【解析】高中物理人教版選修3-1第二章第5節(jié)焦耳定律同步練習(xí)

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高中物理人教版選修3-1第二章第5節(jié)焦耳定律同步練習(xí)

一、選擇題

1．額定電壓都是110V，額定功率PA＝100W、PB＝40W的電燈兩盞，若接入電壓是220V的電路中，使兩盞電燈均能正常發(fā)光，且電路中消耗的電功率最小的電路是下圖中的()．

A．B．

C．D．

2．一根電阻絲，通過2C的電荷量所消耗的電能是8J．若在相同的時(shí)間內(nèi)通過4C的電荷量，該電阻絲上所加電壓和消耗的電能分別是()

A．4V，16JB．8V，16JC．4V，32JD．8V，32J

3．（2023高二上·廣州期中）如圖所示電路中，三個(gè)相同的燈泡額定功率是40W，在不損壞燈泡的情況下，這三個(gè)燈泡消耗的總功率最大不應(yīng)超過（）

A．40WB．60WC．80WD．120W

二、選擇題

4．目前，空調(diào)機(jī)、電視機(jī)等家用電器得到了普遍使用。根據(jù)圖中銘牌上提供的信息，判斷在12小時(shí)內(nèi)正常使用的電冰箱與連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的電風(fēng)扇消耗電能的情況是（）

A．電冰箱比電風(fēng)扇多

B．電風(fēng)扇比電冰箱多

C．電風(fēng)扇與電冰箱一樣多

D．電冰箱比電風(fēng)扇可能多，也可能少

5．自2023年10月1日起，禁止銷售和進(jìn)口15瓦及以上普通照明用白熾燈?，F(xiàn)有一白熾燈泡的額定功率與額定電壓分別為36W與36V。若把此燈泡接到輸出電壓為18V的電源兩端，則燈泡消耗的電功率（）

A．等于36WB．小于36W，大于9W

C．等于9WD．小于36W

6．電阻R1與R2的伏安特性曲線如圖所示，并把第一象限分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個(gè)區(qū)域，現(xiàn)把R1與R2串聯(lián)在電路中，R1和R2消耗的電功率分別為P1和P2，串聯(lián)總電阻為R，下列關(guān)于P1與P2大小及R的伏安特性曲線所在區(qū)域的敘述，正確的是（）

A．P1＞P2，特性曲線在Ⅰ區(qū)B．P1＜P2，特性曲線在Ⅰ區(qū)

C．P1＞P2，特性曲線在Ⅲ區(qū)D．P1＜P2，特性曲線在Ⅲ區(qū)

7．如圖，虛線框內(nèi)是一個(gè)未知電路，測(cè)得它的兩端點(diǎn)a、b之間電阻是R，在a、b之間加上電壓U，測(cè)得流過電路的電流為I，則未知電路的電功率一定是（）

A．I2RB．C．UID．UI－I2R

8．對(duì)于不同的電源，工作時(shí)的電流為I，下列說法正確的是()

A．I越大的電源做功越快

B．I越大的電源輸出的電能越多

C．電動(dòng)勢(shì)越大的電源做功越快

D．電動(dòng)勢(shì)E與電流I的乘積體現(xiàn)了電源做功的快慢

9．（多選）關(guān)于四個(gè)公式①P=UI；②P=I2R；③P=；④P=，下列敘述正確的是()

A．公式①④適用于任何電路的電功率的計(jì)算

B．公式②適用于任何電路的熱功率的計(jì)算

C．公式①②③適用于任何電路電功率的計(jì)算

D．以上均不正確

10．一臺(tái)額定電壓為U的電動(dòng)機(jī)，它的電阻為R，正常工作時(shí)通過的電流為I，則()

A．電動(dòng)機(jī)t秒內(nèi)產(chǎn)生的熱量是Q=UIt

B．電動(dòng)機(jī)t秒內(nèi)產(chǎn)生的熱量是Q=I2Rt

C．電動(dòng)機(jī)的功率為P=I2R

D．電動(dòng)機(jī)的功率為P=U2/R

11．通過電阻R的電流強(qiáng)度為I時(shí)，在t時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q，若電阻為2R，電流強(qiáng)度為，則在時(shí)間t內(nèi)產(chǎn)生的熱量為()

A．4QB．2QC．D．

12．如果家里的微波爐（1000W）、電視機(jī)（100W）和洗衣機(jī)（400W）平均每天都工作1h，一個(gè)月（30天計(jì)）的用電荷量是()

A．10kW·hB．20kW·hC．45kW·hD．40kW·h

13．（多選）在如圖所示的電路中，輸入電壓U恒為8V，燈泡L標(biāo)有3V，6W字樣，電動(dòng)機(jī)線圈的電阻RM=1Ω。若燈泡恰能正常發(fā)光，下列說法正確的是()

A．電動(dòng)機(jī)的輸入電壓是5VB．流過電動(dòng)機(jī)的電流是5A

C．整個(gè)電路消耗的電功率是16WD．電動(dòng)機(jī)的效率是80％

14．如圖所示電路中，電源為恒流源，能始終提供大小恒定的電流。R0為定值電阻，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，則下列表示電壓表示數(shù)U、電路總功率P隨電流表示數(shù)I變化的關(guān)系圖線中，可能正確的是()

A．B．

C．D．

15．用電動(dòng)勢(shì)E=6V、內(nèi)電阻r=4Ω的直流電源分別單獨(dú)對(duì)下列四個(gè)小燈泡供電，實(shí)際消耗電功率最大的小燈泡的額定電壓和額定功率是（設(shè)燈泡電阻不隨電壓變化）()

A．6V，12WB．6V，9WC．6V，4WD．6V，3W

16．直流電動(dòng)機(jī)M接在如圖所示的電路中，理想電壓表的示數(shù)是20V，理想電流表的示數(shù)是1.0A，限流電阻R=5.0Ω，則可知()

A．電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率是20WB．電阻R消耗的電功率是5W

C．電動(dòng)機(jī)線圈的電阻是20ΩD．電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的電熱功率是20W

17．如圖所示的電路中，輸入電壓U恒為12V，燈泡L標(biāo)有6V，12W字樣，電動(dòng)機(jī)線圈的電阻RM=0.50Ω。若燈泡恰能正常發(fā)光，以下說法中不正確的是()

A．電動(dòng)機(jī)的輸入功率是12WB．電動(dòng)機(jī)的輸出功率是12W

C．電動(dòng)機(jī)的熱功率是2.0WD．整個(gè)電路消耗的電功率是24W

18．如圖所示是一直流電動(dòng)機(jī)提升重物的裝置；已知重物質(zhì)量為m=50kg，電源輸出電壓U=110V保持不變，電動(dòng)機(jī)線圈電阻R=4Ω，不計(jì)各處摩擦，當(dāng)電動(dòng)機(jī)以某一速度勻速向上提升重物時(shí)，電路中的電流I=5A（g=10m/s2）則：()

