电功和电热焦耳定律电阻定律基础篇中学教育中学学案中学教育中学课件.pdf

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1、 电功和电热、焦耳定律、电阻定律 一、选择题 1关于电功的说法中，错误的是（）A 导体内电场力移送电荷所做的功叫做电功 B电流做功的过程，就是电能转化为其他形式的能的过程 C电流做功消耗的能量由电源供给 D电功就是电能 2如图所示，电路两端的电压 U 保持不变，电阻 R1、R2、R3 消耗 的电功率一样大，则电阻之比 R1 R2R3 是（）A111 B4 11 C 1 44 D122 3加在某电动机上的电压是 U（V），电动机消耗的电功率为 P（W），电动机线圈的电阻为 r（），则电动机线圈上消耗的电热功率为（）A P B U 2 P2r D P P2r C U 2 U 2 r 4如图所示，电

2、阻 R1=20，电动机线圈的阻值 R2=10 当开关打开时，电流表的示 数是 I0=0.5 A，当开关合上后，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 P 应是（）A I=1.5 A BI1.5 A CP=15 W DP15 W 5导体的电阻是导体本身的一种性质，对于同种材料的导体，下列表述正确的是（）A 横截面积一定，电阻与导体的长度成正比 B长度一定，电阻与导体的横截面积成正比 C电压一定，电阻与通过导体的电流成正比 D电流一定，电阻与导体两端的电压成反比 6下列关于电阻率的说法中正确的是（）A 电阻率 与导体的长度 l 和横截面积 S 有关 B电阻率表征

3、了材料的导电能力的强弱，由导体的材料决定，且与温度有关 C电阻率大的导体，电阻一定很大 D有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，可用来制成电阻温度计 7实验室用的小灯泡灯丝的 I-U 特性曲线，可用下列哪个图象来表示（）8在“测定金属的电阻率 ”的实验中，由 d 2U 可知，对实验结果的准确性影响最 4lI 大的是（）A 导线直径 d 的测量 B电压 U 的测量 C电流 I 的测量 D导线长度 l 的测量 二、填空题 9两根完全相同的金属导线，如果把其中的一根均匀拉长到原来的 2 倍，把另一根导 线对折后绞合起来，则它们的电阻之比为 _，若加上相同电压，则相同时间内通过导 线横截面的电荷量之

4、比为 _ 10某实验小组探究一种热敏电阻的温度特性，现有器材：直流恒流电源（在正常工作状态下输出的电流恒定）、电压表、待测热敏电阻、保温容器、温度计、开关和导线等 第 1 页 （1）若用上述器材测量热敏电阻值随温度变化的特性，请你存图中的实物图上连线 （2）实验的主要步骤：正确连接电路，在保温容器中注入适量冷水，接通电源，调节并记录电源输出的电流 值；在保温容器中添加少量热水，待温度稳定后，闭合开关，_，_，断开 开关；重复第步操作若干次，测得多组数据 （3）实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值，并据此绘得如图的 R-t 关系图线，请根据图线写出该热敏电阻 R-t 的关系式：R=_+_t（

5、）（保留 3 位有效数 字）三、解答题 11如图所示，用直流电动机提升重物，重物的质量 m=50 kg，电源供电电压为 110 V，不计各处摩擦当电动机 v=0.9 m s 的恒定速度向上匀速提升重物 时，电路中的电流为 5 A，则电动机线圈中的电阻为多大？（g 取 10 m s2）12保护自然环境，开发绿色能源，实现旅游与环境的协调发 展某植物园的建筑层顶装有太阳能发电系统，用来满足园内用电 需求已知该发电系统的输出功率为 1.0 105 W、输出电压为 220 V 求：（1）按平均每天太阳照射 6 h 计，该发电系统一年（按 365 天计）能输出多少电能？（2）该太阳能发电系统除了向 10

6、 台 1000 W 的动力系统正常供电外，还可以同时供园内多少盏功率 100 W，额定电压为 220 V 的照明灯正常工作？（3）由于发电系统故障，输出电压降为 110 V，此时每盏功率为 100 W、额定电压为 220 V 的照明灯消耗的功率是其正常工作时的多少倍？13一辆电动自行车的铭牌上给出了如下的技术参数表：规格 后轮驱动直流永磁毂电机 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 质量为 M=70 kg 的人骑此电动自行车沿平直公路行驶，所受阻力 Ff 恒为车和人总重的 k=0.02 倍，取 g

7、=10 m s2 求：（1）此车的永磁毂电机在额定电压下正常工作的效率；（2）仅在永磁毂电机以额定功率提供动力的情况下，人骑自行车的最大速度；（3）仅在永磁毂电机以额定功率提供动力的情况下，当车速为 v1=1.0 m s 时人骑车 的最大加速度 【答案与解析】一、选择题 1【答案】D 【解析】本题考查电场力做功根据电场力做功的定义及特点，可以判断 A、B、C 均 正确电功是电能转化为其他形式能量的量度，功和能量是不同的概念，D 错 2【答案】C 【解析】R2、R3 并联，电压相等，功率又相等，所以电流相等，电阻相等；因此通过 月。的电流是通过 R 2 电流的两倍，又因为功率相等，根据 2 可知

8、，R1是 R2的 1；根 P=I R 4 据以上分析可知 R1 R2 R3=1 4 4 第 2 页 做功的过程就是电能转化为其他形式的能的过程电流做功消耗的能量由电源供给电功就是电能如图所示电路两端的电压保持不变电阻消耗的电功率一样大则电阻之比是加在某电动机上的电压是电动机消耗的电功率为电动机线圈的电后电动机转动起来电路两端的电压不变电流表的示数和电路消耗的电功率应是导体的电阻是导体本身的一种性质对于同种材料的导体下列表述正确的是横截面积一定电阻与导体的长度成正比长度一定电阻与导体的横截面积成正比电阻率与导体的长度和横截面积有关电阻率表征了材料的导电能力的强弱由导体的材料决定与温度有关电阻率大

