人教版高中物理选修3-1焦耳定律名师精编作业2

教材习题点拨教材习题详解1．证明：（1）串联电路中各处电流相等，故有P 1∶P 2∶P 3＝I 21R 1∶I 22R 2∶I 23R 3＝R 1∶R 2∶R 3。

（2）并联电路中各部分电压相等，故有P 1R 1＝U 2，P 2R 2＝U 2，P 3R 3＝U 2即P 1R 1＝P 2R 2＝P 3R 3，P 1∶P 2∶P 3＝1R 1∶1R 2∶1R 3。

（3）因为U ＝U 1＋U 2＋U 3，故P ＝UI ＝（U 1＋U 2＋U 3）I ＝P 1＋P 2＋P 3。

（4）因为I ＝I 1＋I 2＋I 3，故P ＝UI ＝U （I 1＋I 2＋I 3）＝P 1＋P 2＋P 3。

2．（1）在纯电阻电路中，电功率P ＝U 2R，可以知道，S 接通时，R 1被短路，电阻丝R 2的功率最大，电饭锅处于加热状态。

S 断开时，线路电阻变大，电阻丝R 2上的电压减小，电功率变小，电饭锅处于保温状态。

（2）加热状态时的功率P 热＝U 2R 2保温状态时的功率P 温＝（U R 1＋R 2）2R 2 由于P 热＝2P 温则U 2R 2＝2U 2R 2(R 1＋R 2)2解得R 1R 2＝2－11。

3．由P ＝U 2R 知，R ＝U 2P则四个灯泡的电阻大小分别是R a ＝R c ＝220240Ω＝1 210 Ω R b ＝R d ＝2202100Ω＝484 Ω 首先，将灯泡b 、c 合并为一个，则相当于“三个灯泡”串联，据串联电路中功率与阻值成正比知，灯泡a 的功率最大，灯泡d 的功率次之。

然后再分析灯泡b 、c ，由于两者并联，则阻值小的功率大，即灯泡c 的功率最小。

4．（1）当只有电炉A 时，I ＝U R A ＋2r ＝220100＋5×2A ＝2 A ，故 U A ＝IR A ＝220 V ，P A ＝I 2R A ＝400 W 。

（2）当再并联电炉B 时，总电流I ′＝UR A 2＋2r ＝2201002＋5×2 A ＝113 AA 、B 电炉上的电压U A ′＝U B ＝I ′R A 2＝113×50 V ＝5503V ＝183 V 每个电炉消耗的功率P A ′＝P B ＝U A ′2R A ＝(5503)2100 W ＝336 W 。

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5 焦耳定律1.(2019·内蒙古集宁一中月考)一盏电灯直接接在电压恒定的电源上,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（ B ）A。

等于91 W B。

小于91 WC。

大于91 W D。

条件不足,无法确定解析:如果导线电阻忽略时,灯接在恒定电压的电源上功率是100 W;因为导线和灯泡串联，当导线上电阻变大时,即电路中的电阻变大,由P=可知电路消耗的总功率变小,即小于100 W，而导线上消耗的功率为9 W,所以灯泡的实际功率一定小于91 W，选项B正确。

2。

（2019·福建厦门湖滨中学期中)在下列用电器中，哪些都属于纯电阻用电器( B ）A。

电扇和电吹风B。

白炽灯、电炉和电热毯C。

洗衣机和电冰箱D.电解槽、电磁炉、微波炉解析:纯电阻用电器是把电能全部转化为内能，白炽灯、电炉和电热毯的电能全部转化为内能，故B正确；非纯电阻用电器是把电能主要转化为其他形式的能,少部分转化为内能，电扇和电吹风、洗衣机将部分电能转化为机械能，故A，C错误；电解槽将部分电能转化为化学能,电磁炉、微波炉将部分电能转化为电磁能，故D错误。

