焦耳定律知识点题库

在下列用电器中，那些用电器接到电路中消耗的电能等于电流产生的热量（）

A . 电扇和电吹风 B . 白炽灯、电烙铁和电热毯 C . 洗衣机和电冰箱 D . 电解槽

把两根电阻相同的电热丝先串联后并联分别接在同一电源上，若要产生相等的热量，则两种方法所需的时间之比t_串∶t_并为( )

A . 1∶1 B . 2∶1 C . 4∶1 D . 1∶4

一个电热器接到55V的直流电源上所产生的热功率刚好是接到某交流电源上产生的热功率的

，那么，这个交流电源的路端电压是 V；先后两次通过电热器的电流之比为。

如图甲所示，MN、PQ是固定于同一水平面内相互平行的粗糙长直导轨，间距L=2.0m，R是连在导轨一端的电阻，质量m=2.0Kg的导体棒ab垂直跨在导轨上，电压传感器（内阻很大，相当于理想电压表）与这部分装置相连．导轨所在空间有磁感应强度B=0.50T、方向竖直向下的匀强磁场．从t=0开始对导体棒ab施加一个水平向左的拉力，使其由静止开始沿导轨向左运动．电压传感器测出R两端的电压随时间变化的图线如图乙所示，其中OA、BC段是直线，AB之间是曲线，且BC段平行于横轴．已知从2.4s起拉力的功率P=18W保持不变．导轨和导体棒ab的电阻均可忽略不计，导体棒ab在运动过程中始终与导轨垂直，且接触良好．不计电压传感器对电路的影响．g取10m/s² ．求：

（1） 4.4s时导体棒产生的感应电动势大小、导体棒的速度大小；
（2）在2.4s至4.4s的时间内，该装置总共产生的热量Q；
（3）导体棒ab与导轨间的动摩擦因数μ和电阻R的值．

如图所示，两根足够长且平行的光滑金属导轨所在平面与水平面成α=53°角，导轨间接一阻值为3Ω的电阻R，导轨电阻忽略不计．在两平行虚线间有一与导轨所在平面垂直的匀强磁场，磁场区域的宽度为d=0.5m．导体棒a的质量为m₁=0.1kg、电阻为R₁=6Ω；导体棒b的质量为m₂=0.2kg、电阻为R₂=3Ω，它们分别垂直导轨放置并始终与导轨接触良好．现从图中的M、N处同时将a、b由静止释放，运动过程中它们都能匀速穿过磁场区域，且当a刚出磁场时b正好进入磁场．（sin53°=0.8，cos53°=0.6，g取10m/s² ， a、b电流间的相互作用不计），求：

（1）在b穿越磁场的过程中a、b两导体棒上产生的热量之比；
（2）在a、b两导体棒穿过磁场区域的整个过程中，装置上产生的热量；
（3） M、N两点之间的距离．

下列用电器中，消耗的电能主要转化为内能的是（）

A . 电风扇 B . 电动机 C . 电动自行车 D . 电水壶

下列电器利用了电流热效应的是（）

A . 微波炉 B . 电饭锅 C . 电视机 D . 洗衣机

用一个额定电压为220V的电热水器煮沸一壶水需要t，如果不考虑煮水器的电热损失和电热丝电阻的影响那么（）

A . 当线路电压为110V，煮沸一壶水需要2t B . 当线路电压为110V，煮沸一壶水需要4t C . 当线路电压为55V，煮沸一壶水需要4t D . 当线路电压为55V，煮沸一壶水需要16t

如图所示，两条相互平行的光滑金属导轨，相距l=0.2m，左侧轨道的倾斜角θ=30°，右侧轨道为圆弧线，轨道端点间接有电阻R=1.5Ω，轨道中间部分水平，在MP、NQ间有宽度为d=0.8m，方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B随时间变化如图乙所示。一质量为m=10g、导轨间电阻为r=1.0Ω的导体棒a从t=0时刻无初速释放，初始位置与水平轨道间的高度差H=0.8 m。另一与a棒完全相同的导体棒b静置于磁场外的水平轨道上，靠近磁场左边界PM。a棒下滑后平滑进入水平轨道（转角处无机械能损失），并与b棒发生碰撞而粘合在一起，此后作为一个整体运动。导体棒始终与导轨垂直并接触良好，轨道的电阻和电感不计。求：

（1）导体棒进入磁场前，流过R的电流大小；
（2）导体棒刚进入磁场瞬间受到的安培力大小；
（3）导体棒最终静止的位置离PM的距离；
（4）全过程电阻R上产生的焦耳热。

如图甲所示，不计电阻的平行金属导轨与水平面成37°夹角放置，导轨间距为L＝1 m，上端接有电阻R＝3 Ω，虚线OO′下方是垂直于导轨平面的匀强磁场。现将质量m＝0.1 kg、电阻r＝1 Ω的金属杆ab从OO′上方某处垂直导轨由静止释放，杆下滑过程中始终与导轨垂直并保持良好接触，杆下滑过程中的v-t图像如图乙所示。（g取10 m/s²）求：

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（1）磁感应强度B；
（2）杆在磁场中下滑0.1 s过程中电阻R产生的热量。

如图甲所示，空间存在一宽度为 $\text{[math]}$ 的有界匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里.在光滑绝缘水平面内有一边长为 $\text{[math]}$ 的正方形金属线框，其质量 $\text{[math]}$ 、电阻

，在水平向左的外力 $\text{[math]}$ 作用下，以初速度 $\text{[math]}$ 匀减速进入磁场，线框平面与磁场垂直，外力 $\text{[math]}$ 大小随时间 $\text{[math]}$ 变化的图线如图乙所示，以线框右边刚进入磁场时开始计时，求：

