新教材高中物理第3章恒定電流3電功與電熱課時(shí)檢測(cè)（含解析）魯科版

電功與電熱(15分鐘30分)一、選擇題(本題共4小題，每小題5分，共20分)1.如圖所示的用電器中，主要利用電流熱效應(yīng)工作的是 ()【解析】選C。電流通過導(dǎo)體做功要發(fā)熱(電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能)，這叫作電流的熱效應(yīng)，如電燈、電爐、電烙鐵、電焊等都是電流的熱效應(yīng)的例子。計(jì)算器在使用時(shí)主要將電能轉(zhuǎn)化為光能，不是利用電流的熱效應(yīng)來工作的，故A錯(cuò)誤。電風(fēng)扇消耗的電能主要轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，不是利用電流的熱效應(yīng)來工作的，故B錯(cuò)誤。電暖氣是利用電流的熱效應(yīng)制成的加熱設(shè)備，是利用電流的熱效應(yīng)來工作的，故C正確。電視機(jī)在使用時(shí)主要將電能轉(zhuǎn)化為光能和聲能，不是利用電流的熱效應(yīng)來工作的，故D錯(cuò)誤。2.下列關(guān)于電功、電功率和焦耳定律的說法中錯(cuò)誤的是 ()A.W=UIt適用于任何電路，而W=I2Rt=t只適用于純電阻的電路B.在非純電阻電路中，UI>I2RC.計(jì)算焦耳熱時(shí)，Q=I2Rt適用于任何電路D.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【解析】選D。純電阻電路中，消耗的電能完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以W=Q=UIt=I2Rt=t；而非純電阻電路中，消耗的電能部分轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，所以W≠Q(mào)，電功只能用公式W=UIt計(jì)算，產(chǎn)生的焦耳熱只能用公式Q=I2Rt計(jì)算。W=UIt適用于任何電路，而W=I2Rt=t只適用于純電阻的電路，故A正確。在非純電阻電路中，總電功大于電熱故UI>I2R，故B正確。任何電路中求焦耳熱要用Q=I2Rt，故C正確。電功率越大，電流做功越快，但不一定轉(zhuǎn)化的熱量多，故D錯(cuò)誤。本題選錯(cuò)誤的，故選：D。3.如表為某電飯鍋銘牌上的一部分內(nèi)容，根據(jù)表中的信息，可計(jì)算出在額定電壓下，使用電飯鍋時(shí)的電流約為 ()電器名稱電飯鍋額定電壓220V額定功率800W額定容量LA A A A【解析】選B。電飯鍋正常工作時(shí)的電流為：I==A≈A，故A、C、D錯(cuò)誤，B正確。故選：B?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】如圖為共享電動(dòng)單車，與普通電動(dòng)車不同的是，摩拜共享電動(dòng)自行車采用“共享充電寶+自行車的方式”，其電池與普通充電寶類似，只有20000mAh，輸入、輸出電壓均為10V，輸入電流為8A，輸出電流為15A，可以支持驅(qū)動(dòng)人和單車行駛10公里左右。已知成人在平路上騎自行車所受阻力約為20N，則 ()A.該單車電池最多儲(chǔ)存電能7.2×104JB.該單車電池充電時(shí)，從零電量充至滿電量大約需要5hC.該單車電池電能的有效利用率約為27.8%D.成人在平路上騎自行車時(shí)，每秒鐘平均消耗的電能約為20J【解析】選C。此自行車最大存儲(chǔ)電能為：E=UIt=Uq=10V×20000mA·h=10V×20××105J，故A錯(cuò)誤。此自行車充電時(shí)間：t====2.5h，故B錯(cuò)誤。此自行車行駛的過程中受到的阻力為20N，則消耗的電能：W=fs=20×10×103×105J，自行車電池電能的有效利用率約為：η=×100%=×100%≈27.8%，故C正確。由題意可知，輸出電壓為10V，輸出電流為15A，則成人在平路上騎自行車時(shí)，P=UI=10×15W=150W，每秒平均消耗電能約為150J。故D錯(cuò)誤。故選：C。4.一阻值為4Ω的定值電阻，通有A的恒定電流，1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量為 ()J J J J【解析】選C。根據(jù)焦耳定律知，1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量為：Q=I22×4×60J=60J。故A、B、D錯(cuò)誤，C正確。故選C。二、非選擇題(本題共1小題，共10分)5.如圖所示是提升重物用的電動(dòng)機(jī)工作時(shí)的電路圖。電動(dòng)機(jī)內(nèi)電阻r=2Ω，電路中另一電阻R=20Ω，直流電壓U1=220V，電壓表示數(shù)U2=120V。試求：(1)通過電動(dòng)機(jī)的電流；(2)輸入電動(dòng)機(jī)的電功率；(3)若電動(dòng)機(jī)以v=5m/s勻速豎直向上提升重物，求該重物的質(zhì)量？(g取10m/s2)【解析】(1)通過R的電流為：I==5A，電動(dòng)機(jī)與R串聯(lián)，流過它們的電流相等。