第5节 焦耳定律1．电流做功实质上是导体中的恒定电场对自由电荷的静电力在做功，电流做功的多少等于电能转化为其他形式能的数量．2．电流做功的公式为W ＝UIt ，适用于任何电路．电功率的公式为P ＝UI ，适用于任何电路．3．电流通过导体时产生的热量(内能)跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比，这一规律叫焦耳定律，表达式为Q ＝I 2Rt ，适用于任何电路．焦耳定律是电流热效应的实验定律，凡计算电热都要用该规律． 电热功率是描述电流做功产生电热的快慢程度的物理量，公式为P ＝I 2R ，适用于任何电路．4．只含有电阻的电路称为纯电阻电路，当有电流通过时，电能全部转化为内能，即电功等于电热，用公式表示为W ＝Q ＝I 2Rt ＝UIt .含有电动机等非纯电阻元件的电路称为非纯电阻电路，电路中的电能除一部分转化为内能外，其他部分转化为机械能、化学能等，此时电功大于电热，电功表达式W ＝UIt ，电热表达式为Q ＝I 2Rt .5．两个绕线电阻分别标有“100 Ω 10 W ”和“20 Ω 40 W ”则它们允许通过的额定电流之比是( )A.5/5B.10/20C.5/10 D ．1/2 000答案 C6．两个电阻分别标有“1 A 4 W ”和“2 A 1 W ”，则它们的电阻之比为( )A ．2∶1B ．16∶1C ．4∶1D ．1∶16答案 B7．关于电功，下列说法中正确的有( )A ．电功的实质是电场力所做的功B ．电功是电能转化为其他形式能量的量度C ．电场力做功使金属导体内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【概念规律练】 知识点一 电功、电功率的计算 1．关于四个公式①P ＝UI ；②P ＝I 2R ；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适用于任何电路的电热功率的计算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 2R 、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 2R 适用于任何电路的热功率的计算，P＝UI 、P ＝U 2R只适用于纯电阻电路的热功率的计算，故B 正确． 2．一个用半导体材料制成的电阻器D ，其电流I 随它两端的电压U 变化的关系图象如图1(a)所示，将它与两个标准电阻R 1、R 2并联后接在电压恒为U 的电源上，如图(b)所示，三个用电器消耗的电功率均为P .现将它们连接成如图(c)所示的电路，仍然接在该电源的两端，设电阻器D 和电阻R 1、R 2消耗的电功率分别为P D 、P 1、P 2，它们之间的大小关系为( )图1 A ．P 1＝4P 2 B ．P D ＝P /9C ．P 1<4P 2D ．P D >P 2答案 C解析 从电阻器D 的I —U 图线可以得出，电阻器的阻值随所加电压的增大而减小，在题图(b)中，三个电阻消耗的功率相等，都为P ＝U 2R 1＝U 2R 2＝U 2R D，说明三个电阻的阻值相等，即R 1＝R 2＝R D .连接成图(c)所示的电路时，电阻器D 两端的电压小于U ，电阻器D 的阻值R D ′>R D ，这时电阻器R D 两端的电压U D >U 3，电阻R 1两端的电压U 1<2U 3，电阻R 2两端的电压U 2＝U D >U 3，由电功率计算式综合比较得出，A 、B 、D 错误，C 正确． 知识点二 焦耳定律3．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 适用于任何电路答案 BCD解析 电功率公式P ＝W t，表示功率越大，电流做功越快．对于一段电路，有P ＝IU ，I ＝P U ，焦耳热Q ＝(P U)2Rt ，可见Q 与P 、U 、t 都有关．所以，P 越大，Q 不一定越大，A 不对．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，B 对． 在非纯电阻电路中，电流做的功＝焦耳热＋其他形式的能，所以W >Q ，即UI >I 2R ，C 对．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．4. 如图2所示，有一提升重物用的直流电动机，内阻R M ＝0.6 Ω，R ＝10 Ω，U ＝160 V ，电压表的读数为110 V ．则：图2 (1)通过电动机的电流是多少？(2)输入到电动机的电功率是多少？(3)电动机工作1 h 所产生的热量是多少？答案 (1)5 A (2)550 W (3)5.4×104 J解析 (1)电动机是非纯电阻，不能用公式U M R M来求电路中的电流．