教科版高中物理选修3-1焦耳定律 测试.docx

高中物理学习材料（灿若寒星**整理制作）一、 选择题（本题包括10小题，每小题给出的四 个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分，共40分） 1.将两个白炽灯接入电路，关于这两只灯泡的发光情况，正确的说法是（ ） A. 若灯中的电流比灯大，则灯一定比灯亮B. 若灯两端的电压比灯大，则灯一定比 灯亮C. 若电流对灯做的功比灯多，则灯一定比 灯亮D. 若灯消耗的电功率比灯大，则灯一定比 灯亮2．某电路在1分钟内消耗的电能为100J.若电路 两端的电压变为原来的2倍，电路的电阻变为原 来的二分之一.此电路在1分钟内消耗的电能是 （）A ．50JB ．200C ．400JD ．800J3．下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是（ ）A.电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多 B ．适用于任何电路，而C ．在非纯电阻电路中，D ．焦耳热适用于任何电路4．一根电阻丝在通过2C 的电荷量时，消耗电能是 8J.若在相同时间内通过4C 的电荷量，则该电阻 丝两端所加电压U 和该电阻丝在这段时间内消耗 的电能Q 分别为 （ ）A ．U ＝4VB ．U =8 VC ．Q ＝16JD ．Q =32J5．两只灯泡分别接在两个电路中，下列判断正确 的是 （ ）A ．额定电压高的灯泡较亮B ．额定功率大的灯泡较亮C ．接在电压高的电路两端的那盏灯较亮D ．在电路中实际功率大的灯较亮6．有两个电阻连接在同一电路中，用电压表测得 它们两端的电压相等，若在同一时间内它们产生 的热量也相等，则这两个电阻（ ） A ．阻值一定相等B ．通过的电荷量一定相等C ．可能是串联D ．可能是并联7．如图1所示，电压U 不变，电阻R 为固定电阻， 如要使电路消耗的总功率 稍稍增大一点，则可行的办 法是（ ）串联一个较小的电并联一个较小的电阻串联一个较大的电阻并联一个较大的电阻和已知电压电路中电灯（．甲图的电路中灯．乙图的电路中灯．两个电路中灯今将这根导线均匀地拉长为原来的案中必须明确写出数值所示，电源电动势为=30V内阻为流电动机线圈电阻=2电动机输出的机械功率（设人图215.（12分）额定电压为220V的电动机的线圈电阻为0.8Ω，正常工作时，电动机每秒放出的热量为1280J，则电动机正常工作时的电流为多大？每秒有多少焦的电能转化成机械能？16. （12分）一直流电动机线圈内阻一定，用手握住转轴使其不能转动，在线圈两端加电压为0.3V，电流为0.3A.松开转轴，在线圈两端加电压为2 V 时，电流为0.8 A，电动机正常工作.求该电动机正常工作时，输入的电功率是多少?电动机的机械功率是多少?第五节焦耳定律得分：二、填空题11．12．三、计算题13.14.15.16.第五节焦耳定律参考答案一、选择题1.D解析：白炽灯是利用电流的热效应工作的，而灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率，只有通过灯泡的电流大，灯泡两端的电压大，不能得到灯泡的实际功率大这一结论，电流做功多，同样不能确认实际功率大.2.D 解析：因为电路两端的电压变为原来的2倍，电路的电阻变为原来的二分之一，根据得.选项D正确.3.BCD 解析：解答本题的关键是区分电功和电功率.电功率公式电功率越大，表示电流做功越快，对于一段电路，有，焦耳热,可见越大，选项A错误.，适用于任何电路，而只适用于纯电阻电路，选项B正确.在非纯电阻电路中，电流所做的功=焦耳热+其他形式的能，所以,选项C正确.是焦耳热的定义式，适用于任何电路中产生的焦耳热，选项D正确.4.BD 解析：电阻丝在通过2C的电荷量时设电流为I，在相同时间内通过4C的电荷量时，电流为2I.因为电阻不变化，因此电压变为原来的2倍，即8V，选项B正确.根据得电能为32J，选项D正确.5.D 解析：灯泡的亮暗是由灯泡在单位时间内转变为光能的多少决定的，因此，实际功率大的灯泡亮度大，选项D正确.6.CD 解析：由于电流做功不一定完全转化为热能，因此阻值不一定相等，通过的电荷量也不一定相等，而并联和串联都有可能，选项C、D正确.7.D 解析：因为电压U不变，电阻R为固定电阻，如要使电路消耗的总功率稍稍增大一点，则电阻变小一点即可，因此应并联一个较大的电阻.选项D正确.8.ABC解析：因为电动机在工作时，电能在转化为热能的同时，还转化为机械能，因此电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率，电炉两端电压小于电动机两端电压.选项B、C正确，选项D错误.因为电炉的电阻丝和一台电动机线圈电阻相同通过它们的电流相同，因此在相同的时间内电炉和电动机产生的电热相等，选项A正确.9.D 解析：电动机的电功和电热无直接关系，选项A、B错误.电动机输出的机械功仅是电功的一部分，选项C错误.电热也是仅为电功的一部分，选项D正确.10.B解析：因为电压U相同，两盏电灯串联后，电压要按照电灯阻值的大小分配.两盏电灯并联后，加在电灯两端的电压都为U，因此并联后的灯泡较亮，选项B正确.二、填空题11.解析：根据可知将这根导线均匀地拉长为原来的n倍后，电阻变为原来的倍.再加上同样的电压，根据得，热量变为原来的倍.12.32880解析：因为1分钟内通过导体横截面的电荷量为240C，所以电流为，又因为电压为12V，所以电阻为3Ω.因此.三、计算题13. 36W解析：因为电灯恰能正常发光，所以闭合电路中的电流为电源的总功率为P E=IE=2×30W=60 W，电灯、电动机线圈电阻、电源内阻可作为纯电阻处理，它们消耗的电能全部转化为电热，电路中总的热功率为：P Q=P灯+I2（R+r）=[12+22×（2+1）]W=24W由能量守恒定律有P E P QP机,则电动机输出的机械功率为P机=P E－P Q=(60－24)W=36W14.个解析：因为电动机有最大输出功率，这就决定了自动扶梯载人也有最大限额.从功率关系来看，电动机的输出功率：（1）提供扶梯自身运动所需功率；（2）转化为扶梯上的人以恒定速率向上所需的功率.设：可同时乘载的最多人数为人，此时电动机处于最大输出功率状态，扶梯本身向上运动所需功率为：P1＝IU＝5×380W＝1900W＝1.9kW电动机的最大输出功率为，个人以恒定速率＝0.4m/s随扶梯向上运动所需功率为：P2＝P－P1＝（4.9－1.9）kW ＝3.0kW，所以，载人的最多人数是：个15.40 A 7520J解析：电动机电路为非纯电阻电路，输出电动机的电功率，一方面转化为机械功率输出，另一方面转化为线圈电阻的发热功率，正常工作时，通过线圈的电流即为正常工作电流，由焦耳定律2得1280=2×0.8×1解得=40A由能量转化和守恒得输入=机+热，机－2=8800－1280=7520J.16. 1.6 W 0.96W解析：电动机不转动时，其消耗的电功全部转化为内能，故可视为纯电阻电路，由欧姆定律得电动机线圈内阻：Ω，电动机转动时，消耗的电能转化为内能和机械能，其输入的电功率为P入=I1U1＝0.8×2W＝1.6 W，电动机的机械功率P机=P入－I12r=1.6W－0.82×1 W=0.96W.。

