2017-2018学年高二物理上册学练考检测题16.doc

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5　焦耳定律

知识点一　电功和电热
1．下列关于电功的说法中，错误的是(　　)

A．导体内静电力移动电荷所做的功叫作电功
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提供
D．电功就是电能
2．如图L2­5­1所示，在一幢居民楼里有各种不同的用电器，如电灯、电视机、洗衣机、微波炉、抽油烟机等．停电时，A、B间的电阻为R；供电后，设各家用电器全都同时使用时，测得A、B 间电压为U，进线电流为I；经过一段时间t，从总电能表中得出这段时间内消耗的电能为E，则下列表达式用来计算该幢楼居民用电的总功率，其中正确的是(　　)

图L2­5­1
A．P＝UI B．P＝
C．P＝I2R D．P＝＋UI
3．(多选)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 s
B．当线路电压为110 V时，煮沸一壶水需要4t s
C．当线路电压为55 V时，煮沸一壶水需要4t s
D．当线路电压为55 V时，煮沸一壶水需要16t s
知识点二　电功率和热功率
4．一只普通的家用照明白炽灯的额定功率为40 W，正常发光时，通过它的电流与下列哪一个值较为接近(　　)
A．20 A B．2 A
C．0.2 A D．0.02 A
5．(多选)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，在相同时间内(　　)
A．电炉放热与电动机放热相等
B．电炉两端的电压小于电动机两端的电压
C．电炉两端的电压等于电动机两端的电压
D．电动机消耗的功率大于电炉的功率
知识点三　电动机
6．电阻R和电动机M串联接到电路中，如图L2­5­2所示．已知电阻R跟电动机M线圈的电阻相同，开关闭合后，电动机正常工作．设电阻R和电动机M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(　　)

图L2­5­2
A．U1＝U2，Q1U2，Q1＝Q2
7．在研究微型电动机的性能时，应用如图L2­5­3所示的实验电路．当调节滑动变阻器R使电动机停止转动时，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的输出功率为(　　)

图L2­5­3
A．32 W B．44 W
C．47 W D．48 W

8．两个电阻R1＝4 Ω、R2＝1 Ω串联在电路中，欲使这两个电阻消耗的电功率相等，可行的办法是(　　)
A．用一个 Ω的电阻与R2并联
B．用一个4 Ω的电阻与R2并联
C．用一个 Ω的电阻与R1并联
D．用一个4 Ω的电阻与R1并联
9．(多选)锂电池因能量密度高、绿色环保而广泛使用在手机等电子产品中．现用充电器为一手机锂电池充电，等效电路如图L2­5­4所示，充电器的输出电压为U，输出电流为I，手机电池的内阻为r，下列说法正确的是(　　)

图L2­5­4
A．电能转化为化学能的功率为UI－I2r
B．充电器输出的电功率为UI＋I2r
C．电池产生的热功率为I2r
D．由欧姆定律可知I＝
10．图L2­5­5为某一闭合电路的部分电路，其中R1＝20 Ω，R2＝R3＝40 Ω，下列关于R1、R2、R3消耗的电功率P1、P2、P3以及R1、R2两端的电压U1、U2的关系正确的是(　　)

图L2­5­5
A．U1＝U2，P1＝P2＝P3
B．U1>U2，P1∶P2∶P3＝1∶2∶2
C．U1＝U2，P1∶P2∶P3＝2∶1∶1
D．U1A所受的重力为20 N，不计摩擦力．
(1)电动机线圈电阻上消耗的热功率是多少？
(2)电动机的输入功率和输出功率各是多少？
(3)电动机在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？

图L2­5­6

5　焦耳定律
1．D　[解析] 电功是过程量，电能是状态量；在纯电阻电路中，尽管电功的数值等于消耗的电能，但电功不是电能．选项D错误．
2．A　[解析] 因用电器存在洗衣机等非纯电阻用电器，电流做功只有部分发热，电功率P＝UI＝≠≠I2R，选项A正确．
3．BD　[解析] 由公式Q＝t知，当电压变为原来的时，煮沸一壶水所需的热量没变，因此时间要变为原来的4倍，即4t s，选项B正确．当电压变为原来的时，时间要变为原来的16倍，即16t s，选项D正确．
4．C　[解析] 家用照明白炽灯的额定功率为40 W，额定电压为220 V，根据P＝UI，可得电流大约为0.2 A．选项C正确．
5．ABD　[解析] 电炉属于纯电阻用电器，电动机属于非纯电阻用电器，对于电炉有U＝IR，放热Q＝I2Rt，消耗功率P＝I2R，对于电动机有U>IR，放热Q＝I2Rt，消耗功率P＝UI>I2R.选项A、B、D正确．
6．B　[解析] 电阻R和电动机M串联，流过两个用电器的电流相同．电阻R跟电动机M线圈的电阻相同，由焦耳定律可知两者产生的热量相同即Q1＝Q2.电动机正常工作时为非纯电阻用电器，消耗的电能还有一部分要转化为机械能，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，即W1电池产生的热功率为P热＝I2r，电能转化为化学能的功率为UI－I2r，选项A、C正确；电池不是纯电阻元件，不满足欧姆定律，选项D错误．
10．C　[解析] R2、R3并联，总电阻为20 Ω，与R1串联后，R1两端的电压与R2、R3并联电路两端的电压相同，所以R1、R2两端的电压U1、U2相等；R2、R3阻值相同，由P＝知，消耗的功率相同，流经R2、R3的电流为干路电流的一半，再由P＝I2R可得P1∶P2∶P3＝2∶1∶1.选项C正确．
11．1100 W　200 W　900 W　82%
[解析] 电动机消耗的电功率即电路输入给电动机的功率，P′＝IU＝10×110 W＝1100 W.

发热功率P热＝I2R＝102×2 W＝200 W.
转化成的机械功率P＝P′－P热＝1100 W－200 W＝900 W.
机械效率η＝×100%＝×100%≈82%.
12．(1)1 W　(2)5 W　4 W　(3)2 m　(4)80%
[解析] (1)根据焦耳定律，热功率为P热＝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－P热＝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内有P出t＝Gh
解得h＝＝ m＝2 m.
(4)机械效率η＝＝80%.

沁园春·雪 <毛泽东>
北国风光，千里冰封，万里雪飘。
望长城内外，惟余莽莽；
大河上下，顿失滔滔。
山舞银蛇，原驰蜡象，
欲与天公试比高。
须晴日，看红装素裹，分外妖娆。
江山如此多娇，引无数英雄竞折腰。
惜秦皇汉武，略输文采；
唐宗宋祖，稍逊风骚。
一代天骄，成吉思汗，
只识弯弓射大雕。
俱往矣，数风流人物，还看今朝。
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