R 两端的电压为U R ＝U －U M ＝160 V －110 V ＝50 V ，I ＝U R R ＝5010A ＝5 A. (2)P 入＝U M I ＝110×5 W ＝550 W.(3)Q ＝I 2R M t ＝5.4×104 J【方法技巧练】一、纯电阻电路中电功和电功率的计算方法5. 有四盏灯，接入如图3所示的电路中，L 1和L 2都标有“200 V 100 W ”字样，L 3和L 4都标有“220 V 40 W ”字样，把电路接通后，最暗的灯是哪一盏？最亮的灯是哪一盏？图3 答案 L 3最喑，L 4最亮解析 由它们的额定电压、额定功率判断出R 1＝R 2<R 3＝R 4，即R 4>R 1>R 23并，由串联电路的功率分配可得P 4>P 1>(P 2＋P 3)，由并联电路的功率分配可得P 2>P 3，所以L 3最暗，L 4最亮．方法总结 在比较两个灯泡的功率大小时，可先比较有相同量的两个灯泡，L 1与L 4电流相同，利用P ＝I 2R 比较功率大小；L 2与L 4电压相同，利用P ＝U 2R比较功率大小；L 1与L 2电阻相同，利用P ＝I 2R 比较功率大小．6．额定电压都是110 V ，额定功率P A ＝100 W ，P B ＝40 W 的电灯两盏，若接在电压是220 V 的电路上，两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗功率最小的电路是下图中的哪一个( )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． 由P ＝U 2R和已知条件可知R A <R B . 对于A 电路，由于R A <R B ，所以A 灯若正常发光，U B >110 V ，B 灯被烧毁，两灯不能正常发光．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，A 灯若正常发光，则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，而D 电路中变阻器功率为(I A ＋I B )×110，所以C 电路消耗电功率最小．方法总结 解此类问题的思路分两步：①先分清哪个电路的A 、B 灯能正常发光，这里可以从电压、电流、电功率三个量中任一个达到其额定值，其余两个也达到额定值方面分析．②确定了正常发光的电路后，再比较哪一个的实际功率小，可以用计算的方法去比较，也可以用定性分析法比较．二、纯电阻电路与非纯电阻电路中能量转化问题的分析7．一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消耗的功率答案 ABD解析 电炉属于纯电阻用电器，电动机属于非纯电阻用电器．对于电炉有：U ＝IR ，放热Q ＝I 2Rt ，消耗功率P ＝I 2R .对于电动机有：U >IR ，放热Q ＝I 2Rt ，消耗功率P ＝UI >I 2R .8．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 ；若把电动机接入2 V 电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1.0 A ．则：(1)电动机正常工作时的输出功率为多大？(2)如果在电动机正常工作时，转子突然被卡住，电动机的发热功率是多大？答案 (1)1.5 W (2)8 W解析 (1)接U ＝0.2 V 电压，电机不转，电能全部转化成内能，故可视为纯电阻电路．电流I ＝0.4 A ，根据欧姆定律，线圈电阻R ＝U I ＝0.20.4Ω＝0.5 Ω. 当接U ′＝2.0 V 电压时，电流I ′＝1.0 A ，故输入电功率P 电＝U ′I ′＝2.0×1.0 W ＝2.0 W ，热功率P 热＝I ′2R ＝1 2×0.5 W ＝0.5 W.故输出功率即机械功率P 机＝P 电－P 热＝(2.0－0.5) W ＝1.5 W.(2)如果正常工作时，转子被卡住，则电能全部转化成内能，故其发热功率P 热′＝U ′2R ＝220.5W ＝8 W. 方法总结 (1)电动机是非纯电阻用电器，要注意区分电功率和热功率，电功率用P 总＝UI 计算，热功率P 热＝I 2R ，机械功率P 机＝P 总－P 热．(2)注意搞清楚电动机电路中的能量转化关系，用能量守恒定律来分析问题．1．不考虑温度对电阻的影响，对一个“220 V 40 W ”的灯泡，下列说法正确的是( ) A ．接在110 V 的电路中时的功率为20 W B ．接在110 V 的电路中时的功率为10 W C ．接在440 V 的电路中时的功率为160 W D ．