选修3-1 2.5 焦耳定律 同步练习(word含答案)
文档属性
| 名称 | 选修3-1 2.5 焦耳定律 同步练习(word含答案) |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 216.6KB | ||
| 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 | 2022-01-22 05:01:34 | ||
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文档简介
选修3-1 2.5 焦耳定律 同步练习
一、单项选择题（共10小题；共40分）
1. 关于用电器的额定功率和实际功率，下列说法中正确的是
A. 额定功率大的用电器，其实际功率一定大
B. 用电器不通电时，其额定功率就为零
C. 用电器的额定功率会随所加电压的改变而改变
D. 用电器的实际功率会随所加电压的改变而改变
2. 某 灯的额定功率为 ，其照明亮度与 的白炽灯相当。若该 灯正常发光，则说明该灯在 内
A. 输出的光能为 B. 消耗的电能为
C. 输出的光能为 D. 消耗的电能为
3. 两个灯泡分别标有“，”和“，”的字样，将这两个灯泡串联或并联后接入电源。为了保证电路安全工作，并假定灯泡电阻恒定，两种情况下两灯泡的总功率最大可以达到
A. 串联时 ，并联时 B. 串联时 ，并联时
C. 串联时 ，并联时 D. 串联时 ，并联时
4. “神舟”六号载人飞船上的电子仪器及各种动作的控制都是靠太阳能电池供电的。由于光照而产生电动势的现象称为光伏效应。“神舟”飞船上的太阳能电池就是依靠光伏效应设计的单晶硅太阳能电池。在正常照射下，太阳能电池的光电转换效率可达 。单片单晶硅太阳能电池可产生 的电动势，可获得 的电流，则每秒照射到这种太阳能电池上的太阳光的能量是
A. B. C. D.
5. 表为某电饭锅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达到额定功率时通过电饭锅的电流约为
A. B. C. D.
6. 一个电饭煲和一台洗衣机并联接在输岀电压为 交流电源上（电源内阻忽略不计），均正常工作。已知通过电饭煲的电流是 ，通过洗衣机的电流是 ，则下列说法中正确的是
A. 电饭煲消耗的电功率为
B. 洗衣机的电动机线圈阻值是
C. 一分钟内，洗衣机消耗的电能为
D. 电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的 倍
7. 如图所示，直线 为电源 的路端电压与电流的关系图线；直线 为电源 的路端电压与电流的关系图线；直线 为一个电阻 的两端电压与电流的关系图线。如果将这个电阻 分别接到 、 两电源上，那么有
A. 接到 电源上，电源的效率较高
B. 接到 电源上，电源的输出功率较大
C. 接到 电源上，电源的输出功率较大，但电源效率较低
D. 接到 电源上，电阻的发热功率和电源的效率都较高
8. 通过电阻 的电流为 时，在 时间内产生的热量为 ，若电阻为 ，电流为 ，则在时间 内产生的热量为
A. B. C. D.
9. 三只电阻 、 和 按如图所示连接，在电路的 、 端加上恒定电压后，电阻 消耗的功率最大，则三只电阻的阻值大小关系为
A. B. C. D.
10. 一只家用电烫斗的电路结构如图所示，改变开关内部接线方式可以使电熨斗处于断开状态和获得低、中、高三个不同的温度挡，下图是它的四种不同连线方式，其中能获得低挡温度的连接方式是
