高中物理焦耳定律试题

如图所示，电源电动势为E，内电阻为，电表为理想电表，灯泡电阻恒定，当滑动变阻器的滑片由端滑向端的过程中，下列说法正确的是（  ）

A．灯泡消耗的功率逐渐增大

B．电压表、电流表示数均减小

C．电源消耗的总功率增大，热功率减小

D．电压表示数改变量与电流表示数变化量比值的绝对值恒定不变

有一种“电测井”技术，用钻头在地上钻孔，通过在钻孔中进行电特性测量，可以反映地下的有关情况，如图所示为一钻孔，其形状为圆柱体，半径为10 cm，设里面充满浓度均匀的盐水，其电阻率ρ＝0.314 Ω·m，现在钻孔的上表面和底部加上电压，测得U＝100 V，I＝100 mA。

(1)求：该钻孔的深度。
(2)若截取一段含盐水的圆柱体与电动势为200 V、内阻为100 Ω的电源相连，通电10 min，当截取的圆柱体长度为多少时，盐水产生的热量最多，最多为多少？

在电源电压不变的情况下，为使正常工作的电热器在单位时间内产生的热量增加一倍，下列措施最可行的是（    ）

A．剪去一半的电阻丝

B．并联一根相同的电阻丝

C．串联一根相同的电阻丝

D．将原电阻丝对折后接入电路

额定电压为4.0V的直流电动机的线圈电阻为1.0，正常工作时，电动机线圈每秒产生的热量为4.0J，下列计算结果正确的是

A．电动机正常工作时的电流强度为4.0A

B．电动机正常工作时的输出功率为8.0W

C．电动机每分钟将电能转化成机械能为240.0J

D．电动机正常工作时的输入功率为4.0W

关于电功，下列说法中正确的是（   ）

A．电功的实质是电场力所做的功

B．电功就是电热，两量是一回事

C．电场力做功使金属导体内的自由电子运动的速率越来越大

D．电流通过电动机时的电功率和热功率相等

某同学将一直流电源的总功率P_E、输出功率P_R和电源内部的发热功率P_r随电流I变化的图线画在了同一坐标内，如右图所示，则电源内阻r=__________Ω，当电流为1.5A时，外电路的电阻R=__________Ω。

如图所示为“风光互补路灯”系统，它在有阳光时通过太阳能电池板发电，有风时通过风力发电机发电，二者皆备时同时发电，并将电能输至蓄电池储存起来，供路灯照明使用。为了能使蓄电池的使用寿命更为长久，一般充电至90％左右即停止，放电余留20％左右即停止电能输出。下表为某型号风光互补路灯系统配置方案：

风力发电机	太阳能电池组件
最小启动风速	1.0m/s	太阳能电池	36W
最小充电风速	2.0m/s	太阳能转化效率	15%
最大限制风速	12.0m/s	蓄电池	500Ah-12V
最大输出功率	400W	大功率LED路灯	80W-12V

当风速为6m／s时，风力发电机的输出功率将变为50W，在这种情况下，将蓄电池的电量由20％充至90％所需时间为          h；如果当地垂直于太阳光的平面得到的太阳辐射最大强度约为240W／m²，要想使太阳能电池的最大输出功率达到36W，太阳能电池板的面积至少要            m²。

一般在微型控制电路中，由于电子元件体积很小，直接与电源连接会影响电路精准度，所以采用“磁”生“电”的方法来提供大小不同的电流。在某原件工作时，其中一个面积为S=4×10^-4m²，匝数为10匝，每匝电阻为0.02Ω的线圈放在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，磁感应强度大小B随时间t变化的规律如图1所示。

（1）求在开始的2s内，穿过线圈的磁通量变化量；
（2）求在开始的3s内，线圈产生的热量；
（3）小勇同学做了如图2的实验：将并排在一起的两根电话线分开，在其中一根电话线旁边铺设一条两端分别与耳机连接的导线，这条导线与电话线是绝缘的，你认为耳机中会有电信号吗？写出你的观点，并说明理由。

