《高中物理课时达标训练（选修3－1）：第二章恒定电流 第7课时 焦耳定律 》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理课时达标训练（选修3－1）：第二章恒定电流 第7课时 焦耳定律 （8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 1. 电功和电功率 能量转化：电炉通电时，电能转化为内能；电动机通电时，电能转化为机械能；蓄电池充电时，化学能 转化为电能；电能转化成其他形式能的过程就是电流做功的过程，电流做功的多少等于电能转化为其他形 式能的数量。 电功 实质：导体中的恒定电场对自由电荷的静电力在做功。把电能转化为其他形式的能。 定义：电流在一段电路中所做的功等于这段电路两端的电压U、电路中的电流I、通电时间t三者的乘积。 计算式：W=UIt。 电功率 物理意义：表示电流做功快慢的物理量。 定义：单位时间内电流所做的功。 公式及单位：，其单位为瓦特，符号为 W。 W PUI t 2. 焦耳定律 焦耳定律：电流通过导体产生
2、的热量（内能）跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成反比， 这一规律叫焦耳定律。 公式表示为Q= I2Rt。 热功率：单位时间内的发热量通常称为热功率，表达式为P=I2R。 纯电阻电路：电流通过纯电阻电路做功时，电能全部转化为内能。 非纯电阻电路：像含有电动机或电解槽等非纯电阻用电器的电路被称为非纯电阻电路，在非纯电阻电路 中，电流做的功除了将电能转化为内能外，还转化为机械能或化学能等其他形式的能量。 如图所示，一幢居民楼里住着 24 户居民，整幢楼里有各种不同的用电器， ，如电炉、电视机、微波 炉、电脑等等停电时，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
3、A、B 间电 压为 U，进线电流为 I，如下图所示。则计算该幢居民楼用电的总功率可以用的公式是（ ） A. B. C.D. 2 PI R 2 U P R PIU W P t 电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内水烧开前的加热状态，另一种是锅内水烧开后的保温状态。 如图所示：是电饭锅电路原理的示意图。S 是用感温材料制造的开关，下列说法中正确的是（ ） 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的一半，应为 2：1 1 2 R R D要使 R2 在保温状态时的功率为加热状态时一半，应为（ -1）：1 1 2
4、 R R 2 由知，U 一定时，R 越小 P 越大。 2 U P R 1一个电热器电阻为R，当它两端电压为U，通过时间t消耗电能为W，若使它消耗的电能为 4 W，下列 方法不正确的是（ ） A电阻R不变，电压U不变，通电时间t变为原来的2倍 B电阻R减半，电压U增大1倍，通电时间t减半 C电阻R不变，电压U增大1倍，通过时间t不变 D电阻R减半，电压U不变，通电时间t不变 2关于电功和电热的计算，下列说法正确的是（ ） A如果是纯电阻电路，电功可用公式W=UIt计算，也可用公式W=I2Rt计算 B如果是纯电阻电路，电热可用公式W=I2Rt计算，但不能用公式W=UIt计算 C如果不是纯电阻电路，
5、电功只能用公式W=I2Rt计算 D如果不是纯电阻电路，电热可用公式W=I2Rt计算，也可用公式W=UIt计算 3. 如图所示，电路两端的电压 U 保持不变，电阻 R1、R2、R3消耗的电功率一样大，则电阻 R1R2R3之 比是( ). A .111 B .411 C .144 D .122 4在如图所示电路中，电源电动势为 12 V，内阻为 1.0 。电阻R0的阻值为 3.0 ，小型直流电动机 M 的内阻为 2.0 。闭合开关 S 后，电动机转动，理想电流表的示数为 1.0 A。则以下判断中正确的是（ ） A电动机两端的电压为8.0 V B电源输出的电功率为12 W C电动机的输出功率为6 W
