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1、5焦耳定律1.(2019内蒙古集宁一中月考)一盏电灯直接接在电压恒定的电源上,其功率为100 W,若将这盏灯先接上一段很长的导线后,再接在同一电源上,在导线上损失的电功率是9 W,那么此时电灯实际消耗的电功率将(B)A.等于91 W B.小于91 WC.大于91 W D.条件不足,无法确定解析:如果导线电阻忽略时,灯接在恒定电压的电源上功率是100 W;因为导线和灯泡串联,当导线上电阻变大时,即电路中的电阻变大,由P=可知电路消耗的总功率变小,即小于100 W,而导线上消耗的功率为9 W,所以灯泡的实际功率一定小于91 W,选项B正确.2.(2019福建厦门湖滨中学期中)在下列用电器中,哪些都
2、属于纯电阻用电器(B)A.电扇和电吹风B.白炽灯、电炉和电热毯C.洗衣机和电冰箱D.电解槽、电磁炉、微波炉解析:纯电阻用电器是把电能全部转化为内能,白炽灯、电炉和电热毯的电能全部转化为内能,故B正确;非纯电阻用电器是把电能主要转化为其他形式的能,少部分转化为内能,电扇和电吹风、洗衣机将部分电能转化为机械能,故A,C错误;电解槽将部分电能转化为化学能,电磁炉、微波炉将部分电能转化为电磁能,故D错误.3.(2019浙江绍兴月考)额定电压、额定功率均相同的电风扇、电烙铁和日光灯,各自在额定电压下正常工作了相同的时间.比较它们产生的热量,结果是(B)A.电风扇最多B.电烙铁最多C.日光灯最多D.一样多
3、解析:在三种用电器中,只有电烙铁能将电能全部转化为内能,电风扇将部分电能转化为机械能,日光灯将部分电能转化为光能,故B选项正确.4.(2019四川成都月考)图中的路灯为太阳能路灯,每只路灯的光伏电池板有效采光面积约0.3 m2.晴天时电池板上每平方米每小时接收到的太阳辐射能约为3106 J.如果每天等效日照时间约为6 h,光电池一天产生的电能可供30 W的路灯工作8 h.光电池的光电转换效率约为(C)A.4.8%B.9.6%C.16% D.44%解析:一天时间内光伏电池板接收的太阳能E1=31060.36 J= 5.4106 J,转化为电能E2=3083 600 J=8.54105 J,则光电
4、转换效率=100%=100%16%,选项C正确.5.(2019浙江湖州检测)理发用的电吹风机中有电动机和电热丝,电动机带动风叶转动,电热丝给空气加热,得到热风将头发吹干,设电动机的线圈电阻为R1,它与电热丝的电阻R2串联,接到电压为U的电源上,若电流为I,消耗的电功率为P,则有(C)A.PUIB.P=I2(R1+R2)C.P=UID.PI2(R1+R2)解析:电吹风机正常工作,消耗的电功率P=IU,其中发热功率为I2(R1+ R2),另有一部分为机械功率,且电功率大于发热功率,选项C正确.6.(2019甘肃武威检测)饮水机是一种常见的家用电器,其工作电路可简化为如图所示的电路,其中S是一温度控
