2.8焦耳定律 电路中的能量转化同步练习（word版含答案）

2.8焦耳定律 电路中的能量转化同步练习2021—2022学年高中物理教科版（2019）必修第三册
一、选择题（共15题）
1．用电动势E=6V、内电阻r=4Ω的直流电源分别单独对下列四个小灯泡供电，假设灯泡电阻不随电压变化，则实际消耗电功率最大的小灯泡的额定电压和额定功率分别是（ ） （ ）
A．“6V，12W” B．“6V，9W” C．“6V，4W” D．“6V，3W”
2．小明同学给爷爷买了一个电热水壶，电热水壶的铭牌上标有如图所示的数据。用电高峰时，爷爷家的入户电压为208V，假设电热水壶的阻值恒定不变，则电热水壶此时工作的实际功率约为（　　）
A．1400W B．1500W C．1600W D．1700W
3．下列用电器中属于纯电阻用电器的是：（ ）
A．电风扇和电吹风机
B．洗衣机和电冰箱
C．电磁铁和电解槽
D．白炽灯和电炒锅
4．一只电炉的电阻丝和一台电动机线圈的电阻相等，都是R，设通过的电流强度相同，则在相同的时间内，关于这只电炉和这台电动机的发热情况，下列说法中正确的是（ ）
A．电炉和电动机产生电炉的热量相等
B．产生的热量多于电动机产生的热量
C．产生的热量少于电动机产生的热量
D．无法判断
5．如图所示的电路中，电源的电动势为E、内阻为r，闭合开关S，在滑动变阻器的滑片P向左移动时，下列说法正确的是（　　）
A．电压表的示数增大
B．电流表的示数减小
C．电路的总功率一定减小
D．电源内部消耗的功率一定增大
6．下列计算热量的公式中，哪一个是焦耳定律的普遍适用公式（　　）
A．Q＝UIt B．Q＝I2Rt C． D．上面三个都是
7．硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点。如图所示，图线a是该电池在某光照射强度下路端电压U和电流I的关系图（电池电动势不变，内阻不是常量），图线b是某电阻的U-I图象。在某光照强度下将它们组成闭合回路时，下列说法正确的是（　　）
A．此时硅光电池的电动势是2V
B．此时硅光电池的输出功率是0.4W
C．此时硅光电池的内阻为10Ω
D．若把内阻为10Ω的直流电动机接到该电池上，电动机的输出功率为0.4W
8．将两个阻值不同的电阻R1、R2分别与同一电源连接,如果在相同的时间内,R1、R2发出的热量相同,则电源的内阻为( )
A．
B．
C．
D．
9．如图，电源电动势为12V，内阻r为1Ω，电阻R1为1Ω，R2为6Ω。开关闭合后，电动机恰好正常工作。已知电动机额定电压U为6V，线圈电阻RM为0.5Ω，则下列正确的是（　　）
A．电源的输出功率为36W B．流过电动机的电流为12A
C．电动机的输出功率为10W D．电动机的发热功率为72W
10．下列用电器中，铭牌上标有的电功率就等于它的热功率的是（）
A．电风扇 B．电动机 C．电视机 D．电熨斗
11．如图所示的电路中，输入电压U恒为，灯泡L标有“”字样，电动机线圈的电阻。若灯泡恰能正常发光，以下说法正确的是（　　）
A．电动机的输入功率是 B．电动机的输出功率是
C．电动机的热功率是 D．整个电路消耗的电功率是
12．如图所示为某装置的简化电路图，电源E、r恒定，R为定值电阻，光敏电阻RL的阻值随光照强度升高而减小，C为平行板电容器。闭合开关S，带电液滴刚好静止在C内。在光照强度降低的过程中，分别用、、和表示理想电流表、理想电压表V1、理想电压表V2和理想电压表V3示数变化量的绝对值。关于该电路工作状态的变化，下列说法正确的是（　　）
A．液滴可能不发生移动 B．电源的效率一定减小
C．、、一定不变 D．R的功率可能先增大后减小
13．纯电动汽车的发展将极大缓解燃油汽车带来的污染问题，有助于改善城市空气质量．如图所示为纯电动汽车的电路示意简图，若汽车电池组的电动势为，内阻为，能量容量为．当汽车以匀速行驶时，受到的阻力约为，此时直流驱动电机的输入电压为，输入功率，则（　　）
A．当汽车以行驶，电流为
B．电池组的热功率为
C．直流驱动电机的内阻约为
D．当汽车以行驶，最大行驶里程约为
14．如图所示电路，所有电表均为理想电表，.当闭合开关S，触片P向左滑动过程中，四块电表的读数均发生变化，设在滑动过程中、、、在同一时刻的读数分别是、、、；电表示数的变化量的绝对值分别是、、、，那么下列说法正确的是( )
A．减小，增大
B．增大，减小
C．为定值、增大
D．电源的输出功率在减小，效率在降低
15．一学校物理兴趣小组用蓄电池、电动机、皮带、自行车组装了一辆电动车，人骑上后总质量为50 kg，假定蓄电池能提供的电压为24 V，内电阻不计，当电动车在水平地面上以0.8 m/s的速度匀速行驶时，通过电动机的电流为5 A，设车所受的阻力恒为车重的0.2倍，忽略电动车自身的摩擦，则电动机的阻值是(g取10 m/s2) （ ）
A．4.8 Ω B．3.2 Ω C．1.6 Ω D．0.4 Ω
二、填空题（共4题）
16．用一直流电动机提升重物，设被提升的重物的质量m＝50kg，电动机的输入电压是110V，不计各处的摩擦，当电动机以1m/s的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流为I＝5A，由此可知，电动机的线圈电阻为______Ω.(g取10m/s2)
17．如图所示，直线OAC为某一直流电源的总功率P随总电流I变化的图线，抛物线OBC为同一电源内部消耗的功率Pr随总电流I变化的图线，则当通过电源的电流为1A时，该电源的输出功率为P1=________W，电源的最大输出功率P2=________W.
