【物理】2020届一轮复习人教版 焦耳定律 课时作业 5页

‎2020届一轮复习人教版 焦耳定律 课时作业 一、选择题 考点一　电功、电功率 ‎1.室内有几种用电器：1.5kW的电饭煲、200W的电冰箱、750W的取暖器、250W的电视机和2kW的空调器.如果进线处有‎13A的保险丝，供电电压为220V，下列情况下不能同时使用的是(　　)‎ A.电饭煲和电冰箱 B.取暖器和空调器 C.电饭煲和空调器 D.电冰箱、电视机和空调器 答案　C 解析　电路中允许的最大功率为Pm＝UI＝2860W.用电器的功率之和大于Pm时，用电器就不可以同时使用，故C正确.‎ ‎2.如图1所示为某两个电阻的U－I图象，则电阻之比R1∶R2和把两电阻串联后接入电路时消耗功率之比P1∶P2及并联后接入电路时消耗功率之比P1′∶P2′分别是(　　)‎ 图1‎ A.2∶1　2∶1　1∶2‎ B.2∶1　1∶2　2∶1‎ C.1∶2　1∶2　2∶1‎ D.1∶2　2∶1　1∶2‎ 答案　A ‎3.(多选)有两个灯泡L1、L2，额定电压皆为6V，额定功率分别为6W、3W，将它们接在电路中，下列说法正确的是(　　)‎ A.若将它们串联接在电路中，两灯泡的总功率最大为9W B.若将它们串联接在电路中，两灯泡的总功率最大为4.5W C.若将它们并联接在电路中，两灯泡的总功率最大为9W D.若将它们并联接在电路中，两灯泡的总功率最大为4.5W 答案　BC 解析　当两灯泡串联时，电流相等，L1的额定电流为I1＝＝‎1A，电阻R1＝＝6Ω，L2的额定电流为I2＝＝‎0.5A，电阻R2＝＝12Ω.要使两灯泡不致被烧坏，电路中的最大电流为‎0.5A，最大功率为Pmax＝I22R1＋I22‎ R2＝4.5W，故A错误，B正确；当两灯泡并联时，电压相等，当电压为6V时，两灯皆可正常发光，此时电路最大功率为9W，故C正确，D错误.‎ ‎4.A、B为“220V　100W”的两盏相同的灯泡，C、D为“220V　40W”的两盏相同的灯泡.现将四盏灯泡接成如图2所示的电路，并将两端接入电路，各灯实际功率分别为PA、PB、PC、PD.则实际功率的大小关系为(　　)‎ 图2‎ A.PA＝PB，PC＝PD B.PA＝PD＞PB＝PC C.PD＞PA＞PB＞PC D.PB＞PC＞PD＞PA 答案　C 解析　根据R＝得，RA＝RB＜RC＝RD.由电路图知，UB＝UC，根据P＝知PB＞PC；因为IA＝ID，根据P＝I2R知，PD＞PA.流过A、D的电流大于流过B、C的电流，由P＝I2R知，PA＞PB，PD＞PC，所以PD＞PA＞PB＞PC.‎ 考点二　焦耳定律、热功率 ‎5.关于电功W和电热Q的说法正确的是(　　)‎ A.在任何电路中都有W＝UIt、Q＝I2Rt，且W＝Q B.在任何电路中都有W＝UIt、Q＝I2Rt，但W不一定等于Q C.W＝UIt、Q＝I2Rt均只有在纯电阻电路中才成立 D.W＝UIt在任何电路中都成立，Q＝I2Rt只在纯电阻电路中才成立 答案　B 解析　W＝UIt是电功的定义式，适用于任何电路，Q＝I2Rt是焦耳热的定义式，也适用于任何电路，如果是纯电阻电路，则W＝Q，在非纯电阻电路中W>Q，B对，A、C、D错.‎ 考点三　纯电阻、非纯电阻电路 ‎6.有一台电风扇，额定电压为220V，额定电功率为50W，线圈电阻为0.4Ω.当电风扇在额定电压下工作时，关于它的线圈电阻每分钟产生的热量是多少，有四位同学计算如下，其中正确的是(　　)‎ A.Q＝I2Rt＝2×0.4×60J≈1.24J B.Q＝Pt＝50×60J＝3000J C.Q＝IUt＝×220×60J＝3000J D.Q＝t＝×60J＝7.26×106J 答案　A 解析　电风扇正常工作时产生的热量是由于线圈发热产生的，所以每分钟产生的热量为Q＝I2Rt≈1.24J，A正确.‎ ‎7.(多选)(2018·山师附中期末)日常生活用的电吹风中有电动机和电热丝，电动机带动风叶转动，电热丝给空气加热，得到热风可将头发吹干.设电动机线圈的电阻为R1，它与电阻为R2的电热丝相串联，接到直流电源上，电吹风两端电压为U，通过的电流为I，消耗的电功率为P，则以下选项正确的是(　　)‎ A.IU>P B.IU＝P C.P>I2(R1＋R2) D.P＝I2(R1＋R2)‎ 答案　BC 解析　根据题意可知，通过电吹风的电流为I，它两端的电压为U，所以它消耗的电功率P＝UI，A项错误，B项正确；电吹风内部有两部分电阻，一是电热丝的电阻，二是电动机线圈的电阻，所以热功率为I2(R1＋R2)，因为有一部分电能转化为电动机的机械能，所以P>I2(R1＋R2)，C项正确，D项错误.