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2019-2020年高中物理第二章直流电路第6节焦耳定律电路中的能量转化课时训练含解析教科版选修【测控导航】知识点题号
1.电功率、热功率和电源效率1易2易3易5易7中8中
2.纯电阻电路和非纯电阻电路4易6中
3.电功、电功率的综合应用9中10中11难
1.多选下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是 BCD A.电功率越大电流做功越快电路中产生的焦耳热一定越多B.W=UIt适用于任何电路而W=I2Rt=t只适用于纯电阻的电路C.在不是纯电阻的电路中UII2RD.焦耳热Q=I2Rt适用于任何电路解析:电功率公式P=功率越大表示电流做功越快.对于一段电路有P=IUI=焦耳热Q=()2Rt可见Q与PUt都有关.所以P越大Q不一定越大选项A错误;W=UIt是电功的定义式适用于任何电路.而I=只适用于纯电阻电路选项B正确;在不是纯电阻的电路中电流做的功等于焦耳热与其他形式的能之和所以WQ即UII2R选项C正确;Q=I2Rt是焦耳热的定义式适用于任何电路中产生的焦耳热选项D正确.
2.xx·曲师大附中高二质检电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比.在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图所示图中U为路端电压I为干路电流ab为图线上的两点相应状态下电源的效率分别为ηaηb.由图可知ηaηb的值分别为 D A.B.C.D.解析:电源效率η=E为电源的总电压即电动势根据图像可知Ua=EUb=E所以选项D正确.
3.当电阻两端加上某一稳定电压时通过该电阻的电荷量为
0.3C消耗的电能为
0.9J.为在相同时间内使
0.6C的电荷量通过该电阻在其两端需加的电压和消耗的电能分别是 D A.3V
1.8JB.3V
3.6JC.6V
1.8JD.6V
3.6J解析:设两次加在电阻R上的电压分别为U1和U2通电的时间都为t.由公式W1=U1q1和W1=t可得U1=3V=
0.
1.再由W2=U2q2和W2=t可求出U2=6VW2=
3.6J故选项D正确.
4.在如图所示的电路中定值电阻的阻值为10Ω电动机M的线圈电阻值为2Ωab两端加有44V的恒定电压理想电压表的示数为24V由此可知 C A.通过电动机的电流为12AB.电动机消耗的功率为24WC.电动机线圈在1分钟内产生的热量为480JD.电动机输出的功率为8W解析:通过电动机的电流与通过定值电阻的电流相同为I==A=2A选项A错误;电动机消耗的功率为P=U1I=24×2W=48W选项B错误;电动机的电热功率P热=I2r=22×2W=8W其1分钟内产生的热量Q=P热t=8×60J=480J选项C正确;电动机的输出功率P出=P-P热=48-8W=40W故选项D错误.
5.xx·新余高二期中如图所示R1和R2的规格为“4W100Ω”R3的规格为“1W100Ω”当AB端加电源通电时这部分电路允许消耗的最大功率为 D A.9WB.
4.5WC.
2.5WD.
1.5W解析:对R1和R2额定电流I1=I2==
0.2A.对R3额定电流I3==
0.1A.若R1R2R3均能工作则当I3=
0.1A时I1=I2=
0.05A此时P3=1WP1=P2=W.故该电路允许消耗的最大功率P=P3+P1+P2=
1.5W选项D正确.
6.如图所示有一内电阻为
4.4Ω的电解槽和一盏标有“110V 60W”的灯泡串联后接在电压为220V的直流电路两端灯泡正常发光则 C A.电解槽消耗的电功率为120WB.电解槽的发热功率为60WC.电解槽消耗的电功率为60WD.电路消耗的总功率为60W解析:灯泡能正常发光说明电解槽和灯泡均分得110V电压且干路电流I=I灯=A则电解槽消耗的电功率P=P灯=60W选项A错误C正确;电解槽的发热功率P热=I2R内≈
1.3W选项B错误;整个电路消耗的总功率P总=220×W=120W选项D错误.
