2018人教版高中物理选修(3-1)2.5《焦耳定律》课后作业

合集下载

人教版物理【选修3-1】学案：2.5《焦耳定律》(含答案)

2. 5 焦耳定律学案课前预习学案一、预习目标初步了解焦耳定律，并能进行有关计算二、预习内容1.电流做功的多少等于转化为其他形式能的数量；所谓电流做功，实质上是导体中的恒定电场对的力在做功，电荷的减小，其他形式的能在增加；公式：W= ，P= 。

2.电流通过用电器时把能全部转化为能，这样的电路叫做纯电阻电路。

三、提出疑惑课内探究学案一、学习目标1．理解电流热效应的本质2．掌握焦耳定律，并能进行有关计算3．理解电功和电热的关系，能区分纯电阻电路和非纯电阻电路中的电功和电热二、学习过程 1.电功和电功率（1）电功是电流通过一段电路时，电能转化为其他形式能（电场能、机械能、化学能或内能等）的量度。

（2）W= qU=UIt 是电功的普适式，P= UI 是电功率的普适式，适用于任何电路。

2.焦耳定律和热功率（1）电热则是电流通过导体时，电能转化为内能的量度.（2）Q=I 2Rt 是电热的计算式，可以计算任何电路中电流I 通过电阻R 时在t 时间内产生的热量（电热）；P=I 2R 是热功率的计算式，3.电功和电热（1）在纯电阻电路中：电流通过用电器以发热为目的，例如电炉、电熨斗、电饭锅，电烙铁、白炽灯泡等。

这时电能全部转化为内能，电功等于电热，即W=UIt=I 2Rt=t R U 2.同理P=UI=I 2R=RU 2. （2）在非纯电阻电路中：电流通过用电器是以转化为内能以外的形式的能为目的，发热不是目的，而是难以避免的内能损失。

例如电动机、电解槽、给蓄电池充电、日光灯等.这时电路消耗的电能，即W=UIt 分为两部分，一大部分转化为其他形式的能（例如电流通过电动机，电动机转动，电能转化为机械能）；另一小部分不可避免地转化为电热Q=I 2R t （电枢的电阻生热）.这里W=UIt 不再等于Q=I 2Rt ，应该是W=E 其他＋Q（3）电功和电热是两个不同的物理量，只有在纯电阻电路中，电功才等于电热，W=Q=UIt=I 2R t=t RU 2；在非纯电阻电路中，电功大于电热，W>Q ，这时电功只能用W=UIt 计算，电热只能用Q=I 2Rt 计算，两式不能通用。

2.5 焦耳定律同步训练(答案含解析)—人教版高中物理选修3-1练习

2.5焦耳定律同步训练1.(3分)如图所示为两用电器1和2的伏安特性曲线。

将两用电器串联后接入一电路中，接通电路后关于它们的电阻值R1、R2及发热功率P1、P2的的比较，正确的是______A.R1＜R2，P1＜P2B.R1＜R2，P1＞P2C.R1＞R2，P1＜P2D.R1＞R2，P1＞P22.(3分)两只额定电压均为110V的灯泡甲和乙，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，如图所示电路中最合理的是______A. B. C. D.3.(3分)下列求解电热的公式中，对所有电路均适用的是______t D. Q=W=Pt A. Q=UIt B. Q=I2Rt C. Q=U2R4.(3分)如图所示是某款理发用的电吹风的电路图，它主要由电动机M和电热丝R 构成。

当闭合开关S1、S2后，电动机驱动风叶旋转，将空气从进风口吸入，经电热丝加热，形成热风后从出风口吹出。

已知电吹风的额定电压为220V，吹冷风时的功率为120W，吹热风时的功率为1000W。

关于该电吹风，下列说法正确的是______A.电热丝的电阻为55ΩΩB.电动机的电阻为12103C.当电吹风吹热风时，电热丝每秒钟消耗的电能为1000JD.当电吹风吹热风时，电动机每秒钟消耗的电能为1120J5.(3分)如图所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图线；直线B为电源b的路端电压与电流的关系图线；直线C为一个电阻R的两端电压与电流的关系图线。