接在220 V 的电路中时的功率为40 W 答案 BD 解析 由P 额＝U 2额R 得，灯泡的电阻R ＝220240 Ω＝1 210 Ω，当电压为110 V 时，P ＝U 2R＝11021 210W ＝10 W ；电压为440 V 时，超过灯泡的额定电压一倍，故灯泡烧坏，P ＝0. 2．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 ．4QB ．2QC ．Q /2D ．Q /4答案 C解析 由电热公式Q ＝I 2Rt 可得Q ′＝(12I )22Rt ＝12I 2Rt ＝12Q . 3．关于电功和电热，下面说法正确的是( )A 任何电路中的电功W ＝UIt ，电热Q ＝I 2Rt 且W ＝QB．任何电路中的电功W＝UIt，电热Q＝I2Rt但W有时不等于QC．电功W＝UIt在任何电路中都适用，Q＝I2Rt只在纯电阻电路中适用D．电功W＝UIt，电热Q＝I2Rt，只适用于纯电阻电路答案 B4．一台额定电压为U的电动机，它的电阻为R，正常工作时通过的电流为I，则() A．电动机t秒内产生的热量是Q＝UItB．电动机t秒内产生的热量是Q＝I2RtC．电动机的功率为P＝I2RD．电动机的功率为P＝U2/R答案 B解析电动机工作时，是非纯电阻电路，输入的总电能为UIt，它转化为两部分：一是电动机内阻上产生的热能Q＝I2Rt，二是电动机对外输出的机械能E＝UIt－I2Rt.5．两盏额定功率相同的灯泡A和B，其额定电压U A>U B，则下列说法正确的是() A．两灯正常发光时，灯泡的电流强度I A>I BB．两灯电阻R A<R BC．将两灯串联后接入电路中发光时，则灯泡的功率P A<P BD．将两灯并联后接入电路中发光时，则灯泡的功率P A′<P B′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<I B.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′<P B′.6. 如图4所示，三个电阻R1、R2、R3的阻值相同，允许消耗的最大功率分别为10 W、10 W、4 W，此电路中允许消耗的最大功率为()图4A．24 W B．16 WC．12 W D．15 W答案 D7．下面是某电热水壶的铭牌，由此可知该电热水壶正常加热1 min 产生的热量为()电热水壶型号SP—356 A额定电压220 V额定功率 1 800 W额定频率50 Hz额定容量 1.5 LA.1.80×103 J 4C．1.32×104 J D．1.08×105 J答案 D解析由铭牌可知，电热水壶的功率为1 800 W，所以正常加热1分钟产生的热量为Q ＝Pt＝1 800×60 J＝1.08×105 J.8. 有A、B两个电阻，它们的伏安特性曲线如图5所示，从图线可以判断()图5A．电阻A的阻值大于电阻BB．电阻A的阻值小于电阻BC ．电压相同时，流过电阻A 的电流强度较大D ．两电阻串联时，电阻A 消耗的功率较小答案 BCD9．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，直到热风将头发吹干．设电动机线圈电阻为R 1，它与电热丝的电阻R 2串联后接到直流电源上，电吹风机两端电压为U ，电流为I ，消耗的电功率为P ，则有( )①P ＝IU ②P ＝I 2(R 1＋R 2) ③P >IU ④P ＞I 2(R 1＋R 2)A ．①②B ．①④C ．②③D ．③④答案 B10. 如图6所示，电源电压恒为U ＝14 V ，小灯泡L 标有“4 V 8 W ”，电动机的线圈电阻r M ＝1.0 Ω，当变阻器调到2 Ω时，小灯泡与电动机均正常工作，求电动机的机械效率．图6答案 66.7% 解析 小灯泡正常工作I ＝P U 1＝2 A 电动机的输入功率P 入＝I (U －U 1－IR )＝12 W线圈电阻消耗的功率P 内＝I 2r M ＝4 W所以电动机的机械效率η＝P 入－P 内P 入＝12－412＝66.7%. 11．一直流电动机线圈内阻一定，用手握住转动轴使其不能转动，在线圈两端加电压为0.3 V 时，电流为0.3 A ．松开转动轴，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．则：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？答案 1.6 W 0.96 W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：r ＝U I ＝0.30.3Ω＝1 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＝I 1U 1＝0.8×2 W ＝1.6 W ，电动机的机械功率为P 机＝P 入－I 21r ＝1.6 W －0.82×1 W ＝0.96 W.。