自我检测基础达标1.下列关于电功的说法中，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，由电源来供给D.电功就是电能答案：D2.两个电阻分别标有“1 A 4 W”和“2 A 1 W”字样，则它们的电阻之比是（）A.2∶1B.16∶1C.4∶1D.1∶16 答案：B3.对于纯电阻用电器，下列说法中正确的是（）A.如果额定功率相同，额定电流较大的用电器电阻较大B.如果额定功率相同，额定电流较大的用电器电阻较小C.如果额定电压相同，额定功率较大的用电器电阻较大D.如果额定电压相同，额定功率较大的用电器电阻较小答案：BD4.对于连入电路的不同灯泡而言，亮度大的灯泡是（）A.通过的电流大的灯泡B.两端电压大的灯泡C.电阻值大的灯泡D.消耗电功率大的灯泡答案：D5.用一个额定电压为220 V的电热水器煮沸一壶水需要t s，如果不考虑煮水器的电热损失和电热丝电阻受温度的影响，那么（）A.当线路电压为110 V时，煮沸一壶水需要2t sB.当线路电压为110 V时，煮沸一壶水需要4t sC.当线路电压为55 V时，煮沸一壶水需要4t sD.当线路电压为55 V时，煮沸一壶水需要16t s答案：BD6.A、B两电阻串联后接入电源，改变电源的电压，测得电阻A、B的伏安特性曲线如图2-5-4所示.则电阻R A、R B和功率P A、P B的关系是（）图2-5-4A.R A>R BB.R A<R BC.P A>P BD.P A<P B答案：BD7.有一个电解槽，额定电压为220 V，额定电流为2.0 A，电阻为5.0 Ω，当电解槽正常工作时，发热消耗的功率P热为_____________，在1 min 内有______________ J的电能转化为化学能.图2-5-5答案：20 W 2.52×1048.如图2-5-5所示，已知U AB=6 V，当滑动变阻器触头P位于正中位置时，额定电压为3 V 的灯泡正常发光，当触头滑至最左端时，电灯实际功率为2 W.求此灯泡额定功率和变阻器的总电阻.答案：4.5 W 4 Ω更上一层9.一台电动机的线圈电阻与一只电炉的电阻相同，都通过相同的电流，在相同时间内（）A.电炉放热与电动机放热相等B.电炉两端电压小于电动机两端电压C.电炉两端电压等于电动机两端电压D.电动机消耗的功率大于电炉的功率答案：ABD10.如图2-5-6所示的电路中，电源电压为 60 V，内阻不计，电阻R=2 Ω，电动机的内阻R0=1.6 Ω，电压表的示数为50 V，电动机正常工作.求电动机的输出功率.图2-5-6答案：210 W11.一台电风扇的额定功率是60 W，内阻为2 Ω，将它接在220 V的电压下能正常运转，求：(1)电风扇正常运转时，通过它的电流是多大?每秒钟有多少电能转化为机械能?(2)若接上电源后，电风扇因故不能转动，这时通过它的电流是多大?电风扇实际消耗的电功率是多大?此时可能会发生什么问题?答案：（1）I=0.27 A E=59.85 J（2）I′=110 A P′=24 200 W，电动机将被烧坏12.晚上用一盏电灯照射蔬菜棚的蔬菜，设蔬菜的面积为5 m2，到灯泡的平均距离为2 m，发现一晚(12 h)放出6.48 L氧气，而绿色植物在光合作用中每吸收1 kJ的太阳能可以放出0.05 L氧气.设灯泡将电能转化为光能的效率为75％，其他损失不计，则这盏灯泡的功率为____________W.答案：4013.在长时间使用电烙铁的过程中，当暂时不使用时，如果断开电源，电烙铁将会很快变凉，再次使用时温度不能及时达到要求，如果不断开电源，烙铁头容易“烧死”且浪费电能.因此，实验室内常用的电路如图2-5-7所示，其中R L为白炽灯泡，R为电烙铁.暂时不用电烙铁时，断开开关S，再次使用时闭合开关S.这样既能起到预热作用，又能保护电烙铁及节省电能.试用你学过的电学知识说明其道理.图2-5-7答案：暂时不用电烙铁时，断开S，R L与R串联后接在电路中，整个电路电阻增大，消耗电功率减小，同时又使R保持预热状态；需要用电烙铁时，接通S，电烙铁在额定电压下工作，很快升温.。

高中物理人教版选修3-1第二章第5节焦耳定律评测练习1.额定电压都是110 V，额定功率PA＝100 W、PB＝40 W的电灯两盏，若接入电压是220 V的电路中，使两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗的电功率最小的电路是下图中的()．A. B. C. D.2.一根电阻丝，通过2 C的电荷量所消耗的电能是8 J．若在相同的时间内通过4 C的电荷量，该电阻丝上所加电压和消耗的电能分别是()A. 4 V,16 JB. 8 V,16 JC. 4 V,32 JD. 8 V,32 J3.如图所示电路中，三个相同的灯泡额定功率是40W，在不损坏灯泡的情况下，这三个灯泡消耗的总功率最大不应超过（）A. 40 WB. 60 WC. 80 WD. 120 W4.目前，空调机、电视机等家用电器得到了普遍使用。

根据图中铭牌上提供的信息，判断在12小时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5.自2019年10月1日起，禁止销售和进口15瓦及以上普通照明用白炽灯。

现有一白炽灯泡的额定功率与额定电压分别为36 W与36 V。

若把此灯泡接到输出电压为18V的电源两端，则灯泡消耗的电功率（）A. 等于36WB. 小于36W，大于9 WC. 等于9WD. 小于36W6.电阻R1与R2的伏安特性曲线如图所示，并把第一象限分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域，现把R1与R2串联在电路中，R1和R2消耗的电功率分别为P1和P2，串联总电阻为R，下列关于P1与P2大小及R的伏安特性曲线所在区域的叙述，正确的是（）A. P1＞P2，特性曲线在Ⅰ区B. P1＜P2，特性曲线在Ⅰ区C. P1＞P2，特性曲线在Ⅲ区D. P1＜P2，特性曲线在Ⅲ区7.对于不同的电源，工作时的电流为I，下列说法正确的是()A. I越大的电源做功越快B. I越大的电源输出的电能越多C. 电动势越大的电源做功越快D. 电动势E与电流I的乘积体现了电源做功的快慢8.（多选）关于四个公式①P=UI；②P=I2R；③P= ；④P= ，下列叙述正确的是()A. 公式①④适用于任何电路的电功率的计算B. 公式②适用于任何电路的热功率的计算C. 公式①②③适用于任何电路电功率的计算D. 以上均不正确9.通过电阻R的电流强度为I时，在t时间内产生的热量为Q，若电阻为2R，电流强度为，则在时间t内产生的热量为()A. 4QB. 2QC.D.10.用电动势E=6 V、内电阻r=4 Ω的直流电源分别单独对下列四个小灯泡供电，实际消耗电功率最大的小灯泡的额定电压和额定功率是（设灯泡电阻不随电压变化）()A. 6 V，12 WB. 6 V，9 WC. 6 V，4 WD. 6 V，3 W11.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︰R2︰R3为________。

