【創(chuàng)新設(shè)計(jì)】學(xué)年高中物理 25 電功率規(guī)范訓(xùn)練 粵教版選修31

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1、 第5節(jié) 電功率 (時間:60分鐘) 知識點(diǎn)一 電功和電功率、電熱、熱功率 圖2-5-6 1.如圖2-5-6所示是電阻R1和R2的伏安特性曲線,并且把第一象限分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個區(qū)域,現(xiàn)在把R1和R2并聯(lián)在電路中,消耗的電功率分別為P1和P2,并聯(lián)總電阻設(shè)為R.下列關(guān)于P1和P2的大小關(guān)系及R的伏安特性曲線應(yīng)該在的區(qū)域正確的是 (  ). A.特性曲線在Ⅰ區(qū),P1P2 C.特性曲線在Ⅰ區(qū),P1>P2 D.特性曲線在Ⅲ區(qū),P1

2、更小,所以R的伏安特性曲線在Ⅰ區(qū),由于是并聯(lián),電壓U相同,據(jù)P=知R越大,P越小,所以P1>P2. 答案 C 2.(雙選)關(guān)于三個公式P=UI,P=I2R,P=的適用范圍,以下說法正確的是 (  ). A.第一個公式普遍適用于求電功率,后兩式普遍適用于求熱功率 B.在純電阻電路中,三個公式既可適用于求電功率,又可適用于求熱功率 C.在非純電阻電路中,第一個公式可適用于求電功率,第二個公式可用于求熱功率,第三個公式?jīng)]有意義 D.由U=IR可知,三個公式?jīng)]有任何區(qū)別,它們表達(dá)相同的意義,所求P既是電功率,也是熱功率 解析 首先要明確,歐姆定律U=IR只適用于純電阻電路,因此三個公式

3、在純電阻電路中沒有區(qū)別,但在非純電阻電路中它們互不相同.其次,P=UI表示電功率,而P=I2R表示熱功率.因此,在純電阻電路中,UI=I2R,消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;而在非純電阻電路中,UI>I2R,即消耗的電能只有部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能. 答案 BC 3.三個電阻分別標(biāo)有“100 Ω、4 W”,“200 Ω、2W”,“50 Ω、8 W”,若將它們并聯(lián)起來,允許消耗的最大功率是多少? 解析 三個電阻正常工作時的電壓為: U1==20 V U2==20 V U3==20 V 當(dāng)三者并聯(lián)時應(yīng)接在20 V的電源上,此時三者均正常工作,故允許消耗的最大功率為 P總=4 W+2 W+8 W=1

4、4 W. 答案 14 W[ 4.下列關(guān)于電功、電功率和焦耳定律的說法中不正確的是 (  ). A.電功率越大,電流做功越快,電路中產(chǎn)生的焦耳熱一定越多 B.W=UIt適用于任何電路,而W=I2Rt=t只適用于純電阻的電路 C.在不是純電阻的電路中,UI>I2R D.焦耳熱Q=I2Rt適用于任何電路 解析 本題考查的是電功、電功率和焦耳定律,關(guān)鍵是正確區(qū)分電功和電功率.電功率公式P=,功率越大,表示電流做功越快.對于一段電路,有P=UI,I=,焦耳熱Q=2Rt,可見Q與P、U、t都有關(guān).所以,P越大,Q不一定越大,A錯.W=UIt是電功的定義式,適用于任何電路,而I=只適用于純電阻

5、的電路,B對.在不是純電阻的電路中,電流所做的功=焦耳熱+其他形式的能,所以W>Q,即UI>I2R,C正確.Q=I2Rt是焦耳熱的定義式,適用于任何電路中產(chǎn)生的焦耳熱,D正確,故選A項(xiàng). 答案 A 知識點(diǎn)二 非純電阻電路中的電功和電熱 5.(雙選)一臺電動機(jī)的線圈電阻與一只電爐的電阻相同,都通過相同的電流,在相同時間內(nèi) (  ). A.電爐放熱與電動機(jī)放熱相等[ B.電爐兩端電壓小于電動機(jī)兩端電壓 C.電爐兩端電壓等于電動機(jī)兩端電壓 D.電動機(jī)消耗的功率等于電爐的功率 解析 電爐屬于純電阻,電動機(jī)屬于非純電阻,對于電爐有:U=IR,放熱Q=I2Rt,消耗功率P=I2R,對于電

