【學練考】2021-2022學年高二人教版物理選修3-1練習冊：2.5-焦耳定律-

5焦耳定律學問點一電功和電熱1．下列關于電功的說法中，錯誤的是()A．導體內靜電力移動電荷所做的功叫作電功B．電流做功的過程就是電能轉化為其他形式的能的過程C．電流做功消耗的能量由電源供應D．電功就是電能2．如圖L2-5-1所示，在一幢居民樓里有各種不同的用電器，如電燈、電視機、洗衣機、微波爐、抽油煙機等．停電時，A、B間的電阻為R；供電后，設各家用電器全都同時使用時，測得A、B間電壓為U，進線電流為I；經過一段時間t，從總電能表中得出這段時間內消耗的電能為E，則下列表達式用來計算該幢樓居民用電的總功率，其中正確的是()圖L2-5-1A．P＝UIB．P＝eq\f(U2,R)C．P＝I2RD．P＝eq\f(E,t)＋UI3．(多選)用一個額定電壓為220V的電熱水器煮沸一壺水需要ts，假如不考慮電熱水器的電熱損失和電熱絲電阻受溫度的影響，那么()A．當線路電壓為110V時，煮沸一壺水需要2tsB．當線路電壓為110V時，煮沸一壺水需要4tsC．當線路電壓為55V時，煮沸一壺水需要4tsD．當線路電壓為55V時，煮沸一壺水需要16ts學問點二電功率和熱功率4．一只一般的家用照明白熾燈的額定功率為40W，正常發(fā)光時，通過它的電流與下列哪一個值較為接近()A．20AB．C．0.2AD．5．(多選)一臺電動機的線圈電阻與一只電爐的電阻相同，都通過相同的電流，在相同時間內()A．電爐放熱與電動機放熱相等B．電爐兩端的電壓小于電動機兩端的電壓C．電爐兩端的電壓等于電動機兩端的電壓D．電動機消耗的功率大于電爐的功率學問點三電動機6．電阻R和電動機M串聯接到電路中，如圖L2-5-2所示．已知電阻R跟電動機M線圈的電阻相同，開關閉合后，電動機正常工作．設電阻R和電動機M兩端的電壓分別為U1和U2；經過時間t，電流通過電阻R做功為W1，產生的熱量為Q1；電流通過電動機M做功為W2，產生的熱量為Q2.則有()圖L2-5-2A．U1＝U2，Q1<Q2B．W1<W2，Q1＝Q2C．W1<W2，Q1<Q2D．U1>U2，Q1＝Q27．在爭辯微型電動機的性能時，應用如圖L2-5-3所示的試驗電路．當調整滑動變阻器R使電動機停止轉動時，電流表和電壓表的示數分別為0.50A和2.0V．重新調整R使電動機恢復正常運轉，此時電流表和電壓表的示數分別為2.0A和24.0圖L2-5-3A．32WB．44WC．47WD．48W8．兩個電阻R1＝4Ω、R2＝1Ω串聯在電路中，欲使這兩個電阻消耗的電功率相等，可行的方法是()A．用一個eq\f(4,3)Ω的電阻與R2并聯B．用一個4Ω的電阻與R2并聯C．用一個eq\f(4,3)Ω的電阻與R1并聯D．用一個4Ω的電阻與R1并聯9．(多選)鋰電池因能量密度高、綠色環(huán)保而廣泛使用在手機等電子產品中．現用充電器為一手機鋰電池充電，等效電路如圖L2-5-4所示，充電器的輸出電壓為U，輸出電流為I，手機電池的內阻為r，下列說法正確的是()圖L2-5-4A．電能轉化為化學能的功率為UI－I2rB．充電器輸出的電功率為UI＋I2rC．電池產生的熱功率為I2rD．由歐姆定律可知I＝eq\f(U,r)10．圖L2-5-5為某一閉合電路的部分電路，其中R1＝20Ω，R2＝R3＝40Ω，下列關于R1、R2、R3消耗的電功率P1、P2、P3以及R1、R2兩端的電壓U1、U2的關系正確的是()圖L2-5-5A．U1＝U2，P1＝P2＝P3B．U1>U2，P1∶P2∶P3＝1∶2∶2C．U1＝U2，P1∶P2∶P3＝2∶1∶1D．U1<U2，P1<P2＝P311．一臺線圈電阻為2Ω的電動機接在110V的電路中工作時，通過電動機的電流為10A12．圖L2-5-6為電動機提升重物的裝置示意圖，電動機線圈電阻為r＝1Ω，電動機兩端的電壓為5V，電路中的電流為1A，重物A所受的重力為20N(1)電動機線圈電阻上消耗的熱功率是多少？(2)電動機的輸入功率和輸出功率各是多少？(3)電動機在10s內可以把重物A勻速提升多高？(4)這臺電動機的機械效率是多少？圖L2-5-6

