PAGEPAGE1第5節焦耳定律[隨堂檢測]1．(多選)公路上的“微公交”是用蓄電池對車上的電動機供電，電動機為車供應動力．若車上蓄電池輸出電壓為48V，電池容量為120A·h，電動機額定電壓為48V，額定功率為1．2kW，則()A．電動機在額定電壓下工作時，額定電流為25AB．蓄電池充溢電時能儲存5760J的能C．蓄電池充溢電后最多能供電動機正常工作4．8hD．電動機在額定電壓下工作1h，流過的電荷量為4．32×105C解析：選AC．由P＝UI知，電動機在額定電壓下的額定電流為I＝eq\f(P,U)＝25A，選項A正確；蓄電池儲存的電能最多為E＝UQ≈2．07×107J，選項B錯誤；最長工作時間T＝eq\f(E,P)＝17250s≈4．8h，選項C正確；電動機在額定電壓下工作1h，流過的電荷量q＝It＝25×3600C＝9×104C，選項D錯誤．2．如表為某電熱水壺銘牌上的一部分內容，依據表中的信息，可計算出電熱水壺在額定電壓下以額定功率工作時的電流約為()型號DF－938額定功率900W額定電壓220V額定容量1．2LA．6．8A B．4．1AC．1．2A D．0．24A解析：選B．由銘牌讀出電熱水壺額定功率為P＝900W，額定電壓為U＝220V；由P＝UI得，通過電熱水壺額定電流為：I＝eq\f(P,U)＝eq\f(900,220)A≈4．1A．3．如圖所示的電路中，電源的輸出電壓恒為U，電動機M的線圈電阻與電爐L的電阻相同，電動機正常工作，在相同的時間內，下列推斷正確的是()A．電爐放出的熱量大于電動機放出的熱量B．電爐兩端電壓小于電動機兩端電壓C．電爐兩端電壓等于電動機兩端電壓D．電動機消耗的功率等于電爐消耗的功率解析：選B．電動機M與電爐L串聯，電流相等，電阻相等，依據焦耳定律Q＝I2Rt可知，在相同的時間內，電爐放出的熱量與電動機放出的熱量相等，故A錯誤．設電動機M線圈電阻與電爐L的電阻均為R，電路中電流為I，依據歐姆定律得：電爐兩端的電壓UL＝IR，電動機是非純電阻電路，其電壓UM＞IR，則有UM＞UL，所以電爐兩端電壓小于電動機兩端電壓，故B正確，C錯誤．電動機消耗的功率PM＝UMI，電爐消耗的功率PL＝ULI，UM＞UL，則PM＞PL，即電動機消耗的功率大于電爐消耗的功率，故D錯誤．4．一臺電風扇的額定功率是60W，內阻為2Ω，當把它接在220V的電壓下時可以正常運轉．(1)求電風扇正常運轉時，通過它的電流多大？每秒鐘有多少電能轉化為機械能？(2)若接上電源后，電風扇因故不能轉動，這時通過它的電流多大？電風扇實際消耗的電功率多大？此時可能會發生什么問題？解析：(1)電風扇正常運轉，消耗的功率為額定功率P＝UI，所以I＝eq\f(P,U)＝eq\f(60,220)A≈0．27A，由能量守恒定律得W＝Q＋E，Pt＝I2Rt＋E，所以E＝Pt－I2Rt≈59．85J．(2)電風扇不轉動時，相當于純電阻，由歐姆定律得U＝I′R，所以I′＝eq\f(U,R)＝eq\f(220,2)A＝110A，實際消耗的電功率P′＝eq\f(U2,R)＝eq\f(2202,2)W＝24200W．由于電風扇實際消耗的電功率遠大于其額定功率，且電能全部轉化為內能，電風扇將被燒壞．答案：(1)0．27A59．85J(2)110A24200W電風扇將被燒壞[課時作業][學生用書P137(單獨成冊)]一、單項選擇題1．某汽車發動機銘牌上標有“200kW”的字樣，其表示()A．實際功率 B．瞬時功率C．平均功率 D．額定功率解析：選D．汽車發動機銘牌上所標功率為汽車正常工作時的功率，即為額定功率．2．