2024-2025學(xué)年高中物理第二章恒定電流5焦耳定律課時作業(yè)含解析新人教版選修3-1

PAGE4-焦耳定律一、單項選擇題1．某電阻的阻值為5Ω，通過的電流為2A，則它在10s的時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為()A．100JB．200JC．20JD．2J解析：依據(jù)公式Q＝I2Rt可得Q＝22×5×10J＝200J，選項B正確．答案：B2．隨著我國人民生活水平的不斷提高，家庭中運用的電器越來越多．下列電器中主要利用電流的熱效應(yīng)工作的是()A．電風(fēng)扇B．電動轎車C．洗衣機D．電飯煲解析：電風(fēng)扇、電動轎車、洗衣機均利用電動機將電能主要轉(zhuǎn)化為機械能，而電飯煲則是利用電流的熱效應(yīng)使電能變?yōu)閮?nèi)能，故選項D正確．答案：D3．如表為某電熱水壺銘牌上的一部分內(nèi)容．依據(jù)表中的信息，可計算出在額定電壓下通過電熱水壺的電流約為()型號SP－988額定功率1500W額定電壓220V額定容量1.6LA.4.4AC．0.15AD．0.23A解析：在額定電壓下電熱水壺的功率為額定功率，而電熱水壺的額定電壓為220V，額定功率為1500W，由公式P＝IU得I＝eq\f(P,U)＝eq\f(1500,220)A≈6.8A．選項B正確．答案：B4．把兩根電阻相同的電熱絲先串聯(lián)后并聯(lián)分別接在電壓相等的電源上，若要產(chǎn)生相等的熱量，則兩種方法所需的時間之比t串t并為()A．11B．21C．41D．14解析：設(shè)每根電熱絲電阻為R0，由串、并聯(lián)電路的特點可知，串聯(lián)后總電阻為R1＝2R0，并聯(lián)后總電阻為R2＝eq\f(R0,2)，由式子Q＝eq\f(U2,R)t知，要產(chǎn)生相等的熱量，則有eq\f(U2,2R0)t串＝eq\f(U2,\f(R0,2))t并，可得t串:t并＝4:1，故選項C正確．答案：C5．如圖所示，電阻R和電動機M串聯(lián)接到電路中，已知電阻R跟電動機M線圈的電阻相等，開關(guān)閉合后，電動機正常工作，設(shè)電阻R和電動機兩端的電壓分別為U1和U2；經(jīng)過時間t，電流通過電阻R做功為W1，產(chǎn)生的熱量為Q1；電流通過電動機M做功為W2，產(chǎn)生的熱量為Q2，則有()A．U1＝U2，Q1<Q2B．W1<W2，Q1＝Q2C．W1<W2，Q1<Q2D．U1>U2，Q1＝Q2解析：電阻R和電動機M串聯(lián)，流過兩用電器的電流相同．電阻R跟電動機M線圈的電阻相等，則由焦耳定律可知兩者產(chǎn)生的熱量相等，則Q1＝Q2.電動機正常工作時為非純電阻用電器，消耗的電能絕大部分轉(zhuǎn)化為機械能，所以電流通過電動機M做的功要大于電流通過電阻R做的功，W1<W2.U1＝IR，U2>IR，則U1<U2.故選項B正確．答案：B二、多項選擇題6．下列關(guān)于電功、電功率和焦耳定律的說法中正確的是()A．電功率越大，電流做功越快，電路中產(chǎn)生的焦耳熱肯定越多B．W＝UIt適用于任何電路，而W＝I2Rt＝eq\f(U2,R)t只適用于純電阻電路C．在非純電阻電路中，UI>I2RD．焦耳熱Q＝I2Rt適用于任何電路解析：由電功率公式P＝eq\f(W,t)知，電功率越大，表示電流做功越快．對于一段電路，有P＝IU，I＝eq\f(P,U)，焦耳熱Q＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(P,U)))2Rt，可見Q與P、t都有關(guān)，所以，P越大，Q不肯定越大，選項A錯誤；W＝UIt是電功的定義式，適用于任何電路，而W＝I2Rt＝eq\f(U2,R)t只適用于純電阻電路，選項B正確；在非純電阻電路中，電流所做的功＝焦耳熱＋其他形式的能，所以W>Q，即UI>I2R，選項C正確；Q＝I2Rt是焦耳熱的定義式，適用于任何電路中產(chǎn)生的焦耳熱，選項D正確．答案：BCD7．如圖所示電路，燈L1標(biāo)有“24V16W”，燈L2標(biāo)有“12V16W”，兩燈串聯(lián)后接在電壓為U的電路中，要保證兩燈不損壞，則()A．兩燈實際功率之比為41B．電壓U的最大值為30VC．燈L1兩端電壓與總電壓U之比為23D．U＝36V時，燈L1、L2均正常發(fā)光答案：AB8．一臺電動機的額定功率為10W，額定電壓為5V，內(nèi)阻為1Ω，將其接在路端電壓為5V的電路中，電路接通瞬間，電動機剛要啟動時，下列說法正確的是()A．此時電動機還未轉(zhuǎn)動，電路為純電阻電路B．電動機的輸入功率為10WC．通過電動機的電流為2AD．電動機的發(fā)熱功率為25W解析：電動機剛啟動瞬間，電動機還未轉(zhuǎn)動，電流做功將電能全部轉(zhuǎn)化為焦耳熱，電路為純電阻電路，滿意歐姆定律，即I＝eq\f(U,R)＝5A，電動機的輸入功率P＝UI＝25W，故B、C錯，A、D正確．答案：AD三、非選擇題9．小型直流電動機(其線圈內(nèi)阻為r＝1Ω)與規(guī)格為“4V4W”的小燈泡并聯(lián)，再與阻值為R＝5Ω的電阻串聯(lián)，然后接至U＝12V的電源上，如圖，小燈泡恰好正常發(fā)光，電動機正常工作，求：(1)通過電動機的電流．(2)電動機的輸出功率P出．解析：(1)流經(jīng)燈泡的電流IL＝eq\f(P,UL)＝eq\f(4,4)A＝1A流經(jīng)電阻R的電流IR＝eq\f(U－UL,R)＝eq\f(12－4,5)A＝1.6A流經(jīng)電動機的電流I＝IR－IL＝0.6A(2)