焦耳定律經(jīng)典練習(xí)題(含答案詳解)

電功率和熱功率1．一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，額定電壓為100V，電阻為1Ω.正常工作時(shí)，通過的電流為5A，A．500W B．25WC．1000W D．475W答案B解析電動(dòng)機(jī)的熱功率P＝I2r＝52×1W＝25W，B正確，A、C、D錯(cuò)誤．電功和電熱2．通過電阻R的電流為I時(shí)，在t時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q，若電阻為2R，電流為eq\f(I,2)，則在時(shí)間t內(nèi)產(chǎn)生的熱量為()A．4QB．2QC.eq\f(Q,2)D.eq\f(Q,4)答案C解析根據(jù)Q＝I2Rt得，電阻變?yōu)樵瓉淼?倍，電流變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,2)，時(shí)間不變，則熱量變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,2).C正確．非純電阻電路的特點(diǎn)及有關(guān)計(jì)算圖2633．如圖263所示是一直流電動(dòng)機(jī)工作時(shí)的電路圖．電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻r＝0.8Ω，電路中另一電阻R＝10Ω，直流電壓U＝160V，電壓表示數(shù)UV＝110V．試求：(1)通過電動(dòng)機(jī)的電流；(2)輸入電動(dòng)機(jī)的電功率；(3)電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率．答案(1)5A(2)550W(3)530解析(1)由電路中的電壓關(guān)系可得電阻R的分壓UR＝U－UV＝(160－110)V＝50V通過電阻R的電流IR＝eq\f(UR,R)＝eq\f(50,10)A＝5A即通過電動(dòng)機(jī)的電流IM＝IR＝5(2)電動(dòng)機(jī)的分壓UM＝UV＝110V輸入電動(dòng)機(jī)的功率P入＝IM·UM＝550W.(3)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率P熱＝Ieq\o\al(2,M)r＝20W電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率P出＝P入－P熱＝530W(時(shí)間：60分鐘)題組一電功和電功率1．關(guān)于電功，下列說法中正確的有()A．電功的實(shí)質(zhì)是靜電力所做的功B．電功是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的量度C．靜電力做功使金屬導(dǎo)體內(nèi)的自由電子運(yùn)動(dòng)的速率越來越大D．電流通過電動(dòng)機(jī)時(shí)的電功率和熱功率相等答案AB2．關(guān)于四個(gè)公式①P＝UI；②P＝I2R；③P＝eq\f(U2,R)；④P＝eq\f(W,t)，下列敘述正確的是()A．公式①④適用于任何電路的電功率的計(jì)算B．公式②適用于任何電路的熱功率的計(jì)算C．公式①②③適用于任何電路電功率的計(jì)算D．以上均不正確答案AB解析P＝UI、P＝eq\f(W,t)適用于任何電路的電功率的計(jì)算，而P＝I2R、P＝eq\f(U2,R)只適用于純電阻電路的電功率的計(jì)算，故A正確，C錯(cuò)誤．P＝I2R適用于任何電路的熱功率的計(jì)算，P＝UI、P＝eq\f(U2,R)只適用于純電阻電路的熱功率的計(jì)算，故B正確．3．兩個(gè)精制電阻，用錳銅電阻絲繞制而成，電阻上分別標(biāo)有“100Ω，10W”和“20Ω，40W”，則它們的額定電流之比為()A.eq\r(5)∶5B.eq\r(10)∶20C.eq\r(5)∶10D．1∶2000答案C解析由公式P＝I2R得：I＝eq\r(\f(P,R))，所以I1∶I2＝eq\r(5)∶10.4．額定電壓、額定功率均相同的電風(fēng)扇、電烙鐵和日光燈，各自在額定電壓下正常工作了相同的時(shí)間．比較它們產(chǎn)生的熱量，結(jié)果是()A．電風(fēng)扇最多 B．電烙鐵最多C．日光燈最多 D．一樣多A．電冰箱比電風(fēng)扇多B．電風(fēng)扇比電冰箱多C．電風(fēng)扇與電冰箱一樣多D．電冰箱比電風(fēng)扇可能多，也可能少答案(1)D(2)B解析(1)根據(jù)題意得：正常工作時(shí)電視機(jī)的功率為85W，電冰箱的功率為70W，電風(fēng)扇的功率為65W，空調(diào)機(jī)的功率為P＝UI＝1364W，因此，功率最大的是空調(diào)機(jī)．