课时分层作业11焦耳定律电路中的能量转化

课时分层作业 (十一 )焦耳定律电路中的能量转化基础达标练 (时间： 15 分钟分值： 50 分)一、选择题 (本题共 6 小题，每小题 6 分，共 36 分)1(多选 )下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是()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22UB WUIt 适用于任何电路，而WI Rt R t 只适用于纯电阻电路C在非纯电阻电路中， UI I 2RD焦耳热 QI 2Rt 适用于任何电路WBCD 电功率公式 P t，电功率越大，电流做功越快对于一段电路，有P IU，I P ，焦耳热 QP2，可见与 、都有关，所以越大，UURtQP UtRPQ 不一定越大， A 错 WUIt 是电功的定义式，适用于任何电路，而W I2 RtU2 R t 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 I 2R，C 对 QI 2Rt 是焦耳热的定义式，适用于任何电路， D 对 2如图 2-6-9 所示为某两个电阻的 U-I 图像，则 R1R2 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 ()【导学号 ：12602127】A 21211 2B211221C 121221D 12211 2图 2-6-9A 由 U-I 图像可知， R1 R221.把 R1、R2 串联接入电路，由 P I2R 知 P1P2 R1R221.并联时 P1 P2 R2R1 12.第 1页3把六个相同的小灯泡接成如图 2-6-10 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()图 2-6-10A P 甲 P 乙BP 甲 3P 乙C P 乙 3P 甲DP 乙 3P 甲B 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12V3I，乙图中电路的总电流为I，P 乙 12 VI，故有 P 甲 3P 乙， B 正确 4(多选 )在如图 2-6-11 所示的电路中，电源电动势为 12 V，电源内阻为 1.0 ，电路中的电阻 R0 为 1.5 ，小型直流电动机 M 的内阻为 0.5 闭.合开关 S 后，电动机转动，电流表的示数为2.0 A以下判断中正确的是 ()A电动机的输出功率为14 WB电动机两端的电压为7.0 VC电动机产生的热功率为2.0 WD电源输出的电功率为24 W图 2-6-11BC电动机的总功率为P 电UI 14 W，A 错误；电路中电流表的示数为2.0 A，所以电动机的电压为： U E U 内UR0 E I(R0r)7 V，B 正确；电动机的发热功率为 P 热 I2R 220.5 W2 W，C 正确；电源的输出功率为P 输出 EI I2 r122 W221 W20W ，D 错误 5如图 2-6-12 所示，直线 A 为某电源的 U-I 图线，曲线 B 为某小灯泡的 U-I 图线，用该电源和小灯泡组成闭合电路时， 电源的输出功率和电源的总功率分别是()【导学号 ：12602128】A 4 W,8 WB2 W,4 WC 2 W,3 WD4 W,6 W图 2-6-12D用该电源和小灯泡组成闭合电路时，电源的输出功率是UI22 W4 W ，电源的总功率是EI32 W6 W选项 D 正确 6A、B 为“ 220 V,100 W”的两盏相同的灯泡， C、D 为“ 220 V ，40 W”的相第 2页同灯泡，现将四盏灯泡接成如图2-6-13 所示电路，并将两端接入电路，各灯实际功率分别为 PA、PB、 PC、PD，则实际功率的大小顺序正确的是()A PAPBPC PDBPD PA PBPCBPCPAPDD B PD PAPCC PP图 2-6-13B 根据U2AB2202484 ， RC D22021 210；由电R P 得： R R 100R40U2BC，A、D 串联，路图可知， B、C 并联，所以电压相等，根据 P R 可知： PP电流相等，根据 PI2R 可知， PDPA；A、D 的电流大于 B、C 的电流，根据 P I2 R 可知： PAPB，PD PC；所以 PD PAPBPC.故 B 项正确 二、非选择题 (14 分 )7如图 2-6-14 所示，用一直流电动机提升重物，重物的质量为m10 kg，电源供电电压恒为 220 V，电路中的保护电阻为 R10，电动机的电阻为 r1 ，不计各处摩擦，电动机正常工作时电压表的示数为170 V，求： (g 取 10 m/s2)(1)电动机正常工作后通过电动机的电流是多少？(2)重物匀速上升的速度是多少？图 2-6-14解析 (1)R 的电压UR220 V 170 V50 VUR通过电动机电流I IR R 5 A.(2)对电动机：P 电 UI 170 5 W850 WP 内 I2r 551 W 25 WP 机 P 电P 内825 W又因为电动机匀速提升重物，所以P 机 Fvmgv，即 v 8.25 m/s.