如果将这个电阻R分别接到a、b两电源上，那么有______A. R接到a电源上，电源的效率较高B. R接到b电源上，电源的输出功率较大C. R接到a电源上，电源的输出功率较大，但电源效率较低D. R接到b电源上，电阻的发热功率和电源的效率都较高6.(3分)在如图所示的电路中，闭合开关S后，直流电动机正常转动，电压表的示数为8.0V。

已知电源电动势为10V，电源内阻为0.5Ω，电路中的电阻R为 1.5Ω，小型直流电动机M的内阻为 1.0Ω，电压表为理想电表，下列说法正确的是______A.流经电动机的电流为 2.0AB.电动机的输出功率为7WC.电动机产生的热功率为8WD.电源的输出功率为8W7.(3分)电动机与小电珠串联接入电路，电动机正常工作时，小电珠的电阻为R1，两端电压为U1，流过的电流为I1；电动机的内电阻为R2，两端电压为U2，流过的电流为I2。

【推荐】2018-2019学年高中物理第二章恒定电流2.5焦耳定律课后提升作业新人教版选修3-.doc

课后提升作业十四焦耳定律(40分钟50分)一、选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分)1.两盏额定功率相同的灯泡A和B，其额定电压UA >UB，则下列说法正确的是( )A.两灯正常发光时，灯泡的电流关系为IA >IBB.两灯电阻关系为RA <RBC.将两灯串联后接入电路中发光时，灯泡的功率关系为PA <PBD.将两灯并联后接入电路中发光时，灯泡的功率关系为PA ′<PB′【解析】选D。

由P=可知RA >RB，由P=IU可知额定电流IA<IB。

两灯串联后，由串联电路的功率P=I2R可知P∝R，所以PA >PB；两灯并联后，由并联电路的功率P=可知P∝，所以PA ′<PB′。

2.(多选)(2018·黄浦区高二检测)如图所示电路，灯L1标有“24V 16W”，灯L2标有“12V 16W”，两灯串联后接在电压为U的电路中，要保证两灯不损坏，则( )A.两灯实际功率之比为4∶1B.电压U的最大值为30VC.灯L1两端电压与总电压U之比为2∶3D.U=36V时，灯L1、L2均正常发光【解析】选A 、B 。

根据P=UI 可得，两灯泡的额定电流分别为：I 1==A ，I 2==A ，根据欧姆定律可得，两灯泡的电阻分别为R 1==36Ω，R 2==9Ω；将L 1、L 2串联到电源上后，通过的最大电流只能是两个灯泡额定电流中最小的A ，所以两灯泡不可能同时正常发光，故D 不正确；串联电路各处的电流相等，根据P=I 2R可知，灯L 1与L 2实际功率之比为4∶1，故A 正确；根据U=IR 可得：==，则==，故C 不正确；U=I(R 1+R 2)=×45V=30V ，故B 正确，故选A 、B 。

