第5節(jié) 焦耳定律1（2018浙江新高考選考科目）杭州市正將主干道上的部分高壓鈉燈換成LED燈，已知高壓鈉燈功率為400 W，LED燈功率為180 W，若更換4 000盞，則一個(gè)月可節(jié)約的電能約為ABCD【答案】B【解析】一個(gè)月可節(jié)省的電能最接近，故B正確，ACD錯(cuò)誤。2關(guān)于四個(gè)公式P=UI；P=I2R；P=；P=，下列敘述正確的是A公式適用于任何電路的電功率的計(jì)算B公式適用于任何電路的熱功率的計(jì)算C公式適用于任何電路電功率的計(jì)算D以上均不正確【答案】AB 3（2018浙江省第一次普通高校招生選考）小明同學(xué)家里部分電器的消耗功率及每天工作時(shí)間如表所示，則這些電器一天消耗的電能約為 A6.1103WB6.1103JC2.2104WD2.2107J【答案】D【解析】根據(jù)公式可知一天消耗的電能為又知道，故，D正確。4通過(guò)電阻R的電流強(qiáng)度為I時(shí)，在t時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q，若電阻為2R，電流強(qiáng)度為，則在時(shí)間t內(nèi)產(chǎn)生的熱量為A4QB2QCD【答案】C 5（2018浙江省杭州市第四中學(xué)高三模擬考試）如圖所示是飲水機(jī)的工作電路簡(jiǎn)化圖，S是溫控開關(guān)，當(dāng)水溫升高到一定溫度時(shí)，它會(huì)自動(dòng)切換，使飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)；R0是飲水機(jī)加熱管電阻，R是與加熱管串聯(lián)的電阻。表格是從其說(shuō)明書中摘錄的一些技術(shù)數(shù)據(jù)。不考慮R0、R的電阻受溫度變化的影響，表中的功率均指加熱管的功率。下列關(guān)于飲水機(jī)的工作狀態(tài)和正確的是 A當(dāng)S閉合時(shí)飲水機(jī)處于加熱狀態(tài)，R0=220 B當(dāng)S閉合時(shí)飲水機(jī)處于加熱狀態(tài)，R0=2112 C當(dāng)S斷開時(shí)飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)，R1=88 D當(dāng)S斷開時(shí)飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)，R1=2112 【答案】D 6如果家里的微波爐（1 000 W）、電視機(jī)（100 W）和洗衣機(jī)（400 W）平均每天都工作1 h，一個(gè)月（30天計(jì)）的用電荷量是A10 kWh B20 kWh C45 kWh D40 kWh【答案】C【解析】P=1 000 W+100 W+400 W=1 500 W=1.5 kW，故W=Pt=1.5 kW1 h30=45 kWh，故選C。7（2018浙江省溫嶺中學(xué)高三考前沖刺試卷）2013-2017年中國(guó)風(fēng)光互補(bǔ)路燈行業(yè)發(fā)展前景與投資預(yù)測(cè)分析報(bào)告數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)現(xiàn)有城鄉(xiāng)路燈總數(shù)約有2億只，并以每年加20的速度增長(zhǎng)，我國(guó)有豐富的風(fēng)能及太陽(yáng)能資源。路燈作為戶外裝置，兩者結(jié)合做成風(fēng)光互補(bǔ)路燈，無(wú)疑給國(guó)家的節(jié)能減排提供了一個(gè)很好的解決方案。如圖為某公司生產(chǎn)的風(fēng)光互補(bǔ)LED路燈外形圖和電路原理圖。國(guó)家發(fā)改委提供的數(shù)據(jù)顯示，每燃燒1噸標(biāo)準(zhǔn)煤可以發(fā)電3000千瓦時(shí)，排放二氧化碳2.61噸。假如傳統(tǒng)路燈消耗的電能來(lái)自燃燒標(biāo)準(zhǔn)煤發(fā)電，用比套路燈替換400瓦、每天工作10小時(shí)的傳統(tǒng)路燈，則每套路燈1年（365天）可減少多少噸二氧化碳的排放？ A1.27 kgB12.7 kgC1270 kgD1.27106 kg【答案】C【解析】400 W的路燈一年消耗的電能為：W=Pt=0.4kW10h365=1 460 kWh，則買一套路燈1年可減小二氧化碳的排放量為：，故選C?！军c(diǎn)睛】該題主要考查對(duì)電功率的公式的理解和掌握的程度，代入相關(guān)的公式即可求出。8如圖所示電路中，電源為恒流源，能始終提供大小恒定的電流。R0為定值電阻，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，則下列表示電壓表示數(shù)U、電路總功率P隨電流表示數(shù)I變化的關(guān)系圖線中，可能正確的是 【答案】C 9（2018山東省德州市高一下學(xué)期期末）如圖所示電源電動(dòng)勢(shì)E=6 V，內(nèi)阻，定值電阻與電動(dòng)機(jī)M串聯(lián)接在電源上，開關(guān)閉合后，理想電流表示數(shù)為1 A，電動(dòng)機(jī)剛好正常工作，電動(dòng)機(jī)的線圈電阻。下列說(shuō)法中正確的是 A定值電阻消耗的熱功率2 WB電動(dòng)機(jī)的輸出功率為2.5 WC電動(dòng)機(jī)的輸出功率為3 WD電源的輸出功率是6 W【答案】AB【解析】根據(jù)可知定值電阻消耗的熱功率為，故A正確；電動(dòng)機(jī)兩端的電壓：，電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為，電動(dòng)機(jī)的輸出功率：，故B正確，C錯(cuò)誤；電源的輸出功率：，故D錯(cuò)誤?！久麕燑c(diǎn)睛】由P=UI求出電動(dòng)機(jī)輸入功率，由P=I2R求出電動(dòng)機(jī)熱功率，電動(dòng)機(jī)輸入功率與熱功率之差是電動(dòng)機(jī)的輸出功率。10（2018浙江省杭州市高考命題預(yù)測(cè)卷）2013年，杭州正式推出微公交，它是一零排放的純電動(dòng)汽車，這為杭州人綠色出行又提供一種方案。該電動(dòng)車配有一塊12 V三元鋰電池，容量達(dá)260 Ah；采用220 V普通電壓充電，一次完全充電，約需8小時(shí)；行駛時(shí)，最大時(shí)速可達(dá)80 km/h，充滿電后，可最多行駛80 km。則以下判斷正確的是：（在計(jì)算過(guò)程中不考慮各種能轉(zhuǎn)化的效率，可認(rèn)為電能的價(jià)格為0.8元/kw.h） A充電電流為260 AB充滿電后儲(chǔ)存的電能為3 120 JC折合每公里的電能成本約為0.03元D勻速行駛時(shí)的阻力約為2.0103 N【答案】C 11（2018湖南省長(zhǎng)郡中學(xué)高三月考）如圖所示，在輸入電壓U恒定的電路上，將用電器L接在較近的AB兩端時(shí)消耗的功率是9 W，將它接在較遠(yuǎn)的CD兩端時(shí)消耗的功率是4 W。則AC、BD兩根輸電線消耗的功率為 A1 WB2 WC5 WD13 W【答案】B 12（2018四川省成都市第七中學(xué)高三零診模擬）如上圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E=8V，內(nèi)電阻為r=0.5 ，“3 V，3 W”的燈泡L與電動(dòng)機(jī)M串聯(lián)接在電源上，燈泡剛好正常發(fā)光，電動(dòng)機(jī)剛好正常工作，電動(dòng)機(jī)的線圈電阻R0=1.5 ，下列說(shuō)法正確的是 A通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流為1.6 AB電動(dòng)機(jī)的效率是62.5% C電動(dòng)機(jī)的輸入功率為1.5 WD電動(dòng)機(jī)的輸出功率為3 W【答案】D【解析】燈泡L正常發(fā)光，通過(guò)燈泡的電流：，電動(dòng)機(jī)與燈泡串聯(lián)，通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流，故A錯(cuò)誤；路端電壓：，電動(dòng)機(jī)兩端的電壓：，電動(dòng)機(jī)的輸入功率，電動(dòng)機(jī)的輸出功率：，電動(dòng)機(jī)的效率為：，故BC錯(cuò)誤，D正確。