2022高考人教四川专版物理选修3-1课时跟踪训练第1部分第二章第6节焦耳定律电路中的能量转化Word版含解析[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．W＝UIt适用于任何电路，而W＝I2Rt＝t只适用于纯电阻的电路C．在非纯电阻电路中，UI＞I2RD．焦耳热Q＝I2Rt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P＝UI，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。W＝UIt是电功的定义式，适用于任何电路。而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W＞Q，即UI＞I2R，C正确。Q＝I2Rt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η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、b5\n为图线上的两点，相应状态下电源的效率分别为ηa、ηB。由图可知ηa、ηb的值分别为( )A.、B.、图1C.、D.、解析：电源的效率η＝×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ηa＝；b点对应的路端电压为2个格，因此ηb＝。故D项正确。答案：D4．在如图2所示的电路中，电源电动势为12V，电源内阻为1.0Ω，电路中的电阻R0为1.5Ω，小型直流电动机M的内阻为0.5Ω，闭合开关S后，电动机转动，电流表的示数为2.0A。则以下判断中正确的是( )A．电动机的输出功率为14W图2B．电动机两端的电压为7.0VC．电动机产生的热功率为4.0WD．电源输出的功率为24W解析：电动机两端的电压U机＝E－I(r＋R0)＝7.0V，选项B正确；电动机输出的功率P机出＝U机I－I2r机＝12W，选项A错误；电动机产生的热功率为P机热＝I2r机＝2.0W，选项C错误；电源输出的功率P出＝EI－I2r＝20W，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( )A．电源的功率变小B．电容器贮存的电荷量变小图3C．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。Q＝CU减小，B正确。电源内部消耗功率P内＝Ir增大，C正确。电阻R1消耗的功率在增大。R上消耗功率无法确定。答案：BC5\n6．如图4为甲、乙两灯泡的I－U图像，根据图像计算甲、乙两灯泡并联在电压为220V的电路中，实际发光的功率约为( )图4A．15W 30WB．30W 40WC．40W 60WD．60W 100W解析：从图像的横坐标(U)为220V的刻度可找出对应的纵坐标(I)的值分别为I甲＝0.18A，I乙＝0.28A。则P甲＝U·I甲≈40W，P乙＝U·I乙≈60W，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R0＝r，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U＝E－Ir可知，路端电压U变小，A、B均错误；由PR0＝I2R0可知，I增大，PR0增大，D错误；因R0＝r，当滑动头由a端向b端滑动时，滑动变阻器消耗的功率PR＝R＝，随R变小，增大，故PR变小，C正确。答案：C8．如图6所示电路中，R1＝R3<R2＝R4。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5\n们的大小关系是( )图6A．P1＝P3<P2＝P4B．P2>P1>P3>P4C．P2>P1>P4>P3D．P1>P2>P3>P4解析：设流过R1、R2、R3、R4的电流分别为I1、I2、I3、I4，则I1＝I2＝I3＋I4，故P1＝IR1<P2＝IR2，P1＝IR1>P3＝IR3。即P2>P1>P3。又因为R3<R4，所以P3>P4，即P2>P1>P3>P4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，R1＝8Ω，电源的电动势E＝8V，内阻r＝2Ω。R2为变阻器，问：(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？图7(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R1＋r。利用电源输出功率最大的条件，可以求出：当R2＝R1＋r＝8Ω＋2Ω＝10Ω时，R2有最大的功率P2＝＝＝W＝1.6W。(2)因R1>r，所以当R2＝0时，电源有最大输出功率，即R1消耗功率最大时，I＝＝A＝0.8A。其功率P1＝I2R1＝0.82×8W＝5.12W。答案：(1)10Ω 1.6W (2)0 5.12W10．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120W整车质量30kg额定电压40V最大载重120kg额定电流3.5A(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？5\n(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10m/s2)解析：(1)由表可知，电机的额定电压U＝40V，额定电流I＝3.5A，所以该电机正常工作时的输入功率P入＝UI＝140W。又因电机的输出功率P出＝120W，所以电机的发热功率P热＝P入－P出＝20W。由P热＝I2r知电机的内阻r＝＝1.6Ω，电机正常工作时的效率η＝＝×100%＝85.7%。(2)由题知车行驶时所受阻力f＝k(M＋m)g，当达到最大速度时有P出＝f·vm，所以人骑车行驶的最大速度vm＝＝m/s＝4m/s。答案：(1)1.6Ω 85.7% (2)4m/s5
