高中物理 第3章第3节 焦耳定律基础巩固试题 鲁科版选修31
2019_2020学年高中物理第3章恒定电流第3节焦耳定律课时作业(含解析)鲁科版选修3_1
第3节 焦耳定律一、选择题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 ．电功是其他形式的能转化为电能的量度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解析：电场力移动电荷时对电荷所做的功叫电功，是电能转化为其他形式能的量度，A 对，BCD 错． 答案：A2．(多选)对计算任何类型的用电器的电功率都适用的公式是( )A ．P ＝I 2R B ．P ＝U 2RC ．P ＝UID ．P ＝W t解析：电功率计算的普适公式是P ＝Wt ＝UI ，只有是在纯电阻用电器的前提下，才可由I＝U R改写功率的表达式，故C 、D 正确． 答案：CD3．一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：D4．有一只灯泡的灯丝断了，通过转动灯泡灯丝接通，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 ＝I 2R ，电灯亮度不变 B ．灯丝电阻变大，通过它的电流变小，根据P ＝I 2R ，电灯变暗C ．灯丝电阻变小，它两端的电压不变，根据P ＝U 2R，电灯变亮D ．灯丝电阻变大，它两端的电压不变，根据P ＝U 2R，电灯变暗解析：转动灯泡灯丝重新搭接后，L 变短，由R ＝ρL S，R 减小，而灯泡两端电压不变，故C 正确． 答案：C5．一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6.6×104J ，洗衣机消耗的电能为6.6×103J D ．电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍解析：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 ＝6.6×104J ，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＝10 P 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．答案：C6．(多选)在高速公路隧道内两侧的灯泡不易更换，为了延长灯泡的寿命，故一个接口处通常安装两个完全相同的灯泡，下列说法正确的是( ) A ．两个灯泡串联B ．为了增加亮度，两个灯泡并联C ．串联时每个灯泡实际消耗的功率为其额定功率的四分之一D ．串联时每个灯泡实际消耗的功率大于其额定功率的四分之一解析：为延长灯泡寿命应使灯泡两端电压小于额定电压，故两个灯泡应串联，P 额＝U 2额R，P实＝（12U 额）2R ′，R ′＜R ，故P 实＞14P 额，故A 、D 正确． 答案：AD7．一辆电瓶车，质量为500 kg ，由内阻不计的蓄电池组向直流电动机提供24 V 的电压，当电瓶车在水平地面上以0.8 m/s 的速度匀速行驶时，通过电动机的电流为5 A ，设车所受的阻力是车重的0.02倍(取g ＝10 m/s 2)，则此电动机的内阻是( ) A ．4.8 ΩB ．3.2 ΩC ．1.6 ΩD ．0.4 Ω解析：UI ＝I 2R ＋fv ，f ＝0.02mg ，解得R ＝1.6 Ω. 答案：C8．(多选)3个完全相同的小型电动机(线圈电阻为r )分别接在相同电压为U 的电路中，如图所示，甲、乙、丙中、、理想电表示数分别为I 0、U 0、I .固定电阻阻值为R ，关于电动机转动中功率的说法正确的是(不计摩擦)( )A ．甲图中电动机消耗的功率为UI 0B ．乙图中电动机发热消耗的功率为U 20rC ．丙图中输入给电动机的功率为U (I －U R) D ．甲图中电动机输出的功率为UI 0－I 20r解析：甲图中加在电动机两端电压为U ，故电动机消耗的功率为UI 0，输出功率为UI 0－I 2r ，乙图中发热功率P ＝(U －U 0R )2 r ，丙图中流过电动机的电流为I －UR，故输给电动机的功率为U (I －UR)，故A 、C 、D 正确． 答案：ACD 二、非选择题9．如图所示，电源电动势为20 V ，内阻不计，当接入固定电阻R ＝5 Ω时，电路中标有“3 V，4.5 W”的灯泡L 和内阻r ′＝0.5 Ω的小型直流电动机恰能正常工作，求： (1)电路中电流强度； (2)电动机的额定工作电压； (3)电源的总功率． 解析：(1)对灯泡I ＝P U ＝4.53A ＝1.5 A (2)U R ＝IR ＝1.5×5V＝7.5 V ，电动机额定电压U M ＝E －U L －U R ＝9.5 V ， (3)P 总＝IE ＝1.5×20 W＝30 W. 答案：(1)1.5 A (2)9.5 V (3)30 W。
高中物理第3章静电场恒定电流第3节焦耳定律学业分层测评鲁科版选修3-1