【名師點(diǎn)睛】由燈泡銘牌可知，可以求出燈泡額定電流，由串聯(lián)電路特點(diǎn)可以求出通過(guò)電機(jī)的電流。求出路端電壓，然后由P=UI求出電源的輸入功率和電動(dòng)機(jī)消耗的功率則可求得效率。13用電動(dòng)勢(shì)E=6 V、內(nèi)電阻r=4 的直流電源分別單獨(dú)對(duì)下列四個(gè)小燈泡供電，實(shí)際消耗電功率最大的小燈泡的額定電壓和額定功率是（設(shè)燈泡電阻不隨電壓變化）A“6 V，12 W”B“6 V，9 W”C“6 V，4 W”D“6 V，3 W”【答案】B 14（2018浙江省選考十校聯(lián)盟適應(yīng)性考試）太陽(yáng)能路燈是采用晶體硅太陽(yáng)能電池供電，用代替?zhèn)鹘y(tǒng)公用電力照明的路燈，白天太陽(yáng)能電池對(duì)蓄電池充電，晚上蓄電池的電能供給路燈照明。太陽(yáng)光垂直照射到地面上時(shí)，單位面積的輻射功率為。某一太陽(yáng)能路燈供電系統(tǒng)對(duì)一盞LED燈供電，太陽(yáng)陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率為12%左右，電池板面積1 m2，采用一組24V的蓄電池（總?cè)萘?00 Ah），LED路燈規(guī)格為“40 W，24 V”，蓄電池放電預(yù)留20%容量，下列說(shuō)法正確的是A蓄電池的放電電流約為0.6 AB一盞LED燈每天消耗的電能約為0.96 kWhC該太陽(yáng)能電池板把光能轉(zhuǎn)換為電能的功率約為40 WD平時(shí)把該蓄電池充滿所需要的最大能量約為5.76 kWh【答案】D【解析】蓄電池的放電電流為I=1.67 A，故A錯(cuò)誤；一盞LED燈的功率為40 W，每天平均使用按10小時(shí)算，每天消耗的電能約為：W=Pt=40 W10 h=400Wh=0.40 kWh，故B錯(cuò)誤；太陽(yáng)能電池板把光能轉(zhuǎn)化為電能的功率P=P0S12%=1.0103112% W=120 W，故C錯(cuò)誤；把蓄電池完全充滿電，假設(shè)太陽(yáng)能電池板全部用于對(duì)蓄電池充電，需能量為：E=(1-0.2)qU=0.830024Wh=5760Wh=5.76kWh，故D正確。15如圖所示的電路中，輸入電壓U恒為12 V，燈泡L標(biāo)有“6 V， 12 W”字樣，電動(dòng)機(jī)線圈的電阻RM=0.50 。若燈泡恰能正常發(fā)光，以下說(shuō)法中不正確的是 A電動(dòng)機(jī)的輸入功率是12 WB電動(dòng)機(jī)的輸出功率是12 WC電動(dòng)機(jī)的熱功率是2.0 WD整個(gè)電路消耗的電功率是24 W【答案】B 16（2018遼寧省營(yíng)口市開發(fā)區(qū)第一高級(jí)中學(xué)高二月考）如圖甲所示為某一小燈泡的UI圖線，現(xiàn)將兩個(gè)這樣的小燈泡并聯(lián)后再與一個(gè)4 的定值電阻R串聯(lián)，接在內(nèi)阻為1 、電動(dòng)勢(shì)為3 V的電源兩端，如圖乙所示，則 A通過(guò)每盞小燈泡的電流強(qiáng)度約為0.2 A，此時(shí)每盞小燈泡的電功率約為0.6 WB通過(guò)每盞小燈泡的電流強(qiáng)度約為0.3 A，此時(shí)每盞小燈泡的電功率約為0.6 WC通過(guò)每盞小燈泡的電流強(qiáng)度約為0.2 A，此時(shí)每盞小燈泡的電功率約為0.2 WD通過(guò)每盞小燈泡的電流強(qiáng)度約為0.3 A，此時(shí)每盞小燈泡的電功率約為0.4 W【答案】C【解析】設(shè)通過(guò)每個(gè)小燈泡的電流為I，電壓為U，則電路中總電流為2I根據(jù)閉合電路歐姆定律得：，代入得：，當(dāng)時(shí)，；當(dāng)時(shí)，在圖上作出的圖象如圖所示，此圖線與小燈泡的U-I圖線的交點(diǎn)即為乙圖狀態(tài)下小燈泡的工作狀態(tài)，由圖讀出通過(guò)每盞小燈泡的電流強(qiáng)度為，電壓為，則此時(shí)每盞小燈泡的電功率為：，故C正確，ABD錯(cuò)誤。 