‎ ‎8.(2018·河北正定中学段考)一个电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为220V的交流电源上(电源内阻忽略不计)，均正常工作.用电流表分别测得通过电饭煲的电流是‎5.0A，通过洗衣机电动机的电流是‎0.50A，则下列说法中正确的是(　　)‎ A.电饭煲的电阻为44Ω，洗衣机电动机线圈的电阻为440Ω B.电饭煲消耗的电功率为1555W，洗衣机电动机消耗的电功率为155.5W C.1min内电饭煲消耗的电能为6.6×104J，洗衣机电动机消耗的电能为6.6×103J D.电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍 答案　C 解析　由于电饭煲是纯电阻用电器，所以R1＝＝44Ω，P1＝UI1＝1100W，其在1min内消耗的电能W1＝UI1t＝6.6×104J，洗衣机为非纯电阻用电器，所以R2≠＝440Ω，P2＝UI2＝110W，其在1min内消耗的电能W2＝UI2t＝6.6×103J，其热功率P热≠P2，而P1＝10P2，所以电饭煲发热功率不是洗衣机电动机发热功率的10倍，只有选项C正确.‎ ‎9.电阻R和电动机串联接到电路中，如图3所示，已知电阻R跟电动机线圈的电阻值相等，开关接通后，电动机正常工作.设电阻R和电动机两端的电压分别为U1和U2，经过时间t，电流通过电阻R做功为W1，产生热量为Q1，电流通过电动机做功为W2，产生热量为Q2，则有(　　)‎ 图3‎ A.U1＜U2，Q1＝Q2 B.U1＝U2，Q1＝Q2‎ C.W1＝W2，Q1＞Q2 D.W1＜W2，Q1＜Q2‎ 答案　A 解析　电动机是非纯电阻，其两端电压U2＞IR＝U1，B错；电流做的功W1＝IU1t，W2＝IU2t，因此，W1＜W2，C错；产生的热量由Q＝I2Rt可判断Q1＝Q2，A对，D错.‎ 二、非选择题 ‎10.(2018·启东中学高一下期末)如图4所示，M为电动机，N为电炉子，电炉子的电阻R＝4Ω，电动机的内阻r＝1Ω，恒定电压U＝12V.当S1闭合、S2断开时，理想电流表A示数为I1；当S1、S2同时闭合时，理想电流表A示数为I2＝‎5A.求：‎ 图4‎ ‎(1)理想电流表的示数I1及电炉子发热功率；‎ ‎(2)电动机的输出功率.‎ 答案　(1)‎3A　36W　(2)20W 解析　(1)电炉子为纯电阻元件，由欧姆定律得：‎ I1＝＝A＝‎‎3A 其发热功率为：PR＝I12R＝32×4W＝36W；‎ ‎(2)当S1、S2同时闭合时，流过电动机的电流为：‎ I3＝I2－I1＝‎2A，‎ 电动机为非纯电阻元件，由能量守恒定律得：‎ UI3＝P出＋I32r，‎ 代入数据解得：P出＝20W.‎ ‎11.规格为“220V　36W”的排气扇，线圈电阻为40Ω，求：‎ ‎(1)接220V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，扇叶卡住，不能转动，求电动机消耗的功率和发热的功率.‎ 答案　(1)35W　1W　(2)1210W　1210W 解析　(1)排气扇在220V的电压下正常工作时的电流为I＝＝A≈‎0.16A.‎ 发热功率为P热＝I2R＝(0.16)2×40W≈1W.‎ 转化为机械能的功率为 P机＝P－P热＝(36－1) W＝35W.‎ ‎(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′＝＝A＝‎5.5A.‎ 电动机消耗的功率即电功率等于发热功率：‎ P电′＝P热′＝UI′＝220×5.5W＝1210W.‎ ‎12.一台小型电动机在380V电压下正常工作时，能将‎30kg的货物在30s内匀速提升‎30m，通过它的电流是‎1A.除电动机线圈生热，其他能量损失不计，求在此过程中：(g取10N/kg)‎ ‎(1)拉力对货物做功的功率；‎ ‎(2)电动机的输出功率；‎ ‎(3)电动机线圈所产生的热量.‎ 答案　(1)300W　(2)300W　(3)2400J 解析　(1)货物匀速上升，故拉力等于重力，‎ 故有F＝mg＝30×10N＝300N，‎ 上升的速度为v＝＝＝‎1m/s，‎ 故拉力的功率为P＝Fv＝300×1W＝300W.‎ ‎(2)电动机的输出功率P出＝P＝300W.‎ ‎(3)由能量守恒定律可知 Q＝IUt－mgh＝(1×380×30－300×30) J＝2400J.‎