焦耳定律(建议用时：45分钟)[学业达标]1．关于电功的说法中错误的是( )A ．导体内电场力移送电荷所做的功叫做电功B ．电流做功的过程，就是电能转化为其他形式能的过程C ．电流做功消耗的能量，由电源供给D ．电功就是电能【解析】 根据电功的定义及特点，可以判断A 、B 、C 均正确．电功是电能转化为其他形式的能的量度，功和能是不同的概念，D 错，故选D.【答案】 D的适用范围，以下说法中U2R＝P 、R 2I ＝P 、UI ＝P 关于计算电功率的三个公式)多选(．2正确的是( )【导学号：34660084】A ．这三个公式的适用范围相同B ．第一个公式普遍适用，后两个公式只适用于纯电阻电路C ．第一个公式适用于无电阻的电路，后两个公式适用于有电阻的电路D ．三个公式的适用范围与电路串、并联的方式无关 【答案】 BD3．有一只电风扇，标有“220 V 50 W”字样，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 内产生热量的方法中，正确的是( )A ．Q ＝U 2·t /R B ．Q ＝PtC ．Q ＝(P /U )2·RtD ．以上三种方法均正确【解析】 由于电风扇是非纯电阻电路，故A 、B 错；由P ＝UI 得I ＝P U ，再由Q ＝I 2Rt知C 正确．故选C.【答案】 C4．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1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”是电功单位，1度＝1 kW·h＝1×103W×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，B 正确．【答案】 B5．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 ．P B.U2rC.P2r U2D ．P －P2r U2【解析】 P 热＝I 2r ，因P ＝UI ，则I ＝P U ，所以P 热＝P2rU2，C 正确．【答案】 C6．要使电热器在单位时间内产生的热量减少一半，可以( ) A ．R 不变，使通过电热丝的I 减小一半 B ．U 不变，使电热丝的R 增大一倍 C ．R 不变，使电热丝两端的U 减小一半 D ．U 不变，使电热丝的R 增大为原来的2倍【解析】 电热器是纯电阻电路，电功率可表示为P ＝UI ＝U2R ＝I 2R ，故R 一定时，电压U 减半或电流I 减半，则P 变为原来的14，故A 、C 错误；当U 不变，R 增大一倍时，P 变为原来的12，故B 正确；当U 不变，R 增大到原来的2倍时，P 变为原来的22，D 错误．【答案】 B7．改革开放以来，我国人民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．下面列出了不同品牌的电视机、电风扇、空调机和电冰箱铭牌上的主要项目，试判断正常工作时，其中功率最大的是( )A ．54 cm 彩色电视接收机，工作电压170～240 V ，工作频率50 Hz ，额定功率85 WB ．BC65B 电冰箱，额定电压220 V ，工作频率50 Hz ，额定功率70 W ，耗电量0.50 kW·h/24hC ．FS69电风扇，规格400 mm ，额定电压220 V ，工作频率50 Hz ，额定功率65 WD ．KFR33GW 空调机，额定电压220 V ，工作频率50 Hz ，制冷/制热电流6.2 A/6.2 A 【解析】 显然正常工作时电视机的功率为85 W ，电冰箱的功率为70 W ，电风扇的功率为65 W ，空调机的功率P ＝UI ＝1 364 W ，因此，功率最大的是空调机，选项D 正确．【答案】 D8．一根电阻丝，在通过2 C 的电荷量时电功为8 J ，若在相同的时间内通过4 C 的电荷量，求电阻丝上的电流做的功和所加的电压分别是多少？【导学号：34660085】【解析】 设电阻丝的电阻为R ，据W ＝UIt ＝Uq 得U 1＝4 V 在相同时间内通过的电荷量变为原来的2倍， 据I ＝q /t 知：I 2＝2I 1又由欧姆定律I ＝U /R 得U 2＝2U 1＝8 V 电流的功W 2＝U 2I 2t ＝4W 1＝32 J. 【答案】 32 J 8 V[能力提升]9．(多选)如图333所示，有一内电阻为4.4 Ω的电解槽和一盏标有“110 V，60W”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333A ．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120 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＝R 2I ＝热P 错；电解槽的发热功率A 对C ，60 W ＝灯P ＝P ，则电解槽消耗的功率A 60110＝灯正确．D ，120 W ＝W 60110220×＝总P错；整个电路消耗的功率B ，1.3 W 【答案】 CD10．