1、- 1 -课时跟踪检测（十四） 焦耳定律1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，说明电流做功越快，则电路中产生的焦耳热一定越多B W UIt I2Rt t，对任何电路都适用U2RC U IR 对于纯电阻和非纯电阻电路都适用D焦耳热 Q I2Rt 适用于任何电路解析：选 D 电功率越大，表示电流做功越快，但是电路中产生的焦耳热量的多少还与做功的时间的长短及是否是纯电阻电路有关，所以 A 错误；公式 W UIt 是计算电路的总功的大小，适用于任何的电路，当为纯电阻电路时，根据欧姆定律 I ，可以推出URW I2Rt， W t，所以 W I2Rt， W t 只能适用于纯电
2、阻电路，所以 B 错误； U IR 只适U2R U2R用于纯电阻电路，对非纯电阻电路不适用，选项 C 错误；焦耳热 Q I2Rt 适用于任何电路中的焦耳热量的计算，所以 D 正确。2当电阻两端加上某一稳定电压时，通过该电阻的电荷量为 0.3 C，消耗的电能为 0.9 J。为在相同时间内使 0.6 C 的电荷量通过该电阻，在其两端需加的电压和消耗的电能分别是( )A3 V,1.8 J B6 V,3.6 JC6 V,1.8 J D3 V,3.6 J解析：选 B 通过电荷量 0.3 C 消耗电能 0.9 J，所以 q It0.3 C， E UIt0.9 J得到： U3 V；若要在相同时间内通过 0.
3、6 C 电荷量，即电流增大为原来两倍，电阻不变，根据 I ，电压需提高为原来两倍，即 U2 U6 V，消耗电能 E U I t4 E3.6 URJ，故 B 项正确。3如图为甲、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 的电路中时实际发光的功率约为( )- 2 -A15 W,30 WB30 W,40 WC40 W,60 WD60 W,100 W解析：选 C 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 0.27 A。则 P 甲 UI 甲 40 W， P 乙 UI 乙 60 W，C 正确。4小芳家
4、正在使用的电器有电灯、洗衣机、电冰箱，小芳从家里的总电能表中测得在时间 t 内消耗的电能为 W。设小芳家的供电电压为 U，总电流为 I，上述电器的总电阻为 R，总功率为 P。下列关系式正确的是( )A P B W I2RtU2RC I D PUR Wt解析：选 D 由于洗衣机、电冰箱是非纯电阻电路，欧姆定律不成立，所以 I 不成立，UR所以关系式 P 不成立，故 A、C 错误；公式 W I2Rt 只能用来求电热，不能用来求消耗的U2R电能，故 B 错误；公式 P 普遍适用，故 D 正确。Wt5如图所示，把两个相同的灯泡分别接在甲、乙电路中，甲电路两端的电压为 8 V，乙电路两端的电压为 16
5、V。调节变阻器 R1和 R2使两灯都正常发光，此时变阻器消耗的功率分别为 P1和 P2，两电路中消耗的总功率分别为 P 甲 和 P 乙 ，则下列关系中正确的是( )A P 甲 P 乙C P1P2 D P1 P2解析：选 D 由灯都正常发光可知， R1中电流是 R2中电流二倍， R1两端电压是 R2两端电压的二分之一，两变阻器消耗的功率相等，两电路中消耗的总功率相等，选项 D 正确，A、B、C 错误。6.如图所示，有一内电阻为 4.4 的电解槽和一盏标有 “110 V 60 W”的灯泡串联后接在电压为 220 V 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 120 WB电解槽的
6、发热功率为 60 WC电解槽消耗的电功率为 60 W- 3 -D电路消耗的总功率为 60 W解析：选 C 灯泡能正常发光，说明电解槽和灯泡均分得 110 V 电压，且干路电流I I 灯 ，则电解槽消耗的功率 P P 灯 60 W，C 对 A 错；电解槽的发热功率 P 热60 W110 V I2R1.3 W，B 错；整个电路消耗的功率 P 总 220 V 120 W，D 错误。60 W110 V7多选 电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内水烧开前的加热状态，另一种是锅内水烧开后保温状态。如图所示是电饭锅电路原理示意图，K 是感温材料制造的开关。下列说法中正确的是( )A其中 R2是供加热用的电阻丝