5、制开关,当水温升高到一定温度时,它会自动切换,使饮水机处于保温状态;R0是饮水机加热管的电阻,R是与加热管串联的电阻.下表是从其说明书中摘录的一些技术数据.(不考虑R0,R的电阻受温度变化的影响,表中的功率均指加热管的功率),当开关S闭合时,饮水机处于何种工作状态且R0的阻值为(B)额定电压220 V频率50 Hz加热功率550 W保温功率22 WA.加热,220 B.加热,90 C.保温,90 D.保温,220 解析:根据电功率公式P=知,当电源电压不变时电阻越小功率越大.当S断开时,R与R0串联;当S闭合时,只有R0接入电路中,电路中的电阻变小,总功率变大,因而开关S闭合时是加热状态.由于
6、加热功率P热=550 W,由P=得R0= 90 .故B正确,A,C,D错误.7.(2019江苏南京检测)如图所示,把两个相同的灯泡分别接在(甲)、(乙)电路中,(甲)电路两端的电压为8 V,(乙)电路两端的电压为16 V.调节变阻器R1和R2使两灯都正常发光,此时变阻器消耗的功率分别为P1和P2,两电路中消耗的总功率分别为P甲和P乙,则下列关系中正确的是(D)A.P甲P乙C.P1P2 D.P1=P2解析:设灯泡的额定电压为U,额定电流为I,灯泡正常工作,对(甲)图有P1=(8-U)2I,P甲=82I=16I,对(乙)图有P2=(16-2U)I,P乙= 16I,由此可得P1=P2,P甲=P乙,选
7、项D正确,A,B,C错误.8.(2019福建厦门检测)在如图所示的电路中,输入电压U恒为8 V,灯泡L标有“3 V6 W”字样,电动机线圈的电阻RM=0.5 .若灯泡恰能正常发光,下列说法正确的是(C)A.电动机的输入电压是8 VB.流过电动机的电流是10 AC.电动机的效率是80%D.整个电路消耗的电功率是10 W解析:灯泡正常发光时的电压等于其额定电压,电动机的输入电压UM= U-UL=8 V-3 V=5 V,故A错误;灯泡正常发光,则电路电流I= A=2 A,故B错误;电动机的热功率PQ=I2RM=(2 A)20.5 =2 W,则电动机的效率=100%=80%,整个电路消耗的功率P总=U
8、I=8 V2 A=16 W,故C正确,D错误.9.(2019浙江余姚校级模拟)光伏产业是新能源产业的重要发展方向之一,光伏市场的发展对于优化我国能源结构、促进能源生产和消费革命、推动能源技术创新等方面都有重要的意义.如图所示,是某户居民楼顶平台安装的12块太阳能电池板.据楼主介绍,利用这些电池板收集太阳能发电,发电总功率可达3 kW,工作电压为380 V,全年平均每天有效发电时间为6 h.设备使用年限在25年以上;发电总功率的30%供自家使用,还有富余发电以0.4元/度(1度=1 kWh)价格并入国家电网.则下列说法可能正确的是(C)A.该光伏项目年发电量约为2.6104 kWhB.该光伏项目
9、的工作总电流约为0.3 AC.该光伏项目平均每天的发电量大约可供一盏60 W的白炽灯工作300小时D.该光伏项目富余发电的年收入约为7 000元解析:由于一天有效光照时间为6 h,该光伏项目年发电量约为W=Pt=3 kW6 h3656.6103 kWh,故A错误;根据P=IU,该光伏项目的工作总电流I=7.9 A,故B错误;该光伏项目平均每天的发电量大约可供一盏60 W的白炽灯工作时间t= h=300 h,故C正确;因为发电总功率的30%供自家使用,富余部分以0.4元/度(1度=1 kWh)价格并入国家电网,故该光伏项目富余发电的年收入x= 6.610370%0.4元=1 848元,故D错误.