一只灯泡标有“220 V,100 W”字样，将其接到110 V 的电源上(不考虑灯泡电阻的变化)，则有( )【导学号：34660086】A ．灯泡的实际功率为50 WB ．灯泡的实际功率为25 WC ．通过灯泡的电流为额定工作电流的18D ．通过灯泡的电流为额定工作电流的14【解析】 灯泡电阻为R ＝U2P ＝2202100Ω＝484 Ω. 则灯泡的实际功率和通过的电流分别为P ′＝U′2R ＝1102484 W ＝25 W ，I ′＝U′R ＝110484 A ＝522 A ，是原来511 A 电流的12，只有B 正确．【答案】 B11．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如图334所示．图334(1)此空调器运行1小时用去多少电能？(2)其平均功率为多少？【解析】 (1)1小时内消耗的电能为1.5 kW·h.＝kW·h ⎝ ⎛⎭⎪⎫0.5×13＋2×23＝2t 2P ＋1t 1P ＝E (2)平均功率1.5 kW.＝W 1.5×3.6×10660×60＝E t1＋t2＝W t ＝P 【答案】 (1)1.5 kW·h (2)1.5 kW12．如图335所示，为电动机提升重物的装置，电动机线圈电阻为r ＝1 Ω，电动机的输入电压为U ＝5 V ，电路中的电流为I ＝1 A ，物体A 重20 N ，不计摩擦力，求：【导学号：34660087】图335(1)电动机线圈电阻上消耗的热功率是多少？ (2)电动机输入功率和输出功率各是多少？ (3)10 s 内，可以把重物A 匀速提升多高？(4)这台电动机的机械效率是多少？【解析】 (1)根据焦耳定律，热功率为：1 W.＝×1 W 21＝r 2I ＝QP (2)输入功率等于输入电流与电动机两端电压的乘积5 W＝1×5 W ＝IU ＝入P 输出功率等于输入功率减去发热消耗的功率4 W.＝1 W －5 W ＝QP －入P ＝出P ＝h ，解得mgh ＝t 出P 内10 s 电动机输出的功率用来提升重物转化为机械功率，在(3)m.2 ＝m 4×1020＝mg /t 出P80%.＝入P /出P＝η机械效率(4) 【答案】 (1)1 W (2)5 W 4 W (3)2 m (4)80%。
鲁科版高中物理选修3-1第3节焦耳定律
高中物理学习材料（马鸣风萧萧**整理制作）第3章第3节(本栏目内容，在学生用书中以活页形式分册装订！)1.(2010年河北武强高二检测)右图中虚线框内是一个未知电路，测得它的两端点a、b之间电阻是R，在a、b之间加上电压U，测得流过电路的电流为I，则未知电路的电功率一定是()A．I2R B．U2/RC．UI D．UI－I2R【解析】选项A、B的表达式只适用于纯电阻电路，D项表达式表示在非纯电阻电路中的输出功率，虚线框中不知道是哪种元件，功率P＝UI总是适用的，C选项正确．【答案】 C2．同为“36 V、40 W”的电灯、电扇、电烙铁都正常工作5 min，它们产生热量是() A．一样多B．电灯最多C．电扇最多D．电烙铁最多【答案】 D3．对于连入电路的不同灯泡而言，亮度大的灯泡是()A．通过电流大的灯泡B．两端电压大的灯泡C．电阻值大的灯泡D．消耗电功率大的灯泡【答案】 D4．一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)，则在相同的时间内()A．电炉和电动机产生的电热相等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】因为电热Q＝I2Rt，所以当电流I，电阻R都相等时，电热也相等；而消耗功率即为热功率P＝I2R，所以消耗功率相等；电炉两端的电压U＝IR，但电动机两端的电压除了发热外还要工作，U＝IR＋U′，所以电炉两端电压小于电动机两端电压．【答案】ABC5．一台直流电动机的电枢线圈的电阻是R，其额定电压是U，额定功率是P，那么它正常工作时的电流()A．等于P/U，且大于U/RB．等于P/U，且小于U/RC．等于P/R，也等于U/RD．不等于P/U，但等于U/R【答案】 B6．有两只分别标有“6 V,2 W”，“12 V,8 W”字样的小灯泡，如果把它们串联在电路中，使其中一个恰能正常发光，则加在串联电路两端的电压是()A．6 V B．12 VC．18 V D．24 V【答案】 B7．不考虑温度对电阻的影响，一个标有“220 V、40 W”的灯泡，下列说法正确的是()A．接在110 V的线路上功率为20 WB．接在110 V的线路上功率为10 WC．接在440 V的线路上功率为160 WD．接在550 V的线路上功率为5 W【答案】 B8．在一个恒定电压U的两端直接接上灯泡，其功率为100 W，若用很长的导线连接，使灯泡远离电源，此时灯泡功率变为64 W，则线路上损失的功率为() A．36 W B．16 WC．18 W D．6 W【答案】 B9.如右图所示，电路电压U保持不变，滑动变阻器R的总阻值与R 2的阻值均为20 Ω，电阻R1的阻值为5 Ω.