1、12.6 焦耳定律 电路中的能量转化课时跟踪训练(满分 60 分 时间 30 分钟)一、选择题(每小题至少有一个选项正确，选对得 5 分，选不全得 3 分，错选不得分，共40 分)1.下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中错误的是（ ）A.电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多B.W UIt 适用于任何电路，而 W I2Rt t 只适用于纯电阻的电路U2RC.在非纯电阻电路中， UI I2RD.焦耳热 Q I2Rt 适用于任何电路解析：电功率公式 P ，功率越大，表示电流做功越快。对于一段电路，有WtP UI， I ，焦耳热 Q( )2Rt，可见 Q 与 P、 U、 t 都有关。
2、所以， P 越大， Q 不一定越PU PU大，A 不对。 W UIt 是电功的定义式，适用于任何电路。而 I 只适用于纯电阻电路，BUR对；在不是纯电阻的电路中，电流做的功焦耳热其他形式的能，所以 W Q，即UI I2R，C 正确。 Q I2Rt 是焦耳热的定义式，适用于任何电路中产生的焦耳热，D 正确，所以 B、C、D 对，A 错误。答案：A2.为使电热丝所消耗的功率变为原来的一半，应当（ ）A.使电阻减半，电压保持不变B.使电压减半，电阻保持不变C.使电压和电阻都减半D.使电压减小为原来的 ，电阻不变14解析：由 P 知，C 正确，A、B、D 错误。U2R答案：C3.电源的效率 定义为外电
3、路电阻消耗的功率与电源的总功率之比。在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图 1 所示，图中 U 为路端电压， I 为干路电流， a、 b 为图线上的两点，相应状态下电源的效率分别为 a、 B。由图可知 a、 b的值分别为（ ）2图 1A. 、 B. 、34 14 13 23C. 、 D. 、12 12 23 13解析：电源的效率 100% 100%。 a 点对应的路端电压 U 为 4 个格，而电动势 EUIEI UE为 6 个格。因此 a ； b 点对应的路端电压为 2 个格，因此 b 。故 D 项正确。23 13答案：D4.在如图 2 所示的电路中，电源电动势为 12 V，电源内阻
4、为 1.0 ，电路中的电阻 R0为1.5 ，小型直流电动机 M 的内阻为 0.5 ，闭合开关 S 后，电动机转动，电流表的示数为 2.0 A。则以下判断中正确的是（ ）图 2A.电动机的输出功率为 14 WB.电动机两端的电压为 7.0 VC.电动机产生的热功率为 4.0 WD.电源输出的功率为 24 W解析：电动机两端的电压 U 机 E I(r R0)7.0 V，选项 B 正确；电动机输出的功率 P 机出 U 机 I I2r 机 12 W，选项 A 错误；电动机产生的热功率为 P 机热 I2r 机 2.0 W，选项C 错误；电源输出的功率 P 出 EI I2r20 W，选项 D 错误。答案：
5、B5.如图 3 所示电路中，当滑动变阻器的触头向上滑动时，则（ ）图 33A.电源的功率变小B.电容器贮存的电荷量变小C.电源内部消耗的功率变大D.电阻 R 消耗的电功率变小解析：由闭合电路欧姆定律可知，当滑动触头向上滑动时， R 总 变小， I 总 增大， U 端 减小，而 R1分压 U1增大，所以电容器上的电压减小。电源功率 P 总 I 总 E 增大，A 错误。Q CU 减小，B 正确。电源内部消耗功率 P 内 I r 增大，C 正确。电阻 R1消耗的功率在增2总大。 R 上消耗功率无法确定。答案：BC6.如图 4 为甲、乙两灯泡的 I U 图像，根据图像计算甲、乙两灯泡并联在电压为 22
6、0 V 的电路中，实际发光的功率约为（ ）图 4A.15 W 30 W B.30 W 40 WC.40 W 60 W D.60 W 100 W解析：从图像的横坐标( U)为 220 V 的刻度可找出对应的纵坐标( I)的值分别为 I 甲 0.18 A， I 乙 0.28 A。则 P 甲 UI 甲 40 W， P 乙 UI 乙 60 W，即 C 项正确。答案：C7.如图 5 所示，电动势为 E、内阻为 r 的电池与定值电阻 R0、滑动变阻器 R 串联，已知R0 r，滑动变阻器的最大阻值是 2r。当滑动变阻器的滑片 P 由 a 端向 b 端滑动时，下列说法中正确的是（ ）图 5A.路端电压变大B.
