4焦耳定律Word文件下载.docx
《4焦耳定律Word文件下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《4焦耳定律Word文件下载.docx(11页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
(2)在非纯电阻电路中:
电流通过用电器是以转化为内能以外的形式的能为目的,发热不是目的,而是难以避免的内能损失。
例如电动机、电解槽、给蓄电池充电、日光灯等.这时电路消耗的电能,即W=UIt分为两部分,一大部分转化为其他形式的能(例如电流通过电动机,电动机转动,电能转化为机械能);
另一小部分不可避免地转化为电热Q=I2Rt(电枢的电阻生热).这里W=UIt不再等于Q=I2Rt,应该是W=E其他+Q.
(3)电功和电热是两个不同的物理量,只有在纯电阻电路中,电功才等于电热,W=Q=UIt=I2Rt=
;
在非纯电阻电路中,电功大于电热,W>
Q,这时电功只能用W=UIt计算,电热只能用Q=I2Rt计算,两式不能通用。
例1一台电风扇,内阻为20Ω,接上220V电压后,消耗功率66W,问:
(1)电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少?
I=0.3A
(2)电风扇正常工作时转化为机械能的功率是多少?
转化为内能的功率是多少?
电动机的效率是多少?
P内=1.8WP机=64.2Wη=97.3%
(3)如果接上电源后,电风扇的风叶被卡住,不能转动,这时通过电动机的电流,以及电动机消耗的电功率和发热功率是多少?
I=11AP=2420WP内=2420W
4.串联和并联电路的功率分配
(1)串联电路:
①串联电路的总功率电压等于各部分电路的功率之和
②串联电路中各个电阻两端的电功率跟它们的阻值成正比
2.并联电路:
①并联电路的总功率电压等于各部分电路的功率之和
②并联电路中通过各个电阻的电功率跟它的阻值成反比
例2如图,已知R1=6Ω,R2=3Ω,R3=4Ω,则接入电路后这三只电阻的实际功率之比为_________。
(P1∶P2∶P3=1∶2∶6)
例3已知如图,两只灯泡L1、L2分别标有“110V,60W”和“110V,100W”,另外有一只滑动变阻器R,将它们连接后接入220V的电路中,要求两灯泡都正常发光,并使整个电路消耗的总功率最小,应使用下面哪个电路()(B)
【同步检测】
1.用电器两端电压220V,这意味着()
A.1A电流通过用电器时,消耗的电能为220JB.1C正电荷通过用电器时,产生220J的热量
C.1A电流通过用电器时,电流的发热功率为220W
D.1C正电荷从电势高端移到电势低端时,电场力做功220J
2.一灯泡标有“220V,100W”字样将其接到110V的电源上(不考虑灯泡电阻的变化),则有()
A.灯泡的实际功率为50WB.灯泡的实际功率为25W
C.通过灯泡的电流为额定电流的
D.通过灯泡的电流为额定电流的
3.下图电路中,电灯L1、L2都标有“220V,100W”;
电灯L3、L4都标有“220V,40W”.将A、B两端接入电源,最暗的灯是 ( )
A.L1B.L2C.L3D.L4
4.把两个相同的电灯分别接在图中甲、乙两个电路里,调节滑动变阻器,使两灯都正常发光,两电路中消耗的总功率分别为
和
,可以断定()
A.
〉
B.
〈
C.
=
D.无法确定
5.输电线总电阻为r,输送的电功率是P,送电电压为U,则用户得到的功率为()
A.PB.
D.
6.一个直流电动机所加电压为U,电流为I,线圈内阻为R,当它工作时,下述说法中错误的是()
A.电动机的输出功率为U2/R B.电动机的发热功率为I2R
C.电动机的输出功率为IU-I2R D.电动机的功率可写作IU=I2R=U2/R
7.有一个直流电动机,把它接入0.2V电压的电路时,电动机不转,测得流过电动机的电流是0.4A,若把它接入2V电压的电路中,电动机正常工作,工作电流是1A。
求:
(1)电动机正常工作时的输出功率;
(2)如在正常工作时,转子突然被卡住,此时电动机的发热功率多大?
(提示:
电动机在电路中转子不转动时为纯电阻用电器)
8.某商场安装了一台倾角为30°
的自动扶梯,该扶梯在电压为380V的电动机带动下,以0.4m/s的恒定速率向斜上方移动,电动机的最大输出功率为4.9kW.不载人时测得电动机中的电流为5A,若载人时扶梯的移动速率和不载人时相同,则这台自动扶梯可同时乘载的最多人数为多少?
