人教版物理高二选修3-1 2.5焦耳定律同步检测卷
一、选择题
1．（人教版物理高二选修3-1 2.5焦耳定律同步检测卷）关于三个公式 、 、 的适用范围，以下说法正确的是( )
A．第一个公式普遍适用于求电功率，后两式普遍适用于求热功率
B．在纯电阻电路中，三个公式既可适用于求电功率，又可适用于求热功率
C．在非纯电阻电路中，第一个公式可适用于求电功率，第二个公式可用于求热功率，第三个公式求电功率、热功率均可
D．由 可知，三个公式没有任何区别，它们表达相同的意义，所求P既是电功率，也是热功率
【答案】B
【知识点】焦耳定律；电功率和电功
【解析】【解答】欧姆定律 只适用于纯电阻电路，因此三个公式在纯电阻电路中没有区别，但在非纯电阻电路中它们互不相同；
表示电功率，而 表示热功率．因此，在纯电阻电路中， ，消耗的电能全部转化为热能；
而在非纯电阻电路中， ，即消耗的电能只有部分转化为热能。
所以ACD错误，B正确。
故选B
【分析】欧姆定律 只适用于纯电阻电路； 表示电功率，而 表示热功率。
2．（人教版物理高二选修3-1 2.5焦耳定律同步检测卷）通过电阻R的电流为I时，在时间t内产生的热量为Q，若电阻为2R，电流为 时，则在时间t内产生的热量为( )
A．4Q B．2Q C． D．
【答案】C
【知识点】焦耳定律；电功率和电功
【解析】【解答】由电热公式 可得 。故C对。
故选C
【分析】本题考查焦耳热的计算，直接用公式 即可计算。
3．（人教版物理高二选修3-1 2.5焦耳定律同步检测卷）如图所示为某两个电阻的U I图象，则R1∶R2的值和把两电阻串联后接入电路时消耗功率之比P1∶P2及并联后接入电路时消耗功率之比P′1∶P′2分别是( )
A．2∶12∶11∶2 B．2∶11∶22∶1
C．1∶21∶22∶1 D．1∶22∶11∶2
【答案】A
【知识点】焦耳定律；电功率和电功
【解析】【解答】因为U I图象的斜率表示电阻，所以由U I图象可知，R1∶R2＝2∶1.把R1、R2串联接入电路，电流相等，由P＝I2R知P1∶P2＝R1∶R2＝2∶1.并联时电压相等，所以P′1∶P′2＝R2∶R1＝1∶2。故选A
【分析】U I图象的斜率表示电阻，根据P＝I2R可计算电功率之比。
4．（人教版物理高二选修3-1 2.5焦耳定律同步检测卷）把两根电阻相同的电热丝先串联后并联分别接在同一电源上，若要产生相等的热量，则两种方法所需的时间之比t串∶t并为( )
A．1∶1 B．2∶1 C．4∶1 D．1∶4
【答案】C
【知识点】焦耳定律；电功率和电功
【解析】解答：串联后电阻为 ，产生的热量为 ；并联后电阻为 ，产生的热量为 ，若Q1＝Q2，则有t串∶t并＝4∶1。
故选C
分析：考查焦耳热的计算。
5．（人教版物理高二选修3-1 2.5焦耳定律同步检测卷）两个小灯泡的标识分别是L1“6 V，6 W”，L2“6 V，9 W”，把它们串联后接在同一直流电源上(电源内阻可忽略不计)，L1消耗的功率恰好为6 W，则L2消耗的功率为( )
A．6 W B．9 W
C．4 W D．条件不足，不能确定
【答案】C
【知识点】焦耳定律；电功率和电功
【解析】【解答】由可得两个灯泡的电阻为：
，
由串联电路的电压与电阻成正比，所以L2的电压为4 V，它实际消耗的功率为 。
故选C
【分析】考查功率的应用。
6．（人教版物理高二选修3-1 2.5焦耳定律同步检测卷）如图所示，电路两端的电压U保持不变，电阻R1、R2、R3消耗的电功率一样大，则电阻之比R1∶R2∶R3是( )
A．1∶1∶1 B．4∶1∶1 C．1∶4∶4 D．1∶2∶2
【答案】C
【知识点】焦耳定律；电功率和电功
【解析】【解答】对R2、R3，由得R2∶R3＝1∶1，
对R1、R2，由P＝I2R，I1＝2I2，所以 ，C选项正确。
