【紅對勾】2020-2021學年人教版高中物理選修3-1作業(yè)：2-5-焦耳定律

課后作業(yè)45分鐘eq\o(\s\up7(限時：45分鐘總分：100分),\s\do5())一、選擇題(8×5′，共40分)1．關于電功，下列說法中正確的有()A．電功的實質是電場力所做的功B．電功是電能轉化為其他形式能量的量度C．電場力做功使金屬導體內的自由電子運動的速率越來越大D．電流通過電動機時的電功率和熱功率相等答案：AB2．為了使電爐消耗的電功率減小到原來的一半應實行下列哪些措施()A．保持電阻不變，使電流減半B．保持電阻不變，使電壓減半C．保持電爐兩端電壓不變，使其電阻減半D．使電壓和電阻各減半解析：由P＝eq\f(U2,R)可知，電壓、電阻各減半，功率也減為原來的一半．答案：D圖63．有一只家用電熨斗，其電路結構如圖6所示，轉變內部接線方式可以使電熨斗處于斷開狀態(tài)和獲得中低高三個不同的溫度擋，圖7是它的四種不同連線方式，其中能獲得低擋溫度的是()圖7解析：R1、R2串聯(lián)時，獲得低擋溫度．答案：B圖84．A、B、C三個燈泡，用如圖8所示的方式連接，各自消耗的實際功率相同，則RA∶RB∶RC為()A．1∶1∶1 B．1∶2∶2C．2∶1∶1 D．1∶4∶4解析：先分析B、C，由P＝eq\f(U2,R)知RB＝RC，又IA＝IB＋IC＝2IB，由P＝I2R知RA∶RB＝1∶4，所以RA∶RB∶RC＝1∶4∶4.答案：D5．兩個電阻R1＝8Ω，R2＝2Ω，并聯(lián)在電路中．欲使這兩個電阻消耗的功率相等，可行的方法是()A．用一個阻值為2Ω的電阻與R2串聯(lián)B．用一個阻值為6Ω的電阻與R2串聯(lián)C．用一個阻值為6Ω的電阻與R1串聯(lián)D．用一個阻值為2Ω的電阻與R1串聯(lián)答案：A圖96．電飯鍋工作時有兩種狀態(tài)：一種是鍋內水燒干前的加熱狀態(tài)；另一種是鍋內水燒干后的保溫狀態(tài)．如圖9所示是電飯鍋電路的原理示意圖．S是用感溫材料制造的開關．下列說法正確的是()A．其中R2是供加熱用的電阻絲B．當開關S接通時電飯鍋為加熱狀態(tài)，S斷開時為保溫狀態(tài)C．要使R2在保溫狀態(tài)時的功率為加熱狀態(tài)時的一半，R1/R2應為2/1D．要使R2在保溫狀態(tài)時的功率為加熱狀態(tài)時的一半，R1/R2應為(eq\r(2)－1)/1解析：電阻小時，功率大，是加熱狀態(tài)；電阻大時，功率小，是保溫狀態(tài)．答案：ABD7．理發(fā)用的電吹風機中有一個小電動機和電熱絲，電動機帶動風葉轉動，電熱絲給空氣加熱，得到熱風將頭發(fā)吹干．設電動機線圈的電阻為R1，它與電熱絲R2相串聯(lián)后，接到直流電源上，電吹風機兩端電壓為U，電流為I，消耗電功率為P，則以下關系式中正確的是()A．P<UI B．P＝I2(R1＋R2)C．P＝UI D．P>I2(R1＋R2)解析：吹風機是一個非純電阻用電器，U>IR.答案：CD圖108．如圖10所示，一幢居民樓里住著生活水平各不相同的24戶居民，所以整幢居民樓里有各種不同的電器，例如電爐、電視機、微波爐、電腦等．停電時，用歐姆表測得A、B間的電阻為R，供電后，各家電器同時使用，測得A、B間的電壓為U，進線電流為I，則計算該幢居民樓用電的總功率可以用的公式是()A．P＝I2R B．P＝eq\f(U2,R)C．P＝UI D．P＝eq\f(W,t)解析：此電路中全部用電器不肯定都是純電阻電路，故總功率只能用P＝UI計算，故C正確．答案：C二、非選擇題(9、10題各10分，11、12題各20分，共60分)9．某商場安裝了一臺傾角為30°的自動扶梯，該扶梯在電壓為380V的電動機帶動下，以0.4m/s的恒定速率向斜上方移動，電動機的最大輸出功率為4.9kW.