高中物理焦耳定律

高二物理焦耳定律1§5焦耳定律【典型例题】【例1】将A、B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（D）A、若A灯中的电流比B灯大，则A灯一定比B灯亮B、若A灯两端的电压比B灯大，则A灯一定比B灯亮C、若电流对A灯做的功比B灯多，则A灯一定比B灯亮D、若A灯消耗的电功率比B灯大，则A灯一定比B灯亮【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。【答案】D【例2】额定电压为220V的电动机的线圈电阻为0.8，正常工作时，电动机每秒放出的热量为为1280J，则电动机正常工作时的电流强度为多大？每秒有多少焦的电能转化成机械能？【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Q=I2Rt得1280=I2×0.8×1解得I=40A由能量转化和守恒得P输入=P机+P热P机=UI-I2R=8800-1280=7520J【例3】某商场安装了一台倾角为30°的自动扶梯，该扶梯在电压为380V的电动机带动下以0.4m/s的恒定速度向斜上方运动。电动机的最大输出功率为4.9kW，不载人时测得电动机中的电流为5A，若载人时扶梯的移动速率和不载人时相同，则这台自动扶梯可同时乘载的最多人数是多少？（设人的平均质量为60kg，g＝10m/s2）【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，⑴提供扶梯自身运动所需功率；⑵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n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P，n个人以恒定速率v＝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：25214.01060100.3sin32mgvPn个注意：扶梯对人的支持力竖直向上，而人的运动方向与水平面有一夹角θ，故克服重力的功率为sinmgvP，而不是mgvP【基础练习】一、选择题：1、在下列用电器中，那些属于纯电阻用电器：（）A、电扇和电吹风B、白炽灯、电烙铁和电热毯C、洗衣机和电冰箱D、电解槽高二物理焦耳定律22、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3、在某段电路中，其两端电压为U，通过的电流为I，通电时间为t，若该电路电阻为R，则关于电功和电热的关系，下列结论正确的是（）A、在任何电路中，电功UIt=I2RtB、在任何电路中，电功为UIt，电热为I2RtC、在纯电阻电路中，UIt=I2RtD、在非纯电阻电路中，UIt≥I2Rt4、若A灯标有“220V60W”，B灯标有“220V100W”，把两灯接入电路中，下列说法中正确的是（）A、当通过两灯的电流相等时，A灯比B灯亮B、当通过两灯的电流相等时，B灯比A灯亮C、当加在两灯的电压相等时，A灯比B灯亮D、当加在两灯的电压相等时，B灯比A灯亮5、为了使电炉消耗的功率减小到原来的一半，可行的办法是（）A、使通过它的电流减半B、使两端的电压减半C、使电炉的电阻减半D、使它两端的电压和电阻均减半6、有一只灯泡的灯丝断了，通过转动灯泡把灯丝接通，再接入电源后，所发生的现象及其原因是（）A、灯丝电阻变小，通过它的电流变大，根据P=I2R，电灯变亮B、灯丝电阻变大，通过它的电流变小，根据P=I2R，电灯变暗C、灯丝电阻变小，它两端的电压不变，根据P=U2/R，电灯变亮D、灯丝电阻变大，它两端的电压不变，根据P=U2/R，电灯变暗二、填空题：7、一个电阻为20的导体，当它每通过3C电量时，电流做功18J，那么此导体两端所加电压为V，通过3C电量的时间为s。8、有一电风扇标有“220V55W”，若电风扇的电动机线圈电阻为8，当它正常工作时，电源供给的电功率是W，转化为风的电功率是W，电动机的发热功率是W。9、设通过某电阻R的电流为I，则对应每一个定向通过R的电子（电荷量为e）,电场力所做的功为。三、计算题：10、某滑动变阻器上标有“20Ω、0.2A”的字样，现将固定端A和滑动端P接在3V的电源上，并保持电压不变，如图所示。在P由B端向A端移动的过程中，AP端电阻允许消耗的最大功率是多少？这时AP段的电阻多大？高二物理焦耳定律311、一个标有“110V、10W”的灯泡，求：⑴它的电阻；⑵正常工作时的电流；⑶如果接在100V的电路中实际功率多大？⑷接在220V电压的电路中，它的实际功率多大？会发生什么现象？12、一台直流电动机的额定电压为U＝110V，电枢的电阻R＝0.5Ω，当它正常工作时通过的电流I=20A，若电动机正常运转时间t＝1分钟。求：⑴电流所做的功；⑵电枢上产生的热量；⑶电动机输出的机械能。【能力提升】1、在某段电路中，其两端电压为U，通过的电流为I，通电时间为t，那么关于电功和电热的关系错误的是（）A、在任何电路中，电功IUt等于电热I2RtB、在任何电路中，电功为IUt，电热为I2RtC、在纯电阻电路中，IUt=I2RtD、在非纯电阻电路中，IUt＞I2Rt2、将一根电阻丝接在某恒定电压的电源两端，电流做功的功率为P。若将金属丝均匀的拉长为原来的两倍后再接入原来的电路中，则它的功率为：（）A、4PB、0.25PC、16PD、0.125P3、在电阻器上除了标明电阻值，还标明额定功率，这是它工作时允许消耗的最大功率，超过这个功率，电阻器就会烧坏，现有一个“1004W”的电阻器，允许加在这个电阻器上的最大电压为U=V。允许通过这个电阻器的最大电流为I=A。当电阻器两端的电压为16V时，它消耗的功率为P=W。4、如图所示的电路中，电阻R=10，电动机M的线圈电阻r=1,加在电路两端的电压U=100V，已知电流表的读数为30A，则通过电动机线圈的电流强度为多少？通电1min，电流对电动机M做的§5焦耳定律【基础练习】一、选择题：1、B2、AB3、BC4、AD5、D6、C7、6108、5554.50.59、eIR三、计算题：10、0.6W1511、12100.09A8.3W40W灯丝立即烧断12、1.32×105J1.2×104J1.2×105J【能力提升】1、A2、B3、200.22.564、201.2×105J