2024-2025學(xué)年高中物理課時(shí)分層作業(yè)11焦耳定律含解析魯科版選修3-1

PAGE3-課時(shí)分層作業(yè)(十一)焦耳定律(時(shí)間：15分鐘分值：50分)一、選擇題(本題共6小題，每小題6分，共36分)1．關(guān)于電功，下列說法正確的有()A．電功的實(shí)質(zhì)是電場力所做的功B．電功是其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的量度C．電場力做功使金屬導(dǎo)體內(nèi)的自由電子運(yùn)動(dòng)的速率越來越大D．電流通過電動(dòng)機(jī)時(shí)的電功率和熱功率相等A[電場力移動(dòng)電荷時(shí)對電荷所做的功叫電功，是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的量度，A對，B、C、D錯(cuò)。]2．關(guān)于電功W和電熱Q的說法正確的是()A．在任何電路中都有W＝UIt、Q＝I2Rt，且W＝QB．在任何電路中都有W＝UIt、Q＝I2Rt，但W不肯定等于QC．W＝UIt、Q＝I2Rt均只有在純電阻電路中才成立D．W＝UIt在任何電路中成立，Q＝I2Rt只在純電阻電路中成立B[W＝UIt、Q＝I2Rt適用于一切電路，但在純電阻電路中W＝Q，在非純電阻電路中W>Q，B對，A、C、D錯(cuò)。]3．兩個(gè)精制電阻，用錳銅電阻絲繞制而成，電阻上分別標(biāo)有“100Ω10W”和“20Ω40W”，則它們的額定電流之比為()A．eq\r(5)∶5 B．eq\r(10)∶20C．eq\r(5)∶10 D．1∶2000C[由公式P＝I2R得：I＝eq\r(\f(P,R))，所以I1∶I2＝eq\r(5)∶10。]4．一根電阻絲，通過2C電荷量所消耗的電能是8J。若在相同的時(shí)間內(nèi)通過4C的電荷量A．4V，16J B．8V，16JC．4V，32J D．8V，32JD[設(shè)電阻絲的電阻為R，起先時(shí)所加電壓為U1，則W1＝q1U1，即8J＝2C×U1，解得U1＝4V。設(shè)后來所加電壓為U2，消耗的電能為W2，I2＝eq\f(q2,t)＝eq\f(U2,R)，又I1＝eq\f(q1,t)＝eq\f(U1,R)，由此得I2＝2I1，所以U2＝2U1＝8V，W2＝q2U2＝4×8J＝32J。]5．(多選)電阻R和電動(dòng)機(jī)一起串聯(lián)在電路中，如圖所示。已知電阻R與電動(dòng)機(jī)線圈的電阻相等，開關(guān)接通后，電動(dòng)機(jī)正常工作。設(shè)電阻R和電動(dòng)機(jī)兩端的電壓分別為U1、U2，經(jīng)過時(shí)間t，電流通過電阻R做的功為W1，產(chǎn)生的電熱為Q1；電流通過電動(dòng)機(jī)做的功為W2，產(chǎn)生的電熱為Q2，則有()A．U1＜U2，Q1＝Q2 B．W1＝W2，Q1＝Q2C．W1＜W2，Q1＜Q2 D．W1＜W2，Q1＝Q2AD[設(shè)電路中的電流為I，則R兩端的電壓U1＝IR；對于電動(dòng)機(jī)，歐姆定律不再適用，但電動(dòng)機(jī)線圈上的電壓仍有U2′＝IR，而電動(dòng)機(jī)兩端的電壓U2肯定大于U2′，所以，應(yīng)有U1＜U2。對于R，經(jīng)過時(shí)間t，電流通過電阻R做的功為W1＝U1It，將電能全部轉(zhuǎn)化為電熱Q1，則Q1＝W1＝I2Rt；對于電動(dòng)機(jī)，經(jīng)過時(shí)間t，電流通過電動(dòng)機(jī)做的功為W2＝U2It，所以有W1＜W2，電流通過電動(dòng)機(jī)線圈產(chǎn)生的電熱Q2＝I2Rt，故有Q1＝Q2。所以選項(xiàng)A、D正確。]6．如圖所示，有一內(nèi)電阻為4.4Ω的電解槽和一盞標(biāo)有“110V60W”的燈泡串聯(lián)后接在電壓為220V的直流電路兩端，燈泡正常發(fā)光，則()A．電解槽消耗的電功率為120WB．電解槽的發(fā)熱功率為60WC．電解槽消耗的電功率為60WD．電路消耗的總功率為60WC[由于燈泡正常發(fā)光，所以電解槽的電壓為：(220－110)V＝110V，由于電解槽和燈泡串聯(lián)，它們的電流相等，所以有I＝eq\f(P,U)＝eq\f(60,110)A，所以電解槽消耗的電功率為P＝UI＝110×eq\f(60,110)W＝60W，發(fā)熱功率為P熱＝I2R＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(60,110)))eq\s\up10(2)×4.4W＝eq\f(72,55)W，故A、B錯(cuò)誤，C正確；電路消耗的總功率為P總＝220×eq\f(60,110)W＝120W，故D錯(cuò)誤。]二、非選擇題(14分)7．直流電動(dòng)機(jī)在生產(chǎn)、生活中有著廣泛的應(yīng)用。如圖所示，始終流電動(dòng)機(jī)M和電燈L并聯(lián)之后接在直流電源上，電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻r′＝0.5Ω，電燈燈絲電阻R＝9Ω，電源電動(dòng)勢E＝12V，內(nèi)阻r＝1Ω。開關(guān)S閉合，電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，電壓表讀數(shù)為9V。求：(1)流過電源的電流；(2)流過電動(dòng)機(jī)的電流；(3)電動(dòng)機(jī)對外輸出的機(jī)械功率。[解析](1)電源的輸出電壓：U＝E－Ir，則有I＝eq\f(E－U,r)代入解得：I＝3A(2)對燈泡：I燈＝eq\f(U,R燈)＝1A電動(dòng)機(jī)與燈泡并聯(lián)，則電動(dòng)機(jī)的電流I電＝I－I燈