2.8焦耳定律 电路中的能量转化 同步提升作业（word版含答案）

2.8焦耳定律 电路中的能量转化 同步提升作业（含解析）
一、选择题
1．某家用电热水器额定功率为1000W，每天工作2小时，一个月（按30天计算）消耗多少度电？（一度电为1kW·h）（　　）
A．30度 B．60度 C．120度 D．240度
2．一标有“12V 12W”的电动机正常工作，已知其线圈电阻为2Ω，则正常工作1分钟产生的焦耳热为（　　）
A．720J B．144J C．120J D．4320J
3．为了打击酒驾醉驾行为，保障交通安全，交警常用酒精浓度检测仪对驾驶员进行酒精测试，如图甲是某型号酒精测试仪，其工作原理如图乙所示，R为气敏电阻，其阻值随酒精气体浓度的增大而减小，电源的电动势为E、内阻为r，电路中的电表均为理想电表，R0为定值电阻，且R0=r。酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，与未饮酒的驾驶员相比（　　）
A．电流表的示数较大 B．电压表的示数较大
C．电源的输出功率较小 D．电源的总功率较小
4．智能机器人可以服务人类生活。如图甲所示为一款新型送餐机器人，内部电路如图乙所示，它的直流电动机额定电压为U，额定电流为I，线圈电阻为R，将它接在电动势为E，内阻为r的直流电源两极间，电动机恰好能正常工作。下列说法正确的是（　　）
A．电动机消耗的总功率为
B．电动机消耗的热功率为
C．电源的输出功率为
D．电源的效率为
5．如图所示为吹风机的工作电路图，为电动机的内阻、电阻丝的电阻为R。已知该吹风机有两个挡位，电源电压恒为220V，低挡消耗的电功率为220W，高挡消耗的电功率为1100 W，则下列对该电路的分析正确的是（　　）
A．两开关均闭合时吹风机为低挡位
B．电动机工作时，其输出的机械功率为220 W
C．吹风机的电阻rM=220 Ω
D．R=55 Ω
6．如图所示，电源电动势E=6V，内阻r=1Ω，定值电阻R=2Ω与电动机M串联接在电源上开关闭合后，理想电流表示数为1A，电动机刚好正常工作，电动机的线圈电阻R0=0.5Ω。下列说法中正确的是（　　）
A．定值电阻消耗的热功率2W B．电动机的输出功率为4.5W
C．电动机两端的电压为0.5V D．电源的输出功率是6W
7．电动自行车具有低噪声、无废气、无油污的环保性，而且骑行简单方便，受到广大上班族的喜欢。下表为某品牌电动自行午的铭牌，显示了电动车的信息及所用电动机的主要技术参数，不计其自身机械损耗，则由该铭牌可以求得电动自行车的电动机内阻约为（　　）
自重 额定电压
载重 额定电流
最大运动速度 额定输出功率
A． B． C． D．
8．如图所示，两段长度和材料相同、各自粗细均匀的金属导体a、b，单位体积内的自由电子数相等，横截面积之比，已知流经导体a的电流为0.16A，电子的电荷量e=1.6×10-19C，下列说法正确的是（　　）
A．5s内有个自由电子通过导体a的横截面
B．a、b的电阻之比
C．自由电子在导体a和b中的定向移动速率之比
D．相同时间内导体a和b产生的焦耳热之比
9．某款扫地机器人如图所示，额定功率24W，额定电流3A，正常工作时电机输出的功率为19.5W，锂电池容量9A·h，为延长锂电池寿命，当剩余电量为总容量的20%时就需要充电，则（　　）
A．电池容量的单位Ah是能量单位
B．额定电压为6.5V
C．正常工作时，电机产生的热量的功率为19.5W
D．充满电的电池可以正常工作时间为2.4h
10．小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，P为图线上一点，PN为图线的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，则下列说法中错误的是（　　）
A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大
B．对应P点，小灯泡的电阻为