3.(2018·肇庆高二检测)如图所示，A 、B 两端的电压U 一定，电阻R 先接在A 、B 两端，消耗功率为9W 。

再将电阻R 接在较远的C 、D 两端，消耗功率为4W 。

高中物理选修3-1课时作业20：5 焦耳定律

5 焦耳定律一、选择题考点一电功、电功率1．室内有几种用电器：1.5 kW的电饭煲、200 W的电冰箱、750 W的取暖器、250 W的电视机和2 kW的空调器．如果进线处有13 A的保险丝，供电电压为220 V，下列情况下不能同时使用的是()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P m＝UI＝2 860 W．用电器的功率之和大于P m时，用电器就不可以同时使用，故C正确．2.如图1所示为某两个电阻的U－I图象，则电阻之比R1∶R2和把两电阻串联后接入电路时消耗功率之比P1∶P2及并联后接入电路时消耗功率之比P1′∶P2′分别是()图1A ．2∶1 2∶1 1∶2B ．2∶1 1∶2 2∶1C ．1∶2 1∶2 2∶1D ．1∶2 2∶1 1∶2[答案] A3．(多选)有两个灯泡L 1、L 2，额定电压皆为6 V ，额定功率分别为6 W 、3 W ，将它们接在电路中，下列说法正确的是( )A ．若将它们串联接在电路中，两灯泡的总功率最大为9 WB ．若将它们串联接在电路中，两灯泡的总功率最大为4.5 WC ．若将它们并联接在电路中，两灯泡的总功率最大为9 WD ．若将它们并联接在电路中，两灯泡的总功率最大为4.5 W[答案] BC[解析] 当两灯泡串联时，电流相等，L 1的额定电流为I 1＝P 1U 1＝1 A ，电阻R 1＝U 1 2P 1＝6 Ω，L 2的额定电流为I 2＝P 2U 2＝0.5 A ，电阻R 2＝U 2 2P 2＝12 Ω.要使两灯泡不致被烧坏，电路中的最大电流为0.5 A ，最大功率为P max ＝I 2 2R 1＋I 2 2R 2＝4.5 W ，故A 错误，B 正确；当两灯泡并联时，电压相等，当电压为6 V 时，两灯皆可正常发光，此时电路最大功率为9 W ，故C 正确，D 错误．4.A 、B 为“220 V 100 W ”的两盏相同的灯泡，C 、D 为“220 V 40 W ”的两盏相同的灯泡．现将四盏灯泡接成如图2所示的电路，并将两端接入电路，各灯实际功率分别为P A 、P B 、P C 、P D .则实际功率的大小关系为( )图2A ．P A ＝PB ，PC ＝P DB ．P A ＝P D ＞P B ＝P CC ．PD ＞P A ＞P B ＞P CD ．P B ＞P C ＞P D ＞P A[答案] C[解析] 根据R ＝U 2P 得，R A ＝R B ＜R C ＝R D .由电路图知，U B ＝U C ，根据P ＝U 2R知P B ＞P C ；因为I A ＝I D ，根据P ＝I 2R 知，P D ＞P A .流过A 、D 的电流大于流过B 、C 的电流，由P ＝I 2R 知，P A ＞P B ，P D ＞P C ，所以P D ＞P A ＞P B ＞P C .考点二焦耳定律、热功率5．关于电功W 和电热Q 的说法正确的是( )A ．在任何电路中都有W ＝UIt 、Q ＝I 2Rt ，且W ＝QB ．在任何电路中都有W ＝UIt 、Q ＝I 2Rt ，但W 不一定等于QC ．W ＝UIt 、Q ＝I 2Rt 均只有在纯电阻电路中才成立D ．W ＝UIt 在任何电路中都成立，Q ＝I 2Rt 只在纯电阻电路中才成立[答案] B[解析] W ＝UIt 是电功的定义式，适用于任何电路，Q ＝I 2Rt 是焦耳热的定义式，也适用于任何电路，如果是纯电阻电路，则W ＝Q ，在非纯电阻电路中W >Q ，B 对，A 、C 、D 错．6．通过电阻R 的电流为I 时，在t 时间内产生的热量为Q ，若电阻为R ，电流为2I ，则在时间t 2内产生的热量为( )A ．4QB ．2Q C.Q 2 D.Q 4[答案] B考点三纯电阻、非纯电阻电路7．有一台电风扇，额定电压为220 V ，额定电功率为50 W ，线圈电阻为0.4 Ω.当电风扇在额定电压下工作时，关于它的线圈电阻每分钟产生的热量是多少，有四位同学计算如下，其中正确的是( )A ．Q ＝I 2Rt ＝⎝⎛⎭⎫502202×0.4×60 J ≈1.24 JB ．Q ＝Pt ＝50×60 J ＝3 000 JC ．Q ＝IUt ＝50220×220×60 J ＝3 000 J D ．Q ＝U 2R t ＝22020.4×60 J ＝7.26×106 J [答案] A[解析] 电风扇正常工作时产生的热量是由于线圈发热产生的，所以每分钟产生的热量为Q ＝I 2Rt ≈1.24 J ，A 正确．8．(多选)(2018·山师附中期末)日常生活用的电吹风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，得到热风可将头发吹干．