3.3焦耳定律 跟踪训练（Word版含解析）

2021-2022学年鲁科版选修3-1
3.3焦耳定律
跟踪训练（解析版）
1．杭州市正将主干道上的部分高压钠灯换成LED灯，已知高压钠灯功率为400W，LED灯功率为180W，若更换4000盏，则一个月（每天亮灯时间按11h计算）可节约的电能约为（　　）
A．9×103kW·h
B．3×105kW·h
C．6×105kW·h
D．1×1012kW·h
2．如图为某智能手机电池上的信息，电池支持“”快充技术，电池充满仅需约1.3小时，轻度使用状态可使用一天。下列说法错误的是（　　）
A．为该电池的充电电能
B．为该电池的充电电压
C．轻度使用时的平均功率约
D．根据数据可以计算得到该电池的容量约为
3．在如图所示的电路中，当开关S置于a处时，电流表（内阻不计）示数为I，额定功率为16W的电动机正常工作，带动质量为0.7kg的物体以2m/s的速度匀速竖直上升。当开关置于b处时，电流表示数变为0.5I，灯泡正常发光。已知电阻R=1.5Ω，灯泡额定电压为10V，额定功率10W，重力加速度g取10m/s2，则（　　）
A．电动机线圈的内阻为1Ω
B．电动机的额定电压为6V
C．电源电动势为12V
D．电源内阻为1Ω
4．电动自行车已成为人们日常生活中常用的交通工具，某品牌电动自行车电池的容量为，正常工作时输出电压为，输出电流为，小王同学骑上该车后，以的速度匀速行驶，若行驶过程中受到的阻力恒为，则（　　）
A．为该电池能贮存的最大电能
B．该车能续航约
C．电机的发热功率为
D．电机的效率为
5．下列用电器在正常工作时，电流做功等于产生的热量的是（　　）
A．洗衣机
B．电炉
C．电风扇
D．电解槽
6．关于电热的利用，下列说法中正确的是（　　）
A．电热对我们来说总是有利的
B．电热对我们来说总是不利的
C．电饭锅是利用电流热效应的原理制成的
D．电视机工作过程中没有产生电热
7．有两个电阻R1和R2，且R1>R2，下列说法正确的是（　　）
A．由公式P＝I2R可知，电阻大的消耗的功率多，所以有P1>P2
B．由公式
可知，电阻小的消耗的功率多，所以有P1C．由公式P＝IU可知，消耗的功率多少与电阻无关，所以有P1＝P2
D．在所加电压相同的情况下，由公式
可知，P18．三只灯泡A、B和C，分别标有“6
V
、6
W”、“6
V
、12
W”、“6
V、
36
W”，以下说法中正确的是（　　）
A．若并联在6
V的电压上，则三灯一样亮
B．若串联在电路中且所有灯都能发光，则C灯最亮
C．若串联在电路中且所有灯都能发光，则A灯最亮
D．三灯串联后可接入18
V的电压，三灯均可正常发光
9．如图所示，P为一块半圆形薄电阻合金片，先将它按图甲方式接在电极A、B之间，然后将它再按图乙方式接在电极C、D之间，设AB、CD之间的电压是相同的，则这两种接法相等时间内在电阻中产生的热量关系正确的是（　　）
A．图甲产生的热量比图乙产生的热量多
B．图甲产生的热量比图乙产生的热量少
C．图甲产生的热量和图乙产生的热量一样多
D．因为是形状不规范的导体，所以判断不出哪一个产生的热量多
10．在如图甲所示的电路中，电源电动势为3V，内阻不计，L1、L2、L3为三个相同规格的小灯泡，其伏安特性曲线如图乙所示．将开关闭合，电路工作一段时间后达到稳定状态，此时（　　）
A．灯泡L1、L2、L3的电阻相等
B．通过灯泡L1，的电流为灯泡L2电流的2倍
C．灯泡L1消耗的电功率为0.75W
D．灯泡L2消耗的电功率为0.375W
11．下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是（　　）
A．电功率越大，电流做功越快，电路中产生的热量一定越多
B．公式W=UIt适用于任何电路，而Q=I2Rt只适用于纯电阻电路
C．热功率P热=I2R=适用于任何电路
D．焦耳定律Q=I2Rt适用于任何电路
12．如图所示电路中，电源电动势为12V，电源内阻为1Ω，电路中的电阻R0为1.5Ω，小型直流电动机Ｍ的内阻为0.5Ω，闭合开关S后，电动机转动，电流表的示数为2A，则以下判断中错误的是（　　）
A．电动机的电功率为2W
B．电动机两端的电压为1V
C．电动机产生的热功率为2W