A．電源的輸出功率為100W

B．電動(dòng)機(jī)線圈電阻R的發(fā)熱功率550W

C．提升重物的功率為450W

D．電動(dòng)機(jī)的效率為81.8％

19．關(guān)于四個(gè)公式①P＝UI；②P＝I2R；③P＝；④P＝，下列敘述正確的是（）

A．公式①④適用于任何電路的電功率的計(jì)算

B．公式②適用于任何電路的熱功率的計(jì)算

C．公式①②③適用于任何電路電功率的計(jì)算

D．以上均不正確

20．下列敘述正確的有（）

A．電功的實(shí)質(zhì)是電場(chǎng)力所做的功

B．電場(chǎng)力做功使金屬導(dǎo)體內(nèi)的自由電子運(yùn)動(dòng)的速率越來越大

C．電功就是電熱，兩個(gè)量是一回事

D．如果都正常工作，在相同時(shí)間內(nèi)額定功率越大的用電器對(duì)外做功越多

三、填空題

21．如圖所示，電路兩端的電壓U保持不變，電阻R1、R2、R3消耗的電功率一樣大，則電阻之比R1︰R2︰R3為。

22．一個(gè)標(biāo)有12V字樣，功率未知的燈泡，測(cè)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。

四、計(jì)算題

23．如圖所示是電飯煲的電路圖，S1是一個(gè)控溫開關(guān)，手動(dòng)閉合后，當(dāng)此開關(guān)溫度達(dá)到居里點(diǎn)（103℃）時(shí)，會(huì)自動(dòng)斷開。S2是一個(gè)自動(dòng)控溫開關(guān)，當(dāng)溫度低于60℃時(shí)會(huì)自動(dòng)閉合；溫度高于80℃時(shí)，會(huì)自動(dòng)斷開。紅燈是加熱時(shí)的指示燈，黃燈是保溫時(shí)的指示燈。分流電阻R1＝R2＝500Ω，加熱電阻絲R3＝50Ω，兩燈電阻不計(jì)。

（1）根據(jù)電路分析，敘述電飯煲煮飯的全過程（包括加熱和保溫的過程）。

（2）簡(jiǎn)要回答，如果不閉合開關(guān)S1，電飯煲能將飯煮熟嗎？

（3）計(jì)算加熱和保溫兩種狀態(tài)下，電飯煲的消耗功率之比。

24．如圖所示為電動(dòng)機(jī)提升重物的裝置，電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為r＝1Ω，電動(dòng)機(jī)兩端電壓為5V，電路中的電流為1A，物體A重20N。忽略一切摩擦，求：

（1）電動(dòng)機(jī)線圈電阻消耗的熱功率為多少？

（2）電動(dòng)機(jī)輸入功率和輸出功率各是多少？

（3）10s內(nèi)電動(dòng)機(jī)可以把重物勻速提升多高？

（4）這臺(tái)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率是多少？

25．如圖所示，電路兩端電壓U恒為28V，電燈上標(biāo)有6V，12W字樣，直流電動(dòng)機(jī)線圈電阻R=2Ω。若電燈恰能正常發(fā)光，且電機(jī)能運(yùn)轉(zhuǎn)，求：

（1）流過電燈的電流是多大

（2）電動(dòng)機(jī)兩端的電壓是多大

（3）電動(dòng)機(jī)線圈電阻消耗的熱功率為多少？

（4）電動(dòng)機(jī)輸入功率和輸出功率各是多少？

（5）這臺(tái)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率是多少？

26．如圖所示為電動(dòng)機(jī)提升重物的裝置，電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為r=1Ω，電動(dòng)機(jī)兩端電壓為5V，電路中的電流為1A，物體A重20N。忽略一切摩擦，求：

27．如圖所示是電飯煲的電路圖，S1是一個(gè)控溫開關(guān)，手動(dòng)閉合后，當(dāng)此開關(guān)溫度達(dá)到居里點(diǎn)（103℃）時(shí)，會(huì)自動(dòng)斷開。S2是一個(gè)自動(dòng)控溫開關(guān)，當(dāng)溫度低于60℃時(shí)會(huì)自動(dòng)閉合；溫度高于80℃時(shí)，會(huì)自動(dòng)斷開。紅燈是加熱時(shí)的指示燈，黃燈是保溫時(shí)的指示燈。分流電阻R1=R2=500Ω，加熱電阻絲R3=50Ω，兩燈電阻不計(jì)。

答案解析部分

1．【答案】C

【知識(shí)點(diǎn)】焦耳定律

【解析】【解答】判斷燈泡能否正常發(fā)光，就要判斷電壓是否是額定電壓，或電流是否是額定電流，對(duì)燈泡有P＝UI＝，可知RA＜RB。對(duì)于A電路，由于RA＜RB，所以UB＞UA，且有UB＞110V，B燈被燒毀，UA＜110V，A燈不能正常發(fā)光。對(duì)于B電路，由于RB＞RA，A燈又并聯(lián)變阻器，并聯(lián)電阻更小于RB，所以UB＞U并，B燈燒毀。對(duì)于C電路，B燈與變阻器并聯(lián)電阻可能等于RA，所以可能UA＝UB＝110V，兩燈可以正常發(fā)光。對(duì)于D電路，若變阻器的有效電阻等于A、B的并聯(lián)電阻，則UA＝UB＝110V，兩燈可以正常發(fā)光。比較C、D兩個(gè)電路，由于C電路中變阻器功率為（IA－IB）×110V，而D電路中變阻器功率為（IA＋I(xiàn)B）×110V，所以C電路消耗電功率最小。故答案為C。

【分析】注意試題兩點(diǎn)要求：正常發(fā)光，各自到達(dá)額定電壓；總功率最小，在總電壓不變情況下，總電阻最小。兩燈額定電壓相同，額定功率不同，故電阻不同，不可直接串聯(lián)，需與負(fù)載電阻連接，且需要小電阻燈泡在干路中，大電阻燈泡與變阻器并聯(lián)。

2．【答案】D

【知識(shí)點(diǎn)】焦耳定律

【解析】【解答】由W＝I2Rt＝8J，得

相同時(shí)間內(nèi)通過的電荷量為4C時(shí)，電流I′＝2I

所以W′＝I′2Rt＝4I2Rt＝32J

加在電阻絲上的電壓U＝＝V＝8V，

故答案為：D。

【分析】根據(jù)電流定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間流過截面積的電荷量。一定時(shí)間內(nèi)電荷量加倍，電流加倍。焦耳定律與電流的的平方成正比，故而可得到第二次電功為第一次的4倍。由電功公式W=Uq亦可得此時(shí)電壓大小。