故选C
【分析】并联利用公式计算功率之比，串联利用公式P＝I2R计算功率之比。
7．（人教版物理高二选修3-1 2.5焦耳定律同步检测卷）一台电动机的线圈电阻与一只电炉的电阻相同，都通过相同的电流，在相同的时间内，下列说法错误的是( )
A．电炉放热和电动机放热相等
B．电炉两端电压小于电动机两端电压
C．电炉两端电压等于电动机两端电压
D．电动机消耗的电功率大于电炉的电功率
【答案】C
【知识点】焦耳定律；电功率和电功
【解析】【解答】由Q热＝I2Rt知A对；
电炉为纯电阻用电器，UIt＝I2Rt，U＝IR，电动机为非纯电阻用电器，U′I′t>I′2Rt，U′>I′R，C错，B、D对。
故选C
【分析】纯电阻用电器，UIt＝I2Rt。
8．（人教版物理高二选修3-1 2.5焦耳定律同步检测卷）加在某电动机上的电压是U(V)，电动机消耗的电功率为P(W)，电动机线圈的电阻为r(Ω)，则电动机线圈上消耗的电热功率为( )
A．P B． C． D．
【答案】C
【知识点】焦耳定律；电功率和电功
【解析】【解答】因为P＝IU，所以 ，由热功率 所以 。
故选C
【分析】热功率计算公式 。
9．（人教版物理高二选修3-1 2.5焦耳定律同步检测卷）把六个相同的小灯泡接成如图甲、乙所示的电路，调节变阻器使小灯泡正常发光，甲、乙两电路所消耗的功率分别用P甲和P乙表示，则下列结论中正确的是( )
A．P甲＝P乙 B．P甲＝3P乙 C．P乙＝3P甲 D．P乙>3P甲
【答案】B
【知识点】焦耳定律；电功率和电功
【解析】【解答】设每个灯泡正常工作时的电流为I，则甲图中电路的总电流为3I，P甲＝12×3I＝36I，乙图中电路的总电流为I，P乙＝12×I＝12I，故有P甲＝3P乙。
故选B
【分析】串联电路中干路电流等于各支路电流之和，利用P=UI计算功率之比。
10．（人教版物理高二选修3-1 2.5焦耳定律同步检测卷）图中虚线框内是一未知电路，测得它的两端点a、b之间电阻是R，在a、b之间加上电压U，测得流过电路的电流为I，则未知电路的电功率一定是( )
A． B． C． D．
【答案】C
【知识点】焦耳定律；电功率和电功
【解析】【解答】选项A、B的表达式只适用于纯电阻电路， D项表达式表示在非纯电阻电路中的输出功率，虚线框中不知道是哪种元件，功率P＝UI总是适用的，C选项正确。
故选C
【分析】P＝UI使用于所有情况， ，只适用于纯电阻电路。
11．（人教版物理高二选修3-1 2.5焦耳定律同步检测卷）如图所示，电路两端的电压U保持不变，电阻R1、 R2、R3消耗的电功率一样大，则电阻之比R1∶R2∶R3是( )
A．1∶1∶1 B．4∶1∶1 C．1∶4∶4 D．1∶2∶2
【答案】C
【知识点】焦耳定律；电功率和电功
【解析】【解答】对R2、R3，由可得 ；
对R1、R2，由 ； ，所以 ，C选项正确。
故选C
【分析】串联电路利用 计算功率，并联电路利用计算功率。
12．（2016高二上·福州期中）如图所示的电路中，L1，L2是两个不同的小灯泡，a，b间有恒定的电压，他们都正常发光，当滑动变阻器的滑动触头向右滑动时，发生的现象是（ ）
A．L1亮度不变，L2变暗 B．L1变暗，L2变亮
C．电路消耗的总功率变小 D．流过滑动变阻器的电流变小
【答案】B,C,D
【知识点】电功率和电功
【解析】【解答】解：A、B、滑动变阻器的滑动头向右移动的过程中，RP变大，外电路总电阻R变大，干路电流I= 减小，L1变暗，灯泡L2的电压U2=U﹣IR1变大，L2变亮．故A错误，B正确；
C、由于干路电流减小，根据P=UI，电路消耗的总功率变小，故C正确；
D、由于干路电流减小，灯泡L2的电压U2=U﹣IR1变大，流过L2的电流变大，故流过滑动变阻器的电流减小，故D正确．
故选：BCD．