18．如图所示，某一直流电动机提升重物的装置内重物的质量是100kg，电源的电动势为220V，不计电源的内阻及各处的摩擦，若电动机以的恒定加速度向上提升重物，当重物的速度为时，电路中的电流强度为5A，由此可以知道电动机此时的输入功率为______W，电动机线圈的电阻是__．（重力加速度）
19．如图甲、乙所示，是探究电流产生的热量跟哪些因素有关的实验装置．两个透明容器中都有一段电阻丝，密闭着等量的空气，通电之前，U型管中液面都相平，装置的两根导线分别接到电源两端，通电一段时间后U型管中的液柱高度发生变化，如图9所示．
（1）甲装置主要探究的是电流产生的热量与______的大小关系，通过_________比较电流产生热量的多少；
（2）如果通过乙装置左边容器中5Ω电阻的电流为0．8A，则右边容器中的空气1min最多可从电阻丝吸收______J的热量（忽略环境影响）
三、综合题（共4题）
20．某导体的电阻为R＝1 Ω.试求当有I＝1 A的电流流过时，该导体1 min内产生的热量Q和此时的热功率P.
21．一台直流电动机的额定电压，其电枢的电电阻，当它正常工作时通过的电流，若电动机正常运转时间，求
（1）电流所做的功；
（2）电枢上产生的热量；
（3）电动机输出的机械能。
22．电动自行车已经成为人们日常出行的一种常用交通工具，以下是某型号电动自行车的相关参数：该电动自行车采用后轮驱动直流电动机，其中额定转速是电动自行车在满载情况下在平直公路上以额定功率匀速行进时的车轮转速，求：
（1）电动自行车以额定转速行进时的速度v0；
（2）在额定工作状态时，损失的功率有80%是由于电动机绕线电阻生热而产生的，则电动机的绕线电阻为多大；
（3）满载（车身质量+满载载重）情况下，该车以速度v=5m/s沿着坡度为θ=4.59°的长直坡道向上匀速行驶时，受到的摩擦阻力为车重（含载重）重量的0.02倍，求此状态下电动自行车实际运行机械功率（sin4.59°=0.08；重力加速度g=10m/s2）。
名称 车身 质量 满载 载重 前后 车轮 直径 额定转速 电动机额定 电压 电动机额定 电流 额定机械 输出功率
参数 40kg 80kg 40cm r/min 48V 20A 835W
23．规格为“8V、4W”的小灯泡与小型直流电动机（其线圈内阻为r0=0.4）并联后，接至电动势为10V，内电阻r=0.5的电源上，小灯泡恰好正常发光，求：
（1）通过小灯泡的电流IL和电源的内电压；
（2）电路中的总电流I和通过电动机D的电流ID；
（3）电动机的输入功率P，发热功率P热和电动机的输出功率P出。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
2．C
3．D
4．A
5．D
6．B
7．B
8．D
9．C
10．D
11．D
12．C
13．D
14．B
15．C
16．2
17． 2 2.25
18． 1100 3.2
19． 电阻 液柱高度差 48
20．60J，1W；
21．（1）；（2）；（3）
22．（1）15m/s；（2）0.25Ω；（3）600W
23．（1），=2V；（2），ID=3.5A；（3）P=28W，，P出=23.1W
答案第1页，共2页