【精准解析】高中物理选修3-1课时分层作业11　焦耳定律　电路中的能量转化

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课时分层作业(十一)　焦耳定律　电路中的
能量转化
(时间：15 分钟　分值：50 分)
一、选择题(本题共 6小题，每小题 6分，共 36 分)
1．功率为 10 W 的发光二极管(LED 灯)的亮度与功率为 60 W 的白炽灯相
当．根据国家节能战略，2016 年前普通白炽灯应被淘汰．假设每户家庭有 2只60
W的白炽灯，均用 10 W 的LED 灯替代，估算出全国一年节省的电能最接近(按
每户一天亮灯 5小时，全国共有 4亿户家庭计算)(　　)
A．8×108 kW·h　　　 B．8×1010 kW·h
C．8×1011 kW·h D．8×1013 kW·h
B　[按每户一天亮灯 5小时计算，每户一年节省的电能为(2× 60 －
2×10)×10－3×5×365 kW·h＝182.5 kW·h，全国共有 4亿户家庭，则全国一年节
省的电能为 182.5×4×108kW·h＝7.3×1010kW·h，最接近于 B选项，故选项 B正
确，选项 A、C、D错误．]
2.如图所示为某两个电阻的 UI图像，则 R1∶R2的值和把两电阻串联后接入
电路时消耗功率之比 P1∶P2及并联后接入电路时消耗功率之比 P1′∶P2′分别
是(　　)
A．2∶1　2∶1　1∶2
B．2∶1　1∶2　2∶1
C．1∶2　1∶2　2∶1
D．1∶2　2∶1　1∶2
A　[由UI图像可知，R1∶R2＝2∶1.把R1、R2串联接入电路，由 P＝I2R知
P1∶P2＝R1∶R2＝2∶1.并联时 P1′∶P2′＝R2∶R1＝1∶2.]
3．把六个相同的小灯泡接成如图甲、乙所示的电路，调节变阻器使灯泡正常
发光，甲、乙两电路所消耗的功率分别用 P甲和P乙表示，则下列结论中正确的是
(　　)
A．P甲＝P乙B．P甲＝3P乙
C．P乙＝3P甲D．P乙＞3P甲
B　[设每个灯泡正常工作时的电流为 I，则甲图中电路的总电流为 3I，P甲＝12
V×3I，乙图中电路的总电流为 I，P乙＝12 V×I，故有 P甲＝3P乙，B正确．]
4.(多选)在如图所示的电路中，电源电动势为 12 V，电源内阻为 1.0 Ω，电路
中的电阻 R0为1.5 Ω，小型直流电动机 的内阻为 0.5 Ω.闭合开关 S后，电动机转
动，电流表的示数为 2.0 A .以下判断中正确的是(　　)
A．电动机的输出功率为 14 W
B．电动机两端的电压为 7.0 V
C．电动机产生的热功率为 2.0 W
D．电源输出的电功率为 24 W
BC　[电动机的总功率为 P电＝UI＝14 W，A错误；电路中电流表的示数为
2.0 A，所以电动机的电压为：U＝E－U内－UR0＝E－I(R0＋r)＝7 V，B正确；电
动机的发热功率为 P热＝I2R＝22×0.5 W＝2 W，C正确；电源的输出功率为 P输出
＝EI－I2r＝12×2 W－22×1 W＝20W，D错误．]
5.如图所示，直线 A为某电源的 UI图线，曲线 B为某小灯泡的 UI图线，
用该电源和小灯泡组成闭合电路时，电源的输出功率和电源的总功率分别是(　　)
A．4 W,8 W B．2 W,4 W
C．2 W,3 W D．4 W,6 W
D　[用该电源和小灯泡组成闭合电路时，电源的输出功率是 UI＝2×2 W＝4
W，电源的总功率是 EI＝3×2 W＝6 W．选项 D正确．]
6.A、B为“220 V,100 W”的两盏相同的灯泡，C、D为“220 V，40 W”的
相同灯泡，现将四盏灯泡接成如图所示电路，并将两端接入电路，各灯实际功率
分别为 PA、PB、PC、PD，则实际功率的大小顺序正确的是(　　)
A．PA＞PB＞PC＞PDB．PD＞PA＞PB＞PC
C．PB＞PC＞PA＞PDD．PB＞PD＞PA＞PC
B　[根据 R＝
U
2
P
得：RA＝RB＝
2
2
0
2
1
0
0
Ω＝484 Ω，RC＝RD＝
2
2
0
2
4
0
Ω＝1 210 Ω；
由电路图可知，B、C并联，所以电压相等，根据 P＝
U
2
R
可知：PB＞PC，A、D串
联，电流相等，根据 P＝I2R可知，PD＞PA；A、D的电流大于 B、C的电流，根
据P＝I2R可知：PA＞PB，PD＞PC；所以 PD ＞PA＞PB＞PC.故B项正确．]
二、非选择题(14 分)
7．如图所示，用一直流电动机提升重物，重物的质量为 m＝10 kg，电源供
电电压恒为 220 V，电路中的保护电阻为 R＝10 Ω，电动机的电阻为 r＝1 Ω，不
计各处摩擦，电动机正常工作时电压表的示数为 170 V，
求：(g取10 m/s2)
(1)电动机正常工作后通过电动机的电流是多少？
(2)重物匀速上升的速度是多少？
解析：(1)R两端的电压
UR＝220 V－170 V＝50 V
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