高中物理焦耳定律综合题

在如图A所示电路中，电源电动势为E = 6V，内阻不计，小灯L上标有“6V，0.3A”字样，滑动变阻器R₁的阻值范围是0～20Ω，电阻R₂上标有“15Ω，4A”字样，电流表的量程为0～0.6A。

甲、乙两同学在讨论滑动变阻器功率的取值范围时，甲同学认为：由于电流表允许通过的最大电流为0.6A，所以通过R₁的最大电流为  I_1m = I_Am–I_L =" 0.6A–0.3A" = 0.3A，这时滑动变阻器R₁两端的电压为  U_1m = E－I_1m R₂ = 6V－0.3×15V =" 1.5V" ，因此， 滑动变阻器的最大功率为   P_1m = I_1m U_1m=" 0.3×1.5W" = 0.45W。
乙同学不同意甲同学的看法，他认为滑动变阻器的功率决定于通过它的电流和它两端电压的乘积，即P₁ = I₁ U₁，电流最大时功率未必最大，只有电流、电压的乘积最大时，功率才最大，如图B所示。
你认为甲、乙两位同学中，哪位同学的看法正确，如果你认为甲同学正确，请简述他正确的理由；如果你认为乙同学正确，请求出滑动变阻器R₁的最大功率P_1m。

有一起重机用的直流电动机，如图7-2-8所示，其内阻r＝0.8Ω，线路电阻R＝10Ω，电源电压U＝150V，电压表示数为110V，求：
（1）通过电动机的电流；
（2）输入到电动机的功率P_入；
（3）电动机的发热功率P_r，电动机输出的机械功率．

甲、乙两地相距30 km，用两条导线由甲地向乙地送电，由于两地之间某处导线同时触地而发生故障，在甲地加20 V电压，乙地测得电压为10 V；若在乙地加50 V电压，甲地测得电压为10 V.试确定故障发生处离甲地多远.

大气中存在可自由运动的带电粒子，其密度随距地面高度的增加而增大，可以把离地面l="50" km以下的大气看作是具有一定程度漏电的均匀绝缘体(即电阻率较大的物质)；离地面50 km以上的大气则可看作是带电粒子密度非常高的良导体．地球本身带负电，其周围空间存在电场，离地面l="50" km处与地面之间的电势差约为U=3.0×10⁵ V．由于电场的作用，地球处于放电状态，但大气中频繁发生雷暴又对地球充电，从而保证了地球周围电场恒定不变．统计表明，雷暴每秒带给地球的平均电荷量约为q="1" 800 C．试估算大气电阻率ρ和地球漏电功率P．(已知地球半径r="6" 400 km，结果保留一位有效数字)

．某一用直流电动机提升重物的装置如图所示，重物的质量m="50" kg，稳定电压U=110 V，不计各处摩擦，当电动机以v="0.90" m／s的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流I="5" A，试计算电动机线圈的电阻为多少欧?(g取10 m／s²)

一只电阻接到稳压电源上后，消耗的电功率为110 W．通过3 C电荷量时，有330 J的电能转化成热能，求通过电阻的电流.

一台小型发动机在3 V电压下工作，通过它的电源的电流是0.2 A,用此电动机提升重力为4 N的物体时，在30 s内可使该物体匀速提升3 m.若不计除电动机线圈发热以外的其他能量损失，求在提升重物的30 s内，电动机线圈所产生的热量.

如图14-5-6所示，为电动机提升重物的装置，电动机线圈电阻为r="1" Ω，电动机两端电压为5 V，电路中的电流为1 A，物体A重20 N，不计摩擦力，求：

图14-5-6
（1）电动机线圈电阻上消耗的热功率是多少？
（2）电动机输入功率和输出功率各是多少？
（3）10 s内，可以把重物A匀速提升多高？
（4）这台电动机的机械效率是多少？

潮汐发电是利用涨落潮的水位差来工作的.潮差越大，海水流量越大，发电功率也越大.我国潮汐能可供开发的总装机量为3.6×10⁶kW，1980年8月，在浙江江厦建成第一座潮汐电站，装机量为3×10³kW，平均年发电量为1.07×10⁷kW·h，其规模居世界第二位.
（1）试根据上文中给出的数据，计算我国建造的江厦潮汐电站平均每天满负荷工作几小时？
（2）设江厦潮汐电站涨潮和落潮时的平均潮差为6 m，则每次涨潮时流量是多大？（设潮汐电站的总能量转换效率为50%）

将阻值为R="36" Ω的电阻丝浸入质量为m="200" g、温度为t₁="20" ℃的煤油中，电阻丝两端接在电压为U="6" V的电源上，假设电阻丝放出的热量全部被煤油吸收，经过t="7" mIn的时间后，煤油的温度t₂是多少度？〔煤油的比热容c="0.5" caL/（g·℃）〕

如图14-5-6所示，有一只灯泡，当接在电压为U的恒压电源两极A、B上时，其实际功率为9 W，当改接在C、D两点时，其实际功率为4W，试问当灯接在C、D两点时，导线（AC段和BD段）消耗的功率是多少？（图中虚线所示的导线电阻不计）

图14-5-6

微型吸尘器的直流电动机内阻一定，当加上0.3 V的电压时，通过的电流为0.3 A，此时电动机不转.当加在电动机两端的电压为2.0 V时，电流为0.8 A，这时电动机正常工作，则吸尘器的效率为多少？

如图所示，电阻R₁="2" Ω，R₂="4" Ω，R₃="6" Ω.电容C="5" μF.电源电压U="6" V不变，分别求电键S断开和闭合两种情况下，电路达稳定状态后电容器的带电荷量和电源对电路提供的功率.

如图所示，灯L上标有200 W，电动机上标有2 000 W，在A、B两端加上220 V电压时，灯和电动机均正常工作，求电灯正常工作时的电阻.