通过一阻值R=100Ω的电阻的交变电流如图所示，其周期为1s．电阻两端电压的有效值为（ ）

A．12V

B．4V

C．15V

D．8V

如图所示，竖直面内有一个闭合导线框ACDE（由细软导线制成）挂在两固定点A.D上，水平线段AD为半圆的直径，在导线框的E处有一个动滑轮，动滑轮下面挂一重物，使导线处于绷紧状态。在半圆形区域内，有磁感应强度大小为B.方向垂直纸面向里的有界匀强磁场。设导线框的电阻为r，圆的半径为R，在将导线上的C点以恒定角速度ω（相对圆心O）从A点沿圆弧移动的过程中，若不考虑导线中电流间的相互作用，则下列说法正确的是（ ）

A.在C从A点沿圆弧移动到D点的过程中，导线框中感应电流的方向先逆时针，后顺时针
B.在C从A点沿圆弧移动到图中 ∠ADC=30°位置的过程中，通过导线上C点的电量为
C.当C沿圆弧移动到圆心O的正上方时，导线框中的感应电动势最大
D.在C从A点沿圆弧移动到D点的过程中，导线框中产生的电热为

在研究微型电动机的性能时，可采用右图所示的实验电路。当调节滑动变阻器R，使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为1.0A和1.0V；重新调节R，使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0A和15.0V。则当这台电动机正常运转时

A．电动机的内阻为7.5Ω

B．电动机的内阻为2.0Ω

C．电动机的输出功率为30.0W

D．电动机的输出功率为26.0W

如图所示，闭合电键S，电压表的示数为U，电流表的示数为I，现向左调节滑动变阻器R的触头P，电压表V的示数改变量的大小为ΔU，电流表的示数改变量大小为ΔI，则下列说法正确的是（  ）

A．变大

B．变大

C．电阻R1的功率变大

D．电源的总功率变大

如下图所示，一水平放置的平行导体框宽度L=0．5m，接有R=0.2Ω的电阻，磁感应强度B=0．4T的匀强磁场垂直导轨平面方向向下，现有一导体棒ab跨放在框架上，并能无摩擦地沿框架滑动，框架及导体棒ab电阻都不计，当ab以v=4．0m/s的速度向右匀速滑动时，试求：

（1）导体棒ab上的感应电动势E的大小及感应电流的方向；
（2）要维持ab向右匀速运动，作用在ab上的水平外力F应为多少？
（3）电阻R上产生的热功率P多大？

如图所示，在光滑绝缘的水平面上方，有两个方向相反的水平方向的匀强磁场，PQ为两磁场的边界，磁场范围足够大，磁感应强度的大小分别为B₁＝B，B₂＝2B，一个竖直放置的边长为a、质量为m、电阻为R的正方形金属线框，以初速度v垂直磁场方向从图中实线位置开始向右运动，当线框运动到在每个磁场中各有一半的面积时，线框的速度为v/2，则下列判断正确的是

A．此过程中通过线框截面的电量为

B．此过程中线框克服安培力做的功为mv^2

C．此时线框的加速度为

D．此时线框中的电功率为

如图是某学习小组在空旷的场地上做“摇绳发电实验”的示意图．他们将一铜芯线像甩跳绳一样匀速摇动，铜芯线的两端分别通过细铜线与灵敏交流电流表相连．摇绳的两位同学的连线与所在处的地磁场（可视为匀强磁场）垂直．摇动时，铜芯线所围成半圆周的面积S=2m²，转动角速度ω=rad/s，用电表测得电路中电流    I=40μA，电路总电阻R=10Ω，取．

（1）求该处地磁场的磁感应强度B；
（2）从铜芯线所在平面与该处地磁场平行开始计时，求其转过四分之一周的过程中，通过电流表的电量q；
（3）求铜芯线转动一周的过程中，电路产生的焦耳热Q．