1、焦耳定律电路中的能量转化(时间：15分钟分值：50分)一、选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分)1功率为10 W的发光二极管(LED灯)的亮度与功率为60 W的白炽灯相当根据国家节能战略，2016年前普通白炽灯应被淘汰假设每户家庭有2只60 W的白炽灯，均用10 W的LED灯替代，估算出全国一年节省的电能最接近(按每户一天亮灯5小时，全国共有4亿户家庭计算)()A8108 kWhB81010 kWhC81011 kWh D81013 kWhB按每户一天亮灯5小时计算，每户一年节省的电能为(2 60210)1035365 kWh182.5 kWh，全国共有4亿户家庭，则全国一年节省的电能为
2、182.54108kWh7.31010kWh，最接近于B选项，故选项B正确，选项A、C、D错误2.如图所示为某两个电阻的UI图像，则R1R2的值和把两电阻串联后接入电路时消耗功率之比P1P2及并联后接入电路时消耗功率之比P1P2分别是()A212112 B211221C121221 D122112A由UI图像可知，R1R221.把R1、R2串联接入电路，由PI2R知P1P2R1R221.并联时P1P2R2R112.3把六个相同的小灯泡接成如图甲、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 ()AP甲P乙 BP甲3P乙CP乙3P甲
3、DP乙3P甲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 V3I，乙图中电路的总电流为I，P乙12 VI，故有P甲3P乙，B正确4.(多选)在如图所示的电路中，电源电动势为12 V，电源内阻为1.0 ，电路中的电阻R0为1.5 ，小型直流电动机的内阻为0.5 .闭合开关S后，电动机转动，电流表的示数为2.0 A .以下判断中正确的是()A电动机的输出功率为14 WB电动机两端的电压为7.0 VC电动机产生的热功率为2.0 WD电源输出的电功率为24 W BC电动机的总功率为P电UI14 W，A错误；电路中电流表的示数为2.0 A，所以电动机的电压为：UEU内UR0EI
4、(R0r)7 V，B正确；电动机的发热功率为P热I2R220.5 W2 W，C正确；电源的输出功率为P输出EII2r122 W221 W20W，D错误5.如图所示，直线A为某电源的UI图线，曲线B为某小灯泡的UI图线，用该电源和小灯泡组成闭合电路时，电源的输出功率和电源的总功率分别是()A4 W,8 W B2 W,4 WC2 W,3 W D4 W,6 WD用该电源和小灯泡组成闭合电路时，电源的输出功率是UI22 W4 W，电源的总功率是EI32 W6 W选项D正确6.A、B为“220 V,100 W”的两盏相同的灯泡，C、D为“220 V，40 W”的相同灯泡，现将四盏灯泡接成如图所示电路，并
5、将两端接入电路，各灯实际功率分别为PA、PB、PC、PD，则实际功率的大小顺序正确的是()APAPBPCPD BPDPAPBPCCPBPCPAPD DPBPDPAPCB根据R得：RARB484 ，RCRD 1 210 ；由电路图可知，B、C并联，所以电压相等，根据P可知：PBPC，A、D串联，电流相等，根据PI2R可知，PDPA；A、D的电流大于B、C的电流，根据PI2R可知：PAPB，PDPC；所以PD PAPBPC故B项正确二、非选择题(14分)7如图所示，用一直流电动机提升重物，重物的质量为m10 kg，电源供电电压恒为220 V，电路中的保护电阻为R10 ，电动机的电阻为r1 ，不计各
6、处摩擦，电动机正常工作时电压表的示数为170 V，求：(g取10 m/s2)(1)电动机正常工作后通过电动机的电流是多少？(2)重物匀速上升的速度是多少？解析：(1)R两端的电压UR220 V170 V50 V通过电动机电流IIR5 A(2)对电动机：P电UI1705 W850 WP内I2r551 W25 WP机P电P内825 W又因为电动机匀速提升重物，所以P机Fvmgv，即v8.25 m/s.答案：(1)5 A(2)8.25 m/s(时间：25分钟分值：50分)一、选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分)1一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为220 V的交流电源上(其内电阻可忽略不