D．电源输出的电功率为24W
13．用如图所示的实验电路研究微型电动机的性能。当调节滑动变阻器的电阻R使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为I1=0.5A和U1=2.0V；重新调节滑动变阻器的电阻R使电动机正常转动时，电流表和电压表的示数分别为I1=2.0A和U2=24V，下列说法正确的是（　　）
A．电动机内线圈电阻R线=4.0Ω
B．电动机内线圈电阻R线=12Ω
C．电动机正常转动时输出的机械功率P机=32W
D．电动机正常转动时输出的机械功率P机=48W
14．把标有“220V，100W”的A灯泡和“220V，200W”的B灯泡串联后接入220V的电路中，如果导体电阻忽略不计，不考虑温度对电阻的影响，则有（　　）
A．A、B两灯泡的电阻之比为RA:RB=1:2
B．A、B两灯泡在串联电路中的电压之比为UA:UB=2:1
C．A、B两灯泡在串联电路中消耗的功率之比为PA:PB=2:1
D．A、B两灯泡在串联电路中产生的热量之比为QA:QB=1:2
15．如图所示，电源的电动势为10V，内阻为1Ω，一个标有“3V，6W”的电灯与一个绕线电阻为1Ω的电动机串联。开关闭合后，电路中的电灯正常发光，则下判断中正确的是（　　）
A．电动机两端的电压为5V
B．通过电动机电流为5A
C．电动机的输出功率为10W
D．电动机的发热功率为4W
16．如图所示是一个直流电动机提升重物的装置，重物质量，电动机输入电压，不计各处的摩擦，当电动机以的恒定速度将重物向上提升1m，电路中的电流，g取10，由此可知（　　）
A．电动机线圈的电阻
B．电动机线圈的电阻
C．电动机热功率为500W
D．重物机械能增加450J
17．扫地机器人是智能家用电器的一种，它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫，如图为“iRobot”扫地机器人，已知其电池容量2000mAh，额定工作电压15V，额定功率30W，则下列说法正确的是（　　）
A．扫地机器人的电阻是10Ω
B．题中“mAh”是能量的单位
C．扫地机器人正常工作时的电流是2A
D．扫地机器人充满电后一次工作时间约为1h
18．如图所示为某型号的直轨式小吊机，其配备的电动机可以将重物吊起后转移至窗口或空间狭小的室内。电动机的输入电压为220V，当将质量为100kg的重物以0.6m/s的速度沿竖直方向匀速提升时，通过电动机的电流为4A。已知重力加速度，不考虑其他阻力，下列说法正确的是（　　）
A．电动机内部线圈电阻为55Ω
B．此时电动机输出功率为600W
C．刚启动时通过电动机的电流大于4A
D．电动机空载时内部线圈消耗的功率为880W
参考答案
1．B
【详解】
节约的电能为
所以B正确；ACD错误；
故选B。
2．C
【详解】
A．为该电池的充电电能，A正确，不符合题意；
B．为该电池的充电电压，B正确，不符合题意；
C．轻度使用时的平均功率约为
C错误，符合题意；
D．根据数据可以计算得到该电池的容量约为
D正确，不符合题意。
故选C。
3．C
【详解】
当开关置于b时，灯泡正常发光，得出电流为
即
=1A
于是
I=2A
此时电路满足
E=10+1×（1.5+r）
当开关置于a时，电流为2A，电动机额定电压为8V，机械功率为
mgv=14W
则电动机其内阻电功率为2W，所以电动机线圈电阻为
此时电路满足关系
E=8+2×（1.5+r）
结合前式可得
E=12V
电源内阻
r=0.5Ω
故选C。
4．C
【详解】
A．为电荷量的单位，为该电池能贮存的最大电荷量，故A错误；
B．由可知，该车的续航时间
故B错误；
C．电机的发热功率
故C正确；
D．电机的效率
故D错误。
故选C。
5．B
【详解】
电炉为纯电阻电炉，电流做功等于产生的热量，洗衣机、电风扇、电解槽为非纯电阻电路，电流做功大于产生的热量，B正确，ACD错误。
故选B。
6．C
【详解】
AB．电热在有些情况下对我们有利，比如利用电热可以取暖；有时对我们有害，电热会造成导线温度上升，引发事故，A、B错误；
C．电饭锅工作时，导体发热，电能主要转化为内能，电饭锅是利用电流的热效应工作的，C正确；
D．电视机工作过程中会产生电热，D错误。
