焦耳定律_章节学习

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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读数为10A，电动机启动时电流表读数为58A，已知电源的电动势为12.5V，内阻为0.05Ω，电流表内阻不计．则因电动机启动，通过车灯的电流变为多少安？

正确答案

解析

解：在打开车灯，电动机未启动时：

E=I（r+R）

代入数据得：R=1.2Ω

电动机启动时：

U灯=E-U内=E-Ir

代入数据得：I灯=8A

答：因电动机启动，通过车灯的电流变为8A．

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题型：单选题

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单选题

电池甲和电池乙的电动势分别为E1、E2，内电阻分别为r1、r2，若用甲、乙两个电池分别向某个电阻R供电，则在这个电阻上所消耗电功率相同．若用甲乙两个电池分别向另外一个电阻R′供电，则在电阻R′上消耗的电功率分别为P1、P2，已知E1＞E2，R′＞R，则（　　）

Ar1＞r2

Br1＜r2

CP1=P2

DP1＜P2

正确答案

A

解析

解：将一电动势为E、内电阻为r的电源与一阻值为R的电阻组成一闭合回路，路端电压U和干路电流I的关系为U=E-Ir．

在U-I直角坐标系中作U-I图线，则该图线为一条在纵轴上截距为E、斜率为-r的直线．这条线可被称为电源的伏安特性曲线．如果再在此坐标系中作出外电阻R的伏安特性曲线为过原点的直线，斜率为R，则两条线的交点就表示了该闭合电路所工作的状态．此交点的横、纵坐标的乘积即为外电阻所消耗的功率．

依题意作电池甲和乙及电阻R的伏安特性曲线．由于两电池分别接R时，R消耗的电功率相等，故这三条线必相交于一点，如图所示，由于α1＞α2，所以r1＞r2．

作R′的伏安特性曲线，由图可知：当甲电池接R′时，P1=U1I1；当乙电池接R′时，P2=U2I2．由于U1＞U2，I1＞I2，所以P1＞P2．

则由分析知：B、C、D错误，A正确

故选：A

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题型：多选题

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多选题

一个电解槽的额定电压为U，电流为I，电阻为R，当它正常工作时，以下说法正确的是（　　）

A电解槽的功率为

B电解槽的热功率为I2R

C电解槽的输出功率为UI-I2R

D电解槽的热功率为

正确答案

B,C

解析

解：A、电解槽正常工作时，其电路是非纯电阻电路，欧姆定律不成立，电解槽的功率不能用求解．故A错误．

B、根据焦耳定律得到，电解槽的热功率P热===I2R．故B正确．

C、电解槽的电功率为P电=UI，根据能量守恒定律得到，电解槽的输出功率P出=P电-P热=UI-I2R．故C正确．

D、电解槽正常工作时，其电路是非纯电阻电路，欧姆定律不成立，求电解槽的热功率只能为I2R，不能用．故D错误．

故选BC

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题型：简答题

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简答题

（2015春•延安月考）如图所示，电饭锅是一种可以自动煮饭并自动保温，又不会把饭烧焦的家用电器．它的电路由控制部分AB和工作部分BC组成．K1时限温开关，手动闭合K1，当温度达到103°时自动断开，不能自动闭合．K2是自动开关，当温度超过80°时自动断开，温度低于70°时自动闭合．R2是限流电阻，阻值2140Ω，R1是工作电阻，阻值60Ω．锅中放好适量的米和水，插电源（220V，50HZ），手动闭合K1后，电饭锅就能自动煮好米饭并保温．试问：

（1）加热过程电饭锅消耗的电功率P1是多大？K1、K2都断开时电饭锅消耗的电功率P2是多大？

（2）插上电源后没有手动闭合K1，能煮熟饭吗？为什么？

正确答案

解析

解：（1）电饭锅加热时，R2被短路只有R1工作，加热过程电饭锅消耗的功率为P1==807W，K1、K2都断开时电饭锅消耗的电功率P2==22W，

（2）若K1未闭合，开始K2总是闭合的，R2被短路，功率为P1，当温度上升到80°时，K2自动断开，功率降为P2，温度降低到70°，K2自动闭合…温度只能在70°-80°之间变化，不能煮熟饭．

