3.3 焦耳定律 同步练习（含答案解析） (1)

3.3
焦耳定律
同步练习
一、单项选择题
1．关于电功的说法中错误的是(　　)
A．导体内电场力移送电荷所做的功叫做电功
B．电流做功的过程，就是电能转化为其他形式的能的过程
C．电流做功消耗的能量，由电源供给
D．电功就是电能
解析：选D.根据电功的定义及特点，可以判断A、B、C均正确，电功是电能转化为其他形式的能的量度，功和能是不同的概念，D错，故选D.
2．关于电功和焦耳热，下列说法不正确的是(　　)
A．在纯电阻电路中，计算电功可用公式W＝I2Rt
B．在非纯电阻电路中，计算电功可用公式W＝I2Rt
C．在非纯电阻电路中，计算焦耳热用Q＝I2Rt
D．在纯电阻电路中，计算焦耳热可以用Q＝UIt
解析：选B.电功的计算式W＝UIt适用于任何形式的电路，焦耳热计算式Q＝I2Rt也是普遍适用的，但是只有在纯电阻电路中，电功W才等于焦耳热Q.
3．关于三个公式P＝UI、P＝I2R、P＝的适用范围，以下说法正确的是(　　)
①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
②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
③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，第三个公式没有意义
④由U＝IR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
A．①③
B．②③
C．①②
D．③④
解析：选B.首先要明确，欧姆定律U＝IR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．其次，P＝UI表示电功率，而P＝I2R表示热功率．因此，在纯电阻电路中，UI＝I2R，消耗的电能全部转化为热能；而在非纯电阻电路中，UI>I2R，即消耗的电能只有部分转化为热能．故选B.
4．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I/2时，则在时间t内产生的热量为(　　)
A．4Q
B．2Q
C．Q/2
D．Q/4
解析：选C.由电热公式Q＝I2Rt可得：
Q′＝()22Rt＝I2Rt＝Q.
5．一台电动机的输出功率是10
kW，这表明该电动机工作时(　　)
A．每秒消耗10
kW电能
B．每秒对外做10
kW功
C．每秒消耗10
kJ电能
D．每秒对外做10
kJ功
解析：选D.输出功率是指电动机单位时间内对外能做的功，D项正确．
6．A、B两电阻串联后接入电源，改变电源的电压，测得电阻A、B的伏安特性曲线如图3－3－4，则电阻RA、RB和功率PA、PB的关系是(　　)
图3－3－4
①RA>RB
②RA③PA>PB
④PAA．①③
B．①④
C．②③
D．②④
解析：选D.由图象知RA7．两只额定电压相同，额定功率之比为2∶1的电灯，若把它们串联在电路中，则它们消耗的实际功率之比为(　　)
A．1∶2
B．2∶1
C．1∶4
D．1∶1
答案：A
8．要使电热器在单位时间内产生的热量减小一半，可以(　　)
A．R不变，使通过电热丝的I减小一半
B．U不变，使电热丝的R增大一倍
C．R不变，使电热丝两端的U减小一半
D．U不变，使电热丝的R增大为原来的倍
解析：选B.电热器是纯电阻电路，电功率可表示为P＝UI＝＝I2R，故R一定时，电压U减半，或电流I减半，则P变为原来的，故AC错误，当U不变R增大一倍则P变为原来，故B正确，D错误．
9．有一只电熨斗，内部电路如图3－3－5甲所示，其中M为旋钮的内部接线端子，旋钮有“高”、“中”、“低”、“关”四个挡，每个挡内部接线有如图乙中所示的四种方式，下列判断中正确的是(　　)
图3－3－5
A．a方式为“高”挡
B．b方式为“低”挡
C．c方式为“关”挡
D．d方式为“中”挡
解析：选B.a中回路未闭合，故a方式为“关挡”，b中总电阻Rb＝R1＋R2，c中总电阻为Rc＝R1，d中总电阻为Rd＝，由公式P＝，故d方式为“高”挡，c方式为“中”挡，b方式为“低”挡，所以B对，A、C、D错．
10.如图3－3－6所示，有一内电阻为4.4
Ω的电解槽和一盏标有“110
V　60
W”的灯泡串联后接在电压为220
V的直流电路两端，灯泡正常发光，则(　　)
图3－3－6
A．电解槽消耗的电功率为120
W
B．电解槽的发热功率为60
W
C．电解槽消耗的电功率为60
W
D．电路消耗的总功率为60
W
解析：选C.灯泡能正常发光，说明电解槽和灯泡均分得110
V电压，且干路电流I＝I灯＝＝
A，则电解槽消耗的功率P＝P灯＝IU＝60
W，C正确，A错误；电解槽的发热功率P热＝I2R内＝1.3
W，B错误；整个电路消耗的总功率P总＝220
V×＝120
W，D错误．
二、非选择题
11．已知一个标有“110
V　10
W”字样的灯泡，问：
(1)灯泡的电阻是多大？
(2)灯泡正常工作时的电流是多大？
(3)如果接在100
V的电路中，它的实际功率是多大？
解析：无论用电器是否在额定电压下工作，用电器的电阻通常认为是恒定不变的．
(1)灯泡的电阻为R＝＝
Ω＝1210
Ω.
(2)灯泡正常工作时的电流为I额＝＝
A＝0.09
A.
(3)因为灯泡的电阻是一定的，根据P＝，可知＝，
解得P实＝P额＝×10
W＝8.3
W.
答案：(1)1210
Ω　(2)0.09
A　(3)8.3
W
12．有一个直流电动机，把它接入0.2
V电压的电路时，电动机不转，测得流过电动机的电流是0.4
A，若把它接入2
V电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1
A．求：
(1)电动机正常工作时的输出功率；
(2)如在正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率多大？(提示：电动机在电路中转子不转动时为纯电阻用电器)
解析：(1)电动机不转时，说明电动机无机械能输出，它消耗的电能完全转化为热能，此时电动机可看做纯电阻，则R＝U/I＝0.5
Ω.
当加电压为2
V、电流为1
A时，电动机正常工作时，有机械能输出，此时电动机为非纯电阻电路，消耗的电能等于转化的机械能和热能之和．
转化的热功率为P热＝I2R＝0.5
W
总功率P总＝UI＝2
W，
则输出功率P出＝P总－P热＝1.5
W.
(2)若在电动机正常工作时被卡住，电动机无机械能输出，看做纯电阻电路，此时的电热功率为：P热′＝＝
W＝8
W.
答案：(1)1.5
W　(2)8
W