9、的导体电阻一定很大有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响可用来制成电阻温度计实验室用的小灯泡灯丝的特性曲线 3【答案】C P，所以 P热 2 【解析】本题考查电功率 电热功率 P 热=I 2r，因为 P=IU，I P r 故 U U 正确答案为 C 4【答案】BD 【解析】由题意知，电路两端的电压 U=R 1I0=10 V，闭合开关后，当电压全部加在电动 机的内阻上时，它的电流为 1 A，但只有一部分电压加在电动机内阻上，所以 I1.5 A，B 对；同理电动机所消耗的功率也小于 10 W，则电路消耗的电功率 P 15 W，D 正确，故选 B、D 5【答案】A 【解析】根据电阻定律：L R，可见

10、当横截面积 S 一定时，电阻 R 与长度 L 成正 S 比，A 正确 6【答案】B 【解析】电阻率反映材料导电能力的强弱只与材料及温度有关，与导线的长度 l 和横 l 截面积无关，故 A 错，B 对；由 R S 知 大，R 不一定大，故 C 错；有些合金的电阻 率几乎不受温度变化的影响，用来制作标准电阻，故 D 错 7【答案】A 【解析】灯丝在通电后一定会发热，当温度达到一定值时才会发出可见光，这时温度达 到很高，因此必须考虑到灯丝的电阻将随温度的变化而变化随着电压的升高，电流增大，灯丝的电功率将会增大，温度升高，电阻率也将随之增大，电阻增大，I-U 曲线上对应于原 点连线的斜率必然越小，敞选

11、 A 8【答案】A 【解析】d2U A 正确 式中，d 的方次最大，故 d 对实验的准确性影响最大，4lI 二、填空题 9【答案】16 1 1 16 【解析】导线均匀拉长到原来的 2 倍时，横截面积变为原来的 1，设两根导线原来长 S L 2 L 为 L，面积为 S，则拉长后 L1=2L，S1 ；对折后 L2，S2=2S，由 R 可知：2 2 S R:R 4R:4 16:1又根据I Q，Q It U t，U 1=U2 ，t1=t 2 ，则 1 2 R t R Q1 Q2=R2 R1=116 10【答案】（1）实物连线图如图 （2）记录温度计的示数记录电压表的示数（3）100 0.400 【解析

12、】改变温度后，热敏电阻阻值改变，电压表 示数改变，从图线知 R 与 t 成线性关系，且纵轴上截距 （当 t=0 时）R=100 ，斜率为 R t=0.400，所以 R=100+0.400t（）第 3 页 做功的过程就是电能转化为其他形式的能的过程电流做功消耗的能量由电源供给电功就是电能如图所示电路两端的电压保持不变电阻消耗的电功率一样大则电阻之比是加在某电动机上的电压是电动机消耗的电功率为电动机线圈的电后电动机转动起来电路两端的电压不变电流表的示数和电路消耗的电功率应是导体的电阻是导体本身的一种性质对于同种材料的导体下列表述正确的是横截面积一定电阻与导体的长度成正比长度一定电阻与导体的横截面积

13、成正比电阻率与导体的长度和横截面积有关电阻率表征了材料的导电能力的强弱由导体的材料决定与温度有关电阻率大的导体电阻一定很大有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响可用来制成电阻温度计实验室用的小灯泡灯丝的特性曲线 三、解答题 11【答案】4 【解析】设电动机线圈的电阻为 r，由题意可知，电源提供的电能转化为电动机线圈发 热而增加的内能和电动机对外输出的机械能，而电动机输出的能用来增加被提升重物的机械 能，由 能 的 转 化 和 守 恒 得：UI=I 2r+mgv ，解 得 电 动 机 线 圈 的 电 阻 为 U mgv 110 50 10 0.9 r I 2 5 52 4.0()。I 1 12【

14、答案】（1）7.884 1011 J 或 2.19 105 kW h（2）900 盏 （3）4 13【答案】（1）85.7 （2）6.0 m s（3）1.0 m s。【解析】（1）由表可知，电机的额定电压为 U 0=40 V，额定电流为 I 0=3.5 A，所以电机 正常工作时输人功率为 P 入=U0I 0=140 W 又因电机的输出功率为 P 出=120 W，所以电机的功 率为 P出 100%85.7%（2）行驶时所受阻力为 f=k(M+m)g，式中 m 为车的质量 当 P入 达到最速度 vm 时，应有 P 出=fv m，所以最大速度 vm Pm 6.0 m/s（3）当车速为 v1=1.0

15、f P ms 时，牵引力 F 出 120N 设此时车的加速度为 n，根据牛顿第二定律 F f=(M+m)a，v1 解得 a=1.0 m s2 第 4 页 做功的过程就是电能转化为其他形式的能的过程电流做功消耗的能量由电源供给电功就是电能如图所示电路两端的电压保持不变电阻消耗的电功率一样大则电阻之比是加在某电动机上的电压是电动机消耗的电功率为电动机线圈的电后电动机转动起来电路两端的电压不变电流表的示数和电路消耗的电功率应是导体的电阻是导体本身的一种性质对于同种材料的导体下列表述正确的是横截面积一定电阻与导体的长度成正比长度一定电阻与导体的横截面积成正比电阻率与导体的长度和横截面积有关电阻率表征了材料的导电能力的强弱由导体的材料决定与温度有关电阻率大的导体电阻一定很大有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响可用来制成电阻温度计实验室用的小灯泡灯丝的特性曲线