新教材2022-2023學(xué)年魯科版必修第三冊第3章第3節(jié)電功與電熱作業(yè)

第3章恒定電流

第3節(jié)電功與電熱

基礎(chǔ)過關(guān)練題組一電功和電功率1.（多選）關(guān)于三個公式P=UI、P=|2R、P=4的適用范圍，以下說法正確的是oA.第一個公式普遍適用于求電功率，后兩式普遍適用于求電熱功率B.在純電阻電路中，三個公式既可適用于求電功率，又可適用于求電熱功率C.在非純電阻電路中，第一個公式可用于求電功率,第二個公式可用于求電熱功率D.由U=IR可知，三個公式?jīng)]有任何區(qū)別,它們表達(dá)相同的意義，既是電功率，也是電熱功率2.（2021山東師范大學(xué)附中月考）國家航天局消息，“嫦娥四號’著陸器于2019年7月26日19時12分成功完成喚醒設(shè)置，進(jìn)入第8月晝工作期?！版隙鹚奶枴钡碾娮觾x器及各種動作的控制都是靠太陽能電池供電的。由于光照而產(chǎn)生電動勢的現(xiàn)象稱為光伏效應(yīng)，在正常照射下，太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率可達(dá)23%。單片單晶硅太陽能電池可產(chǎn)生0.6V的電動勢,可獲得0.1A的電流,則每秒照射到單片單晶硅太陽能電池上太陽光的能量大約是（）3.（2021河北滄州一中月考）如圖所示為一種服務(wù)型機(jī)器人,其額定功率為48W,額定工作電壓為24V,機(jī)器人的鋰電池容量為20Aho則機(jī)器人（）A.額定工作電流為20AB.充滿電后最長工作時間為2hC.電池充滿電后總電荷量為7.2x104cD.以額定電流工作時每秒消耗能量為20J4.（2022重慶西南大學(xué)附屬中學(xué)月考）物理愛好者小張想根據(jù)自己所學(xué)的物理知識估算噴泉廣場上一眼噴泉的電機(jī)輸出功率。通過測量，他得知該噴泉噴口的出水截面積為S=20cm2,噴口朝向與地面夾角為60。,噴出的水柱能到達(dá)的最高點(diǎn)距噴口的高度約為h=15mo已知水的密度p=1.0x103kg/m3,重力加速度取g=10m/s2o據(jù)此,小張估算此噴泉的電機(jī)輸出功率為（）題組二電功和電熱5.(2021浙江嘉興第五高級中學(xué)月考)如圖1所示，用充電寶為一手機(jī)電池充電，其等效電路如圖2所示。在充電開始后的一段時間t內(nèi)，充電寶的輸出電壓U、輸出電流I可認(rèn)為是恒定不變的，設(shè)手機(jī)電池的內(nèi)阻為r,則時間t內(nèi)()A.充電寶輸出的電功率為Ul+12rB.充電寶產(chǎn)生的熱功率為12rC.手機(jī)電池產(chǎn)生的焦耳熱為rD.手機(jī)電池儲存的化學(xué)能為Ult-12rt6.(2021山東濟(jì)南萊蕪第十七中學(xué)月考)根據(jù)某學(xué)校學(xué)生宿舍管理?xiàng)l例，嚴(yán)禁學(xué)生在宿舍使用功率超過100W的電吹風(fēng),否則將對學(xué)生做出沒收電吹風(fēng)和記過處分的雙重懲罰。如圖所示是一次檢查中沒收的某大功率電吹風(fēng)的電路圖，它主要由電動機(jī)M和電熱絲R構(gòu)成。當(dāng)閉合開關(guān)Si、S2后,電動機(jī)驅(qū)動風(fēng)葉旋轉(zhuǎn)，將空氣從進(jìn)風(fēng)口吸入經(jīng)電熱絲加熱,形成熱風(fēng)后從出風(fēng)口吹出。已知電吹風(fēng)的額定電壓為220V,吹冷風(fēng)時的功率為190W,吹熱風(fēng)時的功率為1400Wo關(guān)于該電吹風(fēng)，下列說法正確的是()A.電熱絲的電阻為55QB.電動機(jī)線圈的電阻無法計(jì)算C.當(dāng)電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時,電熱絲每秒鐘消耗的電能為1400JD.當(dāng)電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時,電動機(jī)每秒鐘消耗的電能為1400J7.(2021湖南望城第二中學(xué)月考)如圖所示,A為電解槽,N為電爐，恒定電壓U=12V,電解槽內(nèi)阻「二2Q,當(dāng)Si閉合、S2斷開時，電流表的示數(shù)為6A;當(dāng)S2閉合、Si斷開時，電流表的示數(shù)為4A(電流表內(nèi)阻不計(jì))，求：(1)電爐的電阻及發(fā)熱功率各多大？(2)在電解槽工作時,電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為多少？8.如圖所示為電動機(jī)提升重物的裝置，電動機(jī)線圈電阻為r=1Q,電動機(jī)兩端電壓為5V,電路中的電流為1A,物體A重20N,不計(jì)摩擦力，問：(1)電動機(jī)線圈電阻上消耗的熱功率是多少？(2)電動機(jī)的輸入功率和輸出功率各是多少？(3)10s內(nèi)，可以把重物A勻速提升多高？(4)這臺電動機(jī)的機(jī)械效率是多少？答案&分層梯度式解析

