高中物理 2-5 焦耳定律 課后強(qiáng)化作業(yè)（含解析）新人教版選修3-1

【成才之路】-學(xué)年高中物理2-5焦耳定律課后強(qiáng)化作業(yè)（含解析）新人教版選修3-11．(·許昌市五校高二聯(lián)考)關(guān)于四個(gè)公式①P＝UI；②P＝I2R；③P＝eq\f(U2,R)；④P＝eq\f(W,t)，下列說法正確的是()A．公式②適用于任何電路的熱功率的計(jì)算B．公式①②④適用于任何電路電功率的計(jì)算C．公式④適用于任何電路的電功率的計(jì)算D．以上均正確答案：AC2．計(jì)算用電量時(shí)，常用的單位是“度”，對此，下列說法中正確的是()A．1度等于3.6×103kW·hB．1度等于3.6×106JC．“度”是電功率的單位D．“度”是電功的單位答案：BD解析：“度”是電功的單位，1度等于1kW·h，而1kW·h＝3.6×106J，故選項(xiàng)B、D正確。3．(·曲阜高二檢測)有一臺標(biāo)有“220V50W”的電風(fēng)扇，其線圈電阻為0.4Ω，在它正常工作時(shí)，下列求其每分鐘產(chǎn)生的電熱的四種解法中，正確的是()A．I＝eq\f(P,U)＝eq\f(5,22)A，Q＝UIt＝3000JB．Q＝Pt＝3000JC．I＝eq\f(P,U)＝eq\f(5,22)A，Q＝I2Rt＝1.24JD．Q＝eq\f(U2,R)t＝eq\f(2202,0.4)×60J＝7.26×106J答案：C解析：本題主要考查焦耳定律和熱功率的計(jì)算。電風(fēng)扇是一種在消耗電能過程中既產(chǎn)生機(jī)械能，又產(chǎn)生內(nèi)能的用電器，對這樣的用電器，每分鐘產(chǎn)生的熱量只能根據(jù)Q＝I2Rt進(jìn)行計(jì)算。因此，C選項(xiàng)是正確的。4．改革開放以來，人們的生活水平和生活質(zhì)量有了較大的改善，電冰箱、空調(diào)機(jī)、電視機(jī)等家用電器得到了普遍使用。根據(jù)下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()eq\x(\a\al(BC－65B電冰箱,額定電壓220V,工作頻率50Hz,額定功率70W,耗電荷量：0.50kW·h/24h))eq\x(\a\al(PS－69電風(fēng)扇,規(guī)格400mm,額定電壓220V,工作頻率50Hz,額定功率65W))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解析：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B項(xiàng)正確。5．(·黃石二中高二期中測試)有一內(nèi)電阻為4.4Ω的電解槽和一盞標(biāo)有“110V60W”的燈泡串聯(lián)后接在電壓為220V的直流電路兩端，燈泡正常發(fā)光，則()A．電解槽消耗的電功率為120WB．電解槽的發(fā)熱功率為60WC．電解槽消耗的電功率為60WD．電路消耗的總功率為60W答案：C解析：燈泡能正常發(fā)光，說明電解槽和燈泡均分得110V電壓，且干路電流I＝I燈＝eq\f(60W,110V)，則電解槽消耗的功率P＝P燈＝60W，C對A錯；電解槽的發(fā)熱功率P熱＝I2R＝1.3W，B錯；整個(gè)電路消耗的功率P熱＝220V×eq\f(60W,110V)＝120W，D錯。6.如圖所示，已知UAB＝6V，當(dāng)滑動變阻器觸頭P位于正中位置時(shí)，額定電壓為3V的燈泡L正常發(fā)光，當(dāng)觸頭滑至最左端時(shí)，電燈實(shí)際功率為2W，求此燈泡的額定功率和變阻器的總電阻。答案：4.5W4Ω解析：設(shè)滑動變阻器總電阻為Rm，燈泡電阻為RL，則根據(jù)P位于正中位置時(shí)燈泡正常發(fā)光，電壓為3V，滑動變阻器的電壓為3V，得RL＝eq\f(Rm,2)。P位于最左端時(shí)，變阻器有效電阻R′＝Rm＝2RL，則：UL＝2V。故：RL＝eq\f(U\o\al(2,L),PL)＝eq\f(22,2)Ω＝2Ω。燈泡額定功率：P額＝eq\f(U\o\al(2,額),RL)＝eq\f(32,2)W＝4.5W。變阻器總電阻：Rm＝2RL＝4Ω。7．一只規(guī)格為“220VW”的電爐，求在正常工作時(shí)的電阻。若電網(wǎng)電壓為200V，求電爐的實(shí)際功率。在220V電壓下，如果平均每天使用電爐2h，求此電爐一個(gè)月要消耗多少度電？(一個(gè)月＝30天)答案：24.2Ω1653W120度解析：設(shè)電爐電阻為R，由P＝eq\f(U2,R)得R＝eq\f(U2,P)＝eq\f(2202,)Ω＝24.2Ω當(dāng)電壓為U′＝200V時(shí)，電爐的實(shí)際功率為P′＝eq\f(U′2,R)＝eq\f(,24.2)W＝1653W在220V的電壓下，一個(gè)月耗用電能W＝Pt＝2×30×2kW·h＝120kW·h。能力提升1．(·廣東中山市高二期末)有四盞電燈，如圖所示連接在電路中，L1和L2都標(biāo)有“220V,100W”字樣，L3和L4都標(biāo)有“220V,40W”字樣，把電路接通后，下列說法正確的是()A．