狂刷32电功、电热的关系及电路中的能量转化1.关于电功和电热,下面说法正确的是A.任何电路中的电功W=UIt,电热Q=I2Rt且W=QB.任何电路中的电功W=UIt,电热Q=I2Rt但W有时不等于QC.电功W=UIt在任何电路中都适用,Q=I2Rt只在纯电阻电路中适用D.电功W=UIt,电热Q=I2Rt,只适用于纯电阻电路【答案】B2.关于电功,下列说法中正确的有A.电功的实质是电场力所做的功B.电场力做功使金属导体内所有自由电子运动的速率越来越大C.电功是电能转化为其他形式能量的量度D.电流通过电动机时的电功率和热功率相等【答案】AC【解析】电功是指在某段电路上电流所做的功,即电场力对自由电荷所做的功,A正确;导体内自由电荷在导体内匀速率定向移动形成电流,B错误;电功是电能转化为其他形式能的量度,即电功表示的是电流通过导体时转化为其他形式的电能,C正确;电动机为非纯电阻电路电功率大于热功率,D错误。3.关于电功和电热,以下说法正确的是A.外电路电流做的功一定等于电热B.外电路中电流所做的功一定大于电热C.只有在外电路是纯电阻的情况下,电功才等于电热D.当外电路不是纯电阻时,电功大于电热-14-\n【答案】CD【名师点睛】本题难度较小,对于纯电阻电路电流所做功完全转化为电热,对于非纯电阻电路,例如电动机,电能转化为电热和机械能。4.两个电阻分别标有“1A4W”和“2A1W”,则它们的电阻之比为A.2:1B.16:1C.4:1D.1:16【答案】B【解析】根据P=I2R得R=PI2,所以根据电阻的额定电流和额定功率,得电阻之比为16:1。5.两根材料相同的均匀导线x和y,x长为L,y为2L,串联在电路中沿长度方向电势变化如图所示,则x、y导线的横截面积之比为A.2:3B.1:3C.1:2D.3:1【答案】B【解析】由图象可知,导线x与y两端电势差之比为,所以导线x与y电阻之比为,由得,所以,故B选项正确。6.供电电路中电源的输出电压为U1,线路上损失的电压为U2,用电器得到的电压为U3,总电流为I,输电线路总电阻为R,若计算线路的损失功率,可用的公式有A.I2RB.U22/RC.(U1–U3)2/RD.I(U1–U3)【答案】ABCD-14-\n【解析】从能量观点和欧姆定律分析。由题意可知,ABCD均可计算出线路的损失功率。7.如图所示为用热敏电阻R和继电器L等组成的一个简单的恒温控制电路,其中热敏电阻的阻值会随温度的升高而减小。电源甲与继电器、热敏电阻等组成控制电路,电源乙与恒温箱加热器(图中未画出)相连接。则A.当温度降低到某一数值,衔铁P将会被吸下B.当温度升高到某一数值,衔铁P将会被吸下C.工作时,应该把恒温箱内的加热器接在C、D端D.工作时,应该把恒温箱内的加热器接在A、B端【答案】BD【解析】温度升高,热敏电阻的阻值R会减小,电流增大,磁场增强,所以会被吸引下来;工作时P是不被吸引下来的,所以,应接在AB上。8.如图所示,三个同样的电阻如图连接,它们的额定功率均为5W,则这个电路允许消耗的最大功率是A.7.5WB.5WC.10WD.20W【答案】A9.一个标有“220V60W”字样的电灯泡,当工作电压为110V,它的实际功率A.等于15WB.大于15WC.小于15WD.无法确定【答案】B-14-\n【解析】当灯泡两端加110V电压时,灯丝温度较低,其电阻比正常发光时的电阻要小,由P=可知R不变时P=15W,当R减小时P>15W,即应选B。10.把两根同种材料的电阻丝分别连在两个电路中,甲电阻丝的长度为l,直径为d,乙电阻丝的长度为2l,直径为2d,为使两电阻丝消耗的电功率相等,加在两电阻丝上的电压比应满足A.U甲:U乙=1:1B.U甲:U乙=1:C.U甲:U乙=:1D.U甲:U乙=2:1【答案】C11.