【名師點(diǎn)睛】本題考查運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問(wèn)題的能力，由物理規(guī)律得到解析式作出圖象是常用的思路，同時(shí)注意分析電路結(jié)構(gòu)，再根據(jù)閉合電路歐姆定律分析對(duì)應(yīng)電流與電壓間的關(guān)系是解題的關(guān)鍵。17如圖所示，電路兩端電壓U恒為28 V，電燈上標(biāo)有“6 V，12 W”字樣，直流電動(dòng)機(jī)線圈電阻R=2 。若電燈恰能正常發(fā)光，且電機(jī)能運(yùn)轉(zhuǎn)，求： （1）流過(guò)電燈的電流是多大?（2）電動(dòng)機(jī)兩端的電壓是多大?（3）電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率是多大？【答案】（1）2 A （2）22 V （3）36 W 18（2018山東省濟(jì)南市長(zhǎng)清區(qū)高一期末）在如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)，內(nèi)阻。D為直流電動(dòng)機(jī)，其電樞線圈電阻，限流電阻，當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，理想電壓表示數(shù)為，求： （1）通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流是多大；（2）電動(dòng)機(jī)輸出功率是多少。【答案】（1）0.1 A（2）0.54 W【解析】（1）通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流I與流過(guò)限流電阻的電流相同由： 【名師點(diǎn)睛】電動(dòng)機(jī)與電阻串聯(lián)，根據(jù)歐姆定律求解電流；根據(jù)P=UI求解輸入到電動(dòng)機(jī)的電功率；根據(jù)P出=UI-I2r求解輸出功率。19（2018黑龍江省齊齊哈爾市高二期末）一個(gè)理想變壓器原線圈輸入功率為P=260 W，原、副線圈匝數(shù)比為=3:1，其副線圈兩端接一內(nèi)阻為r=5 的電動(dòng)機(jī)，此電動(dòng)機(jī)正以速度v=0.8 m/s勻速向上提升質(zhì)量為m=10 kg的重物，已知重力加速度g=10 m/s。則圖中理想的電流表和電壓表的示數(shù)為多大? 【答案】2 A 130 V 20如圖所示是電飯煲的電路圖，S1是一個(gè)控溫開關(guān)，手動(dòng)閉合后，當(dāng)此開關(guān)溫度達(dá)到居里點(diǎn)（103 ）時(shí)，會(huì)自動(dòng)斷開。S2是一個(gè)自動(dòng)控溫開關(guān)，當(dāng)溫度低于60 時(shí)會(huì)自動(dòng)閉合；溫度高于80 時(shí)，會(huì)自動(dòng)斷開。紅燈是加熱時(shí)的指示燈，黃燈是保溫時(shí)的指示燈。分流電阻R1=R2=500 ，加熱電阻絲R3=50 ，兩燈電阻不計(jì)。 （1）根據(jù)電路分析，敘述電飯煲煮飯的全過(guò)程（包括加熱和保溫的過(guò)程）。（2）簡(jiǎn)要回答，如果不閉合開關(guān)S1，電飯煲能將飯煮熟嗎？（3）計(jì)算加熱和保溫兩種狀態(tài)下，電飯煲的消耗功率之比?！敬鸢浮浚?）見解析 （2）不煮飯 （3）12:1【解析】（1）電飯煲盛上食物后，接上電源，同時(shí)把手動(dòng)開關(guān)S1關(guān)閉，這時(shí)黃燈被短路紅燈亮，電飯煲處于加熱狀態(tài)。加熱到80 時(shí)，S2自動(dòng)斷開，S1仍閉合，待電飯煲中水燒干后，溫度升高到103 時(shí)，開關(guān)S1自動(dòng)斷開，這時(shí)飯已煮熟，黃燈亮，電飯煲處于保溫狀態(tài)。由于電飯煲散熱，待溫度下降至60 時(shí)，S2自動(dòng)閉合，電飯煲重新處于加熱狀態(tài)，待溫度上升到80 時(shí)，又自動(dòng)斷開，電飯煲再次處于保溫狀態(tài)。（2）如果不閉合開關(guān)S1， 電飯煲不能將飯煮熟 從而有