(2)電動(dòng)機(jī)的輸入功率為：P1=U2I=600W(3)電動(dòng)機(jī)內(nèi)電阻的發(fā)熱功率為：P2=I2r=50W輸出的機(jī)械功率為：P3=P1-P2=550W而P3=mgv，代入解得：m=11kg答案：(1)5A(2)600W(3)11kg【補(bǔ)償訓(xùn)練】如圖所示為直流電動(dòng)機(jī)提升重物的裝置，電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻一定，閉合開關(guān)K，當(dāng)把它接入電壓為U1V的電路時(shí)，電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，測(cè)得此時(shí)流過電動(dòng)機(jī)的電流是I1A；當(dāng)把電動(dòng)機(jī)接入電壓為U2V的電路中時(shí)，電動(dòng)機(jī)正常工作且電動(dòng)機(jī)勻速提升重物，工作電流是I2A，求：(1)電動(dòng)機(jī)線圈的電阻r；(2)當(dāng)U2V電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率及電動(dòng)機(jī)的效率；(3)如果重物質(zhì)量kg，當(dāng)U2V時(shí)，電動(dòng)機(jī)提升重物的速度大小是多少？(g取10m/s2)【解析】(1)電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，此時(shí)電動(dòng)機(jī)為純電阻，則有：r==Ω=0.5Ω(2)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)消耗的功率為：P=U2I2×1.0W=4.0W電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)線圈電阻損耗的功率為：P熱=2×0.5W=0.5W電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)輸出功率為：P出=P-P熱=(4.0-0.5)W=3.5W電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)效率為：η=×100%=×100%=87.5%(3)勻速提升時(shí)：F=mg=1×10N=10N由電動(dòng)機(jī)的輸出功率P出=Fv可得提升重物的速度為：v==m/s=0.35m/s答案：(1)0.5Ω(2)3.5W87.5%(3)0.35m/s(10分鐘20分)6.(5分)當(dāng)電阻兩端加上某一穩(wěn)定電壓時(shí)，在一段時(shí)間內(nèi)，通過該電阻的電荷量為C，消耗的電能為J，為了使相同時(shí)間內(nèi)通過該電阻的電荷量變?yōu)镃，在該電阻兩端需加的電壓和消耗的電能分別是 ()J JJ J【解析】選B。因?yàn)殡娮柙谕ㄟ^0.3C的電量時(shí)，消耗的電能是0.9J，所以此時(shí)電壓為：U′==V=3V當(dāng)在相同的時(shí)間內(nèi)通過電阻的電量是0.6C時(shí)，根據(jù)I=可知，I=2I′。根據(jù)U=IR可知，電阻不變，此時(shí)電阻兩端電壓：U=2U′=6V，電阻在這段時(shí)間內(nèi)消耗的電能：W=UIt=UQ=6V×0.6C=3.6J。故選B。7.(5分)一臺(tái)正匹變頻空調(diào)預(yù)設(shè)為16℃時(shí)平均功率為1100W，預(yù)設(shè)26℃時(shí)平均功率為600W。學(xué)校寢室每晚有200臺(tái)該型號(hào)的空調(diào)工作，設(shè)定溫度都由原來的16℃改為26℃，則一個(gè)月內(nèi)學(xué)校夜間節(jié)約的電能最接近下列哪個(gè)數(shù)據(jù) ()kW·h B.3×102kW·hC.2×104kW·h D.3×106kW·h【解析】選C。由題意知200臺(tái)該型號(hào)的空調(diào)在1h節(jié)約的電能為E0=0.5×200kW·h=100kW·h。一個(gè)月內(nèi)學(xué)校夜間使用空調(diào)時(shí)間大約為t=7×30h=210h。所以一個(gè)月內(nèi)學(xué)校夜間節(jié)約的電能：E=E0·t=100×210kW·h=2.1×104kW·h，與C答案的數(shù)據(jù)接近。故A、B、D錯(cuò)誤，C正確。故選C。8.(10分)隨著人民生活水平的提高，低碳、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)的電動(dòng)自行車進(jìn)入千家萬戶。一輛電動(dòng)自行車的銘牌上給出了如下技術(shù)參數(shù)表。請(qǐng)根據(jù)表計(jì)算規(guī)格后輪驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)車型24英寸額定輸出功率160W整車質(zhì)量30kg額定電壓40V最大載量120kg額定電流A(1)此車電機(jī)正常工作時(shí)的功率。(2)此車電機(jī)的內(nèi)阻。(3)在額定電壓下，電機(jī)由于某種故障突然卡死，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的功率?！窘馕觥?1)由表格