3．【答案】B

【知識(shí)點(diǎn)】電功率和電功

【解析】【解答】解：設(shè)L3上電壓為U，電阻為R，則：

L3的最大的功率為：P==40W，

因?yàn)槿齻€(gè)燈泡的電阻相等，L1和L2并聯(lián)后電阻相當(dāng)于L3電阻的一半，所以電壓也就為L(zhǎng)3的一半，

如果L3上電壓為U，則L1和L2電壓為，

所以L1和L2的功率都為：P==10W，

所以總功率最大為：10+10+40=60W．

故答案為：B．

【分析】由于L1和L2并聯(lián)后再與L3串聯(lián)，所以L3的電流是L1和L2電流的和，因?yàn)槿齻€(gè)燈泡的電阻相等，所以在不損壞燈泡的情況下，L3的功率是最大的，即為40W，再求得此時(shí)L1和L2的功率即可．

4．【答案】B

【知識(shí)點(diǎn)】焦耳定律

【解析】【解答】依據(jù)電冰箱銘牌可知，電冰箱在12h內(nèi)耗電0.25kW·h，而電風(fēng)扇在12h內(nèi)耗電W＝Pt＝0.78kW·h，

故答案為：B。

【分析】需在同一單位下進(jìn)行比較電功大小，并注意題設(shè)時(shí)間。

5．【答案】B

【知識(shí)點(diǎn)】電阻定律

【解析】【解答】設(shè)燈泡接U=36V電壓和U′=18V電壓時(shí)的電阻分別為R、R′，電壓減小，燈絲溫度降低，電阻減小，R>R′。

故答案為：B

【分析】不可盲目使用功率公式，需考慮燈絲溫度與電阻關(guān)系，溫度低電阻小。

6．【答案】D

【知識(shí)點(diǎn)】電阻定律

【解析】【解答】由圖知R1＜R2，二者串聯(lián)電流相等，由P＝I2R，知P1＜P2，串聯(lián)電阻R大于R1也大于R2，故其伏安特性曲線將在Ⅲ區(qū)，

故答案為：D。

【分析】伏安特性曲線的斜率為電阻倒數(shù)，電阻大斜率??；串聯(lián)電路在電流相同的情況下，電阻越大電功率也越大。

7．【答案】C

【知識(shí)點(diǎn)】焦耳定律

【解析】【解答】選項(xiàng)A、B的表達(dá)式只適用于純電阻電路，D項(xiàng)表達(dá)式表示在非純電阻電路中的輸出功率，虛線框中不知道是哪種元件，功率P＝UI總是適用的，C符合題意。

故答案為：C

【分析】P=UI適用于任何電路的電功率計(jì)算。

8．【答案】D

【知識(shí)點(diǎn)】焦耳定律

【解析】【解答】功率是表示做功快慢的物理量，根據(jù)公式可得電動(dòng)勢(shì)E與電流I的乘積體現(xiàn)了電源做功的快慢，D正確，AB錯(cuò)誤；電動(dòng)勢(shì)的物理意義是表征電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的強(qiáng)弱，與外電路的結(jié)構(gòu)無關(guān)，電源的電動(dòng)勢(shì)與電源的功率無關(guān)，故C錯(cuò)誤。

故答案為：D

【分析】電源電功率反映了電流做功的快慢，僅與電源電動(dòng)勢(shì)和電流有關(guān)，與其他因素?zé)o關(guān)。

9．【答案】A,B

【知識(shí)點(diǎn)】焦耳定律

【解析】【解答】P=UI、P=適用于任何電路的電功率的計(jì)算，而P=I2R、P=只適用于純電阻電路的電功率的計(jì)算，A符合題意，C不符合題意；P=I2R適用于任何電路的熱功率的計(jì)算，P=UI、P=只適用于純電阻電路的熱功率的計(jì)算，B符合題意。

故答案為：AB

【分析】對(duì)于純電阻用電器電功率與熱功率相同這四個(gè)公式可以互用，而對(duì)公式②對(duì)任何電路的熱功率計(jì)算，非純電阻用電器定義式UI，可以通用。

10．【答案】B

【知識(shí)點(diǎn)】焦耳定律

【解析】【解答】根據(jù)電熱的公式可知，電動(dòng)機(jī)t秒內(nèi)產(chǎn)生的熱量是Q=I2Rt，B符合題意，A不符合題意；電動(dòng)機(jī)的功率為P=IU，CD不符合題意。

故答案為：B

【分析】焦耳定律計(jì)算熱功的表達(dá)式，電動(dòng)機(jī)為非純電阻用電器，只能用該公式計(jì)算。

11．【答案】C

【知識(shí)點(diǎn)】焦耳定律

【解析】【解答】根據(jù)Q=I2Rt得，電阻變?yōu)樵瓉淼?倍，電流強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼模瑫r(shí)間不變，則熱量變?yōu)樵瓉淼?。C符合題意，ABD不符合題意。

故答案為：C

【分析】焦耳定律的應(yīng)用，只要熟記公式很容易計(jì)算結(jié)果。

12．【答案】C

【知識(shí)點(diǎn)】焦耳定律

【解析】【解答】P=1000W+100W+400W=1500W=1.5kW，故W=Pt=1.5kW×1h×30=45kW·h，

故答案為：C。

【分析】電功基本公式的應(yīng)用，W=Pt，應(yīng)注意對(duì)單位的使用。kW·h為電功單位而非電功率單位。

13．【答案】A,C

【知識(shí)點(diǎn)】焦耳定律

【解析】【解答】燈泡兩端的電壓為3V，則電動(dòng)機(jī)的輸入電壓是8V–3V=5V，選項(xiàng)A正確；流過電動(dòng)機(jī)的電流等于通過燈泡的電流，即，故流過電動(dòng)機(jī)的電流是2A，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；整個(gè)電路消耗的電功率是P=IU=2×8W=16W，選項(xiàng)C正確；電動(dòng)機(jī)的效率：，故答案為：D。

【分析】根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)，燈泡正常發(fā)光電動(dòng)機(jī)分配剩余電壓。對(duì)電動(dòng)機(jī)分析時(shí)，應(yīng)注意電動(dòng)機(jī)兩端總電壓并不是全部分擔(dān)在電阻上，應(yīng)一部分轉(zhuǎn)化為電熱一部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械功，電動(dòng)機(jī)總功率可以用UI計(jì)算，而熱功率一定要用I2R來計(jì)算。

14．【答案】C

【知識(shí)點(diǎn)】全電路的功和能；電路動(dòng)態(tài)分析

【解析】【解答】由題圖知R0與R并聯(lián)，電壓表測(cè)電源電壓，電流表測(cè)R支路的電流。若電源提供的電流恒定為，根據(jù)并聯(lián)電路特點(diǎn)可知：，其中為定值，由，可知U與I的圖象為一次函數(shù)，且，故AB錯(cuò)誤；由電功率的計(jì)算公式：電路消耗總功率，其中為定值，由，可知P與I的圖象為一次函數(shù)，，且I不能為0，P不會(huì)為0，故C正確，D錯(cuò)誤。

故答案為：C

【分析】干路電流不變，總等于兩支路電流之和，其中一路電流增大，另一路電流一定減小，在根據(jù)歐姆定律公式變換，即得此時(shí)電阻R0兩端電壓變化；再由總功率公式電流不變，R0兩端電壓即為總電壓，總電壓減小，總功率減小。

