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5 焦耳定律知识点一 电功和电热
1.下列关于电功的说法中错误的是 A.导体内静电力移动电荷所做的功叫作电功B.电流做功的过程就是电能转化为其他形式的能的过程C.电流做功消耗的能量由电源提供D.电功就是电能
2.多选关于电功和焦耳热下列说法正确的是 A.在纯电阻电路中计算电功可用公式W=I2RtB.在非纯电阻电路中计算电功可用公式W=I2RtC.在非纯电阻电路中计算焦耳热可用Q=I2RtD.在纯电阻电路中计算焦耳热可用Q=UIt
3.多选用一个额定电压为220V的电热水器煮沸一壶水需要ts如果不考虑电热水器的电热损失和电热丝电阻受温度的影响那么 A.当线路电压为110V时煮沸一壶水需要2tsB.当线路电压为110V时煮沸一壶水需要4tsC.当线路电压为55V时煮沸一壶水需要4tsD.当线路电压为55V时煮沸一壶水需要16ts知识点二 电功率和热功率
4.[2017·东北育才中学期中]如图L2-5-1所示R
1、R2两个电阻串联接在电压恒为U的电源上电路中的电流为IR
1、R2两端的电压分别为U
1、U2R
1、R2消耗的电功率分别为P
1、P2下列关系正确的是 图L2-5-1A.=B.=C.=D.P1+P2=UI
5.多选有两个灯泡L
1、L2额定电压均为6V额定功率分别为6W、3W将它们接在电路中下列说法正确的是 A.若将它们串联接在电路中两灯泡的总功率最大为9WB.若将它们串联接在电路中两灯泡的总功率最大为
4.5W C.若将它们并联接在电路中两灯泡的总功率最大为9WD.若将它们并联接在电路中两灯泡的总功率最大为
4.5W
6.[2017·江西师大附中期中]将4只相同的小灯泡连接成如图L2-5-2所示的两个电路分别加上不同的恒定电压调节变阻器R1和R2使4只小灯泡都能正常发光则此时R1和R2消耗的电功率之比为 图L2-5-2A.1∶1B.2∶1C.1∶2D.以上都不对知识点三 电动机
7.电吹风机中有电动机和电热丝两部分已知电动机线圈的电阻为R1它和阻值为R2的电热丝串联.设电吹风机工作时两端的电压为U通过线圈的电流为I消耗的电功率为P则下列关系正确的是 A.PUIB.P=I2R1+R2C.U=IR1+R2D.PI2R1+R
28.在研究微型电动机的性能时应用如图L2-5-3所示的实验电路.闭合开关S当调节滑动变阻器R使电动机停止转动时电流表和电压表的示数分别为
0.50A和
2.0V.重新调节R使电动机恢复正常运转此时电流表和电压表的示数分别为
2.0A和
24.0V则这台电动机正常运转时的输出功率为 A.32WB.44WC.47WD.48W图L2-5-
39.两个电阻R1=4Ω、R2=1Ω串联在电路中欲使这两个电阻消耗的电功率相等可行的办法是 A.用一个Ω的电阻与R2并联B.用一个4Ω的电阻与R2并联C.用一个Ω的电阻与R1并联D.用一个4Ω的电阻与R1并联
10.如图L2-5-4所示一幢居民楼里住着生活水平各不相同的24户居民所以整幢居民楼里有各种不同的电器例如电炉、电视机、微波炉、电脑等.停电时用欧姆表测得A、B间电阻为R;供电后各家电器同时使用测得A、B间电压为U进线电流为I则计算该幢居民楼用电的总功率可以用的公式是 A.P=I2RB.P=C.P=IUD.P=I2R+图L2-5-
411.多选[2017·湖南师大附中期中]马路上的“微公交”是用蓄电池向车上的电动机供电电动机为车提供动力.若车上蓄电池输出电压为48V电池容量为120A·h电动机额定电压为48V额定功率为
1.2kW则 图L2-5-5A.电动机在额定电压下工作时额定电流为25AB.蓄电池充满电时能储存5760J的能量C.蓄电池充满电后最多能供电动机正常工作
4.8hD.电动机在额定电压下工作1h通过的电荷量为
4.32×105C
12.多选内阻为
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 A.电解槽消耗的电功率为120WB.电解槽的发热功率为
1.3WC.电解槽消耗的电功率为60WD.电路消耗的总功率为60W
13.如图L2-5-6所示已知UAB=6V当滑动变阻器触头P位于正中位置时额定电压为3V的灯泡L正常发光当触头滑至最左端时电灯实际功率为2W求此灯泡的额定功率和变阻器的总电阻.图L2-5-
614.图L2-5-7为电动机提升重物的装置示意图电动机线圈电阻为r=1Ω电动机两端的电压为5V电路中的电流为1A重物A所受的重力为20N不计摩擦力.1电动机线圈电阻上消耗的热功率是多少2电动机的输入功率和输出功率各是多少3电动机在10s内可以把重物A匀速提升多高4这台电动机的机械效率是多少图L2-5-
715.一辆电动自行车的铭牌上给出的技术参数如下表.质量M=70kg的人骑着此电动自行车沿平直公路行驶所受阻力f恒为车和人总重力的k倍k=
0.