【分析】电路结构是：滑动变阻器与灯泡L2并联，再与灯泡L1串联．滑动变阻器的滑动头向右移动的过程中，变阻器接入电路的电阻增大，引起并联部分电阻变化，外电路总电阻变化，干路电流变化，再分析灯泡L2电压的变化来分析灯泡亮度的变化．根据P=UI来判断电路消耗的总功率．
13．（人教版物理高二选修3-1 2.5焦耳定律同步检测卷）把六个相同的小灯泡接成如图甲、乙所示的电路，调节变阻器使灯泡正常发光，甲、乙两电路所消耗的功率分别用P甲和 P乙表示，则下列结论中正确的是( )
A．P甲＝P乙 B．P甲＝3P乙 C．P乙＝3P甲 D．P乙>3P甲
【答案】B
【知识点】焦耳定律；电功率和电功
【解析】【解答】设每个灯泡正常工作时的电流为I，则甲图中电路的总电流为3I，P甲＝12×3 I＝36 I，乙图中电路的总电流为I，P乙＝12×I＝12 I，故有P甲＝3P乙，B正确。
故选B
【分析】利用串并联电路规律和功率计算公式可求出功率之比。
14．（人教版物理高二选修3-1 2.5焦耳定律同步检测卷）如图所示，额定电压为110 V的两盏电灯，额定功率分别为PA＝100 W，PB＝25 W．把它们接到220 V的电路上，欲使它们都能正常发光且耗电最少，应采用的接法是( )
A． B．
C． D．
【答案】C
【知识点】焦耳定律；电功率和电功
【解析】【解答】要使它们正常发光且耗电最少，由串、并联电路的特点，由于RA电路中消耗的总功率应为P总＝PA＋PB＋PR，因为PR＝IRUR，所以C电路PR最小，C选项正确。
故选C
【分析】本题考查耗电最少的情况，分析难度较大，需要搞清楚电流和电压关系。
15．（人教版物理高二选修3-1 2.5焦耳定律同步检测卷）图为甲、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，实际发光的功率约为( )
A．15 W30 W B．30 W40 W C．40 W60 W D．60 W100 W
【答案】C
【知识点】焦耳定律；电功率和电功
【解析】【解答】从图象的横坐标(U)为220 V的刻度可找出对应的纵坐标(I)的值分别为I甲＝0.18 A，I乙＝0.28 A．则P甲＝UI甲≈40 W，
P乙＝UI乙≈60 W，即C项正确。
故选C
【分析】从图像中找出条件计算，是一个热点问题，需要掌握分析图像的能力。
二、填空题
16．（人教版物理高二选修3-1 2.5焦耳定律同步检测卷）某养鸡场新购进一台电热孵卵器，其电阻为110Ω不变，在额定电压下工作时通过孵卵器的电流是2A，则该孵卵器正常工作10s所产生的热量为 J．
【答案】4400
【知识点】焦耳定律；电功率和电功
【解析】【解答】该孵卵器正常工作10s所产生的热量
Q=W=I2Rt=（2A）2×110Ω×10s=4400J
【分析】此题主要考查的是学生对焦耳定律计算公式的理解和掌握，基础性题目。
17．（人教版物理高二选修3-1 2.5焦耳定律同步检测卷）将一段电阻丝浸入1kg水中，通以0.5A的电流，经过5分钟使水温升高1.5℃，则电阻丝的阻值为 Ω．（水的比热为4200J/kg·℃）
【答案】84
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】根据 ， 得R=84Ω。
【分析】本题关键是对公式的正确掌握。
18．（人教版物理高二选修3-1 2.5焦耳定律同步检测卷）一个电热器接到55V的直流电源上所产生的热功率刚好是接到某交流电源上产生的热功率的 ，那么，这个交流电源的路端电压是 V；先后两次通过电热器的电流之比为 。
【答案】220；1：4
【知识点】焦耳定律；电功率和电功
【解析】【解答】电热器是纯电阻电路，所以 ，代入数据得，交流电源路端电压电流电压的有效值U=220V，电流之比为1：4。