学业分层测评(十四) (建议用时：45分钟)1.电阻R 1与R 2的伏安特性曲线如图2­5­4所示，并把第一象限分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域，现把R 1与R 2串联在电路中，R 1和R 2消耗的电功率分别为P 1和P 2，串联总电阻为R ，下列关于P 1与P 2的大小及R 的伏安特性曲线所在区域的叙述，正确的是( )图2­5­4A ．P 1>P 2，特性曲线在Ⅰ区B ．P 1<P 2，特性曲线在Ⅰ区C ．P 1>P 2，特性曲线在Ⅲ区D ．P 1<P 2，特性曲线在Ⅲ区【解析】 由图知R 1<R 2，二者串联电流相等，由P ＝I 2R ，知P 1<P 2，串联电阻R 大于R 1也大于R 2，故其伏安特性曲线将在Ⅲ区，选D.【答案】 D2．通过电阻R 的电流为I 时，在时间t 内产生的热量为Q ，若电阻为2R ，电流为I2，则在时间t 内产生的热量为( )A.4QB.2QC.12Q D.14Q 【解析】 根据焦耳定律知Q ＝I 2Rt ，Q ′＝(I 2)2·2Rt ，故Q ′＝12Q ，C 正确．【答案】 C3．有一只电风扇，标有“220 V 50 W”，电动机线圈的电阻为0.4 Ω，把它接入220 V 的电路中，以下几种计算时间t 内产生热量的方法，正确的是( )【导学号：34522130】A ．Q ＝U 2tRB ．Q ＝PtC ．Q ＝(P U)2RtD ．以上三种方法均正确【解析】 对纯电阻电路电热的计算可用Q ＝UIt ＝I 2Rt ＝U 2tR，而电风扇工作时不能看成纯电阻电路，故电热计算要用Q ＝I 2Rt 计算，而电流计算I ＝P U用于任何电路，所以C 项正确．【答案】 C4．电阻R 和电动机串联接到电路中，如图2­5­5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U 1和U 2，经过时间t ，电流通过电阻R 做功为W 1，产生热量为Q 1，电流通过电动机做功为W 2，产生热量为Q 2，则有( )【导学号：34522131】图2­5­5A ．U 1＜U 2，Q 1＝Q 2B ．U 1＝U 2，Q 1＝Q 2C ．W 1＝W 2，Q 1＞Q 2D ．W 1＜W 2，Q 1＜Q 2【解析】 电动机是非纯电阻，其两端电压U 2＞IR ＝U 1，B 错误；电流做的功W 1＝IU 1t ，W 2＝IU 2t ，因此，W 1＜W 2，C 错误；产生的热量由Q ＝I 2Rt 可判断Q 1＝Q 2，A 正确，D 错误．【答案】 A5．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．假设每户家庭有2只60 W 的白炽灯，均用10 W 的LED 灯替代，按全国有4亿户家庭，每户家庭每天亮灯6小时计算，估算出全国一年节省的电能最接近( )A ．8×108kW·h B ．8×1010kW·h C ．8×1011 kW·hD ．8×1013kW·h【解析】 因每只白炽灯和发光二极管的功率分别为60 W 和10 W ，则每户家庭每天节省的电能为(60－10)×10－3×2×6 kW·h＝0.6 kW·h ，所以全国一年节省的电能为0.6×4×108×365 kW·h＝8.76×1010kW·h，B 正确，A 、C 、D 错误．【答案】 B6．在研究微型电动机的性能时，应用如图2­5­6所示的实验电路．当调节滑动变阻器R 使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.50 A 和2.0 V ．重新调节R 使电动机恢复正常运转，此时 电流表和电压表的示数分别为2.0 A 和24.0 V ，则这台电动机正常运转时的输出功率为( )【导学号：34522132】图2­5­6A ．32 WB ．44 WC ．47 WD ．48 W【解析】 电动机停止转动时，线圈的电阻r ＝U 1I 1＝4 Ω，电动机恢复正常运转时，电功率P ＝UI ＝48 W ，热功率为P 热＝I 2r ＝16 W ，电动机输出的机械功率P 机＝P －P 热＝32 W ，选项A 正确．【答案】 A7．一个电阻接到某电路后，消耗的功率为110 W ，通过3 C 的电荷量时，有330 J 的电能转化为内能，则以下说法错误的是( )A ．电阻所加电压为330 VB ．通过电阻的电流为1 AC ．电阻通电时间为3 sD ．这个电阻的阻值为110 Ω【解析】 由W ＝qU 知电路电压U ＝W q ＝110 V ，A 错误；由P ＝IU 得I ＝P U＝1 A ，B 正确；由W ＝Pt 得通电时间t ＝W P ＝3 s ，C 正确；由R ＝U I，得R ＝110 Ω，D 正确．【答案】 A8．图2­5­7所示电路中，各灯泡额定电压和额定功率分别是：A 灯“10 V 10 W”，B 灯“60 V 60 W”，C 灯“20 V 20 W”，D 灯“20 V 20 W”．在a 、b 两端加上电压后，四个灯泡都能发光．比较各灯泡消耗功率大小，以下说法正确的是( )【导学号：34522133】图2­5­7A ．PB >P D >P A >PC B ．P B >P A >PD ＝P C C ．P B >P D >P C >P AD ．P A >P C >P D >P B【解析】 由R ＝U 2P可知，灯的电阻R A ＝10 Ω，R B ＝60 Ω，R C ＝R D ＝20 Ω，C 、D 并联部分的电阻为R 并＝10 Ω，电路中R B >R A ＝R 并，由串联电路的功率关系知P B >P A ＝P 并，而P C ＝P D ＝P 并2，故P B >P A >P D ＝P C ，B 正确．【答案】 B9．一只电炉的电阻丝和一台电动机线圈的电阻相同，都为R ，设通过它们的电流相同(电动机正常运转)，则在相同时间内下列判断不正确的是( )A ．电炉和电动机产生的热量相同B ．电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率C ．电炉两端电压小于电动机两端电压D ．电炉和电动机两端电压相等 【解析】 对电动机IU ＝IU ′＋IU R ① 其中IU ′为转化为机械能的功率．对电炉： 只有P ＝I 2R ＝IU R ② 比较①②得：U ＞U R ，D 错． 【答案】 D10.如图2­5­8所示，有一内电阻为4.4 Ω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( )图2­5­8A ．电解槽消耗的电功率为120 WB ．电解槽的发热功率为60 WC ．电解槽消耗的电功率为60 WD ．电路消耗的总功率为60 W【解析】 灯泡能正常发光，说明电解槽和灯泡均分得110 V 电压，且干路电流I ＝I灯＝611A ，则电解槽消耗的电功率P ＝P 灯＝60 W ，A 错，C 对；电解槽的发热功率P 热＝I 2R 内≈1.3 W，B 错误；整个电路消耗的总功率P 总＝220×611W ＝120 W ，D 错．【答案】 C11.如图2­5­9是家用电饭煲的电路图．将电饭煲接到稳压电源上，当开关接通“加热”挡时，电热丝以额定功率给食物加热，当食物蒸熟后，开关接通“保温”挡，给食物保温，这时电热丝的功率为其额定功率的1/9，电流为1.40 A ，已知分压电阻的阻值是R ＝100 Ω.求：图2­5­9(1)保温时，电阻R 两端的电压； (2)稳压电源输出的电压； (3)电热丝的额定功率．【导学号：34522134】【解析】 (1)电阻R 两端的电压为U R ＝IR ＝1.40×100 V ＝140 V.(2)设电热丝的电阻为r ，电源输出电压为U ，则 (UR ＋r )2r ＝19·U 2r解得：r ＝50 Ω. 所以电源电压为U ＝I (R ＋r )＝1.40×(100＋50) V ＝210 V.(3)电热丝的额定功率为P ＝U 2r ＝210250W ＝882 W.【答案】 (1)140 V (2)210 V (3)882 W12．一辆电动自行车的铭牌上给出了如下的技术参数表：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F f 恒为车和人总重的k ＝0.02倍．取g ＝10 m/s 2，求：(1)此车电机在额定电压下正常工作的效率；(2)仅在电机以额定功率提供动力的情况下，人骑车行驶的最大速度；(3)仅在电机以额定功率提供动力的情况下，当车速为v 1＝1.0 m/s 时，人骑车的加速度．【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入功率为P 入＝U 0I 0＝140 W又因电机的输出功率为P 出＝120 W ，所以电机的效率为η＝P 出P 入×100%≈85.7%. (2)行驶时所受阻力为F f ＝k (M ＋m )g 式中m 为车的质量． 当达到最大速率v max 时，应有P 出＝F f v max所以最大速率v max ＝P 出F f＝6.0 m/s. (3)当车速度为v 1＝1.0 m/s 时，牵引力F ＝P 出v 1＝120 N 设此时车的加速度为a ，根据牛顿第二定律得F －F f ＝(M ＋m )a 解得a ＝1.0 m/s 2.【答案】 (1)85.7% (2)6.0 m/s (3)1.0 m/s 2。

2019-2020学年高中物理选修3-1《2.5焦耳定律》测试卷一．选择题（共30小题）1．在研究微型电动机的性能时，应用如图所示的实验电路。

当调节滑动变阻器R使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.5A和2.0V．重新调节R使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为2.0A和24.0V．则这台电动机正常运转时输出功率为（）A．32 W B．44 W C．47 W D．48 W2．一个直流电动机，线圈电阻恒定为0.5Ω；若把电动机接2.0V电压能正常工作，此时经过线圈的电流是1.0A，则电动机的输出功率P出是（）A．P出＝2.5W B．P出＝2W C．P出＝1.5W D．P出＝1W3．两根由同种材料制成的均匀电阻丝A、B串联在电路中，A的长度为L，直径为d；B的长度也为L，直径为2d，那么通电后，A、B在相同的时间内产生的热量之比为（）A．Q A：Q B＝1：4B．Q A：Q B＝4：1C．Q A：Q B＝1：2D．Q A：Q B＝2：1 4．有四个电源，电动势均为8V，内阻分别为2Ω、3Ω、5Ω、8Ω，这四个电源现分别对一个R ＝5Ω的定值电阻供电，为使R上获得最大的功率应选择的电源内阻为（）A．2ΩB．3ΩC．5ΩD．8Ω5．下列家用电器在正常工作时，主要利用电能转化为机械能的是（）A．电视机B．电饭锅C．电话机D．电风扇6．电动机正常工作时（）A．电能全部转化为内能B．电能全部转化为机械能C．电能主要转化为机械能，只有一小部分转化为内能D．电功率等于热功率之和7．一盏电灯直接接在恒定的电源上，其功率为100W，若将这盏灯串上一用电器，再接在同一电源上，在用电器上损失的电功率是9W，那么此时电灯实际消耗的电功率（）第1 页共30 页。

