2013高二物理精品练习2-5焦耳定律(人教版选修3-1)

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.计算用电量时,常用的单位是“度”,对此,下列说法中正确的是()A.1度等于3.6×103kW·hB.1度等于3.6×106JC.“度”是电功率的单位D.“度”是电功的单位答案:BD解析:“度”是电功的单位,1度等于1kW·h,而1kW·h=3.6×106J,故选项B、D正确。2.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=I2Rt=U2Rt只适用于纯电阻的电路C.在不是纯电阻的电路中,UII2RD.焦耳热Q=I2Rt适用于任何电路答案:BCD解析:电功率公式P=Wt,功率越大,表示电流做功越快。对于一段电路,有P=IU,I=UR,焦耳热Q=(PU)2Rt,可见Q与P、U、t都有关,所以P越大,Q不一定越大,A选项不对。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选项正确。页在不是纯电阻的电路中,电流做的功W=Q(焦耳热)+E(其他形式的能),所以WQ,即UII2R。C选项正确。Q=I2Rt是焦耳热的定义式,适用于任何电路中产生的焦耳热,D选项正确。3.改革开放以来,人们的生活水平和生活质量有了较大的改善,电冰箱、空调机、电视机等家用电器得到了普遍使用。根据下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()BC-65B电冰箱额定电压220V工作频率50Hz额定功率70W耗电荷量:0.50kW·h/24hPS-69电风扇规格400mm额定电压220V工作频率50Hz额定功率65WA.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,也可能少答案:B解析:依据电冰箱铭牌可知,电冰箱在12h内耗电0.25kW·h,而电风扇在12h内耗电W=Pt=0.78kW·h,故B项正确。4.(2012·衡水十四中高二检测)有三个用电器,分别为日光灯、电烙铁和电风扇,它们的额定电压和额定功率均为“220V,60W”。现让它们在额定电压下工作相同时间,产生的热量()A.日光灯最多B.电烙铁最多C.电风扇最多D.一样多答案:B页解析:电烙铁是纯电阻用电器。即以发热为目的,电流通过它就是用来产热。而日光灯和电风扇是非纯电阻电路,电流通过它们时产生的热量很少,电能主要转化为其他形式的能(光能和叶片动能)。综上所述,只有B正确。5.(2011·江苏东台市高二期末)一电动机,线圈电阻为R,在它两端加上电压U,电动机正常工作,测得通过它的电流为I,电动机的机械功率是()A.I2RB.U2RC.UI-I2RD.UI答案:C解析:电动机的电功率P=UI,热功率P热=I2R,所以机械功率是P机=P-P热=UI-I2R,故C项正确。6.如图所示,灯L上标有200W,电动机上标有2000W,在A、B两端加上220V的电压时,灯和电动机均正常工作,求电灯正常工作时的电阻。答案:2Ω解析:已知电灯正常工作时的额定功率为200W,若能求出通过电灯的电流,即可求出电灯正常工作时的电阻。设A、B间总电流为I,A、B间总电压U=220V,A、B间消耗总功率P=200W+2000W=2200W。因为P=UI,所以I=PU=2200220A页=10A。由IL=I,PL=I2LR,所以R=PLI2L=200102Ω=2Ω7.一只规格为“220V2000W”的电炉,求在正常工作时的电阻。若电网电压为200V,求电炉的实际功率。在220V电压下,如果平均每天使用电炉2h,求此电炉一个月要消耗多少度电?(一个月=30天)答案:24.2Ω1653W120度解析:设电炉电阻为R,由P=U2R得R=U2P=22022000Ω=24.2Ω当电压为U′=200V时,电炉的实际功率为P′=U′2R=200224.2W=1653W在220V的电压下,一个月耗用电能W=Pt=2×30×2kW·h=120kW·h。能力提升1.一台国产封闭型贮水式电热水器的铭牌上所列的主要技术参数如表所示。根据表中所提供的数据,计算出此电热水器在额定电压下处于加热状态时,通过电热水器的电流约为()额定容量54L最高水温75℃额定功率1500W额定压力0.7MPa额定电压220V电器类别Ⅰ类A.6.8AB.0.15AC.4.4AD.0.23A答案:A解析:由P=UI,可知该电热水器在额定电压下处于加热状态时页的电流为:I=PU=1500220A≈6.8A,故选项A正确。