【分析】本题考查对热功率公式的基本应用，难度不大。
19．（人教版物理高二选修3-1 2.5焦耳定律同步检测卷）英国物理学家焦耳通过一系列实验发现，电流发热具有下述规律：电流通过导体产生的热量跟 的二次方、导体的 、通电的 成正比。这个规律叫做焦耳定律。
【答案】电流；电阻；时间
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】“电流通过导体产生的热量，跟电流的二次方、导体的电阻、通电时间成正比．”这个规律用公式表示为 。
【分析】关键是对焦耳定律内容的熟悉，基础题。
20．（人教版物理高二选修3-1 2.5焦耳定律同步检测卷）电动玩具汽车的直流电动机电阻一定，当加上0.3 V电压时，通过的电流为0.3 A，此时电动机没有转动．当加上3 V电压时，电流为1 A，这时候电动机正常工作，求电动机正常工作时，产生的机械功率 W ；发热功率 W．
【答案】2；1
【知识点】焦耳定律；电功率和电功
【解析】【解答】由电动机没有转动没有转动时满足欧姆定律，线圈的内阻 ，当电动机正常工作时 ， ， 。
【分析】本题学生明确电动机中的输入功率等于机械功率加热功率，知道电动机正常工作时是非纯电阻用电器。
21．（人教版物理高二选修3-1 2.5焦耳定律同步检测卷）现用直流电源给蓄电池充电，如图所示，若蓄电池内阻r，电压表读数U，电流表的读数为I。则蓄电池的发热功率为 ，电能转化为化学能的功率为 。
【答案】；
【知识点】焦耳定律；电功率和电功
【解析】【解答】由焦耳定律可知 ，由能量的转化与守恒
【分析】热功率利用 计算，需要分清楚功率计算公式的适用条件。
22．（人教版物理高二选修3-1 2.5焦耳定律同步检测卷）微型吸尘器的直流电动机D的内阻一定，加在D上的电压为0.3V时，电流为0.3A，D不转动．当加在D上的电压为2.0V时，电流为0.5A，D正常工作．此时电动机内电能转化为热能的电功率 W，电能转化为机械能的功率是 W．
【答案】0.25；0.75
【知识点】焦耳定律；电功率和电功
【解析】【解答】不转动时，为纯电阻。根据公式
正常工作时，热功率 =0.5×0.5×1=0.25W；
电能转化为机械能的功率 =2×0.5- =0.75W
【分析】本题主要考查功率公式的正确应用。
三、计算题
23．（人教版物理高二选修3-1 2.5焦耳定律同步检测卷）如图所示，两个小灯泡L1和L2串联接在P、Q两点间，L1和L2的铭牌上分别标有“3 V，6 W”、“6 V，3 W”，求PQ间允许加的最大电压为多少？(假定小灯泡电阻不变)
【答案】两灯泡的额定电流，由P＝UI得
所以电路中允许的最大电流为0.5 A
两灯泡的电阻，由 得
允许加的最大电压为U＝I2(R1＋R2)＝0.5×(1.5＋12)V＝6.75 V
【知识点】焦耳定律；电功率和电功
【解析】 【分析】串联电路中要使串联用电器都安全，最大电流只能是允许通过的最小的电流。
24．（人教版物理高二选修3-1 2.5焦耳定律同步检测卷）如图所示，电路中的电阻R＝10 Ω，电动机的线圈电阻r＝1 Ω，加在电路两端的电压U＝100 V．已知电流表读数为30 A，则通过电动机线圈的电流为多少？电动机输出功率为多少？
【答案】R中的电流 电动机中的电流I2＝I－I1＝20 A输入功率P＝I2U＝2×103 W，电热功率P热＝Ir＝400 W，输出功率P出＝P－P热＝1 600 W
【知识点】焦耳定律；电功率和电功
【解析】 【分析】对P＝IU，P＝Ir的正确应用，需要搞清楚他们的适用条件。
25．（人教版物理高二选修3-1 2.5焦耳定律同步检测卷）电热毯是人们常用的电热式家用电器，它一般具有加热和保温功能，其工作原理大致相同，如图为某种电热式电器的简化电路图，主要元件有电阻丝R1、R2和自动开关S.
