人教版物理九年级全册焦耳定律练习题.pdf

《人教版物理九年级全册焦耳定律练习题.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人教版物理九年级全册焦耳定律练习题.pdf（4页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、焦耳定律在非纯电阻电路、纯电阻电路中的运用1.如右图所示是额定电压为220V的理发用电吹风的典型电路，其中电热丝通电后可以发热，电动机通电后可以送风，且电动机的额定功率为120W。（1）要送冷风，选择开关应放在位置：要送热风，选择开关应放在 位置。（填A、B 或 C）。（2）若电吹风在额定电压下工作，送冷风时，通电8m in电流所做的功是多少？（3）若电吹风在额定电压下工作，送热风时电路消耗的总功率为560W,则电热丝R的阻值应为多大？2.一 电动机线圈的电阻为1 Q,线圈两端所加电压为2V时，电流为0.8 A,电动机正常工作。（1）在求电动机正常工作Imin所消耗的电能时，有以下两种不同的解

2、法小明解：W=Ult=2VX 0.8AX 60s=96J小华解：W=l2Rt=（0.8A）2 X I Q X 60s=38.4J你认为哪位同学做得对，请作出判断并说明理由。（2）求电动机正常工作lm in所转化的机械能是多少？3.用12V的电源为微型电动机供电的电路如图（甲）所示.当单刀双掷开关工、S2均向上合上时，电动机刚刚开始转动，电流I随时间t变化的图象如图（乙）所示.当电流稳定时，电动机正常工作.已知电动机转动时欧姆定律不适用，并忽略温度对电阻的影响，试解答下列问题.（1）当单刀双掷开关S】、S2 合上时可实现电动机的反转.（2）当电动机正常工作时，电动机消耗的电功率为 W.（3）求.

3、电动机的电阻及正常工作时的输出功率.电动，的工作电H及电通支化4.当前城镇化建设进程中，在一些场馆和楼房建设工地上，常见一种“塔吊的起重设备，其主要组成为电动机和机械两部分，如图所示.假设某“塔吊”配置的电动机铭牌上标有:额定电压380V,额定功率38kW,线圈电阻0.5 0.在一次起吊中，该“塔吊电动机正常工作2 5 s,把质量为3 t的重物吊起22m（g取10N/kg）.求：（1）电动机吊起重物的过程中消耗的电能.（2）电动机正常工作过程中线圈产生的热量.（3）该次起吊过程中塔吊机械部分的机械效率.二、纯电阻电路中的发热问题思路总结：（1）在纯电阻电路中，电流做的功与电流通过电阻产生的热量

4、相等，同时，欧姆定律也可以在此电路中成立,因此有W电=Q=Ult=u2/Rt=Rt,P岬P热=UI=U2/R=/R,可以通用。（2）在分析电热档位问题时即电热功率大小问题时，由于各种各种公式可以通用，所以存在选择公式分析问题的迷茫，根据控制变量法的思想，总结为：A、如果是要分析动态电路中某一个电阻电热功率的变化，建议用PB=R公式分析（因为R一定，只需分析两次电路中电流的变化）；B、如果是要分析动态电路中电路总功率的变化，建议用P l Z/R公式分析（因为U s一定，只需分析两次电路中总电阻的变化）。这样分析起来思路明了，事斗功倍。1.冬天，伍珍同学使用电热毯时，发现电热毯有高温和低温档，她决

5、定探究电热毯内部电路.图甲、乙分别为他和裘实设计的电热毯的模拟电路图（电炉丝相当于电热毯内部发热电阻）.（1）图 甲 中 定 值 电 阻（置于电热毯外部），电炉丝R z =2 0 Q,请计算低温档时发热电功率；（2）图乙中两根电炉丝R 2=20 Q、R3=1 0 O,请计算高温档时发热电功率；2.饮水机是一种常见的家用电器，其工作电路可简化为如图所示的电路，其中S是一温度控制开关，当水温升高到一定温度时，它会自动切换，使饮水机处于保温状态；R。是饮水机加热管的电阻，R是与加热管串联的电阻。下表是从其说明书中摘录下的一些技术数据（不考虑R。、R的阻值受温度变化的影响，表中的功率均指加热管的功率）