15．【答案】B

【知識(shí)點(diǎn)】全電路的功和能；電路動(dòng)態(tài)分析

【解析】【解答】小燈泡的功率為：，由數(shù)學(xué)知識(shí)可知：當(dāng)時(shí)，即R=r時(shí)電燈功率最大，電燈最亮。根據(jù)可得四個(gè)燈泡的電阻分別為3Ω，4Ω，9Ω，12Ω，B電燈的電阻等于電源內(nèi)阻，所以B電燈功率最大。

故答案為：B。

【分析】根據(jù)電源輸出功率隨外電路電阻變化圖像可知，外電阻越接近電源內(nèi)阻，電源輸出功率最大，小燈泡最亮。

16．【答案】B

【知識(shí)點(diǎn)】焦耳定律

【解析】【解答】電動(dòng)機(jī)消耗的總功率為：P=IU=20W，選項(xiàng)AD錯(cuò)誤；電阻R消耗的電功率為PR=125W=5W，選項(xiàng)B正確；電動(dòng)機(jī)不是純電阻電路，故不適用歐姆定律，故電動(dòng)機(jī)線圈的電阻，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

故答案為：B。

【分析】區(qū)分純電阻用電器電功率即熱功率，而非純電阻用電器電功率包括熱功率和其他功率如機(jī)械功率。

17．【答案】D

【知識(shí)點(diǎn)】焦耳定律

【解析】【解答】電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為：U1=U–UL=12V–6V=6V，整個(gè)電路中的電流為：，所以電動(dòng)機(jī)的輸入功率為：P入=U1I=6×2W=12W，故A正確；電動(dòng)機(jī)的熱功率為：P熱=I2RM=22×0.5W=2.0W，則電動(dòng)機(jī)的輸出功率為：P出=P入–P熱=12W–2W=10W，故B不正確，C正確；整個(gè)電路消耗的功率為：P總=UI=12×2W=24W，

故答案為：D。

【分析】串聯(lián)電路分壓原理，燈泡正常發(fā)光，剩余電壓分配給電動(dòng)機(jī)，燈泡正常發(fā)光電流與電動(dòng)機(jī)電流相同，可得電動(dòng)機(jī)總功率，另外根據(jù)電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻，可根據(jù)熱功率計(jì)算公式得到發(fā)動(dòng)機(jī)熱功率，其輸出功率應(yīng)為總功率與熱功率之差。

18．【答案】C,D

【知識(shí)點(diǎn)】焦耳定律

【解析】【解答】電源輸出P=UI=550W，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；電動(dòng)機(jī)線圈電阻R的發(fā)熱功率P熱=I2R=100W，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；提升中重物的功率為P機(jī)=550W–100W=450W，選項(xiàng)C正確；電動(dòng)機(jī)的效率為，

故答案為：CD。

【分析】非純電阻用電器總功率等于熱功率加其他功率，總功率為UI，熱功率為I2R，機(jī)械效率為有用功除以總功。

19．【答案】A,B

【知識(shí)點(diǎn)】焦耳定律

【解析】【解答】P＝UI、P＝適用于任何電路的電功率的計(jì)算，而P＝I2R、P＝只適用于純電阻電路的電功率的計(jì)算，故A正確，C錯(cuò)誤；P＝I2R適用于任何電路的熱功率的計(jì)算，P＝UI、P＝只適用于純電阻電路的熱功率的計(jì)算，

故答案為：AB。

【分析】對(duì)于純電阻用電器電功率與熱功率相同這四個(gè)公式可以互用，而對(duì)公式②對(duì)任何電路的熱功率計(jì)算，非純電阻用電器定義式UI，可以通用。

20．【答案】A,D

【知識(shí)點(diǎn)】電源電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻

【解析】【解答】電流做的功實(shí)質(zhì)上就是電場(chǎng)力對(duì)電荷做的功，A正確；電場(chǎng)力做功使金屬導(dǎo)體內(nèi)的自由電子運(yùn)動(dòng)的速率增大，但同時(shí)自由電子在運(yùn)動(dòng)中不斷地和其他電子碰撞，速度減小，整體效果中可以將自由電子看成勻速，B錯(cuò)誤；電流做功的過程就是電勢(shì)能減少，其他形式能量增加的過程，電勢(shì)能減少多少，其他形式能量就增加多少，但是電能不一定全部轉(zhuǎn)化為熱能，比如在電動(dòng)機(jī)中，只是一部分電能轉(zhuǎn)化為熱能，大部分電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，C錯(cuò)誤；正常工作時(shí)額定功率等于實(shí)際功率，相同時(shí)間內(nèi)，電流做功的多少取決于實(shí)際功率，

故答案為：AD。

【分析】電功就是電場(chǎng)力對(duì)電荷做功；在恒定電路中自由電子的速率恒定；對(duì)純電阻用電器電功就是熱功，非純電阻用電器電功包含熱功和其他能量，如機(jī)械能，光能；根據(jù)功率定義，可得在相同時(shí)間內(nèi)額定功率越大的用電器對(duì)外做功越多。

21．【答案】1︰4︰4

【知識(shí)點(diǎn)】串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的特點(diǎn)及應(yīng)用

【解析】【解答】由題意P1＝P2＝P3，可知R2＝R3，由串聯(lián)電路的功率分配規(guī)律P1＝I2R1，得P23＝2P1＝I2R23，得R1＝，R23＝＝，即R1︰R2︰R3=1︰4︰4。

【分析】并聯(lián)電路電壓相同，功率相同必然電阻相同，兩支路電流亦相同；干路中電流為支路電流2倍，若電功率都一樣，則電阻為另外兩電阻的四分之一。

22．【答案】（1）24

（2）4

【知識(shí)點(diǎn)】電阻定律

【解析】【解答】（1）由圖知當(dāng)U＝12V時(shí)R＝6Ω，則P＝＝24W（2）若燈泡能正常發(fā)光，電路電流＝2A

需串聯(lián)一個(gè)分壓電阻Rx＝Ω＝4Ω

【分析】根據(jù)圖像尋找工作電壓，對(duì)應(yīng)工作電阻，計(jì)算工作電流，即得額定電壓下電功率；并根據(jù)串聯(lián)分壓，電流相等原理，利用歐姆定律即得串聯(lián)電阻阻值。

23．【答案】（1）解:電飯煲盛上食物后，接上電源，同時(shí)把手動(dòng)開關(guān)S1關(guān)閉，這時(shí)黃燈被短路紅燈亮，電飯煲處于加熱狀態(tài)。

加熱到80℃時(shí)，S2自動(dòng)斷開，S1仍閉合，待電飯煲中水燒干后，溫度升高到103℃時(shí)，開關(guān)S1自動(dòng)斷開，這時(shí)飯已煮熟，黃燈亮，電飯煲處于保溫狀態(tài)。

由于電飯煲散熱，待溫度下降至60℃時(shí)，S2自動(dòng)閉合，電飯煲重新處于加熱狀態(tài)，待溫度上升到80℃時(shí)，又自動(dòng)斷開，電飯煲再次處于保溫狀態(tài)。

