高二物理焦耳定律测试题答案
焦耳定律是定量说明传导电流将电能转换为热能的定律。下面是小编收集整理的高二物理焦耳定律测试题目及其参考答案以供大家学习。
高二物理焦耳定律测试题及答案
1.下列关于电功率的说法中，正确的是( )
A.用电器的额定功率与用电器的实际电压和实际电流有关
B.用电器的实际功率取决于用电器的额定功率
C.白炽灯正常工作时，实际功率等于额定功率
D.电功率越小，则电流做功越少
解析：选C.用电器的额定功率是它正常工作时的功率，其值是由用电器本身的结构决定的，与实际电流和电压无关，故A错C对;而用电器实际功率是多大，是由加在它两端的电压和通过的电流决定的，故B错;电流做功的多少不仅与功率的大小有关，还与时间有关，故D错.
2.(2011年江苏常州高二检测)下列关于电功W和电热Q的说法正确的是( )
A.在任何电路中都有W=UIt、Q=I2Rt，且W=Q
B.在任何电路中都有W=UIt、Q=I2Rt，但W不一定等于Q
C.W=UIt、Q=I2Rt均只有在纯电阻电路中才成立
D.W=UIt在任何电路中都成立，Q=I2Rt只在纯电阻电路中才成立
解析：选B.W=UIt、Q=I2Rt适用于一切电路，但在纯电阻电路中W=Q，在非纯电阻电路中W>Q，B对，A、C、D错.
3.有四盏灯，接入如图2-5-7所示的电路中.L1和L2都标有“220 V 100 W”，L3和L4都标有“220 V 40 W”.把电路接通后，最暗的灯将是( )
图2-5-7
A.L1 B.L2
C.L3 D.L4
解析：选C.由P=U2R可知，R1=R2P3;对L1和L2，电阻相同，IL1>IL2，由P=I2R可知，P1>P2，故P3最小，L3最暗，C正确.
4.加在某电动机上的电压是U(V)，电动机消耗的电功率为P(W)，电动机线圈的电阻为r(Ω)，则电动机线圈上消耗的电热功率为( )
A.P B.U2r
C.P2rU2 D.P-P2rU2
解析：选C.电动机的电流I=PU，线圈发热功率P热=P2U2r.故C对.
5.微型吸尘器的直流电动机的内阻一定，当加在它两端的电压为0.3 V时，电流为0.3 A，此时电动机不转动;当加在它两端的电压为2.0 V时，电流为0.8 A，且它能够正常工作，试分析当电动机正常工作时消耗的电功率及输出的机械功率.
解析：当电动机不转动时，消耗的电能全部转化为内能，这时它相当于一个纯电阻.
由题意知直流电动机线圈电阻R=U1I1=0.30.3 Ω=1 Ω
正常工作时消耗电功率
P电=U2I2=2.0×0.8 W=1.6 W.
发热功率P热=I22R=0.82×1 W=0.64 W.
由能量守恒知输出机械功率
P机=P电-P热=1.6 W-0.64 W=0.96 W.
答案：1.6 W 0.96 W
一、选择题
1.把两根电阻相同的电热丝先串联后并联分别接在同一电源上，若要产生相等的热量，则两种方法所需的时间之比t串∶t并为( )
A.1∶1 B.2∶1
C.4∶1 D.1∶4
解析：选C.设每个电热丝电阻为R，则R串=2 R，R并=R2由W=U2Rt得t串∶t并=4∶1.
2.两盏额定功率相同的灯泡A和B，其额定电压UA>UB，则下列说法正确的是( )
A.两灯正常发光时，灯泡中的电流强度IA>IB
B.两灯电阻RA
C.将两灯串联后接入电路中发光时，灯泡的功率PA
D.将两灯并联后接入电路中发光时，灯泡的功率PA′
答案：D
3.一台电动机的线圈电阻与一只电炉的电阻相同，都通过相同的电流，在相同时间内( )
A.电炉放热与电动机放热相等
B.电炉两端电压小于电动机两端电压
C.电炉两端电压等于电动机两端电压
D.电动机消耗的功率大于电炉的功率
解析：选ABD. 电炉属于纯电阻，电动机属于非纯电阻.对于电炉有：U=IR，放热Q=I2Rt，消耗功率P=I2R;对于电动机有：U>IR，放热Q=I2Rt，消耗功率P=IU>I2R.
4.(2011年河北武强高二检测)图2-5-8中虚线框内是一未知电路，测得它的两端点a、b之间电阻是R，在a、b之间加上电压U，测得流过电路的电流为I，则未知电路的电功率一定是( )
图2-5-8
A.I2R B.U2/R
C.UI D.UI-I2R
解析：选C.选项A、B的表达式只适用于纯电阻电路，D项表达式表示在非纯电阻电路中的输出功率，虚线框中不知道是哪种元件，功率P=UI总是适用的，C选项正确.
5.如图2-5-9所示，电路两端的电压U保持不变，电阻R1、R2、R3消耗的电功率一样大，则电阻之比R1∶R2∶R3是( )
图2-5-9
A.1∶1∶1 B.4∶1∶1
C.1∶4∶4 D.1∶2∶2
解析：选C.对R2、R3，由P=U2/R知R2∶R3=1∶1，对R1、R2，由P=I2R;I1=2I2，所以R1∶R2=I22∶I21=1∶4，C选项正确.