电阻R和电动机相串联接到电路中,如图所示,已知电阻R跟电动机线圈的电阻相等,开关接通后,电动机正常工作,设电阻R和电动机两端的电压分别为U1和U2;经过时间t,电流通过电阻R做功W1,产生的电热为Q1;电流通过电动机M做功W2,产生的电热为Q2,则有A.U1<U2,Q1=Q2B.W1=W2,Q1=Q2C.W1<W2,Q1<Q2D.W1<W2,Q1=Q2【答案】AD【解析】设电路中的电流为I,则R上的电压U1=IR,对于电动机,欧姆定律不适用,但电动机线圈上的电压仍有U2′=IR,而电动机两端的电压U2必定大于U2′,故U2>U1=IR,W1=I2Rt,W2=IU2t,所以W2>W1;而Q1=I2Rt,Q2=I2Rt,即Q1=Q2。12.灯泡中的灯丝断了,将灯丝搭接起来再用,则以下判断正确的是A.比原来更亮-14-\nB.比原来更暗C.搭接起来的地方容易断,其他地方不易断D.搭接起来的地方不容易断,其他地方容易烧断【答案】AC【解析】接起来灯丝变短,总电阻变小,电流变大,灯更亮。但接触处接触点窄,电阻大,在电流变大时,发热多,容易烧断,A、C对。13.输电线的电阻为R,电厂输送的电功率为P,输出电压为U,则用户获得的功率是A.PB.PR/U2C.P–D.P–()2R【答案】D14.某型号手机电池的背面印有如图所示的一些符号,另外在手机使用说书上还写有“通话时间1h,待机时间100h”。则该手机通话和待机时消耗的功率分别约为A.1.8W,5.4×10–2WB.0.6W,1.8×10–2WC.3.6W,0.108WD.6.48×103W,1.94×102W【答案】B【解析】手机上的500mAh是电量。通话时间3h,根据公式,得通话电流为=0.5A,则该手机通话时消耗的功率为:-14-\n,待机时间100h,根据公式,得待机电流为=0.005A;则该手机待机时消耗的功率为:,所以,选B。15.一只电炉的电炉丝和一台电动机线圈电阻相同,都为R,设通过的电流相同,则在(相同时间内)下列说法中正确的是(电动机正常工作)A.电炉和电动机的电热相等B.电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率C.电炉两端电压小于电动机两端电压D.电炉两端电压和电动机两端电压相等【答案】ABC16.一个T形电路如图所示,电路中的电阻R1=10Ω,R2=120Ω,R3=40Ω。另有一测试电源,电动势为100V,内阻忽略不计。则A.当cd端短路时,ab之间的等效电阻是40ΩB.当ab端短路时,cd之间的等效电阻是40ΩC.当ab两端接通测试电源时,cd两端的电压为80VD.当cd两端接通测试电源时,ab两端的电压为80V【答案】AC【解析】当cd端短路时,ab间等效电阻,所以A正确;当ab短路时,cd间等效电阻-14-\n,所以B错误;当ab间接电源时,cd间电压为R3上电压,则所以C正确;当cd两端接电源时,ab两端的电压为R3上电压,则,所以D错误。17.对于纯电阻用电器,下列说法中正确的是A.如果额定电功率相同,额定电流大的用电器电阻大B.如果额定电功率相同,额定电流大的用电器电阻小C.如果额定电压相同,额定功率大的用电器电阻大D.如果额定电流相同,额定功率大的用电器电阻大【答案】BD【解析】对于纯电阻电路,,在P额相同时,I额大的R小;在I额相同时,P额大的R大;在U额相同时,P额大的R小。18.如图所示电路中,R1=R3<R2=R4,在ab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A.P1=P3<P2=P4B.P2>P1>P3>P4C.P2>P1>P4>P3D.P1>P2>P3>P4【答案】B19.