焦耳定律_章节学习

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题型：简答题

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简答题

有一电风扇标有“220V 55W”，若电风扇的电动机线圈电阻为8Ω，当它正常工作时．

（1）电源供给的电功率是多少瓦？

（2）电动机的发热功率是多少瓦？

（3）转化为风的电功率是多少瓦？

正确答案

解析

解：（1）电风扇标有“220V 55W”，当它正常工作时，电风扇消耗的电功率即为电源供给的电功率．

则有：P=55W；

（2）因电动机线圈电阻为8Ω，

则电动机的发热功率是P热=I2r==

（3）转化为风的电功率等于电风扇消耗的电功率减去电动机发热功率

即为P风=P-P热=55W-0.5W=54.5W

答：（1）电源供给的电功率是55W；

（2）电动机的发热功率是0.5W；

（3）转化为风的电功率是54.5W．

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题型：填空题

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填空题

如图所示，电路中电阻R1：R2：R3=2：6：3，当电路中有电流通过时，电阻中的电流之比I1：I2：I3=______，电功率之比P1：P2：P3=______．

正确答案

3：3：8

3：9：32

解析

解：R1和R2串联，则I1：I2：=1：1，

R1和R2串联后与R3并联，并联电路电压相等，则I1：I3==，

所以电阻中的电流之比I1：I2：I3=3：3：8，

根据P=I2R可知，P1：P2：P3=32×2：32×6：82×3=3：9：32

故答案为：3：3：8；3：9：32．

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题型：简答题

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简答题

如图所示，电源电动势E=14V，内电阻r=1Ω，电灯规格为“2V 4W”，电动机线圈的电阻为R0=O.5Ω，当可变电阻R=1Ω时，电灯和电动机都正常工作，求：

（1）电动机的额定功率；

（2）电动机输出的机械功率；

（3）整个闭合电路工作lmin消耗的电能；

（4）整个闭合电路工作lmin放出的焦耳热．

正确答案

解析

解：（1）由于电灯正常发光，根据P=UI解得：I==2A

电压U内=Ir=2V

可变电阻两端电压UR=IR=2V

故电动机两端电压UD=E-U内-UL-UR=8V

电动机的额定功率P=IUD=16W

（2）电动机电枢生热功率（损耗）为P损=I2R=2W

故电动机输出的机械功率是P机=P-P损=14W．

（3）整个电路1分钟消耗的电能为W=IEt=1680J

（4）放出的焦耳热Q=W-P机t=1680-14×60=840J

答：（1）电动机的额定功率为16W；

（2）电动机输出的机械功率为14W；

（3）整个闭合电路工作lmin消耗的电能为1680J；

（4）整个闭合电路工作lmin放出的焦耳热为840J．

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题型：单选题

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单选题

家用电饭锅有两种工作状态，一是锅内水烧开前的加热状态，一是水烧开后的保温状态，其电路如图所示．R1是一电阻，R2是加热用的电阻丝，则电饭锅（　　）

AS闭合时为保温状态

BS断开时为加热状态

CS闭合时为加热状态

DS闭合时电阻R1处于工作状态

正确答案

C

解析

解：S闭合时电阻R1被短路，R2的功率P1=；S断开时，电阻R1、R2串联，R2的功率P2==，显然P1＞P2．所以S闭合时为加热状态，S断开时为保温状态．

故选C

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题型：填空题

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填空题

一台电动机，额定电压是220伏，内阻为1Ω，在正常工作时通过的电流为5安，则这台电动机在10秒内电流所做的功为______J；10秒内产生的焦耳热为______J．

正确答案

1.1×104

250

解析

解：电动机正常运转时的电压为220V，通过的电流为5A，

工作10s消耗的电能：

W=UIt=220V×5A×10s=1.1×104J，

电流产生的热量：

Q=I2Rt=（5A）2×1Ω×10s=250J．

故答案为：1.1×104；250

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题型：多选题

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多选题

如图，质量为m的物体在水平传送带上由静止释放，传送带由电动机带动，始终保持以速度v匀速运动，物体与传送带间的动摩擦因数为μ，物体过一会儿能保持与传送带相对静止，对于物体从静止释放到相对传送带静止这一过程，下列说法正确的是（　　）