7、计)，均正常工作用电流表分别测得通过电饭煲的电流是5.0 A，通过洗衣机电动机的电流是0.50 A，则下列说法中正确的是 ()A电饭煲的电阻为44 ，洗衣机电动机线圈的电阻为440 B电饭煲消耗的电功率为1 555 W，洗衣机电动机消耗的电功率为155.5 WC1 min内电饭煲消耗的电能为6.6104 J，洗衣机电动机消耗的电能为6.6103 JD电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍C由于电饭煲是纯电阻元件，所以R144 ，P1UI11 100 W其在1 min内消耗的电能W1UI1t6.6104 J洗衣机为非纯电阻元件，所以R2，P2UI2110 W其在1 min内消耗的电能W2U
8、I2t6.6103 J其热功率P热P2，所以电饭煲发热功率不是洗衣机电动机发热功率的10倍，C正确2(多选)在如图甲所示的电路中，L1、L2、L3为三个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示当开关S闭合后，电路中的总电流为0.25 A，则此时()AL1的电压为L2电压的2倍BL1消耗的电功率为0.75 WCL2的电阻为12 DL1、L2消耗的电功率的比值大于41BD由题意知，开关闭合后，L1的电流是L2的两倍，根据伏安特性曲线知，L1的电压不等于L2的两倍，所以A错误；由伏安特性曲线知，当电流为0.25 A时，电压为3.0 V，故L1消耗的电功率P1U1I10.75 W，所以B正
9、确；由题意知，L2的电流为0.125 A，根据伏安特性曲线知电压约为0.3 V，再根据R 2.4 ，知C错误；L2消耗的电功率为P2U2I20.30.125 W0.037 5 W，故P1P220141，D正确3额定电压为4.0 V的直流电动机的线圈电阻为1.0 ，正常工作时，电动机线圈每秒产生的热量为4.0 J，下列计算结果正确的是()A电动机正常工作时的电流强度为4.0 AB电动机正常工作时的输出功率为8.0 WC电动机每分钟将电能转化成机械能为240.0 JD电动机正常工作时的输入功率为4.0 WC电动机正常工作时的电流强度为I A2 A，选项A错误；电动机正常工作时的输出功率为P出IUP
10、内24 W4 W4 W，选项B错误；电动机每分钟将电能转化成机械能为E机P出t460 J240 J，选项C正确；电动机正常工作时的输入功率为PUI24 W8 W，选项D错误4.如图所示，直线OAC为某一直流电源上总功率随电流I的变化图线，曲线OBC表示同一直流电源内部热功率随电流I变化的图线若A、B的横坐标为1 A，那么AB段表示的功率为()A1 WB6 WC2 W D2.5 WC在C点，电源的总功率等于电源内耗功率，所以电源电动势的大小为E3 V，短路电流的大小为I3 A，所以电源的内阻为r1 ，图像上AB段所代表的功率为PABP总I2r13 W121 W2 W，故选C二、非选择题(本题共2
11、小题，共26分)5(12分)电热毯、电饭锅等是人们常用的电热式家用电器，它们一般具有加热和保温功能，其工作原理大致相同，如图所示为某种电热式用电器的简化电路图，主要元件有电阻丝R1、R2和自动开关S，问：(1)当开关S闭合和断开时，用电器分别处于什么状态？ (2)用电器由照明电路供电，U220 V，设加热时用电器的功率为400 W，保温时用电器的功率为40 W，则R1和R2分别为多大？解析：(1)由于是纯电阻电路，当S闭合时，R2短路，用电器消耗的电功率P1；当S断开时，用电器消耗的电功率P2，故S闭合时为加热状态，S断开时为保温状态(2)S闭合时，由P1得R1121 ；S断开时，由P2得R2
12、R11 089 .答案：(1)S闭合时为加热状态，S断开时为保温状态(2)121 1 089 6.(14分)如图所示的电路中，R13 ，R26 ，R31.5 ，C20 F.当开关S断开时，电源所释放的总功率为2 W；当开关S闭合时，电源所释放的总功率为4 W，求：(1)电源的电动势和内电阻；(2)闭合S时，电源的输出功率；(3)S断开和闭合时，电容器所带的电荷量各是多少？解析：(1)S断开时外电路R2、R3串联：EI1(R2R3)I1rP1EI1S闭合时：外电路R1、R2并联后与R3串联R外R3代入数据R外3.5 对闭合电路EI2R外I2rP2EI2由可得(2)闭合S时，电源的输出功率PIR外I23.5 W3.5 W(3)S断开时Q1CUR2201060.56 C6105CS闭合时电容器两端的电势差为零，则Q20答案：(1)4 V0.5 (2)3.5 W(3)6105C0