焦耳定律_章节学习

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题型：简答题

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简答题

某工地的一台电动机，其额定电压U=220V，现经测量了解到：电动机线圈电阻为r=0.4Ω，在额定电压下运转时的电流I=50A，求：

（1）电动机的额定电功率为多大？

（2）在额定电压下运转时线圈电阻的热功率为多大？

（3）在额定电压下运转时转化为机械能的功率（即电动机输出的机械功率）为多大？

正确答案

解析

解：（1）电动机的额定功率：P=UI=11000W

（2）根据焦耳定律，在额定电压下运转时线圈电阻的热功率P热=I2r=1000W

（3）由能量守恒得：电动机输出的机械功率P出=P-P热=10000W．

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题型：简答题

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简答题

汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗，如图所示，在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表计数为为I1=10A，电动机启动时电流表读数为I2=58A，若电源电动势为E=12.5V，内阻为r=0.05Ω，电流表内阻不计，则因电动机启动时，

（1）车灯的电压U1与电动机启动前车灯的电压U2之比为多少？

（2）车灯的电功率降低了多少瓦？

（3）电源的输出功率变化了多少瓦？

正确答案

解析

解：（1）由闭合电路的欧姆定律有：

电动机启动前 E=U1+I1r ①

电动机起动后 E=U2+I2r ②

解得U1=12V，U2=9.6V

U2：U1=4：5 ③

（2）由E=I1（R+r） ④

得R=1.2Ω，

P1-P2= ⑤

解得P1-P2=43.2W ⑥

所以减少了43.2W

（3）△P出=I2U2-I1U1⑦

代入数据得△P出=556.8W-120W=436.8W ⑧

所以增加了436.8W

答：（1）车灯的电压U1与电动机启动前车灯的电压U2之比为4：5；

（2）车灯的电功率降低了43.2W；

（3）电源的输出功率增加了436.8W．

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题型：简答题

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简答题

（B）如图所示，M为一线圈电阻r=0.4Ω的电动机，R=24Ω，电源电动势E=40V．当S断开时，理想电流表的示数I1=1.6A，当开关S闭合时，理想电流表的示数为I2=4.0A，求：

（1）电源内阻

（2）开关S闭合时电动机发热消耗的功率和转化为机械能的功率．

（3）开关S闭合时电源输出功率．

正确答案

解析

解：（1）设电源内阻为r′，当S断开时，，即，

得r′=1Ω．

（2）当S合上时，I2=4A，则U内=I2•r′=4V

U外=E-U内=40V-4V=36V，也即电动机两端电压为36V

所以

（3）开关S闭合时电源输出功率P出=EI-I2R=4×40-1×42=144W

答：（1）电源内阻为1Ω．

（2）开关S闭合时电动机发热消耗的功率为2.5W，转化为机械能的功率为87.5W．

（3）开关S闭合时电源输出功率为144W．

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题型：单选题

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单选题

不考虑温度对电阻的影响，一个“220V，100W”的灯泡，下列说法正确的是（　　）

A接在110 V的线路上的功率为50 W

B接在110 V的线路上的功率为25 W

C接在440 V的线路上的功率为400 W

D接在55 V的线路上的功率为10 W

正确答案

B

解析

解：A、B、不考虑温度对电阻的影响，根据公式P=，接在110 V的线路上时，电压减小为，故功率减小为，即25W，故A错误，B正确；

C、接在440 V的线路上时，灯泡烧坏，功率为零，故C错误；

D、不考虑温度对电阻的影响，根据公式P=，接在55V的线路上时，电压减小为，故功率减小为，即6.25W，故D错误；

故选：B．

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题型：多选题

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多选题

电动机的电枢阻值为R，电动机正常工作时，两端的电压为U，通过的电流为I，工作的时间为t，则下列说法中正确的是（　　）

A电动机消耗的电能为UIt

B电动机消耗的电能为I2Rt

C电动机线圈产生的热量为I2Rt

D电动机线圈产生的热量为

正确答案

A,C

解析

解：A、电动机正常工作时，两端的电压为U，通过的电流为I，工作的时间为t，所以电动机消耗的电能为UIt，所以A正确，B错误；

C、电动机为非纯电阻电路线圈产生的热量为I2Rt，不能用来计算，所以C正确，D错误；

故选AC．

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题型：多选题

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多选题

如图所示，电路中电源电压u=311sin 100πt（V），A、B间接有“220V　440W”的电暖宝、“220V　220W”的抽油烟机、交流电压表及保险丝．下列说法正确的是（　　）