1．下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是( )A ．电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多B ．W ＝UIt 适用于任何电路，而W ＝I 2Rt ＝U 2Rt 只适用于纯电阻电路 C ．在非纯电阻电路中，UI >I 2RD ．焦耳热Q ＝I 2Rt 适用于任何电路解析：选BCD.电功率公式P ＝W t，功率越大，表示电流做功越快．焦耳热Q ＝⎝⎛⎭⎫P U 2Rt ，可见Q 与P 、U 、R 、t 都有关．所以P 越大，Q 不一定越大，A 错误．W ＝UIt 是电功的定义式，适用于任何电路，而I ＝U R 只适用于纯电阻电路，由W ＝UIt 与I ＝U R 导出的W ＝I 2Rt ＝U 2Rt 也只适用于纯电阻电路，B 正确．在非纯电阻电路中，电流所做的功＝焦耳热＋其他形式的能，所以W >Q ，即UI >I 2R ，C 正确．Q ＝I 2Rt 是焦耳热的定义式，适用于任何电路中产生的焦耳热，D 正确．故选BCD.2．(2018·济南二中高二检测)一个电阻接到某电路后，消耗的功率为110 W 时，通过3 C 的电荷量，有330 J 的电能转化为内能，下列各项正确的是( )A ．电阻所加电压为330 VB ．通过电阻的电流为1 AC ．电阻通电时间为3 sD ．这个电阻的阻值为110 Ω解析：选BCD.由W ＝qU 知电路电压U ＝W q ＝110 V ，A 错误；由P ＝IU 得I ＝P U＝1 A ，B 正确；由W ＝Pt 得通电时间t ＝W P ＝3 s ，C 正确；由R ＝U I，得R ＝110 Ω，D 正确．故选BCD.3．有一台标有“220 V ,50 W”的电风扇，其线圈电阻为0.4 Ω，在它正常工作时，下列求其每分钟产生的电热的四种解法中正确的是( )A ．I ＝P U ＝522A ，Q ＝UIt ＝3 000 JB ．Q ＝Pt ＝3 000 JC ．I ＝P U ＝522A ，Q ＝I 2Rt ＝1.24 J D ．Q ＝U 2R t ＝22020.4×60 J ＝7.26×118 J 解析：选C.电风扇是一种在消耗电能过程中既产生机械能，又产生内能的用电器，对这样的用电器，应注意区分电功与电热，对每分钟产生的热量只能根据Q ＝I 2Rt 进行计算．故选C.4．(2018·泉州五校高二期中)电炉丝坏了，去掉四分之一后接在原来的电源上使用，在同样的时间内产生的热量与原来产生的热量之比为( )A ．3∶1B ．4∶3C ．4∶1D ．1∶4解析：选B.设电炉丝原来电阻为R ，去掉四分之一后的电阻为34R ，两种情况下所产生的热量分别为：Q ＝U 2R t ，Q ′＝U 2R ′t ＝U 234R t ＝4U 23R t ，所以Q ′Q ＝43.故选B. 5．如图所示，电阻R 1＝20 Ω，电动机线圈的阻值R 2＝10 Ω.当开关打开时，电流表的示数是I 0＝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 B．I<1.5 AC．P＝15 W D．P<15 W解析：选BD.由题意可知，电路两端的电压U＝R1I0＝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I<1.5 A，B正确；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BD.。

高中物理学习材料 （马鸣风萧萧**整理制作）一、单项选择题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 ．电功就是电能解析：选D.根据电功的定义及特点，可以判断A 、B 、C 均正确，电功是电能转化为其他形式的能的量度，功和能是不同的概念，D 错，故选D. 2．关于电功和焦耳热，下列说法不．正确的是( ) A ．在纯电阻电路中，计算电功可用公式W ＝I 2Rt B ．在非纯电阻电路中，计算电功可用公式W ＝I 2Rt C ．在非纯电阻电路中，计算焦耳热用Q ＝I 2Rt D ．在纯电阻电路中，计算焦耳热可以用Q ＝UIt解析：选B.电功的计算式W ＝UIt 适用于任何形式的电路，焦耳热计算式Q ＝I 2Rt 也是普遍适用的，但是只有在纯电阻电路中，电功W 才等于焦耳热Q . 3．关于三个公式P ＝UI 、P ＝I 2R 、P ＝U 2R的适用范围，以下说法正确的是( ) ①第一个公式普遍适用于求电功率，后两式普遍适用于求热功率 ②在纯电阻电路中，三个公式既可适用于求电功率，又可适用于求热功率③在非纯电阻电路中，第一个公式可适用于求电功率，第二个公式可用于求热功率，第三个公式没有意义④由U ＝IR 可知，三个公式没有任何区别，它们表达相同的意义，所求P 既是电功率，也是热功率 A ．①③ B ．②③ C ．①②D ．③④解析：选B.首先要明确，欧姆定律U ＝IR 只适用于纯电阻电路，因此三个公式在纯电阻电路中没有区别，但在非纯电阻电路中它们互不相同．其次，P ＝UI 表示电功率，而P ＝I 2R表示热功率．因此，在纯电阻电路中，UI ＝I 2R ，消耗的电能全部转化为热能；而在非纯电阻电路中，UI >I 2R ，即消耗的电能只有部分转化为热能．故选B.4．通过电阻R 的电流为I 时，在时间t 内产生的热量为Q ，若电阻为2R ，电流为I /2时，则在时间t 内产生的热量为( ) A ．4Q B ．2Q C ．Q /2D ．Q /4解析：选C.由电热公式Q ＝I 2Rt 可得： Q ′＝(I 2)22Rt ＝12I 2Rt ＝12Q .5．一台电动机的输出功率是10 kW ，这表明该电动机工作时( ) A ．每秒消耗10 kW 电能 B ．每秒对外做10 kW 功 C ．每秒消耗10 kJ 电能 D ．每秒对外做10 kJ 功解析：选D.输出功率是指电动机单位时间内对外能做的功，D 项正确．6．(2011年福州高二检测)A 、B 两电阻串联后接入电源，改变电源的电压，测得电阻A 、B 的伏安特性曲线如图3－3－4，则电阻R A 、R B 和功率P A 、P B 的关系是( )图3－3－4①R A >R B ②R A <R B ③P A >P B ④P A <P B A ．①③ B ．①④ C ．②③D ．②④解析：选D.由图象知R A <R B ，故②正确，①错误．当A 、B 两电阻串联时，流过两电阻的电流I A ＝I B .由于P A ＝I 2A R A ，P B ＝I 2B R B ，所以P A <P B ，故③错误，④正确，故选D.7．两只额定电压相同，额定功率之比为2∶1的电灯，若把它们串联在电路中，则它们消耗的实际功率之比为( ) A ．1∶2 B ．2∶1 C ．1∶4D ．1∶1答案：A8．(2011年山东济南高二测试)要使电热器在单位时间内产生的热量减小一半，可以( ) A ．R 不变，使通过电热丝的I 减小一半 B ．U 不变，使电热丝的R 增大一倍 C ．R 不变，使电热丝两端的U 减小一半 D ．U 不变，使电热丝的R 增大为原来的2倍解析：选B.电热器是纯电阻电路，电功率可表示为P ＝UI ＝U 2R ＝I 2R ，故R 一定时，电压U减半，或电流I 减半，则P 变为原来的14，故AC 错误，当U 不变R 增大一倍则P 变为原来12，故B 正确，D 错误． 9．有一只电熨斗，内部电路如图3－3－5甲所示，其中M 为旋钮的内部接线端子，旋钮有“高”、“中”、“低”、“关”四个挡，每个挡内部接线有如图乙中所示的四种方式，下列判断中正确的是( )图3－3－5A ．a 方式为“高”挡B ．b 方式为“低”挡C ．c 方式为“关”挡D ．d 方式为“中”挡解析：选B.a 中回路未闭合，故a 方式为“关挡”，b 中总电阻R b ＝R 1＋R 2，c 中总电阻为R c ＝R 1，d 中总电阻为R d ＝R 1R 2R 1＋R 2，由公式P ＝U 2R ，故d 方式为“高”挡，c 方式为“中”挡，b 方式为“低”挡，所以B 对，A 、C 、D 错．10.如图3－3－6所示，有一内电阻为4.4 Ω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( )图3－3－6A ．电解槽消耗的电功率为120 WB ．电解槽的发热功率为60 WC ．电解槽消耗的电功率为60 WD ．电路消耗的总功率为60 W解析：选C.灯泡能正常发光，说明电解槽和灯泡均分得110 V 电压，且干路电流I ＝I 灯＝PU ＝611A ，则电解槽消耗的功率P ＝P 灯＝IU ＝60 W ，C 正确，A 错误；电解槽的发热功率P 热＝I 2R 内＝1.3 W ，B 错误；整个电路消耗的总功率P 总＝220 V ×60 W110 V ＝120 W ，D 错误．二、非选择题11．已知一个标有“110 V 10 W ”字样的灯泡，问： (1)灯泡的电阻是多大？(2)灯泡正常工作时的电流是多大？(3)如果接在100 V 的电路中，它的实际功率是多大？解析：无论用电器是否在额定电压下工作，用电器的电阻通常认为是恒定不变的． (1)灯泡的电阻为R ＝U 2额P 额＝110210Ω＝1210 Ω.(2)灯泡正常工作时的电流为I 额＝P 额U 额＝10110 A ＝0.09 A.(3)因为灯泡的电阻是一定的，根据P ＝U 2R ，可知P 实P 额＝U 2实U 2额，解得P 实＝U 2实U 2额P 额＝10021102×10 W ＝8.3 W.答案：(1)1210 Ω (2)0.09 A (3)8.3 W12．有一个直流电动机，把它接入0.2 V 电压的电路时，电动机不转，测得流过电动机的电流是0.4 A ，若把它接入2 V 电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1 A ．求： (1)电动机正常工作时的输出功率；(2)如在正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率多大？(提示：电动机在电路中转子不转动时为纯电阻用电器)解析：(1)电动机不转时，说明电动机无机械能输出，它消耗的电能完全转化为热能，此时电动机可看做纯电阻，则R ＝U /I ＝0.5 Ω.当加电压为2 V 、电流为1 A 时，电动机正常工作时，有机械能输出，此时电动机为非纯电阻电路，消耗的电能等于转化的机械能和热能之和． 转化的热功率为P 热＝I 2R ＝0.5 W 总功率P 总＝UI ＝2 W ，则输出功率P 出＝P 总－P 热＝1.5 W.(2)若在电动机正常工作时被卡住，电动机无机械能输出，看做纯电阻电路，此时的电热功率为：P 热′＝U 2R ＝220.5W ＝8 W.答案：(1)1.5 W(2)8 W。

