物理人教版 (新课标)5 焦耳定律达标测试

这是一份物理人教版 (新课标)5 焦耳定律达标测试，共9页。
A．第一个公式普遍适用于求电功率，后两式普遍适用于求热功率
B．在纯电阻电路中，三个公式既可适用于求电功率，又可适用于求热功率
C．在非纯电阻电路中，第一个公式可适用于求电功率，第二个公式可用于求热功率，第三个公式没有意义
D．由U＝IR可知，三个公式没有任何区别，它们表达相同的意义，所求P既是电功率，也是热功率
2.如图所示是电阻R1和R2的伏安特性曲线，并且把第一象限分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域，现在把R1和R2并联在电路中，消耗的电功率分别为P1和P2，并联总电阻设为R.下列关于P1和P2的大小关系及R的伏安特性曲线应该在的区域正确的是( )．
A．特性曲线在Ⅰ区，P1P2
C．特性曲线在Ⅰ区，P1>P2
D．特性曲线在Ⅲ区，P1P2 D．P1＝P2
9.（多选）如图所示的电路中，L1、L2是两个不同的小灯泡，a、b间有恒定的电压，它们都正常发光，当滑动变阻器的滑片向右滑动时，发生的现象是( )．
A．L1亮度不变，L2变暗
B．L1变暗，L2变亮
C．电路消耗的总功率变小
D．流过滑动变阻器的电流变小
10．锂电池因能量密度高、绿色环保而广泛使用在手机等电子产品中。现用充电器为一手机锂电池充电，等效电路如图所示，充电器电源的输出电压为U，输出电流为I，锂电池的内阻为r，下列说法正确的是( )
A．锂电池产生的热功率为UI
B．充电器的充电效率为eq \f(Ir,U)×100%
C．电能转化为化学能的功率为UI－I2r
D．充电器输出的电功率为UI＋I2r
11.如图是家用电饭煲的电路图．将电饭煲接到稳压电源上，当开关接通“加热”挡时，电热丝以额定功率给食物加热，当食物蒸熟后，开关接通“保温”挡，给食物保温，这时电热丝的功率为其额定功率的eq \f(1,9)，电流为1.40 A，已知分压电阻的阻值是R＝100 Ω.求：
(1)保温时，电阻R两端的电压．
(2)稳压电源输出的电压．
(3)电热丝的额定功率．
12．电动自行车因轻便、价格相对低廉、污染和噪音小而受到人们喜爱．下表是一辆电动自行车的部分技术指标，其中额定车速是指电动车满载情况下在平直道路上以额定功率匀速行驶的速度.
请参考表中数据，完成下列问题：(g取10 m/s2)
(1)此车所配电动机的内阻是多少？
(2)在行驶过程中电动机所受阻力是车重(包括载重)的K倍，试计算K的大小．
(3)若电动车满载时以额定功率行驶，当车速为3 m/s时的加速度为多少？
2.5焦耳定律能力课时针对练习答案
1．（多选）关于三个公式P＝UI， P＝I2R，P＝eq \f(U2,R)的适用范围，以下说法正确的是( )．
A．第一个公式普遍适用于求电功率，后两式普遍适用于求热功率
B．在纯电阻电路中，三个公式既可适用于求电功率，又可适用于求热功率
C．在非纯电阻电路中，第一个公式可适用于求电功率，第二个公式可用于求热功率，第三个公式没有意义
D．由U＝IR可知，三个公式没有任何区别，它们表达相同的意义，所求P既是电功率，也是热功率
答案 BC
解析 首先要明确，欧姆定律U＝IR只适用于纯电阻电路，因此三个公式在纯电阻电路中没有区别，但在非纯电阻电路中它们互不相同．其次，P＝UI表示电功率，而P＝I2R表示热功率．因此，在纯电阻电路中，UI＝I2R，消耗的电能全部转化为内能；而在非纯电阻电路中，UI>I2R，即消耗的电能只有部分转化为内能．
2.如图所示是电阻R1和R2的伏安特性曲线，并且把第一象限分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域，现在把R1和R2并联在电路中，消耗的电功率分别为P1和P2，并联总电阻设为R.下列关于P1和P2的大小关系及R的伏安特性曲线应该在的区域正确的是( )．
A．特性曲线在Ⅰ区，P1P2
C．特性曲线在Ⅰ区，P1>P2
D．特性曲线在Ⅲ区，P1IR，放热Q＝I2Rt，消耗功率P＝UI>I2R.