(设人的平均质量为60kg)
9.某一电动机,当电压U1=10V时带不动负载,因此不转动,这时电流为I1=2A。
当电压为U2=36V时能带动负载正常运转,这时电流为I2=1A。
求这时电动机的机械功率是多大?
10.微型吸尘器的直流电动机内阻一定,当加上0.3V的电压时,通过的电流为0.3A,此时电动机不转,当加在电动机两端的电压为2.0V时,电流为0.8A,这时电动机正常工作,则吸尘器的效率为多少?
【综合评价】
1.关于电功,下列说法中正确的有()
A.电功的实质是电场力所做的功B.电功是电能转化为内能
C.电场力做功使电能转化成其他形式能量的量度D.电流通过电动机时的电功率和热功率相等
2.一盏电灯直接接在恒定的电源上,其功率为100W,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9W,那么此时电灯实际消耗的电功率将()
A.大于91WB.小于91WC.等于91WD.条件不足,无法确定
3.A、B、C三个灯泡如图所示的方式连接时,各自消耗的实际功率相同,则PA:
PB:
PC为( )
A.1:
1:
1B.1:
2:
2C.2:
1D.1:
4:
4
4.图中R1=4Ω,R2=9Ω,R3=18Ω。
通电后()
A.经R1和R3的电流之比I1:
I3=3:
1
B.R1两端的电压和R3两端的电压之比U1:
U3=4:
9
C.三个电阻消耗的电功率之比P1:
P2:
P3=2:
1:
2
D.三个电阻消耗的电功率之比P1:
2:
1
5.两个电阻,R1=8Ω,R2=2Ω,并联在电路中.欲使这两个电阻消耗的电功率相等,可行的办法是()
A.用一个阻值为2Ω的电阻与R2串联B.用一个阻值为6Ω的电阻与R2串联
C.用一个阻值为6Ω的电阻与R1串联D.用一个阻值为2Ω的电阻与R1串联
6.一定值电阻,通过2C的电荷量时,消耗的电能是8J,若在相同时间内通过4C的电荷量,那么电阻两端的电压和消耗的电能分别为()
A.4V,16JB.8V,16JC.4V,32JD.8V,32J
7.如图甲所示电路,滑动变阻器的最大电阻为R,负载电阻为R0。
当滑动变阻器的滑动端S在某位置时,R0两端电压为U/2,滑动变阻器上消耗的功率为P。
若将R0与电源位置互换,接成图乙所示电路时,滑动触头S的位置不变,则()
A.R0两端的电压将小于E/2
B.R0两端的电压将等于E/2
C.滑动变阻器上消耗的功率一定小于P
D.滑动变阻器上消耗的功率可能大于P
8.图中M,N接稳压电源,a,b间断开时,Uab=120V,a,b间接入“220V,100W”的灯泡时,Uab=110V.则此时电源输入M、N的电功率为()
A.25WB.27.27W C.102.27WD.2.27W
9.如图所示,D为一插头,可接入电压恒定的照明电路中,a、b、c为三只相同且功率较大的电炉,a靠近电源,b、c离电源较远,而离用户电灯L很近,输电线有电阻。
关于电炉接入电路后对电灯的影响,下列说法中正确的是()
A.使用电炉a时对电灯的影响最大
B.使用电炉b时对电灯的影响比使用电炉a时大
C.使用电炉c时对电灯几乎没有影响
D.使用电炉b或c时对电灯影响几乎一样
10.一只电炉的电阻丝和一台电动机线圈电阻相同,都为R,设通过它们的电流相同(电动机正常运转),则在相同时间内()
A.电炉和电动机产生的热量相同B.电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率
C.电炉两端电压小于电动机两端电压D.电炉和电动机两端电压相等
11.一辆电瓶车,质量为500kg,由内阻不计的蓄电池组向直流电动机提供24V的电压,当电瓶车在水平地面上以0.8m/s的速度匀速行驶时,通过电动机的电流为5A,设车所受的阻力是车重的0.02倍(g=10m/s2),则此电动机的内阻是()
A.4.8ΩB.3.2ΩC.1.6ΩD.0.4Ω
12.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。
设电动机线圈电阻为R1,它与电热丝电阻值R2串联后接到直流电源上,吹风机两端电压为U,电流为I消耗的功率为P,则有()
A.
B.
C.
D.
13.一个电阻为20Ω的导体,当它每通过3C电荷量时,电流做功18J,那么此导体两端所加电压为______V,通过3C电荷量所用时间为______s.