A此交流电的频率为50 Hz

B交流电压表的示数为311 V

C电暖宝的发热功率是抽油烟机发热功率的2倍

D1 min抽油烟机消耗的电能为1.32×104 J

正确答案

A,D

解析

解：A、交流电的频率为f==50Hz，故A正确；

B、交流电的有效值为U==220V，故B错误；

C、电暖宝是纯电阻，而抽油烟机是非纯电阻，故电暖宝的发热功率与抽油烟机发热功率不是2倍关系，故C错误；

D、1min抽油烟机消耗的电能为W=Pt=220×60=l．32×104J，故D正确．

故选：AD．

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题型：单选题

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单选题

如图所示，直线OAC为某一直流电源的功率随电流I变化的图线．抛物线OBC为同一直流电源内部热功率随电流I变化的图线．则I=2A时对应的电源输出功率及外电阻是（　　）

A2W，0.5Ω

B4W，2Ω

C2W，1Ω

D6W，2Ω

正确答案

A

解析

解：电源的总功率P=EI，C点表示I=3A，P=9W，则电源的电动势E=3V．

由图看出，C点表示外电路短路，电源内部热功率等于电源的总功率，则有P=I2r，代入解得，r=1Ω，所以AB段表示的功率为：

PAB=EI′-I′2r=3×2-22×1（W）=2W．

根据闭合电路欧姆定律，有：，

解得：R==0.5Ω

故选：A．

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题型：简答题

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简答题

（2015秋•福建校级期中）在研究微型电动机的性能时，可采用如图所示的实验电路，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0.5A和1.0V；当重新调节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2.0A和12.0V．假设电表都是理想的，求：

（1）这台电动机线圈的电阻r=？

（2）这台电动机正常运转时的效率η=？

正确答案

解析

解：（1）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，电动机内阻视为纯电阻，

则由欧姆定律可知其阻值为：r===2Ω．

（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12.0 V，

则电动机的总功率为：P总=U2I2=12.0×2.0 W=24.0 W，

线圈电阻的热功率为：P热=Ir=2.02×2 W=8.0 W，

得：P输出=P总-P热=24.0 W-8.0 W=16.0 W．

则电动机的效率为：η=×100%==67%

答：（1）电动机的线圈电阻为2Ω；

（2）这台电动机正常运转时的效率为67%．

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题型：单选题

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单选题

下列说法正确的是（　　）

A某点的电势为零，则该点的电场强度一定为零

B通电导线所受安培力为零，则该处磁感应强度一定为零

C闭合电路中外电阻增大，则电源的输出功率一定增大

D电荷在某点受到的电场力为零，则该点场强一定为零

正确答案

D

解析

解：A、电势和电场强度没有必然联系，电势为零，电场强度不一定为零，故A错误；

B、一小段通电导线在某处不受安培力的作用，该处磁感应强度不一定为零，也可能是由于通电导线与磁场平行，但该处磁感应强度不为零．故B错误；

C、当外电阻阻值等于内阻时，电源的输出功率最大，所以当外电阻阻值大于内阻时，随着电阻的增大，电源的输出功率减小，故C错误；

D、根据F=qE，得知电荷在某处不受电场力的作用，则该处的电场强度为零，故D正确．

故选：D

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题型：多选题

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多选题

如图所示，用两节干电池点亮几个小灯泡，当逐一闭合开关，接入灯泡增多时，以下说法正确的是（　　）

A灯少时各灯较暗，灯多时各灯较亮

B各灯两端电压在灯多时较低

C通过电池的电流在灯多时较大

D电池输出功率灯多时较大

正确答案

B,C

解析

解：A、B、C由图可知，灯泡均为并联．当点亮的电灯数目增多时，并联的支路增多，由并联电路的电阻规律可知，外部总电阻减小，由闭合电路欧姆定律得知，通过电池的电流增大，则电池的内电压增大，故路端电压减小，灯泡两端的电压变小，灯泡变暗，

所以灯少时各灯较亮，灯多时各灯较暗，故A错误，B正确，C正确；

D、当内外电阻相等时，电池输出功率最大，故D错误；

故选：BC．

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