焦耳定律经典练习题答案详细讲解

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电功率和热功率

1.一台电动机,额定电压为100 V ,电阻为1 Ω.正常工作时,通过的电流为5 A ,则电动机因发热损失的功率为( ) A .500 W B .25 W C .1 000 W D .475 W

答案 B

解析 电动机的热功率P =I 2

r =52

×1 W=25 W ,B 正确,A 、C 、D 错误.

电功和电热

2.通过电阻R 的电流为I 时,在t 时间产生的热量为Q ,若电阻为2R ,电流为I

2,则在时间t

产生的热量为( ) A .4Q B .2Q C.Q 2 D.Q

4

答案 C

解析 根据Q =I 2

Rt 得,电阻变为原来的2倍,电流变为原来的12,时间不变,则热量变为原来

的1

2

.C 正确. 非纯电阻电路的特点及有关计算

图263

3.如图263所示是一直流电动机工作时的电路图.电动机阻r =0.8 Ω,电路中另一电阻R =10 Ω,直流电压U =160 V ,电压表示数U V =110 V .试求: (1)通过电动机的电流; (2)输入电动机的电功率; (3)电动机输出的机械功率. 答案 (1)5 A (2)550 W (3)530 W

解析 (1)由电路中的电压关系可得电阻R 的分压U R =U -U V =(160-110) V =50 V 通过电阻R 的电流I R =U R R =

50

10

A =5 A 即通过电动机的电流I M =I R =5 A. (2)电动机的分压U M =U V =110 V

输入电动机的功率P 入=I M ·U M =550 W. (3)电动机的发热功率P 热=I 2

M r =20 W 电动机输出的机械功率P 出=P 入-P 热=530 W

(时间:60分钟)

题组一 电功和电功率

1.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 AB

2.关于四个公式①P =UI ;②P =I 2

R ;③P =U 2R ;④P =W

t

,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 答案 AB

解析 P =UI 、P =W t 适用于任何电路的电功率的计算,而P =I 2

R 、P =U 2R 只适用于纯电阻电路的

电功率的计算,故A 正确,C 错误.P =I 2

R 适用于任何电路的热功率的计算,P =UI 、P =U 2

R

只适

用于纯电阻电路的热功率的计算,故B 正确.

3.两个精制电阻,用锰铜电阻丝绕制而成,电阻上分别标有“100 Ω,10 W”和“20 Ω,40 W”,则它们的额定电流之比为( )

A.5∶5

B.10∶20

C.5∶10 D.1∶2 000 答案 C

解析 由公式P =I 2

R 得:I =

P

R

,所以I 1∶I 2=5∶10. 4.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P A=100 W,P B=40 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P=UI=U2

R

,可知R A<R B.

对于A电路,由于R A<R B,所以U B>U A,且有U B>110 V,B灯被烧毁,U A<110 V,A灯不能正常发光.

对于B电路,由于R B>R A,A灯又并联变阻器,并联电阻更小于R B,所以U B>U并,B灯烧毁.对于C电路,B灯与变阻器并联电阻可能等于R A,所以可能U A=U B=110 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U A=U B=110 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(I A-I B)×110 V,而D电路中变阻器功率为(I A +I B)×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U A>U B,则下列说确的是( )

A.两灯正常发光时,灯泡的电流I A>I B

B.两灯电阻R A

C.将两灯串联后接入电路中发光时,则灯泡的功率P A

D.将两灯并联后接入电路中发光时,则灯泡的功率P A′

答案 D

解析由P=U2/R可知R A>R B,由P=UI可知额定电流I A

两灯串联后,由串联电路的功率分配关系可知P∝R,所以P A>P B;

两灯并联后,由并联电路的功率分配关系可知P∝1

R

,所以P A′

题组二非纯电阻电路及焦耳定律

7.有一阻为4.4 Ω的电解槽和一盏标有“110 V60 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 W