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第五节焦耳定律每课一练一. 选择题；1. 把标有“220V，40W”和“220V，15W”的甲、乙两盏灯串联接在220V电压下,则下面分析正确的是( ）A. 两盏灯的总功率等于55W B。

两盏灯的总功率小于15WC。

甲灯的实际功率大于乙灯的实际功率D。

乙灯的实际功率大于甲灯的实际功率2。

甲、乙两电炉并联在同一电源上，各有开关控制，甲炉电阻是乙炉的4倍，要两电炉产生同样多的热量则应:( )A。

甲通电时间是乙的4倍 B. 乙通电时间是甲的4倍C. 甲、乙通电时间一样长D。

不知道额定电压无法比较3。

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6，把它们串联在电路 4. 有两个灯泡,1L标有“6V，3W”的字样，2L没有标记测得2L电阻为中，两灯均正常发光，那么该电路两端电压和2L的电功率分别是( ）A. 12V,3WB. 12V，1。

5W C。

焦耳定律(15分钟·30分)一、选择题(本题共4小题,每题5分,共20分)1.关于电功和电热的计算,下列说法正确的是( )A.如果是纯电阻电路,电功可用公式W=UIt计算,也可用公式W=I2Rt计算B.如果是纯电阻电路,电热可用公式Q=I2Rt计算,但不能用公式Q=UIt计算C.如果不是纯电阻电路,电功只能用公式W=I2Rt计算D.如果不是纯电阻电路,电热可用公式Q=I2Rt计算,也可用公式Q=UIt计算【解析】选A。

纯电阻电路中,欧姆定律是适用的,电功可用公式W=UIt计算,也可以用W=I2Rt 来计算,A选项正确,B选项错误;非纯电阻电路中,电功用公式W=UIt计算,电热用公式Q=I2Rt 来计算,C、D选项错误。

2.三个阻值相同的灯泡,其允许消耗的最大功率都是10 W,如图所示,现将其中的两只灯泡串联起来后再与第三只灯泡并联接在电路中,则整个电路允许消耗的最大功率为( )A.30 WB.20 WC.15 WD.10 W【解析】选C。

连接后电路如题图,其中L3两端电压最高,它消耗的电功率为10 W时,因L1与L2串联,且电阻相等,则分配在L1与L2两灯的电压都是灯L3两端电压的一半。

所以P1=P2====W=2.5 W,则整个电路消耗的功率为P=P1+P2+P3=(2.5+2.5+10) W=15 W。

3.(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。

则下列对这两个电路中的U甲、U乙、R甲、R乙之间关系的说法,正确的是( )A.U甲>2U乙B.U甲=2U乙C.R甲=4R乙D.R甲=2R乙【解析】选B、C。

设灯泡的电阻为R,正常发光时电流为I,电压为U,由于两个电路的总功率相等,P=U甲I=U乙·2I,得U甲=2U乙;又由U甲=2U+IR甲,U乙=U+2IR乙,得R甲=4R乙,故B、C两项正确。

4.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,开关接通后,电动机正常工作。

2019-2020学年高中物理第二章6 第5节焦耳定律练习（含解析）新人教版选修3-1编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（2019-2020学年高中物理第二章6 第5节焦耳定律练习（含解析）新人教版选修3-1）的内容能够给您的工作和学习带来便利。

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焦耳定律(建议用时：30分钟）【A组基础巩固】1．（2019·淄博校级联考)如果家里的微波炉(1 000 W)、电视机(100 W)和洗衣机(400 W)平均每天都工作2 h，一个月（30天计)的用电量是（)A．10 kW·h B．20 kW·hC．45 kW·h D．90 kW·h解析：选D.P＝1 000 W＋100 W＋400 W＝1 500 W＝1.5 kW，故W＝Pt＝1.5 kW×2 h×30＝90 kW·h.2．（2019·北京房山高二期中)一台电动机，额定电压是100 V，电阻是2 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．200 WC．50 W D．450 W解析：选C。

根据焦耳定律得到P热＝I2r＝（5 A)2×2 Ω＝50 W,故C正确．3．（2019·北京西城高二期中）“神舟六号”载人飞船上的电子仪器及各种动作的控制都是靠太阳能电池供电的．由于光照而产生电动势的现象称为光伏效应．“神舟"飞船上的太阳能电池就是依靠光伏效应设计的单晶硅太阳能电池．在正常照射下，太阳能电池的光电转换效率可达23%，单片单晶硅太阳能电池可产生0。

