高中物理人教版 (新课标)选修3选修3-1第二章 恒定电流5 焦耳定律课堂检测

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5 焦耳定律





A级 抓基础


1．关于电功W和电热Q的说法正确的是( )


A．在任何电路中都有W＝UIt、Q＝I2Rt，且W＝Q


B．在任何电路中都有W＝UIt、Q＝I2Rt，但W不一定等于Q


C．W＝UIt、Q＝I2Rt均只有在纯电阻电路中才成立


D．W＝UIt在任何电路中成立，Q＝I2Rt只在纯电阻电路中成立


答案：B


2．将A、B两个白炽灯接入电路，关于这两只灯泡的发光情况，正确的说法是( )


A．若A灯中的电流比B灯大，则A灯一定比B灯亮


B．若A灯两端的电压比B灯大，则A灯一定比B灯亮


C．若电流对A灯做的功比B灯多，则A灯一定比B灯亮


D．若A灯消耗的电功率比B灯大，则A灯一定比B灯亮


答案：D


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，估算出全国一年节省的电能最接近( )


A．8×108 kW·h B．8×1010 kW·h


C．8×1011 kW·h D．8×1013 kW·h


答案：B


4．有四盏灯，接入如图所示的电路中，L1和L2都标有“220 V 100 W”，L3和L4都标有“220 V 40 W”．把电路接通后，最暗的灯将是( )





A．L1 B．L2


C．L3 D．L4


答案：C


5．额定电压为220 V的电动机的线圈电阻为0.8 Ω，正常工作时，电动机每秒放出的热量为1 280 J，则电动机正常工作时的电流强度为多大？每秒有多少焦的电能转化成机械能？


解析：电动机电路为非纯电阻电路，输出电动机的电功率，一方面转化为机械功率输出，另一方面转化为线圈电阻的发热功率，正常工作时，通过线圈的电流即为正常工作电流，由焦耳定律Q＝I2Rt得：


1 280＝I2×0.8×1，解得I＝40 A.


由能量转化和守恒得P输入＝P机＋P热，


P机＝UI－I2R＝8 800 J－1 280 J＝7 520 J.


B级 提能力


6．电功率的计算公式P＝eq \f(U2,R)中，U是加在用电器上的电压，R是用电器的电阻，此式可用于( )


A．计算电冰箱的功率 B．计算电风扇的功率


C．计算电烙铁的功率 D．计算洗衣机的功率


解析：公式P＝eq \f(U2,R)是根据功率公式和欧姆定律推导出来的，只能用在纯电阻电路中，故C正确，A、B、D错误．


答案：C


7．(多选)通常一次闪电过程历时约0.2～0.3 s，它由若干个相继发生的闪击构成．每个闪击持续时间仅40～80 μs，电荷转移主要发生在第一个闪击过程中．在某一次闪电前云地之间的电势差约为1.0×109 V，云地间距离约为1 km；第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为6 C，闪击持续时间约为60 μs.假定闪电前云地间的电场是均匀的．根据以上数据，下列判断正确的是( )


A．闪电电流的瞬时值可达到1×105 A


B．整个闪电过程的平均功率约为1×1014 W


C．闪电前云地间的电场强度约为1×106 V/m


D．整个闪电过程向外释放的能量约为6×106 J


答案：AC


8．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( )





答案：C


9.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P1′∶P2′分别是( )





A．2∶1 2∶1 1∶2 B．2∶1 1∶2 2∶1


C．1∶2 1∶2 2∶1 D．1∶2 2∶1 1∶2


答案：A


10．以蓄电池为驱动能源的环保汽车总质量m＝3×103 kg.当它在水平路面上以v＝36 km/h的速率匀速行驶时，驱动电机的输入电流I＝50 A，电压U＝300 V．在此行驶状态下：


(1)求驱动电机的输入功率P电；


(2)若驱动电机能够将输入功率的90%转化为用于牵引汽车前进的机械功率P机，求汽车所受阻力与车重的比值(g取10 m/s2)．


解析：(1)驱动电机的输入功率P电＝IU＝1.5×104 W.


(2)在匀速行驶时，P机＝0.9，由P电＝Fv得：


Ff＝eq \f(0.9 P电,v)＝1.35×103 N，


汽车所受阻力与车重之比eq \f(Ff,mg)＝0.045.