C．对应P点，小灯泡的电阻为
D．对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积
11．如图所示是快递分拣点的装置示意图，先将货物运送到水平传送带，再由电动机竖直方向搬运。假定货物运送到水平传送带时的速度为0，传送带始终以传动，货物与传送带的动摩擦因数，传送带足够长。假设货物到达电动机附近时水平速度瞬间减为0，然后直流电动机以的恒定速度竖直向上搬运。已知重物的重力，电源电动势，不计电源内阻，电路中的电流，，则下列说法正确的是（　　）
A．电动机线圈的电阻为
B．电动机的效率为75%
C．货物在传送带上前内的位移为
D．货物在传送带上一直受到动摩擦力作用
12．下列家用电器中把电能主要转化为内能的是（　　）
A．电风扇 B．电熨斗 C．洗衣机 D．电动玩具车
13．在如图所示的电路中，定值电阻R的阻值为10Ω，电动机的线圈阻值为2Ω，a、b端加有44 V的恒定电压，电压表（不计其电阻对电路的影响）的示数为24 V，由此可知（　　）
A．通过电动机的电流强度为12A B．通过电动机的电流强度为2A
C．电动机消耗的总功率为48 W D．电动机输出的功率为8W
14．一个直流电动机所加电压为U，电流为I，线圈内阻为R。当它工作时，下述说法中正确的是（　　）
A．电动机的电功率为 B．电动机的发热功率为
C．电动机的输出功率为IU D．电动机的效率为
15．如图所示电路中，电源内阻不能忽略。闭合后，将滑动变阻器的滑片向左移动，在这一过程中（　　）
A．通过的电流减小
B．两端电压减小
C．电压表示数变化量的绝对值与通过中电流变化量的绝对值的比值不变
D．电源的输出功率一定减小
二、解答题
16．如图所示，电源电动势为10V，内阻为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，线圈电阻为0.5Ω，问：
（1）流过R2的电流是多大？
（2）通过电动机的电流是多大？
（3）电动机正常工作时产生的机械功率是多大？
（4）如在正常工作时，电动机的转子突然被卡住，此时电动机的发热功率是多少？
17．如图所示是某一直流电动机提升重物的示意图，重物质量m＝100 kg，电源提供给电动机的恒定电压为U＝220 V，不计各种摩擦，当电动机以v＝0.8m/s的恒定速率向上提升重物时，通过电动机的电流为I＝4A，重力加速度g取10 m/s2，求
（1）电动机的内阻为多少？
（2）电动机的输出功率为多少？
（3）如果电动机突然不转，则此时通过电动机的电流为多少？
参考答案
1．B
【解析】
【详解】
电热水器一个月消耗的电能为
故选B。
2．C
【解析】
【详解】
由题意可知电动机正常工作时，
根据
解得
根据焦耳定律
解得
故选C。
3．A
【解析】
【详解】
A．酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，R减小，电路总电阻减小，总电流I增大，则电流表示数增大，故A正确；
B．根据闭合电路欧姆定律可得电压表的示数为
当I增大时，U减小，故B错误；
C．电源的输出功率为
根据数学知识可知，当R0+R＞r时，P随R的减小而增大，故C错误；
D．电源的总功率为
当I增大时，P′增大，故D错误。
故选A。
4．D
【解析】
【详解】
A．电动机消耗的总功率为
故A错误；
B．电动机消耗的热功率为
故B错误；
C．电源的输出功率为
故C错误；
D．电源的效率为
故D正确。
故选D。
5．D
【解析】
【详解】
A．由图可知，两开关均闭合时，电阻丝接入电路，电阻丝发热，所以此时为高挡位，故A错误；
B．由于电动机的内阻发热，因此电机输出的机械功率小于220W，故B错误；
C．当开关断开，开关闭合时，只有电动机接入电路，即为低挡位，流过电动机的电流为
由于电动机为非纯电阻电路，所以电动机的电阻
故C错误；
D．当开关、闭合时，为高挡位，由题意可知，电阻丝的功率为
所以电阻丝的电阻为
故D正确。
故选。
6．A
【解析】
【详解】