设电动机线圈的电阻为R 1，它与电阻为R 2的电热丝相串联，接到直流电源上，电吹风两端电压为U ，通过的电流为I ，消耗的电功率为P ，则以下选项正确的是( )A ．IU >PB ．IU ＝PC ．P >I 2(R 1＋R 2)D ．P ＝I 2(R 1＋R 2)[答案] BC[解析] 根据题意可知，通过电吹风的电流为I ，它两端的电压为U ，所以它消耗的电功率P ＝UI ，A 项错误，B 项正确；电吹风内部有两部分电阻，一是电热丝的电阻，二是电动机线圈的电阻，所以热功率为I 2(R 1＋R 2)，因为有一部分电能转化为电动机的机械能，所以P >I 2(R 1＋R 2)，C 项正确，D 项错误．9．(2018·河北正定中学段考)一个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(电源内阻忽略不计)，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[答案] C[解析] 由于电饭煲是纯电阻用电器，所以R 1＝U I 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 ，洗衣机为非纯电阻用电器，所以R 2≠U I 2＝440 Ω，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，而P 1＝10P 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，只有选项C 正确．10.电阻R 和电动机串联接到电路中，如图3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( )图3A．U1＜U2，Q1＝Q2B．U1＝U2，Q1＝Q2C．W1＝W2，Q1＞Q2D．W1＜W2，Q1＜Q2[答案] A[解析]电动机是非纯电阻，其两端电压U2＞IR＝U1，B错；电流做的功W1＝IU1t，W2＝IU2t，因此，W1＜W2，C错；产生的热量由Q＝I2Rt可判断Q1＝Q2，A对，D错．二、非选择题11.(2017·启东中学高一下期末)如图4所示，M为电动机，N为电炉子，电炉子的电阻R＝4 Ω，电动机的内阻r＝1 Ω，恒定电压U＝12 V．当S1闭合、S2断开时，理想电流表A示数为I1；当S1、S2同时闭合时，理想电流表A示数为I2＝5 A．求：图4(1)理想电流表的示数I 1及电炉子发热功率；(2)电动机的输出功率．[答案] (1)3 A 36 W (2)20 W[解析] (1)电炉子为纯电阻元件，由欧姆定律得：I 1＝U R ＝124A ＝3 A 其发热功率为：P R ＝I 1 2R ＝32×4 W ＝36 W ；(2)当S 1、S 2同时闭合时，流过电动机的电流为：I 3＝I 2－I 1＝2 A ，电动机为非纯电阻元件，由能量守恒定律得：UI 3＝P 出＋I 3 2r ，代入数据解得：P 出＝20 W.12．规格为“220 V 36 W ”的排气扇，线圈电阻为40 Ω，求：(1)接220 V 的电源后，排气扇转化为机械能的功率和发热的功率；(2)如果接上(1)中电源后，扇叶卡住，不能转动，求电动机消耗的功率和发热的功率．[答案] (1)35 W 1 W (2)1 210 W 1 210 W[解析] (1)排气扇在220 V 的电压下正常工作时的电流为I ＝P U ＝36220A ≈0.16 A. 发热功率为P 热＝I 2R ＝(0.16)2×40 W ≈1 W.转化为机械能的功率为P 机＝P －P 热＝(36－1) W ＝35 W.(2)扇叶被卡住不能转动后，电动机所在电路成为纯电阻电路，电流做功全部转化为热能，此时电动机中电流为I ′＝U R ＝22040A ＝5.5 A. 电动机消耗的功率即电功率等于发热功率：P 电′＝P 热′＝UI ′＝220×5.5 W ＝1 210 W.13．一台小型电动机在380 V 电压下正常工作时，能将30 kg 的货物在30 s 内匀速提升30 m ，通过它的电流是1 A ．除电动机线圈生热，其他能量损失不计，求在此过程中：(g 取10 N/kg)(1)拉力对货物做功的功率；(2)电动机的输出功率；(3)电动机线圈所产生的热量．[答案] (1)300 W (2)300 W (3)2 400 J[解析] (1)货物匀速上升，故拉力等于重力，故有F ＝mg ＝30×10 N ＝300 N ，上升的速度为v ＝h t ＝30 m 30 s＝1 m/s ，故拉力的功率为P ＝F v ＝300×1 W ＝300 W.(2)电动机的输出功率P 出＝P ＝300 W.(3)由能量守恒定律可知Q ＝IUt －mgh ＝(1×380×30－300×30) J ＝2 400 J.。

