高中物理5 焦耳定律当堂检测题

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A．电功率越大，说明电流做功越快，则电路中产生的焦耳热一定越多
B．W＝UIt＝I2Rt＝eq \f(U2,R)t，对任何电路都适用
C．U＝IR对于纯电阻和非纯电阻电路都适用
D．焦耳热Q＝I2Rt适用于任何电路
2．小芳家正在使用的电器有电灯、洗衣机、电冰箱，小芳从家里的总电能表中测得在时间t内消耗的电能为W。设小芳家的供电电压为U，总电流为I，上述电器的总电阻为R，总功率为P。下列关系式正确的是( )
A．P＝eq \f(U2,R) B．W＝I2Rt
C．I＝eq \f(U,R) D．P＝eq \f(W,t)
3．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
4.如图所示，电路两端的电压U保持不变，电阻R1、R2、R3消耗的电功率一样大，则电阻之比R1∶R2∶R3＝( )
A．1∶1∶1 B．4∶1∶1
C．1∶4∶4 D．1∶2∶2
5．粗细均匀的金属环上A、B、C、D四点把其周长分成四等份，如图所示，当A、B两点接入电路中时，圆环消耗的电功率为P；当A、D两点接入电路中时，圆环消耗的电功率为(电源内阻不计)( )
A．3P B.eq \f(4,3)P
C．P D.eq \f(3,4)P
6.如图所示，有一内电阻为4.4 Ω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 W
B．电解槽的发热功率为60 W
C．电解槽消耗的电功率为60 W
D．电路消耗的总功率为60 W
7．当电阻两端加上某一稳定电压时，通过该电阻的电荷量为0.3 C，消耗的电能为0.9 J．为在相同时间内使0.6 C的电荷量通过该电阻，在其两端需加的电压和消耗的电能分别是( )
A．3 V,1.8 J B．3 V,3.6 J
C．6 V,1.8 J D．6 V,3.6 J
8．把六个相同的小灯泡接成如图甲、乙所示的电路，调节变阻器使灯泡正常发光，甲、乙两电路所消耗的功率分别用P甲和P乙表示，则下列结论中正确的是( )
A．P甲＝P乙 B．P甲＝3P乙
C．P乙＝3P甲 D．P乙>3P甲
9．两盏额定功率相同的灯泡A和B，其额定电压UA>UB，则下列说法正确的是( )
A．两灯正常发光时，灯泡的电流IA>IB
B．两灯电阻RAC．将两灯串联后接入电路中发光时，则灯泡的功率PAD．将两灯并联后接入电路中发光时，则灯泡的功率PA′10.如图所示，有一提升重物用的直流电动机，内阻r＝0.6 Ω，R＝10 Ω，U＝160 V，电压表的读数为110 V，求：
(1)通过电动机的电流是多少？
(2)输入到电动机的电功率是多少？
(3)电动机中发热的功率是多少？
(4)电动机工作1 h所产生的热量是多少？向外输出的机械能是多少？
11如图所示的电路中，电源电动势E＝10 V，内阻r＝0.5 Ω，电动机的电阻R0＝1.0 Ω，定值电阻R1＝1.5 Ω.电动机正常工作时，电压表的示数U1＝3.0 V，求：
(1)电源释放的电功率；
(2)电动机消耗的电功率及将电能转化为机械能的功率；
(3)电源的输出功率．
2.5焦耳定律基础课时针对练习答案
1．下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是( )
A．电功率越大，说明电流做功越快，则电路中产生的焦耳热一定越多
B．W＝UIt＝I2Rt＝eq \f(U2,R)t，对任何电路都适用
C．U＝IR对于纯电阻和非纯电阻电路都适用
D．焦耳热Q＝I2Rt适用于任何电路
答案：D
解析： 电功率越大，表示电流做功越快，但是电路中产生的焦耳热量的多少还与做功的时间的长短及是否是纯电阻电路有关，所以A错误；公式W＝UIt是计算电路的总功的大小，适用于任何的电路，当为纯电阻电路时，根据欧姆定律I＝eq \f(U,R)，可以推出W＝I2Rt，W＝eq \f(U2,R)t，所以W＝I2Rt，W＝eq \f(U2,R)t只能适用于纯电阻电路，所以B错误；U＝IR只适用于纯电阻电路，对非纯电阻电路不适用，选项C错误；焦耳热Q＝I2Rt适用于任何电路中的焦耳热量的计算，所以D正确。
2．小芳家正在使用的电器有电灯、洗衣机、电冰箱，小芳从家里的总电能表中测得在时间t内消耗的电能为W。设小芳家的供电电压为U，总电流为I，上述电器的总电阻为R，总功率为P。下列关系式正确的是( )
A．P＝eq \f(U2,R) B．W＝I2Rt
C．I＝eq \f(U,R) D．P＝eq \f(W,t)
答案：D
解析： 由于洗衣机、电冰箱是非纯电阻电路，欧姆定律不成立，所以I＝eq \f(U,R)不成立，所以关系式P＝eq \f(U2,R)不成立，故A、C错误；公式W＝I2Rt只能用来求电热，不能用来求消耗的电能，故B错误；公式P＝eq \f(W,t)普遍适用，故D正确。
3．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．
4.如图所示，电路两端的电压U保持不变，电阻R1、R2、R3消耗的电功率一样大，则电阻之比R1∶R2∶R3＝( )
A．1∶1∶1 B．4∶1∶1
C．1∶4∶4 D．1∶2∶2
答案：C
解析：R2、R3并联，电压相等，功率又相等，所以电流相等，电阻相等；因此通过R1的电流是通过R2电流的两倍，又因为功率相等，根据P＝I2R可知，R1是R2的eq \f(1,4).根据以上分析可知：R1∶R2∶R3 ＝ 1∶4∶4.