如图所示为两条电阻丝的U–I图线,甲、乙图线与横坐标轴的夹角分别为α、β-14-\n,当两条电阻丝加以相同的电压时,其功率之比P甲:P乙为A.tanα:tanβB.tanβ:tanαC.tan2α:tan2βD.tan2β:tan2α【答案】B【解析】由伏安特性曲线可得R甲=tanα,R乙=tanβ,由P=U2/R得,P甲:P乙=R乙:R甲=tanβ:tanα。20.维修电炉时,将电阻丝的长度缩短十分之一,则修理后电炉的功率和维修前的功率之比是A.9:10B.10:9C.10:11D.11:10【答案】B【解析】R′=R==10:9。21.已知两电阻R1、R2的I–U图线如图所示,把R1、R2并联接到一电源上,R1消耗的功率为6W,则电源输出的功率是A.8WB.10WC.15WD.22W【答案】B22.在研究微型电动机的性能时,可采用图示的实验电路。当调节滑动变阻器R-14-\n,使电动机停止转动时,电流表和电压表的示数分别为0.5A和1.0V;重新调节R,使电动机恢复正常运转时,电流表和电压表的示数分别为2.0A和15.0V。则有关这台电动机正常运转时的说法正确的是A.电动机的输出功率为8WB.电动机的输出功率为30WC.电动机的内电阻为2ΩD.电动机的内电阻为7.5Ω【答案】C23.横截面的直径为d、长为l的导线,两端电压为U,当这三个量中一个改变时,对自由电子定向运动的平均速率的影响是A.电压U加倍,自由电子定向运动的平均速率不变B.导线长度l加倍,自由电子定向运动的平均速率加倍C.导线横截面的直径加倍,自由电子定向运动的平均速率不变D.以上说法均不正确【答案】C【解析】由欧姆定律I=,电阻定律R=和电流微观表达式I=neSv可得v=,因此,电压U加倍时,v加倍,l加倍时v减半,故A、B选项错误。导线横截面的直径加倍时,v不变,C项正确。-14-\n24.根据经典理论,金属导体中电流的微观表达式为I=nvSe,其中n为金属导体中每单位体积内的自由电子数,v为导体中自由电子沿导体定向移动的速率,S为导体的横截面积,e为自由电子的电荷量。如图所示,两段长度和材料完全相同、各自粗细均匀的金属导线ab、bc,圆横截面的半径之比为rab:rbc=1:4,串联后加上电压U,则A.两导线内的自由电子定向移动的速率之比为vab:vbc=1:4B.两导线内的自由电子定向移动的速率之比为vab:vbc=4:1C.两导线的电功率之比为Pab:Pbc=4:1D.两导线的电功率之比为Pab:Pbc=16:1【答案】D【解析】因两段串联,通过两棒的电流相等,又I=neSv,故neπrvab=neπrvbc,得vab:vbc=16:1,A、B均错。由电阻定律Rab=ρ=ρ,Rbc=ρ,求得Rab:Rbc=16:1,因为ab和bc串联,流过两段的电流相等,由功率公式P=I2R,得Pab:Pbc=Rab:Rbc=16:1,故D正确,C错误。25.在如图所示的电路中,E为电源,其电动势E=9.0V,内阻可忽略不计;AB为滑动变阻器,其电阻R=30Ω;L为一小灯泡,其额定电压U=6.0V,额定功率P=1.8W;S为开关,开始时滑动变阻器的触头位于B端,现在接通开关S。然后将触头缓慢地向A方滑动,当到达某一位置C处时,小灯泡刚好正常发光,则CB之间的电阻应为A.10ΩB.20ΩC.15ΩD.5Ω-14-\n【答案】B26.计算电功率的三个公式P=IU,P=I2R,P=U2/R的适用范围,以下说法中正确的是A.这三个公式的适用范围相同B.第一个公式普遍适用,后两个公式只适用于纯电阻C.第一个公式适用于无电阻的电路,后两个公式只适用于有电阻的电路D.三个公式的适用范围与电路串,并联的方式无关【答案】BD【解析】P=IU适用于任何电路计算电功率,可用于计算纯电阻电路的电热功率,对非纯电阻电路不能用来计算电热功率。