故选C。
7．D
【详解】
若电阻R1和R2串联，流过的电流相等，根据
P＝I2R
可知电阻大的消耗的功率多
P1>P2
若电阻R1和R2并联，加在两个电阻上的电压相等，根据
可知，电阻小的消耗的功率多，
P1按不同接法，消耗的功率大小不同。
故选D。
8．C
【详解】
A．若并联在6
V的电压上，三个灯泡都正常发光，C的功率最大，最亮，故A错误；
BC．根据公式
可知，功率小的电阻最大，而串联电路电流相等，则根据P＝I2R可知，电阻最大的功率最大，所以A灯最亮，故B错误，C正确；
D．三灯串联后，电流相等，而电阻不等，所以电压不是平均分配到三个灯泡，则三灯均不能正常发光，故D错误。
故选C。
9．A
【详解】
将四分之一圆形薄合金片看成一个电阻，设为r，图甲中等效为两个电阻并联
R甲＝
图乙中等效为两个电阻串联
R乙＝2r
又因为两端的电压是相等的，故由
P＝
知电阻小的产热多，A正确，BCD错误。
故选A。
10．C
【详解】
当开关闭合后，灯泡L1的电压U1=3V，由图读出其电流I1=0.25A，则灯泡L1的电阻为
功率为
灯泡L2、L3串联，电压为
由图读出其电流为
灯泡L2、L3的电阻均为
功率为
故选C。
11．D
【详解】
A．电功率越大，表示电流做功越快，但是电路中产生的热量的多少还与做功的时间的长短有关，故A错误；
B．公式W=UIt是计算电功的大小，适用于任何的电路，Q=I2Rt用来求电热时可以适用于任何电路，故B错误；
C．当为纯电阻电路时，根据焦耳定律Q=I2Rt和电功率定义式可推导出
P热=I2R
此式适用于任何电路求热功率；根据欧姆定律和功率公式，可以推导出
P热=
此式只适用于纯电阻电路求热功率，故C错误；
D．焦耳热Q=I2Rt适用于任何电路中求焦耳热，故D正确。
故选D。
12．ABD
【详解】
AB．电路中电流表的示数为2A，由闭合电路的欧姆定律得电动机两端电压为
U机=E?U内?UR0=E?Ir?IR0=12V?2×1V?2×1.5V=7V
电动机的总功率是
P总=U机I=7×2W=14W
AB错误，符合题意；
C．电动机内阻产生的热功率
P热=I2R内=22×0.5W=2W
C正确，不符合题意；
D．电源输出的电功率为
P出=EI?I2r=12×2W?22×1W=20W
D错误，符合题意。
故选ABD。
13．AC
【详解】
AB．电动机停止转动时，电动机为纯电阻，则电动机内线圈电阻为
所以A正确；B错误；
CD．电动机正常转动时输出的机械功率为
所以C正确；D错误；
故选AC。
14．BC
【详解】
A．根据功率公式得
有A、B两灯泡的电阻之比为RA:RB=2:1，A错误；
B．串联电流相等，根据欧姆定律得
有A、B两灯泡在串联电路中的电压之比为UA:UB=2:1，B正确；
C．串联电流相等，根据功率得
有A、B两灯泡在串联电路中消耗的功率之比为PA:PB=2:1，C正确；
D．串联电流相等，根据焦耳定律得
有A、B两灯泡在串联电路中产生的热量之比为QA:QB=2:1，D错误。
故选BC。
15．AD
【详解】
B．电路中的电灯正常发光，则电路中的电流为
即通过电动机电流为2A，B错误；
A．电源的内电压
则电动机两端的电压为
A正确；
D．电动机的发热功率为
D正确；
C．电动机的总功率
电动机的输出功率为
C错误。
故选AD。
16．AD
【详解】
C．电动机的输出功率
电动机的总电功率
电动机的热功率
C错误；
AB．根据
得
B错误，A正确；
D．重物机械能增加为
D正确。
故选AD。
17．CD
【详解】
A．扫地机器人是非纯电阻用电器，欧姆定律不适用，无法计算扫地机器人的电阻，A错误；
B．mA是电流的单位，h是时间的单位，由Q=It可知“mAh”是电量的单位，B错误；
C．扫地机器人正常工作时的电流是
D．扫地机器人充满电后一次工作时间约为
D正确。
故选CD。
18．BC
【详解】
A．设电动机内部线圈电阻为r
解得
，A错误；
B.
此时电动机输出功率为
B正确；
C.
刚启动时，电动机不转，是纯电阻电路，通过电动机的电流为
C正确；
D.
电动机空载时的电流一定小于额定电流4A，输入功率一定小于880W，内部线圈消耗的功率一定小于880W，D错误。
故选BC。