高二物理人教版选修3-1自我检测2.5 焦耳定律 Word版含解析

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名称 高二物理人教版选修3-1自我检测2.5 焦耳定律 Word版含解析
格式 DOC
文件大小 172.5KB
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 2020-10-09 20:18:50

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文档简介

一、单项选择题(每小题6分,共42分)
1.锰铜合金的电阻几乎不受温度变化的影响,常用来制作标准电阻.右图是两个标准电阻的伏安特性曲线,若把两个电阻串联接入电路中,在相同时间内产生的热量关系为( C )
A.Q1=Q2 B.Q1>Q2
C.Q1解析:由I-U图线的斜率表示电阻的倒数可知R12.室内有几种用电器:1.5 kW的电饭煲、200 W的电冰箱、750 W的取暖器、250 W的电视机和2 kW的空调器.如果进线处有13 A的保险丝,供电电压为220 V,下列情况下不可能同时使用的是( C )
A.电饭煲和电冰箱 B.取暖器和空调器
C.电饭煲和空调器 D.电冰箱、电视机和空调器
解析:电路中允许的最大功率为Pm=UI=2 860 W.用电器的功率之和大于Pm时,用电器就不可能同时使用,故选C.
3.功率为10 W的发光二极管(LED灯)的亮度与功率为60 W的白炽灯相当.根据国家节能战略,2016年前普通白炽灯应被淘汰.假设每户家庭有2只60 W的白炽灯,均用10 W的LED灯替代,全国大约有5.5亿户人家,每天亮灯时间大约4 h;估算出全国一年节省的电能最接近( B )
A.8×108 kW·h B.8×1010 kW·h
C.8×1011 kW·h D.8×1013 kW·h
解析:该题考查电能的估算问题.解题思路是一年按365天,全国按5.5亿用户,每天按4小时估算.考查应变能力.2只节能灯比2只白炽灯节省的功率为100 W,即0.1 kW,所以一年节约的电能E=0.1×4×365×5.5×108 kW·h≈8×1010 kW·h,B选项正确.
4.三个阻值相同的灯泡,其允许消耗的最大功率都是10 W,现将其中的两只灯泡串联起来后再与第三只灯泡并联接在电路中,则整个电路允许消耗的最大功率为( C )
A.30 W B.20 W
C.15 W D.10 W
解析:连接后电路如图,其中L3两端电压最高,它消耗的电功率为10 W时,因L1与L2串联,且电阻相等,则分配在L1与L2两灯电压都是灯L3两端电压的一半.
所以P1=P2==== W=2.5 W
则整个电路消耗的功率
P=P1+P2+P3=(2.5+2.5+10) W=15 W.
5.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为( C )
A.1∶1∶1 B.4∶1∶1
C.1∶4∶4 D.1∶2∶2
解析:R2、R3并联,电压相等,功率又相等,所以电流相等,电阻相等,因此通过R1的电流是通过R2电流的两倍;又因为功率相等,根据P=I2R可知,R1是R2的.根据以上分析可知R1∶R2∶R3=1∶4∶4.
6.一白炽灯泡的额定功率与额定电压分别为36 W与36 V.若把此灯泡接到输出电压为18 V的电源两端,则灯泡消耗的电功率( B )
A.等于36 W B.小于36 W,大于9 W
C.等于9 W D.小于9 W
解析:白炽灯在正常工作时的电阻为R,由P=U2/R得R=36 Ω,当接入18 V电压时,假设灯泡的电阻也为36 Ω,则它消耗的功率为P=U2/R= W=9 W,但是当灯泡两端接入18 V电压时,它的发热功率小,灯丝的温度较正常工作时的温度低,其电阻率小,所以其电阻要小于36 Ω,其实际功率要大于9 W,故B项正确.
7.下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中不正确的是( A )