7.多选如图所示的电路中L1L2是两个不同的小灯泡ab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 BCD 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解析:滑动变阻器的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L2变亮.L1分得电压变小L1变暗选项A错误B正确;因为滑动变阻器电阻变大总电阻变大由P=可知U一定P减小即电路总功率减小选项C正确;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选项D正确.
8.多选如图所示的电路已知电源内阻为r定值电阻R0的阻值也为r滑动变阻器R的总电阻为2r若滑动变阻器的滑片P由A向B滑动则下列说法中正确的是 ABC A.电源输出功率由小变大B.固定电阻R0上获得的功率由小变大C.电源内部电势降落由小变大D.滑动变阻器消耗的功率变大解析:当滑动变阻器的滑片P由A向B滑动时变阻器的电阻在减小.外电路电阻由3r逐渐减小为r由电源输出的功率与外电阻的关系可知电源输出功率由小变到最大故选项A正确;固定电阻R0消耗的功率为P0=I2r而电流在不断增大则其消耗的功率也由小变大电源内部电压Ir也由小变大所以选项BC正确;对于求滑动变阻器消耗的功率的变化情况可把R0+r=2r看成是新电源的内阻则可知当R=2r时滑动变阻器消耗的功率最大当R变小时其消耗的功率变小选项D错误.
9.多选如图ab分别表示一个电池组和一只电阻的伏安特性曲线.则以下说法正确的是 AD A.电池组的内阻是1ΩB.电阻的阻值为
0.33ΩC.将该电阻接在该电池组两端电池组的输出功率将是4WD.改变外电阻的阻值时该电池的最大输出功率为4W解析:根据图线a可知电源的电动势为4V内阻为1Ω根据图线b可知电阻为3Ω选项A正确B错误;由图像可知将该电阻接到该电池组的两端时路端电压和电流分别是3V1A电池的输出功率是3W选项C错误;改变外电阻的阻值内外电阻相等时该电池输出功率最大为4W选项D正确.
10.xx·黄冈高二检测如图所示的电路中电源电动势E=10V内阻r=
0.5Ω电动机的电阻R0=
1.0Ω电阻R1=
1.5Ω.电动机正常工作时电压表的示数U1=
3.0V求:1电源释放的电功率;2电动机消耗的电功率和将电能转化为机械能的功率;3电源的输出功率和效率.解析:1电动机正常工作时总电流为I==A=2A电源释放的电功率为P释=EI=10×2W=20W.2电动机两端的电压为U=E-Ir-U1=10-2×
0.5-
3.0V=6V.电动机消耗的电功率为P电=UI=6×2W=12W.电动机的热功率为P热=I2R0=22×1W=4W.根据能量守恒定律电动机将电能转化为机械能的功率P机=P电-P热=12W-4W=8W.3电源的输出功率为P出=P释-P内=P释-I2r=20-22×
0.5W=18Wη=×100%=×100%=90%.答案:120W 212W 8W 318W 90%
11.如图所示变阻器R2的最大电阻是10ΩR3=5Ω电源的内电阻r=1Ω当开关S闭合变阻器的滑片在中点位置时电源的总功率为16W电源的输出功率为12W.此时电灯R1正常发光求:1电灯阻值R1设R1阻值恒定不变;2当开关S断开时要使电灯正常工作应使变阻器的电阻改变多少解析:1由电源总功率为16W输出功率为12W可得电源内阻消耗功率P内=16-12W=4W.又P内=I2r干路电流I==A=2A路端电压U==V=6V流经R3的电流I3==A=
1.2A流经R1R2的电流I12=I-I3=2-
1.2A=
0.8A电灯的阻值R1=-=(-5)Ω=
2.5Ω.2当开关S断开时要使电灯正常工作由1知此时干路电流I′=
0.8A由1可求出电源电动势E=U+Ir=8VS断开时滑动变阻器的阻值R2′=-r-R1=(-1-
2.5)Ω=
6.5Ω.滑动变阻器阻值要增加ΔR=R2′-=
1.5Ω.答案:
12.5Ω 2增加
1.5Ω。