焦耳定律(时间：40分钟分值：100分)一、选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分)1．功率为10W的发光二极管(LED灯)的亮度与功率为60W的白炽灯相当。根据国家节能战略，2016年前普通白炽灯应被淘汰。假设每户家庭有2个60W的白炽灯，均用10W的LED灯替代，估算出全国一年能节省的电能最接近()A．5×108kW·hB．5×1010kW·hC．5×1012kW·hD．5×1013kW·hB[解答本题的关键是要了解全国有多少家庭及每天亮灯的时间，全国大约有4.5亿户人家，每天亮灯时间大约3h，已知白炽灯和LED灯的额定功率分别为60W和10W，根据公式W＝Pt得全国一年节省的电能最接近W＝2ΔPt＝2×(0.06－0.01)×4.5×108×3h×365kW·h＝4.9×1010kW·h，故B正确。]2．如果家里的微波炉(1000W)、电视机(100W)和洗衣机(400W)平均每天都工作2h，一个月(30天计)的用电量是()A．10kW·hB．20kW·hC．45kW·hD．90kW·hD[P＝1000W＋100W＋400W＝1500W＝1.5kW，故W＝Pt＝1.5kW×2h×30＝90kW·h。]3．如图所示为一电烙铁，电烙铁通电一段时间后，会变得很烫，而连接电烙铁的导线却不怎么热，其主要原因是()A．导线有绝缘皮，隔热效果好B．导线较长，散热比电烙铁快C．导线的电阻远小于电烙铁的电阻D．通过导线的电流小于通过电烙铁的电流C[由热功率P＝I2R可知，电烙铁和导线串联，电流相等，导线的电阻远小于电烙铁的电阻，故电烙铁很烫而导线不怎么热，选项C正确。]4．如图所示，A、B两点间电压为18V，R1＝0.2Ω，电动机M线圈的电阻也是0.2Ω，电路中的电流是25A，则此电路中电能转化为机械能的效率是()A．72%B．28%C．55.6%D．44.4%D[电路中总的电功率P＝UI＝450W，电路中的热功率P热＝I2(R1＋r)＝250W，则电路中电能转化为机械能的效率为η＝eq\f(P－P热,P)×100%≈44.4%，D正确。]5．两盏额定功率相同的灯泡A和B，其额定电压UA>UB，则下列说法正确的是()A．两灯正常发光时，灯泡的电流强度IA>IBB．两灯电阻RA<RBC．将两灯串联后接入电路中发光时，则灯泡的功率PA<PBD．将两灯并联后接入电路中发光时，则灯泡的功率PA′<PB′D[由P＝eq\f(U2,R)可知RA>RB，由P＝UI可知额定电流IA<IB。两灯串联后，由串联电路的功率分配关系可知P∝R，所以PA>PB；两灯并联后，由并联电路的功率分配关系可知P∝eq\f(1,R)，所以PA′<PB′。]6．有一个电风扇，标有“200V50W”，电动机线圈的电阻为0.4Ω，把它接入220V的电路中，以下几种计算时间t内产生热量的方法中正确的是()A．Q＝eq\f(U2t,R)B．Q＝PtC．Q＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(P,U)))eq\s\up12(2)·RtD．以上三种方法均正确C[通过电风扇的电流为I＝eq\f(P,U)，因为电风扇不是纯电阻电路，所以其焦耳热为Q＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(P,U)))eq\s\up12(2)·Rt，而不应该是Q＝eq\f(U2t,R)或Q＝Pt，C正确。]二、非选择题(14分)7．一台线圈电阻为2Ω的电动机接在110V的电路中工作时，通过电动机的电流为10A，求这台电动机消耗的电功率、发热功率、转化成的机械功率和电动机的效率。[解析]电动机消耗的电功率即电路输入给电动机的功率P′＝IU＝10×110W＝1100W发热功率P热＝I2R＝102×2W＝200W转化成的机械功率P＝P′－P热＝1100W－200W＝900W机械效率η＝eq\f(P,P1)×100%＝eq\f(900,1100)×100%≈82%。[答案]1100W200W900W82%一、选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分)1.如图所示电路中，各灯泡额定电压和额定功率分别是：A灯“10V10W”，B灯“60V60W”，C灯“20V20W”，D灯“20V20W”。在a、b两端加上电压后，四个灯泡都能发光。比较各灯泡消耗功率大小，以下说法正确的是()A．PB>PD>PA>PCB．PB>PA>PD＝PCC．PB>PD>PC>PAD．PA>PC>PD>PBB[由R＝eq\f(U2,P)可知，灯的电阻RA＝10Ω，RB＝60Ω，RC＝RD＝20Ω，C、D