2024-2025年高二物理人教版必修同步作业2.5 焦耳定律（解析版）.doc

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2.5焦耳定律

一、电功、电功率

1．某无人值守彩色电视中转站采用太阳能电源工作，转换设备电压为24V，每天发射时间为15h，功耗20W，其余9小时为接收等候时间，功耗为5W，则（）

A．转换设备电流恒为A

B．转换设备负载每天耗电量约为14.37Ah

C．转换设备每天消耗电能为345度

D．转换设备在等待过程中，工作电压小于24V

【答案】B

【详解】A．发射时间转换设备电流为而在接收等候时间内，其电流为故A错误；B．转换设备负载每天耗电量约为故B正确；C．转换设备每天消耗电能为故C错误；D．转换设备在等待过程中，工作电压等于24V，他是恒定不变的，故D错误；故选B。

2．图甲中R1为定值电阻，R2为滑动变阻器（允许通过的最大电流为5A）,电源电压不变。闭合开关S后，移动滑片P时，ab两端电压U和通过的电流I之间的关系如图乙；R2消耗的功率P与电流I的关系如图丙，则下列说法中错误的是（）

A．电源电压为50V

B．R1的阻值为5Ω

C．当R2的功率为120W时，电路消耗的总功率为200W

D．滑动变阻器连入阻值的范围为4~45Ω

【答案】D

【详解】AB．由题意可得U=U电源-IR1结合图乙可得，纵轴截距为电源电压，即50V，则在乙图中取点，当电路电流为1A时，R2两端电压为45V，则R1两端电压为5V，由欧姆定律可求R1阻值为故AB正确，不符合题意；C．由丙图可得，当R2的功率为120W时，电路电流为4A，则由P=UI可求电流总功率为P总=UI=50V×4A=200W故C正确，不符合题意；D．由乙图可得，R2两端电压最大为45V，最小为25V，则对应接入电阻为则滑动变阻器连入阻值的范围为5~45Ω，故D错误，符合题意。故选D。

3．如图为一种服务型机器人，其额定功率为48W，额定工作电压为24V，机器人的锂电池容量为20A·h。则机器人（）

A．额定工作电流为20A

B．充满电后最长工作时间为2h

C．电池充满电后总电量为7.2×104C

D．以额定电流工作时每分钟消耗能量为1440J

【答案】C

【详解】A．由P=UI知额定电流I==2A故A项错误；B．充满电后，锂电池容量为20A·h，最长工作时间t==10h故B项错误；C．电池充满电后总电量q=It=20×3600C=7.2×104C故C项正确；D．以额定电流工作时每分钟消耗能量W=UIt=2880J故D项错误。故选C。

4．如图所示的电路中，、都是“、”的电阻，是“、”的电阻，则间允许消耗的最大功率是（）

A． B． C．8W D．9W

【答案】A

【详解】根据题意，得总电阻为对于R1和R2来说，额定电压为额定电流为对于R3，额定电压为

额定电流为并联电路允许的最大电压等于最小额定电压，故总电压取10V，故总功率为故选A。

5.（多选）如图所示，图甲为一个电灯两端电压与通过它的电流的变化关系曲线。由图可知，两者不成线性关系，这是由于焦耳热使灯丝的温度发生了变化的缘故。不计电流表内阻。如图乙所示，将两个这样的电灯并联后再与的定值电阻串联，接在电压恒定为的电路上，则下列选项中正确的是（）

A．电阻消耗的功率约为 B．电阻消耗的功率约为

C．每个灯的实际功率约为 D．每个灯的实际功率约为

【答案】AC

【详解】设此时电灯两端的电压为，流过每个电灯的电流为，由串并联电路的规律得代入数据得在图甲上画出此直线如图所示

可得到该直线与曲线的交点约为，即流过电灯的电流约为，灯两端电压约为2V，灯的实际功率约为电阻消耗的功率约为故AC正确，BD错误。故选AC。

二、焦耳定律、热功率

6．电阻丝通有2A电流后，10s内产生的热量为120J，则该电阻丝的阻值为（）

A． B． C． D．

【答案】B

【详解】由焦耳定律得解得故选B。

7．在直流电路中，两个电阻的阻值之比R1:R2=2:1，通过的电流之比I1:I2=2:1，则在相等时间内两个电阻产生的热量Q1:Q2为（）

A．1：1 B．2：1 C．4：1 D．8：1

【答案】D

【详解】已知两个导体的电阻阻值之比是2：1，通过的电流之比是2：1，通电时间t相同，则产生的热量之比故选D。

8．如图所示，横截面都是正方形的三段导体，它们的材料和长度都相同，导体B刚好能嵌入导体A，导体C刚好能嵌入导体B，现将三段导体串联接入到同一电路中，则（）

A．导体C的电阻最大

B．导体A两端的电压最大

C．导体B消耗的电功率最大

D．三段导体在相等时间内产生的热量相等

【答案】D

【详解】A．由题知三个电阻的电阻率相同，长度l相同，根据电阻定律

可知比较横截面积S即可比较三者电阻的大小，由几何知识得所以三个电阻的阻值相等，故A错误；BC