当滑动变阻器R的滑动端P由a向b滑动过程中()A．干路中电流不断增大B．R1上消耗电功率不断增大C．R1上消耗电功率不断减小D．R2上消耗电功率不断减小【解析】 滑片由a 向b 滑动时，R 变小，R 并变小，R 总变小，电路中的总电流变大，R 1两端的电压变大，消耗的功率变大；并联部分电压变小，R 2消耗的功率变小．【答案】 ABD10．一只规格为“220 V 2 000 W ”的电炉．(1)求它在正常工作时的电阻．(2)若电网电压为200 V ，求电炉的实际功率．(3)在220 V 电压下，如果平均每天使用电炉2 h ，那么此电炉一个月(按30天计算)要消耗多少千瓦时电能？【解析】 (1)设电炉电阻为R ，由P ＝U 2R ，得R ＝U 2P ＝22022 000Ω＝24.2 Ω. (2)当电压为U ′＝200 V 时，电炉的实际功率P ′＝U ′2R ＝200224.2W ≈1 653 W. (3)在220 V 的电压下，一个月耗用电能为：W ＝Pt ＝2×2×30 kW·h ＝120 kW·h【答案】 (1)24.2 Ω (2)1 653 W (3)120 kWh11．小明家的窗式空调已用了多年，耗电功率已不再是说明书上的数值了，他想测出这台空调的耗电功率．于是他将家中的其他用电器全部关闭，单独打开空调，观察他家的电度表在2 min 内转了200 转，且电度表上标有3 000 r/kW·h 的字母，你能帮他测出他家空调的功率吗？【解析】 表盘上的字样说明表盘转动3 000转时，电路消耗1度电(1 kW·h)，即在2 min＝120 s 内，电路消耗2003 000 kW·h ＝115 kW·h 的电能，所以P ＝W t ＝115×3.6×106×1120W ＝2 000 W ，即空调的耗电功率为2 000 W.【答案】 2 000 W12. 如右图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图，电动机内阻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)若电动机以v ＝1 m/s 匀速竖直向上提升重物，求该重物的质量．(g 取10 m/s 2)【解析】 (1)U R ＝U －U V ＝160 V －110 V ＝50 VI R ＝U R R ＝5010A ＝5 A 因R 与电动机串联可得电动机电流I M ＝I R ＝5 A.(2)电动机输入功率：P 电＝U V I M ＝5×110 W ＝550 W.(3)电动机输出功率P ′＝P 电－P 热＝U V I M －I M 2r ＝550 W －0.8×52 W ＝530 W由P ′＝F v 可得：P ′＝mg v ，则m ＝P ′g v＝53 kg. 【答案】 (1)5 A (2)550 W (3)53 kg。
高中物理鲁科版选修3-1 学业分层测评：第3章 第3节 焦耳定律11 含解析
图333A．I2R B.U2RC．UI D．UI－I2R【解析】选项A、B的表达式只适用于纯电阻电路，D项表达式表示在非纯电阻电路中的输出功率，虚线框中不知道是哪种元件，而功率P＝UI总是适用的，C选项正确．【答案】C6．要使电热器在单位时间内产生的热量减少一半，可以( ) A．R不变，使通过电热丝的I减小一半B．U不变，使电热丝的R增大一倍C．R不变，使电热丝两端的U减小一半D．U不变，使电热丝的R增大为原来的倍【解析】电热器是纯电阻电路，电功率可表示为P＝UI＝＝I2R，故R一定时，电压U减半或电流I减半，则P变为原来的，故A、C错误；当U不变，R增大一倍时，P变为原来的，故B正确；当U 不变，R增大到原来的倍时，P变为原来的，D错误．【答案】B7．改革开放以来，我国人民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．下面列出[能力提升]9．(多选)如图334所示的电路中，输入电压U恒为12 V，灯泡L上标有“6 V,12 W”的字样，电动机线圈的电阻RM＝0.50 Ω，若灯泡恰能正常发光，以下说法中正确的是( )【导学号：34022087】图334A．电动机的输入功率为12 WB．电动机的输出功率为12 WC．电动机的热功率为2.0 WD．整个电路消耗的电功率为22 W【解析】由于灯泡正常发光，IL＝＝2 A，P总＝UI＝UIL＝24 W，故选项D错误；电动机的输入功率P入＝P总－P灯＝24 W－12 W ＝12 W，故选项A正确；由P＝I2R知电动机的热功率为P热＝IRM＝2.0 W，故选项C正确；电动机的输出功率为P出＝P入－P热＝12 W －2 W＝10 W，故选项B错误．【答案】AC10．一只灯泡标有“220 V,100 W”字样，将其接到110 V的电源上(不考虑灯泡电阻的变化)，则有( )【导学号：34022088】A．灯泡的实际功率为50 WB．灯泡的实际功率为25 WC．通过灯泡的电流为额定工作电流的18D．通过灯泡的电流为额定工作电流的14【解析】灯泡电阻为R＝＝Ω＝484 Ω.