（1） 当自动开关S闭合和断开时，用电器分别处于什么状态？
（2）用电器由照明电路供电(U＝220 V)，设加热时用电器的电功率为400 W，保温时用电器的电功率为40 W，则R1和R2分别为多大？
【答案】（1）当开关S闭合时，R2被短路，电路中只有R1，此时功率 ；
当开关S断开时，R1、R2串联，此时功率为 ，所以P1>P2，故S闭合时，用电器处于加热状态；S断开时，用电器处于保温状态。
（2）加热时有 ，保温时有
代入数据解得：R1＝121 Ω，R2＝1 089 Ω
【知识点】焦耳定律；电功率和电功
【解析】 【分析】不管串联还是并联，加热器所接电压不变，利用计算量电阻阻值大小。
1 / 1人教版物理高二选修3-1 2.5焦耳定律同步检测卷
一、选择题
1．（人教版物理高二选修3-1 2.5焦耳定律同步检测卷）关于三个公式 、 、 的适用范围，以下说法正确的是( )
A．第一个公式普遍适用于求电功率，后两式普遍适用于求热功率
B．在纯电阻电路中，三个公式既可适用于求电功率，又可适用于求热功率
C．在非纯电阻电路中，第一个公式可适用于求电功率，第二个公式可用于求热功率，第三个公式求电功率、热功率均可
D．由 可知，三个公式没有任何区别，它们表达相同的意义，所求P既是电功率，也是热功率
2．（人教版物理高二选修3-1 2.5焦耳定律同步检测卷）通过电阻R的电流为I时，在时间t内产生的热量为Q，若电阻为2R，电流为 时，则在时间t内产生的热量为( )
A．4Q B．2Q C． D．
3．（人教版物理高二选修3-1 2.5焦耳定律同步检测卷）如图所示为某两个电阻的U I图象，则R1∶R2的值和把两电阻串联后接入电路时消耗功率之比P1∶P2及并联后接入电路时消耗功率之比P′1∶P′2分别是( )
A．2∶12∶11∶2 B．2∶11∶22∶1
C．1∶21∶22∶1 D．1∶22∶11∶2
4．（人教版物理高二选修3-1 2.5焦耳定律同步检测卷）把两根电阻相同的电热丝先串联后并联分别接在同一电源上，若要产生相等的热量，则两种方法所需的时间之比t串∶t并为( )
A．1∶1 B．2∶1 C．4∶1 D．1∶4
5．（人教版物理高二选修3-1 2.5焦耳定律同步检测卷）两个小灯泡的标识分别是L1“6 V，6 W”，L2“6 V，9 W”，把它们串联后接在同一直流电源上(电源内阻可忽略不计)，L1消耗的功率恰好为6 W，则L2消耗的功率为( )
A．6 W B．9 W
C．4 W D．条件不足，不能确定
6．（人教版物理高二选修3-1 2.5焦耳定律同步检测卷）如图所示，电路两端的电压U保持不变，电阻R1、R2、R3消耗的电功率一样大，则电阻之比R1∶R2∶R3是( )
A．1∶1∶1 B．4∶1∶1 C．1∶4∶4 D．1∶2∶2
7．（人教版物理高二选修3-1 2.5焦耳定律同步检测卷）一台电动机的线圈电阻与一只电炉的电阻相同，都通过相同的电流，在相同的时间内，下列说法错误的是( )
A．电炉放热和电动机放热相等
B．电炉两端电压小于电动机两端电压
C．电炉两端电压等于电动机两端电压
D．电动机消耗的电功率大于电炉的电功率
8．（人教版物理高二选修3-1 2.5焦耳定律同步检测卷）加在某电动机上的电压是U(V)，电动机消耗的电功率为P(W)，电动机线圈的电阻为r(Ω)，则电动机线圈上消耗的电热功率为( )
A．P B． C． D．
9．（人教版物理高二选修3-1 2.5焦耳定律同步检测卷）把六个相同的小灯泡接成如图甲、乙所示的电路，调节变阻器使小灯泡正常发光，甲、乙两电路所消耗的功率分别用P甲和P乙表示，则下列结论中正确的是( )
A．P甲＝P乙 B．P甲＝3P乙 C．P乙＝3P甲 D．P乙>3P甲
10．（人教版物理高二选修3-1 2.5焦耳定律同步检测卷）图中虚线框内是一未知电路，测得它的两端点a、b之间电阻是R，在a、b之间加上电压U，测得流过电路的电流为I，则未知电路的电功率一定是( )
A． B． C． D．
11．（人教版物理高二选修3-1 2.5焦耳定律同步检测卷）如图所示，电路两端的电压U保持不变，电阻R1、 R2、R3消耗的电功率一样大，则电阻之比R1∶R2∶R3是( )
