2.5 焦耳定律 课堂限时检测(Word版,含解析)

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名称 2.5 焦耳定律 课堂限时检测(Word版,含解析)
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文件大小 601.0KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 物理
更新时间 2021-11-24 10:13:38

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文档简介

焦耳定律
(时间:40分钟 分值:100分)
基础练
一、选择题(本题共6小题,每小题6分,共36分)
1.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。根据国家节能战略,2016年前普通白炽灯应被淘汰。假设每户家庭有2个60 W的白炽灯,均用10 W的LED灯替代,估算出全国一年能节省的电能最接近(  )
A.5×108 kW·h    B.5×1010 kW·h
C.5×1012 kW·h D.5×1013 kW·h
2.如果家里的微波炉(1 000 W)、电视机(100 W)和洗衣机(400 W)平均每天都工作2 h,一个月(30天计)的用电量是(  )
A.10 kW·h    B.20 kW·h
C.45 kW·h D.90 kW·h
3.如图所示为一电烙铁,电烙铁通电一段时间后,会变得很烫,而连接电烙铁的导线却不怎么热,其主要原因是(  )
A.导线有绝缘皮,隔热效果好
B.导线较长,散热比电烙铁快
C.导线的电阻远小于电烙铁的电阻
D.通过导线的电流小于通过电烙铁的电流
4.如图所示,A、B两点间电压为18 V,R1=0.2 Ω,电动机M线圈的电阻也是0.2 Ω,电路中的电流是25 A,则此电路中电能转化为机械能的效率是(  )
A.72% B.28%
C.55.6% D.44.4%
5.两盏额定功率相同的灯泡A和B,其额定电压UA>UB,则下列说法正确的是(  )
A.两灯正常发光时,灯泡的电流强度IA>IB
B.两灯电阻RAC.将两灯串联后接入电路中发光时,则灯泡的功率PAD.将两灯并联后接入电路中发光时,则灯泡的功率PA′6.有一个电风扇,标有“200 V 50 W”,电动机线圈的电阻为0.4 Ω,把它接入220 V的电路中,以下几种计算时间t内产生热量的方法中正确的是(  )
A.Q= B.Q=Pt
C.Q=·Rt D.以上三种方法均正确
二、非选择题(14分)
7.一台线圈电阻为2 Ω的电动机接在110 V的电路中工作时,通过电动机的电流为10 A,求这台电动机消耗的电功率、发热功率、转化成的机械功率和电动机的效率。
提升练
一、选择题(本题共4小题,每小题6分,共24分)
1.如图所示电路中,各灯泡额定电压和额定功率分别是:A灯“10 V 10 W”,B灯“60 V 60 W”,C灯“20 V 20 W”,D灯“20 V 20 W”。在a、b两端加上电压后,四个灯泡都能发光。比较各灯泡消耗功率大小,以下说法正确的是(  )
A.PB>PD>PA>PC   B.PB>PA>PD=PC
C.PB>PD>PC>PA D.PA>PC>PD>PB
2.(多选)一只电炉的炉丝和一台电动机的线圈电阻相同,都为R,若把二者串联在电路中,电炉和电动机都正常工作,则(  )
A.电炉和电动机的热功率相等
B.电动机的功率大于电炉功率
C.电炉和电动机两端电压相等
D.电炉两端电压小于电动机两端电压
3.如图所示为甲、乙两灯泡的I U图象,根据图象,计算甲、乙两灯泡并联在电压为220 V的电路中时实际发光的功率分别约为(  )
A.15 W、30 W B.30 W、40 W
C.40 W、60 W D.60 W、100 W
4.如图所示为一个小型电热水器。浸入水中的加热元件的电阻RL=1.0 Ω,在外部并联的电阻RS=2.0 Ω,电源为恒流源,在正常工作时,电源始终给电路提供I=3.0 A的恒定电流。则下列说法正确的是(  )
A.RL两端的电压为3 V
B.流过RL的电流为1 A
C.RS上消耗的电功率为2.0 W
D.如果减小RS的电阻,则RL的电功率增大
二、非选择题(本题共2小题,共26分)