鲁科版高中物理选修3-1.第三章第3节 焦耳定律测试卷1．一灯泡标有“220 V ，100 W”字样将其接到110 V 的电源上(不考虑灯泡电阻的变化)，则有() A ．灯泡的实际功率为50 W B ．灯泡的实际功率为25 WC ．通过灯泡的电流为额定电流的21D ．通过灯泡的电流为额定电流的41 2．下图电路中，电灯L 1、L 2都标有“220 V ，100 W”；电灯L 3、L 4都标有“220 V ，40 W”．将A 、B 两端接入电源，最暗的灯是 ( )A ．L 1B ．L 2C ．L 3D ．L 43．把两个相同的电灯分别接在图中甲、乙两个电路里，调节滑动变阻器，使两灯都正常发光，两电路中消耗的总功率分别为甲P 和乙P ，可以断定()A ．甲P 〉乙PB ．甲P 〈乙PC ．甲P =乙PD ．无法确定 4．输电线总电阻为r ，输送的电功率是P ，送电电压为U ，则用户得到的功率为 ( )A ．PB ．r )U P (P 2-C ．r U P 2-D ．r )UP (2 5．一盏电灯直接接在恒定的电源上，其功率为100 W ，若将这盏灯先接上一段很长的导线后，再接在同一电源上，在导线上损失的电功率是9 W ，那么此时电灯实际消耗的电功率将 ( )A ．大于91 WB ．小于91 WC ．等于91 WD ．条件不足，无法确定6．图中R 1=4 Ω，R 2=9 Ω，R 3=18 Ω。

通电后（ ）A ．经R 1和R 3的电流之比I 1：I 3=3：1B ．R 1两端的电压和R 3两端的电压之比U 1：U 3=4：9C ．三个电阻消耗的电功率之比P 1：P 2：P 3=2：1：2D ．三个电阻消耗的电功率之比P 1：P 2：P 3=2： 2：17．两个电阻，R 1=8 Ω，R 2=2 Ω，并联在电路中．欲使这两个电阻消耗的电功率相等，可行的办法是（ ）A ．用一个阻值为2 Ω的电阻与R 2串联B ．用一个阻值为6 Ω的电阻与R 2串联C ．用一个阻值为6 Ω的电阻与R 1串联D ．用一个阻值为2 Ω的电阻与R 1串联8． 一个电热器电阻为R ，当它两端电压为U ，通过时间t 消耗电能为W ，若使它消耗的电能为4W ，下列方法正确的是 （ ）A ．电阻R 不变，电压U 不变，通电时间t 变为原来的2倍B ．电阻R 减半，电压U 增大1倍，通电时间t 不变C ．电阻R 不变，电压U 增大1倍，通过时间t 不变D ． 电阻R 减半，电压U 不变，通电时间t 不变9． 小红家的电表允许通过的最大电流是10A ，她家有4个标有“220 V ，60 W”的灯泡，1个标“220 V ，1000W”的热水器1台，制冷时耗电140 W 的电冰箱和一台耗电80 W 的电视机，则（ ）A ．所有用电器可以同时使用B ．除热水器外其他用电器可以同时使用C ．关闭电视机后其他用电器可以同时使用D ．电冰箱制冷时，其他用电器不能同时使用10．理发用的电吹风机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，得到热风将头发吹干。