（2）解:如果不閉合開關(guān)S1，電飯煲不能將飯煮熟

如果不閉合開關(guān)S1，開始S2總是閉合的，R1被短路，功率為P1，當(dāng)溫度上升到80℃時(shí)，S2自動(dòng)斷開，功率降為P2，溫度降低到60℃，S2自動(dòng)閉合。溫度只能在60℃～80℃之間變化，不能把水燒開，不能煮熟飯。

（3）解:加熱時(shí)電飯煲消耗的電功率

保溫時(shí)電飯煲消耗的電功率為

從而有

【知識(shí)點(diǎn)】焦耳定律

【解析】【分析】總電阻較小的情況下總功率較大處于加熱狀態(tài)，電路電阻增加電路電功率較小處于保溫狀態(tài)。開關(guān)S2只能控制溫度在60℃～80℃之間，不能把水燒開，不能煮熟飯。在總電壓不變的情況下，電功率與總電阻成反比，只要求解加熱和保溫狀態(tài)下電阻即可。

24．【答案】（1）電動(dòng)機(jī)線圈上消耗的熱功率為P熱=I2r=1W

（2）解:電動(dòng)機(jī)的總功率P入=UI=5W電動(dòng)機(jī)的熱功率為

所以電動(dòng)機(jī)的輸出功率為

（3）電動(dòng)機(jī)對(duì)重物做功W=Pt=mgh，得h=2m

（4）這臺(tái)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率為

η=×100%=×100%=80%

【知識(shí)點(diǎn)】焦耳定律

【解析】【分析】對(duì)非純電阻用電器熱功率只能用I2r，總功率只能用UI，有用功自然是總功率減去熱功率，效率是有用功除以總功。

25．【答案】（1）解:燈泡正常發(fā)光，電路中的電流為I===2A；

（2）解:電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為U1=UUL=28V6V=22V

（3）解:電路中的電流為I=2A，電動(dòng)機(jī)熱功率P=I2R=8W

（4）解:電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為U1=22V

電動(dòng)機(jī)的總功率為

電動(dòng)機(jī)的熱功率為

所以電動(dòng)機(jī)的輸出功率為

（5）這臺(tái)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率為

η＝×100%＝×100%＝81.8%

【知識(shí)點(diǎn)】焦耳定律

【解析】【分析】電功率公式P=UI可得電流；串聯(lián)電路分壓原理，燈泡正常發(fā)光，電動(dòng)機(jī)分配剩余電壓；熱功率公式I2R可得電動(dòng)機(jī)熱功率，只能用該表達(dá)式；而總功率自然為UI，效率為有用功與總功的比值，可得答案。

【知識(shí)點(diǎn)】焦耳定律

【解析】【分析】對(duì)非純電阻用電器熱功率只能用I2r，總功率只能用UI，有用功自然是總功率減去熱功率，效率是有用功除以總功。

【知識(shí)點(diǎn)】焦耳定律

【解析】【分析】總電阻較小的情況下總功率較大處于加熱狀態(tài)，電路電阻增加電路電功率較小處于保溫狀態(tài)。開關(guān)S2只能控制溫度在60℃～80℃之間，不能把水燒開，不能煮熟飯。在總電壓不變的情況下，電功率與總電阻成反比，只要求解加熱和保溫狀態(tài)下電阻即可。

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高中物理人教版選修3-1第二章第5節(jié)焦耳定律同步練習(xí)

一、選擇題

1．額定電壓都是110V，額定功率PA＝100W、PB＝40W的電燈兩盞，若接入電壓是220V的電路中，使兩盞電燈均能正常發(fā)光，且電路中消耗的電功率最小的電路是下圖中的()．

A．B．

C．D．

【答案】C

【知識(shí)點(diǎn)】焦耳定律

【解析】【解答】判斷燈泡能否正常發(fā)光，就要判斷電壓是否是額定電壓，或電流是否是額定電流，對(duì)燈泡有P＝UI＝，可知RA＜RB。對(duì)于A電路，由于RA＜RB，所以UB＞UA，且有UB＞110V，B燈被燒毀，UA＜110V，A燈不能正常發(fā)光。對(duì)于B電路，由于RB＞RA，A燈又并聯(lián)變阻器，并聯(lián)電阻更小于RB，所以UB＞U并，B燈燒毀。對(duì)于C電路，B燈與變阻器并聯(lián)電阻可能等于RA，所以可能UA＝UB＝110V，兩燈可以正常發(fā)光。對(duì)于D電路，若變阻器的有效電阻等于A、B的并聯(lián)電阻，則UA＝UB＝110V，兩燈可以正常發(fā)光。比較C、D兩個(gè)電路，由于C電路中變阻器功率為（IA－IB）×110V，而D電路中變阻器功率為（IA＋I(xiàn)B）×110V，所以C電路消耗電功率最小。故答案為C。

【分析】注意試題兩點(diǎn)要求：正常發(fā)光，各自到達(dá)額定電壓；總功率最小，在總電壓不變情況下，總電阻最小。兩燈額定電壓相同，額定功率不同，故電阻不同，不可直接串聯(lián)，需與負(fù)載電阻連接，且需要小電阻燈泡在干路中，大電阻燈泡與變阻器并聯(lián)。

2．一根電阻絲，通過2C的電荷量所消耗的電能是8J．若在相同的時(shí)間內(nèi)通過4C的電荷量，該電阻絲上所加電壓和消耗的電能分別是()

A．4V，16JB．8V，16JC．4V，32JD．8V，32J

【答案】D

【知識(shí)點(diǎn)】焦耳定律

【解析】【解答】由W＝I2Rt＝8J，得

相同時(shí)間內(nèi)通過的電荷量為4C時(shí)，電流I′＝2I

所以W′＝I′2Rt＝4I2Rt＝32J

加在電阻絲上的電壓U＝＝V＝8V，

故答案為：D。

【分析】根據(jù)電流定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間流過截面積的電荷量。一定時(shí)間內(nèi)電荷量加倍，電流加倍。焦耳定律與電流的的平方成正比，故而可得到第二次電功為第一次的4倍。由電功公式W=Uq亦可得此時(shí)電壓大小。

3．（2023高二上·廣州期中）如圖所示電路中，三個(gè)相同的燈泡額定功率是40W，在不損壞燈泡的情況下，這三個(gè)燈泡消耗的總功率最大不應(yīng)超過（）

A．40WB．60WC．80WD．120W

【答案】B

【知識(shí)點(diǎn)】電功率和電功

【解析】【解答】解：設(shè)L3上電壓為U，電阻為R，則：

L3的最大的功率為：P==40W，

因?yàn)槿齻€(gè)燈泡的電阻相等，L1和L2并聯(lián)后電阻相當(dāng)于L3電阻的一半，所以電壓也就為L(zhǎng)3的一半，

如果L3上電壓為U，則L1和L2電壓為，

所以L1和L2的功率都為：P==10W，

所以總功率最大為：10+10+40=60W．

故答案為：B．

【分析】由于L1和L2并聯(lián)后再與L3串聯(lián)，所以L3的電流是L1和L2電流的和，因?yàn)槿齻€(gè)燈泡的電阻相等，所以在不損壞燈泡的情況下，L3的功率是最大的，即為40W，再求得此時(shí)L1和L2的功率即可．