A电动机多做的功为mv2

B摩擦力对物体做的功为mv2

C传送带克服摩擦力做功为mv2

D电动机增加的功率为μmgv

正确答案

A,B,D

解析

解：A、电动机多做的功转化成了物体的动能和内能，物体在这个过程中获得动能就是mv2；

设物体的运动时间为t，物体位移为：；传送带的位移为vt；故相对位移为vt；

对物体，根据动能定理，有：f=mv2；

对系统，内能为：Q=f（vt-）=mv2；

所以电动机多做的功一定为mv2，所以A正确．

B、在运动的过程中只有摩擦力对物体做功，由动能定理可知，摩擦力对物体做的功等于物体动能的变化，即为mv2，所以B正确．

C、传送带克服摩擦力做的功就为电动机多做的功，所以由A的分析可知，为mv2，故C错误．

D、电动机增加的功率即为克服摩擦力做功的功率，大小为fv=μmgv，所以D正确．

故选ABD．

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题型：简答题

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简答题

小李新买了一个电热水壶，其铭牌上的电器参数如表中所示，问：

（1）该电热水壶正常工作时的电压u是多少？正常工作时的电流I是多少？（结果保留一位小数）

（2）若该电热水壶正常工作烧开一壶水用时t=300s．需消耗的电能W是多少？

正确答案

解析

解：（1）由表中数据可知，电热水壶的电压为220V，功率为1500W，则由P=UI可知，电流I===6.8A；

（2）烧开水的时间t=300s=h；

烧开一壶水需要的电能W=Pt=1.5Kw×h=1.25Kw•h；

答：（1）该电热水壶正常工作时的电压u是220V；正常工作时的电流I是6.8A；

（2）若该电热水壶正常工作烧开一壶水用时t=300s．需消耗的电能W是1.25KWh．

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题型：多选题

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多选题

如图所示的电路中，R1为定值电阻，R2为可变电阻，电源的电动势为E、内电阻为r，则以下说法中正确的是（　　）

A当R1=R2+r时，R1上获得最大功率

B当R2=0时，R1上获得最大功率

C当R2=R1+r时，R2上获得最大功率

D当R2=0时，电源的输出功率最大

正确答案

B,C

解析

解：A、B、根据P=I2R1可知，当R2=0时，电路的总电流最大，所以此时R1获得最大功率，故A错误，B正确；

C、根据“电源的内电阻和外电阻相等的时候，电源的输出功率最大”可知，当把R1和电源看做一个整体时，即把电源的内阻看做R1+r，当R2=R1+r时，电源的输出功率最大，即R2上获得最大功率，故C正确；

D、当电源的内电阻和外电阻相等的时候，电源的输出功率最大；由于不知道电阻R1、R2、r的具体大小，故无法判断电源的输出功率何时最大；故D错误；

故选：BC．

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题型：简答题

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简答题

某同学在实验中将一直流动机接到6V的直流电源上，闭合开关，发现电动机不转，立即断开开关．为查出原因，他将电动机、电流表、阻值为5Ω的电阻串联后接到原来的电源上，闭合开关后，电动机并没有转动，这时电流表读数为1A，检查发现电动机的轴被卡住了．排除故障后，将电动机重新接到6V的直流电源上带动负载转动，测得电动机做机械功的功率为5W，求此时通过电动机线圈的电流为多大？

正确答案

解析

解：设电动机线圈电阻为R1，5Ω的电阻为R2，

则检查故障时：R1+R2===6Ω ①

电动机线圈阻值R1=6Ω-R2=6Ω-5Ω=1Ω ②

设电动机转动时通过线圈的电流为I2，则 ③

代入数据解得I2=1A（I2=5A舍去）

答：此时通过电动机线圈的电流为1A．

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题型：多选题

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多选题

如图所示，直线A是电源的路端电压和电流的关系图线，直线B、C分别是电阻R1、R2的两端电压与电流的关系图线，若将这两个电阻分别接到该电源上，则（　　）

AR1接在电源上时，电源的效率高

BR2接在电源上时，电源的效率高

CR1接在电源上时，电源的输出功率大

DR2接在电源上时，电源的输出功率大

正确答案

A,D

解析

解：A、电源的效率η==，则知电源的效率与路端电压成正比，R1接在电源上时路端电压大，效率较高，故A正确B错误．

C、由两图线的交点读出，R1接在电源上时电压U1=0.75U0，通过R1的电流 I1=0.25I0，则电源的输出功率P1=U1I1=

R2接在电源上时U2=0.5U0，I2=0.5I0，电源的输出输出功率P2=U2I2=，则R2接在电源上时，电源的输出功率较大，故C错误D正确．

故选：AD

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正确答案

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