（1）匀强磁场的磁感应强度 $\text{[math]}$ ；
（2）线框进入磁场的过程中，通过线框的电荷量 $\text{[math]}$ ；
（3）线框向右运动的最大位移为多少？
（4）当线框左侧导线即将离开磁场的瞬间，撤去外力 $\text{[math]}$ ，则线框离开磁场过程中产生的焦耳热 $\text{[math]}$ 多大？

如图所示，位于竖直平面内的矩形线圈两边边长分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，匝数为N，线圈总电阻为r，可绕与磁场方向垂直的固定对称轴 $\text{[math]}$ ，转动；线圈处于磁感应强度为B的匀强磁场中，线圈在转动时可以通过与两个被此地缘的铜环C、D（集流环）保持与定值电阻R相连接，在外力作用下线圈以恒定的角速度 $\text{[math]}$ 绕轴 $\text{[math]}$ 匀速转动。(不计转动轴及滑环与电刷的摩擦)

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（1）从线圈平面垂直磁场时刻开始计时，写出线圈中瞬时感应电动势e随时间t变化的表达式(不必推导)；
（2）从线圈通过中性面(即线圈平面与磁场方向重直的位置)开始计时，求经过 $\text{[math]}$ 周期的时间内通过电阻R的电荷量q；
（3）在线圈转动一个周期的过程中，求电路中产生的总焦耳热Q.

如图所示，水平虚线L₁、L₂之间是匀强磁场，磁场方向水平向里，磁场区域的高度为h。竖直平面内有一质量为m的直角梯形线框，底边水平，其上下边长之比为5：1，高为2h。现使线框AB边在磁场边界L₁的上方h高处由静止自由下落（下落过程底边始终水平，线框平面始终与磁场方向垂直），当AB边刚进入磁场时加速度恰好为0，在DC边刚进入磁场前的一段时间内，线框做匀速运动。下列说法正确的是（）

A . AB边刚进入磁场时线框的速度为 $\text{[math]}$ B . AB边刚进入磁场时线框的速度为 $\text{[math]}$ C . 从线框开始下落到DC边刚进入磁场的过程中，线框产生的焦耳热为 $\text{[math]}$ mgh D . DC边刚进入磁场时，线框加速度的大小为 $\text{[math]}$ g

如图所示是一款无叶电风扇及其铭牌，此款风扇内主要电器元件由内阻为 $\text{[math]}$ 的电动机和一个换挡元件串联组成。此风扇以额定功率工作1h，电动机产生的焦耳热为（）

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A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

如图甲所示，一个匝数n=100的圆形导体线圈的面积为 $\text{[math]}$ ，电阻为r=1Ω，在线圈中存在面积 $\text{[math]}$ 的垂直于线圈平面向外的匀强磁场区域，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示.有一个R=2Ω的电阻，将其两端a、b分别与圆形线圈两端相连接，b端接地，则下列说法正确的是（）

甲乙

A . 圆形线圈中产生的感应电动势E=6V B . 在0～4s时间内通过电阻R的电荷量q=8C C . a端的电势 $\text{[math]}$ D . 在0～4s时间内电阻R上产生的焦耳热Q=18J

电阻R和电动机M串联接到电路时，如图所示，已知电阻R跟电动机线圈的电阻值相等，电键接通后，电动机正常工作．设电阻R和电动机M两端的电压分别为U₁和U₂ ，经过时间t，电流通过电阻R做功为W₁ ，产生热量Q₁ ，电流通过电动机做功为W₂ ，产生热量为Q₂ ，则有（）

A . U₁₂ ， Q₁=Q₂ B . U₁=U₂ ， Q₁=Q₂ C . W₁=W₂ ， Q₁>Q₂ D . W₁₂ ， Q₁₂

如图甲所示为小型旋转电枢式交流发动机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕着垂直于磁场方向的轴匀速转动。线圈的匝数 $\text{[math]}$ 、电阻 $\text{[math]}$ ，线圈的两端经集流环与 $\text{[math]}$ 的电阻连接，电流表和电压表均为理想电表，若在 $\text{[math]}$ 时刻，线圈平面与磁场方向垂直，穿过每匝线圈的磁通量 $\text{[math]}$ 随时间 $\text{[math]}$ 按如图乙所示的余弦规律变化，则下列说法正确的是（）

A . 此交流发电机产生感应电动势的最大值为 $\text{[math]}$ B . 感应电流随时间变化的函数表达式为 $\text{[math]}$ C . 1min内电阻R上产生的焦耳热为 $\text{[math]}$ D . 线圈从图甲所示的位置转过 $\text{[math]}$ 的过程中通过电阻R的电荷量为 $\text{[math]}$

利用电动机通过如图所示的电路提升重物，已知电源电动势 $\text{[math]}$ ，电源内阻 $\text{[math]}$ ，电动机内阻 $\text{[math]}$ ，电阻 $\text{[math]}$ ，重物质量 $\text{[math]}$ 。当电动机以稳定的速度匀速提升重物时，理想电压表的示数为 $\text{[math]}$ 。不计空气阻力和摩擦，取 $\text{[math]}$ 。求：

（1）流经电源的电流I和电动机两端的电压U₂
（2）电动机的输入功率 $\text{[math]}$ 、热功率 $\text{[math]}$ 和输出功率 $\text{[math]}$
（3）重物匀速上升时的速度v
（4）电源的工作效率η

轻质绝缘细线吊着一匝数为200匝、总电阻为2.5Ω的匀质正三角形闭合金属线框，线框的质量为0.8kg，线框的顶点正好位于半径为10cm的圆形匀强磁场的圆心处，线框的上边水平，如图甲所示，磁场方向垂直纸面向里、大小随时间的变化如图乙所示，从t=0时刻起经过一段时间后细线开始松弛，取g=10m/s² ， π=3，求：