5.(12分)某商场安装了一台倾角为30°的自动扶梯,该扶梯在电压为380 V的电动机带动下以0.4 m/s的恒定速度向斜上方移动,电动机的最大输出功率为4.9 kW。不载人时测得电动机中的电流为5 A,若载人时扶梯的移动速度和不载人时的移动速度相同,则这台自动扶梯可同时承载的最多人数为多少?(设每个人的平均质量为60 kg,g取10 m/s2)
6.(14分)如图是家用电饭煲的电路图。将电饭煲接到稳压电源上,当开关接通“加热”挡时,电热丝以额定功率给食物加热,当食物蒸熟后,开关接通“保温”挡,给食物保温,这时电热丝的功率为其额定功率的,电流为1.40 A,已知分压电阻的阻值是R=100 Ω。求:
(1)保温时,电阻R两端的电压;
(2)稳压电源输出的电压;
(3)电热丝的额定功率。
参考答案:
基础练
一、选择题(本题共6小题,每小题6分,共36分)
1.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。根据国家节能战略,2016年前普通白炽灯应被淘汰。假设每户家庭有2个60 W的白炽灯,均用10 W的LED灯替代,估算出全国一年能节省的电能最接近(  )
A.5×108 kW·h    B.5×1010 kW·h
C.5×1012 kW·h D.5×1013 kW·h
B [解答本题的关键是要了解全国有多少家庭及每天亮灯的时间,全国大约有4.5亿户人家,每天亮灯时间大约3 h,已知白炽灯和LED灯的额定功率分别为60 W和10 W,根据公式W=Pt得全国一年节省的电能最接近W=2ΔPt=2×(0.06-0.01)×4.5×108×3 h×365 kW·h=4.9×1010kW·h,故B正确。]
2.如果家里的微波炉(1 000 W)、电视机(100 W)和洗衣机(400 W)平均每天都工作2 h,一个月(30天计)的用电量是(  )
A.10 kW·h    B.20 kW·h
C.45 kW·h D.90 kW·h
D [P=1 000 W+100 W+400 W=1 500 W=1.5 kW,故W=Pt=1.5 kW×2 h×30=90 kW·h。]
3.如图所示为一电烙铁,电烙铁通电一段时间后,会变得很烫,而连接电烙铁的导线却不怎么热,其主要原因是(  )
A.导线有绝缘皮,隔热效果好
B.导线较长,散热比电烙铁快
C.导线的电阻远小于电烙铁的电阻
D.通过导线的电流小于通过电烙铁的电流
C [由热功率P=I2R可知,电烙铁和导线串联,电流相等,导线的电阻远小于电烙铁的电阻,故电烙铁很烫而导线不怎么热,选项C正确。]
4.如图所示,A、B两点间电压为18 V,R1=0.2 Ω,电动机M线圈的电阻也是0.2 Ω,电路中的电流是25 A,则此电路中电能转化为机械能的效率是(  )
A.72% B.28%
C.55.6% D.44.4%
D [电路中总的电功率P=UI=450 W,电路中的热功率P热=I2(R1+r)=250 W,则电路中电能转化为机械能的效率为η=×100%≈44.4%,D正确。]
5.两盏额定功率相同的灯泡A和B,其额定电压UA>UB,则下列说法正确的是(  )
A.两灯正常发光时,灯泡的电流强度IA>IB
B.两灯电阻RAC.将两灯串联后接入电路中发光时,则灯泡的功率PAD.将两灯并联后接入电路中发光时,则灯泡的功率PA′D [由P=可知RA>RB,由P=UI可知额定电流IAPB;两灯并联后,由并联电路的功率分配关系可知P∝,所以PA′6.有一个电风扇,标有“200 V 50 W”,电动机线圈的电阻为0.4 Ω,把它接入220 V的电路中,以下几种计算时间t内产生热量的方法中正确的是(  )
A.Q= B.Q=Pt
C.Q=·Rt D.以上三种方法均正确
C [通过电风扇的电流为I=,因为电风扇不是纯电阻电路,所以其焦耳热为Q=·Rt,而不应该是Q=或Q=Pt,C正确。]
二、非选择题(14分)
7.一台线圈电阻为2 Ω的电动机接在110 V的电路中工作时,通过电动机的电流为10 A,求这台电动机消耗的电功率、发热功率、转化成的机械功率和电动机的效率。
[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=1 100 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=1 100 W-200 W=900 W
机械效率η=×100%=×100%≈82%。
[答案] 1 100 W 200 W 900 W 82%
提升练
一、选择题(本题共4小题,每小题6分,共24分)
