高中物理第二章直流电路焦耳定律电路中的能量转化课时跟踪训练教科版选修310817144

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1、2.6 焦耳定律 电路中的能量转化课时跟踪训练(满分60分 时间30分钟)一、选择题(每小题至少有一个选项正确，选对得5分，选不全得3分，错选不得分，共40分)1.下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中错误的是（ ）A.电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多B.WUIt适用于任何电路，而WI2Rtt只适用于纯电阻的电路C.在非纯电阻电路中，UII2RD.焦耳热QI2Rt适用于任何电路解析：电功率公式P，功率越大，表示电流做功越快。对于一段电路，有PUI，I，焦耳热Q()2Rt，可见Q与P、U、t都有关。所以，P越大，Q不一定越大，A不对。WUIt是电功的定义式，适用于任何电路。而

2、I只适用于纯电阻电路，B对；在不是纯电阻的电路中，电流做的功焦耳热其他形式的能，所以WQ，即UII2R，C正确。QI2Rt是焦耳热的定义式，适用于任何电路中产生的焦耳热，D正确，所以B、C、D对，A错误。答案：A2.为使电热丝所消耗的功率变为原来的一半，应当（ ）A.使电阻减半，电压保持不变B.使电压减半，电阻保持不变C.使电压和电阻都减半D.使电压减小为原来的，电阻不变解析：由P知，C正确，A、B、D错误。答案：C3.电源的效率定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比。在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图1所示，图中U为路端电压，I为干路电流，a、b为图线上的两点，相应状态下

3、电源的效率分别为a、B。由图可知a、b的值分别为（ ）图1A.、 B.、C.、 D.、解析：电源的效率100%100%。a点对应的路端电压U为4个格，而电动势E为6个格。因此a；b点对应的路端电压为2个格，因此b。故D项正确。答案：D4.在如图2所示的电路中，电源电动势为12 V，电源内阻为1.0 ，电路中的电阻R0为1.5 ，小型直流电动机M的内阻为0.5 ，闭合开关S后，电动机转动，电流表的示数为2.0 A。则以下判断中正确的是（ ）图2A.电动机的输出功率为14 WB.电动机两端的电压为7.0 VC.电动机产生的热功率为4.0 WD.电源输出的功率为24 W解析：电动机两端的电压U机EI

4、(rR0)7.0 V，选项B正确；电动机输出的功率P机出U机II2r机12 W，选项A错误；电动机产生的热功率为P机热I2r机2.0 W，选项C错误；电源输出的功率P出EII2r20 W，选项D错误。答案：B5.如图3所示电路中，当滑动变阻器的触头向上滑动时，则（ ）图3A.电源的功率变小B.电容器贮存的电荷量变小C.电源内部消耗的功率变大D.电阻R消耗的电功率变小解析：由闭合电路欧姆定律可知，当滑动触头向上滑动时，R总变小，I总增大，U端减小，而R1分压U1增大，所以电容器上的电压减小。电源功率P总I总E增大，A错误。QCU减小，B正确。电源内部消耗功率P内Ir增大，C正确。电阻R1消耗的功

5、率在增大。R上消耗功率无法确定。答案：BC6.如图4为甲、乙两灯泡的IU图像，根据图像计算甲、乙两灯泡并联在电压为220 V的电路中，实际发光的功率约为（ ）图4A.15 W 30 W B.30 W 40 WC.40 W 60 W D.60 W 100 W解析：从图像的横坐标(U)为220 V的刻度可找出对应的纵坐标(I)的值分别为I甲0.18 A，I乙0.28 A。则P甲UI甲40 W，P乙UI乙60 W，即C项正确。答案：C7.如图5所示，电动势为E、内阻为r的电池与定值电阻R0、滑动变阻器R串联，已知R0r，滑动变阻器的最大阻值是2r。当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动时，下列说法中正

6、确的是（ ）图5A.路端电压变大B.电路中的电流变小C.滑动变阻器消耗的功率变小D.定值电阻R0上消耗的功率变小解析：滑片P由a端向b端滑动，电源外阻减小。由I可知，电路中的电流增大，由UEIr可知，路端电压U变小，A、B均错误；由PR0I2R0可知，I增大，PR0增大，D错误；因R0r，当滑动头由a端向b端滑动时，滑动变阻器消耗的功率PRR，随R变小，增大，故PR变小，C正确。答案：C8.如图6所示电路中，R1R3R2R4。在a、b两端接上电源后，设每个电阻所消耗的电功率分别为P1、P2、P3、P4，则它们的大小关系是（ ）图6A.P1P3P1P3P4C.P2P1P4P3D.P1P2P3P4

7、解析：设流过R1、R2、R3、R4的电流分别为I1、I2、I3、I4，则I1I2I3I4，故P1IR1P3IR3。即P2P1P3。又因为R3P4，即P2P1P3P4综上所述，本题正确选项为B。答案：B二、非选择题(每小题10分，共20分)9.如图7所示，R18 ，电源的电动势E8 V，内阻r2 。R2为变阻器，问：图7(1)要使变阻器获得的电功率最大，R2的值应是多大？这时R2的功率多大？(2)调节R2的阻值，当R2为多少时，电源有最大输出功率，最大输出功率为多少？解析：(1)把R1看成是电源内阻的一部分，这样内电阻就是R1r。利用电源输出功率最大的条件，可以求出：当R2R1r8 2 10 时

8、，R2有最大的功率P2 W1.6 W。(2)因R1r，所以当R20时，电源有最大输出功率，即R1消耗功率最大时，I A0.8 A。其功率P1I2R10.828 W5.12 W。答案：(1)10 1.6 W (2)0 5.12 W10.下表中是一辆电动自行车说明书上的一些技术参数，根据表中提供的信息，探究以下问题：规格后轮驱动直流永磁毂电机车型26电动自行车额定输出功率120 W整车质量30 kg额定电压40 V最大载重120 kg额定电流3.5 A(1)在额定电压下工作时，该电机的内阻是多少？其效率为多大？(2)假设行驶过程中所受阻力是车和人总重的0.02倍，在最大载重量的情况下，人骑车行驶的最大速度为多大？(g取10 m/s2)解析：(1)由表可知，电机的额定电压U40 V，额定电流I3.5 A，所以该电机正常工作时的输入功率P入UI140 W。又因电机的输出功率P出120 W，所以电机的发热功率P热P入P出20 W。由P热I2r知电机的内阻r1.6 ，电机正常工作时的效率100%85.7%。(2)由题知车行驶时所受阻力fk(Mm)g，当达到最大速度时有P出fvm，所以人骑车行驶的最大速度vm m/s4 m/s。答案：(1)1.6 85.7% (2)4 m/s5