格物学 电磁学电功和电功率

焦耳定律-电功和电功率知识点教师选题基础单选题自测题答案-江苏省等高中物理,平均正确率64.0%

2025-06-25
焦耳定律-电功和电功率知识点教师选题基础单选题自测题答案-江苏省等高中物理,平均正确率64.0%
1、['焦耳定律', '电功与电功率定义、表达式、物理意义及简单应用']

正确率80.0%取两根完全相同的电阻丝,第一次将两根电阻丝串联,两端加电压$${{U}}$$时,经$${{t}_{1}}$$时间产生的热量为$${{Q}}$$;第二次将两根电阻丝分别均匀拉长一倍后再并联,两端加相同的电压$${{U}}$$,经$${{t}_{2}}$$时间产生的热量为$${{2}{Q}}$$。则$$\frac{t_{1}} {t_{2}}$$为$${{(}{)}}$$

A.$${{4}}$$:$${{1}}$$

B.$${{2}}$$:$${{1}}$$

C.$${{1}}$$:$${{2}}$$

D.$${{1}}$$:$${{4}}$$

2、['电阻定律', '电动势的定义式、单位、物理意义及决定因素', '焦耳定律', '电场强度的表达式和单位', '电功与电功率定义、表达式、物理意义及简单应用']

正确率40.0%下面对一些概念及公式的理解,其中正确的是$${{(}{)}}$$

A.由$$E=\frac{F} {q}$$可知,电场中某点的电场强度和放在该点的试探电荷有关

B.公式$$E=\frac{W} {q}$$,电源电动势$${{E}}$$等于非静电力做功$${{W}}$$与移动相应电荷的电荷量$${{q}}$$的比值

C.由$$\rho=\frac{R S} {L}$$可知,导体的电阻率跟导体的电阻和横截面积的乘积成正比

D.公式$$Q=I^{2} R t$$,只适用于计算纯电阻电路的电热,不适用于非纯电阻电路电热的计算

3、['交变电流的描述', '焦耳定律', '平均值、有效值']

正确率80.0%将一个阻值为$${{R}}$$的电阻接在电压为$$u=2 2 0 \sqrt{2} \operatorname{s i n} 3 1 4 t ( V )$$的正弦交流电源上,在$${{1}{s}}$$内产生的热量为$${{Q}}$$,若将该电阻接在电压为$${{1}{1}{0}{V}}$$的直流电源上,在$${{4}{s}}$$内其产生的热量为$${{(}{)}}$$

B

A.$$\frac{Q} {2}$$

B.$${{Q}}$$

C.$${{2}{Q}}$$

D.$${{4}{Q}}$$

4、['焦耳定律', '电功与电功率定义、表达式、物理意义及简单应用']

正确率80.0%关于电功和电热的计算,下列说法正确的是$${{(}{)}}$$

A

A.如果是纯电阻电路,电功可用公式$$W=U I t$$计算,也可用公式$$W=I^{2} \, R t$$计算

B.如果是纯电阻电路,电热可用公式$$W=I^{2} \, R t$$计算,但不能用公式$$W=U I t$$计算

C.如果不是纯电阻电路,电功只能用公式$$W=I^{2} \, R t$$计算

D.如果不是纯电阻电路,电热可用公式$$W=I^{2} \, R t$$计算,也可用公式$$W=U I t$$计算

5、['焦耳定律', '平均值、有效值', '电功与电功率定义、表达式、物理意义及简单应用']

正确率80.0%通过某电阻$${{R}}$$的电流$${{i}}$$与时间$${{t}}$$的关系如图所示,$${{R}{=}{{1}{0}}{Ω}}$$,则从$${{t}{=}{0}}$$开始到$${{t}{=}{1}{s}}$$的时间内,电阻$${{R}}$$上产生的热量为$${{(}{)}}$$

A

A.$${{1}{2}{5}{J}}$$

B.$${{2}{5}{0}{J}}$$

C.$${{3}{7}{5}{J}}$$

D.$${{5}{0}{0}{J}}$$

6、['焦耳定律', '平均值、有效值']

正确率80.0%一只电阻先后通有四种不同形式的电流,电流随时间变化的情况如图所示,则在相同的时间内电阻产生热量最小的是$${{(}{)}}$$

B

A.

B.

C.

D.

7、['正弦式交变电流的公式及图像', '焦耳定律', '瞬时值、峰值']

正确率80.0%如图所示为一个正弦式电流的波形图,下列说法中正确的是$${{(}{)}}$$

D

A.线圈内电流方向每秒钟改变$${{5}}$$次

B.当$${{t}{=}{0}}$$时,线圈平面与中性面重合

C.$${{0}{~}{{0}{.}{0}{5}}{s}}$$内该电流的平均值为$${{5}{A}}$$

D.若该电流经过$${{R}{=}{1}{Ω}}$$的电阻,则$${{1}{s}}$$内产生的焦耳热为$${{5}{0}{J}}$$

8、['焦耳定律', '导体棒或线圈切割磁感线时引起的感应电动势及计算', '平均值、有效值']

正确率40.0%

如图所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场,磁感应强度为 $${{B}{.}}$$ 电阻为 $${{R}}$$ 、半径为 $${{L}}$$ 、圆心角为 $${{4}{5}{°}}$$ 的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的 $${{O}}$$ 轴以角速度 $${{ω}}$$ 匀速转动 $${{(}{O}}$$ 轴位于磁场边界 $${{)}{.}}$$ 则线框内产生的感应电流的有效值为 $${{(}{)}}$$