4．如图为甲、乙两灯泡的I­U图像，根据图像，计算甲、乙两灯泡并联在电压为220 V的电路中时实际发光的功率约为( )
A．15 W,30 W B．30 W,40 W
C．40 W,60 W D．60 W,100 W
答案：C
解析： 从图像的横坐标(U)为220 V的刻度可找出对应的纵坐标(I)的值分别为I甲＝0.18 A，I乙＝0.27 A。则P甲＝UI甲≈40 W，P乙＝UI乙≈60 W，C正确。
5.（多选）如图所示，电阻R1＝20 Ω，电动机的绕组的电阻R2＝10 Ω.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 ( )．
A．I＝1.5 A B．I＜1.5 A
C．P＝15 W D．P＜15 W
答案 BD
解析 电路两端的电压为：U＝I1R1＝0.5 A×20 Ω＝10 V．电动机是非纯电阻用电器，UI2＞Ieq \\al(2,2)R2，所以I2＜eq \f(U,R2)＝1 A．电流表的示数I＝I1＋I2＜1.5 A，A错误、B正确．电路总功率为P＝U(I1＋I2)＜15 W，C错误、D正确．
6.四盏灯的连接方式如图所示，灯L1、L2上标有“110 V 100 W”，灯L3、L4上标有“110 V 40 W”，当在A、B两点加上220 V电压时，在这四盏灯中实际消耗功率最小和最大的灯泡分别是( )
A．L1和L2 B．L1和L3
C．L3和L4 D．L2和L4
答案：C
解析：由P＝eq \f(U2,R)得R＝eq \f(U2,P)，灯L1、L2的阻值R1小于灯L3、L4的阻值R2.由于灯L1和L4的电流相同，P＝I2R，L1和L4相比，L4功率较大．通过L1的电流大于通过L2的电流，由P＝I2R知，L1和L2相比，L1功率较大．灯L2和L3的电压相同，由P＝eq \f(U2,R)知，L2和L3相比，L2功率较大，所以L3的功率最小，L4功率最大，C正确．
7．(多选)三个导体元件A、B、C的伏安特性曲线分别如图中a、b、c所示．当它们串联后接在6 V稳压直流电源两端时，它们的电阻分别为RA、RB、RC，其中图线b在点(2,1)处的切线与图线c平行，则下列说法正确的是( )
A．RA∶RB∶RC＝1∶2∶3
B．此时导体A的功率为1 W
C．若将三个导体元件并联后接在3 V的稳压直流电源上，则A元件消耗的功率最小
D．若仅将导体B、C串联后接在2 V的稳压直流电源上，B元件消耗的功率大于0.5 W
答案：AB
解析：根据IU图象可看出当A、B、C串联后接在6 V稳压直流电源两端时，电路中电流I＝1 A，UA＝1 V，UB＝2 V，UC＝3 V，由R＝eq \f(U,I)得RA＝1 Ω，RB＝2 Ω，RC＝3 Ω，得RA∶RB∶RC＝1∶2∶3，故选项A正确．所以此时导体A的功率为PA＝I2RA＝1 W，故选项B正确．当导体A、B、C并联后接在3 V稳压直流电源上时，根据IU图象可看出通过A、B、C的电流IA＞IB＞IC，由R＝eq \f(U,I)可得此时RA＜RB＜RC，根据P＝eq \f(U2,R)可知，导体A消耗的功率应最大，故选项C错误．若将导体B、C串联后接在2 V的稳压直流电源上，根据IU图象可以看出此时UB＜1 V，IB＜0.5 A，所以导体B消耗的功率为PB＝UBIB＜1 V×0.5 A＝0.5 W，故选项D错误．
8．如图所示，把两个相同的灯泡分别接在甲、乙电路中，甲电路两端的电压为8 V，乙电路两端的电压为16 V。调节变阻器R1和R2使两灯都正常发光，此时变阻器消耗的功率分别为P1和P2，两电路中消耗的总功率分别为P甲和P乙，则下列关系中正确的是( )
A．P甲P乙
C．P1>P2 D．P1＝P2
答案：D
解析： 由灯都正常发光可知，R1中电流是R2中电流二倍，R1两端电压是R2两端电压的二分之一，两变阻器消耗的功率相等，两电路中消耗的总功率相等，选项D正确，A、B、C错误。