A．1∶1∶1 B．4∶1∶1 C．1∶4∶4 D．1∶2∶2
12．（2016高二上·福州期中）如图所示的电路中，L1，L2是两个不同的小灯泡，a，b间有恒定的电压，他们都正常发光，当滑动变阻器的滑动触头向右滑动时，发生的现象是（ ）
A．L1亮度不变，L2变暗 B．L1变暗，L2变亮
C．电路消耗的总功率变小 D．流过滑动变阻器的电流变小
13．（人教版物理高二选修3-1 2.5焦耳定律同步检测卷）把六个相同的小灯泡接成如图甲、乙所示的电路，调节变阻器使灯泡正常发光，甲、乙两电路所消耗的功率分别用P甲和 P乙表示，则下列结论中正确的是( )
A．P甲＝P乙 B．P甲＝3P乙 C．P乙＝3P甲 D．P乙>3P甲
14．（人教版物理高二选修3-1 2.5焦耳定律同步检测卷）如图所示，额定电压为110 V的两盏电灯，额定功率分别为PA＝100 W，PB＝25 W．把它们接到220 V的电路上，欲使它们都能正常发光且耗电最少，应采用的接法是( )
A． B．
C． D．
15．（人教版物理高二选修3-1 2.5焦耳定律同步检测卷）图为甲、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，实际发光的功率约为( )
A．15 W30 W B．30 W40 W C．40 W60 W D．60 W100 W
二、填空题
16．（人教版物理高二选修3-1 2.5焦耳定律同步检测卷）某养鸡场新购进一台电热孵卵器，其电阻为110Ω不变，在额定电压下工作时通过孵卵器的电流是2A，则该孵卵器正常工作10s所产生的热量为 J．
17．（人教版物理高二选修3-1 2.5焦耳定律同步检测卷）将一段电阻丝浸入1kg水中，通以0.5A的电流，经过5分钟使水温升高1.5℃，则电阻丝的阻值为 Ω．（水的比热为4200J/kg·℃）
18．（人教版物理高二选修3-1 2.5焦耳定律同步检测卷）一个电热器接到55V的直流电源上所产生的热功率刚好是接到某交流电源上产生的热功率的 ，那么，这个交流电源的路端电压是 V；先后两次通过电热器的电流之比为 。
19．（人教版物理高二选修3-1 2.5焦耳定律同步检测卷）英国物理学家焦耳通过一系列实验发现，电流发热具有下述规律：电流通过导体产生的热量跟 的二次方、导体的 、通电的 成正比。这个规律叫做焦耳定律。
20．（人教版物理高二选修3-1 2.5焦耳定律同步检测卷）电动玩具汽车的直流电动机电阻一定，当加上0.3 V电压时，通过的电流为0.3 A，此时电动机没有转动．当加上3 V电压时，电流为1 A，这时候电动机正常工作，求电动机正常工作时，产生的机械功率 W ；发热功率 W．
21．（人教版物理高二选修3-1 2.5焦耳定律同步检测卷）现用直流电源给蓄电池充电，如图所示，若蓄电池内阻r，电压表读数U，电流表的读数为I。则蓄电池的发热功率为 ，电能转化为化学能的功率为 。
22．（人教版物理高二选修3-1 2.5焦耳定律同步检测卷）微型吸尘器的直流电动机D的内阻一定，加在D上的电压为0.3V时，电流为0.3A，D不转动．当加在D上的电压为2.0V时，电流为0.5A，D正常工作．此时电动机内电能转化为热能的电功率 W，电能转化为机械能的功率是 W．
三、计算题
23．（人教版物理高二选修3-1 2.5焦耳定律同步检测卷）如图所示，两个小灯泡L1和L2串联接在P、Q两点间，L1和L2的铭牌上分别标有“3 V，6 W”、“6 V，3 W”，求PQ间允许加的最大电压为多少？(假定小灯泡电阻不变)
24．（人教版物理高二选修3-1 2.5焦耳定律同步检测卷）如图所示，电路中的电阻R＝10 Ω，电动机的线圈电阻r＝1 Ω，加在电路两端的电压U＝100 V．已知电流表读数为30 A，则通过电动机线圈的电流为多少？电动机输出功率为多少？
25．（人教版物理高二选修3-1 2.5焦耳定律同步检测卷）电热毯是人们常用的电热式家用电器，它一般具有加热和保温功能，其工作原理大致相同，如图为某种电热式电器的简化电路图，主要元件有电阻丝R1、R2和自动开关S.