高中物理选修3-1(人教版)练习：第二章第5节焦耳定律含答案

5 焦耳定律A级抓基础1．关于电功W和电热Q的说法正确的是( )A．在任何电路中都有W＝UIt、Q＝I2Rt，且W＝QB．在任何电路中都有W＝UIt、Q＝I2Rt，但W不一定等于QC．W＝UIt、Q＝I2Rt均只有在纯电阻电路中才成立D．W＝UIt在任何电路中成立，Q＝I2Rt只在纯电阻电路中成立答案：B2．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．根据国家节能战略，20xx年前普通白炽灯应被淘汰．假设每户家庭有2只60 W的白炽灯，均用10 W的LED灯替代，估算出全国一年节省的电能最接近( )A．8×108 kW·h B．8×1010 kW·hC．8×1011 kW·h D．8×1013 kW·h答案：B3．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：B4．有四盏灯，接入如图所示的电路中，L1和L2都标有“220 V 100 W”，L3和L4都标有“220 V 40 W”．把电路接通后，最暗的灯将是( )A．L1 B．L2C．L3 D．L4答案：C5.在如图所示的电路中，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．解析：电动机正常工作时，电动机两端的电压U0＝50 V，此时通过电路中的电流：I＝＝＝5 A，电动机的输出功率P出＝U0I－I2R0＝210 W.B级提能力6．电功率的计算公式P＝中，U是加在用电器上的电压，R是用电器的电阻，此式可用于( )A．计算电冰箱的功率B．计算电风扇的功率C．计算电烙铁的功率 D．计算洗衣机的功率解析：公式P＝是根据功率公式和欧姆定律推导出来的，只能用在纯电阻电路中，故C正确，A、B、D错误．答案：C7.如图所示为某两个电阻的U－I图象，则R1∶R2的值和把两电阻串联后接入电路时消耗功率之比P1∶P2及并联后接入电路时消耗功率之比P1′∶P2′分别是( )A．2∶1 2∶1 1∶2 B．2∶1 1∶2 2∶1C．1∶2 1∶2 2∶1 D．1∶2 2∶1 1∶2答案：A8．如图所示，额定电压为110 V的两盏电灯，额定功率分别为PA＝100 W，PB＝25 W．把它们接到220 V的电路上，欲使它们都能正常发光且耗电最少，应采用的接法是( )答案：C9．(多选)如图所示，电阻R1＝20 Ω，电动机线圈的电阻R2＝10 Ω.当开关断开时，电流表的示数是0.5 A，当开关闭合后，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P应是( )。

人教版高中物理选修(31)2.5《焦耳定律》课后作业

(精品)高二物理学案-2.5《焦耳定律》(人教版选修3-1)带答案

第5节焦耳定律一. 课前预习1、电功和电功率(1)电功：①定义：在一段电路中电场力所做的功，简称电功。

等于这段电路两端的电压U ，电路中的电流I 和通电时间t 三者的。

②定义式：③单位：在国际单位制中，电功的单位是，简称，符号是 .电功的常用单位有：，俗称“度”，符号是kW ·h.1 kW ·h 表示功率为1 kW 的用电器正常工作1 h 所消耗的电能。

