《2022年高中物理 第二章 直流電路《焦耳定律 電路中的能量轉(zhuǎn)化》課時(shí)跟蹤訓(xùn)練 教科版選修3-1》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2022年高中物理 第二章 直流電路《焦耳定律 電路中的能量轉(zhuǎn)化》課時(shí)跟蹤訓(xùn)練 教科版選修3-1(5頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、2022年高中物理 第二章 直流電路《焦耳定律 電路中的能量轉(zhuǎn)化》課時(shí)跟蹤訓(xùn)練 教科版選修3-1
一、選擇題(每小題至少有一個(gè)選項(xiàng)正確,選對(duì)得5分,選不全得3分,錯(cuò)選不得分,共40分)
1.下列關(guān)于電功、電功率和焦耳定律的說(shuō)法中錯(cuò)誤的是( )
A.電功率越大,電流做功越快,電路中產(chǎn)生的焦耳熱一定越多
B.W=UIt適用于任何電路,而W=I2Rt=t只適用于純電阻的電路
C.在非純電阻電路中,UI>I2R
D.焦耳熱Q=I2Rt適用于任何電路
解析:電功率公式P=,功率越大,表示電流做功越快。對(duì)于一段電路,有P=UI,I=,焦耳熱Q=()2Rt,可見(jiàn)Q與P、U、t都有關(guān)。所以
2、,P越大,Q不一定越大,A不對(duì)。W=UIt是電功的定義式,適用于任何電路。而I=只適用于純電阻電路,B對(duì);在不是純電阻的電路中,電流做的功=焦耳熱+其他形式的能,所以W>Q,即UI>I2R,C正確。Q=I2Rt是焦耳熱的定義式,適用于任何電路中產(chǎn)生的焦耳熱,D正確,所以B、C、D對(duì),A錯(cuò)誤。
答案:A
2.為使電熱絲所消耗的功率變?yōu)樵瓉?lái)的一半,應(yīng)當(dāng)( )
A.使電阻減半,電壓保持不變
B.使電壓減半,電阻保持不變
C.使電壓和電阻都減半
D.使電壓減小為原來(lái)的,電阻不變
解析:由P=知,C正確,A、B、D錯(cuò)誤。
答案:C
3.電源的效率η定義為外電路電阻消耗的功率與電源
3、的總功率之比。在測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中得到的實(shí)驗(yàn)圖線如圖1所示,圖中U為路端電壓,I為干路電流,a、b為圖線上的兩點(diǎn),相應(yīng)狀態(tài)下電源的效率分別為ηa、ηB。由圖可知ηa、ηb的值分別為( )
圖1
A.、 B.、
C.、 D.、
解析:電源的效率η=×100%=×100%。a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的路端電壓U為4個(gè)格,而電動(dòng)勢(shì)E為6個(gè)格。因此ηa=;b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的路端電壓為2個(gè)格,因此ηb=。故D項(xiàng)正確。
答案:D
4.在如圖2所示的電路中,電源電動(dòng)勢(shì)為12 V,電源內(nèi)阻為1.0 Ω,電路中的電阻R0為1.5 Ω,小型直流電動(dòng)機(jī)M的內(nèi)阻為0.5 Ω,閉合開(kāi)關(guān)S后
4、,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),電流表的示數(shù)為2.0 A。則以下判斷中正確的是( )
圖2
A.電動(dòng)機(jī)的輸出功率為14 W
B.電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為7.0 V
C.電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱功率為4.0 W
D.電源輸出的功率為24 W
解析:電動(dòng)機(jī)兩端的電壓U機(jī)=E-I(r+R0)=7.0 V,選項(xiàng)B正確;電動(dòng)機(jī)輸出的功率P機(jī)出=U機(jī)I-I2r機(jī)=12 W,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱功率為P機(jī)熱=I2r機(jī)=2.0 W,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;電源輸出的功率P出=EI-I2r=20 W,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
答案:B
5.如圖3所示電路中,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的觸頭向上滑動(dòng)時(shí),則( )
圖3
A.電源的功率變小
5、
B.電容器貯存的電荷量變小
C.電源內(nèi)部消耗的功率變大
D.電阻R消耗的電功率變小