则灯泡的实际功率和通过的电流分别为P′＝＝ W＝25 W，I′＝＝ A＝ A，是原来 A电流的，只有B正确．【答案】B11．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如图335所示．图335(1)此空调器运行1小时用去多少电能？(2)其平均功率为多少？【解析】(1)1小时内消耗的电能为E＝P1t1＋P2t2＝kW·h＝1.5 kW·h.(2)平均功率P＝＝＝ W＝1.5 kW.【答案】(1)1.5 kW·h(2)1.5 kW12．如图336所示，为电动机提升重物的装置，电动机线圈电阻为r＝1 Ω，电动机的输入电压为U＝5 V，电路中的电流为I＝1 A，物体A重20 N，不计摩擦力，求：【导学号：34022089】图336(1)电动机线圈电阻上消耗的热功率是多少？(2)电动机输入功率和输出功率各是多少？(3)10 s内，可以把重物A匀速提升多高？(4)这台电动机的机械效率是多少？【解析】(1)根据焦耳定律，热功率为：PQ＝I2r＝12×1 W＝1 W.(2)输入功率等于输入电流与电动机两端电压的乘积P入＝IU＝1×5 W＝5 W输出功率等于输入功率减去发热消耗的功率P出＝P入－PQ＝5 W－1 W＝4 W.(3)电动机输出的功率用来提升重物转化为机械功率，在10 s内P 出t＝mgh，解得h＝P出t/mg＝ m＝2 m.(4)机械效率η＝P出/P入＝80%.【答案】(1)1 W (2)5 W 4 W (3)2 m (4)80%。
高二物理鲁科版选修3-1第3章第3节焦耳定律知能演练含解析
1．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＝错误!t只适用于纯电阻电路C．在非纯电阻电路中,UI>I2RD．焦耳热Q＝I2Rt适用于任何电路解析：选BCD.电功率公式P＝错误!,功率越大,表示电流做功越快．焦耳热Q＝错误!2Rt，可见Q与P、U、R、t都有关．所以P越大，Q不一定越大，A错误．W＝UIt是电功的定义式，适用于任何电路，而I＝错误!只适用于纯电阻电路，由W＝UIt与I＝错误!导出的W＝I2Rt＝错误!t也只适用于纯电阻电路,B正确．在非纯电阻电路中，电流所做的功＝焦耳热＋其他形式的能，所以W>Q,即UI>I2R，C 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正确．故选BCD。
2．（2014·济南二中高二检测)一个电阻接到某电路后，消耗的功率为110 W时，通过3 C的电荷量，有330 J的电能转化为内能，下列各项正确的是（)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：选BCD。
由W＝qU知电路电压U＝Wq＝110 V，A错误；由P＝IU得I＝错误!＝1 A，B正确；由W＝Pt得通电时间t＝错误!＝3 s，C正确;由R＝错误!，得R＝110 Ω,D正确．故选BCD.3．有一台标有“220 V，50 W”的电风扇，其线圈电阻为0。
4 Ω,在它正常工作时,下列求其每分钟产生的电热的四种解法中正确的是( )A．I＝PU＝错误!A，Q＝UIt＝3 000 JB．Q＝Pt＝3 000 JC．I＝错误!＝错误!A，Q＝I2Rt＝1.24 JD．Q＝错误!t＝错误!×60 J＝7。
26×106 J解析：选C。
电风扇是一种在消耗电能过程中既产生机械能,又产生内能的用电器,对这样的用电器，应注意区分电功与电热,对每分钟产生的热量只能根据Q＝I2Rt进行计算．故选C.4．(2014·泉州五校高二期中）电炉丝坏了，去掉四分之一后接在原来的电源上使用，在同样的时间内产生的热量与原来产生的热量之比为（)A．3∶1 B．4∶3C．4∶1 D．1∶4解析：选B。
高中物理 3.3《焦耳定律》每课一练2 鲁科版选修3-1
3.3《焦耳定律》每课一练1．下列关于电功和电功率的说法中，正确的是( )A.电流做功就是电场力做功，把电能转化为其他形式的能B.电流做功越多，则功率越大C.电功率越小，则电流做的功一定越小D.额定电压相同的用电器A 和B ，额定功率P A ＞P B ，两者串联后接在电路中，持续一段时间后，实际消耗的电能W A ＞W B2．直流电动机线圈的电阻为R ，当电动机工作时通过的电流强度为I ，两端电压为U ，则其输出的功率是：A ．UI ，B ．R I UI 2+C ．R I UI 2-D ．R U 23. 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），则在相同的时间内 [ ]A ．电炉和电动机产生的电热相等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4．一根电阻丝在通过2C 的电量时，消耗电能是8J 。
若在相同时间内通过4C 的电量，则该电阻丝两端所加电压U 和该电阻丝在这段时间内消耗的电能E 分别为 [ ]A ．U ＝4VB ．U=8VC ．E ＝16JD ．E=32J5．两个绕线电阻分别标有“100Ω、10w”和“20Ω、40W”，则它们的额定电流之比为[ ]A ．55 B. 2010 C. 105 D.200016．把两根同样材料制成的电阻丝分别连在两个电路中。
