《高考物理一轮复习压轴题剖析（电学部分）》专题20 焦耳定律（解析版）

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专题 20 焦耳定律

一、单选题

1．如图所示，在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极接电源的负极，沿边缘内壁放另一个圆环形电极接电源

的正极做“旋转液体实验”，其中蹄形磁铁两极间正对部分的磁场可视为匀强磁场，磁感应强度大小

B=0.2T，磁铁上方为 S极。电源的电动势 E=6V，内阻未知，限流电阻 R0=4.8Ω。闭合开关 S后，当导电

液体旋转稳定时理想电压表的示数恒为 3.5V，理想电流表示数为 0.5A。则（　　）

A．从上往下看，液体顺时针旋转

B．玻璃皿中两电极间液体的等效电阻为 R=7.0Ω

C．液体消耗的电功率为 1.75W

D．1分钟内，液体里产生的热量为 105J

【答案】C

【解析】

A．由于中心放一个圆柱形电极接电源的负极，沿边缘内壁放一个圆环形电极接电源的正极，在电源外部

电流由正极流向负极，因此电流由边缘流向中心，玻璃皿所在处的磁场方向竖直向上，由左手定则可知，

导电液体受到的安培力沿逆时针方向，因此液体沿逆时针方向旋转，故 A错误；

B．对于非纯电阻元件，不满足欧姆定律，，B错误；

C．液体消耗的电功率

P＝UI＝1.75 W

C正确；

D．1分钟电流做功为

由能量守恒可知电流做功转化为热能和液体的转动动能，因此 1分钟内液体里产生的热量小于 UIt＝

105J，D错误。

故选 C。

2．在研究微型电动机的性能时，应用如图所示的实验电路．当调节滑动变阻器 R并控制电动机停止转动

时，电流表和电压表的示数分别为 0. 50 A 和2. 0 V．重新调节 R并使电动机恢复正常运转，此时电流表

和电压表的示数分别为 2. 0 A 和24. 0 V．则这台电动机正常运转时输出功率为（）

A．32 W B．44 W C．47W D．48W

【答案】A

【解析】当电动机停止转动时,由题得电动机的电阻：

当电动机正常转动时,电动机的总功率：

电动机的发热功率：

电动机正常运转时的输出功率是：

故选 A．

3．学校为创建绿色校园改装了一批太阳能路灯，太阳能路灯技术参数如下：太阳能电池组件（太阳能单

晶硅光电转换效率为 18%，得到的电池功率为 100W）；免维护蓄电池（60〜250Ah/12V，充电效率为

80%）；照明时间（4〜12h 可根据需要任意调节，阴雨天可连续工作 5〜7d）；光控时 LED 照明恒流输

出功率（15〜60W）；其他辅助系统组成部分．结合上述数据，下列说法不正确的是（）

A．太阳照射 2小时，光电系统可吸收太阳能为 4.0×106J

B．LED 照明 5小时，照明时恒流最多输出电能为 1.08×106J

C．利用太阳能电池给蓄电池充电，充满需要的最长时间为 30 小时

D．利用免维护蓄电池给 60W 的LED 供电，最长时间约为50 小时

【答案】C

【解析】

光电转换电池功率为 100W，2小时可吸收的太阳能为：E= J=4.0×103J；故 A正确；LED

照明 5小时，恒流输出的最多电能为：W=Pt=60×5×3600J=1.08×106J；故 B正确；利用太阳能电池给蓄电

池充电，充满需要的最长时间为：t=12×250÷100÷80%=37.5 小时；故 C不正确；利用免维护蓄电池给

60W 的LED 供电，最长时间约为250×12÷60=50 小时；故 D正确；本题选不正确的，故选 C.

4．如图所示，在利用 v-t图象研究匀变速直线运动的位移时，我们可以把运动过程按横轴 t划分为很多足

够小的小段，用细长矩形的面积之和代表物体的位移。应用上述的方法我们可以分析其他问题。下列说

法正确的是（　　）

A．若横轴表示绝热环境下一定质量理想气体的体积V，纵轴表示气体压强 P，可以求得气体内能变化量

B．若横轴表示电阻两端电压 U，纵轴表示电流 I，可以求得电阻消耗的功率

C．若横轴表示距离 d，纵轴表示电场强度 E，可以求得电势差

D．若横轴表示电流元，纵轴表示磁感应强度 B，可以求得电流元所受安培力

【答案】A

【解析】

A．若横轴表示绝热环境下一定质量理想气体的体积V，纵轴表示气体压强 P，根据

因为绝热，

可以用面积求得气体内能变化量，A正确；

B．若横轴表示电阻两端电压 U，纵轴表示电流 I，根据

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