2019-2020学年高中物理 第二章 恒定电流 5 焦耳定律练习（含解析）新人教版选修3-1

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1、5　焦耳定律课后篇巩固提升基础巩固1.不考虑温度对电阻的影响,对一个“220V　40W”的灯泡,下列说法正确的是(　　)A.接在110V的电路上时的功率为20WB.接在110V的电路上时的功率为10WC.接在440V的电路上时的功率为160WD.接在220V的电路上时的功率为80W解析由P=U2R得,灯泡的电阻R=220240Ω=1210Ω,所以电压为110V时,P=11021210W=10W。电压为440V时,超过灯泡的额定电压一倍,灯泡烧坏,P=0。电压为220V时,P=40W,选项B正确。答案B2.(多选)用一个额定电压为220V的电热水器煮沸一壶水需要ts,如果不

2、考虑电热水器的电热损失和电热丝电阻受温度的影响,那么(　　)A.当线路电压为110V时,煮沸一壶水需要2tsB.当线路电压为110V时,煮沸一壶水需要4tsC.当线路电压为55V时,煮沸一壶水需要4tsD.当线路电压为55V时,煮沸一壶水需要16ts解析由公式Q=U2Rt,煮沸一壶水所需的热量为Q=(220V)2Rt。当电压变为原来的12时,所需热量没变,因此时间要变为原来的4倍,即4ts,选项B正确。当电压变为原来的14时,时间要变为原来的16倍,即16ts,选项D正确。答案BD3.额定电压、额定功率均相同的电风扇、电烙铁和日光灯,各自在额定电压下正常工作了相同的时间。

3、比较它们产生的热量,结果是(　　)　　　　　　　　　　　　　A.电风扇最多B.电烙铁最多C.日光灯最多D.一样多解析在三种用电器中,只有电烙铁是纯电阻用电器,将电能全部转化为内能,故选项B正确。答案B4.如图所示,有一内阻为4.4Ω的电解槽和一盏标有“110V　60W”的灯泡串联后接在电压为220V的直流电路两端,灯泡正常发光,则(　　)A.电解槽消耗的电功率为120WB.电解槽的发热功率为60WC.电解槽消耗的电功率为60WD.电路消耗的总功率为60W解析灯泡能正常发光,说明电解槽和灯泡均分得110V电压,且干路电流I=I灯=60110A,则电解槽消耗的功率P=P灯=6

4、0W,选项A错误,选项C正确;电解槽的发热功率P热=I2R内=1.3W,选项B错误;整个电路消耗的总功率P总=220×60110W=120W,选项D错误。答案C5.(多选)如图所示,电阻R1=20Ω,电动机线圈的电阻R2=10Ω。当开关断开时,电流表的示数是0.5A,当开关闭合后,电动机转动起来,电路两端的电压不变,电流表的示数I和电路消耗的电功率P应是(　　)A.I=1.5AB.I<1.5AC.P=15WD.P<15W解析电路两端的电压为U=I1R1=0.5A×20Ω=10V。电动机是非纯电阻用电器,UI2>I22R2,所以I2

5、<1.5A,A错误,B正确。电路总功率为P=U(I1+I2)<15W,C错误,D正确。答案BD6.额定电压都是110V、额定功率PA=100W、PB=40W的灯泡两盏,若接在电压为220V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(　　)解析判断灯泡能否正常发光,就要判断电压是否是额定电压,或电流是否是额定电流,对灯泡有P=UI=U2R,可知RAUA,且有UB>110V,B灯被烧毁,UA<110V,A灯不能正常发光。对于B电路,由于RB>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

6、C电路,B灯与滑动变阻器并联电阻可能等于RA,所以可能UA=UB=110V,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=UB=110V,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(IA-IB)×110V,而D电路中滑动变阻器功率为(IA+IB)×110V,所以C电路消耗电功率最小。答案C7.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,某种电热式用电器的简化电路图如图所示,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

7、?(2)用电器由照明电路供电,U=220V,设加热时用电器的功率为400W,保温时用电器的功率为40W,则R1和R2分别为多大?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P1=U2R1;当S断开时,用电器消耗的电功率P2=U2R1+R2,故S闭合时为加热状态,S断开时为保温状态。(2)S闭合时,由P1=U2R1得R1=U2P1=2202400Ω=121Ω;S断开时,由P2=U2R1+R2得R2=U2P2-R1=220240-121Ω=1089Ω。答案(1)S闭合时为加热状态,S断开时为保温状态(2)1