高中物理 第2章 直流电路 6 焦耳定律 电路中的能量转化学业分层测评 教科版选修3-1

6 焦耳定律 电路中的能量转化 (建议用时：45分钟)学业达标1下列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】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，功和能是两种不同的概念，D错误【答案】D2(多选)关于计算电功率的三个公式PUI、PI2R、P的适用范围，以下说法中正确的是()A这三个公式的适用范围相同B第一个公式普遍适用，后两个公式只适用于纯电阻电路C第一个公式适用于无电阻的电路，后两个公式适用于有电阻的电路D三个公式的适用范围与电路串、并联的方式无关【答案】BD3有一只电风扇，标有“220 V50 W”字样，电动机线圈的电阻为0.4 ，把它接入220 V的电路中，以下几种计算时间t内产生热量的方法中，正确的是() 【导学号：33410093】AQtBQPtCQ2RtD以上三种方法均正确【解析】由于电风扇是非纯电阻电路，故A、B错；由PUI得I，再由QI2Rt知C正确【答案】C4(多选)一台电动机的线圈的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()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，电动机属于非纯电阻，对于电炉有：UIR，放热QI2Rt，消耗功率PI2R，对于电动机有：UIR，放热QI2Rt，消耗功率PUII2R.【答案】ABD5R1和R2分别标有“2 1.0 A”和“4 0.5 A”，将它们串联后接入电路中，如图266所示，则此电路中允许消耗的最大功率为()图266A1.5 WB3.0 WC5.0 WD6.0 W【解析】R1和R2串联后的总电阻为RR1R26 ，电路中的电流不能超过R2的额定电流，即0.5 A根据PIU和I得PI2R1.5 W，故A正确【答案】A6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()，则电动机线圈上消耗的电热功率为() 【导学号：33410094】AP B.C.DP【解析】因为PIU，I，所以P热()2r，故C正确【答案】C7(2016山东师大附中月考)如图267所示，直线A为电源的路端电压与总电流关系的图线，直线B为电阻R两端电压与通过该电阻电流关系的图线，用该电源和该电阻组成闭合电路时，电源的输出功率和效率分别是()图267A2瓦，66.7%B2瓦，33.3%C4瓦，33.3%D4瓦，66.7%【解析】由图可知，E3 V，r1 ，R2 ，故可得：P出()2R()22 W2 W，66.7 %，故A正确【答案】A8在研究微型电动机的性能时，可采用如图268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求这台电动机正常运转时的输出功率和电动机的线圈电阻图268【解析】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 .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U2I215.02.0 W30.0 W，线圈电阻的热功率P热Ir2.022 W8.0 W，所以P输出P总P热30.0 W8.0 W22.0 W.【答案】22.0 W2 能力提升9电动势为E、内阻为r的电池与固定电阻R0、变阻器R串联，如图269所示，设R0r，Rab2r，当变阻器的滑片自a端向b端滑动时，下列各物理量中随之减小的是() 【导学号：33410096】图269A电池的输出功率B变阻器消耗的功率C固定电阻R0消耗的功率D电池内阻消耗的功率【解析】滑片自a向b滑动，R减小，R总减小，故总电流I变大，所以固定电阻R0消耗功率及电池内阻消耗的功率均增大，故C、D错；滑动过程中，R外由3r减为r，始终大于内阻r，由P输出与R外关系图像可知，电池输出功率逐渐增大，故A错将R0等效为内阻一部分，则总内阻为2r，在R由2r减小到0的过程中，等效电源输出功率即变阻器消耗的功率逐渐减小，故B正确【答案】B10给定两只标有“110 V40 W”的灯泡L1和标有“110 V100 W”的灯泡L2及一只最大阻值为500 的滑动变阻器R，将它们接在220 V的电路中，在如图所示的几种接法中，最合理的是()ABCD【解析】L1(110 V40 W)和L2(110 V100 W)的额定电压相同，由P可知R1R2，由串、并联电路电流、电压特点可知A、D中L1、L2一定不会同时正常发光，虽然B、C能使L1、L2同时正常发光，但B中P总2(P1P2)，C中P总2P2，故C正确【答案】C11如图2610为甲、乙两灯泡的IU图像，根据图像计算甲、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()图2610A15 W30 WB30 W40 WC40 W60 WD60 W100 W【解析】从图像的横坐标(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【答案】C12在如图2611所示的电路中，已知电源电动势E3 V，内电阻r1 ，电阻R12 ，滑动变阻器R的阻值可连续增大，问： 【导学号：33410097】图2611(1)当R多大时，R消耗的功率最大？最大功率为多少？(2)当R多大时，R1消耗的功率最大？最大功率为多少？(3)电源的最大输出功率为多少？此时电源的效率为多少？【解析】(1)把R1视为内电路的一部分，则当RR1r3 时，R消耗的功率最大，其最大值为：Pmax0.75 W.(2)对固定电阻R1，当电路的电流最大时其消耗的功率最大，此时R0，所以P1I2R12R12 W.(3)由P输出和R的变化关系图像可知R外r时，R外越大，P出越小，故R0时电源输出功率最大PmaxI2R12R122 W2 W此时100%100%66.7%.【答案】(1)3 0.75 W(2)02 W(3)2 W66.7%