10、10.(2019北京市学业考试)中国是全球最大的家用电器生产和消费国.家用电器拥有量的迅速增长带来了巨大的能源消耗,同时也加重了对环境的污染.因此,我国通过制定和实施能效标准、推广能效标识制度来提高用能产品的能源效率,促进节能减排,减少对环境的污染.如图是某型号空调的能效标识.其中,能效等级是依据能效比来划分的,目前中国的能效等级根据能效比由高到低依次分为1,2,3三个等级.能效比是指空调在额定工作条件下制冷时,制冷量与输入功率之比.制冷量是指空调制冷时,单位时间内从密闭空间内去除的热量总和.若空调在额定工作条件下制冷,根据以上资料可以判断,下列说法中正确的是(C)A.在制冷量相同的情况下,能
11、效比高的空调输入功率大B.在能效比相等的情况下,制冷量大的空调输入功率小C.在输入功率相同的情况下,能效比高的空调制冷量大D.在输入功率相同的情况下,制冷量大的空调能效比小解析:由于能效比是指空调在额定工作条件下制冷时,制冷量与输入功率之比,设能效比为k,制冷量功率为PQ,空调输入功率为P,则PQ=kP;在制冷量相同的情况下,能效比高的空调输入功率小,故A错误;由PQ=kP可知,在能效比相等的情况下,制冷量大的空调输入功率大,故B错误;由PQ=kP可知,在输入功率相同的情况下,能效比高的空调制冷量大,故C正确;由PQ=kP可知,在输入功率相同的情况下,制冷量大的空调能效比高,故D错误.11.(
12、2019贵州思南月考)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,则下列结论正确的是(B)A.P甲=P乙 B.P甲=3P乙C.P乙=3P甲D.P乙3P甲解析:设每个灯泡正常工作时的电流为I,则题图(甲)中电路的总电流为3I,P甲=12 V3I,题图(乙)中电路的总电流为I,P乙=12 VI,故有P甲=3P乙,选项B正确.12.(2019吉林松原月考)如图所示,A为电解槽,N为电炉,电源提供恒定电压U=12 V,电解槽内阻rA=2 ,当S1闭合、S2断开时,电流表的示数为6 A;当S2闭合、S1断开时,电流表
13、的示数为4 A(电流表内阻不计),求:(1)电炉的电阻及发热功率各多大?(2)在电解槽工作时,电能转化为化学能的功率为多少?解析:(1)电炉为纯电阻元件,由欧姆定律得I1=,则R=2 ,其发热功率为PR=I1U=612 W=72 W.(2)电解槽为非纯电阻元件,发热功率为P热=rA=422 W=32 W,总功率为P总=I2U=412 W=48 W,故电能转化为化学能的功率为P化=P总-P热=(48-32)W=16 W.答案:(1)2 72 W(2)16 W13.(2019安徽蚌埠检测)如图所示,电路两端电压U保持不变,滑动变阻器R的总阻值与R2的阻值均为20 ,电阻R1的阻值为5 .在滑动变阻
14、器R的滑片P由a向b滑动的过程中(D)A.干路中的电流不断减小B.R1上消耗的电功率不断减小C.电路中消耗的总电功率不断减小D.R2上消耗的电功率不断减小解析:由于R的总电阻与R2大小相等,R,R2并联,当R接入电路电阻最大时,并联的总电阻最大,当滑片P由a向b滑动时滑动变阻器接入电路的电阻变小,R并变小,R总变小,电路中的总电流变大,电路中消耗的总功率变大,R1两端电压变大,R1消耗的电功率变大;并联部分电压变小,R2消耗的电功率变小,故选项D正确.14.(2019河北行唐一中月考)(多选)一个用半导体材料制成的电阻器D,其电流I随它两端的电压U的关系图象如图(甲)所示,将它与两个标准电阻R
15、1,R2并联后接在电压恒为U的电源上,如图(乙)所示,三个用电器消耗的电功率均为P.现将它们连接成如图(丙)所示的电路,仍然接在该电源的两端,设电阻器D和电阻R1,R2消耗的电功率分别为PD,P1,P2,它们之间的大小关系为(BC)A.P1=4P2B.PDP2C.P1P2解析:图中电阻器D与两个标准电阻R1,R2并联后接在电压恒为U的电源两端,而三个用电器消耗的电功率均为P,此时三个电阻的阻值相等;当将它们连接成如图(丙)所示的电路,接在该电源的两端时,电阻器D的电压小于电源的电压,由图(甲)可以知道,电阻器D的电阻增大,则有RDR1=R2.而RD与R2并联,电压相等,根据欧姆定律得知,电流IDI2,又I1=I2+ID,得到I12ID,P1=R1,PD=RD,P2=R2,则有P1R2,故PD550 N,电容器短路,电子秤无法工作,即该电子秤量程为550 N.答案:(1)R=300-0.4F(2)F的刻度不均匀,但满足电流越大,力越大(3)550 N