（1） 当自动开关S闭合和断开时，用电器分别处于什么状态？
（2）用电器由照明电路供电(U＝220 V)，设加热时用电器的电功率为400 W，保温时用电器的电功率为40 W，则R1和R2分别为多大？
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】焦耳定律；电功率和电功
【解析】【解答】欧姆定律 只适用于纯电阻电路，因此三个公式在纯电阻电路中没有区别，但在非纯电阻电路中它们互不相同；
表示电功率，而 表示热功率．因此，在纯电阻电路中， ，消耗的电能全部转化为热能；
而在非纯电阻电路中， ，即消耗的电能只有部分转化为热能。
所以ACD错误，B正确。
故选B
【分析】欧姆定律 只适用于纯电阻电路； 表示电功率，而 表示热功率。
2．【答案】C
【知识点】焦耳定律；电功率和电功
【解析】【解答】由电热公式 可得 。故C对。
故选C
【分析】本题考查焦耳热的计算，直接用公式 即可计算。
3．【答案】A
【知识点】焦耳定律；电功率和电功
【解析】【解答】因为U I图象的斜率表示电阻，所以由U I图象可知，R1∶R2＝2∶1.把R1、R2串联接入电路，电流相等，由P＝I2R知P1∶P2＝R1∶R2＝2∶1.并联时电压相等，所以P′1∶P′2＝R2∶R1＝1∶2。故选A
【分析】U I图象的斜率表示电阻，根据P＝I2R可计算电功率之比。
4．【答案】C
【知识点】焦耳定律；电功率和电功
【解析】解答：串联后电阻为 ，产生的热量为 ；并联后电阻为 ，产生的热量为 ，若Q1＝Q2，则有t串∶t并＝4∶1。
故选C
分析：考查焦耳热的计算。
5．【答案】C
【知识点】焦耳定律；电功率和电功
【解析】【解答】由可得两个灯泡的电阻为：
，
由串联电路的电压与电阻成正比，所以L2的电压为4 V，它实际消耗的功率为 。
故选C
【分析】考查功率的应用。
6．【答案】C
【知识点】焦耳定律；电功率和电功
【解析】【解答】对R2、R3，由得R2∶R3＝1∶1，
对R1、R2，由P＝I2R，I1＝2I2，所以 ，C选项正确。
故选C
【分析】并联利用公式计算功率之比，串联利用公式P＝I2R计算功率之比。
7．【答案】C
【知识点】焦耳定律；电功率和电功
【解析】【解答】由Q热＝I2Rt知A对；
电炉为纯电阻用电器，UIt＝I2Rt，U＝IR，电动机为非纯电阻用电器，U′I′t>I′2Rt，U′>I′R，C错，B、D对。
故选C
【分析】纯电阻用电器，UIt＝I2Rt。
8．【答案】C
【知识点】焦耳定律；电功率和电功
【解析】【解答】因为P＝IU，所以 ，由热功率 所以 。
故选C
【分析】热功率计算公式 。
9．【答案】B
【知识点】焦耳定律；电功率和电功
【解析】【解答】设每个灯泡正常工作时的电流为I，则甲图中电路的总电流为3I，P甲＝12×3I＝36I，乙图中电路的总电流为I，P乙＝12×I＝12I，故有P甲＝3P乙。
故选B
【分析】串联电路中干路电流等于各支路电流之和，利用P=UI计算功率之比。
10．【答案】C
【知识点】焦耳定律；电功率和电功
【解析】【解答】选项A、B的表达式只适用于纯电阻电路， D项表达式表示在非纯电阻电路中的输出功率，虚线框中不知道是哪种元件，功率P＝UI总是适用的，C选项正确。
故选C
【分析】P＝UI使用于所有情况， ，只适用于纯电阻电路。
11．【答案】C
【知识点】焦耳定律；电功率和电功
【解析】【解答】对R2、R3，由可得 ；
对R1、R2，由 ； ，所以 ，C选项正确。
故选C
【分析】串联电路利用 计算功率，并联电路利用计算功率。
12．【答案】B,C,D
【知识点】电功率和电功
【解析】【解答】解：A、B、滑动变阻器的滑动头向右移动的过程中，RP变大，外电路总电阻R变大，干路电流I= 减小，L1变暗，灯泡L2的电压U2=U﹣IR1变大，L2变亮．故A错误，B正确；
C、由于干路电流减小，根据P=UI，电路消耗的总功率变小，故C正确；
D、由于干路电流减小，灯泡L2的电压U2=U﹣IR1变大，流过L2的电流变大，故流过滑动变阻器的电流减小，故D正确．
故选：BCD．
【分析】电路结构是：滑动变阻器与灯泡L2并联，再与灯泡L1串联．滑动变阻器的滑动头向右移动的过程中，变阻器接入电路的电阻增大，引起并联部分电阻变化，外电路总电阻变化，干路电流变化，再分析灯泡L2电压的变化来分析灯泡亮度的变化．根据P=UI来判断电路消耗的总功率．