高中物理这表示，电流在一段电路中所做的功等于这段电路两端的电压U 、电路中的电流I 、通过时间t 三者的乘积．(2)单位：焦耳，符号为J. 2．电功率(1)定义：单位时间内电流所做的功叫做电功率．(2)公式推导：用P 表示电功率，则有P ＝Wt ，进而得到P ＝IU . (3)单位：瓦特，符号为W. 知识点四、焦耳定律1．推导：由欧姆定律U ＝IR 代入Q ＝IUt 后可得热量Q 的表达式Q ＝I 2Rt .2．内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比． 3．热功率(1)单位时间内的发热量称为热功率． (2)表达式：P ＝I 2R .知识点五、影响导体电阻的因素 1．导体电阻与其影响因素的定性关系移动滑动变阻器的滑片可以改变它的电阻，这说明导体电阻跟它的长度有关；同是220 V 的灯泡，灯丝越粗用起来越亮，说明导体电阻跟它的横截面积有关；电线常用铜丝制造而不用铁丝，说明导体电阻跟它的材料有关．2．导体电阻与其影响因素的定量关系探究方案一 如图所示，a 、b 、c 、d 是四条不同的金属导体．在长度、横截面积、材料三个因素方面，我们采用控制变量法研究影响电阻的因素，即b 、c 、d 跟a 相比，分别只有一个因素不同：b 与a 长度不同；c 与a 横截面积不同；d 与a 材料不同．图中四段导体是串联的，每段导体两端的电压与它们的电阻成正比，因此，用电压表分别测量a 、b 、c 、d 两端的电压，就能知道它们的电阻之比．3．无论是串联电路，还是并联电路，或者是混联电路，只要其中一个电阻增大(或减小)，总电阻就增大(或减小)．4．无论电路怎样连接，每一段电路的总耗电功率P总等于各电阻(用电器)耗电功率之和．【例1】（多选）一个T型电路如图所示，电路中的电阻R1＝10 Ω，R2＝120 Ω，R3＝40 Ω.另有一测试电源，电动势为100 V，内阻忽略不计．则()A．当cd端短路时，ab之间的等效电阻是40 ΩB．当ab端短路时，cd之间的等效电阻是40 ΩC．当ab两端接通测试电源时，cd两端的电压为80 VD．当cd两端接通测试电源时，ab两端的电压为80 V答案AC二、电流表、电压表的改装1．电流表G(表头)(1)原理：当线圈中有电流通过时，线圈在安培力作用下带动指针一起偏转，电流越大，指针偏转的角度越大，可以证明I∝θ，所以根据表头指针偏转的角度可以测出电流的大小，且表盘刻度是均匀的．(2)三个参数：内阻Rg，满偏电流Ig，满偏电压Ug，关系是Ug＝IgRg.2．电压表及大量程电流表(由表头改装而成)改装为电压表改装为大量程电流表原理串联电阻分压并联电阻分流改装原理图分压电阻或分流电阻U＝Ig(R＋Rg)所以R＝UIg－RgIgRg＝(I－Ig)R所以R＝IgRgI－Ig改装后电表内阻RV＝Rg＋R>Rg RA＝RRgR＋Rg<Rg【例2】用两个相同的小量程电流表，分别改装成了两个量程不同的大量程电流表A1、A2，若把A1、A2分别采用串联或并联的方式接入电路，如图(a)、(b)所示，则闭合开关后，下列有关电表的示数和电表指针偏转角度的说法正确的是( )A ．图(a)中的A 1、A 2的示数相同B ．图(a)中的A 1、A 2的指针偏角相同C ．图(b)中的A 1、A 2的示数和偏角都不同D ．图(b)中的A 1、A 2的指针偏角相同 答案 B解析 大量程电流表是小量程电流表并联一适当小的分流电阻改装而成的．当A 1、A 2并联时，由于A 1、A 2的电阻不同，通过A 1、A 2的电流不等，A 1、A 2的示数不同，但通过每个小量程电流表的电流相同，故指针偏角相同，A 错，B 对．当A 1、A 2串联时，通过A 1、A 2的电流相同，故示数相同，但A 1、A 2的量程不同，故指针偏角不同，C 、D 均错． 【针对练习】有一电流表G ，内阻R g ＝10 Ω，满偏电流I g ＝3 mA.(1)要把它改装成量程为0～3 V 的电压表，应串联一个多大的电阻？改装后电压表的内阻是多大？ (2)要把它改装成量程为0～0.6 A 的电流表，需要并联一个多大的电阻？改装后电流表的内阻是多大？解析 (1)由题意知电流表G 的满偏电压U g ＝I g R g ＝0.03 V 改装成量程为0～3 V 的电压表，当达到满偏时，分压电阻R 1的分压U R ＝U －U g ＝2.97 V 所以分压电阻阻值R 1＝U g I g＝2.970.003 Ω＝990 Ω改装后电压表的内阻R V ＝R g ＋R 1＝1 000 Ω. (2)改装成量程为0～0.6 A 的电流表，当达到满偏时，分流电阻R 2的分流I R ＝I －I g ＝0.597 A 所以分流电阻R 2＝U gI R≈0.05 Ω改装后电流表的内阻R A ＝R g R 2R g ＋R 2≈0.05 Ω 三、电功与电热的计算1．W ＝IUt 普遍适用于计算任何一段电路上的电功．P ＝IU 普遍适用于计算任何一段电路上消耗的电功率．2．Q ＝I 2Rt ，只用于计算电热．3．对纯电阻电路来说，由于电能全部转化为内能，所以有关电功、电功率的所有公式和形式都适用，即W ＝IUt ＝I 2Rt ＝U 2R t ，P ＝IU ＝I 2R ＝U2R .4．在非纯电阻电路中，总电能中的一部分转化为热能，另一部分转化为其他形式的能，即：W 总＝UIt ＝E 其他＋Q ，电热仍用Q ＝I 2Rt 计算．这时，W 总＝IUt>Q ＝I 2Rt ，同理P 总>P 热．【例3】 如图所示，A 为电解槽，M 为电动机，N 为电炉子，恒定电压U ＝12 V ，电解槽内阻r A ＝2 Ω，当K 1闭合，K 2、K 3断开时，示数6 A ；当K 2闭合，K 1、K 3断开时，示数5 A ，且电动机输出功率为35 W ；当K 3闭合，K 1、K 2断开时，示数为4 A ．求：(1)电炉子的电阻及发热功率； (2)电动机的内阻；(3)在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率． 答案 (1)2 Ω 72 W (2)1 Ω (3)16 W解析 (1)电炉子为纯电阻，由欧姆定律得：R ＝U I 1＝126 Ω＝2 Ω其发热功率为：P R ＝UI 1＝12×6 W ＝72 W.(2)电动机为非纯电阻，由能量守恒定律得：UI 2＝I 22rM ＋P 输出 所以：rM ＝UI 2－P 输出I 22＝12×5－3552Ω＝1 Ω.(3)电解槽为非纯电阻，由能量守恒定律得： P 化＝UI 3－I 23r A所以P 化＝(12×4－42×2) W ＝16 W.【例4】一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为220 V 的交流电源上(其内电阻可忽略不计)，均正常工作．用电流表分别测得通过电饭煲的电流是5.0 A ，通过洗衣机电动机的电流是0.50 A ，则下列说法中正确的是( )A ．电饭煲的电阻为44 Ω，洗衣机电动机线圈的电阻为440 ΩB ．电饭煲消耗的电功率为1 555 W ，洗衣机电动机消耗的电功率为155.5 WC ．1 min 内电饭煲消耗的电能为6.6×104 J ，洗衣机电动机消耗的电能为6.6×103 JD ．电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍解析 由于电饭煲是纯电阻元件，所以R 1＝UI 1＝44 Ω，P 1＝UI 1＝1 100 W其在1 min 内消耗的电能W 1＝UI 1t ＝6.6×104 J 洗衣机为非纯电阻元件，所以R 2≠UI 2，P 2＝UI 2＝110 W其在1 min 内消耗的电能W 2＝UI 2t ＝6.6×103 J其热功率P 热≠P 2，所以电饭煲发热功率不是洗衣机电动机发热功率的10倍． 答案 C【针对练习】电阻R 和电动机M 串联接到电路中，如图所示，已知电阻R 跟电动机线圈的电阻值相等，电键接通后，电动机正常工作，设电阻R 和电动机M 两端的电压分别为U 1和U 2，经过时间t ，电流通过电阻R 做功为W 1，产生热量为Q 1，电流通过电动机做功为W 2，产生热量为Q 2，则有( )A ．U 1<U 2，Q 1＝Q 2B ．U 1＝U 2，Q 1＝Q 2C ．W 1＝W 2，Q 1>Q 2D ．W 1<W 2，Q 1<Q 2答案 A解析 电动机是非纯电阻元件，其两端电压U 2>IR ＝U 1，B 错；电流做的功W 1＝IU 1t ，W 2＝IU 2t ，因此W 1<W 2，C 错；电流产生的热量由Q ＝I 2Rt 可判断Q 1＝Q 2，A 对，D 错． 四、“极限思维法”解混联电路中功率变化问题极限思维法是把某个物理量推向极端，即极大和极小或极限位置，并以此作出科学的推理分析，从而给出判断或导出一般结论．当题目要求定性地判断某一具体的物理量的变化情况或变化趋势时，可假设其他变量为极端的情况，从而较快地弄清该物理量的变化趋势，达到研究的目的．选择题不同于其他题型，有时对结果的得出，不需要很严密的计算，只要能够大致地了解并弄清楚其结果的范围或变化趋势就行了．因此，在做选择题时，采用极限思维法极为简便且可以大大缩短做题时间．【例5】如图所示，电源电压恒定，当滑动变阻器触头自左向右滑行时，灯泡L 1、L 2的亮度变化情况是( )A．L1变亮，L2变暗B．L1变暗，L2变亮C．L1、L2均变暗D．L1、L2均变亮答案 D解析滑动触头在最左端时，L1不亮，L2与R串联，当滑动触头在最右端时，L1与R并联后与L2串联在电源上，所以当触头向右移动时，两个灯都变亮.五、对电阻、电阻定律的理解和应用1．电阻与电阻率的区别(1)电阻是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量，电阻大的导体对电流的阻碍作用大．电阻率是反映制作导体的材料导电性能好坏的物理量，电阻率小的材料导电性能好．(2)导体的电阻大，导体材料的导电性能不一定差；导体的电阻率小，电阻不一定小，即电阻率小的导体对电流的阻碍作用不一定小．(3)导体的电阻、电阻率均与温度有关．2．电阻的决定式和定义式的区别公式R＝ρlS R＝U I区别电阻的决定式电阻的定义式说明了电阻的决定因素提供了一种测定电阻的方法，并不说明电阻与U和I有关只适用于粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解质溶液适用于任何纯电阻导体【例6】材料的电阻率ρ随温度变化的规律为ρ＝ρ0(1＋αt)，其中α称为电阻温度系数，ρ0是材料在t＝0 ℃时的电阻率．在一定的温度范围内α是与温度无关的常量．金属的电阻一般随温度的增加而增加，具有正温度系数；而某些非金属如碳等则相反，具有负温度系数．利用具有正负温B ．跟导线的横截面积S 成正比C ．跟导线的长度l 成反比D ．只由其材料的性质决定 答案 D解析 对于某种金属导线来说，电阻率只由其材料的性质决定，而不是由R 、S 、l 来决定，对比各选项可知，A 、B 、C 错误，D 正确．§题组训练§1.（多选）如图所示，图中1、2分别为电阻R 1、R 2的电流随电压变化的关系图线，则( )A ．R 1和R 2串联后的总电阻的I －U 图线应在Ⅰ区域B ．R 1和R 2串联后的总电阻的I －U 图线应在Ⅲ区域C ．R 1和R 2并联后的总电阻的I －U 图线应在Ⅰ区域D ．R 1和R 2并联后的总电阻的I －U 图线应在Ⅱ区域 答案 BC2.如图所示三个完全相同的电阻阻值R 1＝R 2＝R 3，接在电路中，则它们两端的电压之比为( )A ．1∶1∶1B ．1∶2∶2C ．1∶4∶4D ．2∶1∶1答案 D解析 R 2、R 3并联电阻为R 12，再根据串联电路分得电压与电阻成正比知U 1∶U 2∶U 3＝2∶1∶1，D 项正确．3．（多选）三个阻值都为R 的电阻，它们任意连接、组合，得到的电阻值可能是( ) A ．0.5R B ．3R C ．1.5RD.23R答案BCD解析全部串联R1＝3R，全部并联R2＝R3；两并一串R3＝R＋R2＝32R＝1.5R.两串一并R4＝2R·R2R＋R＝23R，综上正确选项为B、C、D.4．电阻R1阻值为6 Ω，与电阻R2并联后接入电路中，通过它们的电流之比I1∶I2＝2∶3，则电阻R2的阻值和总电阻的阻值分别是()A．4 Ω 2.4 ΩB．4 Ω 3.6 ΩC．9 Ω 3.6 Ω D．9 Ω 4.5 Ω答案 A解析由并联电路特点知R1I1＝R2I2，所以R2＝23R1＝4 Ω，R总＝R1R2R1＋R2＝2.4 Ω.故选项A正确．5.如图所示四个相同的灯泡按如图所示方式连接，关于四个灯泡的亮度，下列结论中正确的是()A．A灯、B灯一样亮，C灯次之，D灯最暗B．A灯最亮、C灯次之，B与D灯最暗且亮度相同C．A灯最亮、B与C灯一样亮，D灯最暗D．A与B灯一样亮，C与D灯一样亮，但比A与B灯暗些答案 B解析电路的连接特点是：B灯与D灯串联和C灯并联再和A灯串联，A灯在干路上通过它的电流最大，A灯最亮，C灯中的电流大于B与D灯中的电流，C灯较亮，B灯与D灯最暗且亮度相同，综合以上分析得B正确．