答案 (1)5 A(2)8.25 m/s能力提升练 (时间： 25 分钟分值： 50 分)第 3页一、选择题 (本题共 4 小题，每小题 6 分，共 24 分)1一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为220 V 的交流电源上 (其内电阻可忽略不计 )，均正常工作用电流表分别测得通过电饭煲的电流是5.0 A，通过洗衣机电动机的电流是0.50 A，则下列说法中正确的是()【导学号 ：12602129】A电饭煲的电阻为44 ，洗衣机电动机线圈的电阻为440 B电饭煲消耗的电功率为1 555 W，洗衣机电动机消耗的电功率为155.5 WC1 min 内电饭煲消耗的电能为6.6104 J，洗衣机电动机消耗的电能为6.6103 JD电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10 倍C 由于电饭煲是纯电阻元件，所以UR1I144 ，P1 UI 1 1 100 W其在 1 min 内消耗的电能 W1 UI1t6.6104 J洗衣机为非纯电阻元件，所以UR2I2，P2 UI2 110 W其在 1 min 内消耗的电能 W2 UI2t6.6103 J其热功率 P 热P2，所以电饭煲发热功率不是洗衣机电动机发热功率的10 倍，C正确 2(多选 )在如图 2-6-15 甲所示的电路中， L1、L4 、L3 为三个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图2-6-15 乙所示当开关S 闭合后，电路中的总电流为 0.25 A，则此时 ()图 2-6-15A L1 的电压为 L2 电压的 2 倍B L1 消耗的电功率为0.75 WC L2 的电阻为 12 D L1、 L2 消耗的电功率的比值大于41BD 由题意知，开关闭合后，L1 的电流是L2 的两倍，根据伏安特性曲线知，L1 的电压不等于 L 2 的两倍，所以A 错误；由伏安特性曲线知，当电流为0.25 A时，电压为 3.0 V，故 L1 消耗的电功率 P1U1I 1 0.75 W，所以 B 正确；由题意第 4页U知， L2 的电流为 0.125 A，根据伏安特性曲线知电压约为0.3 V，再根据 R I0.30.125 2.4，知 C错误； L2 消耗的电功率为 P2U2I20.30.125 W 0.0375 W，故1P2 ，P2014 1 D 正确 3额定电压都是 110 V、额定功率 PA100 W、PB 40 W 的灯泡两盏，若接在电压为 220 V 的电路上，使两盏灯泡均能正常发光，且消耗功率最小的电路是()【导学号 ：12602130】C 判断灯泡能否正常发光， 就要判断电压是否是额定电压， 或电流是否是额定U2电流，对灯泡有PUI R ，可知 RARB.对于 A 电路，由于 RA UA ，且有 UB 110 V，B 灯被烧毁， UA RA，A 灯又并联滑动变阻器， 并联电阻小于 RB，所以 UB U 并， B 灯烧毁对于 C 电路，B 灯与滑动变阻器并联电阻可能等于R ，所以可能 UU110 V，AAB两灯可以正常发光对于 D 电路，若滑动变阻器的有效电阻等于A 、B 的并联电阻，则UA UB110 V，两灯可以正常发光比较 C、D 两个电路，由于 C 电路中滑动变阻器功率为 (I AI B)110 V，而 D 电路中滑动变阻器功率为 (IAI B)110 V，所以 C 电路消耗电功率最小 4如图 2-6-16 所示，直线 OAC 为某一直流电源上总功率随电流 I 的变化图线，曲线 OBC 表示同一直流电源内部热功率随电流 I 变化的图线若 A、B 的横坐标为 1 A，那么 AB 段表示的功率为 ()A 1 WB6 WC2 WD 2.5 W图 2-6-16C 在 C 点，电源的总功率等于电源内耗功率，所以电源电动势的大小为E3EV，短路电流的大小为I 3 A ，所以电源的内阻为r I 1 ，图像上 AB 段所第 5页代表的功率为 PAB P 总I2r 1 3 W12 1 W2 W，故选 C.二、非选择题 (本题共 2 小题，共 26 分)5(12 分)电热毯、电饭锅等是人们常用的电热式家用电器，它们一般具有加热和保温功能，其工作原理大致相同，如图 2-6-17 所示为某种电热式用电器的简化电路图，主要元件有电阻丝 R1、R2 和自动开关 S，问：(1)当开关 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 ，设加热时用电器的功率为400 W，保温时用电器的功率为40 W，则 R1 和 R2 分别为多大？图 2-6-17解析 (1)由于是纯电阻电路，当S 闭合时， R2 短路，用电器消耗的电功率P1U2；当 S 断开时，用电器消耗的 R12U2电功率 P ，故 S 闭合时为加热状态， S 断开时为保温状态R1 R2U2U22202(2)S 闭合时，由 P1 R1得 R1 P1 400 121 ；U2U22202S 断开时，由 P2R1R2得 R2 P2R140 1211 089.答案 (1)S 闭合时为加热状态， S 断开时为保温状态 (2)1211 0896(14 分 )如图 2-6-18 所示，一电荷量 q310 5 C 带正电的小球，用绝缘细线悬于竖直放置足够大的平行金属板中的O 点开关 S 合上后，当小球静止时，细线与竖直方向的夹角 37.已知两板相距 d0.1 m，电源电动势 E 15 V ，内阻 r 0.5 ，电阻 R1 3 ，R2R3R48 g.取 10 m/s2，已知 sin 37 0.6，cos 37 0.8.求：图 2-6-18(1)电源的输出功率；(2)两板间的电场强度的大小；(3)带电小球的质量 .【导学号 ：12602131】解析 (1)R2 与3 并联后的电阻值RR23 R2R3 4 R2R3第 6页E15由闭合电路欧姆定律得IA2 AR1R23r3 4 0.5电源的输出功率P 出I(EIr ) 28 W.(2)两板间的电压 UCI(R1R23) 2 (34) V 14 VUC两板间的电场强度E d 140 N/C.(3)小球处于静止状态，所受电场力为F，又 F qE由平衡条件得：竖直方向Tcos mg 0水平方向 Tsin qE0带电小球的质量m5.6104 kg.答案 (1)28 W(2)140 N/C(3)5.6104 kg第 7页