A 电阻丝长为L ，直径为d ；B 电阻丝长为3L ，直径为3d ，要使两电阻丝消耗的电功率相等，加在两电阻丝上的电压之比应是：A ．1:1:=B A U U B ．3:3:=B A U UC ．1:3:=B A U UD ．1:3:=B A U U7．由甲地向乙地输电，输送的电功率一定，输电线的材料一定。
设输电电压为U ，输电线的横截面积为S ，输电线因发热损失的电功率为P ，下列说法中正确的是：A ．若U 一定，则P 与S 成反比。
高中物理 3.3 焦耳定律课时作业(含解析)鲁科版选修31
焦耳定律课一、选择题1．(多选)关于电功的说法中正确的是( ) A ．导体内电场力移送电荷所做的功叫做电功B ．电流做功的过程，就是电能转化为其他形式的能的过程C ．电流做功消耗的能量，由电源供给D ．电功就是电能解析：选ABC.根据电功的定义及特点，可以判断A 、B 、C 均正确．电功是电能转化为其他形式的能的量度，功和能是不同的概念，D 错误．故选ABC.2．对计算任何用电器的电功率都适用的公式是( )A ．P ＝I 2R B ．P ＝U 2RC ．P ＝UID ．P ＝W t解析：选CD.公式P ＝I 2R 、P ＝U 2R 只适用于纯电阻电路，而P ＝UI 、P ＝Wt对计算任何用电器的电功率都适用，故选CD.3．(·龙海高二检测)两只灯泡分别接在两个电路中，下列判断正确的是( ) A ．额定电压高的灯泡较亮 B ．额定功率大的灯泡较亮C ．接在电压高的电路两端的灯泡较亮D ．在电路中实际功率大的灯泡较亮解析：选D.灯泡的亮度由灯泡消耗的实际功率决定，实际功率大的灯泡亮，故选D. 4．(多选)一个标有“1 kΩ，40 W”的电阻器，下列说法正确的是( ) A ．允许长期通过它的最大电流是0.2 A B ．额定电压是200 VC ．在额定电压下消耗的功率为40 WD ．加50 V 电压时消耗的功率为40 W解析：选ABC.铭牌上标注的是该电阻器的阻值和允许的最大功率，据P ＝I 2R 得I max ＝401×103 A ＝0.2 A ，A 正确；据P ＝U 2R得U 额＝40×1 000 V ＝200 V ，B 正确；40 W 为电阻器在额定电压下消耗的功率，C 正确；据P ＝U 2R 知，U ＝50 V 时P ＝5021×103 W ＝2.5 W ，D 错误．故选ABC.5．如图所示，R 2＝2R 1，当开关S 断开和闭合时，在相同的时间内，电流通过R 1产生的热量之比为( )A ．1∶3B ．1∶9C ．3∶1D ．9∶1解析：选B.当开关S 断开时，R 1和R 2串联，由欧姆定律知此时的电流I 1＝UR 1＋R 2，而当开关S 闭合时，R 2被短路，电路中只有R 1，电路中的电流I 2＝U R 1，由焦耳定律知两种情况下，电阻R 1上产生的热量之比Q 1Q 2＝I 21R 1t I 22R 1t ＝R 21R 1＋R 22＝19，B 正确．6．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解析：选C.电阻是R ，电流是I 时，Q ＝I 2Rt ，电阻是2R ，电流是I2时，Q ′＝⎝ ⎛⎭⎪⎫I 22·(2R )t＝12I 2Rt ＝12Q ，故选C. 7．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 .若将该电阻丝均匀地拉长为原来的两倍后再接入该电源，则它的功率为( )A ．4PB ．0.25PC ．16PD ．0.125P解析：选B.由V ＝Sl 得电阻丝拉长为原来的2倍，导线截面积变为原来的1/2，由R ＝ρl S 得R ′＝4R .因为P ＝U 2R ，所以P ′＝U 2R ′＝P /4.故选B. 8．(·三明高二检测)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，得到热风将头发吹干．设电动机线圈电阻为R 1，它与电热丝电阻R 2串联后接到直流电源上，吹风机两端电压为U ，电流为I ，消耗的功率为P ，则有( )A ．P <UIB ．P ＝I 2(R 1＋R 2)C ．P >UID ．P >I 2(R 1＋R 2)解析：选D.电路中消耗的电功率为P ＝UI ，A 、C 错误．消耗的电功率除了转化为电动机线圈与电热丝释放的热功率外，还有机械功率输出，即P >I 2(R 1＋R 2)，D 正确，B 错误．故选D.9．(·晋江高二测试)如图所示的电路中，输入电压U 恒为12 V ，灯泡L 上标有“6 V,12 W”字样，电动机线圈的电阻R M ＝0.50 Ω.若灯泡恰能正常发光，以下说法中正确的是( )A ．电动机的输入功率为24 WB ．电动机的输出功率为12 WC ．电动机的热功率为2.0 WD ．整个电路消耗的电功率为22 W解析：选C.