2020-2021学年鲁科版物理选修3-1对点练习：3.3-对电功率、热功率的考查.docx

对电功率、热功率的考查1一台电动机，额定电压为100 V，电阻为1 .正常工作时，通过的电流为5 A，则电动机因发热损失的功率为()A500 W B25 W C1 000 W D475 W答案B解析电动机的热功率PI2r521 W25 W，B正确，A、C、D错误2电功率的计算公式PU2/R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计算洗衣机的功率答案C解析公式PU2/R是依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错误对电热和电功的考查3(2022上海13)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()A3 V，1.8 J B3 V，3.6 J C6 V，1.8 J D6 V，3.6 J答案D解析由WqU可知，第一次电阻两端所加电压为3 V，相同时间内通过的电荷量为原来两倍时，电流变为原来的2倍，则所加的电压应当为原来的两倍，消耗的电能由公式WqU，可知消耗的电能为3.6 J，故选D.非纯电阻电路的特点及有关计算图3314如图331所示是始终流电动机工作时的电路图电动机内阻r0.8 ，电路中另一电阻R10 ，直流电压U160 V，电压表示数UV110 V试求：(1)通过电动机的电流；(2)输入电动机的电功率；(3)电动机输出的机械功率答案(1)5 A(2)550 W(3)530 W解析(1)由电路中的电压关系可得电阻R的分压URUUV(160110) V50 V通过电阻R的电流IR A5 A即通过电动机的电流IMIR5 A.(2)电动机的分压UMUV110 V输入电动机的功率P入IMUM550 W.(3)电动机的发热功率P热Ir20 W电动机输出的机械功率P出P入P热530 W题组一对电功和电功率的理解1关于电功，下列说法中正确的有()A电功的实质是静电力所做的功B电功是电能转化为其他形式能的量度C静电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AB2关于四个公式PUI；PI2R；P；P，下列叙述正确的是()A公式适用于任何电路的电功率的计算B公式适用于任何电路的热功率的计算C公式适用于任何电路电功率的计算D以上均不正确答案AB解析PUI、P适用于任何电路的电功率的计算，而PI2R、P只适用于纯电阻电路的电功率的计算，故A正确，C错误PI2R适用于任何电路的热功率的计算，PUI、P只适用于纯电阻电路的热功率的计算，故B正确3两个精制电阻，用锰铜电阻丝绕制而成，电阻上分别标有“100 10 W”和“20 40 W”，则它们的额定电流之比为()A.5 B.20 C.10 D12 000答案C解析由公式PI2R得：I ，所以I1I210.4额定电压、额定功率均相同的电风扇、电烙铁和日光灯，各拘束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B解析在三种用电器中，只有电烙铁能将电能全部转化为内能，电风扇部分电能转化为机械能，日光灯部分电能转化为光能，故B选项正确5两盏额定功率相同的灯泡A和B，其额定电压UAUB，则下列说法正确的是()A两灯正常发光时，灯泡的电流强度IAIBB两灯电阻RARBC将两灯串联后接入电路中发光时，则灯泡的功率PAPBD将两灯并联后接入电路中发光时，则灯泡的功率PARB，由PUI可知额定电流IAPB；两灯并联后，由并联电路的功率安排关系可知P，所以PAPB题组二 非纯电阻电路及焦耳定律6有一内阻为4.4 的电解槽和一盏标有“110 V60 W”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()A电解槽消耗的电功率为120 WB电解槽消耗的电功率为60 WC电解槽的发热功率为60 WD电路消耗的总功率为60 W答案B解析灯泡能正常发光，说明电解槽和灯泡均分得110 V电压，且流过电解槽的电流II灯 A A，则电解槽消耗的电功率PIUP灯60 W，A选项错误，B选项正确；电解槽的发热功率P热I2r1.3 W，C选项错误；电路消耗的总功率P总IU总220 W120 W，D选项错误图3327(2022北京东城区检测)如图332所示，直流电动机线圈的电阻为R，当该电动机正常工作时，电动机两端电压为U，通过电动机的电流为I，则()A电动机内部发热功率为I2RB电动机的机械功率为IUC电动机的总功率为IUD电动机机械功率为IUI2R答案ACD图3338如图333所示，电阻R120 ，电动机的绕组的电阻R210 .当电键打开时，电流表的示数是0.5 A，当电键合上后，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应是 ()AI1.5 A BI1.5 A CP15 W DP15 W答案BD解析电路两端的电压为：UI1R10.5 A20 10 V电动机是非纯电阻用电器，UI2IR2，所以I21 A电流表的示数II1I21.5 A，A错误、B正确电路总功率为PU(I1I2)15 W，C错误、D正确题组三综合应用9功率为10 W的发光二极管(LED灯)的亮度与功率为60 W的白炽灯相当依据国家节能战略，2022年前一般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()A8108 kWh B81010 kWhC81011 kWh D81013 kWh答案B解析按每户一天亮灯5小时计算，每户一年节省的电能为(260210)1035365 kWh182.5 kWh，假设全国共有4亿户家庭，则全国一年节省的电能为182.54108 kWh7.31010 kWh，最接近B选项，故选项B正确，选项A、C、D错误图33410如图334所示的电路中，电炉电阻R10 ，电动机线圈的电阻r1 ，电路两端电压U100 V，电流表的示数为30 A，问通过电动机的电流为多少？通电一分钟，电动机做的有用功为多少？答案20 A9.6104 J解析题图中的两个支路分别为纯电阻电路(电炉)和非纯电阻电路(电动机)在纯电阻电路中可运用欧姆定律I直接求出电流，而非纯电阻电路中的电流强度只能运用干路和支路中电流强度的关系求出在非纯电阻电路中，电功大于电热，两者的差值才是有用功依据欧姆定律，通过电炉的电流强度为I1 A10 A.依据并联电路中的干路电流和支路电流的关系，则通过电动机的电流为I230 AI120 A.电动机的总功率为PUI210020 W2103 W.因发热而损耗的功率为PIr0.4103 W电动机的有用功率(机械功率)为PPP1.6103 W，电动机通电1 min做的有用功为WPt1.610360 J9.6104 J.11规格为“220 V36 W”的排气扇，线圈电阻为40 ，求：(1)接上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)假如接上(1)中电源后，扇叶被卡住，不能转动，求电动机消耗的功率和发热的功率答案(1)35 W1 W(2)1 210 W1 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 A0.16 A发热功率为P热I2R(0.16)240 W1 W转化为机械能的功率为P机PP热(361) W35 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 A5.5 A电动机消耗的功率即电功率等于发热功率：P电P热UI2205.5 W1 210 W.12表中是一辆电动自行车说明书上的一些技术参数，依据表中供应的信息，探究以下问题：规格后轮驱动直流电机车型26电动自行车额定输出功率120 W整车质量30 kg额定电压40 V最大载重120 kg额定电流3.5 A(1)在额定电压下工作时，该电机的内阻是多少？其效率为多大？(2)假设行驶过程中所受阻力是车和人总重的0.02倍，在最大载重量的状况下，人骑车行驶的最大速度为多大？(g取10 m/s2)答案(1)1.63 85.7%(2)4 m/s解析(1)由题目供应的表可知，电机的输出功率为P出120 W，额定电压为U040 V，额定电流为I03.5 A电机正常工作时输入功率为P入U0I0403.5 W140 W所以电机的效率为100%100%85.7%设电机的内阻为r，则由欧姆定律知P入P出Ir解得r1.63 (2)设车的质量为m，由题意知，行驶时所受阻力为F阻k(Mm)g当达到最大速度vmax时，应用P出F阻vmax解得vmax4 m/s.