高二年級物理焦耳定律隨堂作業(yè)一、選擇題（每題6分，共30分）下列關(guān)于電功和電功率的說法中，正確的是（）A.電流做功越多，電功率越大B.電功率越大，電流做功越快C.電流做功時間越短，電功率越大D.電流做同樣的功，用的時間越長，電功率越大答案：B解析：電功率是表示電流做功快慢的物理量，電功率越大，說明電流做功越快，與電流做功的多少和時間無關(guān)。選項A中，電流做功多，但如果時間很長，電功率可能并不大；選項C中，電流做功時間短，但如果做功很少，電功率也不一定大；選項D中，電流做同樣的功，用的時間越長，電功率越小。所以正確答案是B。一只“220V40W”的燈泡，正常工作時的電流是（）A.0.18AB.5.5AC.220AD.40A答案：A解析：根據(jù)電功率公式P=UI，可得正常工作時的電流I=\frac{P}{U}=\frac{40W}{220V}\approx0.18A，所以正確答案是A。兩個電阻R_1和R_2串聯(lián)在電路中，已知R_1>R_2，在相同時間內(nèi)，電流通過兩個電阻所做的功分別為W_1和W_2，則（）A.W_1>W_2B.W_1=W_2C.W_1<W_2D.無法確定答案：A解析：串聯(lián)電路中電流處處相等，根據(jù)電功公式W=I^2Rt，在電流I和時間t相同的情況下，電阻越大，電流做的功越多。因為R_1>R_2，所以W_1>W_2，正確答案是A。關(guān)于焦耳定律，下列說法正確的是（）A.電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流成正比B.電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電阻成正比C.電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟通電時間成正比D.焦耳定律只適用于純電阻電路答案：C解析：焦耳定律的表達(dá)式為Q=I^2Rt，它表明電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的平方成正比、跟導(dǎo)體的電阻成正比、跟通電時間成正比，所以選項A、B錯誤，C正確。焦耳定律適用于任何電路中電流產(chǎn)生的熱量計算，并非只適用于純電阻電路，選項D錯誤。因此正確答案是C。某家庭電路中，已有兩盞燈正常發(fā)光，如果再使用一個電熨斗，則該電路的（）A.總電流變小B.總電壓變大C.總電阻變大D.總功率變大答案：D解析：家庭電路中各用電器是并聯(lián)的，并聯(lián)電路中總電壓等于各支路電壓，且等于電源電壓，所以總電壓不變，選項B錯誤。并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，再使用一個電熨斗，相當(dāng)于增加了一個支路，總電流會變大，選項A錯誤。根據(jù)歐姆定律R=\frac{U}{I}，總電壓不變，總電流變大，所以總電阻變小，選項C錯誤?？偣β蔖=UI，總電壓不變，總電流變大，所以總功率變大，選項D正確。二、簡答題（每題10分，共20分）簡述電功和電熱的區(qū)別與聯(lián)系。答：電功是電流所做的功，其大小等于電路中消耗的總電能，計算公式為W=UIt，適用于任何電路。電熱是電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量，由焦耳定律可知Q=I^2Rt。區(qū)別：在非純電阻電路中，電流所做的功一部分轉(zhuǎn)化為熱能，另一部分轉(zhuǎn)化為其他形式的能（如機(jī)械能、化學(xué)能等），此時W>Q；而在純電阻電路中，電流所做的功全部轉(zhuǎn)化為熱能，此時W=Q。聯(lián)系：電熱是電功的一部分，在純電阻電路中兩者相等，在非純電阻電路中電熱小于電功。為什么在電路中保險絲要用電阻率大、熔點低的材料制作？答：保險絲的作用是在電路中電流過大時，自動熔斷，從而保護(hù)電路中的用電器和線路。選用電阻率大的材料，是因為在相同長度和橫截面積的情況下，電阻率大的材料電阻較大。根據(jù)焦耳定律Q=I^2Rt，當(dāng)電路中電流過大時，電阻大的保險絲在相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量更多，能夠迅速升溫。而熔點低的材料，在吸收一定熱量后容易達(dá)到熔點而熔斷，從而及時切斷電路，起到保護(hù)作用。如果保險絲熔點高，在電流過大時不能及時熔斷，就無法保護(hù)電路，可能會導(dǎo)致用電器損壞甚至引發(fā)火災(zāi)等危險。三、計算題（每題10分，共50分）一個標(biāo)有“220V100W”的燈泡，接在220V的電源上，求：（1）燈泡正常工作時的電阻；（2）燈泡正常工作1小時消耗的電能；（3）如果將該燈泡接在110V的電源上，其實際功率是多少（假設(shè)燈泡電阻不變）。解：（1）根據(jù)P=\frac{U^2}{R}，可得燈泡正常工作時的電阻R=\frac{U^2}{P}=\frac{(220V)^2}{100W}=484\Omega。