14.把两个标有“6V、3W”和“6V、4W”的小灯泡串联,则串联电路允许达到的最大功率是W;
把这两个小灯泡并联,则并联电路允许达到的最大功率是W。
15.一台电阻为2Ω的电动机,接在110V电路中工作时,通过电动机的电流为10A,则这台电动机消耗的电功率为______,发热功率为______,转化成机械功率为______,电动机的效率为______。
16.有一电风扇上标有“220V55W”,若风扇的电动机线圈电阻为8Ω,当它正常工作时,电源供给的电功率是______W,转化为风的电功率是______W,电动机的发热功率是______W.
17.微型吸尘器中直流电动机的线圈电阻一定。
当加在电动机上的电压为0.3V,电流为0.3A时,电动机不转动。
当加在电动机上的电压为2.0V,电流为0.8A时,电动机正常工作。
此时电动机内电热转换的电功率是 W;
电能转化为机械能的功率是________W。
18.某地强风风速v=20m/s,风力发电机的扇叶总面积为S=20m2,若风能的70%转化为电能(即η=70%),其电功率为7×
104W。
那么利用上述物理量计算空气密度的表达式ρ=_____________,其大小是ρ=_____________。
19.某滑动变阻器上标有“20Ω、0.2A”字样,现将固定端A和滑动端P接在3V的电源上,并保持电压不变,如图所示。
在P由B端向A端滑动过程中,AP段电阻允许消耗的最大功率是多少?
这时AP段电阻值多大?
20.一小型水电站,给用户输电的导线的总电阻是10Ω,输送的电功率是20kW.若输电线在1h内因发热损耗的电能是1kW·
h,那么该电站的输出电压是多少?
用户得到的电压是多少?
21.一台直流电动机线圈电阻r=1Ω,与一阻值R=10Ω的电阻串联,当所加电压U=150V,电动机正常工作时电压表示数100V,求电动机消耗的功率及输出的机械功率。
22.如图所示是电饭煲的电路图,S1是一个限温开关,手动闭合,当此开关的温度达到居里点(103℃)时会自动断开;
S2是一个自动温控开关,当温度低于60℃时会自动闭合,温度高于80℃时会自动断开,红灯是加热状态时的指示灯,它在保温状态下是不亮的,黄灯是保温状态下的指示灯。
限流电阻R1=R2=500Ω,加热电阻丝R3=50Ω,两灯的电阻不计。
(1)根据电路分析,叙述电饭煲煮饭的全过程(包括加热和保温的过程)。
(2)简要回答,如果不闭合开关S1,电饭煲能将饭煮熟吗?
(3)计算加热和保温两种状态下,电饭煲的消耗功率之比。
23.一台国产XQB30—13型全自动洗衣机说明书中所列的主要技术数据如下表,试根据表中提供的数据计算:
额定电压
220V
额定频率
50Hz
额定洗衣、脱水功率
360W
额定洗衣、脱水容量
3kg
整机质量
33kg
外形尺寸(长×
宽×
高)
(542×
550×
920)mm3
(1)这台洗衣机在额定电压下洗衣或脱水时,通过洗衣机的电流是多大?
(2)如洗衣、脱水的累计时间为40min,则洗衣机耗电多少?
参考答案:
第五节焦耳定律
【知能准备】1.电能自由电荷静电力电势能
2.电内
【同步检测】1D2BC3C4C5B6AD7、1.5W,8W8、25人9、31W
10、60%.
【综合评价】1AC2B3D4AC5A6D7D8B9、BD10ABC11C12AD
13、6V,10s14、11/3W7W15、1100W,200W,900W,82%16、55;
54.5;
0.5
17、0.64W、0.96W18、2p/Sv3η、1.25kg/m319、0.6W,15Ω20、1900V
21、P=IUM=5×
100=500WP热=I2r=25W P机=P-P热=500-25=475W
22、
(1)电饭煲盛上食物后,接上电源,S2自动闭合,同时把手动开关S1关闭,这时黄灯短路红灯亮,电饭堡处于加热状态,加热到80℃时,S2自动断开,S1仍闭合待电饭煲中水烧干后,温度升高到103℃时.开关S1自动断开,这时饭已煮熟,黄灯亮,电饭煲处于保温状态由于电饭堡散热,待温度下降至70℃时,S2自动闭合,电饭煲重新处于加热状态,待温度上升到80℃时,又自动断开,电饭煲再次处于保温状态.
(2)不能,因为如果不闭合S1,则只能将食物加热至80℃.(3)设电饭煲处于加热状态时,功率为P1,
设电饭煲处于保温状态时消耗的功率为P2,则
所以P1:
P2≈12:
23、
(1)1.64A;
(2)8.64×
105J