A、C、D错误．6．下列关于电功率的说法中，正确的是()A．用电器的额定功率与用电器的实际电压和实际电流有关B．用电器的实际功率取决于用电器的额定功率C．白炽灯正常工作时，实际功率等于额定功率D．电功率越小，则电流做功越少答案 C解析用电器的额定功率是它正常工作时的功率，其值是由用电器本身的结构决定的，与实际电流和实际电压无关，故A错，C对；用电器实际功率的大小是由加在它两端的电压和通过它的电流决定的，B错；电流做功的多少不仅与功率的大小有关，还与通电时间有关，D错．7．一白炽灯泡的额定功率与额定电压分别为36 W与36 V．若把此灯泡接到输出电压为18 V的电源两端，则灯泡消耗的电功率()A．等于36 W B．小于36 W，大于9 WC．等于9 W D．小于9 W答案 B解析白炽灯在正常工作时的电阻为R，由P＝U2R变形得R＝36 Ω，当接入18 V电压时，假设灯泡的电阻也为36 Ω，则它消耗的功率为P′＝U′2R＝18236W＝9 W，但是当灯泡两端接入18 V电压时，它的发热功率小，灯丝的温度较正常工作时的温度低，其电阻率小，所以其电阻要小于36 Ω，其实际功率要大于9 W，故选项B正确．8.（多选）如图所示的电路中，L1、L2是两个不同的小灯泡，a、b间有恒定的电压，它们都正常发光，当滑动变阻器的滑片向右滑动时，发生的现象是()A．L1亮度不变，L2变暗B．L1变暗，L2变亮C．电路消耗的总功率变小D．流过滑动变阻器的电流变小答案BCD解析滑动变阻器的滑片向右滑动时阻值增大，并联部分的电阻变大，分得电压变大，所以L2两端电压增大，变亮．L1分得电压变小，L1变暗，A错，B对．因为滑动变阻器电阻变大，总电阻变大，由P＝U2R可知，U一定，P减小，即电路总功率减小，C对．又因为总电阻增大，总电流减小，而L2电压变大，电流变大，所以流过变阻器的电流减小，D正确．9．三只电阻R1、R2和R3按如图所示连接，在电路的A、B端加上恒定电压后，电阻R1消耗的功率最大，则三只电阻的阻值大小关系为()解析材料和质量都相同的均匀电阻线的体积是相同的，又因长度之比L1∶L2＝2∶3.故横截面积之比S1∶S2＝3∶2.由电阻定律得电阻之比为R1R2＝ρL1S1ρL2S2＝L1L2·S2S1＝23×23＝49.14．神经系统中，把神经纤维分为有髓鞘和无髓鞘两大类，现代生物学认为，髓鞘是由多层类脂物质——髓质累积而成，具有很大的电阻，经实验测得髓质的电阻率为ρ＝8×106Ω·m.某生物体中某段髓质神经纤维可看做高20 cm、半径为4 cm的圆柱体，当在其两端加上电压U＝100 V时，该神经发生反应，则引起神经纤维产生感觉的最小电流为()A．0.31 μA B．0.62 μAC．0.15 μA D．0.43 μA答案 A解析由R＝ρl/S得R≈3.18×108Ω，所以I＝U/R≈0.31 μA.15.如图所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab＝2bc.当将A与B接入电路或将C与D接入电路中时电阻之比R AB∶R CD为()A．1∶4 B．1∶2C．2∶1 D．4∶1答案 D解析设沿AB方向横截面积为S1，沿CD方向的横截面积为S2，则有S1S2＝12，A、B接入电路时电阻为R AB，C、D接入电路时电阻为R CD，则有R ABR CD＝ρL abS1ρL bcS2＝41.16．当电路中的电流超过熔丝的熔断电流时，熔丝就要熔断．由于种种原因，熔丝的横截面积略有差别．那么熔丝熔断的可能性较大的是()A．横截面积大的地方B．横截面积小的地方C．同时熔断D．可能是横截面积大的地方，也可能是横截面积小的地方解析 (1)因为P 入＝IU 所以I ＝P 入U ＝66220 A ＝0.3 A(2)电风扇正常工作时转化为内能的功率P 内＝I 2R ＝0.32×20 W ＝1.8 W电风扇正常工作时转化为机械能的功率P 机＝P 入－P 内＝66 W －1.8 W ＝64.2 W 电风扇正常工作时的效率η＝64.266×100%≈97.3%(3)电风扇的风叶被卡住后，电动机不转时可视为纯电阻电路，通过电风扇的电流 I ＝U R ＝22020 A ＝11 A电动机消耗的电功率P ＝IU ＝11×220 W ＝2 420 W 电动机发热功率P 内＝I 2R ＝112×20 W ＝2 420 W20.相距11 km 的A 、B 两地用两导线连接，由于受到暴风雨的影响，在某处一根树枝压在两根导线上造成故障．为查明故障地点，先在A 处加12 V 的电压，在B 处测得电压为10 V ；再在B 处加上12 V 电压，在A 处测得电压为4 V ，问故障地点离A 处多远？ 答案 1 km解析 在A 处加12 V 电压时，等效电路如图甲所示．设树枝的电阻为R ，A 与故障点间单根导线的电阻为R A ，B 与故障点间单根导线的电阻为R B ，则U 1＝U 2R A ＋RR ，解得R A ＝110R .同理，B 处加12 V 电压时，等效电路如图乙所示，U 2＝U 2R B ＋R R ，解得R B ＝R ，故R A ＝110R B ，设故障地点离A处x km ，则由电阻定律得R A ＝ρx S ，R B ＝ρ11－x S ，两式相比R A R B ＝x 11－x ＝110，解得x ＝1 km.§课后作业§1．两电阻R 1、R 2的电流I 随电压U 变化的关系图线如图所示，其中R 1的图线与纵轴的夹角和R 2的图线与横轴的夹角都是θ＝30°.若将R 1、R 2串联起来接入电路中，则通电后R 1、R 2消耗的电功率之比P 1∶P 2等于( )A．1∶ 3 B．3∶ 3 C．1∶3 D．3∶1答案 C2．一白炽灯泡的额定功率与额定电压分别为36 W和36 V．若把此灯泡接到输出电压为18 V 的电源两端，则灯泡消耗的电功率()A．等于36 W B．小于36 W，大于9 WC．等于9 W D．小于36 W答案 B3.家用电熨斗为了适应不同衣料的熨烫，设计了调整温度的多挡开关，使用时转动旋钮即可使电熨斗加热到所需的温度．如图所示是电熨斗的电路图．旋转多挡开关可以改变1、2、3、4之间的连接情况．现将开关置于温度最高挡，这时1、2、3、4之间的连接是下图中所示的哪一个()答案 A4．投影仪的光源是强光灯泡，发光时必须用风扇给予降温．现设计投影仪的简易电路，要求：带动风扇的电动机先启动后，灯泡才可以发光；电动机未启动，灯泡绝对不可以发光．电动机的电路元件符号是○M，下图中符合设计要求的是()答案C解析无论灯泡控制开关是否闭合，只要电源开关闭合，风扇即开始工作，符合该要求的是C 选项的电路．5．有一内电阻为4.4 Ω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．电解槽的发热功率为60 WC．电解槽消耗的电功率为60 WD．电路消耗的总功率为60 W答案C解析灯泡能正常发光，说明电解槽和灯泡均分得110 V电压，且干路电流I＝I灯＝60 W 110 V，则电解槽消耗的功率P＝P灯＝60 W，C对，A错；电解槽的发热功率P热＝I2R＝1.3 W，B错；整个电路消耗的功率P总＝220 V×60 W110 V＝120 W，D错．6．把六个相同的小灯泡接成如图甲、乙所示的电路，调节变阻器使灯泡正常发光，甲、乙两电路所消耗的功率分别用P甲和P乙表示，则下列结论中正确的是()A．P甲＝P乙B．P甲＝3P乙C．P乙＝3P甲D．P乙>3P甲答案 B7．（多选）如图所示，把四个相同的灯泡接成甲、乙两种电路后，灯泡都正常发光，且两个电路的总功率相等．则这两个电路中的U甲、U乙，R甲、R乙之间的关系，正确的是()A．U甲>2U乙B．U甲＝2U乙C．R甲＝4R乙D．R甲＝2R乙答案BC解析设灯的阻值为R，正常发光时电流为I，由于两个电路的总功率相等，所以I2·R甲＝(2I)2·R乙，即R甲＝4R乙；由P＝U甲·I＝U乙·2I可知，U甲＝2U乙，故选项B、C正确．8.电位器是变阻器的一种．如图所示，如果把电位器与灯泡串联起来，利用它改变灯泡的亮度，下列说法正确的是()A．串接A、B使滑动触头顺时针转动，灯泡变亮B．串接A、C使滑动触头逆时针转动，灯泡变亮C．串接A、C使滑动触头顺时针转动，灯泡变暗D．串接B、C使滑动触头顺时针转动，灯泡变亮答案 D解析根据电位器结构和连线可知：串接A、B使滑动触头顺时针转动时回路电阻增大，回路电流减小，灯泡变暗，A错误；同理，D正确；串接A、C时，滑动触头不能改变回路电阻，灯泡亮度不变，故B、C错误．9．有甲、乙两个由同种金属材料制成的导体，甲的横截面积是乙的两倍，而单位时间内通过导体横截面的电荷量乙是甲的两倍，以下说法中不正确的是() A．甲、乙两导体的电流相同B．乙导体的电流是甲导体的两倍C．乙导体中自由电荷定向移动的速率是甲导体的两倍D．甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速率大小相等答案 C10．左图是改装并校准电流表的电路图．已知表头的量程为Ig＝600 μA、内阻为Rg，是标准电流表．要求改装后的电流表量程为I＝60 mA.完成下列填空(1)图中分流电阻Rp的阻值应为________(Ig、Rg和I表示)．(2)在电表改装完成后的某次校准测量中，表的示数如图所示，由此读出流过电流表的电流为______mA.此时流过分流电阻Rp的电流为______mA(保留1位小数)．答案(1)IgRgI－Ig(2)49.549.0解析(1)根据并联电路的特点，有IgRg＝(I－Ig)Rp，所以Rp＝IgRg I－Ig.(2)表的分度值为1 mA，根据电流的读数等于格子数×分度值，得电流表的读数为49.5 mA. 根据并联电路的特点有IgRg＝(I－Ig)Rp①设当通过表的电流为49.5 mA时，通过表头的电流为Ig′，则有Ig′Rg＝(I′－Ig′)Rp②①②得IgIg′＝I－IgI′－Ig′，所以当表的示数I′＝49.5 mA时，流过表的电流Ig′＝I′I Ig＝495 μA，所以流过Rp的电流Ip′＝I′－Ig′≈49.0 mA.11．如图所示，有一个提升重物用的直流电动机，电阻为r＝0.6 Ω，电路中的固定电阻R＝10 Ω，电路两端的电压U＝160 V，电压表的示数U′＝110 V，则通过电动机的电流是多少？电动机的输入功率和输出功率又各是多少？答案 5 A550 W535 W解析在处理非纯电阻电路的计算问题时，要善于从能量转化的角度出发，紧紧围绕能的转化和守恒定律，利用“电功＝电热＋其他能量”寻找等量关系而求解．电阻R与电动机串联，电流相等，对电阻R根据欧姆定律得：I＝U－U′R＝160－11010A＝5 A电动机的输入功率P＝IU′＝5 A×110 V＝550 W电动机的发热功率P1＝I2r＝52×0.6 W＝15 W所以电动机的输出功率P出＝P－P1＝535 W12．用一个标有“12 V,24 W”的灯泡做实验，测得灯丝电阻随灯泡两端电压变化关系图象如图所示．(1)在正常发光条件下，灯泡的电功率为多大？(2)设灯丝电阻与绝对温度成正比，室温为300 K，求正常发光条件下灯丝的温度．(3)将一定值电阻与灯泡串联后接到20 V电压上，要使灯泡能正常发光，串联的电阻为多大？(4)当合上开关后，需要0.5 s灯泡才能达到正常亮度，为什么这时电流比开始时小？计算电流的最大值．答案(1)18 W(2)2 400 K(3)5.33 Ω(4)刚合上开关灯未正常发光，温度低，电阻小，电流大12 A解析(1)由图知，正常发光时R＝8 Ω，由P＝U2R＝18 W.(2)由图知，室温时电阻R′＝1 Ω，由TT′＝RR′，得T＝2 400 K.(3)串联电路电压分配与电阻成正比，R xR＝812，得R x＝5.33 Ω.(4)刚合上开关灯未正常发光，温度低，电阻小，电流大，Im＝UR′＝12 A.13．大气中存在可自由运动的带电粒子，其密度随距地面高度的增加而增大，可以把离地面50 km以下的大气看做是具有一定程度漏电的均匀绝缘体(即电阻率较大的物质)；离地面50 km以上的大气则可看做是带电粒子密度非常高的良导体，地球本身带负电，其周围空间存在电场．离地面l＝50 km处与地面之间的电势差约为U＝3.0×105 V．由于电场的作用，地球处于放电状态．但大气中频繁发生雷暴又对地球充电，从而保证了地球周围电场恒定不变，统计表明，雷暴每秒带给地球的平均电荷量约为q＝1 800 C．试估算大气电阻率ρ和地球漏电功率P.(已知地球半径r＝6 400km，结果保留一位有效数字)答案2×1012Ω·m5×108 W解析本题中把50 km厚的漏电均匀绝缘体视为一个导体，其长度为50 km，横截面积为地球的表面积，所加电压为U＝3.0×105 V则由题意得I＝qt＝1 800 AR＝UI＝3×1051 800Ω＝16×103Ω又由电阻定律R＝ρlS＝ρl4πr2得ρ＝4πr2Rl＝4×3.14× 6.4×1062×16×10350×103Ω·m≈2×1012Ω·m地球漏电功率为P＝UI＝3×105×1 800 W≈5×108 W。