5焦耳定律1．D[解析]電功是過程量，電能是狀態(tài)量；在純電阻電路中，盡管電功的數值等于消耗的電能，但電功不是電能．選項D錯誤．2．A[解析]因用電器存在洗衣機等非純電阻用電器，電流做功只有部分發(fā)熱，電功率P＝UI＝eq\f(E,t)≠eq\f(U2,R)≠I2R，選項A正確．3．BD[解析]由公式Q＝eq\f(U2,R)t知，當電壓變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,2)時，煮沸一壺水所需的熱量沒變，因此時間要變?yōu)樵瓉淼?倍，即4ts，選項B正確．當電壓變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,4)時，時間要變?yōu)樵瓉淼?6倍，即16ts，選項D正確．4．C[解析]家用照明白熾燈的額定功率為40W，額定電壓為220V，依據P＝UI，可得電流大約為0.2A．選項C5．ABD[解析]電爐屬于純電阻用電器，電動機屬于非純電阻用電器，對于電爐有U＝IR，放熱Q＝I2Rt，消耗功率P＝I2R，對于電動機有U>IR，放熱Q＝I2Rt，消耗功率P＝UI>I2R.選項A、B、D正確．6．B[解析]電阻R和電動機M串聯，流過兩個用電器的電流相同．電阻R跟電動機M線圈的電阻相同，由焦耳定律可知兩者產生的熱量相同，即Q1＝Q2.電動機正常工作時為非純電阻用電器，消耗的電能還有一部分要轉化為機械能，所以電流通過電動機M做的功要大于電流通過電阻R做的功，即W1<W2.依據W＝UIt，所以U1<U2.故選項B正確．7．A[解析]電動機停止轉動時，線圈的電阻r＝eq\f(U1,I1)＝4Ω，電動機恢復正常運轉時，電功率P＝UI＝48W，熱功率為P熱＝I2r＝16W，電動機輸出的機械功率P機＝P－P熱＝32W，選項A正確．8．D[解析]電阻的電功率P＝I2R，欲使這兩個電阻消耗的電功率相等，則電阻R1的電流是R2的eq\f(1,2)，用一個4Ω的電阻與R1并聯即可，選項D正確．9．AC[解析]充電器的輸出功率P＝UI，電池產生的熱功率為P熱＝I2r，電能轉化為化學能的功率為UI－I2r，選項A、C正確；電池不是純電阻元件，不滿足歐姆定律，選項D錯誤．10．C[解析]R2、R3并聯，總電阻為20Ω，與R1串聯后，R1兩端的電壓與R2、R3并聯電路兩端的電壓相同，所以R1、R2兩端的電壓U1、U2相等；R2、R3阻值相同，由P＝eq\f(U2,R)知，消耗的功率相同，流經R2、R3的電流為干路電流的一半，再由P＝I2R可得P1∶P2∶P3＝2∶1∶1.選項C正確．11．1100W200W900W82%[解析]電動機消耗的電功率即電路輸入給電動機的功率，P′＝IU＝10×110W＝1100W.發(fā)熱功率P熱＝I2R＝102×2W＝200W.轉化成的機械功率P＝P′－P熱＝1100W－200W＝900W.機械效率η＝eq\f(P,P′)×100%＝eq\f(900,1100)×100%≈82%.12．(1)1W(2)5W4W(3)2m(4)[解析](1)依據焦耳定律，熱功率為P熱＝I2r＝12×1W＝1W.(2)輸入功率等于輸入電流與電動機兩端