答：（1）加热过程电饭锅消耗的电功率P1是807W，K1、K2都断开时电饭锅消耗的电功率P2是22W；

（2）插上电源后没有手动闭合K1，温度只能在70°-80°之间变化，不能煮熟饭．

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题型：单选题

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单选题

如图所示的电路中，输入电压U恒为12V，灯泡L上标有“6V、12W”字样，电动机线圈的电阻RM=0.50Ω．若灯泡恰能正常发光，下列说法正确的是（　　）

A电动机的输入功率为12 W

B电动机的输出功率为12 W

C电动机的热功率为12 W

D整个电路消耗的电功率为22 W

正确答案

A

解析

解：A、电动机两端的电压U1=U-UL=12-6V=6V，整个电路中的电流I==2A，所以电动机的输入功率P=U1I=6×2W=12W．故A正确．

B、C、电动机的热功率P热=I2RM=4×0.5W=2W，则电动机的输出功率P2=P-I2RM=12-2W=10W．故B错误，C错误．

D、整个电路消耗的功率P总=UI=12×2W=24W．故D错误．

故选：A．

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题型：单选题

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单选题

两根由同种材料制成的均匀电阻丝A、B串联在电路中，A的长度为L，直径为d； B的长度为2L，直径为2d，那么通电后，A、B在相同的时间内产生的热量之比为（　　）

AQA：QB=2：1

BQA：QB=1：1

CQA：QB=1：2

DQA：QB=4：1

正确答案

A

解析

解：长度之比为1：2，直径比为1：2，则横截面积比为1：4，根据电阻定律R=ρ知，电阻之比为2：1，根据Q=I2Rt，电流相等，则热量之比为2：1．故A正确，B、C、D错误．

故选：A．

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题型：单选题

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单选题

图甲是某理发店使用的直流吹风机，图乙是吹风机的内部电路图．电动机M （其线圈电阻为R1）与电热丝R2串联，直流电源接通后，吹风机正常工作．若吹风机两端的电压为U、电流为I、消耗的功率为P，则有（　　）

AU=I（R1+R2）

BU＞I（R1+R2）

CP＜I2（R1+R2）

DP=U2/（R1+R2）

正确答案

B

解析

解：A、B、电功率P=UI，热功率P热=I2（R1+R2），由于P＞P热，故UI＞I2（R1+R2），故U＞I（R1+R2），故A错误，B正确；

C、电功率P=UI，热功率P热=I2（R1+R2），由于P＞P热，故P＞I2（R1+R2），故C错误；

D、电动机正常工作时，电路是非纯电阻电路；由于P=UI，U＞I（R1+R2），故P，故D错误；

故选：B．

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题型：简答题

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简答题

某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车，总质量m=3×103kg．当它在水平路面上以v=36km/h的速度匀速行驶时，蓄电池的输出电流I=50A，输出电压U=200V．在此行驶状态下，该环保汽车能够将蓄电池输出功率的90%转化为用于牵引汽车前进的机械功率P机．（g取10m/s2）

（1）求汽车所受阻力；

（2）若该环保汽车的驱动电机的内部结构如图所示，其中R1=0.1Ω，R2=1950Ω，求电动机M的热功率？

正确答案

解析

解：（1）驱动电机的输入功率：

P=UI=200×50=10000W；

机械功率：

P机=90%P=10000×90%=9000W．

匀速行驶时，牵引力等于阻力，有：

P机=Fv=fv；

所以f===900N；

（2）电动机的电压：

UM=U-IR1=200-50×0.1=195V；

电阻R2的电流：

I2===0.1A；

电动机的电流：

IM=I-I2=50-0.1=49.9A；

故电动机的发热功率为：

P热=10%P-=10%×10000-502×0.1-0.12×1950=730.5W；

答：（1）汽车所受阻力为900N；

（2）电动机M的热功率为730.5W．

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题型：单选题

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单选题

（2015秋•温州月考）如图所示，一个电阻R和一个电动机M串联接在电动势为E，内电阻为r的直流电源上，电路中的电流为I，电动机正常转动，电阻R两端的电压为U1，电功率为P1，电动机两端的电压为U2，电功率为P2，则下列关系式正确的是（　　）

AP1=EI

BP2=U2I

CU1=E•Ir

DU2=IR

正确答案

B

解析

解：A、EI求解的为电源的总功率，故A错误；

B、电动机的功率P2=U2I；故B正确；

C、EI为功率，肯定不可能等于电压；故C错误；

D、电动机为非纯电阻，不能用欧姆定律求电流和电压的关系；故D错误；

故选：B．

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题型：简答题

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简答题

（2015秋•淮安校级期末）如图所示，将u=sin314t（V）的正弦式交流电加载到输入端，电阻R=2Ω，则电阻的发热功率为______W，标有“7V，6W“的小灯泡______（填“能”或“不能”）正常发光．

正确答案

解析

解：u=sin314t（V）的正弦式交流电加载到输入端，电压的最大值为5V，故电压的有效值为5V；

电阻的发热功率为：P=

标有“7V，6W“的小灯泡，7V为有效值，大于5V，故小灯泡不能够正常发光；

故答案为：12.5，不能．

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