1、焦耳定律 同步练习 【典型例题】【例1】将A、B两个白炽灯接入电路,关于这两只灯泡的发光情况,正确的说法是( D )A、 若A灯中的电流比B灯大,则A灯一定比B灯亮B、若A灯两端的电压比B灯大,则A灯一定比B灯亮C、若电流对A灯做的功比B灯多,则A灯一定比B灯亮D、若A灯消耗的电功率比B灯大,则A灯一定比B灯亮【解析】白炽灯是利用电流的热效应工作的,而灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率,只有通过灯泡的电流大,灯泡两端的电压大,不能得到灯泡实际功率大这一结论,电流做功多,同样不能确认实际功率大。【答案】D【例2】额定电压为220V的电动机的线圈电阻为0.8,正常工作时,电动机每秒放出的热量为为128
2、0J,则电动机正常工作时的电流强度为多大?每秒有多少焦的电能转化成机械能?【解析】电动机电路为非纯电阻电路,输出电动机的电功率,一方面转化为机械功率输出,另一方面转化为线圈电阻的发热功率,正常工作时,通过线圈的电流即为正常工作电流,由焦耳定律Q= I2Rt得1280=I20.81 解得I=40A由能量转化和守恒得P输入=P机+P热P机=UI-I2R=8800-1280=7520J【例3】某商场安装了一台倾角为30的自动扶梯,该扶梯在电压为380V的电动机带动下以0.4m/s的恒定速度向斜上方运动。电动机的最大输出功率为4.9kW,不载人时测得电动机中的电流为5A,若载人时扶梯的移动速率和不载人
3、时相同,则这台自动扶梯可同时乘载的最多人数是多少?(设人的平均质量为60kg,g10m/s2)【解析】因为电动机有最大输出功率,这就决定了自动扶梯载人也有最大限额。从功率关系来看,电动机的输出功率,提供扶梯自身运动所需功率;转化为扶梯上的人以恒定速率向上所需的功率。设:可同时乘载的最多人数为n人,此时电动机处于最大输出功率状态,扶梯本身向上运动所需功率为:P1IU5380W1900W1.9kW电动机的最大输出功率为P,n个人以恒定速率v0.4m/s随扶梯向上运动所需功率为:P2PP1(4.91.9)kW3.0kW所以,载人的最多人数是:个注意:扶梯对人的支持力竖直向上,而人的运动方向与水平面有
4、一夹角,故克服重力的功率为,而不是【基础练习】一、 选择题:1、在下列用电器中,那些属于纯电阻用电器:( )A、电扇和电吹风 B、白炽灯、电烙铁和电热毯C、洗衣机和电冰箱 D、电解槽2、关于电功,下列说法中正确的有:( )A、 电功的实质是电场力所做的功B、 电功是电能转化为其他形式能量的量度C、 电场力做功使金属导体内的自由电子运动的速率越来越大D、电流通过电动机时的电功率和热功率相等3、在某段电路中,其两端电压为U,通过的电流为I,通电时间为t,若该电路电阻为R,则关于电功和电热的关系,下列结论正确的是( )A、在任何电路中,电功UIt=I2Rt B、在任何电路中,电功为UIt,电热为I2
5、RtC、在纯电阻电路中,UIt=I2Rt D、在非纯电阻电路中,UItI2Rt4、若A灯标有“220V 60W”,B灯标有“220V 100W”,把两灯接入电路中,下列说法中正确的是( )A、 当通过两灯的电流相等时,A灯比B灯亮B、当通过两灯的电流相等时,B灯比A灯亮C、当加在两灯的电压相等时,A灯比B灯亮D、当加在两灯的电压相等时,B灯比A灯亮5、为了使电炉消耗的功率减小到原来的一半,可行的办法是( )A、使通过它的电流减半 B、使两端的电压减半C、使电炉的电阻减半 D、使它两端的电压和电阻均减半6、有一只灯泡的灯丝断了,通过转动灯泡把灯丝接通,再接入电源后,所发生的现象及其原因是( )A
6、、灯丝电阻变小,通过它的电流变大,根据P=I2R,电灯变亮B、灯丝电阻变大,通过它的电流变小,根据P=I2R,电灯变暗C、灯丝电阻变小,它两端的电压不变,根据P=U2/R,电灯变亮D、 灯丝电阻变大,它两端的电压不变,根据P= U2/R,电灯变暗二、填空题:7、一个电阻为20的导体,当它每通过3C电量时,电流做功18J,那么此导体两端所加电压为 V,通过3C电量的时间为 s。8、有一电风扇标有“220V 55W”,若电风扇的电动机线圈电阻为8,当它正常工作时,电源供给的电功率是 W,转化为风的电功率是 W,电动机的发热功率是 W。9、设通过某电阻R的电流为I,则对应每一个定向通过R的电子(电荷
7、量为e),电场力所做的功为 。三、计算题:10、某滑动变阻器上标有“20、0.2A”的字样,现将固定端A和滑动端P接在3V的电源上,并保持电压不变,如图所示。在P由B端向A端移动的过程中,AP端电阻允许消耗的最大功率是多少?这时AP段的电阻多大? 11、一个标有“110V、10W”的灯泡,求:它的电阻; 正常工作时的电流; 如果接在100V的电路中实际功率多大? 接在220V电压的电路中,它的实际功率多大?会发生什么现象? 12、一台直流电动机的额定电压为U110V,电枢的电阻R0.5,当它正常工作时通过的电流I=20A,若电动机正常运转时间t1分钟。求:电流所做的功; 电枢上产生的热量; 电
8、动机输出的机械能。 【能力提升】1、在某段电路中,其两端电压为U,通过的电流为I,通电时间为t,那么关于电功和电热的关系错误的是( )A、在任何电路中,电功IUt等于电热I2RtB、在任何电路中,电功为IUt,电热为I2RtC、在纯电阻电路中,IUt=I2RtD、在非纯电阻电路中,IUtI2Rt2、将一根电阻丝接在某恒定电压的电源两端,电流做功的功率为P。若将金属丝均匀的拉长为原来的两倍后再接入原来的电路中,则它的功率为:( )A、4P B、0.25P C、16P D、0.125P3、在电阻器上除了标明电阻值,还标明额定功率,这是它工作时允许消耗的最大功率,超过这个功率,电阻器就会烧坏,现有一
9、个“100 4W”的电阻器,允许加在这个电阻器上的最大电压为U= V。允许通过这个电阻器的最大电流为I= A。当电阻器两端的电压为16V时,它消耗的功率为P= W。4、如图所示的电路中,电阻R=10,电动机M的线圈电阻r=1,加在电路两端的电压U=100V,已知电流表的读数为30A,则通过电动机线圈的电流强度为多少?通电1min,电流对电动机M做的功多少? 答案【基础练习】一、选择题:1、B 2、AB 3、BC 4、AD 5、D 6、C二、填空题:7、6 10 8、55 54.5 0.5 9、eIR三、计算题:10、0.6W 15 11、1210 0.09A 8.3W 40W 灯丝立即烧断 12、1.32105J 1.2104J 1.2105J【能力提升】1、A 2、B 3、20 0.2 2.56 4、20 1.2105J