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第二章 5焦耳定律基础夯实
一、选择题1~4题为单选题,5题为多选题1.2017·江西省九江一中高二上学期期末关于电功W和电热Q的说法,正确的是 B A.在任何电路里都有W=UIt,Q=I2Rt,且W=QB.在任何电路里都有W=UIt,Q=I2Rt,且W不一定等于QC.W=UIt,Q=I2Rt均只在纯电阻电路中才成立D.W=UIt在任何电路中都成立,Q=I2Rt只在纯电阻电路中成立解析非纯电阻电路中,W=UIt用来求电功;Q=I2Rt用来求电热,但W>Q;只有在纯电阻电路,根据能量守恒电功和电热相等,电功可用公式W=UIt计算,也可用公式W=I2Rt计算,故A错误;B正确;W=UIt可用于任何电路求总电功;而Q=I2Rt可以适用任何电路求热功,故CD均错误2.室内有几种用电器
1.5kW的电饭煲、200W的电冰箱、750W的取暖器、250W的电视机和2kW的空调器如果进线处有13A的保险丝,供电电压为220V,下列情况下不可能同时使用的是 C A.电饭煲和电冰箱 B.取暖器和空调器C.电饭煲和空调器 D.电冰箱、电视机和空调器解析电路中允许的最大功率为Pm=UI=2860W用电器的功率之和大于Pm时,用电器就不可能同时使用,故选C3.把6个相同电灯接成如图甲、乙所示两电路,调节变阻器,两组电灯均能正常发光设甲、乙两电路消耗的电功率分别为P
1、P2,则 B A.P1<3P2 B.P1=3P2C.P1>3P2 D.3P1=P2解析设每个灯泡正常发光时,其电流为I,则图甲中总电流为3I,图乙总电流为I,所以,P1=3IU,P2=IU,P1=3P2,故选B4.2016·福建福州八中高二上学期期中如图所示,R1=2Ω,R2=10Ω,R3=10Ω,A、B两端接在电压恒定的电源上,则 B A.S断开时,R1与R2的功率之比为5︰1B.S闭合时通过R1与R2的电流之比为2︰1C.S断开与闭合两种情况下,电阻R1两端的电压之比为2︰1D.S断开与闭合两种情况下,电阻R2的功率之比为7︰12解析由P=I2R,I相等,R1与R2的功率之比等于电阻之比1︰5,故A错误;S闭合I2=I3,则I1=2I2,故B正确;S断开时,U1︰U2=R1︰R2=1︰5,则U1=UAB,S闭合时,U1′︰U2′=R1︰R2=2︰5,则U1′=UAB,故C错误;U2=UAB,U2′=UAB,由P2=,P2︰P2′=49︰36,故D错误;故选B5.2017·河北省石家庄一中高二检测在如图所示的电路中,输入电压U恒为8V,灯泡L标有“3V6W”字样,电动机线圈的电阻RM=1Ω若灯泡恰能正常发光,下列说法正确的是 AC A.电动机的输入电压是5VB.电动机的效率是80%C.流过电动机的电流是2AD.整个电路消耗的电功率是10W解析电路电流I==A=2A,整个电路消耗的电功率P=IU=16W,电动机的输入电压UM=U-UL=5V,电动机的效率η=×100%=60%,综上所述可知选项AC正确
二、非选择题6.如图所示的电路中,电阻R1=1Ω,R2=2Ω,R3=3Ω,在A、B间接电源,S
1、S2都打开,此时电阻R
1、R
2、R3消耗的功率之比P1︰P2︰P3=__1︰2︰3___;当S
1、S2都闭合时,电阻R
1、R
2、R3消耗的功率之比P1′︰P2′︰P3′=__6︰3︰2___解析当两个开关均打开时,三个电阻串联,电流相等,则由P=I2R可知,功率之比等于电阻之比;故P1︰P2︰P3=1︰2︰3;当开关均闭合时,三个电阻并联,电阻两端的电压相等,则由P=可知,功率之比与电阻成反比;故P1′︰P2′︰P3′=6︰3︰27.一只规格为“220V 2000W”的电炉,求在正常工作时的电阻若电网电压为200V,求电炉的实际功率在220V电压下,如果平均每天使用电炉2h,求此电炉一个月要消耗多少度电?一个月=30天答案
24.2Ω 1653W 120度解析设电炉电阻为R,由P=得R==Ω=
24.2Ω当电压为U′=200V时,电炉的实际功率为P′==W=1653W在220V的电压下,一个月耗用电能W=Pt=2×30×2kW·h=120kW·h能力提升