焦耳定律 电路中的能量转化1、下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中错误的是( ) A.电功率越大,电流做功越快,电路中产生的焦耳热一定越多B.W=UIt 适用于任何电路,而22U W I Rt t R==只适用于纯电阻电路 C.在非纯电阻电路中,UI>I 2R D.焦耳热Q=I 2Rt 适用于任何电路2、如图所示,R 1=10Ω,R 2=20Ω,R 3=30Ω,接在电源上时,功率分别为P 1、P 2、P 3,则( )A.P 1>P 2>P 3B.P 1=P 2=P 3C.P 2<P 1<P 3D.P 1<P 2<P 33、额定电压都是110V ,额定功率分别为100?A P W =、40?B P W =的两盏电灯,接在外电压是220V 的电路上,使每盏电灯均能正常发光,则电路中消耗的功率最小的电路是( )A.B.C.D.4、电阻R 和电动机一起串联的电路中,如图所示.已知电阻R 跟电动机线圈的电阻相等,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U 1、U 2,经过时间t ,电流通过电阻R 做功为W 1,产生的电热为Q 1;电流通过电动机做功为W 2,产生的电热为Q 2,则有( )A.U 1=U 2,Q 1=Q 2B.W 1=W 2,Q 1=Q 2C.W 1<W 2,Q 1<Q 2D.W 1<W 2,Q 1=Q 25、在如图甲所示的电路中,电源的电动势为3.0 V,内阻不计,L1、L2、L3为3个相同规格的小灯泡,这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示,当开关闭合后,下列说法中正确的是( )A.L1中的电流为L2中的电流的2倍B.L1的电阻为7.5 ΩC.L2消耗的电功率为0.375 WD.L1消耗的电功率为0.75 W6、在如图所示电路中,电源电动势为12V,电源内阻为1.0Ω,电路中的电阻R0为1.5Ω,小型直流电动机M的内阻为0.5Ω。