1 kW ·h=1000 W ×3600 s=3.6×106 J(2)电功率：①定义：时间内电流所做的功叫做电功率。

用P 表示电功率。

②定义式：③单位：2、焦耳定律设在一段电路中只有纯电阻元件，其电阻为R ，通过的电流为I ，在时间t 内电流通过此电阻产生的热量Q= 。

这个关系最初是物理学家焦耳用实验得到的，叫焦耳定律。

热功率：单位时间内发热的功率叫做热功率，P 热=tQ = 3、电功率与热功率的区别和联系（1）区别电功率是指输入某段电路的全部功率或在这段电路上消耗的全部电功率，决定于这段电路两端电压U 和通过的电流I 的乘积。

热功率是在某段电路上因发热而消耗的功率，决定于通过这段电路的电流的平方I 2和电阻R 的乘积。

（2）联系若在电路中只有电阻元件时，电功率与热功率数值相等。

即P 热=P 电若电路中有电动机或电解槽时，电路消耗的电功率绝大部分转化为机械能或化学能，只有一少部分转化为内能，这时电功率大于热功率，即P 电＞P 热。

1、(1)乘积、W =Uit 、焦耳、焦、J 、千瓦时(2)单位、P =t W =IU 、瓦（W ）、千瓦（kW ）2、I 2Rt 、I 2R二．课堂练习1．对计算任何用电器的电功率都适用的公式是（CD ）A ．P ＝R I 2B ．C ． D. 2．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( BD )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 WC.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 W3．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（ C ）A ．PB ．r U 2C ．22U r PD ．22Ur P P - 4．有一提升重物用的直流电动机，线圈内阻r =0.6Ω，定值电阻R =10Ω，电源电压U =160 V 。

