【创新设计】（浙江专用）2014-2015学年高中物理 2-6 焦耳定律题组训练 新人教版选修3-1.doc

第6讲焦耳定律(时间：60分钟)题组一电功和电功率的考查1(多选)关于电功，下列说法中正确的有()A电功的实质是静电力所做的功B电功是电能转化为其他形式能的量度C静电力做功使金属导体内的自由电子运动的速率越来越大D电流通过电动机时的电功率和热功率相等答案AB2(多选)关于四个公式PUI；PI2R；P；P，下列叙述正确的是()A公式适用于任何电路的电功率的计算B公式适用于任何电路的热功率的计算C公式适用于任何电路电功率的计算D以上均不正确答案AB解析PUI、P适用于任何电路的电功率的计算，而PI2R、P只适用于纯电阻电路的电功率的计算，故A正确，C错误PI2R适用于任何电路的热功率的计算，PUI、P只适用于纯电阻电路的热功率的计算，故B正确3(20132014·嘉兴市高二第一学期期末)家用电器即使没有使用，只要插头插在电源上处于待机状态，就会消耗电能据最新统计：嘉兴的常住人口约450万，平均每户的人口按3个人来计算，根据下表提供的数据，估算嘉兴地区电器待机一年耗电为()每户家庭家用电器平均数1台台式电脑2台平板电视机2台空调1台洗衣机每台电器待机平均功率(瓦)4142A.2×108度 B2×1011度C7×1011度 D7×1014度答案A4额定电压、额定功率均相同的电风扇、电烙铁和日光灯，各自在额定电压下正常工作了相同的时间比较它们产生的热量，结果是()A电风扇最多 B电烙铁最多C日光灯最多 D一样多答案B解析在三种用电器中，只有电烙铁能将电能全部转化为内能，电风扇部分电能转化为机械能，日光灯部分电能转化为光能，故B选项正确5电压都是110 V，额定功率PA100 W，PB40 W的灯泡两盏，若接在电压为220 V的电路上，使两盏灯泡均能正常发光，且消耗功率最小的电路是()答案C解析判断灯泡能否正常发光，就要判断电压是否是额定电压，或电流是否是额定电流，对灯泡有PUI，可知RARB.对于A电路，由于RARB，所以UBUA，且有UB110 V，B灯被烧毁，UA110 V，A灯不能正常发光对于B电路，由于RBRA，A灯又并联变阻器，并联电阻更小于RB，所以UBU并，B灯烧毁对于C电路，B灯与变阻器并联电阻可能等于RA，所以可能UAUB110 V，两灯可以正常发光对于D电路，若变阻器的有效电阻等于A、B的并联电阻，则UAUB110 V，两灯可以正常发光比较C、D两个电路，由于C电路中变阻器功率为(IAIB)×110 V，而D电路中变阻器功率为(IAIB)×110 V，所以C电路消耗电功率最小6两盏额定功率相同的灯泡A和B，其额定电压UA>UB，则下列说法正确的是()A两灯正常发光时，灯泡的电流IA>IBB两灯电阻RA<RBC将两灯串联后接入电路中发光时，则灯泡的功率PA<PBD将两灯并联后接入电路中发光时，则灯泡的功率PA<PB答案D解析由PU2/R可知RA>RB，由PUI可知额定电流IA<IB.两灯串联后，由串联电路的功率分配关系可知PR，所以PA>PB；两灯并联后，由并联电路的功率分配关系可知P，所以PA<PB.题组二非纯电阻电路及焦耳定律7有一内阻为4.4 的电解槽和一盏标有“110 V,60 W”的灯泡串联后接在电压为220 V的直流电路两端，灯泡正常发光，则()A电解槽消耗的电功率为120 WB电解槽消耗的电功率为60 WC电解槽的发热功率为60 WD电路消耗的总功率为60 W答案B解析灯泡能正常发光，说明电解槽和灯泡均分得110 V电压，且流过电解槽的电流II灯 A A，则电解槽消耗的电功率PIUP灯60 W，A选项错误，B选项正确；电解槽的发热功率P热I2r1.3 W，C选项错误；电路消耗的总功率P总IU总×220 W120 W，D选项错误8(多选) (2014·湖州高二检测)如图264所示的电路中，输入电压U恒为12 V，灯泡L上标有“6 V,12 W”字样，电动机线圈的电阻RM0.50 .若灯泡恰能正常发光，以下说法中正确的是()图264A电动机的输入功率为12 WB电动机的输出功率为12 WC电动机的热功率为2.0 WD整个电路消耗的电功率为22 W答案AC解析灯泡L正常发光，则I灯 A2 A，所以电路中的电流I2 A，故整个电路消耗的总功率P总UI24 W，D错误；电动机的输入功率等于P总P灯12 W，A正确，B错误；电动机的热功率P热I2RM2.0 W，C正确9下面列出了不同品牌的电视机、电风扇、空调机和电冰箱铭牌上的主要项目，试判断(1)正常工作时，其中功率最大的是()A54 cm彩色电视接收机：工作电压170 V240 V；工作频率50 Hz；额定功率85 WBBC65B电冰箱：额定电压220 V；工作频率50 Hz；额定功率70 W；耗电量：0.5 kW·h/24 