2013金牌学案课时作业(二十) 欧姆定律 电阻定律、电功率及焦耳定律

课时作业(二十) 欧姆定律 电阻定律、电功率及焦耳定律1．有一段长1 m 的电阻丝，电阻是10 Ω，现把它均匀拉伸到长为5 m 的电阻丝，则电阻变为( )A ．10 ΩB ．50 ΩC ．150 ΩD ．250 Ω2．(2013·山东四市联考)一段长为L ，电阻为R 的均匀电阻丝，把它拉成3L 长的均匀细丝后，切成等长的三段，然后把它们并联在一起，其电阻值为( )A.R 3B ．3R C.R 9 D ．R3.如图所示为电阻R 1和R 2的伏安特性曲线，这两条曲线把第一象限分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域．现把R 1和R 2并联在电路中，消耗的电功率分别用P 1和P 2表示；并联的总电阻设为R .下列关于P 1与P 2的大小关系及R 的伏安特性曲线应该在的区域的说法正确的是( )A ．伏安特性曲线在Ⅰ区域，P 1<P 2B ．伏安特性曲线在Ⅲ区域，P 1<P 2C ．伏安特性曲线在Ⅰ区域，P 1>P 2D ．伏安特性曲线在Ⅲ区域，P 1>P 24.电阻R1和R 2分别标有“2 Ω，1.0 A ”和“4 Ω，0.5 A ”，将它们串联后接入电路中，如图所示，则此电路中允许消耗的最大功率为( )A ．1.5 WB ．3.0 WC ．5.0 WD ．6.0 W5．(2012·上海单科)当电阻两端加上某一稳定电压时，通过该电阻的电荷量为0.3 C ，消耗的电能为0.9 J ．为在相同时间内使0.6 C 的电荷量通过该电阻，在其两端需加的电压和消耗的电能分别是( )A ．3 V 1.8 JB ．3 V 3.6 JC ．6 V 1.8 JD ．6 V 3.6 J6．(2013·襄阳调研)在研究微型电动机的性能时，应用如图所示的实验电路．当调节滑动变阻器R并控制电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.50 A和2.0 V．重新调节R并使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为2.0 A和24.0 V．则这台电动机正常运转时输出功率为()A．32 W B．44 WC．47 W D．48 W7.如图所示，R1＝10 Ω，R2＝R3＝20 Ω，下列关于R1、R2、R3消耗的电功率P1、P2、P3以及R1、R2两端电压U1、U2的关系正确的是()A．U1＝U2P1＝P2＝P3B．U1>U2P1∶P2∶P3＝1∶2∶2C．U1＝U2P1∶P2∶P3＝2∶1∶1D．U1<U2P1<P2＝P38．三个同样的电阻，额定功率均为10 W，把其中两个并联再与第三个串联接入电路，则此电路允许消耗的最大电功率为()A．10 W B．15 WC．20 W D．30 W9．一个T形电路如图所示，电路中的电阻R1＝10 Ω，R2＝120 Ω，R3＝40 Ω.另有一测试电源，电动势为100 V，内阻忽略不计．则()A．当c、d端短路时，a、b之间的等效电阻是40 ΩB．当a、b端短路时，c、d之间的等效电阻是40 ΩC．当a、b两端接通测试电源时，c、d两端的电压为80 VD．当c、d两端接通测试电源时，a、b两端的电压为80 V10.如图所示，用输出电压为1.4 V，输出电流为100 mA的充电器对内阻为2 Ω的镍—氢电池充电．下列说法正确的是()A．电能转化为化学能的功率为0.12 WB．充电器输出的电功率为0.14 WC．充电时，电池消耗的热功率为0.02 WD ．充电器把0.14 W 的功率储蓄在电池内11.在如图所示的电路中，电阻R 1、R 2、R 3的阻值均为2 Ω，电流表内阻不计，在B 、C 两点间加上6 V 的电压时，电流表的读数为( )A ．0B ．1 AC ．1.5 AD ．2 A12．规格为“220 V ,36 W”的排气扇，线圈电阻为40 Ω，求：(1)接上220 V 的电压后，排气扇转化为机械能的功率和发热的功率；(2)如果接上电源后，扇叶被卡住，不能转动，求电动机消耗的功率和发热的功率．13．(2012·四川理综)四川省“十二五”水利发展规划指出，若按现有供水能力测算，我省供水缺口极大，蓄引提水是目前解决供水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)．答案：课时作业(二十)1．D 电阻丝无论怎样拉长其体积不变，但随着长度增加，截面面积在减小，即满足V＝Sl 关系式．