A. B.
C. D.
二、填空题（共4小题；共22分）
11. 、 两电阻的 关系图象如图所示。从图中可求得 的阻值为 ， 的阻值为 。如果将它们串联，它们消耗的功率之比为 ；若将它们并联，它们消耗的功率之比为 。
12. 电动机是一种将电能转化为 能的装置。将一电动机接在如图所示的电路中，当电键 闭合后，电动机可带动质量为 的重物匀速上升，设在重物上升的过程中，电压表和电流表的示数始终保持不变，分别为 和 。若在时间 内，测得重物上升的高度为 ，则该电动机的效率 为 。
13. 纯电阻闭合电路中电源电动势和内阻不变，电源效率 与端电压 的关系如图所示，电源效率最高时电路中电流 （选填“最大”或“最小”），该电路的电动势为 。
14. “”的电动机，电阻为 ，它在正常工作时的电流为 ， 钟内产生的热量是 ， 内有 的电能转化为机械能．
三、解答题（共3小题；共39分）
15. 有一个小型直流电动机，把它接入电压为 的电路中时，电动机不转，测得流过电动机的电流 ；若把电动机接入 的电路中，电动机正常工作，工作电流 。求：
（1）电动机正常工作时的输出功率多大
（2）如果在电动机正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率是多大
16. 如图甲是一种家用电烫斗的电路原理图（额定电压为 ）， 是定值电阻， 是可变电阻（调温开关），其电阻值均不受温度影响。
（1）该电烫斗温度最低时的耗电功率为 ，温度最高时的耗电功率为 ，求 的阻值及 的阻值变化范围。
（2）假定电烫斗每秒散发的热量 跟电烫斗的表面温度与环境温度的温差关系如图乙所示。现在，在温度为 的房间，使用该电烫斗来烫烫毛料西服，要求烫斗表面温度为 ，且保持不变，应将 的阻值调到多大
17. 电热毯、电饭锅等是人们常用的电热式家用电器，它们一般具有加热和保温功能，其工作原理大致相同。图甲为某种电热式电器的简化电路图，主要元件有电阻丝 和自动开关 。
（1）当自动开关 闭合和断计时，用电器分别处于什么状态
（2）用电器由照明电路供电（），设加热时用电器的电功率为 ，保温时用电器的电功率为 ，则 和 分别为多大
（3）若将图甲中的自动开关 换成理想的晶体二极管 ，如图乙所示，其他条件不变，求该用电器工作 消耗的电能。
答案
第一部分
1. D
2. B
【解析】 灯正常发光，则说明该灯在 内，消耗的电能 ，而输出的光能等于消耗的电能减去产生的热量，故ACD错误，B正确。
3. B
4. C
【解析】根据 可得每秒太阳能电池产生的能量为 ，设太阳能每秒照射的能量为 ，则由能的转化和守恒定律得 ，所以 。
5. B
【解析】由电饭锅铭牌可知，额定电压为 ，额定功率为 ，故：
。
6. C
【解析】A选项：电饭煲消耗的功率 ，故A错误；
B选项：洗衣机的功率只有部分转化为热能，有部分转化为机械能，为非纯电阻，故不适用欧姆定律，无法求得其电动机线圈内阻，故B错误；
C选项：根据 ，故C正确；
D选项：洗衣机不是纯电阻，无法求得其电动机的发热功率，故D错误。
7. C
【解析】由题图判断电源 的内阻大，在纯电阻电路中电源效率 ，内阻越大，效率越低；电源的输出功率 对应图线交点坐标的乘积，电阻的发热功率与图线交点横坐标的平方成正比，只有C正确。
8. D
【解析】根据 得，当电阻为 ，电流为 时，在时间 内产生的热量 ，D正确.
9. B
【解析】电阻 、 并联，电阻两端的电压相等，因为电阻 消耗的功率最大，由功率公式 ，可判断 ，由串、并联电路的特点可知，通过电阻 的电流小于通过电阻 的电流，根据功率公式 ，可判断 ，故选B.
10. B
【解析】由 可知，电压一定时，电路的电阻越小，功率越大，由图可知当两个电阻串联时，电路的总电阻最大，功率最小，可获得低温，故能获得低挡温度的连线方式是图中的 B．
第二部分
11. ；；；
12. 机械；\（ \dfrac{mgh}{UIt}\times100\ {\rm \%} \）（或 ）
【解析】[ ]由能量守恒可知，电动机是一种将电能转化为机械能的装置。
[ ]重力做功为
电动机做功为
电动机的效率为
\（ \eta =\dfrac{W_{G}}{W_{电} }\times 100\ {\rm \%}=\dfrac{mgh}{UIt }\times 100\ {\rm \%} \）。
13. 最小；
14. ；；
【解析】 ，
正常工作时的电流：，
内，电动机消耗的电能：，
产生的热量 ，
内获得的机械能
第三部分
15. （1） \（1.5 \ {\rm }\）
【解析】 时，电动机不转，此时电动机为纯电阻，故电动机线圈内阻
时，电动机正常工作，此时电动机为非纯电阻，则由电功率与热功率的定义式得
所以由能量守恒定律可知，电动机的输出功率
（2）
【解析】此时若电动机突然被卡住，则电动机成为纯电阻，其热功率
16. （1） ；
【解析】温度最低时应该是电路中电阻最大时，此时有
温度最高时应该是电路中电阻最小时，此时有
联立以上两式解得 ；
所以变阻器阻值范围是 到 .
（2）
【解析】此时电熨斗表面温度与环境温度之差
由图象知电熨斗每秒钟散发的热量
要保持电熨斗的表面温度不变，则电熨斗的电功率
又有：
代入数据解得
所以应将 的阻值调至 .
