泡的額定功率與額定電壓分別為36 W與36 V．若把此燈泡接到輸出電壓為18 V的電源兩端，則燈泡消耗的電功率(B) A．等于36 W B．小于36 W，大于9 W C．等于9 W D．小于9 W 解析：白熾燈在正常工作時的電阻為R，由P＝得R＝36 Ω，當(dāng)接入18 V電壓時，假設(shè)燈泡的電阻也為36 Ω，則它消耗的功率為P＝＝ W＝9 W，但是當(dāng)燈泡兩端接入18 V電壓時，它的發(fā)熱功率小，燈絲的溫度較正常工作時的溫度低，其電阻率小，所以其電阻要小于36 Ω，其實(shí)際功率要大于9 W，故B項正確． 5．下列關(guān)于電功、電功率和焦耳定律的說法中不正確的是(A) A．電功率越大，電流做功越快，電路中產(chǎn)生的焦耳熱一定越多 B．W＝UIt適用于任何電路，而W＝I2Rt＝t只適用于純電阻電路 C．在不是純電阻的電路中，UI＞I2R D．焦耳熱Q＝I2Rt適用于任何電路 解析：電功率公式為P＝，功率越大，表示電流做功越快．對于一段電路，有P＝IU，I＝，焦耳熱Q＝Rt，可見Q與P、U、t都有關(guān)．所以，P越大，Q不一定越大，A錯．W＝UIt是電功的定義式，適用于任何電路．而I＝只適用于純電阻電路，B對．在非純電阻電路中，電流做的功＝焦耳熱＋其他形式的能，所以W>Q，即UI>I2R，C正確．Q＝I2Rt是焦耳熱的定義式，適用于任何電路中產(chǎn)生的焦耳熱，D正確． 6．(多選)關(guān)于電功和電熱．以下說法正確的是(CD) A．外電路電流做的功一定等于電熱 B．外電路中電流所做的功一定大于電熱 C．只有在外電路是純電阻的情況下電功才等于電熱 D．當(dāng)外電路不是純電阻時，電功大于電熱 解析：對于非純電阻電路，電流做的功轉(zhuǎn)化為電熱和其他能量，A錯；當(dāng)外電路為純電阻電路時，電流做的功等于電熱，B錯；同理CD對；故選CD. ?能力提升 7．兩盞額定功率相同的燈泡A和B，其額定電壓UA>UB，則下列說法正確的是(D) A．兩燈正常發(fā)光時，燈泡的電流IA>IB B．兩燈電阻RA<RB C．將兩燈串聯(lián)后接入電路中發(fā)光時，則燈泡的功率PA<PB D．將兩燈并聯(lián)后接入電路中發(fā)光時，則燈泡的功率PA′<PB′ 解析：由P＝可知RA>RB，由P＝UI可知額定電流IA<IB. 兩燈串聯(lián)后，由串聯(lián)電路的功率分配關(guān)系可知P∝R，所以PA>PB；兩燈并聯(lián)后，由并聯(lián)電路的功率分配關(guān)系可知P∝，所以PA′<PB′. 8．有兩盞電燈L1和L2，用圖中所示的兩種方式連接到電路中，已知電壓 U 相同，且兩盞電燈均能發(fā)光，比較在甲、乙兩個電路中電燈L1的亮度，則(B) A．甲圖的電路中燈L1較亮 B．乙圖的電路中燈L1較亮 C．兩個電路中燈L1一樣亮 D．不知它們的額定電壓和額定功率，無法判斷 解析：因為電壓 U 相同，兩盞電燈串聯(lián)后，電壓要按照電燈阻值的大小分配．兩盞電燈并聯(lián)后，加在電燈兩端的電壓都為 U ，因此并聯(lián)后的燈泡較亮，選項B正確． 9．(多選)如圖所示，電阻R1＝20 Ω，電動機(jī)的繞組的電阻R2＝10 Ω.當(dāng)電鍵打開時，電流表的示數(shù)是0.5 A，當(dāng)電鍵合上后，電動機(jī)轉(zhuǎn)動起來，電路兩端的電壓不變，電流表的示數(shù)I和電路消耗的電功率應(yīng)是(BD) A．I＝1.5 A　 B．I＜1.5 A　 C．P＝15 W　 D．P＜15 W 解析：電路兩端的電壓為：U＝I1R1＝0.5 A20 Ω＝10 V．電動機(jī)是非純電阻用電器，UI2＞IR2，所以I2<＝1 A．電流表的示數(shù)I＝I1＋I(xiàn)2＜1.5 A，A錯誤、B正確．電路總功率為P＝U(I1＋I(xiàn)2)＜15 W，C錯誤、D正確． 10．如圖所示為電動機(jī)提升重物的裝置，電動機(jī)線圈電阻r＝1 Ω，電動機(jī)兩端電壓為5 V，電路中的電流為1 A，重物A重20 N．不計摩擦力，求： (1)電動機(jī)線圈電阻上消耗的熱功率是多少？ (2)電動機(jī)的輸入功率和輸出功率各是多少？ (3)10 s內(nèi)，可以把重物A勻速提升多高？ (4)這臺電動機(jī)的機(jī)械效率是多少？ 解析：(1)根據(jù)焦耳定律，熱功率為： PQ＝I2r＝121 W＝1 W. (2)電動機(jī)的輸入功率為： P入＝UI＝51 W＝5 W. 電動機(jī)的輸出功率為： P出＝P入－PQ＝5 W－1 W＝4 W. (3)電動機(jī)輸出的功率用來提升重物轉(zhuǎn)化為機(jī)械功率，則：P出t＝Gh. 解得：h＝＝ m＝2 m. (4)機(jī)械效率： η＝100%＝100%＝80%. 答案：(1)1 W　(2)5 W　4 W (3)2 m　(4)80%