二、選擇題

4．目前，空調(diào)機(jī)、電視機(jī)等家用電器得到了普遍使用。根據(jù)圖中銘牌上提供的信息，判斷在12小時(shí)內(nèi)正常使用的電冰箱與連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的電風(fēng)扇消耗電能的情況是（）

A．電冰箱比電風(fēng)扇多

B．電風(fēng)扇比電冰箱多

C．電風(fēng)扇與電冰箱一樣多

D．電冰箱比電風(fēng)扇可能多，也可能少

【答案】B

【知識(shí)點(diǎn)】焦耳定律

【解析】【解答】依據(jù)電冰箱銘牌可知，電冰箱在12h內(nèi)耗電0.25kW·h，而電風(fēng)扇在12h內(nèi)耗電W＝Pt＝0.78kW·h，

故答案為：B。

【分析】需在同一單位下進(jìn)行比較電功大小，并注意題設(shè)時(shí)間。

5．自2023年10月1日起，禁止銷售和進(jìn)口15瓦及以上普通照明用白熾燈?，F(xiàn)有一白熾燈泡的額定功率與額定電壓分別為36W與36V。若把此燈泡接到輸出電壓為18V的電源兩端，則燈泡消耗的電功率（）

A．等于36WB．小于36W，大于9W

C．等于9WD．小于36W

【答案】B

【知識(shí)點(diǎn)】電阻定律

【解析】【解答】設(shè)燈泡接U=36V電壓和U′=18V電壓時(shí)的電阻分別為R、R′，電壓減小，燈絲溫度降低，電阻減小，R>R′。

故答案為：B

【分析】不可盲目使用功率公式，需考慮燈絲溫度與電阻關(guān)系，溫度低電阻小。

6．電阻R1與R2的伏安特性曲線如圖所示，并把第一象限分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個(gè)區(qū)域，現(xiàn)把R1與R2串聯(lián)在電路中，R1和R2消耗的電功率分別為P1和P2，串聯(lián)總電阻為R，下列關(guān)于P1與P2大小及R的伏安特性曲線所在區(qū)域的敘述，正確的是（）

A．P1＞P2，特性曲線在Ⅰ區(qū)B．P1＜P2，特性曲線在Ⅰ區(qū)

C．P1＞P2，特性曲線在Ⅲ區(qū)D．P1＜P2，特性曲線在Ⅲ區(qū)

【答案】D

【知識(shí)點(diǎn)】電阻定律

【解析】【解答】由圖知R1＜R2，二者串聯(lián)電流相等，由P＝I2R，知P1＜P2，串聯(lián)電阻R大于R1也大于R2，故其伏安特性曲線將在Ⅲ區(qū)，

故答案為：D。

【分析】伏安特性曲線的斜率為電阻倒數(shù)，電阻大斜率??；串聯(lián)電路在電流相同的情況下，電阻越大電功率也越大。

7．如圖，虛線框內(nèi)是一個(gè)未知電路，測(cè)得它的兩端點(diǎn)a、b之間電阻是R，在a、b之間加上電壓U，測(cè)得流過電路的電流為I，則未知電路的電功率一定是（）

A．I2RB．C．UID．UI－I2R

【答案】C

【知識(shí)點(diǎn)】焦耳定律

【解析】【解答】選項(xiàng)A、B的表達(dá)式只適用于純電阻電路，D項(xiàng)表達(dá)式表示在非純電阻電路中的輸出功率，虛線框中不知道是哪種元件，功率P＝UI總是適用的，C符合題意。

故答案為：C

【分析】P=UI適用于任何電路的電功率計(jì)算。

8．對(duì)于不同的電源，工作時(shí)的電流為I，下列說法正確的是()

A．I越大的電源做功越快

B．I越大的電源輸出的電能越多

C．電動(dòng)勢(shì)越大的電源做功越快

D．電動(dòng)勢(shì)E與電流I的乘積體現(xiàn)了電源做功的快慢

【答案】D

【知識(shí)點(diǎn)】焦耳定律

【解析】【解答】功率是表示做功快慢的物理量，根據(jù)公式可得電動(dòng)勢(shì)E與電流I的乘積體現(xiàn)了電源做功的快慢，D正確，AB錯(cuò)誤；電動(dòng)勢(shì)的物理意義是表征電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的強(qiáng)弱，與外電路的結(jié)構(gòu)無關(guān)，電源的電動(dòng)勢(shì)與電源的功率無關(guān)，故C錯(cuò)誤。

故答案為：D

【分析】電源電功率反映了電流做功的快慢，僅與電源電動(dòng)勢(shì)和電流有關(guān)，與其他因素?zé)o關(guān)。

9．（多選）關(guān)于四個(gè)公式①P=UI；②P=I2R；③P=；④P=，下列敘述正確的是()

A．公式①④適用于任何電路的電功率的計(jì)算

B．公式②適用于任何電路的熱功率的計(jì)算

C．公式①②③適用于任何電路電功率的計(jì)算

D．以上均不正確

【答案】A,B

【知識(shí)點(diǎn)】焦耳定律

【解析】【解答】P=UI、P=適用于任何電路的電功率的計(jì)算，而P=I2R、P=只適用于純電阻電路的電功率的計(jì)算，A符合題意，C不符合題意；P=I2R適用于任何電路的熱功率的計(jì)算，P=UI、P=只適用于純電阻電路的熱功率的計(jì)算，B符合題意。

故答案為：AB

【分析】對(duì)于純電阻用電器電功率與熱功率相同這四個(gè)公式可以互用，而對(duì)公式②對(duì)任何電路的熱功率計(jì)算，非純電阻用電器定義式UI，可以通用。

10．一臺(tái)額定電壓為U的電動(dòng)機(jī)，它的電阻為R，正常工作時(shí)通過的電流為I，則()

A．電動(dòng)機(jī)t秒內(nèi)產(chǎn)生的熱量是Q=UIt

B．電動(dòng)機(jī)t秒內(nèi)產(chǎn)生的熱量是Q=I2Rt

C．電動(dòng)機(jī)的功率為P=I2R

D．電動(dòng)機(jī)的功率為P=U2/R

【答案】B

【知識(shí)點(diǎn)】焦耳定律

【解析】【解答】根據(jù)電熱的公式可知，電動(dòng)機(jī)t秒內(nèi)產(chǎn)生的熱量是Q=I2Rt，B符合題意，A不符合題意；電動(dòng)機(jī)的功率為P=IU，CD不符合題意。