7、B当开关 K 接通时电饭锅为加热状态，K 断开时为保温状态C要使 R2在保温状态时的功率为加热状态的一半， R1 R2应为 21D要使 R2在保温状态时的功率为加热状态时一半， R1 R2应为( 1)12解析：选 ABD 由 P 得：当接通 K 时，电阻变小，功率变大，处于加热状态；当断U2R开 K 时，电阻变大，功率变小，处于保温状态。由上可知， R2是供加热用的电阻丝，故A、B 正确；要使 R2在保温状态时的功率为加热状态的一半，由 P I2R 可得：电阻 R2在保温与加热状态下的电流之比为 1 ，所以( R1 R2) R2 1。则 R1 R2( 1)1，故2 2 2C 错误，D 正确。8
8、多选有两个灯泡 L1、L 2，额定电压皆为 6 V，额定功率分别为 6 W、3 W，将它们接在电路中，下列说法正确的是( )A若将它们串联接在电路中，两灯泡的总功率最大为 9 WB若将它们串联接在电路中，两灯泡的总功率最大为 4.5 WC若将它们并联接在电路中，两灯泡的总功率最大为 9 WD若将它们并联接在电路中，两灯泡的总功率最大为 4.5 W解析：选 BC 当两灯泡串联时，电流相等，L 1的额定电流为 I1 1 A，电阻P1U1R1 6 ，L 2的额定电流为 I2 0.5 A，电阻 R2 12 。要使两灯泡不致被U12P1 P2U2 U22P2烧坏，电路中的最大电流为 0.5 A，最大功率
9、为 Pmax I2R1 I2R24.5 W，故 A 错，B 正确；当两灯泡并联时，电压相等，当电压为 6 V 时，两灯皆可正常发光，此时电路最大功率为 9 W，故 C 正确，D 错误。9锂电池因能量密度高、绿色环保而广泛使用在手机等电子产品中。- 4 -现用充电器为一手机锂电池充电，等效电路如图所示，充电器电源的输出电压为 U，输出电流为 I，锂电池的内阻为 r，下列说法正确的是( )A锂电池产生的热功率为 UIB充电器的充电效率为 100%IrUC电能转化为化学能的功率为 UI I2rD充电器输出的电功率为 UI I2r解析：选 C 电池产生的热功率为 P 损 I2r，小于 UI，故 A 错
10、误；充电器的充电效率为100%，故 B 错误；充电器输出的电功率为： P 输出 UI，故 D 错误；电能转化为化学U IrU能和热能，根据能量守恒定律，有： UI I2r P，故 P UI I2r，故 C 正确。10.粗细均匀的金属环上 A、 B、 C、 D 四点把其周长分成四等份，如图所示，当 A、 B 两点接入电路中时，圆环消耗的电功率为 P；当 A、 D 两点接入电路中时，圆环消耗的电功率为(电源内阻不计)( )A3 P B. P43C P D. P34解析：选 B 设金属环的总电阻为 4R，则当 A、 B 两点接入电路中时，等效电阻为 R，圆环消耗的电功率为 P ；当 A、 D 两点接
11、入电路中时，等效电阻为 R1 ，圆环消E2R R3R4R 3R4耗的电功率 P1 P，选项 B 正确。E2R1 4311一辆电动自行车的铭牌上给出的技术参数如下表。质量 M70 kg 的人骑着此电动自行车沿平直公路行驶，所受阻力 f 恒为车和人总重力的 k 倍， k0.02。取 g10 m/s2。求：规格 后轮驱动直流永磁铁电动机车型 26电动自行车 额定输出功率 120 W整车质量 30 kg 额定电压 40 V最大载重 120 kg 额定电流 3.5 A(1)此电动自行车的电动机在额定电压下正常工作时的效率；(2)仅在电动机以额定功率提供动力的情况下，人骑车行驶的最大速率；- 5 -(3)
12、仅在电动机以额定功率提供动力的情况下，当车速 v2.0 m/s 时，人骑车的加速度大小。解析：(1)由题表可知，电动机的额定电压为 U040 V，额定电流为 I03.5 A，所以电动机正常工作时的输入功率为 P 入 U0I0140 W又电动机的输出功率为 P 出 120 W所以电动机的效率为 100%85.7%。P出P入(2)设车的质量为 m，则车行驶时所受阻力为 f k(M m)g当达到最大速度 vm时，应有 P 出 fvm所以最大速度 vm 6.0 m/s。P出f(3)当车速为 v2.0 m/s 时，牵引力 F 60 NP出v设此时车的加速度大小为 a，根据牛顿第二定律得F f( M m)
13、a，解得 a0.4 m/s 2。答案：(1)85.7% (2)6.0 m/s (3)0.4 m/s 212如图所示，电源电动势 E12 V，内阻 r3 ， R01 ，直流电动机内阻 R01 ，当调节滑动变阻器 R1时可使甲电路输出功率最大，调节 R2时可使乙电路输出功率最大，且此时电动机刚好正常工作(额定输出功率为 P02 W)，求 R1和 R2的值。解析：甲图中，当电路的外电阻等于电源内阻时，电路的输出功率最大，则R1 r R0(31)2 此时电流 I1 A2 AE2r 1223所以甲电路最大的输出功率为 P I12(R0 R1)2 23 W12 W对于乙图，输出的最大功率也为 12 W，电流 I22 A所以对于乙电路有 I22R22 W I22R012 W解得： R21.5 。答案：2 1.5 - 6 -