2018学年高中物理选修3-1学案：2.5 焦耳定律含答案

2.5焦耳定律【考纲要求】1．理解电功、电功率的概念，公式的物理意义。

了解实际功率和额定功率。

2．了解电功和电热的关系。

了解公式Q=I2Rt（P=I2R）、Q=U2t/R（P=U2/R）的适应条件。

3．知道非纯电阻电路中电能与其他形式能转化关系，电功大于电热。

4．能运用能量转化与守恒的观点解决简单的含电动机的非纯电阻电路问题。

【自主学习】1.什么是电功和电功率？（1）功是能量转化的量度，电能转化为其他形式的能通过实现。

电流做功的实质上是导体中的恒定电场对的力在做功，电荷的减小，其他形式的能在增加；公式：是电功的普适式，适用于任何电路。

单位：。

（2）不同电机做功快慢不同，内电流所做的功叫做电功率。

公式：P= 是电功率的普适式。

单位：。

适用于任何电路。

2.什么焦耳定律和热功率？（1）电流的热效应：电流在通过导体时，导体要发热，能转化为能。

这就是电流的热效应。

任何电路中电流I 通过电阻R时都要产生的热量（电热）。

（2）焦耳定律内容：电流通过导体产生的热量跟电流的成正比，跟导体的电阻成及通电时间成。

（3）表达式：电热Q= 。

注意：焦耳定律是电流热效应的实验定律，凡是计算电热，都应选用焦耳定律。

适用于纯电阻电路，也适用于非纯电阻电路。

（4）热功率（P）：定义：称为热功率。

表达式：P = 。

3.电功和电热有何异同？（1）电流通过用电器时把能全部转化为能，这样的电路叫做纯电阻电路。

在纯电阻电路中，例如电炉、电熨斗、电饭锅，电烙铁、白炽灯泡等。

这时电能全部转化为内能，电功等于电热，即.同理.（2）电流通过用电器时把能全部转化为的能和能，这样的电路叫做非纯电阻电路。

在非纯电阻电路中：电流通过用电器是以转化为内能以外的形式的能为目的，发热不是目的，而是难以避免的内能损失。

例如电动机、电解槽、给蓄电池充电、日光灯等。

这时电路消耗的电能，即W=UIt分为两部分，一大部分转化为其他形式的能E其他（例如电流通过电动机，电动机转动，电能转化为机械能）；另一小部分不可避免地转化为电热Q=I2R t（电枢的电阻生热）.这里W=UIt不再等于Q=I2Rt，应该是W=E其他＋Q（3）电功和电热是两个不同的物理量，只有在纯电阻电路中，电功等于电热，；在非纯电阻电路中，电功大于电热，W>Q，这时电功只能用计算，电热只能用计算，两式不能通用。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