故答案為：B

【分析】焦耳定律計(jì)算熱功的表達(dá)式，電動(dòng)機(jī)為非純電阻用電器，只能用該公式計(jì)算。

11．通過電阻R的電流強(qiáng)度為I時(shí)，在t時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q，若電阻為2R，電流強(qiáng)度為，則在時(shí)間t內(nèi)產(chǎn)生的熱量為()

A．4QB．2QC．D．

【答案】C

【知識(shí)點(diǎn)】焦耳定律

【解析】【解答】根據(jù)Q=I2Rt得，電阻變?yōu)樵瓉淼?倍，電流強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼模瑫r(shí)間不變，則熱量變?yōu)樵瓉淼摹符合題意，ABD不符合題意。

故答案為：C

【分析】焦耳定律的應(yīng)用，只要熟記公式很容易計(jì)算結(jié)果。

12．如果家里的微波爐（1000W）、電視機(jī)（100W）和洗衣機(jī)（400W）平均每天都工作1h，一個(gè)月（30天計(jì)）的用電荷量是()

A．10kW·hB．20kW·hC．45kW·hD．40kW·h

【答案】C

【知識(shí)點(diǎn)】焦耳定律

【解析】【解答】P=1000W+100W+400W=1500W=1.5kW，故W=Pt=1.5kW×1h×30=45kW·h，

故答案為：C。

【分析】電功基本公式的應(yīng)用，W=Pt，應(yīng)注意對(duì)單位的使用。kW·h為電功單位而非電功率單位。

13．（多選）在如圖所示的電路中，輸入電壓U恒為8V，燈泡L標(biāo)有3V，6W字樣，電動(dòng)機(jī)線圈的電阻RM=1Ω。若燈泡恰能正常發(fā)光，下列說法正確的是()

A．電動(dòng)機(jī)的輸入電壓是5VB．流過電動(dòng)機(jī)的電流是5A

C．整個(gè)電路消耗的電功率是16WD．電動(dòng)機(jī)的效率是80％

【答案】A,C

【知識(shí)點(diǎn)】焦耳定律

【解析】【解答】燈泡兩端的電壓為3V，則電動(dòng)機(jī)的輸入電壓是8V–3V=5V，選項(xiàng)A正確；流過電動(dòng)機(jī)的電流等于通過燈泡的電流，即，故流過電動(dòng)機(jī)的電流是2A，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；整個(gè)電路消耗的電功率是P=IU=2×8W=16W，選項(xiàng)C正確；電動(dòng)機(jī)的效率：，故答案為：D。

【分析】根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)，燈泡正常發(fā)光電動(dòng)機(jī)分配剩余電壓。對(duì)電動(dòng)機(jī)分析時(shí)，應(yīng)注意電動(dòng)機(jī)兩端總電壓并不是全部分擔(dān)在電阻上，應(yīng)一部分轉(zhuǎn)化為電熱一部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械功，電動(dòng)機(jī)總功率可以用UI計(jì)算，而熱功率一定要用I2R來計(jì)算。

14．如圖所示電路中，電源為恒流源，能始終提供大小恒定的電流。R0為定值電阻，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，則下列表示電壓表示數(shù)U、電路總功率P隨電流表示數(shù)I變化的關(guān)系圖線中，可能正確的是()

A．B．

C．D．

【答案】C

【知識(shí)點(diǎn)】全電路的功和能；電路動(dòng)態(tài)分析

【解析】【解答】由題圖知R0與R并聯(lián)，電壓表測(cè)電源電壓，電流表測(cè)R支路的電流。若電源提供的電流恒定為，根據(jù)并聯(lián)電路特點(diǎn)可知：，其中為定值，由，可知U與I的圖象為一次函數(shù)，且，故AB錯(cuò)誤；由電功率的計(jì)算公式：電路消耗總功率，其中為定值，由，可知P與I的圖象為一次函數(shù)，，且I不能為0，P不會(huì)為0，故C正確，D錯(cuò)誤。

故答案為：C

【分析】干路電流不變，總等于兩支路電流之和，其中一路電流增大，另一路電流一定減小，在根據(jù)歐姆定律公式變換，即得此時(shí)電阻R0兩端電壓變化；再由總功率公式電流不變，R0兩端電壓即為總電壓，總電壓減小，總功率減小。

15．用電動(dòng)勢(shì)E=6V、內(nèi)電阻r=4Ω的直流電源分別單獨(dú)對(duì)下列四個(gè)小燈泡供電，實(shí)際消耗電功率最大的小燈泡的額定電壓和額定功率是（設(shè)燈泡電阻不隨電壓變化）()

A．6V，12WB．6V，9WC．6V，4WD．6V，3W

【答案】B

【知識(shí)點(diǎn)】全電路的功和能；電路動(dòng)態(tài)分析

【解析】【解答】小燈泡的功率為：，由數(shù)學(xué)知識(shí)可知：當(dāng)時(shí)，即R=r時(shí)電燈功率最大，電燈最亮。根據(jù)可得四個(gè)燈泡的電阻分別為3Ω，4Ω，9Ω，12Ω，B電燈的電阻等于電源內(nèi)阻，所以B電燈功率最大。

故答案為：B。

【分析】根據(jù)電源輸出功率隨外電路電阻變化圖像可知，外電阻越接近電源內(nèi)阻，電源輸出功率最大，小燈泡最亮。

16．直流電動(dòng)機(jī)M接在如圖所示的電路中，理想電壓表的示數(shù)是20V，理想電流表的示數(shù)是1.0A，限流電阻R=5.0Ω，則可知()

A．電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率是20WB．電阻R消耗的電功率是5W

C．電動(dòng)機(jī)線圈的電阻是20ΩD．電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的電熱功率是20W

【答案】B

【知識(shí)點(diǎn)】焦耳定律

【解析】【解答】電動(dòng)機(jī)消耗的總功率為：P=IU=20W，選項(xiàng)AD錯(cuò)誤；電阻R消耗的電功率為PR=125W=5W，選項(xiàng)B正確；電動(dòng)機(jī)不是純電阻電路，故不適用歐姆定律，故電動(dòng)機(jī)線圈的電阻，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

故答案為：B。

【分析】區(qū)分純電阻用電器電功率即熱功率，而非純電阻用電器電功率包括熱功率和其他功率如機(jī)械功率。

17．如圖所示的電路中，輸入電壓U恒為12V，燈泡L標(biāo)有6V，12W字樣，電動(dòng)機(jī)線圈的電阻RM=0.50Ω。若燈泡恰能正常發(fā)光，以下說法中不正確的是()

A．電動(dòng)機(jī)的輸入功率是12WB．電動(dòng)機(jī)的輸出功率是12W

C．電動(dòng)機(jī)的熱功率是2.0WD．整個(gè)電路消耗的電功率是24W

【答案】D

【知識(shí)點(diǎn)】焦耳定律

【解析】【解答】電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為：U1=U–UL=12V–6V=6V，整個(gè)電路中的電流為：，所以電動(dòng)機(jī)的輸入功率為：P入=U1I=6×2W=12W，故A正確；電動(dòng)機(jī)的熱功率為：P熱=I2RM=22×0.5W=2.0W，則電動(dòng)機(jī)的輸出功率為：P出=P入–P熱=12W–2W=10W，故B不正確，C正確；整個(gè)電路消耗的功率為：P總=UI=12×2W=24W，

