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第5節(jié) 焦耳定律
基礎鞏固
1.(2018廈門湖濱中學高二期中)在下列用電器中,哪些都屬于純電阻用電器( B )
A.電扇和電吹風 B.白熾燈、電爐和電熱毯
C.洗衣機和電冰箱 D.電解槽、電磁爐、微波爐
解析:純電阻用電器,電能全部轉化為內能,白熾燈、電爐和電熱毯的電能全部轉化為內能,故B正確;非純電阻用電器,電能主要轉化為其他形式的能,少部分轉化為內能,電扇和電吹風有部分電能轉化為機械能,故A錯誤;洗衣機有部分電能轉化為機械能,故C錯誤;電解槽有部分電能轉化為化學能,故D錯誤.
2.額定電壓、額定功率均相同的電風扇、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.比較它們產生的熱量,結果是( B )
A.電風扇最多 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,只有電烙鐵能將電能全部轉化為內能,電風扇將部分電能轉化為機械能,日光燈將部分電能轉化為光能,故B選項正確.
3.(2018湖南雙峰一中高二期末)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8 V,乙電路兩端的電壓為16 V.調節(jié)變阻器R1和R2使兩燈都正常發(fā)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( D )
A.P甲
P乙
C.P1>P2 D.P1=P2
解析:由燈都正常發(fā)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.
4.(2018江蘇沭陽縣高二期中)(多選)如圖所示,理發(fā)用的電吹風機中有電動機和電熱絲,電動機帶動風葉轉動,電熱絲給空氣加熱,利用熱風將頭發(fā)吹干.電動機的線圈電阻R1與電阻R2的電熱絲串聯(lián)后接到輸出電壓為U的電源上,電路中電流為I,則( BC )
A.電動機的輸出功率為
B.電動機兩端的電壓為U-IR2
C.電吹風機的發(fā)熱功率為I2(R1+R2)
D.電吹風機的消耗的電功率為I2(R1+R2)
解析:電動機的輸入功率P=(U-IR2)I,電動機的輸出功率為UI- I2(R1+R2),故A錯誤;含電動機電路是非純電阻電路,電動機兩端的電壓為U-IR2, 故B正確;電吹風機中發(fā)熱的功率要用I2R來計算,所以總的發(fā)熱功率為I2(R1+R2),吹風機的總功率P=IU要大于發(fā)熱部分的功率,故C正確,D錯誤.
5.(2018河南省羅山高中高二測試)兩盞額定功率相同的燈泡A和B,其額定電壓UA>UB,則下列說法正確的是( D )
A.兩燈正常發(fā)光時,燈泡的電流IA>IB
B.兩燈電阻RARB,由P=IU可知額定電流IAPB,故選項C錯誤;兩燈并聯(lián)后,由并聯(lián)電路的功率分配關系可知P∝,所以
PA′1.5 A
C.P<15 W D.P=15 W
解析:當開關S斷開時,由歐姆定律得U=I1R1=10 V,當開關S閉合后,通過R1的電流仍為0.5 A,電動機的電流I2<=1 A,故電流表的電流I<1.5 A,電路中電功率P=UI<15 W,故C正確.
7.如圖所示,A為電解槽,N為電爐子,恒定電壓U=12 V,電解槽內阻rA=2 Ω,當S1閉合、S2斷開時,電流表的示數(shù)為6 A;當S2閉合、S1斷開時,電流表的示數(shù)為4 A,求:(電流表內阻不計)
(1)電爐子的電阻及發(fā)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,由歐姆定律得I1=,則R===2 Ω,其發(fā)熱功率為PR=UI1=126 W=72 W.
(2)電解槽為非純電阻元件,發(fā)熱功率為P熱=rA=422 W=32 W,總功率為P總=UI2=124 W=48 W,故電能轉化為化學能的功率為P化=P總-
P熱=(48-32)W=16 W.
答案:(1)2 Ω 72 W (2)16 W
能力提升
8.(2018江西奉新一中高二月考)(多選)四盞燈泡接成如圖所示的電路.a,b燈泡的規(guī)格為“220 V 100 W”,c,d燈泡的規(guī)格為“220 V 40 W”,各個燈泡的實際功率都沒有超過它的額定功率.下面關于通過這四盞燈泡的實際電流的關系以及燈泡實際消耗的功率關系正確的是( AC )
A.Ia=Id>Ib>Ic B.Ia>Id>Ib=Ic
C.Pd>Pa>Pb>Pc D.Pa>Pd>Pc>Pb
解析:a,b燈泡的電阻R==Ω=484 Ω;c,d燈泡的電阻R′== Ω=1 210 Ω,a,d串聯(lián),電流相等,b,c并聯(lián),電壓相等,而c的電阻大于b的電阻,所以c的電流小于b的電流,而a的電流等于b,c電流之和,所以Ia=Id>Ib>Ic,故A正確,B錯誤;根據(jù)并聯(lián)電路的特點知b,c并聯(lián)后的總電阻R并Pb,Pc
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