C

A.$$\frac{\sqrt{2} B L^{2} \omega} {2 R}$$

B.$$\frac{\sqrt{2} B L^{2} \omega} {4 R}$$

C.$$\frac{B L^{2} \omega} {4 R}$$

D.$$\frac{B L^{2} \omega} {2 R}$$

9、['焦耳定律', '电路中的能量转化--非纯电阻电路']

正确率40.0%

如图 $${{1}}$$ 所示,用充电宝为一手机电池充电,其等效电路如图 $${{2}}$$ 所示。在充电开始后的一段时间 $${{t}}$$ 内,充电宝的输出电压 $${{U}}$$ 、输出电流 $${{I}}$$ 可认为是恒定不变的,设手机电池的内阻为 $${{r}}$$ ,则时间 $${{t}}$$ 内 $${{(}{)}}$$


C

A.充电宝输出的电功率为$$U I+I^{2} r$$

B.充电宝产生的热功率为$${{I}^{2}{r}}$$

C.手机电池储存的化学能为$$U I t-I^{2} \mathrm{r t}$$

D.手机电池产生的焦耳热为$$\frac{U^{2}} {r} t$$

10、['焦耳定律']

正确率40.0%输电线路会产生电能损失的$${{.}}$$一根某型号铜导线电阻约为$${{0}{.}{6}{Ω}}$$,通过$${{2}{A}}$$的电流时,$${{1}{0}{s}}$$内产生的热量约为$${{(}{)}}$$

A.$${{5}{J}}$$

B.$${{1}{0}{J}}$$

C.$${{2}{4}{J}}$$

D.$${{3}{2}{J}}$$

1. 解析:

设每根电阻丝的电阻为$$R$$。

第一次串联:总电阻$$R_1 = 2R$$,热量$$Q = \frac{U^2}{2R} t_1$$。

第二次拉长并联:拉长一倍后电阻变为$$4R$$(电阻与长度成正比,横截面积成反比),并联总电阻$$R_2 = \frac{4R \times 4R}{4R + 4R} = 2R$$。热量$$2Q = \frac{U^2}{2R} t_2$$。

由$$Q = \frac{U^2}{2R} t_1$$和$$2Q = \frac{U^2}{2R} t_2$$,得$$\frac{t_1}{t_2} = \frac{1}{2}$$,即选项D。

2. 解析:

A错误,电场强度与试探电荷无关;B正确,电动势定义是非静电力做功与电荷量的比值;C错误,电阻率是材料属性,与电阻和横截面积无关;D错误,焦耳定律适用于所有电路。故选B。

3. 解析:

正弦交流电有效值$$U_{\text{有效}} = \frac{220\sqrt{2}}{\sqrt{2}} = 220V$$,1秒内热量$$Q = \frac{220^2}{R} \times 1$$。

直流电4秒内热量$$Q' = \frac{110^2}{R} \times 4 = \frac{12100 \times 4}{R} = \frac{48400}{R}$$。

由$$Q = \frac{48400}{R}$$,得$$Q' = Q$$,故选B。

4. 解析:

A正确,纯电阻电路中电功可用$$W=UIt$$或$$W=I^2Rt$$计算;B错误,电热也可用$$W=UIt$$计算;C错误,非纯电阻电路电功只能用$$W=UIt$$;D错误,非纯电阻电路电热只能用$$W=I^2Rt$$。故选A。

5. 解析:

电流随时间变化,热量需积分计算。$$Q = \int_0^1 I^2 R \, dt = R \int_0^1 I^2 \, dt$$。由图可知电流为方波,有效值$$I_{\text{有效}} = 5A$$,故$$Q = 10 \times 5^2 \times 1 = 250J$$,选B。

6. 解析:

热量由电流有效值决定。A为直流$$I=2A$$;B有效值$$I_{\text{有效}} = \sqrt{\frac{4^2 + 3^2}{2}} = \sqrt{12.5}$$;C有效值$$I_{\text{有效}} = \sqrt{\frac{2^2 \times 0.02 + 4^2 \times 0.01}{0.03}} \approx 2.31A$$;D有效值$$I_{\text{有效}} = \sqrt{\frac{3^2 \times 0.02 + 2^2 \times 0.01}{0.03}} \approx 2.16A$$。A有效值最小,热量最小,选A。

7. 解析:

A错误,频率$$f=5Hz$$,每周期方向改变2次,故每秒改变10次;B正确,$$t=0$$时电流为零,线圈在中性面;C错误,平均值为0;D正确,有效值$$I_{\text{有效}} = \frac{10}{\sqrt{2}} \approx 7.07A$$,热量$$Q = 7.07^2 \times 1 \times 1 = 50J$$。故选D。

8. 解析:

线框转动产生正弦交流电,峰值电动势$$E_m = B L^2 \omega$$,有效值$$E_{\text{有效}} = \frac{E_m}{\sqrt{2}} = \frac{B L^2 \omega}{\sqrt{2}}$$。电流有效值$$I_{\text{有效}} = \frac{E_{\text{有效}}}{R} = \frac{B L^2 \omega}{\sqrt{2} R}$$。因线框只有$$\frac{1}{8}$$周期在磁场中,实际有效值需乘以$$\frac{1}{2}$$,故$$I_{\text{有效}} = \frac{\sqrt{2} B L^2 \omega}{4 R}$$,选B。

9. 解析:

A错误,充电宝输出功率为$$UI$$;B错误,充电宝内阻未给出;C正确,电池储存化学能为$$UIt - I^2 r t$$;D错误,焦耳热为$$I^2 r t$$。故选C。

10. 解析:

热量$$Q = I^2 R t = 2^2 \times 0.6 \times 10 = 24J$$,选C。

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