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第5節(jié) 焦耳定律
基礎(chǔ)鞏固
1.(2018廈門(mén)湖濱中學(xué)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(fēng) B.白熾燈、電爐和電熱毯
C.洗衣機(jī)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(zhuǎn)化為內(nèi)能,白熾燈、電爐和電熱毯的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,故B正確;非純電阻用電器,電能主要轉(zhuǎn)化為其他形式的能,少部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,電扇和電吹風(fēng)有部分電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,故A錯(cuò)誤;洗衣機(jī)有部分電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,故C錯(cuò)誤;電解槽有部分電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,故D錯(cuò)誤.
2.額定電壓、額定功率均相同的電風(fēng)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(shí)間.比較它們產(chǎn)生的熱量,結(jié)果是( B )
A.電風(fēng)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(zhuǎn)化為內(nèi)能,電風(fēng)扇將部分電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,日光燈將部分電能轉(zhuǎn)化為光能,故B選項(xiàng)正確.
3.(2018湖南雙峰一中高二期末)如圖所示,把兩個(gè)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(diào)節(jié)變阻器R1和R2使兩燈都正常發(fā)光,此時(shí)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(guān)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(xiàng)D正確,A,B,C錯(cuò)誤.
4.(2018江蘇沭陽(yáng)縣高二期中)(多選)如圖所示,理發(fā)用的電吹風(fēng)機(jī)中有電動(dòng)機(jī)和電熱絲,電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)風(fēng)葉轉(zhuǎn)動(dòng),電熱絲給空氣加熱,利用熱風(fēng)將頭發(fā)吹干.電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)的輸出功率為
B.電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為U-IR2
C.電吹風(fēng)機(jī)的發(fā)熱功率為I2(R1+R2)
D.電吹風(fēng)機(jī)的消耗的電功率為I2(R1+R2)
解析:電動(dòng)機(jī)的輸入功率P=(U-IR2)I,電動(dòng)機(jī)的輸出功率為UI- I2(R1+R2),故A錯(cuò)誤;含電動(dòng)機(jī)電路是非純電阻電路,電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為U-IR2, 故B正確;電吹風(fēng)機(jī)中發(fā)熱的功率要用I2R來(lái)計(jì)算,所以總的發(fā)熱功率為I2(R1+R2),吹風(fēng)機(jī)的總功率P=IU要大于發(fā)熱部分的功率,故C正確,D錯(cuò)誤.
5.(2018河南省羅山高中高二測(cè)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(shuō)法正確的是( D )
A.兩燈正常發(fā)光時(shí),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(xiàng)C錯(cuò)誤;兩燈并聯(lián)后,由并聯(lián)電路的功率分配關(guān)系可知P∝,所以
PA′1.5 A
C.P<15 W D.P=15 W
解析:當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí),由歐姆定律得U=I1R1=10 V,當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合后,通過(guò)R1的電流仍為0.5 A,電動(dòng)機(jī)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(nèi)阻rA=2 Ω,當(dāng)S1閉合、S2斷開(kāi)時(shí),電流表的示數(shù)為6 A;當(dāng)S2閉合、S1斷開(kāi)時(shí),電流表的示數(shù)為4 A,求:(電流表內(nèi)阻不計(jì))
(1)電爐子的電阻及發(fā)熱功率各多大?
(2)在電解槽工作時(shí),電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)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(zhuǎn)化為化學(xué)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(gè)燈泡的實(shí)際功率都沒(méi)有超過(guò)它的額定功率.下面關(guān)于通過(guò)這四盞燈泡的實(shí)際電流的關(guān)系以及燈泡實(shí)際消耗的功率關(guān)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(cuò)誤;根據(jù)并聯(lián)電路的特點(diǎn)知b,c并聯(lián)后的總電阻R并Pb,Pc
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