第3章恒定電流第3節(jié)電功與電熱基礎(chǔ)過關(guān)練1.BC2.C3.C4.B5.D6.B1.BC首先要明確，歐姆定律只適用于純電阻電路，因此三個公式在純電阻電路中是等效的，但在非純電阻電路中它們互不相同。其次,P二UI表示電功率，而P=RR表示電熱功率。因此，在純電阻電路中,Ult=|2Rt,消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;而在非純電阻電路中,Ult>|2Rt,即消耗的電能只有部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。故選項(xiàng)B、C正確。.C太陽能電池每秒產(chǎn)生的電能為W=Ult==0.06J,貝IJ每秒照射至IJ單片單晶硅太陽能電池上太陽光的能量大約是WT=黑=0.26J,故選Co.C由P=UI可知，額定工作電流為l=^A=2A,ttA錯誤;充滿電后最長工作時間為t=A甯=10h,故B錯誤;電池充滿電后總電荷量為Q=20Ah=20x3600C=7.2x104C,teC正確;以額定電流工作時每秒消耗能量為W=Pt=48x1J=48J,ttD錯誤。.B由斜拋運(yùn)動知識可知(vosin6O°)2=2gh,解得vo=2Om/s;設(shè)在At時間內(nèi)從噴口噴出的水的質(zhì)量為Am,則Am=SvoAtp,則此噴泉的電機(jī)輸出功率為P=4^^Sp總代入數(shù)據(jù)解得P=8kW,故選Bo5.D充電寶的輸出電壓為U,輸出電流為I,所以充電寶輸出的電功率為P=UI,A錯誤;手機(jī)電池充電電流為I,內(nèi)阻為r,所以手機(jī)電池產(chǎn)生的熱功率為Pr=Pr,t時間內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱為QLRrt*鄉(xiāng)，而充電寶的熱功率應(yīng)為充電寶的總功率減去輸出功率，根據(jù)題目信息無法求解,B、C錯誤;充電寶輸出的電能一部分轉(zhuǎn)化為手機(jī)電池儲存的化學(xué)能，另一部分轉(zhuǎn)化為電池的內(nèi)能,可知手機(jī)電池儲存的化學(xué)能為W=Ult-l2rt,D正確。6.B電動機(jī)和電熱絲并聯(lián)，當(dāng)吹熱風(fēng)時，電熱絲消耗的功率為P=P熱?P冷二1400W-190W=1210W,根據(jù)可得電熱絲的電阻為=察Q=40Q,選項(xiàng)A錯誤;電Nr1410動機(jī)為非純電阻用電器,所以不能計(jì)算其電阻，選項(xiàng)B正確;當(dāng)電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時，電熱絲每秒鐘消耗的電能為Q=Pt=1210xlJ=l210J,選項(xiàng)C錯誤;當(dāng)電吹風(fēng)吹熱風(fēng)B寸,電動機(jī)M和電熱絲R并聯(lián)，電動機(jī)的功率為190W,所以每秒鐘消耗的電能為Q=P冷仁190x1J=190J,選項(xiàng)D錯誤。7.答案(1)2Q72W(2)16W解析⑴電爐為純電阻用電器，由歐姆定律用得汐=2Q,其發(fā)熱功率為Pr=UIi=12x6W=72Wo(2)電解槽為非純電阻用電器，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和化學(xué)能，其中P熱=/2r=42x2W=32W,P總=Ul2=12x4W=48W,P化二P總?P熱=16W。8.答案(1)1W(2)5W4W(3)2m(4)80%解析(1)根據(jù)焦耳定律，