焦耳定律练习课堂同步1.通过电阻R的电流强度为I时，在时间t内产生的热量为Q，若电阻为2R，电流强度为I/2时，则在时间t内产生的热量为（）A．4Q B．2Q C．Q/2D．Q/42.下列求解电热的公式中,对所有电路均适用的是（）U2t D．W=PtA．Q=UIt B．Q=I2Rt C．Q=R3．一台电动机的输出功率是10kW，这表明该电动机工作时( ).A．每秒消耗10kw电能B．每秒对外做10kw功C．每秒消耗10kJ电能D．每秒对外做10kJ功4.电动机的电枢阻值为R，电动机正常工作时，两端的电压为U，通过的电流为I，工作时间为t，下列说法中正确的是( ).A．电动机消耗的电能为UIt B．电动机消耗的电能为I2RtC．电动机线圈产生的热量为I2Rt D．电动机线圈产生的热量为U2t/R5．一台电动机的电阻为4Ω，在220V的额定电压下运行时，发热消耗的电功率为400W.若电动机工作5min，则电流做功________J.6．一个用电器上标有“2kΩ，20W”，允许加在这个用电器两端的最大电压为________V，这个用电器允许通过的最大电流为________A.当这个用电器两端加上20V电压时，它实际消耗电流功率为________W.7．三个标有"100Ω，4W”、“12.5Ω，8W”、“90Ω，10W"字样的电阻，当它们串联时允许加的最大总电压是________V，并联时允许通过的最大总电流是________A.8.一台电动机额定电压为220 V ，线圈电阻R=0.5 Ω,电动机正常工作时通过电动机线圈的电流为4 A ，电动机正常工作10 min ，求（1）消耗的电能.（2）产生的热量.（3）输出的机械能. 课后巩固1.把家用电炉的电热丝剪去一小段后，继续使用，则在同样的时间内（ ）A.由Q =I 2Rt 可知，电炉的发热量减少B.由Q =UIt 可知，电炉的发热量不变C.由Q =t RU 2可知，电炉的发热量增加D.无法确定 2．如图2-22所示，电阻R 1=20Ω，电动机的绕组R 2=10Ω.当电键S 断开时，电流表的示数是0.5A ，当电键S 闭合后，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应是( ).A ．I=1.5AB ． I ＜1.5AC ．P=15WD ．P ＜15W3.如图2-23所示电路中，各灯额定电压和额定功率分别是:A 灯“10V ，10W"，B 灯"60V ，60W ”，c 灯"40V ，40W"，D 灯"30V ，30W".在a 、b 两端加上电压后，四个灯都能发光.比较各灯消耗功率的大小，正确的是( ).A ．PB ＞P D ＞P A ＞PC B ．P B ＞P A ＞PD ＞P CC ．P B ＞PD ＞P C ＞P A D ．P A ＞P C ＞P D ＞P B4.两只额定电压均为110V 的灯泡A 和B ，额定功率分别为100W 和40W ，为了使它们接到220V 电源上能正常发光，同时电路消耗的电功率最小，如图2-24所示电路中最合理的是图( ).图2-22 图2-23 图2-245.有一电热器上标有“220V ，40Ω”字样，用这个电热器在额定电压下将质量是2 kg 、初温度为20 ℃的水煮沸，若电热器的效率为50%，需要多长时间？6.一个灯泡L ，标有"6V ，12W"字样，一台直流电动机D ，其线圈电阻为2Ω，把L 与D 并联，当电动机正常丁作时，灯泡也正常发光.把L 与D 串联，当电动机正常工作时，灯泡的实际功率是额定功率的3/4.求这台电动机正常工作时转化为机械能的功率(假定灯泡电阻保持不变). 7．如图2-25所示，有一提升重物用的直流电动机，内阻r =0.6 Ω, R =10 Ω,U =160 V ，电压表的读数为110 V ，求：（1）通过电动机的电流是多少？（2）输入到电动机的电功率是多少？（3）在电动机中发热的功率是多少？（4）电动机工作1 h 所产生的热量是多少？8．如图2-26所示为某一用直流电动机提升重物的装置，重物的质量m=50kg ，电源的电动势ε=110V.不计电源电阻及各处的摩擦，当电动机以v=0.9m ／s 的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流I=5A ，试求电动机线圈的电阻. 提速训练1．某同学在家中测算电冰箱的月耗电量，他将家中其他用电器断开，只使用电冰箱，观察电能表转蕊的转动情况.测得冰箱致冷时，转盘每12s 转一转；冰箱保温时，转盘每120s 转一转.电能表上标明“2000r ／(kW ·h)”.该同学还测得冰箱每小时致冷10min ，保温50min.每月按30d(天)计.则该冰箱月耗电为_________________(kW ·h)(度)。