17. （1） 闭合，处于加热状态； 断开，处于保温状态。
（2）
（3）
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一、单项选择题（共10小题；共40分）
1. 关于用电器的额定功率和实际功率，下列说法中正确的是
A. 额定功率大的用电器，其实际功率一定大
B. 用电器不通电时，其额定功率就为零
C. 用电器的额定功率会随所加电压的改变而改变
D. 用电器的实际功率会随所加电压的改变而改变
2. 某 灯的额定功率为 ，其照明亮度与 的白炽灯相当。若该 灯正常发光，则说明该灯在 内
A. 输出的光能为 B. 消耗的电能为
C. 输出的光能为 D. 消耗的电能为
3. 两个灯泡分别标有“，”和“，”的字样，将这两个灯泡串联或并联后接入电源。为了保证电路安全工作，并假定灯泡电阻恒定，两种情况下两灯泡的总功率最大可以达到
A. 串联时 ，并联时 B. 串联时 ，并联时
C. 串联时 ，并联时 D. 串联时 ，并联时
4. “神舟”六号载人飞船上的电子仪器及各种动作的控制都是靠太阳能电池供电的。由于光照而产生电动势的现象称为光伏效应。“神舟”飞船上的太阳能电池就是依靠光伏效应设计的单晶硅太阳能电池。在正常照射下，太阳能电池的光电转换效率可达 。单片单晶硅太阳能电池可产生 的电动势，可获得 的电流，则每秒照射到这种太阳能电池上的太阳光的能量是
A. B. C. D.
5. 表为某电饭锅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达到额定功率时通过电饭锅的电流约为
A. B. C. D.
6. 一个电饭煲和一台洗衣机并联接在输岀电压为 交流电源上（电源内阻忽略不计），均正常工作。已知通过电饭煲的电流是 ，通过洗衣机的电流是 ，则下列说法中正确的是
A. 电饭煲消耗的电功率为
B. 洗衣机的电动机线圈阻值是
C. 一分钟内，洗衣机消耗的电能为
D. 电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的 倍
7. 如图所示，直线 为电源 的路端电压与电流的关系图线；直线 为电源 的路端电压与电流的关系图线；直线 为一个电阻 的两端电压与电流的关系图线。如果将这个电阻 分别接到 、 两电源上，那么有
A. 接到 电源上，电源的效率较高
B. 接到 电源上，电源的输出功率较大
C. 接到 电源上，电源的输出功率较大，但电源效率较低
D. 接到 电源上，电阻的发热功率和电源的效率都较高
8. 通过电阻 的电流为 时，在 时间内产生的热量为 ，若电阻为 ，电流为 ，则在时间 内产生的热量为
A. B. C. D.
9. 三只电阻 、 和 按如图所示连接，在电路的 、 端加上恒定电压后，电阻 消耗的功率最大，则三只电阻的阻值大小关系为
A. B. C. D.
10. 一只家用电烫斗的电路结构如图所示，改变开关内部接线方式可以使电熨斗处于断开状态和获得低、中、高三个不同的温度挡，下图是它的四种不同连线方式，其中能获得低挡温度的连接方式是