1.如图所示电路中,各灯泡额定电压和额定功率分别是:A灯“10 V 10 W”,B灯“60 V 60 W”,C灯“20 V 20 W”,D灯“20 V 20 W”。在a、b两端加上电压后,四个灯泡都能发光。比较各灯泡消耗功率大小,以下说法正确的是(  )
A.PB>PD>PA>PC   B.PB>PA>PD=PC
C.PB>PD>PC>PA D.PA>PC>PD>PB
B [由R=可知,灯的电阻RA=10 Ω,RB=60 Ω,RC=RD=20 Ω,C、D并联部分的电阻为R并=10 Ω,电路中RB>RA=R并,由串联电路的功率关系知PB>PA=P并,而PC=PD=,故PB>PA>PD=PC,B正确。]
2.(多选)一只电炉的炉丝和一台电动机的线圈电阻相同,都为R,若把二者串联在电路中,电炉和电动机都正常工作,则(  )
A.电炉和电动机的热功率相等
B.电动机的功率大于电炉功率
C.电炉和电动机两端电压相等
D.电炉两端电压小于电动机两端电压
ABD [根据P=I2r,知电炉和电动机的电阻相同,电流相同,则电炉和电动机的热功率相等,故A正确;电动机消耗的电能一部分转化为内能,另一部分转化为机械能,电炉消耗的电能全部转化为内能,而相等时间内它们产生的热量相等,则在相同的时间内,电动机消耗的电能大于电炉消耗的电能,则电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率,故B正确;设电流为I,电阻为r,则电炉两端电压U炉=Ir,电动机两端电压U机>Ir,所以U机>U炉,即电动机两端电压大于电炉两端电压,故C错误,D正确。]
3.如图所示为甲、乙两灯泡的I U图象,根据图象,计算甲、乙两灯泡并联在电压为220 V的电路中时实际发光的功率分别约为(  )
A.15 W、30 W B.30 W、40 W
C.40 W、60 W D.60 W、100 W
C [由图象可知,当U=220 V时,通过甲、乙两灯的电流分别为I甲=0.18 A、I乙=0.27 A,则P甲=UI甲≈40 W,P乙=UI乙≈60 W,C正确。]
4.如图所示为一个小型电热水器。浸入水中的加热元件的电阻RL=1.0 Ω,在外部并联的电阻RS=2.0 Ω,电源为恒流源,在正常工作时,电源始终给电路提供I=3.0 A的恒定电流。则下列说法正确的是(  )
A.RL两端的电压为3 V
B.流过RL的电流为1 A
C.RS上消耗的电功率为2.0 W
D.如果减小RS的电阻,则RL的电功率增大
C [RL、RS的并联电阻值为:R并== Ω= Ω,RL两端的电压为:U=R并I=×3 V=2 V,故A错误;流过RL的电流为:IL== A=2 A,故B错误;RS上消耗的电功率为:PS== W=2.0 W,故C正确;流过RL的电流为:IL=I=I,如果减小RS的电阻,则IL减小,RL的电功率减小,故D错误。]
二、非选择题(本题共2小题,共26分)
5.(12分)某商场安装了一台倾角为30°的自动扶梯,该扶梯在电压为380 V的电动机带动下以0.4 m/s的恒定速度向斜上方移动,电动机的最大输出功率为4.9 kW。不载人时测得电动机中的电流为5 A,若载人时扶梯的移动速度和不载人时的移动速度相同,则这台自动扶梯可同时承载的最多人数为多少?(设每个人的平均质量为60 kg,g取10 m/s2)
[解析] 设可同时乘载的最多人数为n,此时电动机处于最大输出功率状态。该状态下,扶梯自身移动所需功率为
P1=IU=5×380 W=1 900 W=1.9 kW,
n个人以恒定速度v=0.4 m/s向上移动所需功率为
P2=P出-P1=(4.9-1.9)kW=3.0 kW,
所以n===25(人)。
[答案] 25人
6.(14分)如图是家用电饭煲的电路图。将电饭煲接到稳压电源上,当开关接通“加热”挡时,电热丝以额定功率给食物加热,当食物蒸熟后,开关接通“保温”挡,给食物保温,这时电热丝的功率为其额定功率的,电流为1.40 A,已知分压电阻的阻值是R=100 Ω。求:
(1)保温时,电阻R两端的电压;
(2)稳压电源输出的电压;
(3)电热丝的额定功率。
[解析] (1)电阻R两端的电压为
UR=IR=1.40×100 V=140 V。
(2)设电热丝的电阻为r,电源输出电压为U,则
r=×
解得r=50 Ω
所以电源电压为
U=I(R+r)=1.40×(100+50)V=210 V。
(3)电热丝的额定功率为
P== W=882 W。
[答案] (1)140 V (2)210 V (3)882 W
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