13．【答案】B
【知识点】焦耳定律；电功率和电功
【解析】【解答】设每个灯泡正常工作时的电流为I，则甲图中电路的总电流为3I，P甲＝12×3 I＝36 I，乙图中电路的总电流为I，P乙＝12×I＝12 I，故有P甲＝3P乙，B正确。
故选B
【分析】利用串并联电路规律和功率计算公式可求出功率之比。
14．【答案】C
【知识点】焦耳定律；电功率和电功
【解析】【解答】要使它们正常发光且耗电最少，由串、并联电路的特点，由于RA电路中消耗的总功率应为P总＝PA＋PB＋PR，因为PR＝IRUR，所以C电路PR最小，C选项正确。
故选C
【分析】本题考查耗电最少的情况，分析难度较大，需要搞清楚电流和电压关系。
15．【答案】C
【知识点】焦耳定律；电功率和电功
【解析】【解答】从图象的横坐标(U)为220 V的刻度可找出对应的纵坐标(I)的值分别为I甲＝0.18 A，I乙＝0.28 A．则P甲＝UI甲≈40 W，
P乙＝UI乙≈60 W，即C项正确。
故选C
【分析】从图像中找出条件计算，是一个热点问题，需要掌握分析图像的能力。
16．【答案】4400
【知识点】焦耳定律；电功率和电功
【解析】【解答】该孵卵器正常工作10s所产生的热量
Q=W=I2Rt=（2A）2×110Ω×10s=4400J
【分析】此题主要考查的是学生对焦耳定律计算公式的理解和掌握，基础性题目。
17．【答案】84
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】根据 ， 得R=84Ω。
【分析】本题关键是对公式的正确掌握。
18．【答案】220；1：4
【知识点】焦耳定律；电功率和电功
【解析】【解答】电热器是纯电阻电路，所以 ，代入数据得，交流电源路端电压电流电压的有效值U=220V，电流之比为1：4。
【分析】本题考查对热功率公式的基本应用，难度不大。
19．【答案】电流；电阻；时间
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】“电流通过导体产生的热量，跟电流的二次方、导体的电阻、通电时间成正比．”这个规律用公式表示为 。
【分析】关键是对焦耳定律内容的熟悉，基础题。
20．【答案】2；1
【知识点】焦耳定律；电功率和电功
【解析】【解答】由电动机没有转动没有转动时满足欧姆定律，线圈的内阻 ，当电动机正常工作时 ， ， 。
【分析】本题学生明确电动机中的输入功率等于机械功率加热功率，知道电动机正常工作时是非纯电阻用电器。
21．【答案】；
【知识点】焦耳定律；电功率和电功
【解析】【解答】由焦耳定律可知 ，由能量的转化与守恒
【分析】热功率利用 计算，需要分清楚功率计算公式的适用条件。
22．【答案】0.25；0.75
【知识点】焦耳定律；电功率和电功
【解析】【解答】不转动时，为纯电阻。根据公式
正常工作时，热功率 =0.5×0.5×1=0.25W；
电能转化为机械能的功率 =2×0.5- =0.75W
【分析】本题主要考查功率公式的正确应用。
23．【答案】两灯泡的额定电流，由P＝UI得
所以电路中允许的最大电流为0.5 A
两灯泡的电阻，由 得
允许加的最大电压为U＝I2(R1＋R2)＝0.5×(1.5＋12)V＝6.75 V
【知识点】焦耳定律；电功率和电功
【解析】 【分析】串联电路中要使串联用电器都安全，最大电流只能是允许通过的最小的电流。
24．【答案】R中的电流 电动机中的电流I2＝I－I1＝20 A输入功率P＝I2U＝2×103 W，电热功率P热＝Ir＝400 W，输出功率P出＝P－P热＝1 600 W
【知识点】焦耳定律；电功率和电功
【解析】 【分析】对P＝IU，P＝Ir的正确应用，需要搞清楚他们的适用条件。
25．【答案】（1）当开关S闭合时，R2被短路，电路中只有R1，此时功率 ；
当开关S断开时，R1、R2串联，此时功率为 ，所以P1>P2，故S闭合时，用电器处于加热状态；S断开时，用电器处于保温状态。
（2）加热时有 ，保温时有
代入数据解得：R1＝121 Ω，R2＝1 089 Ω
【知识点】焦耳定律；电功率和电功
【解析】 【分析】不管串联还是并联，加热器所接电压不变，利用计算量电阻阻值大小。
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