9.（多选）如图所示的电路中，L1、L2是两个不同的小灯泡，a、b间有恒定的电压，它们都正常发光，当滑动变阻器的滑片向右滑动时，发生的现象是( )．
A．L1亮度不变，L2变暗
B．L1变暗，L2变亮
C．电路消耗的总功率变小
D．流过滑动变阻器的电流变小
答案 BCD
解析 变阻器滑片向右滑动时阻值增大，并联部分的电阻变大，分得电压变大，所以L2两端电压增大，变亮．L1分得电压变小，L1变暗，A错、B对．因为滑动变阻器电阻变大，总电阻变大，由P＝eq \f(U2,R)可知，U一定，P减小，即电路总功率减小，C对．又因为总电阻增大，总电流减小，而L2电压变大，电流变大，所以流过变阻器的电流减小，D正确．
10．锂电池因能量密度高、绿色环保而广泛使用在手机等电子产品中。现用充电器为一手机锂电池充电，等效电路如图所示，充电器电源的输出电压为U，输出电流为I，锂电池的内阻为r，下列说法正确的是( )
A．锂电池产生的热功率为UI
B．充电器的充电效率为eq \f(Ir,U)×100%
C．电能转化为化学能的功率为UI－I2r
D．充电器输出的电功率为UI＋I2r
答案：C
解析： 电池产生的热功率为P损＝I2r，小于UI，故A错误；充电器的充电效率为eq \f(U－Ir,U)×100%，故B错误；充电器输出的电功率为：P输出＝UI，故D错误；电能转化为化学能和热能，根据能量守恒定律，有：UI＝I2r＋P，故P＝UI－I2r，故C正确。
11.如图是家用电饭煲的电路图．将电饭煲接到稳压电源上，当开关接通“加热”挡时，电热丝以额定功率给食物加热，当食物蒸熟后，开关接通“保温”挡，给食物保温，这时电热丝的功率为其额定功率的eq \f(1,9)，电流为1.40 A，已知分压电阻的阻值是R＝100 Ω.求：
(1)保温时，电阻R两端的电压．
(2)稳压电源输出的电压．
(3)电热丝的额定功率．
答案：(1)140 V (2)210 V (3)882 W
解析：(1)电阻R两端的电压为UR＝IR＝1.40×100 V＝140 V
(2)设电热丝的电阻为r，电源输出电压为U，则(eq \f(U,R＋r))2r＝eq \f(1,9)·eq \f(U2,r)
解得r＝50 Ω
所以电源电压为U＝I(R＋r)＝1.40×(100＋50) V＝210 V
(3)电热丝的额定功率为
P＝eq \f(U2,r)＝eq \f(2102,50) W＝882 W
12．电动自行车因轻便、价格相对低廉、污染和噪音小而受到人们喜爱．下表是一辆电动自行车的部分技术指标，其中额定车速是指电动车满载情况下在平直道路上以额定功率匀速行驶的速度.
请参考表中数据，完成下列问题：(g取10 m/s2)
(1)此车所配电动机的内阻是多少？
(2)在行驶过程中电动机所受阻力是车重(包括载重)的K倍，试计算K的大小．
(3)若电动车满载时以额定功率行驶，当车速为3 m/s时的加速度为多少？
答案：(1)1 Ω (2)0.03 (3)0.2 m/s2
解析：(1)从表中可知，输出功率P出＝180 W，
输入功率P入＝UI＝36×6 W＝216 W，
Pr＝I2r＝P入－P出
得r＝eq \f(216－180,62) Ω＝1 Ω.
(2)P出＝F阻vm＝K(M＋m)gvm，vm＝18 km/h＝5 m/s
K＝eq \f(180,40＋80×10×5)＝0.03.
(3)P出＝Fv，F－K(M＋m)g＝(M＋m)a
得a＝0.2 m/s2.
额定
车速
电动车
质量
载重
电源
电源输
出电压
充电
时间
额定
输出功率
电动机额定工作电压和电流
18 km/h
40 kg
80 kg
36 V/
12 A·h
≥36 V
6～8 h
180 W
36 V/6 A
额定
车速
电动车
质量
载重
电源
电源输
出电压
充电
时间
额定
输出功率
电动机额定工作电压和电流
18 km/h
40 kg
80 kg
36 V/
12 A·h
≥36 V
6～8 h
180 W
36 V/6 A