電功與電熱(15分鐘30分)一、選擇題(本題共4小題，每小題5分，共20分)1.如圖所示的用電器中，主要利用電流熱效應工作的是 ()【解析】選C。電流通過導體做功要發(fā)熱(電能轉化為內(nèi)能)，這叫作電流的熱效應，如電燈、電爐、電烙鐵、電焊等都是電流的熱效應的例子。計算器在使用時主要將電能轉化為光能，不是利用電流的熱效應來工作的，故A錯誤。電風扇消耗的電能主要轉化為機械能，不是利用電流的熱效應來工作的，故B錯誤。電暖氣是利用電流的熱效應制成的加熱設備，是利用電流的熱效應來工作的，故C正確。電視機在使用時主要將電能轉化為光能和聲能，不是利用電流的熱效應來工作的，故D錯誤。2.下列關于電功、電功率和焦耳定律的說法中錯誤的是 ()A.W=UIt適用于任何電路，而W=I2Rt=t只適用于純電阻的電路B.在非純電阻電路中，UI>I2RC.計算焦耳熱時，Q=I2Rt適用于任何電路D.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【解析】選D。純電阻電路中，消耗的電能完全轉化為內(nèi)能，所以W=Q=UIt=I2Rt=t；而非純電阻電路中，消耗的電能部分轉化成內(nèi)能，所以W≠Q(mào)，電功只能用公式W=UIt計算，產(chǎn)生的焦耳熱只能用公式Q=I2Rt計算。W=UIt適用于任何電路，而W=I2Rt=t只適用于純電阻的電路，故A正確。在非純電阻電路中，總電功大于電熱故UI>I2R，故B正確。任何電路中求焦耳熱要用Q=I2Rt，故C正確。電功率越大，電流做功越快，但不一定轉化的熱量多，故D錯誤。本題選錯誤的，故選：D。3.如表為某電飯鍋銘牌上的一部分內(nèi)容，根據(jù)表中的信息，可計算出在額定電壓下，使用電飯鍋時的電流約為 ()電器名稱電飯鍋額定電壓220V額定功率800W額定容量LA A A A【解析】選B。電飯鍋正常工作時的電流為：I==A≈A，故A、C、D錯誤，B正確。故選：B?！狙a償訓練】如圖為共享電動單車，與普通電動車不同的是，摩拜共享電動自行車采用“共享充電寶+自行車的方式”，其電池與普通充電寶類似，只有20000mAh，輸入、輸出電壓均為10V，輸入電流為8A，輸出電流為15A，可以支持驅動人和單車行駛10公里左右。已知成人在平路上騎自行車所受阻力約為20N，則 ()A.該單車電池最多儲存電能7.2×104JB.該單車電池充電時，從零電量充至滿電量大約需要5hC.該單車電池電能的有效利用率約為27.8%D.成人在平路上騎自行車時，每秒鐘平均消耗的電能約為20J【解析】選C。此自行車最大存儲電能為：E=UIt=Uq=10V×20000mA·h=10V×20××105J，故A錯誤。此自行車充電時間：t====2.5h，故B錯誤。此自行車行駛的過程中受到的阻力為20N，則消耗的電能：W=fs=20×10×103×105J，自行車電池電能的有效利用率約為：η=×100%=×100%≈27.8%，故C正確。由題意可知，輸出電壓為10V，輸出電流為15A，則成人在平路上騎自行車時，P=UI=10×15W=150W，每秒平均消耗電能約為150J。故D錯誤。故選：C。4.一阻值為4Ω的定值電阻，通有A的恒定電流，1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量為 ()J J J J【解析】選C。根據(jù)焦耳定律知，1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量為：Q=I22×4×60J=60J。故A、B、D錯誤，C正確。故選C。二、非選擇題(本題共1小題，共10分)5.如圖所示是提升重物用的電動機工作時的電路圖。電動機內(nèi)電阻r=2Ω，電路中另一電阻R=20Ω，直流電壓U1=220V，電壓表示數(shù)U2=120V。