6.如图2-5-10所示的电路中，L1，L2是两个不同的小灯泡，a、b间有恒定的电压，他们都正常发光，当滑动变阻器的滑动触头向右滑动时，发生的现象是( )
图2-5-10
A.L1亮度不变，L2变暗
B.L1变暗，L2变亮
C.电路消耗的总功率变小
D.流过滑动变阻器的电流变小
答案：BCD
7.把六个相同的小灯泡接成如图2-5-11甲、乙所示的电路，调节变阻器使灯泡正常发光，甲、乙两电路所消耗的功率分别用P甲和P乙表示，则下列结论中正确的是( )
图2-5-11
A.P甲=P乙 B.P甲=3P乙
C.P乙=3P甲 D.P乙>3P甲
解析：选B.设每个灯泡正常工作时的电流为I，则甲图中电路的总电流为3I，P甲=12×3 I=36 I，乙图中电路的总电流为I，P乙=12×I=12 I，故有P甲=3P乙，B正确.
8.(2011年天津高二检测)如图2-5-12所示，额定电压为110 V的两盏电灯，额定功率分别为PA=100 W，PB=25 W.把它们接到220 V的电路上，欲使它们都能正常发光且耗电最少，应采用的接法是( )
图2-5-12
解析：选C.要使它们正常发光且耗电最少，由串、并联电路的特点，由于RA
9.(2011年江苏南京高考复习质量检测)图2-5-13为甲、乙两灯泡的I-U图象，根据图象计算甲、乙两灯泡并联在电压为220 V的电路中，实际发光的功率约为( )
图2-5-13
A.15 W 30 W B.30 W 40 W
C.40 W 60 W D.60 W 100 W
解析：选C.从图象的横坐标(U)为220 V的刻度可找出对应的纵坐标(I)的值分别为I甲=0.18 A，I乙=0.28 A.则P甲=U•I甲≈40 W，P乙=U•I乙≈60 W，即C项正确。
二、计算题
10.环保汽车在2008年奥运会场馆服务.某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车，总质量m=3×103 kg.当它在水平路面上以v=36 km/h的速率匀速行驶时，驱动电机的输入电流I=50 A，电压U=300 V.在此行驶状态下：w
(1)求驱动电机的输入功率P电;
(2)若驱动电机能够将输入功率的90%转化为用于牵引汽车前进的机械功率P机，求汽车所受阻力与车重的比值(g取10 m/s2).
解析：(1)驱动电机的输入功率P电=IU=1.5×104 W.
(2)在匀速行驶时，P机=0.9 P电=Fv=Ffv，得
Ff=0.9P电v=1.35×103 N，
汽车所受阻力与车重之比Ffmg=0.045.
答案：(1)1.5×104 W (2)0.045
11.(2011年安徽省两地三校高二联考)如图2-5-14是家用电饭煲的电路图.将电饭煲接到稳压电源上，当开关接通“加热”挡时，电热丝以额定功率给食物加热，当食物蒸熟后，开关接通“保温”挡，给食物保温，这时电热丝的功率为其额定功率的1/9，电流为1.40 A，已知分压电阻的阻值是R=100 Ω.求：
图2-5-14
(1)保温时，电阻R两端的电压;
(2)稳压电源输出的电压;
(3)电热丝的额定功率.
解析：(1)电阻R两端的电压为UR=IR=1.40×100 V=140 V.
(2)设电热丝的电阻为r，电源输出电压为U，则
(UR+r)2r=19•U2r
解得：r=50 Ω.
所以电源电压为U=I(R+r)=1.40×(100+50) V=210 V.
(3)电热丝的额定功率为P=U2r=210 250 W=882 W.
答案：(1)140 V (2)210 V (3)882 W
12.如图2-5-15所示，已知UAB=6 V，当滑动变阻器触头P位于正中位置时，额定电压为3 V的灯泡L正常发光，当触头滑至最左端时，电灯实际功率为2 W，求此灯泡额定功率和变阻器的总电阻.
图2-5-15
解析：设滑动变阻器总电阻为Rm，灯泡电阻为RL，则根据P位于正中位置时灯泡正常发光，电压为3 V，滑动变阻器的电压为3 V，得RL=Rm2.新课标第一网
法一：找电流，P位于最左端的变阻器有效电阻R=Rm=2 RL，由功率关系知此时滑动变阻器的功率P′=2P′L=4 W，I=P′L+P′U=2+46 A=1 A.滑动变阻器的总电阻Rm=P′I2=4I2 Ω=4 Ω，RL=2 Ω.
灯泡的额定功率P额=U2额RL=322 W=4.5 W.
法二：找电压，P位于最左端时，变阻器有效电阻R′=Rm=2RL，则UL=2 V.所以RL=U2LPL=222 Ω=2 Ω，灯泡额定功率
P额=U2额RL=322 W=4.5 W.
变阻器总电阻Rm=2RL=4 Ω