课后作业45分钟
限时：45分钟
总分：100分
一、选择题(8×5′，共40分)
1．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
2．为了使电炉消耗的电功率减小到原来的一半应采取下列哪些措施( )
A ．保持电阻不变，使电流减半
B ．保持电阻不变，使电压减半
C ．保持电炉两端电压不变，使其电阻减半
D ．使电压和电阻各减半
解析：由P ＝U 2
R 可知，电压、电阻各减半，功率也减为原来的一半．
答案：D
图6
3．有一只家用电熨斗，其电路结构如图6所示，改变内部接线方式可以使电熨斗处于断开状态和获得中低高三个不同的温度挡，图7是它的四种不同连线方式，其中能获得低挡温度的是()
图7
解析：R1、R2串联时，获得低挡温度．
答案：B
图8
4．A、B、C三个灯泡，用如图8所示的方式连接，各自消耗的
实际功率相同，则R A∶R B∶R C为()
A．1∶1∶1B．1∶2∶2 C．2∶1∶1 D．1∶4∶4
解析：先分析B、C，由P＝U2
R知R B＝R C，又I A＝I B＋I C＝2I B，
由P＝I2R知R A∶R B＝1∶4，所以R A∶R B∶R C＝1∶4∶4.
答案：D
5．两个电阻R1＝8Ω，R2＝2Ω，并联在电路中．欲使这两个电阻消耗的功率相等，可行的办法是()
A．用一个阻值为2Ω的电阻与R2串联
B．用一个阻值为6Ω的电阻与R2串联
C．用一个阻值为6Ω的电阻与R1串联
D．用一个阻值为2Ω的电阻与R1串联
答案：A
图9
6．电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内水烧干前的加热状态；另一种是锅内水烧干后的保温状态．如图9所示是电饭锅电路的原理示意图．S是用感温材料制造的开关．下列说法正确的是() A．其中R2是供加热用的电阻丝
B．当开关S接通时电饭锅为加热状态，S断开时为保温状态
C．要使R2在保温状态时的功率为加热状态时的一半，R1/R2应为2/1
D．要使R2在保温状态时的功率为加热状态时的一半，R1/R2应为(2－1)/1
解析：电阻小时，功率大，是加热状态；电阻大时，功率小，是保温状态．
答案：ABD
7．理发用的电吹风机中有一个小电动机和电热丝，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．设电动机线圈的电阻为R1，它与电热丝R2相串联后，接到直流电源上，电吹风机两端电压为U，电流为I，消耗电功率为P，则以下关系式中正确的是()
A．P<UI B．P＝I2(R1＋R2)
C．P＝UI D．P>I2(R1＋R2)
解析：吹风机是一个非纯电阻用电器，U>IR.
答案：CD
图10
8．如图10所示，一幢居民楼里住着生活水平各不相同的24户
居民，所以整幢居民楼里有各种不同的电器，例如电炉、电视机、微波炉、电脑等．停电时，用欧姆表测得A、B间的电阻为R，供电后，各家电器同时使用，测得A、B间的电压为U，进线电流为I，则计算该幢居民楼用电的总功率可以用的公式是()
A．P＝I2R B．P＝U2 R
C．P＝UI D．P＝W t
解析：此电路中所有用电器不一定都是纯电阻电路，故总功率只能用P＝UI计算，故C正确．
答案：C
二、非选择题(9、10题各10分，11、12题各20分，共60分)
9．某商场安装了一台倾角为30°的自动扶梯，该扶梯在电压为380 V的电动机带动下，以0.4 m/s的恒定速率向斜上方移动，电动机的最大输出功率为4.9 kW.不载人时测得电动机中的电流为5 A，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为________．(设人的平均质量为60 kg，g取10 m/s2) 解析：这台自动扶梯最多可同时载人数的意义是电梯仍能以0.4 m/s的恒定速率运动而电动机的输出功率达到最大．电动机做功应包含两部分内容：一是电梯不载人时对本身做功，二是对人做功，所以
4.9×103W＝IU＋Mg sinθ·v，Mg＝15000 N，n＝Mg
mg＝
15000
60×10
＝
25(个)．此题要注意的问题是扶梯上是否有人，只要扶梯在运动，就要消耗电能．题目中的空载电流，就给定了扶梯空载时消耗的电功率
P自身＝IU.另外，扶梯对人做功的过程就是克服重力做功的过程，因此对人所消耗的电功率就等于克服重力的功率，即P＝Mg v sinθ.故扶梯消耗的总功率等于二者功率之和．
答案：25
10．三个电阻分别标有“100Ω 4 W”，“200Ω 2 W”，“50Ω8 W”，将它们串联起来，允许通过的最大电流为________A，允许消耗的最大总功率为________W.
解析：由P＝I2R得，
I1＝P1
R1＝
4
100A＝0.2 A，
I2＝P2
R2＝
2
200A＝0.1 A，
I3＝P3
R3＝
8
50A＝0.4 A，
故串联后允许通过的最大电流为0.1 A．R总＝(R1＋R2＋R3)＝(100＋200＋50) Ω＝350 Ω，故允许消耗的最大总功率为：P总＝I2max·R 总＝0.12×350 W＝3.5 W.
解决此类题的依据是任何用电器都不能超过它的额定值，至少有一个用电器达到它的额定值．一个用电器有额定功率、额定电压、额定电流，只要其中一个量达到额定值，那么另两个量也一定达到额定值．
答案：0.1 3.5
11．一辆电动自行车的铭牌上给出了如下的技术参数表：
力F f 恒为车和人总重的k ＝0.02倍，取g ＝10 m/s 2.求：
(1)此车永磁毂电机在额定电压下正常工作的效率；
(2)仅在永磁毂电机以额定功率提供动力的情况下，人骑自行车的最大速度；
(3)仅在永磁毂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 的人骑车的最大加速度．
解：(1)由表可知，电机的额定电压为U ＝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
＝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．当达到最大速度v m 时，应有P 出＝F f v m ，所以最大速度v m ＝P 出
F f
＝6.0 m/s.
(3)当车速为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F －F f ＝(M ＋m )a ，解得a ＝1.0 m/s 2.
12．电热毯、电饭锅等是人们常用的电热式家用电器，他们一般具有加热和保温功能，其工作原理大致相同．图11甲为某种电热式电器的简化电路图，主要元件有电阻丝 R 1、R 2和自动开关S .
图11
(1)当自动开关S 闭合和断开时，用电器分别处于什么状态？ (2)用电器由照明电路供电(U ＝220V)设加热时用电器的电功率为 400W ，保温时用电器的电功率为 40W ，则R 1和R 2分别为多大？
(3)若将图10甲中的自动开关S 换成理想的晶体二极管D ，如图11乙所示，其他条件不变，求该用电器工作1小时消耗的电能．
解：(1)S 闭合，处于加热状态；S 断开，处于保温状态． (2)由电功率公式，得P 1＝U 2
R 1 ①，
P 2＝
U 2R 1＋R 2
②，
联立①②得R 1＝121Ω，R 2＝1089Ω. (3)W ＝P 1t 2＋P 2·t
2
＝0.22 kW·h(或7.92×105 J)．。