(2024·淄博校級聯考)假如家里的微波爐(1000W)、電視機(100W)和洗衣機(400W)平均每天都工作2h，一個月(30天計)的用電量是()A．10kW·h B．20kW·hC．45kW·h D．90kW·h解析：選D．P＝1000W＋100W＋400W＝1500W＝1．5kW，故W＝Pt＝1．5kW×2h×30＝90kW·h．3．如圖所示的路燈為太陽能路燈，每只路燈的光伏電池板有效采光面積約0．3m2．晴天時電池板上每平方米每小時接收到的太陽輻射能約為3×106J．假如每天等效日照時間約為6h，光電池一天產生的電能可供30W的路燈工作8h．光電池的光電轉換效率約為()A．4．8% B．9．6%C．16% D．44%解析：選C．路燈每天消耗的電能W有＝Pt＝30×8×3600J＝8．64×105J，路燈每天接收的太陽能W總＝W0St＝3×106×0．3×6J＝5．4×106J，效率η＝eq\f(W有,W總)＝eq\f(8．64×105J,5．4×106J)＝16%，選項C正確．4．(2024·寧波高二期中)粗細勻稱的金屬環上A、B、C、D四點把其周長四等分，如圖所示，當A、B點接入電路中時，圓環消耗的電功率為P；當A、D點接入電路中時，電源內阻不計，圓環消耗的電功率為()A．3P B．eq\f(4P,3)C．P D．eq\f(3P,4)解析：選B．設電源的電動勢為E，金屬環每一等份的電阻為R，則當A、B點接入電路中時總電阻R1＝R當A、D點接入電路中時總電阻R2＝eq\f(R·3R,R＋3R)＝eq\f(3,4)R由功率公式P＝eq\f(U2,R)，U＝E得P2∶P1＝R1∶R2＝4∶3，又P1＝P，得P2＝eq\f(4P,3)．5．如圖所示，把兩個相同的燈泡分別接在甲、乙電路中，甲電路兩端的電壓為8V，乙電路兩端的電壓為16V．調整變阻器R1和R2使兩燈都正常發光，此時變阻器消耗的功率分別為P1和P2，兩電路中消耗的總功率分別為P甲和P乙，則下列關系中正確的是()A．P甲＜P乙 B．P甲＞P乙C．P1＞P2 D．P1＝P2解析：選D．由燈都正常發光可知，R1中電流是R2中電流二倍，R1兩端電壓是R2兩端電壓的二分之一，兩變阻器消耗的功率相等，兩電路中消耗的總功率相等，選項D正確，A、B、C錯誤．6．(2024·南寧高二檢測)如圖所示，有一內電阻為4．4Ω的電解槽和一盞標有“110V60W”的燈泡串聯后接在電壓為220V的直流電路兩端，燈泡正常發光，則()A．電解槽消耗的電功率為120WB．電解槽的發熱功率為60WC．電解槽消耗的電功率為60WD．電路消耗的總功率為60W解析：選C．燈泡能正常發光，說明電解槽和燈泡均分得110V電壓，且干路電流I＝I燈＝eq\f(P,U)＝eq\f(6,11)A，則電解槽消耗的功率P＝P燈＝IU＝60W，C正確，A錯誤；電解槽的發熱功率P熱＝I2R內≈1．3W，B錯誤；整個電路消耗的總功率P總＝220×eq\f(6,11)W＝120W，D錯誤．7．(2024·普寧市校級月考)如圖為A、B兩燈泡的I－U圖象，把它們串聯接在220V的恒壓電源上，依據圖象，計算A、B兩燈泡的實際功率分別約為()A．48．4W、22W B．22W、48．4WC．50W、170W D．5W、17W解析：選D．兩燈泡串聯接在220V的電壓下，則可知兩燈泡電流相等，且總電壓為220V，則由題圖可知，電流約為0．1A，A的電壓為50V，B的電壓約為170V，則由P＝UI可知，A的功率為5W，B的功率為17W．二、多項選擇題8．(2024·武漢高二檢測)如圖所示，電阻R1＝20Ω，電動機線圈的電阻R2＝10Ω．當開關斷開時，電流表的示數是0．