6、 D电动机的机械效率为75% 5通过电阻R的电流强度为l时，在t时间内产生的热量为 Q，若电阻为 2R，电流强度为，则在时间 2 l t内产生的热量为（ ） A4Q B2Q C D 4 Q 2 Q 6有四盏灯，如图所示连接在电路中， L1和 L2都标有“220 V，100 W”字样，L3和 L4都标有“220 V，40 W”字样，把电路接通后，四个灯都能发光。最暗的是（ ） AL3 BL2 CL1 DL4 7汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗。如图所示，在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表读数为 10 A，电动机启动时电流表读数为 56 A，若电源电动势为 12.5 V，电源内阻为 0.05
7、，电流表内阻不 计。则因电动机启动，车灯的电功率降低了（ ） A41.6 W B43.2 W C48.2 W D76.8 W 8机动车的尾气含有铅等大量有害物质，并且也是造成地球“温室效应”的重要因素之一。电动汽车因 其无尾气排放且噪音小等因素，正在逐渐被人们接受。某国产品牌电动汽车的铭牌如下，已知蓄电池储存 的电能等于其容量乘输出电压，则下列说法正确的是（ ） 规 格后轮驱动直流电动机 车型：60电动汽车电动机额定输出功率：1 675 W 整车质量：400kg额定转速：600 r/min 蓄电池（容量It=800 Ah，输出电压：约为 36 V） 额定工作电压/电流：36 V/50 A A电
8、动汽车正常工作时消耗的电功率为 1 675 W B电动机的内阻为 0.72 C蓄电池充满电后储存的电能约为 2.88104 J D充满电后电动汽车在额定功率下能连续行驶的时间约为 16 h 9直流电动机在生产、生活中有着广泛的应用。如图所示，一直流电动机 M 和电灯 L 并联之后接在直流 电源上，电动机内阻r1=0.5 ，电灯灯丝电阻R=9 （阻值认为保持不变），电源电动势E=12 V，内阻 r2=1 ，开关 S 闭合，电动机正常工作时，电压表读数为 9 V。则下列说法不正确的是（ ） A流过电源的电流 3 A B流过电动机的电流 2 A C电动机的输入功率等于 2 W D电动机对外输出的机械
9、功率 16 W 参考答案与解析参考答案与解析 1AD 【名师点睛】已知电阻的大小；电阻两端的电压和通电时间以及消耗的电能，根据公式可知当 2 U Wt R 电压、电阻、通电时间变化时消耗电能的变化。 2A 解析：纯电阻适用于欧姆定律，则如果是纯电阻电路，电功可用公式W=UIt计算，也可用公式 W=I2Rt计算，选项 A 正确，B 错误；非纯电阻不适用于欧姆定律，则如果是非纯电阻电路，电功只能用公 式W=UIt计算，不能用公式W=I2Rt计算，故选项 CD 错误。 3. C 4ACD 解析：电路中电流表的示数为 1.0 A，所以电动机的电压为U=EUUR0=EIrIR0=(121113.0) V
10、=8 V，故 A 正确；电源的输出功率为：P输出=EII2r=(121121) W=11 W，故 B 错误；电动机的总功率为 P总=UI=81 W=8 W，电动机的发热功率为P热=I2R=122 W=2 W，所以电动机的输出功率为 8 W2 W=6 W，所以 C 正确；电动机的机械效率为，选项 D 正确；故选 ACD。 00 00 6 =100=75 8 P P 出 总 5D 解析：根据Q=I2Rt得，电阻变为原来的 2 倍，电流强度变为原来的，时间不变，则热量变为原来的， 1 2 1 2 故选 D。 6A UL，由欧姆定律得I=，解得R=1.2 ，灯泡消耗功率为PL=EII2r=12.510
11、 W1020.05 W=120 E Rr W；电动机启动后，路端电压UL=EIr=12.5 V560.05 V=9.7 V，灯泡消耗电功率为PL= =78.4 W，所以灯泡功率降低了P=120 W78.4 W=41.6 W，故选 A。 22 9.7 =W 1.2 L U R 【名师点睛】本题要注意电路的结构，无论开关是否闭合，灯泡两端的电压都为路端电压；同时要注意电 动机为非纯电阻用电器，不能适用欧姆定律，路端电压可以由U=EIr求得。 8D 解析：电动机正常工作时消耗的电功率P=U额I额=1 800 W，故 A 错误； 电动机的发热功率P热=P电P出=1 800 W1 675 W=125 W，则电动机内阻=0.05 ，故 B 错误； 2 I P r 热 蓄电池充满电后储存的电能W=UIt=1.04108 J，故 C 错误；在额定功率下连续行驶最长时间为： =16 h，故 D 正确。 UI W t 9C 【名师点睛】根据内外电压之和等于电源的电动势和欧姆定律，求出流过电源的电流；由欧姆定律求出灯 泡的电流，由总电流与灯泡电流之差求出流过电动机的电流；电动机对外输出的机械功率等于电动机的总 功率与内部发热功率之差。