02.g取10m/s
2. 规格后轮驱动直流永磁铁电动机车型26″电动自行车额定输出功率120W整车质量30kg额定电压40V最大载重120kg额定电流
3.5A1求此电动自行车的电动机在额定电压下正常工作时的效率;2在电动机以额定功率提供动力的情况下求人骑车行驶的最大速率;3在电动机以额定功率提供动力的情况下当车速v=
2.0m/s时求人骑车的加速度大小.
1.D [解析]电功是过程量电能是状态量;在纯电阻电路中尽管电功的数值等于消耗的电能但电功不是电能.选项D错误.
2.ACD [解析]电功的计算式W=UIt适用于任何形式的电路焦耳热计算式Q=I2Rt也是普遍适用的但是只有在纯电阻电路中电功W才等于焦耳热QA、C、D正确B错误.
3.BD [解析]由公式Q=t知当电压变为原来的时煮沸一壶水所需的热量不变因此时间要变为原来的4倍即4ts选项B正确.当电压变为原来的时时间要变为原来的16倍即16ts选项D正确.
4.D [解析]R
1、R2两个电阻串联则电流相等即I==功率之比==总功率P=P1+P2=UI选项D正确.
5.BC [解析]当两灯泡串联时电流相等L1的额定电流为I1==1A电阻R1==6ΩL2的额定电流为I2==
0.5A电阻R2==12Ω要使两灯泡不致被烧坏电路中的最大电流为
0.5A最大功率为Pmax=I2R1+I2R2=
4.5W故A错误B正确;当两灯泡并联时电压相等当电压为6V时两灯皆可正常发光此时电路最大功率为9W故C正确D错误.
6.A [解析]设小灯泡正常工作的电压和电流分别为U0和I0变阻器R1的电功率P1=U-U0×2I0变阻器R2的电功率P2=2U-2U0×I0则电功率之比为1∶1选项A正确.
7.D [解析]电吹风机中有电动机而电动机为非纯电阻用电器工作时将有一部分电能转化为机械能P=UI对纯电阻电路和非纯电阻电路都成立选项A错误;对非纯电阻电路有PI2R1+R2UIR1+R2选项B、C错误选项D正确.
8.A [解析]电动机停止转动时线圈的电阻r==4Ω电动机恢复正常运转时电功率P=UI=48W热功率为P热=I2r=16W电动机输出的机械功率P机=P-P热=32W选项A正确.
9.D [解析]电阻的电功率P=I2R欲使这两个电阻消耗的电功率相等则电阻R1的电流是R2的用一个4Ω的电阻与R1并联即可选项D正确.
10.C [解析]家用电器中有纯电阻用电器也有非纯电阻用电器故总电功率只能用P=UI来计算C正确.
11.AC [解析]对电动机额定电流I==25A选项A正确;蓄电池充满电后最多能供电动机正常工作的时间t==
4.8h选项C正确;蓄电池充满电时储存的能量E=UQ=
2.07×107J选项B错误;电动机在额定电压下工作1h通过的电荷量q=It=25×3600C=
9.0×104C选项D错误.
12.BC [解析]灯泡能正常发光说明电解槽和灯泡均分得110V电压且电流I=I灯=则电解槽消耗的电功率P=P灯=60WC正确A错误;电解槽的发热功率P热=I2R=
1.3WB正确;整个电路消耗的功率P总=220V×=120WD错误.
13.
4.5W 4Ω[解析]设滑动变阻器总电阻为Rm灯泡电阻为RL根据P位于正中位置时灯泡正常发光灯泡两端电压为3V则滑动变阻器两端的电压为3V得RL=.解法1:找电流P位于最左端时变阻器的有效电阻为R=Rm=2RL由功率关系知此时滑动变阻器的功率P=2PL=4WI==A=1A滑动变阻器的总电阻Rm==Ω=4Ω故RL==2Ω灯泡的额定功率P额==W=
4.5W.解法2:找电压P位于最左端时变阻器有效电阻R=Rm=2RL则UL=2V故RL==Ω=2Ω灯泡额定功率P额==W=
4.5W变阻器总电阻Rm=2RL=4Ω.
14.11W 25W 4W 32m 480%[解析]1根据焦耳定律热功率为P热=I2r=12×1W=1W.2输入功率等于输入电流与电动机两端电压的乘积即P入=IU=1×5W=5W输出功率等于输入功率减去发热消耗的功率即P出=P入-P热=5W-1W=4W.3电动机输出的功率用来提升重物转化为机械功率在10s内有P出t=Gh解得h==m=2m.4机械效率η=×100%=80%.
15.
185.7%
26.0m/s
30.4m/s2[解析]1由表可知电动机的额定电压为U0=40V额定电流为I0=
3.5A所以电动机正常工作时的输入功率为P入=U0I0=140W电动机的输出功率为P出=120W所以电动机的效率为η=×100%=
85.7%.2设车的质量为m则车行驶时所受阻力为f=kM+mg当达到最大速度vm时应有P出=fvm所以最大速度vm==
6.0m/s.3当车速为v=
2.0m/s时牵引力F==60N设此时车的加速度大小为a根据牛顿第二定律得F-f=M+ma解得a=
0.4m/s
2.。