7、电路中的电流变小C.滑动变阻器消耗的功率变小4D.定值电阻 R0上消耗的功率变小解析：滑片 P 由 a 端向 b 端滑动，电源外阻减小。由 I 可知，电路中的电流增大，Er R外由 U E Ir 可知，路端电压 U 变小，A、B 均错误；由 PR0 I2R0可知， I 增大， PR0增大，D 错误；因 R0 r，当滑动头由 a 端向 b 端滑动时，滑动变阻器消耗的功率 PRR ，随 R 变小， 增大，故 PR变E2 R0 r R 2 E2 R0 r R 2R 4 R0 r R0 r R 2R小，C 正确。答案：C8.如图 6 所示电路中， R1 R3P1P3P4C.P2P1P4P3D.P1P2
8、P3P4解析：设流过 R1、 R2、 R3、 R4的电流分别为 I1、 I2、 I3、 I4，则 I1 I2 I3 I4，故P1 I R1P3 I R3。即 P2P1P3。12 22 12 32又因为 R3P4，即 P2P1P3P4综上所述，本题正确选项为 B。答案：B二、非选择题(每小题 10 分，共 20 分)9.如图 7 所示， R18 ，电源的电动势 E8 V，内阻 r2 。 R2为变阻器，问：图 7(1)要使变阻器获得的电功率最大， R2的值应是多大？这时 R2的功率多大？(2)调节 R2的阻值，当 R2为多少时，电源有最大输出功率，最大输出功率为多少？解析：(1)把 R1看成是电源
9、内阻的一部分，这样内电阻就是 R1 r。利用电源输出功率最大的条件，可以求出：当 R2 R1 r8 2 10 时， R2有最大的功率 P25 W1.6 W。E24 R1 r E24R2 82410(2)因 R1r，所以当 R20 时，电源有最大输出功率，即 R1消耗功率最大时， I ER1 rA0.8 A。其功率 P1 I2R10.8 28 W5.12 W。88 2答案：(1)10 1.6 W (2)0 5.12 W10.下表中是一辆电动自行车说明书上的一些技术参数，根据表中提供的信息，探究以下问题：规格 后轮驱动直流永磁毂电机车型 26电动自行车 额定输出功率 120 W整车质量 30 kg
10、 额定电压 40 V最大载重 120 kg 额定电流 3.5 A(1)在额定电压下工作时，该电机的内阻是多少？其效率为多大？(2)假设行驶过程中所受阻力是车和人总重的 0.02 倍，在最大载重量的情况下，人骑车行驶的最大速度为多大？( g 取 10 m/s2)解析：(1)由表可知，电机的额定电压 U40 V，额定电流 I3.5 A，所以该电机正常工作时的输入功率 P 入 UI140 W。又因电机的输出功率 P 出 120 W，所以电机的发热功率 P热 P 入 P 出 20 W。由 P 热 I2r 知电机的内阻 r 1.6 ，电机正常工作时的效率P热I2 100%85.7%。P出P入 120140(2)由题知车行驶时所受阻力 f k(M m)g，当达到最大速度时有 P 出 fvm，所以人骑车行驶的最大速度vm m/s4 m/s。P出f 1200.02 120 30 10答案：(1)1.6 85.7% (2)4 m/s