（2）燈泡正常工作1小時消耗的電能W=Pt=0.1kW\times1h=0.1kW\cdoth。（3）當(dāng)燈泡接在110V的電源上時，實際功率P_{???}=\frac{U_{???}^2}{R}=\frac{(110V)^2}{484\Omega}=25W。答：（1）燈泡正常工作時的電阻為484Ω；（2）燈泡正常工作1小時消耗的電能為0.1kW?h；（3）接在110V電源上時的實際功率為25W。某定值電阻兩端的電壓為4V時，通過的電流為0.5A，求：（1）該電阻的阻值；（2）當(dāng)電阻兩端的電壓為6V時，通過的電流和電阻消耗的電功率；（3）當(dāng)通過電阻的電流為0.2A時，電阻兩端的電壓和在1分鐘內(nèi)產(chǎn)生的熱量。解：（1）根據(jù)歐姆定律R=\frac{U}{I}=\frac{4V}{0.5A}=8\Omega。（2）當(dāng)電壓為6V時，通過的電流I'=\frac{U'}{R}=\frac{6V}{8\Omega}=0.75A，電阻消耗的電功率P=U'I'=6V\times0.75A=4.5W。（3）當(dāng)電流為0.2A時，電阻兩端的電壓U''=I''R=0.2A\times8\Omega=1.6V，1分鐘內(nèi)產(chǎn)生的熱量Q=I''^2Rt=(0.2A)^2\times8\Omega\times60s=19.2J。答：（1）電阻的阻值為8Ω；（2）電壓為6V時，電流為0.75A，電功率為4.5W；（3）電流為0.2A時，電壓為1.6V，1分鐘內(nèi)產(chǎn)生的熱量為19.2J。如圖所示，電源電壓保持不變，R_1=10\Omega，R_2=20\Omega，閉合開關(guān)S后，電流表的示數(shù)為0.5A。求：（1）電源電壓；（2）R_1消耗的電功率；（3）通電10分鐘，R_2產(chǎn)生的熱量。（假設(shè)圖中為R_1和R_2串聯(lián)，電流表測電路中的電流）解：（1）因為R_1和R_2串聯(lián)，總電阻R=R_1+R_2=10\Omega+20\Omega=30\Omega，根據(jù)U=IR，電源電壓U=0.5A\times30\Omega=15V。（2）R_1消耗的電功率P_1=I^2R_1=(0.5A)^2\times10\Omega=2.5W。（3）通電10分鐘，R_2產(chǎn)生的熱量Q_2=I^2R_2t=(0.5A)^2\times20\Omega\times10\times60s=3000J。答：（1）電源電壓為15V；（2）R_1消耗的電功率為2.5W；（3）通電10分鐘R_2產(chǎn)生的熱量為3000J。一個電熱水壺，銘牌如下表所示。求：|額定電壓|220V||----|----||額定功率|1100W||頻率|50Hz|（1）電熱水壺正常工作時的電阻；（2）電熱水壺正常工作5分鐘消耗的電能；（3）如果電熱水壺的效率為80%，正常工作5分鐘可將多少千克初溫為20℃的水加熱至100℃（c_?°′=4.2\times10^3J/(kg\cdota??)）。解：（1）根據(jù)P=\frac{U^2}{R}，電熱水壺正常工作時的電阻R=\frac{U^2}{P}=\frac{(220V)^2}{1100W}=44\Omega。（2）正常工作5分鐘消耗的電能W=Pt=1100W\times5\times60s=3.3\times10^5J。（3）水吸收的熱量Q_???=\etaW=80\%\times3.3\times10^5J=2.64\times10^5J，根據(jù)Q_???=cm\Deltat，可得水的質(zhì)量m=\frac{Q_???}{c\Deltat}=\frac{2.64\times10^5J}{4.2\times10^3J/(kg\cdota??)\times(100a??-20a??)}\approx0.795kg。答：（1）正常工作時的電阻為44Ω；（2）正常工作5分鐘消耗的電能為3.3×10?J；（3）可加熱水的質(zhì)量約為0.795kg。某電動機(jī)的額定電壓為220V，額定電流為5A，線圈電阻為0.5Ω，求：（1）電動機(jī)正常工作時的總功率；（2）電動機(jī)正常工作時線圈的發(fā)熱功率；（3）電動機(jī)正常工作1小時消耗的電能和產(chǎn)生的熱量；（4）電動機(jī)的效率。解：（1）電動機(jī)正常工作時的總功率P_???=UI=220V\times5A=1100W。（2）線圈的發(fā)熱功率P_??-=I^2R=(5A)^2\times0.5\Omega=12.5W。（3）電動機(jī)正常工作1小時消耗的電能W=P_???t=1100W\times3600s=3.96\times10^6J，產(chǎn)生的熱量Q=P_??-t=12.5W\times3600s=4.5\times10^4J。（4）電動機(jī)輸出的機(jī)械功率P_??o=P_???-P_??