由I ＝P 2U 2得，电路中的电流I ＝126A ＝2 A ．电动机两端的电压U M ＝U －U L ＝12 V －6 V ＝6 V ，电动机的输入功率P 入＝U M I ＝6×2 W＝12 W ，发热功率P 热＝I 2R M ＝22×0.50 W ＝2 W ，输出功率P 出＝P 入－P 热＝12 W －2 W ＝10 W ，整个电路消耗的功率P ＝UI ＝12×2 W ＝24 W ，综上所述，只有C 正确．故选C.☆10.功率为10 W 的发光二极管(LED 灯)的亮度与功率60 W 的白炽灯相当．根据国家节能战略，2016年前普通白炽灯应被淘汰．假设每户家庭有两只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·hB ．8×1010kW·hC ．8×1011 kW·hD ．8×1013kW·h 解析：选B.因每只白炽灯和发光二极管的功率分别为60 W 和10 W ，按4亿户家庭，每户家庭每天亮灯6小时计算，全国一年节省的电能最接近4×108×2×(60－10)×10－3kW×365×6 h＝8.76×1010kW·h，故选B.二、非选择题 11．一台国产XQB30－13型自动洗衣机说明书中所列的主要技术数据如下表，试根据表额定电压 220 V 额定频率 50 Hz(1) (2)如洗衣、脱水的累计时间为40 min ，则洗衣机耗电多少？ 解析：(1)由说明书可知P ＝360 W ，又由P ＝UI 可知， I ＝P U ＝360220A ＝1.636 A. (2)W ＝Pt ＝360×40×60 J＝8.64×105J.答案：(1)1.636 A (2)8.64×105J☆12.四川省“十二五”水利发展规划指出，若按现在供水能力测算，我省供水缺口极大，蓄水提水是目前解决问题的重要手段之一．某地要把河水抽高20 m ，进入蓄水池，用一台电动机通过传动效率为80%的皮带，带动效率为60%的离心水泵工作．工作电压为380 V ，此时输入电动机的电功率为19 kW ，电动机的内阻为0.4 Ω .已知水的密度为1×103 kg/m 3，重力加速度取10 m/s 2.求：(1)电动机内阻消耗的热功率；(2)将蓄水池蓄入864 m 3的水需要的时间(不计进、出水口的水流速度)． 解析：(1)设电动机的电功率为P ，则P ＝UI 设电动机内阻r 上消耗的热功率为P r则P r ＝I 2r代入数据解得P r ＝1×103W.(2)设蓄水总质量为M ，所用抽水时间为t .已知抽水高度为h ，体积为V ，水的密度为ρ，则M ＝ρV设质量为M 的河水增加的重力势能为ΔE p ， 则ΔE p ＝Mgh设电动机的输出功率为P 0，则P 0＝P －P r 根据能量守恒定律得P 0t ×60%×80%＝ΔE p代入数据解得t ＝2×104s.答案：(1)1×103 W (2)2×104s。
高中物理 第3章 恒定电流 第3节 焦耳定律自我小测 鲁科版选修3-1(2021年最新整理)
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焦耳定律夯基达标1。
两个电阻分别标有“1 A4 W"和“2 A1 W”字样，则它们的电阻之比是（ )A.2∶1B.16∶1C.4∶1D.1∶162。
对于纯电阻用电器，下列说法中正确的是（ )A.如果额定功率相同，额定电流较大的用电器电阻较大B。
如果额定功率相同，额定电流较大的用电器电阻较小C。
如果额定电压相同，额定功率较大的用电器电阻较大D.如果额定电压相同，额定功率较大的用电器电阻较小3。
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，在相同的时间内（）A。
电炉放热和电动机放热相等B.电炉两端电压大于电动机两端电压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的功率4.用一个额定电压为220 V的电热水器煮沸一壶水需要t s，如果不考虑电热水器的电热损失和电热丝电阻受温度的影响，那么( ）A.当线路电压为110 V时，煮沸一壶水需要2t sB.当线路电压为110 V时，煮沸一壶水需要4t sC.当线路电压为55 V时，煮沸一壶水需要4t sD。
当线路电压为55 V时,煮沸一壶水需要16t s5.A、B两电阻串联后接入电源，改变电源的电压，测得电阻A、B的伏安特性曲线如下图所示，则电阻R A、R B和功率P A、P B的关系是( ）A.R A＞R BB。
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第3节 焦耳定律
基础巩固
1．关于电功的说法中错误的是 ( )
A ．导体内电场力移送电荷所做的功叫做电功
B ．电流做功的过程，就是电能转化为其他形式的能的过程
C ．电流做功消耗的能量，由电源供给
D ．电功就是电能
解析：根据电功的定义及特点，可以判断A 、B 、C 均正确．电功是电能转化为其他形式的能的量度，功和能是不同的概念，D 错，故选D.