一、选择题单选题1.在高速公路隧道内两侧的电灯泡不易更换,为了延长电灯泡的使用寿命,一个接口处通常安装两个完全相同的灯泡,下列说法正确的是 A A.两个灯泡串联B.两个灯泡并联C.每个灯泡实际消耗的功率是其额定功率的四分之一D.每个灯泡实际消耗的功率小于其额定功率的四分之一解析两个灯泡串联,每个灯泡承受的电压为U=V=110V,低于额定电压,灯泡不易损坏,故A正确;两个灯泡并联,每个灯泡承受的电压为U=220V,仍等于灯泡的额定电压,灯泡正常工作,不能延长电灯泡的使用寿命,故B错误;由P=,两个灯泡串联时,U变为原来的,由于灯丝较正常发光时温度偏低,故灯丝电阻较正常发光时小,所以每个灯泡实际消耗的功率大于其额定功率的四分之一,故C、D错误2.有四盏电灯,如图所示连接在电路中,L1和L2都标有“220V100W”字样,L3和L4都标有“220V40W”字样,把电路接通后,亮度最暗的灯泡是 C A.L1 B.L2C.L3 D.L4解析根据串联电路的电压分配原则知L
2、L3两端的电压最小,L4两端的电压最大根据并联电路的电流分配原则知通过L3的电流小于通过L2的电流由此可知L4最亮,L1次之,L3最暗选项C正确3.2018·河北正定中学高二上学期段考一个电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为220V的交流电源上电源内阻忽略不计,均正常工作用电流表分别测得通过电饭煲的电流是
5.0A,通过洗衣机电动机的电流是
0.50A,则下列说法中正确的是 C A.电饭煲的电阻为44Ω,洗衣机电动机线圈的电阻为440ΩB.电饭煲消耗的电功率为1555W,洗衣机电动机消耗的电功率为
155.5WC.1min内电饭煲消耗的电能为
6.6×104J,洗衣机电动机消耗的电能为
6.6×103JD.电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍解析由于电饭煲是纯电阻用电器,所以R1==44Ω,P1=UI1=1100W,其在1min内消耗的电能W1=UI1t=
6.6×104J,洗衣机为非纯电阻用电器,所以R2≠=440Ω,P2=UI2=110W,其在1min内消耗的电能W2=UI2t=
6.6×103J,其热功率P热≠P2,而P1=10P2,所以电饭煲发热功率不是洗衣机电动机发热功率的10倍,只有选项C正确4.某实物投影机有10个相同的强光灯L1~L1024V/200W和10个相同的指示灯X1~X10220V/2W,将其连接在220V交流电源上,电路如图若工作一段时间后L2灯丝烧断,则 C A.X1的功率减小,L1的功率增大B.X1的功率增大,L1的功率增大C.X2的功率增大,其它指示灯的功率减小D.X2的功率减小,其它指示灯的功率增大解析L2和X2并联,灯丝烧断X2两端电压增大,由P=知,照明灯X2实际功率变大;在串联电路中总电压等于分电压之和,X2两端电压增大,所以其它灯组两端电压减小,由P=知其它指示灯的实际功率减小故选C
二、非选择题5.2016·杭州二中高二上学期期中如图所示为“风光互补路灯”系统,它在有阳光时通过太阳能电池板发电,有风时通过风力发电机发电,二者皆备时同时发电,并将电能输至蓄电池储存起来,供路灯照明使用为了能使蓄电池的使用寿命更为长久,一般充电至90%左右即停止,放电余留20%左右即停止电能输出下表为某型号风光互补路灯系统配置方案风力发电机太阳能电池组件最小启动风速
1.0m/s太阳能电池36W最小充电风速
2.0m/s太阳能转化效率15%最大限制风速
12.0m/s蓄电池500Ah-12V最大输出功率400W大功率LED路灯80W-12V当风速为6m/s时,风力发电机的输出功率将变为50W,在这种情况下,将蓄电池的电量由20%充至90%所需时间为__84___h;如果当地垂直于太阳光的平面得到的太阳辐射最大强度约为240W/m2,要想使太阳能电池的最大输出功率达到36W,太阳能电池板的面积至少要__1___m2解析由题意I·t=500Ah×70%,即t=350Ah,将P=50W,U=12V代入得t=84h,因为太阳能转化效率为15%,所以有240S×15%=36,得s=1m26.一辆电动自行车的铭牌上给出了如下的技术参数表质量为M=70kg的人骑此电动自行车沿平直公路行驶,所受阻力Ff恒为车和人总重的k=
0.02倍取g=10m/s2,求1此车电机在额定电压下正常工作的效率2仅在电机以额定功率提供动力的情况下,人骑车行驶的最大速度3仅在电机以额定功率提供动力的情况下,当车速为v1=
1.0m/s时,人骑车的加速度答案
185.7%
26.0m/s
31.0m/s2解析1由表可知,电机的额定电压为U0=40V、额定电流为I0=
3.5A,所以电机正常工作时输入功率为P入=U0I0=140W又因电机的输出功率为P出=120W,所以电机的效率为η==
85.7%2行驶时所受阻力为Ff=kM+mg,式中m为车的质量当达到最大速度vmax时,应有P出=Ffvmax,所以最大速度vmax==
6.0m/s3当车速为v1=
1.0m/s时,牵引力F==120N设此时车的加速度为a,根据牛顿第二定律F-Ff=M+ma,解得a=
1.0m/s2。