6、動機(jī)有:U>IR,放熱Q=I2Rt,消耗功率P=UI>I2R. 答案 AB 圖2-5-7 6.如圖2-5-7所示,有一內(nèi)電阻為4.4 Ω的電解槽和一盞標(biāo)有“110 V、60 W”的燈泡串聯(lián)后接在電壓為220 V的直流電路兩端,燈泡正常發(fā)光,則(  ). A.電解槽消耗的電功率為120 W B.電解槽的發(fā)熱功率為60 W C.電解槽消耗的電功率為60 W D.電路消耗的總功率為60 W 解析 燈泡能正常發(fā)光,說明電解槽和燈泡均分得110 V電壓,且干路電流I=I燈= A,則電解槽消耗的功率P=P燈=60 W,C對、A錯;電解槽的發(fā)熱功率P熱=I2R內(nèi)=1.3 W,B錯;整

7、個電路消耗的總功率P總=220 W=120 W,D錯. 答案 C 7.(濰坊高二檢測)額定電壓、額定功率均相同的電風(fēng)扇、電烙鐵和日光燈,各自在額定電壓下正常工作了相同的時間.比較它們產(chǎn)生的熱量,結(jié)果是(  ). A.電風(fēng)扇最多 B.電烙鐵最多 C.日光燈最多 D.一樣多 解析 在三種用電器中,只有電烙鐵是純電阻用電器.將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,故B選項(xiàng)正確. 答案 B 圖2-5-8 8. (雙選)如圖2-5-8所示,電阻R1=20 Ω,電動機(jī)的繞組的電阻R2=10 Ω.當(dāng)電鍵打開時,電流表的示數(shù)是0.5 A,當(dāng)電鍵合上后,電動機(jī)轉(zhuǎn)動起來,電路兩端的電壓不變,電流表的示數(shù)

8、I和電路消耗的電功率應(yīng)是 (  ). A.I=1.5 A B.I<1.5 A C.P=15 W D.P<15 W 解析 電路兩端的電壓為:U=I1R1=0.5 A20 Ω=10 V.電動機(jī)是非純電阻用電器,UI2>IR2,所以I2<=1 A.電流表的示數(shù)I=I1+I(xiàn)2<1.5 A,A錯誤、B正確.電路總功率為P=U(I1+I(xiàn)2)<15 W,C錯誤、D正確. 答案 BD 圖2-5-9[ 9. (雙選)如圖2-5-9所示的電路中,L1、L2是兩個不同的小燈泡,a、b間有恒定的電壓,它們都正常發(fā)光,當(dāng)滑動變阻器的滑片向右滑動時,發(fā)生的現(xiàn)象是 (  ).

9、A.L1亮度不變,L2變暗 B.L1變暗,L2變亮 C.電路消耗的總功率不變 D.流過滑動變阻器的電流變小 解析 變阻器滑片向右滑動時阻值增大,并聯(lián)部分的電阻變大,分得電壓變大,所以L2兩端電壓增大,變亮,L1分得電壓變小,L1變暗,A錯、B對.因?yàn)榛瑒幼冏杵麟娮枳兇螅傠娮枳兇?,由P=可知,U一定,P減小,即電路總功率減小,C錯誤.又因?yàn)榭傠娮柙龃?,總電流減小,而L2電壓變大,電流變大,所以流過變阻器的電流減小,D正確. 答案 BD 圖2-5-10 10.如圖2-5-10所示的電路中,電爐電阻R=10 Ω,電動機(jī)線圈的電阻r=1 Ω,電路兩端電壓U=100 V,電流表的

10、示數(shù)為30 A,問通過電動機(jī)的電流強(qiáng)度為多少?通電一分鐘,電動機(jī)做的有用功為多少? 解析 題圖中的兩個支路分別為純電阻電路(電爐)和非純電阻電路(電動機(jī)).在 純電阻電路中可運(yùn)用歐姆定律I=直接求出電流強(qiáng)度,而非純電阻電路中的電流強(qiáng)度只能運(yùn)用干路和支路中電流強(qiáng)度的關(guān)系求出.在非純電阻電路中,電功大于電熱,兩者的差值才是有用功.根據(jù)歐姆定律,通過電爐的電流強(qiáng)度為I1== A=10 A. 根據(jù)并聯(lián)電路中的干路電流和支路電流的關(guān)系,則通過電動機(jī)的電流強(qiáng)度為I2=30 A-I1=20 A. 電動機(jī)的總功率為P=UI2=10020 W=2103 W.[ 因發(fā)熱而損耗的功率為P′=Ir=0.4103 W 電動機(jī)的有用功率(機(jī)械功率)為P″=P-P′=1.6103 W,電動機(jī)通電1 min做的有用功為W=P″t=1.610360 J=9.6104 J. 答案 20 A 9.6104 J 5

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