2015年湖北高考物理專項(xiàng)訓(xùn)練：焦耳定律

湖北2015年高考物理專項(xiàng)訓(xùn)練：焦耳定律

　　2015年湖北高考生正在努力備考中，湖北高考網(wǎng)整理了2015年湖北高考物理專項(xiàng)訓(xùn)練資料，希望對(duì)大家的復(fù)習(xí)有幫助！

　　一、選擇題(8×5′，共40分)

　　1.關(guān)于電功，下列說(shuō)法中正確的有(　　)

　　A.電功的實(shí)質(zhì)是電場(chǎng)力所做的功

　　B.電功是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能量的量度

　　C.電場(chǎng)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(lái)越大

　　D.電流通過(guò)電動(dòng)機(jī)時(shí)的電功率和熱功率相等

　　答案：AB

　　2.為了使電爐消耗的電功率減小到原來(lái)的一半應(yīng)采取下列哪些措施(　　)

　　A.保持電阻不變，使電流減半

　　B.保持電阻不變，使電壓減半

　　C.保持電爐兩端電壓不變，使其電阻減半

　　D.使電壓和電阻各減半

　　解析：由P=可知，電壓、電阻各減半，功率也減為原來(lái)的一半.

　　答案：D

　　圖6

　　3.有一只家用電熨斗，其電路結(jié)構(gòu)如圖6所示，改變內(nèi)部接線方式可以使電熨斗處于斷開狀態(tài)和獲得中低高三個(gè)不同的溫度擋，圖7是它的四種不同連線方式，其中能獲得低擋溫度的是(　　)

　　圖7

　　解析：R1、R2串聯(lián)時(shí)，獲得低擋溫度.

　　答案：B

　　圖8

　　4.A、B、C三個(gè)燈泡，用如圖8所示的方式連接，各自消耗的實(shí)際功率相同，則RARB∶RC為(　　)

　　A.11∶1　　　　　　B.12∶2

　　C.21∶1 D.14∶4

　　解析：先分析B、C，由P=知RB=RC，又IA=IB+IC=2IB，由P=I2R知RARB=14，所以RARB∶RC=14∶4.

　　答案：D

　　5.兩個(gè)電阻R1=8Ω，R2=2Ω，并聯(lián)在電路中.欲使這兩個(gè)電阻消耗的功率相等，可行的辦法是(　　)

　　A.用一個(gè)阻值為2Ω的電阻與R2串聯(lián)

　　B.用一個(gè)阻值為6Ω的電阻與R2串聯(lián)

　　C.用一個(gè)阻值為6Ω的電阻與R1串聯(lián)

　　D.用一個(gè)阻值為2Ω的電阻與R1串聯(lián)

　　答案：A

　　圖9

　　6.電飯鍋工作時(shí)有兩種狀態(tài)：一種是鍋內(nèi)水燒干前的加熱狀態(tài);另一種是鍋內(nèi)水燒干后的保溫狀態(tài).如圖9所示是電飯鍋電路的原理示意圖.S是用感溫材料制造的開關(guān).下列說(shuō)法正確的是(　　)

　　A.其中R2是供加熱用的電阻絲

　　B.當(dāng)開關(guān)S接通時(shí)電飯鍋為加熱狀態(tài)，S斷開時(shí)為保溫狀態(tài)

　　C.要使R2在保溫狀態(tài)時(shí)的功率為加熱狀態(tài)時(shí)的一半，R1/R2應(yīng)為2/1

　　D.要使R2在保溫狀態(tài)時(shí)的功率為加熱狀態(tài)時(shí)的一半，R1/R2應(yīng)為(-1)/1

　　解析：電阻小時(shí)，功率大，是加熱狀態(tài);電阻大時(shí)，功率小，是保溫狀態(tài).

　　答案：ABD

　　7.理發(fā)用的電吹風(fēng)機(jī)中有一個(gè)小電動(dòng)機(jī)和電熱絲，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)風(fēng)葉轉(zhuǎn)動(dòng)，電熱絲給空氣加熱，得到熱風(fēng)將頭發(fā)吹干.設(shè)電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為R1，它與電熱絲R2相串聯(lián)后，接到直流電源上，電吹風(fēng)機(jī)兩端電壓為U，電流為I，消耗電功率為P，則以下關(guān)系式中正確的是(　　)

　　A.PI2(R1+R2)

　　解析：吹風(fēng)機(jī)是一個(gè)非純電阻用電器，U>IR.

　　答案：CD

　　圖10

　　8.如圖10所示，一幢居民樓里住著生活水平各不相同的24戶居民，所以整幢居民樓里有各種不同的電器，例如電爐、電視機(jī)、微波爐、電腦等.停電時(shí)，用歐姆表測(cè)得A、B間的電阻為R，供電后，各家電器同時(shí)使用，測(cè)得A、B間的電壓為U，進(jìn)線電流為I，則計(jì)算該幢居民樓用電的總功率可以用的公式是(　　)

　　A.P=I2R B.P=

　　C.P=UI D.P=

　　解析：此電路中所有用電器不一定都是純電阻電路，故總功率只能用P=UI計(jì)算，故C正確.