A．定值电阻消耗的热功率
选项A正确；
BC．电动机两端的电压
电动机的输出功率为
选项BC错误；
D．电源的输出功率是
选项D错误。
故选A。
7．A
【解析】
【详解】
由表格中数据可得
解得
故选A。
8．A
【解析】
【详解】
A．5s内通过导体a的横截面的自由电子数为
故A正确；
B．根据电阻定律可得a、b的电阻之比为
故B错误；
C．根据电流的微观表达式
可得自由电子在导体a和b中的定向移动速率之比为
故C错误；
D．根据焦耳定律可得相同时间内导体a和b产生的焦耳热之比为
故D错误。
故选A。
9．D
【解析】
【详解】
A．电池容量的单位Ah是电量单位，故A错误；
B．由可知扫地机器人的额定电压
故B错误；
C．正常工作时，电机产生热量的功率为
故C错误；
D．根据题意以及电池容量公式可得
解得充满电的电池可以正常工作时间为
故D正确。
故选D。
10．C
【解析】
【详解】
A．图线上的点与原点O连线的斜率的倒数表示电阻值，由图可知随着所加电压的增大，图线斜率减小，故小灯泡的电阻增大，A正确，不符合题意；
BC．由欧姆定律可得，对应P点，小灯泡的电阻为
B正确，不符合题意，C错误，符合题意；
D．对应P点，小灯泡的功率为
P=U1I2
与题图中PQOM所围的面积相等，D正确，不符合题意。
故选C。
11．B
【解析】
【详解】
A．设电动机线圈的电阻为，根据功率关系可得
解得
A错误；
B．电动机的效率为
B正确；
C．货物在传送带上做匀加速运动的加速度为
货物加速至与传送带共速所用时间为
此过程货物运动的位移为
接着货物匀速运动1s通过的位移为
故货物在传送带上前2s内的位移为
C错误；
D．货物与传送带共速后做匀速运动，不再受摩擦力作用，D错误。
故选B。
12．B
【解析】
【详解】
ACD．电风扇、洗衣机、电动玩具车内部都有电动机，是非纯电阻电路，电能主要转化成机械能，电熨斗是纯电阻电路，电能转化成内能，故B正确，ACD错误。
故选B。
13．BC
【解析】
【分析】
【详解】
AB．电动机和定值电阻串联，可得
代入数据，可得
故A错误；B正确；
C．电动机消耗的总功率为
故C正确；
D．电动机输出的功率为
故D错误。
故选BC。
14．BD
【解析】
【详解】
A.由于电动机是非纯电阻性电路，因此
电动机的电功率
A错误；
B.根据焦耳定律可知，电动机的发热功率
B正确；
C. 电动机的输出功率
C 错误；
D.电动机的效率
D正确。
故选BD。
15．BC
【解析】
【详解】
AB．将滑动变阻器的滑片向左移动，R接入电路的阻值增大，电路总电阻增大，总电流减小，R2两端电压减小；电源内电压减小，路端电压增大，则R1两端电压增大，通过R1的电流增大，故A错误，B正确；
C．设电压表示数为U，电源电动势和内阻分别为E和r，根据闭合电路欧姆定律可得
所以
即电压表示数变化量的绝对值与通过中电流变化量的绝对值的比值不变，故C正确；
D．设电源外电阻为R′，则电源的输出功率为
根据数学知识可知当R′=r时，P最大；当R′＜r时，P随R′的增大而增大；当R′＞r时，P随R′的增大而减小。由于不知道开始时R′与r的关系，所以电源的输出功率不一定减小，故D错误。
故选BC。
16．（1）1A；（2）1A；（3）5.5W；（4）7W
【解析】
【详解】
（1）开关闭合后，电动机恰好正常工作，由电路可知此时两端电压为6V，所以流过R2的电流为
（2）根据闭合电路欧姆定律可得中的电流为
所以通过电动机的电流为
（3）电动机正常工作时内部消耗的功率为
则产生的机械功率为
（4）正常工作时，电动机的转子突然被卡主，此时电路为纯电阻电路，此时总电阻
电动机两端电压
电动机的发热功率为
17．（1）5Ω；（2）800W；（3）44A
【解析】
【详解】
（1）电动机消耗功率为
电动机输出功率为
则电动机损耗功率为
由
得
（2）由（1）知电动机的输出功率为800W；
（3）电动机突然不转，电动机为纯电阻，由欧姆定律有
试卷第PAGE页，共SECTIONPAGES页