解析:由閉合電路歐姆定律可知,當(dāng)滑動(dòng)觸頭向上滑動(dòng)時(shí),R總變小,I總增大,U端減小,而R1分壓U1增大,所以電容器上的電壓減小。電源功率P總=I總·E增大,A錯(cuò)誤。Q=CU減小,B正確。電源內(nèi)部消耗功率P內(nèi)=Ir增大,C正確。電阻R1消耗的功率在增大。R上消耗功率無(wú)法確定。
答案:BC
6.如圖4為甲、乙兩燈泡的I-U圖像,根據(jù)圖像計(jì)算甲、乙兩燈泡并聯(lián)在電壓為220 V的電路中,實(shí)際發(fā)光的功率約為( )
圖4
A.15 W 30 W B.30 W 40 W
C.40 W
6、 60 W D.60 W 100 W
解析:從圖像的橫坐標(biāo)(U)為220 V的刻度可找出對(duì)應(yīng)的縱坐標(biāo)(I)的值分別為I甲=0.18 A,I乙=0.28 A。則P甲=U·I甲≈40 W,P乙=U·I乙≈60 W,即C項(xiàng)正確。
答案:C
7.如圖5所示,電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r的電池與定值電阻R0、滑動(dòng)變阻器R串聯(lián),已知R0=r,滑動(dòng)變阻器的最大阻值是2r。當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P由a端向b端滑動(dòng)時(shí),下列說(shuō)法中正確的是( )
圖5
A.路端電壓變大
B.電路中的電流變小
C.滑動(dòng)變阻器消耗的功率變小
D.定值電阻R0上消耗的功率變小
解析:滑片P由a端向b端滑動(dòng),電
7、源外阻減小。由I=可知,電路中的電流增大,由U=E-Ir可知,路端電壓U變小,A、B均錯(cuò)誤;由PR0=I2R0可知,I增大,PR0增大,D錯(cuò)誤;因R0=r,當(dāng)滑動(dòng)頭由a端向b端滑動(dòng)時(shí),滑動(dòng)變阻器消耗的功率PR=R=,隨R變小,增大,故PR變小,C正確。
答案:C
8.如圖6所示電路中,R1=R3P1>P3>P4
C.P2>P1>P4>P3
D.P1>P2>P3>P4
解析:設(shè)流過(guò)R1、R2、R3、R4的電流分
8、別為I1、I2、I3、I4,則I1=I2=I3+I(xiàn)4,故P1=IR1P3=IR3。即P2>P1>P3。
又因?yàn)镽3P4,即P2>P1>P3>P4
綜上所述,本題正確選項(xiàng)為B。
答案:B
二、非選擇題(每小題10分,共20分)
9.如圖7所示,R1=8 Ω,電源的電動(dòng)勢(shì)E=8 V,內(nèi)阻r=2 Ω。R2為變阻器,問(wèn):
圖7
(1)要使變阻器獲得的電功率最大,R2的值應(yīng)是多大?這時(shí)R2的功率多大?
(2)調(diào)節(jié)R2的阻值,當(dāng)R2為多少時(shí),電源有最大輸出功率,最大輸出功率為多少?
解析:(1)把R1看成是電源內(nèi)阻的一部分,這樣內(nèi)電阻就
9、是R1+r。利用電源輸出功率最大的條件,可以求出:當(dāng)R2=R1+r=8 Ω+2 Ω=10 Ω時(shí),R2有最大的功率P2=== W=1.6 W。
(2)因R1>r,所以當(dāng)R2=0時(shí),電源有最大輸出功率,即R1消耗功率最大時(shí),I== A=0.8 A。其功率P1=I2R1=0.82×8 W=5.12 W。
答案:(1)10 Ω 1.6 W (2)0 5.12 W
10.下表中是一輛電動(dòng)自行車(chē)說(shuō)明書(shū)上的一些技術(shù)參數(shù),根據(jù)表中提供的信息,探究以下問(wèn)題:
規(guī)格
后輪驅(qū)動(dòng)直流永磁轂電機(jī)
車(chē)型
26″電動(dòng)自行車(chē)
額定輸出功率
120 W
整車(chē)質(zhì)量
30 kg
額定電壓
40 V
10、
最大載重
120 kg
額定電流
3.5 A
(1)在額定電壓下工作時(shí),該電機(jī)的內(nèi)阻是多少?其效率為多大?
(2)假設(shè)行駛過(guò)程中所受阻力是車(chē)和人總重的0.02倍,在最大載重量的情況下,人騎車(chē)行駛的最大速度為多大?(g取10 m/s2)
解析:(1)由表可知,電機(jī)的額定電壓U=40 V,額定電流I=3.5 A,所以該電機(jī)正常工作時(shí)的輸入功率P入=UI=140 W。又因電機(jī)的輸出功率P出=120 W,所以電機(jī)的發(fā)熱功率P熱=P入-P出=20 W。由P熱=I2r知電機(jī)的內(nèi)阻r==1.6 Ω,電機(jī)正常工作時(shí)的效率η==×100%=85.7%。
(2)由題知車(chē)行駛時(shí)所受阻力f=k(M+m)g,
當(dāng)達(dá)到最大速度時(shí)有P出=f·vm,
所以人騎車(chē)行駛的最大速度
vm== m/s=4 m/s。
答案:(1)1.6 Ω 85.7% (2)4 m/s