L1和L4一樣亮 B．L2和L3一樣亮C．L3比L4亮 D．L1比L2亮答案：D解析：根據(jù)串聯(lián)電路的電壓分配原則知L2、L3兩端的電壓最小，L4兩端的電壓最大。根據(jù)并聯(lián)電路的電流分配原則知通過L3的電流小于通過L2的電流。由此可知L4最亮，L1次之，L3最暗。選項(xiàng)D正確。2．室內(nèi)有幾種用電器：1.5kW的電飯煲、200W的電冰箱、750W的取暖器、250W的電視機(jī)和2kW的空調(diào)器。如果進(jìn)線處有13A的保險(xiǎn)絲，供電電壓為220V，下列情況下不可能同時(shí)使用的是()A．電飯煲和電冰箱 B．取暖器和空調(diào)器C．電飯煲和空調(diào)器 D．電冰箱、電視機(jī)和空調(diào)器答案：C解析：電路中允許的最大功率為Pm＝UI＝2860W。用電器的功率之和大于Pm時(shí)，用電器就不可能同時(shí)使用，故選C。3．(·試題調(diào)研)功率為10W的發(fā)光二極管(LED燈)的亮度與功率為60W的白熾燈相當(dāng)。根據(jù)國家節(jié)能戰(zhàn)略，年前普通白熾燈應(yīng)被淘汰。假設(shè)每戶家庭有2只60W的白熾燈，均用10W的LED燈替代，估算出全國一年節(jié)省的電能最接近()A．8×108kW·h B．8×1010kW·hC．8×1011kW·h D．8×1013kW·h答案：B解析：該題考查電能的估算問題。解題思路是一年按365天，全國按5億用戶，每天按4小時(shí)估算。考查應(yīng)變能力。2只節(jié)能燈比2只白熾燈節(jié)省的功率為100W，即0.1kW，所以一年節(jié)約的電能E＝0.1×4×365×5×108kW·h≈8×1010kW·h，B選項(xiàng)正確。4．三個(gè)阻值相同的燈泡，其允許消耗的最大功率都是10W，現(xiàn)將其中的兩只燈泡串聯(lián)起來后再與第三只燈泡并聯(lián)接在電路中，則整個(gè)電路允許消耗的最大功率為()A．30WB．20WC．15WD．10W答案：C解析：連接后電路如圖，其中L3兩端電壓最高，它消耗的電功率為10W時(shí)，因L1與L2串聯(lián)，且電阻相等，則分配在L1與L2兩燈電壓都是燈L3兩端電壓的一半?！郟1＝P2＝eq\f(\f(U,2)2,R)＝eq\f(U2,4R)＝eq\f(P3,4)＝eq\f(10,4)W＝2.5W則整個(gè)電路消耗的功率P＝P1＋P2＋P3＝(2.5＋2.5＋10)W＝15W。5．如圖所示，電阻R1＝20Ω，電動機(jī)繞線電阻R2＝10Ω，當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，電流表的示數(shù)是I1＝0.5A，當(dāng)開關(guān)S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P應(yīng)是()A．I＝1.5A B．I<1.5AC．P＝15W D．P<15W答案：BD解析：當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，電動機(jī)沒有通電，歐姆定律成立，所以電路兩端的電壓U＝I1R1＝10V；當(dāng)開關(guān)合上后，電動機(jī)轉(zhuǎn)動起來，電路兩端的電壓U＝10V，通過電動機(jī)的電流應(yīng)滿足I2U>Ieq\o\al(2,2)R2，所以I2<1A。所以電流表的示數(shù)I<1.5A，電路消耗的電功率P<15W，即B、D正確。6．(·濟(jì)南城區(qū)高二檢測)微型吸塵器的直流電動機(jī)的內(nèi)阻一定，為1Ω，當(dāng)加在它兩端的電壓為2.0V時(shí)，電流為0.8A，且能正常工作，求：(1)它的額定輸入功率多大？(2)工作時(shí)由導(dǎo)線發(fā)熱損失的功率多大？(3)它的最大輸出功率多大？答案：(1)1.6W(2)0.64W(3)0.96W解析：(1)電動機(jī)的額定輸入功率為：P額＝UI＝2.0×0.8W＝1.6W(2)電動機(jī)的發(fā)熱功率為：P熱＝I2R＝(0.8)2×1W＝0.64W。(3)根據(jù)能量的轉(zhuǎn)化與守恒，電動機(jī)的最大輸出功率為：P出＝P額－P熱＝0.96W。7．一輛電動自行車的銘牌上給出了如下的技術(shù)參數(shù)表質(zhì)量為M＝70kg的人騎此電動自行車沿平直公路行駛，所受阻力Ff恒為車和人總重的k＝0.02倍。取g＝10m/s2，求：(1)此車電機(jī)在額定電壓下正常工作的效率。(2)僅在電機(jī)以額定功率提供動力的情況下，人騎車行駛的最大速度。(3)僅在電機(jī)以額定功率提供動力的情況下，當(dāng)車速為v1＝1.0m/s時(shí)，人騎車的加速度。答案：(1)85.7%(2)6.0m/s(3)1.0m/s2解析：(1)由表可知，電機(jī)的額定電壓為U0＝40V、額定電流為I0＝3.5A，所以電機(jī)正常工作時(shí)輸入功率為P入＝U0I0＝140W又因電機(jī)的輸出功率為P出＝120W，所以