6、。额定电压220V频率50Hz加热功率550W保温功率22W（1）用你学过的物理知识推理、说明开关S闭合时，饮水机是处于加热状态，还是处于保温状态（要写出必要的推导过程才能得分。（2）求R的阻值。3.电热炉内有两个阻值分别为=60。和R 2=1 20。的发热电阻，用一个旋转开关可以实现电热炉多档位工作的要求。将电热炉接入家庭电路中。（1）当电热炉只有发热电阻网工作时，通过它的电流是多大？（2）若要求电热炉发热功率最大，R i、R?应怎样连接？求出这个最大功率值。（3）如图是这个电热炉的工作原理图，其中的旋转开关内有一块绝缘圆盘，在圆盘的边缘依次有0,1,2,.9共1 0个金属触点；可以绕中心轴

7、转动的开关旋钮两端各有一个金属滑片，转动开关旋钮可以将相邻的触点连接。如旋钮上的箭头指向图中位置C时，金属滑片将3、4触点接通，同时也将8、9触点接通。试分析旋转开关的箭头指向何位置时，电热炉的功率最大？4.如图是某家用电热器内部电路结构图方式，可使电热器提供不同的发热功率，与220V 3H其中R i、R 2为加热电阻丝（RIR2）O下列关于电阻丝的四种连接其中大小说法正确的是（）3 3 3乙 内 丁A.甲的连接方式发热功率最小 B.乙的连接方式发热功率最小C.丙的连接方式发热功率最大 D.丁的连接方式发热功率最大5.下图是一种调温型电热毯的电路示意图，R1和R2是两根相同的电热丝。图中虚线框

8、内是 三刀四档 滑动式调温开关，三刀(即AB、CD、EF三个滑片)只能同时并排向左或向右滑动，使开关处于1、2、3、4档中的某一档位上。当开关处于4档时，电热毯不发热：当开关处于其他三档中的某一档位时，电热毯的最小发热功率为30W(1)电热毯以最小发热功率工作时，流过电路中的电流为A(结果保留两位小数)(2)开关分别处于1、2档时，电热毯的发热功率分别为以”W、_ _ _ _ _ _ _Wo(3)开关分别处于“3 档时，电热毯工作3 0分钟产生的热 L量是多少焦？I I I IM12 3 4C D8BR,7f1 11答案：(1)B A电流做的功 W=Plt=120Wx8x60S=57600J(

9、3)电热丝发热功率为 P2=560W-120W=440Wp_ U2_(2207)2,1 1 0 Q电热丝的电阻R P 440印对第三问的说明：电路总功率560W等于电动机的功率和电热丝的功率之和。对于电热丝而言，属于纯电阻电路，各种公式可以通用。对于电动机电路而言，计算电功率和计算热功率的公式不能通用。2分析与答案：(1)小明对；因为电动机工作时电能没有全部转化为内能，大部分电能转化为机械能，所以电动机工作时电功大于电热(或电动机的电流与电压、电阻之间的关系不满足欧姆定律)。(2)lm in内这台电动机所转化的机械能：W=W-Q=96J-38.4J=57.6 J3分析与答案：(1)根据开关的控

10、制作用可以看出，单刀双掷开关S I、S2同时向下合上时流入电动机的电流方向改变，则可实现电动机的反转。(2)由图乙可知电动机正常工作时的电流l=0.4A,则电动机消耗的电功率尸=7=12=4.8甲。(3)由图乙可知电动机刚开始转动时的电流I,=1.2A,刚开始转动，欧姆定律对电动机仍适用电动机的电阻 r 12A,电动机正常工作时，电阻丝发热的功率7 =I R=(0 4。X 10。=1.6丁，电动机的输出功率尸%=尸 _r=4.8丁-1.6丁=3.2 丁。4分析与答案：(1)由于电动机正常工作，消耗的功率等于额定功率，即P=38kW=3.8X104W,工作时间t=25s,所以电动机消耗的电能为：

