2025年大學(xué)《物理學(xué)》專業(yè)題庫——電磁學(xué)中的焦耳熱效應(yīng)考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、1.一根電阻為R的導(dǎo)線，通過其的電流為I。在時(shí)間t內(nèi)，導(dǎo)線產(chǎn)生的熱量Q與哪些因素成正比？請(qǐng)列出至少三個(gè)。2.寫出焦耳定律的三個(gè)常用表達(dá)式，并說明每個(gè)表達(dá)式適用的條件。3.在純電阻電路中，消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為熱能。這個(gè)說法是否正確？請(qǐng)簡述理由。二、4.一個(gè)標(biāo)有“220V100W”的燈泡，其電阻是多少？如果將其接在110V的電路中，它實(shí)際消耗的功率是多少？5.將兩個(gè)電阻R?和R?分別接在同一電源上。已知R?>R?，哪個(gè)電阻產(chǎn)生的熱量更多？請(qǐng)解釋原因。6.在一個(gè)電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，外電路總電阻為R。這個(gè)電路中，電源提供的總功率P總是多少？其中，電源內(nèi)部消耗的功率P_內(nèi)是多少？外電路消耗的總功率（即轉(zhuǎn)化為焦耳熱的功率）P_外是多少？請(qǐng)寫出公式。三、7.一個(gè)電路由一個(gè)電源（電動(dòng)勢(shì)E，內(nèi)阻r）和兩個(gè)串聯(lián)的電阻R?、R?組成。已知R?=4Ω,R?=6Ω,E=12V,r=1Ω。求：a.電路中的總電流I。b.電源內(nèi)阻r上消耗的功率P_內(nèi)。c.電阻R?上產(chǎn)生的熱量Q?。8.一個(gè)電路由一個(gè)電源（電動(dòng)勢(shì)E=6V，內(nèi)阻r=1Ω）和一個(gè)標(biāo)有“6V3W”的燈泡L組成。求：a.為使燈泡正常發(fā)光，電路中的總電流應(yīng)為多少？b.燈泡的電阻R_L是多少？c.電源的內(nèi)阻r上消耗的功率P_內(nèi)'是多少？d.電源輸出給整個(gè)電路的總功率P_總'是多少？e.燈泡L實(shí)際消耗的功率P_L'是多少？（假設(shè)燈泡電阻恒定）四、9.在一個(gè)包含電源（E,r）和兩個(gè)并聯(lián)電阻R?、R?的電路中，已知R?=10Ω,R?=20Ω,E=9V,r=3Ω。求：a.通過電阻R?的電流I?。b.電阻R?上產(chǎn)生的功率P?。c.電源提供的總功率P_總''。10.一個(gè)電路由一個(gè)電阻R和一個(gè)電感L串聯(lián)接在恒定電壓U的電源上。在穩(wěn)定狀態(tài)下（電感視為短路），電阻R消耗的功率是多少？電源輸出的功率是多少？電感L是否消耗焦耳熱？五、11.一個(gè)長為L、橫截面積為A、材料電阻率為ρ的導(dǎo)線，其電阻R是多少？若通過該導(dǎo)線的電流為I，導(dǎo)線溫度升高了ΔT（假設(shè)電阻率隨溫度變化不大），計(jì)算導(dǎo)線產(chǎn)生的熱量Q。請(qǐng)說明其中哪些物理量是變量，哪些是常量。12.比較電功W=UIt和焦耳熱Q=I2Rt。在什么條件下它們數(shù)值相等？在什么條件下它們數(shù)值不相等？請(qǐng)結(jié)合實(shí)例說明。試卷答案一、1.電流I，電阻R，時(shí)間t。2.Q=I2Rt；Q=UIt；Q=(U2/R)t。純電阻電路；非純電阻電路（適用于電路中產(chǎn)生的總熱量）。3.正確。在純電阻電路中，電能完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能（熱能）。二、4.R=U2/P=2202/100=484Ω。P'=U'2/R=1102/484=25W。5.R?產(chǎn)生的熱量更多。根據(jù)Q=I2Rt，在相同電流和相同時(shí)間下，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多。6.P_總=EI=E2/(R+r)。P_內(nèi)=I2r=E2r/(R+r)。P_外=I2R=E2R/(R+r)。三、7.a.I=E/(R?+R?+r)=12/(4+6+1)=1A。b.P_內(nèi)=I2r=(1)2*1=1W。c.Q?=I2R?t=(1)2*4*t=4tJ。（假設(shè)時(shí)間t為已知或單位）8.a.I=P_L/U_L=3W/6V=0.5A。b.R_L=U_L/I=6V/0.5A=12Ω。c.P_內(nèi)'=I2r=(0.5)2*1=0.25W。d.P_總'=EI=6V*0.5A=3W。e.P_L'=U_LI=6V*0.5A=3W。（或P_L'=I2R_L=(0.5)2*12=3W）四、9.a.總電阻R_總=r+(R?*R?)/(R?+R?)=3+(10*20)/(10+20)=3+200/30=3+20/3=29/3Ω?？傠娏鱅=E/R_總=9/(29/3)=27/29A。I?=E/(R?+R_總)=9/(20+29/3)=9/(109/3)=27/109A。（或I?=I*R_總/(R?+R_總)=(27/29)*(29/3)/(10+29/3)=(27/3)/(109/3)=27/109A）b.P?=I2R?=(27/109)2*20=(729/11881)*20=14580/11881W。c.P_總''=EI=9*(27/29)=243/29W。10.電阻R消耗的功率P_R=UI=U2/R。電源輸出的功率P_總=EI=UI（因?yàn)镋=U+Ir，且穩(wěn)定時(shí)電感電壓為零，E≈U）。電感L不消耗焦耳熱（理想電感儲(chǔ)能，不耗能）。五、11.R=ρL/A。Q=I2Rt=(ρL/A)I2t。其中ρ、L、A是常量（對(duì)于特定導(dǎo)線），I、t是變