hCFS69电风扇：规格400 mm；额定电压220 V；工作频率50 Hz；额定功率65 WDKFR33GW空调机：额定电压220 V；工作频率50 Hz；制冷/制热电流6.2 A(2)根据上题铭牌上提供的信息，判断在12 h内正常使用的电冰箱与连续运转的电风扇消耗电能的情况是()A电冰箱比电风扇多B电风扇比电冰箱多C电风扇与电冰箱一样多D电冰箱比电风扇可能多，也可能少答案(1)D(2)B解析(1)根据题意得：正常工作时电视机的功率为85 W，电冰箱的功率为70 W，电风扇的功率为65 W，空调机的功率为PUI1 364 W，因此，功率最大的是空调机(2)依据电冰箱铭牌可知，电冰箱在12 h内消耗电能为0.25 kW·h，而电风扇在12 h内消耗电能为WPt0.78 kW·h，故B选项正确10(多选)如图265所示，电阻R120 ，电动机的绕组的电阻R210 .当电键打开时，电流表的示数是0.5 A，当电键合上后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，电流表的示数I和电路消耗的电功率应是 ()图265AI1.5 A BI1.5 ACP15 W DP15 W答案BD解析电路两端的电压为：UI1R10.5 A×20 10 V电动机是非纯电阻用电器，UI2IR2，所以I21 A电流表的示数II1I21.5 A，A错误、B正确电路总功率为PU(I1I2)15 W，C错误、D正确题组三综合题组11功率为10 W的发光二极管(LED灯)的亮度与功率为60 W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60 W的白炽灯，均用10 W的LED灯替代，估算出全国一年节省的电能最接近()A8×108 kW·h B8×1010 kW·hC8×1011 kW·h D8×1013 kW·h答案B解析按每户一天亮灯5小时计算，每户一年节省的电能为(2×602×10)×103×5×365 kW·h182.5 kW·h，假设全国共有4亿户家庭，则全国一年节省的电能为182.5×4×108 kW·h7.3×1010 kW·h，最接近B选项，故选项B正确，选项A、C、D错误12规格为“220 V,36 W”的排气扇，线圈电阻为40 ，求：(1)接上220 V的电源后，排气扇转化为机械能的功率和发热的功率；(2)如果接上(1)中电源后，扇叶被卡住，不能转动，求电动机消耗的功率和发热的功率答案(1)35 W1 W(2)1 210 W1 210 W解析(1)排气扇在 220 V的电压下正常工作时的电流为I A0.16 A发热功率为P热I2R(0.16)2×40 W1 W转化为机械能的功率为P机PP热(361) W35 W.(2)扇叶被卡住不能转动后，电动机所在电路成为纯电阻电路，电流做功全部转化为热能，此时电动机中电流为I A5.5 A电动机消耗的功率即电功率等于发热功率：P电P热UI220×5.5 W1 210 W.13(2014·宁波高二联考)如图266所示为电动机提升重物的装置，电动机线圈电阻r1 ，电动机两端电压为5 V，电路中的电流为1 A，重物A重20 N不计摩擦力，求：图266(1)电动机线圈电阻上消耗的热功率是多少？(2)电动机的输入功率和输出功率各是多少？(3)10 s内，可以把重物A匀速提升多高？(4)这台电动机的机械效率是多少？答案(1)1 W(2)5 W4 W(3) 2 m(4)80%解析(1)根据焦耳定律，热功率为：PQI2r12×1 W1 W.(2)电动机的输入功率为：P入UI5×1 W5 W.电动机的输出功率为：P出P入PQ5 W1 W4 W.(3)电动机输出的功率用来提升重物转化为机械功率，则：P出tGh.解得：h m2 m.(4)机械效率×100%×100%80%.14表中是一辆电动自行车说明书上的一些技术参数，根据表中提供的信息，探究以下问题：规格后轮驱动直流电机车型26电动自行车额定输出功率120 W整车质量30 kg额定电压40 V最大载重120 kg额定电流3.5 A(1)在额定电压下工作时，该电机的内阻是多少？其效率为多大？(2)假设行驶过程中所受阻力是车和人总重的0.02倍，在最大载重量的情况下，人骑车行驶的最大速度为多大？(g取10 m/s2)答案(1)1.63 85.7%(2)4 m/s解析(1)由题目提供的表可知，电机的输出功率为P出120 W，额定电压为U040 V，额定电流为I03.5 A电机正常工作时输入功率为P入U0I040×3.5 W140 W所以电机的效率为×100%×100%85.7%设电机的内阻为r，则由欧姆定律知P入P出Ir解得r1.63 (2)设车的质量为m，由题意知，行驶时所受阻力为F阻k(Mm)g当达到最大速度vmax时，应用P出F阻vmax解得vmax4 m/s.6