A. B.
C. D.
二、填空题（共4小题；共22分）
11. 、 两电阻的 关系图象如图所示。从图中可求得 的阻值为 ， 的阻值为 。如果将它们串联，它们消耗的功率之比为 ；若将它们并联，它们消耗的功率之比为 。
12. 电动机是一种将电能转化为 能的装置。将一电动机接在如图所示的电路中，当电键 闭合后，电动机可带动质量为 的重物匀速上升，设在重物上升的过程中，电压表和电流表的示数始终保持不变，分别为 和 。若在时间 内，测得重物上升的高度为 ，则该电动机的效率 为 。
13. 纯电阻闭合电路中电源电动势和内阻不变，电源效率 与端电压 的关系如图所示，电源效率最高时电路中电流 （选填“最大”或“最小”），该电路的电动势为 。
14. “”的电动机，电阻为 ，它在正常工作时的电流为 ， 钟内产生的热量是 ， 内有 的电能转化为机械能．
三、解答题（共3小题；共39分）
15. 有一个小型直流电动机，把它接入电压为 的电路中时，电动机不转，测得流过电动机的电流 ；若把电动机接入 的电路中，电动机正常工作，工作电流 。求：
（1）电动机正常工作时的输出功率多大
（2）如果在电动机正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率是多大
16. 如图甲是一种家用电烫斗的电路原理图（额定电压为 ）， 是定值电阻， 是可变电阻（调温开关），其电阻值均不受温度影响。
（1）该电烫斗温度最低时的耗电功率为 ，温度最高时的耗电功率为 ，求 的阻值及 的阻值变化范围。
（2）假定电烫斗每秒散发的热量 跟电烫斗的表面温度与环境温度的温差关系如图乙所示。现在，在温度为 的房间，使用该电烫斗来烫烫毛料西服，要求烫斗表面温度为 ，且保持不变，应将 的阻值调到多大
17. 电热毯、电饭锅等是人们常用的电热式家用电器，它们一般具有加热和保温功能，其工作原理大致相同。图甲为某种电热式电器的简化电路图，主要元件有电阻丝 和自动开关 。
（1）当自动开关 闭合和断计时，用电器分别处于什么状态
（2）用电器由照明电路供电（），设加热时用电器的电功率为 ，保温时用电器的电功率为 ，则 和 分别为多大
（3）若将图甲中的自动开关 换成理想的晶体二极管 ，如图乙所示，其他条件不变，求该用电器工作 消耗的电能。
答案
第一部分
1. D
2. B
【解析】 灯正常发光，则说明该灯在 内，消耗的电能 ，而输出的光能等于消耗的电能减去产生的热量，故ACD错误，B正确。
3. B
4. C
【解析】根据 可得每秒太阳能电池产生的能量为 ，设太阳能每秒照射的能量为 ，则由能的转化和守恒定律得 ，所以 。
5. B
【解析】由电饭锅铭牌可知，额定电压为 ，额定功率为 ，故：
。
6. C
【解析】A选项：电饭煲消耗的功率 ，故A错误；
B选项：洗衣机的功率只有部分转化为热能，有部分转化为机械能，为非纯电阻，故不适用欧姆定律，无法求得其电动机线圈内阻，故B错误；
C选项：根据 ，故C正确；
D选项：洗衣机不是纯电阻，无法求得其电动机的发热功率，故D错误。
7. C
【解析】由题图判断电源 的内阻大，在纯电阻电路中电源效率 ，内阻越大，效率越低；电源的输出功率 对应图线交点坐标的乘积，电阻的发热功率与图线交点横坐标的平方成正比，只有C正确。
8. D
【解析】根据 得，当电阻为 ，电流为 时，在时间 内产生的热量 ，D正确.
9. B
【解析】电阻 、 并联，电阻两端的电压相等，因为电阻 消耗的功率最大，由功率公式 ，可判断 ，由串、并联电路的特点可知，通过电阻 的电流小于通过电阻 的电流，根据功率公式 ，可判断 ，故选B.
10. B
【解析】由 可知，电压一定时，电路的电阻越小，功率越大，由图可知当两个电阻串联时，电路的总电阻最大，功率最小，可获得低温，故能获得低挡温度的连线方式是图中的 B．
第二部分
11. ；；；
12. 机械；\（ \dfrac{mgh}{UIt}\times100\ {\rm \%} \）（或 ）
【解析】[ ]由能量守恒可知，电动机是一种将电能转化为机械能的装置。
[ ]重力做功为
电动机做功为
电动机的效率为
\（ \eta =\dfrac{W_{G}}{W_{电} }\times 100\ {\rm \%}=\dfrac{mgh}{UIt }\times 100\ {\rm \%} \）。
13. 最小；
14. ；；
【解析】 ，
正常工作时的电流：，
内，电动机消耗的电能：，
产生的热量 ，
内获得的机械能
第三部分
15. （1） \（1.5 \ {\rm }\）
【解析】 时，电动机不转，此时电动机为纯电阻，故电动机线圈内阻
时，电动机正常工作，此时电动机为非纯电阻，则由电功率与热功率的定义式得
所以由能量守恒定律可知，电动机的输出功率
（2）
【解析】此时若电动机突然被卡住，则电动机成为纯电阻，其热功率
16. （1） ；
【解析】温度最低时应该是电路中电阻最大时，此时有
温度最高时应该是电路中电阻最小时，此时有
联立以上两式解得 ；
所以变阻器阻值范围是 到 .
（2）
【解析】此时电熨斗表面温度与环境温度之差
由图象知电熨斗每秒钟散发的热量
要保持电熨斗的表面温度不变，则电熨斗的电功率
又有：
代入数据解得
所以应将 的阻值调至 .
17. （1） 闭合，处于加热状态； 断开，处于保温状态。
（2）
（3）
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