故答案為：D。

【分析】串聯(lián)電路分壓原理，燈泡正常發(fā)光，剩余電壓分配給電動(dòng)機(jī)，燈泡正常發(fā)光電流與電動(dòng)機(jī)電流相同，可得電動(dòng)機(jī)總功率，另外根據(jù)電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻，可根據(jù)熱功率計(jì)算公式得到發(fā)動(dòng)機(jī)熱功率，其輸出功率應(yīng)為總功率與熱功率之差。

18．如圖所示是一直流電動(dòng)機(jī)提升重物的裝置；已知重物質(zhì)量為m=50kg，電源輸出電壓U=110V保持不變，電動(dòng)機(jī)線圈電阻R=4Ω，不計(jì)各處摩擦，當(dāng)電動(dòng)機(jī)以某一速度勻速向上提升重物時(shí)，電路中的電流I=5A（g=10m/s2）則：()

A．電源的輸出功率為100W

B．電動(dòng)機(jī)線圈電阻R的發(fā)熱功率550W

C．提升重物的功率為450W

D．電動(dòng)機(jī)的效率為81.8％

【答案】C,D

【知識(shí)點(diǎn)】焦耳定律

【解析】【解答】電源輸出P=UI=550W，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；電動(dòng)機(jī)線圈電阻R的發(fā)熱功率P熱=I2R=100W，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；提升中重物的功率為P機(jī)=550W–100W=450W，選項(xiàng)C正確；電動(dòng)機(jī)的效率為，

故答案為：CD。

【分析】非純電阻用電器總功率等于熱功率加其他功率，總功率為UI，熱功率為I2R，機(jī)械效率為有用功除以總功。

19．關(guān)于四個(gè)公式①P＝UI；②P＝I2R；③P＝；④P＝，下列敘述正確的是（）

A．公式①④適用于任何電路的電功率的計(jì)算

B．公式②適用于任何電路的熱功率的計(jì)算

C．公式①②③適用于任何電路電功率的計(jì)算

D．以上均不正確

【答案】A,B

【知識(shí)點(diǎn)】焦耳定律

【解析】【解答】P＝UI、P＝適用于任何電路的電功率的計(jì)算，而P＝I2R、P＝只適用于純電阻電路的電功率的計(jì)算，故A正確，C錯(cuò)誤；P＝I2R適用于任何電路的熱功率的計(jì)算，P＝UI、P＝只適用于純電阻電路的熱功率的計(jì)算，

故答案為：AB。

【分析】對(duì)于純電阻用電器電功率與熱功率相同這四個(gè)公式可以互用，而對(duì)公式②對(duì)任何電路的熱功率計(jì)算，非純電阻用電器定義式UI，可以通用。

20．下列敘述正確的有（）

A．電功的實(shí)質(zhì)是電場(chǎng)力所做的功

B．電場(chǎng)力做功使金屬導(dǎo)體內(nèi)的自由電子運(yùn)動(dòng)的速率越來越大

C．電功就是電熱，兩個(gè)量是一回事

D．如果都正常工作，在相同時(shí)間內(nèi)額定功率越大的用電器對(duì)外做功越多

【答案】A,D

【知識(shí)點(diǎn)】電源電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻

【解析】【解答】電流做的功實(shí)質(zhì)上就是電場(chǎng)力對(duì)電荷做的功，A正確；電場(chǎng)力做功使金屬導(dǎo)體內(nèi)的自由電子運(yùn)動(dòng)的速率增大，但同時(shí)自由電子在運(yùn)動(dòng)中不斷地和其他電子碰撞，速度減小，整體效果中可以將自由電子看成勻速，B錯(cuò)誤；電流做功的過程就是電勢(shì)能減少，其他形式能量增加的過程，電勢(shì)能減少多少，其他形式能量就增加多少，但是電能不一定全部轉(zhuǎn)化為熱能，比如在電動(dòng)機(jī)中，只是一部分電能轉(zhuǎn)化為熱能，大部分電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，C錯(cuò)誤；正常工作時(shí)額定功率等于實(shí)際功率，相同時(shí)間內(nèi)，電流做功的多少取決于實(shí)際功率，

故答案為：AD。

【分析】電功就是電場(chǎng)力對(duì)電荷做功；在恒定電路中自由電子的速率恒定；對(duì)純電阻用電器電功就是熱功，非純電阻用電器電功包含熱功和其他能量，如機(jī)械能，光能；根據(jù)功率定義，可得在相同時(shí)間內(nèi)額定功率越大的用電器對(duì)外做功越多。

三、填空題

21．如圖所示，電路兩端的電壓U保持不變，電阻R1、R2、R3消耗的電功率一樣大，則電阻之比R1︰R2︰R3為。

【答案】1︰4︰4

【知識(shí)點(diǎn)】串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的特點(diǎn)及應(yīng)用

【解析】【解答】由題意P1＝P2＝P3，可知R2＝R3，由串聯(lián)電路的功率分配規(guī)律P1＝I2R1，得P23＝2P1＝I2R23，得R1＝，R23＝＝，即R1︰R2︰R3=1︰4︰4。

【分析】并聯(lián)電路電壓相同，功率相同必然電阻相同，兩支路電流亦相同；干路中電流為支路電流2倍，若電功率都一樣，則電阻為另外兩電阻的四分之一。

22．一個(gè)標(biāo)有12V字樣，功率未知的燈泡，測(cè)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

【知識(shí)點(diǎn)】電阻定律

【解析】【解答】（1）由圖知當(dāng)U＝12V時(shí)R＝6Ω，則P＝＝24W（2）若燈泡能正常發(fā)光，電路電流＝2A

需串聯(lián)一個(gè)分壓電阻Rx＝Ω＝4Ω

【分析】根據(jù)圖像尋找工作電壓，對(duì)應(yīng)工作電阻，計(jì)算工作電流，即得額定電壓下電功率；并根據(jù)串聯(lián)分壓，電流相等原理，利用歐姆定律即得串聯(lián)電阻阻值。

四、計(jì)算題

23．如圖所示是電飯煲的電路圖，S1是一個(gè)控溫開關(guān)，手動(dòng)閉合后，當(dāng)此開關(guān)溫度達(dá)到居里點(diǎn)（103℃）時(shí)，會(huì)自動(dòng)斷開。S2是一個(gè)自動(dòng)控溫開關(guān)，當(dāng)溫度低于60℃時(shí)會(huì)自動(dòng)閉合；溫度高于80℃時(shí)，會(huì)自動(dòng)斷開。紅燈是加熱時(shí)的指示燈，黃燈是保溫時(shí)的指示燈。分流電阻R1＝R2＝500Ω，加熱電阻絲R3＝50Ω，兩燈電阻不計(jì)。

（1）根據(jù)電路分析