1、(多选)下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是( ) 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.W=UIt适用于任何电路,而W=I2 Rt=U2 t/R只适用于纯电阻电路 C.在非纯电阻电路中,UI>I2 R D.焦耳热Q=I2 Rt适用于任何电路
【答案】BCD 【解析】电功率公式P=Wt,表示电功率越大,电流做功越快.对于一段电路,有P=IU,I=P/U,焦耳热Q=(P/U)2 Rt,可见Q与P、U、t、R都有关,所以P越大,Q不一定越大,A错.W=UIt是电功的定义式,适用于任何电路,而I=U/R只适用于纯电阻电路,B对.在非纯电阻电路中,电流做的功=焦耳热+其他形式的能,所以W>Q,故UI>I2 R,C对.Q=I2 Rt是焦耳热的定义式,适用于任何电路,D对
2、如图所示,一幢居民楼里住着生活水平各不相同的24户居民,所以整幢居民楼里有各种不同的电器,例如电炉、电视机、微波炉、电脑等.停电时,用欧姆表测得A、B间电阻为R;供电后,各家电器同时使用,测得A、B间电压为U,进线电流为I,则计算该幢居民楼用电的总功率可以用的公式是( )
【答案】C 【解析】家用电器中有纯电阻也有非纯电阻,故总电功率只能用P=UI来计算,C正确
3、把6个相同的电灯接成如图甲、乙所示两电路,通过调节供电电压与变阻器R1 、R2 的阻值,使两组电灯均能正常发光,并且两电路消耗的总电功率也相同,则R1 、R2 大小满足( ) A.R2 =9R1 B.R2 =6R1 C.R2 =3R1 D.R1 =R2
【答案】A 【解析】设每个灯泡正常发光时其电流为I,则题图甲中总电流为3I,题图乙中总电流为I;要使两电路消耗的总电功率也相同,需使PR1 =PR2 ,即(3I)2 R1 =I2 R2 ,故R2 =9R1 ,所以选项A正确。
4、小型直流电动机(其线圈内阻为r=1 Ω)与规格为“4 V 4 W”的小灯泡并联,再与阻值为R=5 Ω的电阻串联,然后接至U=12 V的电源上,如图所示,小灯泡恰好正常发光,电动机正常工作,求: (1)通过电动机的电流; (2)电动机的输出功率P出 ; (3)电动机的效率.
【答案】(1)(1)0.6 A (2)2.04 W (3)85% 【解析】
5、规格为“220 V 36 W”的排气扇,线圈电阻为40 Ω,求: (1)接220 V的电源后,排气扇转化为机械能的功率和发热的功率; (2)如果接上(1)中电源后,扇叶卡住,不能转动,求电动机消耗的功率和发热的功率
【答案】(1)35W 1W (2)1210W 1210W 【解析】(1)排气扇在220V的电压下正常工作时的电流为I=P/U=36/220A≈0.16A.发热功率为P热 =I2 R=(0.16)2×40 W≈1W.转化为机械能的功率为 P机 =P-P热 =(36-1) W=35W. (2)扇叶被卡住不能转动后,电动机所在电路成为纯电阻电路,电流做功全部转化为热能,此时电动机中电流为I′=U/R=220/40 A=5.5 A. 电动机消耗的功率即电功率等于发热功率:P电′=P热′=UI′=220×5.5 W=1210W.
6、一台小型电动机在380 V电压下正常工作时,能将30 kg的货物在30 s内匀速提升30 m,通过它的电流是1 A.除电动机线圈生热,其他能量损失不计,求在此过程中:(g取10 N/kg) (1)拉力对货物做功的功率; (2)电动机的输出功率; (3)电动机线圈所产生的热量
【答案】(1)300 W (2)300 W (3)2 400 J 【解析】 解:(1)货物匀速上升,故拉力等于重力,故有F=mg=30×10 N=300 N,上升的速度为v=h/t=30 m/30 s=1 m/s,故拉力的功率为P=Fv=300×1 W=300 W. (2)电动机的输出功率P出 =P=300 W. (3)由能量守恒定律可知 Q=IUt-mgh=(1×380×30-300×30) J=2 400 J.