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焦耳定律建议用时45分钟[学业达标]
1.电阻R1与R2的伏安特性曲线如图255所示,并把第一象限分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域,现把R1与R2串联在电路中,R1和R2消耗的电功率分别为P1和P2,串联总电阻为R,下列关于P1与P2的大小及R的伏安特性曲线所在区域的叙述,正确的是 图255A.P1P2,特性曲线在Ⅰ区B.P1P2,特性曲线在Ⅰ区C.P1P2,特性曲线在Ⅲ区D.P1P2,特性曲线在Ⅲ区【解析】 由图知R1R2,二者串联电流相等,由P=I2R,知P1P2,串联电阻R大于R1也大于R2,故其伏安特性曲线将在Ⅲ区,选D.【答案】 D2.通过电阻R的电流为I时,在时间t内产生的热量为Q,若电阻为2R,电流为,则在时间t内产生的热量为 A.4Q B.2QC.QD.Q【解析】 根据焦耳定律知Q=I2Rt,Q′=2·2Rt,故Q′=Q,C正确.【答案】 C3.有一只电风扇,标有“220V 50W”,电动机线圈的电阻为
0.4Ω,把它接入220V的电路中,以下几种计算时间t内产生热量的方法,正确的是 【导学号08160106】A.Q=B.Q=PtC.Q=2RtD.以上三种方法均正确【解析】 对纯电阻电路电热的计算可用Q=UIt=I2Rt=,而电风扇工作时不能看成纯电阻电路,故电热计算要用Q=I2Rt计算,而电流计算I=用于任何电路,所以C项正确.【答案】 C4.多选理发用的电吹风机中有电动机和电热丝,电动机带动风叶转动,电热丝给空气加热,得到热风将头发吹干,设电动机的线圈电阻为R1,它与电热丝的电阻R2串联,接到直流电源上,电吹风机两端电压为U,电流为I,消耗的电功率为P,则有 A.P<UI B.P=I2R1+R2C.P=UID.P>I2R1+R2【解析】 电动机电路在电机正常转动时,电动机消耗的功率P=UI,且大于发热功率,选项C、D正确.【答案】 CD5.功率为10W的发光二极管LED灯的亮度与功率为60W的白炽灯相当.根据国家节能战略,2016年前普通白炽灯应被淘汰.假设每户家庭有2只60W的白炽灯,均用10W的LED灯替代,按全国有4亿户家庭,每户家庭每天亮灯6小时计算,估算出全国一年节省的电能最接近 A.8×108kW·hB.8×1010kW·hC.8×1011kW·hD.8×1013kW·h【解析】 因每只白炽灯和发光二极管的功率分别为60W和10W,则每户家庭每天节省的电能为60-10×10-3×2×6kW·h=
0.6kW·h,所以全国一年节省的电能为
0.6×4×108×365kW·h=
8.76×1010kW·h,B正确,A、C、D错误.【答案】 B
6.如图256所示,A、B两点间电压为18V,R1=
0.2Ω,电动机M的内阻也是
0.2Ω,线路中的电流是25A,则此电路中电能转化为机械能的效率是 【导学号08160107】图256A.72% B.28%C.
55.6%D.
44.4%【解析】 电路中总的电功率P=UI=450W,电路中的电热功率P热=I2R+r=250W,则电路中电能转化为机械能的效率为η=×100%≈
44.4%,D正确.【答案】 D7.一个电阻接到某电路后,消耗的功率为110W,通过3C的电荷量时,有330J的电能转化为内能,则以下说法错误的是 A.电阻所加电压为330VB.通过电阻的电流为1AC.电阻通电时间为3sD.这个电阻的阻值为110Ω【解析】 由W=qU知电路电压U==110V,A错误;由P=IU得I==1A,B正确;由W=Pt得通电时间t==3s,C正确;由R=,得R=110Ω,D正确.【答案】 A8.图257所示电路中,各灯泡额定电压和额定功率分别是A灯“10V 10W”,B灯“60V 60W”,C灯“20V 20W”,D灯“20V 20W”.在a、b两端加上电压后,四个灯泡都能发光.比较各灯泡消耗功率大小,以下说法正确的是 【导学号08160108】图257A.PBPDPAPCB.PBPAPD=PCC.PBPDPCPAD.PAPCPDPB【解析】 由R=可知,灯的电阻RA=10Ω,RB=60Ω,RC=RD=20Ω,C、D并联部分的电阻为R并=10Ω,电路中RBRA=R并,由串联电路的功率关系知PBPA=P并,而PC=PD=,故PBPAPD=PC,B正确.【答案】 B[能力提升]9.一只电炉的电阻丝和一台电动机线圈的电阻相同,都为R,设通过它们的电流相同电动机正常运转,则在相同时间内下列判断不正确的是 A.电炉和电动机产生的热量相同B.电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率C.电炉两端电压小于电动机两端电压D.电炉和电动机两端电压相等【解析】 对电动机IU=IU′+IUR
①其中IU′为转化为机械能的功率.对电炉只有P=I2R=IUR
②比较
①②得U>UR,D错.【答案】 D
10.如图258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 图258A.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,A错,C对;电解槽的发热功率P热=I2R内≈
1.3W,B错误;整个电路消耗的总功率P总=220×W=120W,D错.【答案】 C
11.如图259是家用电饭煲的电路图.将电饭煲接到稳压电源上,当开关接通“加热”挡时,电热丝以额定功率给食物加热,当食物蒸熟后,开关接通“保温”挡,给食物保温,这时电热丝的功率为其额定功率的1/9,电流为
1.40A,已知分压电阻的阻值是R=100Ω.求【导学号08160109】图2591保温时,电阻R两端的电压;2稳压电源输出的电压;3电热丝的额定功率.【解析】 1电阻R两端的电压为UR=IR=
1.40×100V=140V.2设电热丝的电阻为r,电源输出电压为U,则2r=·解得r=50Ω.所以电源电压为U=IR+r=
1.40×100+50V=210V.3电热丝的额定功率为P==W=882W.【答案】 1140V 2210V 3882W12.一辆电动自行车的铭牌上给出了如下的技术参数表规格后轮驱动直流永磁铁电机车型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
3.5A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.【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=×100%≈
85.7%.2行驶时所受阻力为Ff=kM+mg式中m为车的质量.当达到最大速率vmax时,应有P出=Ffvmax所以最大速率vmax==
6.0m/s.3当车速度为v1=
1.0m/s时,牵引力F==120N设此时车的加速度为a,根据牛顿第二定律得F-Ff=M+ma解得a=
1.0m/s
2.【答案】
185.7%
26.0m/s
31.0m/s2PAGE6。