不載人時測得電動機中的電流為5A，若載人時扶梯的移動速率和不載人時相同，則這臺自動扶梯可同時乘載的最多人數(shù)為________．(設人的平均質量為60kg，g取10m/s2)解析：這臺自動扶梯最多可同時載人數(shù)的意義是電梯仍能以0.4m/s的恒定速率運動而電動機的輸出功率達到最大．電動機做功應包含兩部分內容：一是電梯不載人時對本身做功，二是對人做功，所以4.9×103W＝IU＋Mgsinθ·v，Mg＝15000N，n＝eq\f(Mg,mg)＝eq\f(15000,60×10)＝25(個)．此題要留意的問題是扶梯上是否有人，只要扶梯在運動，就要消耗電能．題目中的空載電流，就給定了扶梯空載時消耗的電功率P自身＝IU.另外，扶梯對人做功的過程就是克服重力做功的過程，因此對人所消耗的電功率就等于克服重力的功率，即P＝Mgvsinθ.故扶梯消耗的總功率等于二者功率之和．答案：2510．三個電阻分別標有“100Ω4W”，“200Ω2W”，“50Ω8W”，將它們串聯(lián)起來，允許通過的最大電流為________A，允許消耗的最大總功率為________W.解析：由P＝I2R得，I1＝eq\r(\f(P1,R1))＝eq\r(\f(4,100))A＝0.2A，I2＝eq\r(\f(P2,R2))＝eq\r(\f(2,200))A＝0.1A，I3＝eq\r(\f(P3,R3))＝eq\r(\f(8,50))A＝0.4A，故串聯(lián)后允許通過的最大電流為0.1A．R總＝(R1＋R2＋R3)＝(100＋200＋50)Ω＝350Ω，故允許消耗的最大總功率為：P總＝Ieq\o\al(2,max)·R總＝0.12×350W＝3.5W.解決此類題的依據(jù)是任何用電器都不能超過它的額定值，至少有一個用電器達到它的額定值．一個用電器有額定功率、額定電壓、額定電流，只要其中一個量達到額定值，那么另兩個量也肯定達到額定值．答案：0.13.511．一輛電動自行車的銘牌上給出了如下的技術參數(shù)表：規(guī)格后輪驅動直流永磁轂電機車型26″電動自行車額定輸出功率120W整車質量30kg額定電壓40V最大載重120kg額定電流3.5A質量為M＝70kg的人騎此電動自行車沿平直大路行駛，所受阻力Ff恒為車和人總重的k＝0.02倍，取g＝10m/s2.求：(1)此車永磁轂電機在額定電壓下正常工作的效率；(2)僅在永磁轂電機以額定功率供應動力的狀況下，人騎自行車的最大速度；(3)僅在永磁轂電機以額定功率供應動力的狀況下，當車速為v1＝1.0m/s的人騎車的最大加速度．解：(1)由表可知，電機的額定電壓為U＝40V，額定電流為I0＝3.5A，所以電機正常工作時輸入功率為P入＝U0I0＝140W．又因電機的輸出功率為P出＝120W，所以電機的效率為η＝eq\f(P出,P入)＝85.7%.(2)行駛時所受阻力為Ff＝k(M＋m)g，式中m為車的質量．當達到最大速度vm時，應有P出＝Ffvm，所以最大速度vm＝eq\f(P出,Ff)＝6.0m/s.(3)當車速為v1＝1.0m/s時，牽引力F＝eq\f(P出,v1)＝120N．設此時車的加速度為a，依據(jù)牛頓其次定律F－Ff＝(M＋m)a，解得a＝1.0m/s2.12．電熱毯、電飯鍋等是人們常用的電熱式家用電器，他們一般具有加熱和保溫功能，其工作原理大致相同．圖11甲為某種電熱式電器的簡化電路圖，主要元件有電阻絲R1、R2和自動開關S.圖11(1)當自動開關S閉合和斷開時，用電器分別處于什么狀態(tài)？(2)用電器由照明電路供電(U＝220V)設加熱時用電器的電功率為400W，保溫時用電器的電功率為40W，則R1和R2分別為多大？(3)若將圖10甲中的自動開關S換成抱負的晶體二極管D，如圖11乙所示，其他條件不變，求該用電器工作1小