11、W=Pt=3.8X 104WX25s=9.5X 105J/占工幽*)0A(2)电动机正常工作时的电流：L 380线圈产生的热量：Q=l2Rt=(100A)2X 0.5 X 25s=1.25X 105J(3)线圈电流产生热量即该“塔吊”本身消耗的电能为W U O IZ S X IO5),所以“塔吊”电能转化为机械能的总量，即机械部分所做的总功为：WS=W-W1=9.5X105J -1.25X10sJ=8.25X105J,又因为三口，3xl0 xlQ N kgx22m=8 0%叽 明 所以该次起吊过程中“塔吊”机械部分的机械效率：&25xlO，J1分析与答案：(1)由题可知，本题发热电阻为R?。所

12、以确定低温档与高温档时，实际上是比较分开关闭合与断开时，R2的功率大小。据P故=R可知，R 2 一定，只需比较两次电路中的电流大小即可。开关S i闭合，S2断开,电阻和R2串联，此时电路中电流最小，R?的发热电功率最小，为低温档，TRFIOQ,Rz=20n,工此时电路中的总电阻为：R=RI+R2=10Q+20Q=30Q,而U=6V,则低温档时电路中的电流为l=U/l=6V/30Q=0.2A此时的发热电功率,即电炉丝R2的功率为：P=I2R2=(0.2A)2X20Q=0.8W.答：低温档时发热电功率为0.8W.(2)由题可知，本题发热电阻为R2.R3,O所以确定低温档与高温档时，实际上是比较S开

13、关闭合与断开时，电路的总功率大小。据P，产/R可知，开关S1、S2闭合，电阻R2和R3并联，此时电路中的总电阻最小，电路中的发热电功率最大，为高温档，,；R2=20Q、R3=10Q,此时电路中的总电阻为:R=(R2R3)/(R2+R3)=(20Q X 10Q)/(20。+10。)=20Q/3而U=6V,则高温档时发热电功率为：P=l|2/R，=3x(6V)2/20Q=5.4W.答：高温档时发热电功率为5.4W.2分析和答案：(1)由题知，发热电阻为R。根据P=12R可知，R。不变时，当电路中电流小时，PMJ、，当电路中电流大时，P战 大。当温度控制开关S接通时，电阻R被短接，电路中电流大，所以

14、饮水机处于加热状态.当温度控制开关S断开时，R、串联接入电路，电路中电流小，所以饮水机处于保温状态。(2)根据题目所给表中技术数据：饮水机处于加热状态时：P M=55OW=I12RO 饮水机处于保温状态时：P =22W=I22RO所以 h：12=5：1；5Ro=(Ro+R),R=4R0,X U2/Ro=(22OV)2/Ro=55OW,Ro=88 Q,所以 R =352。3分析与答案：(1)当只有1工作时，由欧姆定律知：l=U/l=220V/60 0=3.67A(2)据P机=/R可知，两电阻并联时等效电阻最小，电热炉发热功率值是最大。R =(R#2)/(Ri+R?)=(60 X 120)/(60

15、 0+120 0)=40 0最大功率值为 Pmax=l|2/R 产(220V)2/40 0=1210W.(3)箭头指向A(或F)时，两电阻并联，总电阻最小，电压不变，故此时电热炉的功率最大；箭头指向C(或H)时，两电阻串联，电阻最大，电压不变，故电热炉的功率最小.4分析与答案：分析各连接方式可知：甲图中只有电阻R2工作，乙图中两电阻串联，丙图中只有电阻比工作，丁图中两电阻并联；两电阻串联时电路电阻最大，并联时电阻最小；电源电压不变，由电功率公式P=l|2/R可知，两电阻串联时电功率最小，乙图的连接方式发热功率最小；两电阻并联时电功率最大，丁图的连接方式，发热最大.故选B.5分析与答案：(1)由于电热毯最小发热电功率为3 0 W,故由公式P=UI可得，电路中的电流上P/U=30W/220Vp0.14A；(2)当开关处于“1”档时，我们试着将滑片滑到“1”的位置，发现两个电阻是并联在电路中的，由于电热毯最小电功率时是串联的，即30W=U)2R,故当两个电阻关联时的电功率P=2 l?/R,联立以上两式解之得P=120W；同理当开关处于2”档时，电路只有一个R?接入电路中，故此时的发热功率P=U2/R，解之得P=60W;(3)当开关处于“3”档时，电路中两个电阻串联，发热的电功率最小，其大小为3 0 W,故产生的热量Q=W=Pt=30W X30X 60s=5.4 X 104J。