2021年高中物理 第2章 5焦耳定律课时作业（含解析）新人教版选修3-11．下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中不正确的是( ) 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 ．在不是纯电阻的电路中，UI ＞I 2RD ．焦耳热Q ＝I 2Rt 适用于任何电路【解析】 电功率公式为P ＝W t，功率越大，表示电流做功越快．对于一段电路，有P ＝IU ，I ＝P U ，焦耳热Q ＝(P U)2Rt ，可见Q 与P 、U 、t 都有关．所以，P 越大，Q 不一定越大，A 错．W ＝UIt 是电功的定义式，适用于任何电路．而I ＝UR只适用于纯电阻电路，B 对．在非纯电阻电路中，电流做的功＝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．【答案】 A2．下列说法正确的是( )A ．家庭生活中，常说的“1度”电，指的是电功率的单位B ．功率是1千瓦的空调正常工作一个小时所消耗的电功是1度C ．1度等于1 000焦耳D ．1度等于3.6×106瓦【解析】 “度”是电功的单位，1 度＝1 kW·h＝1 000 W×3 600 s＝3.6×106J ，故A 、C 、D 错误．功率为1千瓦的空调正常工作1个小时消耗的电功为W ＝Pt ＝1 kW·h＝1度，故B 正确．【答案】 B3．对于连入电路的不同灯泡，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 ．电阻大的灯泡D ．消耗电功率大的灯泡【解析】 消耗电功率大，是指单位时间内将电能转化为(热能)光能多，亮度大，D 正确．【答案】 D4．如图2－5－7所示为甲、乙两灯泡的I －U 图象，根据图象，计算甲、乙两灯泡并联在电压为220 V 的电路中，实际发光的功率约为( )图2－5－7A ．15 W 、30 WB ．30 W 、40 WC ．40 W 、60 WD ．60 W 、100 W【解析】 由图象的横坐标U ＝220 V 可找出对应的纵坐标(I )的值分别为I 甲＝0.18 A ，I 乙＝0.27 A ，则P 甲＝I 甲U ≈40 W ，P 乙＝I 乙U ≈60 W，C 正确．【答案】 C5．一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 ＝Wq＝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】 A6．一只电炉的电阻丝和一台电动机线圈电阻相同，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】 D7．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( )A ．Q ＝U 2t RB ．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】 C[超越自我·提升练]8．如图2－5－8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2－5－8A ．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＝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＝I 2R ＝1.3 W ，B 错；整个电路消耗的功率P 总＝220 V×60 W110 V＝120 W ，D 错误．【答案】 C9．夏天空调器正常工作时，制冷状态与送风状态交替运行．一空调器在不同工作状态下电功率随时间变化的关系见图2－5－9，此空调器运行1小时用电( )图2－5－9A ．1.0度B ．1.5度C ．2.0度D ．2.5度【解析】 从题图可以看出，在1小时内，空调器以0.5 kW 工作的时间为20分钟，以2 kW 工作的时间为40分钟，故空调器1小时内用电为：P 1t 1＋P 2t 2＝0.5×13＋23×2 kW·h＝1.5 kW·h＝1.5度【答案】 B10．某实物投影机有10个相同的强光灯L 1～L 10(24V/200W)和10个相同的指示灯X 1～X 10(220V/2W)，将其连接在220 V 交流电源上，电路如图2－5－10所示，若工作一段时间后，L 2 灯丝烧断，则( )图2－5－10A. X 1的功率减小，L 1的功率增大B. X 1的功率增大，L 1的功率增大C. X 2功率增大，其它指示灯的功率减小D. X 2功率减小，其它指示灯的功率增大【解析】 显然L 1和X 1并联、L 2和X 2并联…然后他们再串联接在220 V 交流电源上，L 2 灯丝烧断，则总电阻变大、电路中电流I 减小，又L 1和X 1并联的电流分配关系不变，则X 1和L 1的电流都减小、功率都减小，同理可知除X 2 和L 2 外各灯功率都减小，A 、B 均错；由于I 减小，各并联部分的电压都减小，交流电源电压不变，则X 2 上电压增大，根据P ＝U 2/R 可知X 2 的功率变大，C 对、D 错．【答案】 C11．如图2－5－11所示，两个不同的工业用电烙铁，其中甲的规格的“220 V,800 W”，乙的规格为“220 V，1 600 W”．则当两电烙铁分别接通，其通过的电流分别为I 1＝0.4 A ，I 2＝0.2 A 时，分别工作t 1＝10 s ，t 2＝20 s 后释放的热能为多少？甲 乙 2－5－11【解析】 由P ＝U 2R 得：R ＝U 2P，故R 甲＝48 400800Ω＝60.5 ΩR 乙＝48 4001600Ω＝30.25 Ω， 由焦耳定律Q ＝I 2Rt 得：Q 甲＝I 21R 甲t 1＝(0.4)2×60.5×10 J＝96.8 J ， Q 乙＝I 22R 乙t 2＝(0.2)2×30.25×20 J＝24.2 J.【答案】 96.8 J 24.2 J12．在研究微型电动机的性能时，可采用如图2－5－12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0.5 A 和1.0 V ；重新调节R ，使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0 A 和15.0 V ．求这台电动机正常运转时的输出功率和电动机的线圈电阻．图2－5－12【解析】 当电流表和电压表的示数为0.5 A 和1.0 V 时，电动机停止工作，电路中只有电动机的内阻消耗电能，其阻值r ＝U 1I 1＝1.00.5Ω＝2 Ω.当电动机正常工作时，电流表、电压表示数分别为2.0 A 和15.0 V ，则电动机的总功率P 总＝U 2I 2＝15.0×2.0 W＝30.0 W ，线圈电阻的热功率P 热＝I 22r ＝2.02×2 W＝8.0 W ， 所以P 输出＝P 总－P 热＝30.0 W －8.0 W ＝22.0 W.【答案】 22.0 W 2 Ω20718 50EE 僮6 25267 62B3 抳623312 5B10 嬐S22419 5793 垓38047 949F 钟g{34921 8869 衩r g。