把电阻丝由1 m 均匀拉伸到5 m 时，截面面积变为原来的15，由电阻定律R ＝ρl S可知电阻变成原来的25倍，D 正确．2．D 根据R ＝ρL S ＝ρL 2V可知，原电阻丝被拉长3倍长后的总阻值为9R ，再切成三段后每段的阻值为3R ，把它们并联后的阻值为R ，故选项D 正确．3．C 并联之后总电阻比R 1和R 2都小，题图中直线的斜率的倒数是电阻，所以并联之后的总电阻R 的伏安特性曲线在Ⅰ区域，故B 、D 错，由图可得R 1<R 2，且两者并联，所以P 1>P 2，A 错误，C 正确．4．A 两电阻的额定电流不同，R 2允许通过的最大电流为0.5 A ，为保证电路安全，电路允许通过的最大电流I ＝0.5 A ，所以，此电路中允许消耗的最大功率为P ＝I 2(R 1＋R 2)＝1.5 W.5．D 设两次加在电阻R 上的电压分别为U 1和U 2，通电的时间都为t .由公式W 1＝U 1q 1和W 1＝U 21R t 可得：U 1＝3 V ，t R ＝0.1.再由W 2＝U 2q 2和W 2＝U 22Rt 可求出：U 2＝6 V ，W 2＝3.6 J ，故选项D 正确．6．A 电动机不转动，说明无机械能输出，它消耗的电能全部转化为内能，此时的电动机就相当于一个纯电阻，根据电表读数可知，电动机内阻R M ＝2.0 V 0.50 A＝4 Ω；当电动机恢复正常运转时，它就是一个非纯电阻用电器，它消耗的电功率等于内部电阻产生的热功率和输出的机械功率之和，所以P 出＝P 总－P 热＝2.0 A ×24.0 V －(2.0 A)2×4 Ω＝32 W.7．C 设总电流为I ，则通过R 2和R 3的电流均为I 2，故U 1＝U 2，P 1＝10I 2，P 2＝5I 2，P 3＝5I 2，∴P 1∶P 2∶P 3＝2∶1∶1，故C 项正确．8．B 设每个电阻的阻值为R ，额定电流为I ，由P ＝I 2R ＝10 W ，电路消耗的最大电功率为P 总＝I 2⎝⎛⎭⎫R ＋R 2＝32×I 2R ＝15 W. 9．AC 本题考查的知识点是串联电路、并联电路．当c 、d 端短路时，电阻R 2、R 3并联后与R 1串联，a 、b 间的电阻为R ab ＝R 1＋R 2R 3R 2＋R 3＝40 Ω，故选项A 正确；当a 、b 端短路时R 1、R 3并联后与R 2串联，c 、d 间的电阻为R cd ＝R 2＋R 1R 3R 1＋R 3＝128 Ω.故选项B 错误；当a 、b 两端接通测试电源时，R 1、R 3串联，R 2相当于导线，c 、d 两端电压为R 3上的电压，所以U cd ＝UR 3R 1＋R 3＝100×4010＋40V ＝80 V ，故选项C 正确；当c 、d 两端接通测试电源时，R 2、R 3串联，R 1相当于导线，a 、b 两端电压为R 3上的电压，所以U ab ＝UR 3R 2＋R 3＝100×40120＋40V ＝25 V ，故选项D 错误．10．ABC 充电器对电池的充电功率为P 总＝UI ＝0.14 W ，电池充电时的热功率为P 热＝I 2r ＝0.02 W ，所以转化为化学能的功率为P 化＝P 总－P 热＝0.12 W ，因此充电器把0.12 W 的功率储蓄在电池内，故A 、B 、C 正确，D 错误．11．B 在B 、C 两点间加上6 V 的电压时，R 2与R 3并联，然后与R 1串联，电流表的示数是流过电阻R 2的电流大小．计算可得，流过R 1的干路电流为63A ＝2 A ，各个电阻相等，所以电流表示数为1 A ，B 正确．12．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 W －1 W ＝35 W.(2)扇叶被卡住不能转动后，电动机成为纯电阻用电器，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.答案：(1)35 W 1 W(2)1 210 W 1 210 W13．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＝I2r代入数据解得P r＝1×103 W.(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，容积为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P0，则P0＝P－P r根据能量守恒定律得P0t×60%×80%＝ΔE p代入数据解得t＝2×104 s.答案：(1)1×103 W(2)2×104 s。