(2)依據(jù)電冰箱銘牌可知，電冰箱在12h內(nèi)消耗電能為0.25kW·h，而電風(fēng)扇在12h內(nèi)消耗電能為W＝Pt＝0.78kW·h，故B選項(xiàng)正確．圖26510．如圖265所示，電阻R1＝20Ω，電動(dòng)機(jī)的繞組的電阻R2＝10Ω.當(dāng)電鍵打開時(shí)，電流表的示數(shù)是0.5A，當(dāng)電鍵合上后，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來，電路兩端的電壓不變，電流表的示數(shù)IA．I＝1.5A B．I＜1.5AC．P＝15W D．P＜15W答案BD解析電路兩端的電壓為：U＝I1R1＝0.5A×20Ω＝10V．電動(dòng)機(jī)是非純電阻用電器，UI2＞Ieq\o\al(2,2)R2，所以I2＜eq\f(U,R2)＝1A．電流表的示數(shù)I＝I1＋I(xiàn)2＜1.5A，A錯(cuò)誤、B正確．電路總功率為P＝U(I1＋I(xiàn)2)＜15W，C錯(cuò)誤、D正確．題組三綜合題組11．用穩(wěn)壓電源和三根電阻絲R1、R2、R3來加熱一桶水，三根電阻絲采用如圖所示的幾種連接方式，則供熱最快的是()答案C解析A選項(xiàng)總電阻為R3，B選項(xiàng)總電阻為R1＋R2＋R3，C選項(xiàng)的總電阻小于R1、R2、R3三個(gè)電阻的任何一個(gè)電阻，D選項(xiàng)的總電阻大于R3，E選項(xiàng)的總電阻大于R1，可知C選項(xiàng)的總電阻最小，根據(jù)P＝eq\f(U2,R)知，功率最大，供熱最快．故C正確．12．功率為10W的發(fā)光二極管(LED燈)的亮度與功率為60W的白熾燈相當(dāng)．根據(jù)國(guó)家節(jié)能戰(zhàn)略，2016年前普通白熾燈應(yīng)被淘汰．假設(shè)每戶家庭有2只60W的白熾燈，均用10W的LED燈替代，估算出全國(guó)一年節(jié)省的電能最接近()A．8×108kW·h B．8×1010kW·hC．8×1011kW·h D．8×1013kW·h答案B解析按每戶一天亮燈5小時(shí)計(jì)算，每戶一年節(jié)省的電能為(2×60－2×10)×10－3×5×365kW·h＝182.5kW·h，假設(shè)全國(guó)共有4億戶家庭，則全國(guó)一年節(jié)省的電能為182.5×4×108kW·h＝7.3×1010kW·h，最接近B選項(xiàng)，故選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤．13．規(guī)格為“220V36W”的排氣扇，線圈電阻為40Ω，求：(1)接上220V的電源后，排氣扇轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率和發(fā)熱的功率；(2)如果接上(1)中電源后，扇葉被卡住，不能轉(zhuǎn)動(dòng)，求電動(dòng)機(jī)消耗的功率和發(fā)熱的功率．答案(1)35W1W(2)1210W1210W解析(1)排氣扇在220V的電壓下正常工作時(shí)的電流為I＝eq\f(P,U)＝eq\f(36,220)A＝0.16A發(fā)熱功率為P熱＝I2R＝(0.16)2×40W＝1W轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率為P機(jī)＝P－P熱＝(36－1)W＝35W.(2)扇葉被卡住不能轉(zhuǎn)動(dòng)后，電動(dòng)機(jī)所在電路成為純電阻電路，電流做功全部轉(zhuǎn)化為熱能，此時(shí)電動(dòng)機(jī)中電流為I′＝eq\f(U,R)＝eq\f(220,40)A＝5.5A電動(dòng)機(jī)消耗的功率即電功率等于發(fā)熱功率：P電′＝P熱′＝UI′＝220×5.5W＝1210W.14．表中是一輛電動(dòng)自行車說明書上的一些技術(shù)參數(shù)，根據(jù)表中提供的信息，探究以下問題：規(guī)格后輪驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)車型26″電動(dòng)自行車額定輸出功率120W整車質(zhì)量30額定電壓40V最大載重120額定電流3.5(1)在額定電壓下工作時(shí)，該電機(jī)的內(nèi)阻是多少？其效率為多大？(2)假設(shè)行駛過程中所受阻力是車和人總重的0.02倍，在最大載重量的情況下，人騎車行駛的最大速度為多大？(g取10m/s答案(1)1.63Ω85.7%(2)4解析(1)由題目提供的表可知，電機(jī)的輸出功率為P出＝120W，額定電壓為U0＝40V，額定電流為I0＝3.5電機(jī)正常工作時(shí)輸入功率為P入＝U0I0＝40×3.5W＝140W所以電機(jī)的