試求：(1)通過電動機的電流；(2)輸入電動機的電功率；(3)若電動機以v=5m/s勻速豎直向上提升重物，求該重物的質量？(g取10m/s2)【解析】(1)通過R的電流為：I==5A，電動機與R串聯(lián)，流過它們的電流相等。(2)電動機的輸入功率為：P1=U2I=600W(3)電動機內(nèi)電阻的發(fā)熱功率為：P2=I2r=50W輸出的機械功率為：P3=P1-P2=550W而P3=mgv，代入解得：m=11kg答案：(1)5A(2)600W(3)11kg【補償訓練】如圖所示為直流電動機提升重物的裝置，電動機的內(nèi)阻一定，閉合開關K，當把它接入電壓為U1V的電路時，電動機不轉，測得此時流過電動機的電流是I1A；當把電動機接入電壓為U2V的電路中時，電動機正常工作且電動機勻速提升重物，工作電流是I2A，求：(1)電動機線圈的電阻r；(2)當U2V電動機正常工作時的輸出功率及電動機的效率；(3)如果重物質量kg，當U2V時，電動機提升重物的速度大小是多少？(g取10m/s2)【解析】(1)電動機不轉，此時電動機為純電阻，則有：r==Ω=0.5Ω(2)電動機正常工作時消耗的功率為：P=U2I2×1.0W=4.0W電動機正常工作時線圈電阻損耗的功率為：P熱=2×0.5W=0.5W電動機正常工作時輸出功率為：P出=P-P熱=(4.0-0.5)W=3.5W電動機正常工作時效率為：η=×100%=×100%=87.5%(3)勻速提升時：F=mg=1×10N=10N由電動機的輸出功率P出=Fv可得提升重物的速度為：v==m/s=0.35m/s答案：(1)0.5Ω(2)3.5W87.5%(3)0.35m/s(10分鐘20分)6.(5分)當電阻兩端加上某一穩(wěn)定電壓時，在一段時間內(nèi)，通過該電阻的電荷量為C，消耗的電能為J，為了使相同時間內(nèi)通過該電阻的電荷量變?yōu)镃，在該電阻兩端需加的電壓和消耗的電能分別是 ()J JJ J【解析】選B。因為電阻在通過0.3C的電量時，消耗的電能是0.9J，所以此時電壓為：U′==V=3V當在相同的時間內(nèi)通過電阻的電量是0.6C時，根據(jù)I=可知，I=2I′。根據(jù)U=IR可知，電阻不變，此時電阻兩端電壓：U=2U′=6V，電阻在這段時間內(nèi)消耗的電能：W=UIt=UQ=6V×0.6C=3.6J。故選B。7.(5分)一臺正匹變頻空調預設為16℃時平均功率為1100W，預設26℃時平均功率為600W。學校寢室每晚有200臺該型號的空調工作，設定溫度都由原來的16℃改為26℃，則一個月內(nèi)學校夜間節(jié)約的電能最接近下列哪個數(shù)據(jù) ()kW·h B.3×102kW·hC.2×104kW·h D.3×106kW·h【解析】選C。由題意知200臺該型號的空調在1h節(jié)約的電能為E0=0.5×200kW·h=100kW·h。一個月內(nèi)學校夜間使用空調時間大約為t=7×30h=210h。所以一個月內(nèi)學校夜間節(jié)約的電能：E=E0·t=100×210kW·h=2.1×104kW·h，與C答案的數(shù)據(jù)接近。故A、B、D錯誤，C正確。故選C。8.(10分)隨著人民生活水平的提高，低碳、環(huán)保、經(jīng)濟的電動自行車進入千家萬戶。一輛電動自行車的銘牌上給出了如下技術參數(shù)表。請根據(jù)表計算規(guī)格后輪驅動直流電機車型24英寸額定輸出功率160W整車質量30kg額定電壓40V最大載量120kg額定電流A(1)此車電機正常工作時的功率。(2)此車電機的內(nèi)阻。(3)在額定電壓下，電機由于某種故障突然卡死，此時電動機的功率?！窘馕觥?1)由表格