2.(2010·包集高二检测)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,下列情况下不可能同时使用的是()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,用电器就不可能同时使用,故选C。3.三个阻值相同的灯泡,其允许消耗的最大功率都是10W,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.30WB.20WC.15WD.10W答案:C解析:连接后电路如图,其中L3两端电压最高,它消耗的电功率为10W时,因L1与L2串联,且电阻相等,则分配在L1与L2两灯电压都是灯L3两端电压的一半。页∴P1=P2=U22R=U24R=P34=104W=2.5W则整个电路消耗的功率P=P1+P2+P3=(2.5+2.5+10)W=15W。4.如图所示,在输入电压U恒定的电路上,将电灯L接在AB两端时消耗的功率是9W,将它接在较远的CD两端时消耗的功率是4W,则AC、BD两根输电线上消耗的功率为(设电灯电阻不变)()A.1WB.2WC.5WD.13W答案:B解析:设电灯电阻为R,接在AB和CD两端时的电压分别为U和U′,由P=U2R=9W,P′=U′2R=4W,得U′=23U。因此电灯接在CD两端时,输电线上降落的电压U线=U-U′=13U。则两根输电线的总电阻R线=12R。所以P线=U2线R线=19U212R=29×9W=2W。故B正确。5.页一个标有“12V”字样,功率未知的灯泡,测得灯丝电阻R随灯泡两端电压变化的关系如图所示,利用这条图线计算:(1)在正常发光情况下,灯泡的电功率P=______W.(2)若一定值电阻与灯泡串联,接在20V的电压上,灯泡能正常发光,则串联电阻的阻值为________Ω.答案:(1)24,(2)4解析:(1)由图知当U=12V时R=6Ω,则P=U2R=24W(2)若灯泡能正常发光,需串联一个分压电阻Rx=20-122Ω=4Ω6.(2012·潍坊四县联考)如图所示为电动机提升重物的装置,电动机线圈的电阻为r=1Ω,电动机两端电压为5V,电路中的电流为1A,。忽略一切摩擦,求:(1)电动机线圈电阻消耗的热功率为多少?(2)电动机输入功率和输出功率各是多少?(3)10s内电动机可以把重物匀速提升多高?(4)这台电动机的机械效率是多少?答案:(1)1W(2)5W4W(3)2m(4)80%解析:电动机工作时,其电路为非纯电阻电路,它从电源获取的功率一部分转化为线圈的热功率,另一部分转化为电动机的机械功率。(1)电动机线圈上消耗的热功率为P热=I2r=1W。(2)电动机的输入功率就是电流通过电动机做功的功率,即P入=UI=5×1W=5W电动机的输出功率就是电动机对外做机械功的功率,根据P入=P出+P热得P出=P入-P热=5W-1W=4W。(3)设物体A的重力为G,t=10s内物体上升的高度为h,根据能量守恒定律得P出t=Ghh=P出tG=4×1020m=2m。(4)这台电动机的机械效率为η=P出P入×100%=45×100%=80%。7.一辆电动自行车的铭牌上给出了如下的技术参数表=70kg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=10m/s2,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v1=1.0m/s时,人骑车的加速度。答案:(1)85.7%(2)6.0m/s(3)1.0m/s2解析:(1)由表可知,电机的额定电压为U0=40V、额定电流为I0=3.5A,所以电机正常工作时输入功率为P入=U0I0=140W又因电机的输出功率为P出=120W,所以电机的效率为η=P出P入=85.7%(2)行驶时所受阻力为Ff=k(M+m)g式中m为车的质量。当达到最大速度vmax时,应有P出=Ffvmax,所以最大速度vmax=P出Ff=6.0m/s。(3)当车速为v1=1.0m/s时,牵引力F=P出v1=120N。设此时车的加速度为a,根据牛顿第二定律F-Ff=(M+m)a,解得a=1.0m/s2。

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