答案：D
2．下列关于电功率P 电＝UI 和电热功率P 热＝I 2
R 的说法正确的是 ( )
A ．P 电＝UI 普遍适用于一切电路求电功率
B ．P 热＝I 2R 普遍适用于一切电路求电热功率
C ．只有在纯电阻电路中，才能用P 热＝I 2R 求电热功率
D ．非纯电阻电路中，电热功率P 热<I 2R
解析：公式P 电＝UI ，P 热＝I 2R 适用于任何电路，故A 、B 正确，C 、D 错误． 答案：AB
3．某脉冲激光器的耗电功率为2×103 W ，每秒钟输出10个光脉冲，每个脉冲持续的时间为10－8 s ，携带的能量为0.2 J ，则每个脉冲的功能为________ W ，该激光器将电能转化为激光能量的效率为________．
解析：本题考查的是功率和效率的基本概念，关键是理解这两个概念． 每个脉冲的功率为：P ＝W t ＝0.210
－8 W ＝2×107 W. 每秒钟转化为光脉冲的能量是E ＝0.2×10 J＝2 J.
该激光器将电能转化为激光能量的效率
η＝E E 总×100%＝22×103×1
＝100%＝0.1%. 答案：2×107
0.1%
4．关于电功和焦耳热，下列说法错误的是 ( )
A．在纯电阻电路中，计算电功可用公式W＝I2Rt
B．在非纯电阻电路中，计算电功可用公式W＝I2Rt
C．在非纯电阻电路中，计算焦耳热可以用Q＝I2Rt
D．在纯电阻电路中，计算焦耳热可以用Q＝UIt
答案：B
知能提升
5．一个直流电动机所加电压为U，电流为I，线圈内阻为R，当它工作时，下列说法中正确的是 ( )
A．电动机的输出功率为U2/R B．电动机的发热功率为I2R
C．电动机的输出功率为IU－I2R D．电动机的功率可写作IU＝I2R＝U2/R
解析：电动机的输入功率P入＝UI，发热功率P热＝I2R，则输出功率P出＝P入－P热＝UI－I2R，故B、C正确．
答案：BC
6．随着我国电信业的发展，国产手机在手机市场上已经占有了相当大的市场份额，如图3－3－5所示是中国科健股份有限公司生产的一块手机电池外壳上的文字说明，由此可知，此电池的电动势和待机状态下平均工作电流分别是 ( )
科健BL－528M
KEJIAN 700 mA·b
标准 3.7 V锂离子电池
充电限制电压4.2 V
待机时间：48小时
警告：切勿投入火中！！！
只能使用于指定充电器
序号0000004575
制造厂商：中国科健股份有限公司
地址：深圳Li－ion
图3－3－5
A．4.2 V 14.58 mA B．4.2 V 700 mA
C．3.7 V 14.58 mA D．3.7 V 700 mA
解析：由图知电池电压为3.7 V，而不是充电电压4.2 V，排除A、B，又因为电池的容量为700 mAh，待机时间为48小时，故工作电流为700/48＝14.58 mA，所以选C.
答案：C
7．一直流电动机线圈的内阻一定，用手握住转轴使其不能转动，在线圈的两端电压为0.3 V时，电流为0.3 A．松开转轴，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．求该电动机正常工作时，输入的电功率多少？电动机的机械功率是多少？
解析：本题考查电动机的功率，注意的是电动机为非电阻元件，输入电动机的功率指总功率，这部分功率大部分用于输出，电动机自身消耗的功率仅占很小一部分，但如果电动机
停转，它就成了一个纯电阻元件，r ＝U I ＝0.30.3 Ω＝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：P 机＝P 入－I 12r ＝1.6 W －0.82
×1 W＝0.96 W.
答案：1.6 W 0.96 W 点评：(1)电动机不转时，Q ＝I 2
Rt ＝U 2
R t ＝U /t 都可用。
(2)当电动机转动时，热功率只能用P 热＝I 2R 来求，且有P 入＝P 机＋P 热．
8．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如图3－3－6所示，求：
(1)此空调器运行1小时用多少度电？
(2)其平均功率为多少？
图3 －3－6
解析：(1)1小时内消耗的电能为
E ＝P 1t 1＋P 2t 2＝⎝ ⎛⎭
⎪⎫0.5×13＋2×23 kW·h＝1.5 kW·h (2)平均功率
P ＝W t ＝E t 1＋t 2＝1.5×3.6×10660×60
W ＝1.5 kW. 答案：(1)1.5度 (2)1.5 kW
图3-3-6。