　　答案：C

　　二、非選擇題(9、10題各10分，11、12題各20分，共60分)

　　9.某商場(chǎng)安裝了一臺(tái)傾角為30°的自動(dòng)扶梯，該扶梯在電壓為380 V的電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)下，以0.4 m/s的恒定速率向斜上方移動(dòng)，電動(dòng)機(jī)的最大輸出功率為4.9 kW.不載人時(shí)測(cè)得電動(dòng)機(jī)中的電流為5 A，若載人時(shí)扶梯的移動(dòng)速率和不載人時(shí)相同，則這臺(tái)自動(dòng)扶梯可同時(shí)乘載的最多人數(shù)為________.(設(shè)人的平均質(zhì)量為60 kg，g取10 m/s2)

　　解析：這臺(tái)自動(dòng)扶梯最多可同時(shí)載人數(shù)的意義是電梯仍能以0.4 m/s的恒定速率運(yùn)動(dòng)而電動(dòng)機(jī)的輸出功率達(dá)到最大.電動(dòng)機(jī)做功應(yīng)包含兩部分內(nèi)容：一是電梯不載人時(shí)對(duì)本身做功，二是對(duì)人做功，所以4.9×103 W=IU+Mgsinθ·v，Mg=15000 N，n===25(個(gè)).此題要注意的問(wèn)題是扶梯上是否有人，只要扶梯在運(yùn)動(dòng)，就要消耗電能.題目中的空載電流，就給定了扶梯空載時(shí)消耗的電功率P自身=IU.另外，扶梯對(duì)人做功的過(guò)程就是克服重力做功的過(guò)程，因此對(duì)人所消耗的電功率就等于克服重力的功率，即P=Mgvsinθ.故扶梯消耗的總功率等于二者功率之和.

　　答案：25

　　10.三個(gè)電阻分別標(biāo)有“100Ω　4 W”，“200Ω　2 W”，“50Ω　8 W”，將它們串聯(lián)起來(lái)，允許通過(guò)的最大電流為________A，允許消耗的最大總功率為________W.

　　解析：由P=I2R得，

　　I1==A=0.2 A，

　　I2==A=0.1 A，

　　I3==A=0.4 A，

　　故串聯(lián)后允許通過(guò)的最大電流為0.1 A.R總=(R1+R2+R3)=(100+200+50) Ω=350 Ω，故允許消耗的最大總功率為：P總=I·R總=0.12×350 W=3.5 W.

　　解決此類題的依據(jù)是任何用電器都不能超過(guò)它的額定值，至少有一個(gè)用電器達(dá)到它的額定值.一個(gè)用電器有額定功率、額定電壓、額定電流，只要其中一個(gè)量達(dá)到額定值，那么另兩個(gè)量也一定達(dá)到額定值.

　　答案：0.1　3.5

　　11.一輛電動(dòng)自行車的銘牌上給出了如下的技術(shù)參數(shù)表：

　　規(guī)格 后輪驅(qū)動(dòng)直流永磁轂電機(jī) 車型 26″電動(dòng)自

　　行車 額定輸出功率 120 W 整車質(zhì)量 30 kg 額定電壓 40 V 最大載重 120 kg 額定電流 3.5 A 質(zhì)量為M=70 kg的人騎此電動(dòng)自行車沿平直公路行駛，所受阻力Ff恒為車和人總重的k=0.02倍，取g=10 m/s2.求：

　　(1)此車永磁轂電機(jī)在額定電壓下正常工作的效率;

　　(2)僅在永磁轂電機(jī)以額定功率提供動(dòng)力的情況下，人騎自行車的最大速度;

　　(3)僅在永磁轂電機(jī)以額定功率提供動(dòng)力的情況下，當(dāng)車速為v1=1.0 m/s的人騎車的最大加速度.

　　解：(1)由表可知，電機(jī)的額定電壓為U=40 V，額定電流為I0=3.5 A，所以電機(jī)正常工作時(shí)輸入功率為P入=U0I0=140 W.又因電機(jī)的輸出功率為P出=120 W，所以電機(jī)的效率為η==85.7%.

　　(2)行駛時(shí)所受阻力為Ff=k(M+m)g，式中m為車的質(zhì)量.當(dāng)達(dá)到最大速度vm時(shí)，應(yīng)有P出=Ffvm，所以最大速度vm==6.0 m/s.

　　(3)當(dāng)車速為v1=1.0 m/s時(shí)，牽引力F==120 N.設(shè)此時(shí)車的加速度為a，根據(jù)牛頓第二定律F-Ff=(M+m)a，解得a=1.0 m/s2.

　　12.電熱毯、電飯鍋等是人們常用的電熱式家用電器，他們一般具有加熱和保溫功能，其工作原理大致相同.圖11甲為某種電熱式電器的簡(jiǎn)化電路圖，主要元件有電阻絲 R1、R2和自動(dòng)開關(guān)S.

　　圖11

　　(1)當(dāng)自動(dòng)開關(guān)S閉合和斷開時(shí)，用電器分別處于什么狀態(tài)?

　　(2)用電器由照明電路供電(U=220V)設(shè)加熱時(shí)用電器的電功率為 400W，保溫時(shí)用電器的電功率為 40W，則R1和R2分別為多大?

　　(3)若將圖10甲中的自動(dòng)開關(guān)S換成理想的晶體二極管D，如圖11乙所示，其他條件不變，求該用電器工作1小時(shí)消耗的電能.

　　解：(1)S閉合，處于加熱狀態(tài);S斷開，處于保溫狀態(tài).

　　(2)由電功率公式，得P1=　　　，

　　P2=　　　，

　　聯(lián)立得R1=121Ω，R2=1089Ω.

　　(3)W=P1+P2·=0.22 kW·h(或7.92×105 J).