5A，當開關閉合后，電動機轉動起來，電路兩端的電壓不變，電流表的示數I和電路消耗的電功率P應是()A．I＝1．5A B．I＜1．5AC．P＝15W D．P＜15W解析：選BD．電路兩端的電壓為：U＝I1R1＝0．5A×20Ω＝10V．電動機是非純電阻用電器，UI2＞Ieq\o\al(2,2)R2，所以I2＜eq\f(U,R2)＝1A．電流表的示數I＝I1＋I2＜1．5A，A錯誤，B正確．電路總功率P＝U(I1＋I2)＜15W，C錯誤，D正確．9．(2024·山東日照一中月考)假設某同學探討白熾燈得到某白熾燈的伏安特性曲線如圖所示．圖象上A點與原點連線與橫軸成α角，曲線在A點的切線與橫軸成β角，則()A．白熾燈的電阻隨電壓的增大而減小B．在A點，白熾燈的電阻可表示為tanβC．在A點，白熾燈的電功率可表示為U0I0D．在A點，白熾燈的電阻可表示為eq\f(U0,I0)解析：選CD．白熾燈的電阻隨電壓的增大而增大，選項A錯誤；在A點，白熾燈的電阻可表示為eq\f(U0,I0)，選項B錯誤，D正確；在A點，白熾燈的電功率可表示為U0I0，選項C正確．10．(2024·南昌校級聯考)如圖所示是某型號電吹風的電路圖，它主要由電動機M和電熱絲R構成，已知電吹風的額定電壓為220V，吹冷風時的功率為120W，吹熱風時的功率為1000W，關于該電吹風，下列說法正確的是()A．若S1、S2閉合，則電吹風吹冷風B．電熱絲的電阻為55ΩC．電動機工作時輸出的機械功率為880WD．當電吹風吹熱風時，電動機每秒鐘消耗的電能為120J解析：選BD．若S1、S2閉合，電熱絲接入，則此時電熱絲發熱，電吹風吹出的是熱風，故A錯誤；電動機和電熱絲并聯，當吹熱風時，電熱絲消耗的功率為P＝P熱－P冷＝1000W－120W＝880W，由P＝eq\f(U2,R)，可知R＝eq\f(U2,P)＝eq\f(2202,880)Ω＝55Ω，故B正確；電動機工作時輸出的功率為吹冷風時的功率，故只有120W，故C錯誤；當吹熱風時，電動機消耗的電功率仍為120W，故每秒鐘消耗的電能為120J，故D正確．三、非選擇題11．如圖所示，A為電解槽，N為電爐子，恒定電壓U＝12V，電解槽內阻rA＝2Ω，當S1閉合、S2斷開時，電流表的示數為6A；當S2閉合、S1斷開時，電流表的示數為4A，求：(1)電爐子的電阻及發熱功率各多大？(2)在電解槽工作時，電能轉化為化學能的功率為多少？解析：(1)電爐子為純電阻元件，由歐姆定律I1＝eq\f(U,R)，得R＝eq\f(U,I1)＝eq\f(12V,6A)＝2Ω，其發熱功率為：PR＝UI1＝12×6W＝72W．(2)電解槽為非純電阻元件，發熱功率為：P熱＝Ieq\o\al(2,2)rA＝42×2W＝32W．總功率為：P總＝UI2＝12×4W＝48W，故電能轉化為化學能的功率為：P化＝P總－P熱＝(48－32)W＝16W．答案：(1)2Ω72W(2)16W12．(2024·安溪縣校級模擬)電動自行車作為一種重要的交通工具，越來越受到人們的寵愛，如表是一輛電動自行車的部分技術指標，其中額定車速是指電動車滿載狀況下在平直道路上以額定功率勻速行駛的速度．額定車速載車質量載重電源電源輸出電壓充電時間額定輸出功率電動機額定工作電壓和電流18km/h40kg80kg36V/12A·h≥36V6～8h180W36V/6A請參考表中數據，完成下列問題(g取10m/s2)：(1)此車所配電動機的內阻是多少？(2)在行駛過程中電動車受阻力是車重(包括滿載重)的k倍，試計算k的大小是多少？(3)若電動車滿載時在平直道路上以額定功率行駛，且阻力大小恒定，當車速為3m/s時，加速度為多少？解析：(1)從表中可