2020-2021学年高中物理-第二章-恒定电流-5-焦耳定律课时作业新人教版选修3-1.doc

2020-2021学年高中物理 第二章 恒定电流 5 焦耳定律课时作业新人教版选修3-1

2020-2021学年高中物理 第二章 恒定电流 5 焦耳定律课时作业新人教版选修3-1

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焦耳定律
一、单项选择题
1．某电阻的阻值为5 Ω，通过的电流为2 A，则它在10 s的时间内产生的热量为(　　)
A．100 J　　　　　　B．200 J
C．20 J D．2 J
解析：根据公式Q＝I2Rt可得Q＝22×5×10 J＝200 J，选项B正确．
答案：B
2．随着我国人民生活水平的不断提高，家庭中使用的电器越来越多．下列电器中主要利用电流的热效应工作的是(　　)
A．电风扇 B．电动轿车
C．洗衣机 D．电饭煲
解析：电风扇、电动轿车、洗衣机均利用电动机将电能主要转化为机械能，而电饭煲则是利用电流的热效应使电能变为内能，故选项D正确．
答案：D
3．如表为某电热水壶铭牌上的一部分内容．根据表中的信息，可计算出在额定电压下通过电热水壶的电流约为(　　)
型号
SP－988
额定功率
1 500 W
额定电压
220 V
额定容量
1.6 L
A.4.4 A B．6.8 A
C．0.15 A D．0.23 A
解析：在额定电压下电热水壶的功率为额定功率，而电热水壶的额定电压为220 V，额定功率为1 500 W，由公式P＝IU得I＝＝ A≈6.8 A．选项B正确．
答案：B
4．把两根电阻相同的电热丝先串联后并联分别接在电压相等的电源上，若要产生相等的热量，则两种方法所需的时间之比t串t并为(　　)
A．11 B．21
C．41 D．14
解析：设每根电热丝电阻为R0，由串、并联电路的特点可知，串联后总电阻为R1＝2R0，并联后总电阻为R2＝，由式子Q＝t知，要产生相等的热量，则有t串＝t并，可得t串:t并＝4:1，故选项C正确．
答案：C

5．如图所示，电阻R和电动机M串联接到电路中，已知电阻R跟电动机M线圈的电阻相等，开关闭合后，电动机正常工作，设电阻R和电动机两端的电压分别为U1和U2；经过时间t，电流通过电阻R做功为W1，产生的热量为Q1；电流通过电动机M做功为W2，产生的热量为Q2，则有(　　)
A．U1＝U2，Q1U2，Q1＝Q2
解析：电阻R和电动机M串联，流过两用电器的电流相同．电阻R跟电动机M线圈的电阻相等，则由焦耳定律可知两者产生的热量相等，则Q1＝Q2.电动机正常工作时为非纯电阻用电器，消耗的电能绝大部分转化为机械能，所以电流通过电动机M做的功要大于电流通过电阻R做的功，W1IR，U2>IR，则U1I2R
D．焦耳热Q＝I2Rt适用于任何电路
解析：由电功率公式P＝知，电功率越大，表示电流做功越快．对于一段电路，有P＝IU，I＝，焦耳热Q＝2Rt，可见Q与P、t都有关，所以，P越大，Q不一定越大，选项A错误；W＝UIt是电功的定义式，适用于任何电路，而W＝I2Rt＝t只适用于纯电阻电路，选项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，选项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，选项D正确．
答案：BCD
7．如图所示电路，灯L1标有“24 V　16 W”，灯L2标有“12 V　16 W”，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1
B．电压U的最大值为30 V
C．灯L1两端电压与总电压U之比为23
D．U＝36 V时，灯L1、L2均正常发光
答案：AB
8．一台电动机的额定功率为10 W，额定电压为5 V，内阻为1 Ω，将其接在路端电压为5 V的电路中，电路接通瞬间，电动机刚要启动时，下列说法正确的是(　　)
A．此时电动机还未转动，电路为纯电阻电路
B．电动机的输入功率为10 W
C．通过电动机的电流为2 A
D．电动机的发热功率为25 W
解析：电动机刚启动瞬间，电动机还未转动，电流做功将电能全部转化为焦耳热，电路为纯电阻电路，满足欧姆定律，即I＝＝5 A，电动机的输入功率P＝UI＝25 W，故B、C错，A、D正确．
答案：AD
三、非选择题
9．小型直流电动机(其线圈内阻为r＝1 Ω)与规格为“4 V　4 W”的小灯泡并联，再与阻值为R＝5 Ω的电阻串联，然后接至U＝12 V的电源上，如图，小灯泡恰好正常发光，电动机正常工作，求：

(1)通过电动机的电流．
(2)电动机的输出功率P出．
解析：(1)流经灯泡的电流IL＝＝ A＝1 A
流经电阻R的电流
IR＝＝ A＝1.6 A
流经电动机的电流I＝IR－IL＝0.6 A
(2)电动机消耗的总功率P＝UI＝4×0.6 W＝2.4 W
电动机的热功率
P热＝I2r＝(0.6)2×1 W＝0.36 W
电动机输出功率P出＝P－P热＝2.4 W－0.36 W＝2.04 W
答案：(1)0.6 A　(2)2.04 W