P=I2R由焦耳定律推导出来看,适用于任何电路计算热功率;P=U2/R的只能适用于纯电阻电路的电热功率,不能用来计算非纯电阻电路的电热功率.所以BD正确。【名师点睛】P=IU适用于任何电路计算电功率;P=I2R适用于任何电路计算热功率;P=U2/R只能适用于纯电阻电路。对于纯电阻电路,电功与电热相同,三个公式P=IU;P=I2R;通用;P=U2/R而对于非纯电阻电路,求电热功率只能用P=I2R。27.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.适用于任何电路,而只适用于纯电阻电路C.在非纯电阻电路中,D.焦耳热适用于任何电路【答案】A-14-\n【名师点睛】每个公式的使用的条件是不同的,掌握住公式的使用的条件,这是做题的前提条件。28.一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为220V的交流电源上(其内电阻可忽略不计),均正常工作。用电流表分别测得通过电饭煲的电流是5.0A,通过洗衣机电动机的电流是0.50A,则下列说法中正确的是A.电饭煲的电阻为44Ω,洗衣机电动机线圈的电阻为440ΩB.电饭煲消耗的电功率为1555W,洗衣机电动机消耗的电功率为155.5WC.1min内电饭煲消耗的电能为6.6×104J,洗衣机电动机消耗的电能为6.6×103JD.电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍【答案】C【解析】电饭煲与洗衣机的都与电源并联,电源两端电压相等,均为,由欧姆定律可求得电饭煲的电阻为,但洗衣机不是纯电阻用电器,由欧姆定律求得电阻是错误的,所以A项错误;它们消耗的电功率分别为,,所以B项错误;电饭煲和洗衣机在内产生的电能分别为,,所以C项正确;因洗衣机的内阻未知,无法比较二者的发热功率,所以D项错误。【名师点睛】本题需要注意的是对于非纯电阻器件,要注意区分两端电压和其内阻上的分压,区分总功率、机械功率和内阻消耗的功率。29.如图所示,电池组的电动势为ε,内电阻为r,R0为定值电阻,R为变阻器,已知R0>r。-14-\n为使R0上消耗的电功率最大,应将变阻器阻值调整到A.R0B.R0+rC.R0–rD.0【答案】D30.两根材料和长度都相同的均匀电阻丝R1和R2,R1横截面积较大,在它们上面用少许凡士林粘几根火柴棒,当两端并联在电源上后,若不计散热,则)A.R1上的火柴棒先掉下来B.R2上的火柴棒先掉下来C.R1和R2上的火柴棒同时掉下来D.无法判断哪根电阻丝上的火柴棒先掉下来【答案】C【解析】分析哪根电阻丝上的火柴棒先掉下来,关键在于哪根电阻丝温度升高得快,而不是看哪根电阻丝功率大,因此不能简单地选A项,而应具体地计算。由焦耳定律Q=I2Rt,对纯电阻有Q=t,及Q=cmΔt,得cmΔt=t,而R=ρ·,m=ρ′V=ρ′lS(ρ′为密度),因此Δt===,对两根电阻丝,U、c、ρ′、ρ、l均相同,因此在t时间内升高的温度Δt相同,即两根电阻丝上的凡士林同时达到熔点.正确答案选项为C。31.如右图所示为两电阻R1和R2的伏安特性曲线。若在两电阻两端加相同的电压,关于它们的电阻值及发热功率比较正确的是-14-\nA.电阻R1的阻值较大B.电阻R2的阻值较大C.电阻R1的发热功率较大D.电阻R2的发热功率较大【答案】BC32.关于电功和电功率以下说法正确的是A.含有电动机电路中电功不能用公式W=UIt来计算B.在一切电路中电功都等于电热C.对任何用电器,电功率公式P=UI均适用D.当二极管两端加的电压为U,流过它的电流为I,此时二极管的电阻可以用R=U/I来计算【答案】CD【解析】计算电功的公式就用W=UIt,A错。在非纯电阻电路中电功大于电热,B错。-14-