A.电功率越大,电流做功越快,电路中产生的焦耳热一定越多
B.W=UIt适用于任何电路,而W=I2Rt=t只适用于纯电阻电路
C.在不是纯电阻的电路中,UI>I2R
D.焦耳热Q=I2Rt适用于任何电路
解析:电功率公式为P=,功率越大,表示电流做功越快.对于一段电路,有P=IU,I=,焦耳热Q=2Rt,可见Q与P、U、t都有关.所以,P越大,Q不一定越大,A错.W=UIt是电功的定义式,适用于任何电路.而I=只适用于纯电阻电路,B对.在非纯电阻电路中,电流做的功=焦耳热+其他形式的能,所以W>Q,即UI>I2R,C正确.Q=I2Rt是焦耳热的定义式,适用于任何电路中产生的焦耳热,D正确.
二、多项选择题(每小题8分,共24分)
8.一个电阻接到某电路后,消耗的功率为110 W,通过3 C的电荷量时,有330 J的电能转化为内能,则( BCD )
A.电阻所加电压为330 V B.通过电阻的电流为1 A
C.电阻通电时间为3 s D.这个电阻的阻值为110 Ω
解析:由W=qU得U===110 V,故A错误.
由W=Pt得t===3 s,又由q=It得I===1 A,故B、C正确.
由W=Q=I2Rt得R==110 Ω.故D正确.
9.如图所示,电路电压U保持不变,滑动变阻器R的总阻值与R2的阻值均为20 Ω,电阻R1的阻值为5 Ω.当滑动变阻器R的滑动端P由a向b滑动过程中( ABD )
A.干路中电流不断增大
B.R1上消耗电功率不断增大
C.R1上消耗电功率不断减小
D.R2上消耗电功率不断减小
解析:滑片由a向b滑动时,R变小,R并变小,R总变小,电路中的总电流变大,R1两端的电压变大,消耗的功率变大;并联部分电压变小,R2消耗的功率变小.
10.一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,在相同时间内( ABD )
A.电炉放热与电动机放热相等
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.电动机消耗的功率大于电炉的功率
解析:电炉属于纯电阻用电器,电动机属于非纯电阻用电器.对于电炉有:U=IR,放热Q=I2Rt,消耗功率P=I2R;对于电动机有:U′>IR,放热Q′=I2Rt,消耗功率P′=U′I>I2R.
三、非选择题(共34分)
11.(16分)微型吸尘器的直流电动机的内阻一定,为1 Ω,当加在它两端的电压为2.0 V时,电流为0.8 A,且能正常工作,求:
(1)它的额定输入功率多大?
(2)工作时由导线发热损失的功率多大?
(3)它的最大输出功率多大?
答案:(1)1.6 W (2)0.64 W (3)0.96 W
解析:(1)电动机的额定输入功率为:
P额=UI=2.0×0.8 W=1.6 W.
(2)电动机的发热损失的功率为:
P热=I2R=(0.8)2×1 W=0.64 W.
(3)根据能量的转化与守恒,电动机的最大输出功率为:
P出=P额-P热=0.96 W.
12.(18分)在研究微型电动机的性能时,可采用如图所示的实验电路.当调节滑动变阻器R,使电动机停止转动时,电流表和电压表的示数分别为0.5 A和1.0 V;重新调节R,使电动机恢复正常运转时,电流表和电压表的示数分别为2.0 A和15.0 V.求:
(1)这台电动机正常运转时的输出功率和电动机的线圈电阻.
(2)电动机正常工作状态时匀速提升一个2 kg的物体,该物体竖直上升的速度多大?(g取10 m/s2)
答案:(1)22.0 W 2 Ω (2)1.1 m/s
解析:(1)当电流表和电压表的示数为0.5 A和1.0 V时电动机停止工作,电路中只有电动机的内阻消耗电能,其阻值r===2 Ω.当电动机正常工作时,电流表、电压表示数分别为2.0 A和15.0 V,则电动机的总功率P总=U2I2=15.0×2.0 W=30.0 W,线圈电阻的热功率P热=Ir=2.02×2 W=8.0 W,所以P输出=P总-P热=30.0 W-8.0 W=22.0 W.
(2)由P出=mgv得v== m/s=1.1 m/s.