2021版《45分钟》高中物理人教版选修3-1巩固提升-2-14焦耳定律.docx

课后巩固提升

一、单项选择题(每小题6分，共42分)
1.对于连入电路的不同灯泡而言，亮度大的灯泡是(　　)
A．通过的电流大的灯泡
B．两端电压大的灯泡
C．电阻值大的灯泡
D．消耗电功率大的灯泡
2．室内有几种用电器：1.5 kW的电饭煲、200 W的电冰箱、750 W的取暖器、250 W的电视机和2 kW的空调器．假如进线处有13 A的保险丝，供电电压为220 V，下列状况下不行能同时使用的是(　　)
A．电饭煲和电冰箱
B．取暖器和空调器
C．电饭煲和空调器
D．电冰箱、电视机和空调器
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．依据国家节能战略，2022年前一般白炽灯应被淘汰．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
4．三个阻值相同的灯泡，其允许消耗的最大功率都是10 W，现将其中的两只灯泡串联起来后再与第三只灯泡并联接在电路中，则整个电路允许消耗的最大功率为(　　)
A．30 W B．20 W
C．15 W D．10 W
5．一幢居民楼里住着生活水平各不相同的24户居民，所以整幢居民楼里有各种不同的电器，例如电炉、电视机、微波炉、电脑等．停电时，用欧姆表测得A、B间的电阻为R；供电后，各家用电器同时使用，测得A、B间的电压为U，进线电流为I，如图所示，则计算该幢居民楼用电的总功率可以用的公式是(　　)

A．P＝I2R B．P＝
C．P＝IU D．P＝
6．一白炽灯泡的额定功率与额定电压分别为36 W与36 V．若把此灯泡接到输出电压为18 V的电源两端，则灯泡消耗的电功率(　　)
A．等于36 W
B．小于36 W，大于9 W
C．等于9 W
D．小于9 W
7．下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中不正确的是(　　)
A．电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热确定越多
B．W＝UIt适用于任何电路，而W＝I2Rt＝t只适用于纯电阻电路
C．在不是纯电阻的电路中，UI＞I2R
D．焦耳热Q＝I2Rt适用于任何电路
二、多项选择题(每小题8分，共24分)
8．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．依据以上数据，下列推断正确的是(　　)
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
9．不考虑温度对电阻的影响，对一个“220 V　40 W”的灯泡，下列说法中正确的是(　　)
A．接在110 V的电路上时的功率为20 W
B．接在110 V的电路上时的功率为10 W
C．接在440 V的电路上时的功率为160 W
D．接在220 V的电路上时的功率为40 W
10．一台电动机的线圈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
课后巩固提升
1．D　
2．C　电路中允许的最大功率为Pm＝UI＝2 860 W．用电器的功率之和大于Pm时，用电器就不行能同时使用，故选C.
3．B　该题考查电能的估算问题．解题思路是一年按365天，全国按5亿用户，每天按4小时估算．考查应变力气.2只节能灯比2只白炽灯节省的功率为100 W，即0.1 kW，所以一年节省的电能E＝0.1×4×365×5×108 kW·h≈8×1010 kW·h，B选项正确．

4．C　连接后电路如图，其中L3两端电压最高，它消耗的电功率为10 W时，因L1与L2串联，且电阻相等，则支配在L1与L2两灯电压都是灯L3两端电压的一半．
∴P1＝P2＝＝＝＝ W＝2.5 W
则整个电路消耗的功率
P＝P1＋P2＋P3＝(2.5＋2.5＋10) W＝15 W.
5．C　此电路中所用电器不愿定是纯电阻，故总功率只能用P＝UI计算，选项C正确．
6．B　白炽灯在正常工作时的电阻为R，由P＝U2/R得R＝36 Ω，当接入18 V电压时，假设灯泡的电阻也为36 Ω，则它消耗的功率为P＝U2/R＝ W＝9 W，但是当灯泡两端接入18 V电压时，它的发热功率小，灯丝的温度较正常工作时的温度低，其电阻率小，所以其电阻要小于
36 Ω，其实际功率要大于9 W，故B项正确．
7．A　电功率公式为P＝，功率越大，表示电流做功越快．对于一段电路，有P＝IU，I＝，焦耳热Q＝2Rt，可见Q与P、U、t都有关．所以，P越大，Q不愿定越大，A错．W＝UIt是电功的定义式，适用于任何电路．而I＝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>I2R，C正确．Q＝I2Rt是焦耳热的定义式，适用于任何电路中产生的焦耳热，D正确．
8．ABC　I＝＝ A＝105 A
E＝＝ V/m＝106 V/m
W＝Uq＝6×109 J
P＝＝ W＝1×1014 W
9．BD　由P额＝得灯泡的电阻R＝ Ω＝1 210 Ω；
所以电压为110 V时，P＝＝ W＝10 W；
电压为440 V时，超过灯泡的额定电压，故灯泡烧坏．
10．ABD　电炉属于纯电阻用电器，电动机属于非纯电阻用电器．对于电炉有：U＝IR，放热Q＝I2Rt，消耗功率P＝I2R；对于电动机有：U′>IR，放热Q′＝I2Rt，消耗功率P′＝U′I>I2R.

三、非选择题(共34分)
11.(16分)微型吸尘器的直流电动机的内阻确定，为1 Ω，当加在它两端的电压为2.0 V时，电流为0.8 A，且能正常工作，求：
(1)它的额定输入功率多大？
(2)工作时由导线发热损失的功率多大？
(3)它的最大输出功率多大？

12．(18分)一辆电动自行车的铭牌上给出了如下的技术参数表

质量为M＝70 kg的人骑此电动自行车沿平直大路行驶，所受阻力Ff恒为车和人总重的k＝0.02倍．取g＝10 m/s2，求：
(1)此车电机在额定电压下正常工作的效率．
(2)仅在电机以额定功率供应动力的状况下，人骑车行驶的最大速度．
(3)仅在电机以额定功率供应动力的状况下，当车速为v1＝1.0 m/s时，人骑车的加速度．

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11.(1)1.6 W　(2)0.64 W　(3)0.96 W
解析：(1)电动机的额定输入功率为：
P额＝UI＝2.0×0.8 W＝1.6 W
(2)电动机的发热损失的功率为：
P热＝I2R＝(0.8)2×1 W＝0.64 W.
(3)依据能量的转化与守恒，电动机的最大输出功率为：
P出＝P额－P热＝0.96 W.
12．(1)85.7%　(2)6.0 m/s　(3)1.0 m/s2
解析：(1)由表可知，电机的额定电压为U0＝40 V、额定电流为I0＝3.5 A，所以电机正常工作时输入功率为
P入＝U0I0＝140 W
又因电机的输出功率为P出＝120 W，
所以电机的效率为η＝＝85.7%
(2)行驶时所受阻力为Ff＝k(M＋m)g式中m为车的质量．
当达到最大速度vmax时，应有P出＝Ffvmax，
所以最大速度vmax＝＝6.0 m/s.
(3)当车速为v1＝1.0 m/s时，牵引力F＝＝120 N.
设此时车的加速度为a，依据牛顿其次定律F－Ff＝(M＋m)a，解得a＝1.0 m/s2.