高中物理焦耳定律试题

在如图所示的电路中，R₁=2Ω，R₂=R₃=4Ω，当电键K接a时，R₂上消耗的电功率为4W，当电键K接b时，电压表示数为4.5V．试求：

（1）当电键K接a时，通过电源的电流和电源两端的电压；
（2）电源的电动势和内电阻；
（3）当电键K接c时，求电源输出功率．

如图所示的电路中，电源的电动势E="80" V，内电阻r=2Ω，R1=4Ω，R2为滑动变阻器.问：

（1）R2阻值为多大时，它消耗的功率最大？
（2）如果要求电源输出功率为600 W，外电路电阻R2应取多少？此时电源效率为多少？
（3）该电路中R2取多大时，R1上功率最大？

如图所示，一电荷量q=＋3×10^-5C的小球，用绝缘细线悬挂于竖直放置足够大的平行金属板中的O点。电键S合上后，小球静止时细线与竖直方向的夹角θ=37⁰。已知两板间距d=0.1m，电源电动势E=15V，内阻r=0.5Ω，电阻R₁=3Ω，R₂=R₃=R₄=8Ω，。取g=10m/s²，已知sin37⁰=0.6,cos37⁰=0.8。求：

（1）电源的输出功率；
（2）两板间的电场强度的大小；
（3）带电小球的质量。

在如图甲所示的电路中，R₁为定值电阻，R₂为滑动变阻器。闭合电键S，将滑动变阻器的滑动触头P从最右端滑到最左端，两个电压表的示数随电路中电流变化的完整过程图线如图乙所示。则

A．图线甲是电压表V2示数随电流变化的图线

B．电源内电阻的阻值为10Ω

C．电源的最大输出功率为3.6W

D．滑动变阻器R2的最大功率为0.9W

在如图所示的电路中，电源内阻不能忽略，当滑动变阻器滑片移动时，电流表示数变大，则

A．电源的总功率一定增大

B．电源的输出功率一定增大

C．电源内部消耗功率一定减小

D．电源的效率一定减小

伏安法可以测纯电阻，也可以测非纯电阻电学元件的输入电压和电流，从而求出其输入功率。用如图（A）所示的电路可以测定一个额定电压为6V、额定功率为3W的直流电动机的电功率。
（1）下面的实物连接图就是测直流电动机的输入功率的实物连接图，请根据实物连接图在虚线框内画出实验电路图；（直流电动机的符号用表示）

（2）实验中保持电动机两端电压U恒为6V，重物每次上升时选取匀速上升阶段，测量其上升的高度h和时间t，h每次均为1.5m，所测物理量及测量结果部分数值（空缺表格部分的数据隐去）如下表所示。

实验次数	1	2	3	4	5	6
电动机的电流(I/A)	0.2	0.4	0.6	0.8	2.5	2.5
提重物重力Mg/N	0.8	2.0	4.0	6.0	6.5	7.0
重物上升时间(t/s)	1.4	1.7	2.3	2.7	电机不转	电机不转

从实验数据中，可以根据某些数据计算出电动机线圈的内阻，其阻值为________Ω。
（3）电动机效率η等于输出的机械功率与输入的电功率的比值，请推导出电动机效率η的表达式为η=_________（用题目中的符号表示）；现在用前4次实验数据（包括空缺表格部分隐去的数据）做出Mg/I—t的图象，如图所示，请由图象给出的数据求出电动机的平均效率        ℅。（结果保留三位有效数字）

(8分)如图所示，MN、PQ为足够长的平行金属导轨，间距L=0.50m，导轨平面与水平面间夹角θ=37°，N、Q间连接一个电阻R=5.0Ω，匀强磁场垂直于导轨平面向上，磁感应强度B=1.0T。将一根质量m=0.050kg的金属棒放在导轨的ab位置，金属棒及导轨的电阻不计。现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与导轨垂直，且与导轨接触良好。已知金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.50，当金属棒滑行至cd处时，其速度大小开始保持不变，位置cd与ab之间的距离s=2.0m。已知g=10m/s²，sin37°=0.60，cos37°=0.80。求：

(1)金属棒沿导轨开始下滑时的加速度大小；
(2)金属棒达到cd处的速度大小；
(3)金属棒由位置ab运动到cd的过程中，电阻R产生的热量。

在如图所示的U—I图像中，直线a为某电源的路端电压U与干路电流I的关系图像，直线b为某电阻R的伏安特性曲线。用该电源和电阻R连接成闭合电路，由图像可知(        )

A．R的阻值1.5 Ω

B．电源电动势为3V，内电阻为0.5 Ω

C．电源的输出功率为3.0 W

D．电阻R的电功率为1.5 W

如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1 m，导轨平面与水平面成θ＝37°角，下端连接阻值为R＝2 Ω的电阻．磁场方向垂直导轨平面向上，磁感应强度为0.4 T．质量为0.2 kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.25.金属棒沿导轨由静止开始下滑．（g＝10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）

（1）判断金属棒下滑过程中产生的感应电流方向；
（2）求金属棒下滑速度达到5 m/s时的加速度大小；
（3）当金属棒下滑速度达到稳定时，求电阻R消耗的功率．

微型吸尘器的直流电动机的电阻一定，当加在电机上的电压为0.3V时，电机不转，但流过电机的电流为0.3A；当所加电压为2V时，电机正常工作，工作电流为0.8A，求电动机正常工作时效率是多少？

如图所示电路中，灯泡L的电阻大于电源的内阻r，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向左移动一段距离后，下列结论正确的是（　　 　）

A．灯泡L变亮

B．电源的输出功率变小

C．电容器C上电荷量减少

D．电流表示数减小，电压表示数增大

如图所示，电源的电动势E=110V，电阻R₁=21Ω，电动机绕组的电阻R₀=0.5Ω，电键S₁始终闭合。当电键S₂断开时，电阻R₁的电功率是525W；当电键S₂闭合时，电阻R₁的电功率是336W，求

（1）电源的内电阻；
（2）当电键S₂闭合时流过电源的电流和电动机的输出功率。

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变化的图线画在同一坐标系内，如图所示，根据图线可知   (      )

A．反映Pr变化的图线是a

B．电源电动势为8 V

C．电源内阻为2 Ω

D．当电流为0.5 A时，外电路的电阻为6 Ω

在如图甲所示的电路中，电源电动势为3.0V，内阻不计，L₁、L₂、L₃为三个特殊材料制成的相同规格的小灯泡，这种灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，当开关S闭合稳定后：(      )

A．L1、L2、L3的电阻相同

B．L3两端的电压为L1的2倍

C．通过L3的电流是L1的2倍

D．L3消耗的功率为0.75W

浙江省“十二五”水利发展规划指出，若按现有供水能力测算，我省供水缺口极大，蓄引提水是目前解决供水问题的重要手段之一．某地要把河水抽高20m，进入蓄水池，用一台电动机通过传动效率为80%的皮带，带动效率为60%的离心水泵工作．工作电压为380V，此时输入电动机的电功率为19kW，电动机的内阻为0.4Ω.已知水的密度为1×10³kg/m³，重力加速度取10m/s².求：
(1)电动机内阻消耗的热功率；
(2)将蓄水池蓄入864m³的水需要的时间(不计进、出水口的水流速度)．