5．粗细均匀的金属环上A、B、C、D四点把其周长分成四等份，如图所示，当A、B两点接入电路中时，圆环消耗的电功率为P；当A、D两点接入电路中时，圆环消耗的电功率为(电源内阻不计)( )
A．3P B.eq \f(4,3)P
C．P D.eq \f(3,4)P
答案：B
解析： 设金属环的总电阻为4R，则当A、B两点接入电路中时，等效电阻为R，圆环消耗的电功率为P＝eq \f(E2,R)；当A、D两点接入电路中时，等效电阻为R1＝eq \f(R·3R,4R)＝eq \f(3R,4)，圆环消耗的电功率P1＝eq \f(E2,R1)＝eq \f(4,3)P，选项B正确。
6.如图所示，有一内电阻为4.4 Ω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 W
B．电解槽的发热功率为60 W
C．电解槽消耗的电功率为60 W
D．电路消耗的总功率为60 W
答案： C
解析： 灯泡能正常发光，说明电解槽和灯泡均分得110 V电压，且干路电流I＝I灯＝eq \f(60 W,110 V)，则电解槽消耗的功率P＝P灯＝60 W，C对A错；电解槽的发热功率P热＝I2R＝1.3 W，B错；整个电路消耗的功率P总＝220 V×eq \f(60 W,110 V)＝120 W，D错误。
7．当电阻两端加上某一稳定电压时，通过该电阻的电荷量为0.3 C，消耗的电能为0.9 J．为在相同时间内使0.6 C的电荷量通过该电阻，在其两端需加的电压和消耗的电能分别是( )
A．3 V,1.8 J B．3 V,3.6 J
C．6 V,1.8 J D．6 V,3.6 J
答案：D
解析：根据W＝UIt＝qU可知，当通过该电阻的电荷量为0.3 C，消耗的电能为0.9 J时，电阻两端所加的电压U＝3 V，在相同时间内通过0.6 C的电荷量时，电流变为原来的2倍，根据I＝eq \f(U,R)可知，电压也变为原来的2倍，即为6 V，则这样消耗的电能W′＝q′U′＝3.6 J，故选项D正确．
8．把六个相同的小灯泡接成如图甲、乙所示的电路，调节变阻器使灯泡正常发光，甲、乙两电路所消耗的功率分别用P甲和P乙表示，则下列结论中正确的是( )
A．P甲＝P乙 B．P甲＝3P乙
C．P乙＝3P甲 D．P乙>3P甲
答案：B
解析：设每个灯泡正常工作时的电流为I，则甲图中电路的总电流为3I，P甲＝12×3I＝36I，乙图中电路的总电流为I，P乙＝12×I＝12I，故有P甲＝3P乙，B正确．
9．两盏额定功率相同的灯泡A和B，其额定电压UA>UB，则下列说法正确的是( )
A．两灯正常发光时，灯泡的电流IA>IB
B．两灯电阻RAC．将两灯串联后接入电路中发光时，则灯泡的功率PAD．将两灯并联后接入电路中发光时，则灯泡的功率PA′答案 D
解析 由P＝eq \f(U2,R)可知RA>RB，由P＝IU可知额定电流IA两灯串联后，由串联电路的功率分配关系可知P∝R，所以PA>PB，故C错误；
两灯并联后，由并联电路的功率分配关系可知P∝eq \f(1,R)，所以PA′10.如图所示，有一提升重物用的直流电动机，内阻r＝0.6 Ω，R＝10 Ω，U＝160 V，电压表的读数为110 V，求：
(1)通过电动机的电流是多少？
(2)输入到电动机的电功率是多少？
(3)电动机中发热的功率是多少？
(4)电动机工作1 h所产生的热量是多少？向外输出的机械能是多少？
答案：(1)5 A (2)550 W (3)15 W (4)5.4×104 J 1.926×106 J
解析：(1)电动机和电阻串联，电流相等，
电阻R两端电压UR＝U－UV＝50 V
通过电动机的电流I＝eq \f(UR,R)＝5 A
(2)输入到电动机的电功率P＝UVI＝550 W
(3)电动机中发热的功率P热＝I2r＝15 W
(4)电动机工作1 h所产生的热量
Q＝I2rt＝5.4×104 J
输出的机械能E输＝UVIt－I2rt＝1.926×106 J
11如图所示的电路中，电源电动势E＝10 V，内阻r＝0.5 Ω，电动机的电阻R0＝1.0 Ω，定值电阻R1＝1.5 Ω.电动机正常工作时，电压表的示数U1＝3.0 V，求：
(1)电源释放的电功率；
(2)电动机消耗的电功率及将电能转化为机械能的功率；
(3)电源的输出功率．
答案 (1)20 W (2)12 W 8 W (3)18 W
解析 (1)电动机正常工作时，总电流为I＝eq \f(U1,R1)＝eq \f(3.0,1.5) A＝2 A，电源释放的电功率为P释＝EI＝10×2 W＝20 W.
(2)电动机两端的电压为U＝E－Ir－U1＝(10－2×0.5－3.0) V＝6 V.
电动机消耗的电功率为：P电＝UI＝6×2 W＝12 W.
电动机消耗的热功率为：P热＝I2R0＝22×1.0 W＝4 W.
根据能量守恒得
P机＝P电－P热＝(12－4) W＝8 W.
(3)电源的输出功率为
P出＝P释－P内＝P释－I2r
＝(20－22×0.5) W＝18 W.