2 5焦耳定律 同步训练1．不考虑温度对电阻的影响，对一个“220V ，40W ”的灯泡，下列说法正确的是( )A 接在110 V 的电路上时的功率为20 WB 接在110 V 的电路上时的功率为10 W接在440 V 的电路上时的功率为160WD 接在220 V 的电路上时的功率为40 W2．对计算任何用电器的电功率都适用的公式是（ ） 3．加在某台电动机上的电压是U ，电动机消 耗的电功率为P ，电动机线圈的电阻为r ，则电动机线圈上消耗的热功率为（ ）A ．PB ．U2/r ．P2r/U2 D ．P-P2r/U24．把标有“220V ，40W ”和“220V ，15W ”的甲、乙两盏灯串联接在220V 电压下，则下面分析正确的是（ ）A 两盏灯的总功率等于55WB 两盏灯的总功率小于15W甲灯的实际功率大于乙灯的实际功率 D 乙灯的实际功率大于甲灯的实际功率5 一个电热器电阻为R ，当它两端电压为U ，通过时间消耗电能为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，通电时间变为原的2倍B 电阻R 减半，电压U 增大1倍，通电时间不变RI P 2=Ａ．R U P 2=Ｂ．UI P =Ｃ．t W P =Ｄ．电阻R 不变，电压U 增大1倍，通过时间不变D 电阻R 减半，电压U 不变，通电时间不变6 有两个灯泡，1L 标有“6V ，3W ”的字样，2L 没有标记测得2L 电阻为 6，把它们串联在电路中，两灯均正常发光，那么该电路两端电压和2L 的电功率分别是（ ）A 12V ，3WB 12V ，15W 9V ，3W D 9V ，15W7 小红家的电表允许通过的最大电流是10A ，她家有4个标有“220V ，60W ”的灯泡，1个标“220V ，1000W ”的热水器1台，制冷时耗电140W 的电冰箱和一台耗电80W 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8 下列情况中，能判定电路两端电压为220V 的是（ ）A 每通过1的电量，电流做功220JB 通电时间为1时，通过电量220通电时间为1时，电流做功为220JD 每通过220电量，电流做功为1J9、汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗，如图15图，在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表读为10 A,电动机启动时电流表读为58 A,若电电动势为125 V ，内阻为005 Ω,电流表内阻不计，则因电动机启动，车灯的电功率降低了A358 W B432 W 482 W D768 W10．长度和横截面积都相同的铁丝、铝丝和铜丝各一根串联在电路里，通电一段时间后产生的热量最多。