焦耳定律知识点题库

关于白炽灯的说法错误的是（）

A . 利用电流的热效应工作 B . 灯内抽成真空或充入惰性气体 C . 白炽灯发光效率很高 D . 是美国发明家爱迪生发明的

一直流电动机正常工作时两端的电压为U，通过的电流为I，电动机线圈的电阻为r。该电动机正常工作时，下列说法正确的是( )

A . 电动机消耗的电功率为 $\text{[math]}$ B . 电动机的输出功率为 $\text{[math]}$ C . 电动机的发热功率为 $\text{[math]}$ D . I、U、r三个量间满足 $\text{[math]}$

把六个相同的小灯泡接成如图甲、乙所示的电路，调节变阻器使灯泡正常发光，甲、乙两电路所消耗的功率分别用P_甲和 P_乙表示，则下列结论中正确的是( )

A . P甲＝P乙 B . P甲＝3P乙 C . P乙＝3P甲 D . P乙>3P甲

某养鸡场新购进一台电热孵卵器，其电阻为110Ω不变，在额定电压下工作时通过孵卵器的电流是2A，则该孵卵器正常工作10s所产生的热量为J．

两根由同种材料制成的均匀电阻丝A,B串联在电路中，A的长度为L，直径为d；B的长度为2L，直径为2d，那么通电后在相同的时间内产生的热量之比为（）

A . Q_A：Q_B=1：2 B . Q_A：Q_B=2：1 C . Q_A：Q_B=1：1 D . Q_A：Q_B=4：1

某定值电阻接在输出电压为220V的直流电源上，消耗电功率为P，若把它接在某个正弦交流电源上，其消耗的电功率为 $\text{[math]}$ ，则此交流电源输出电压的最大值为（）

A . 220 $\text{[math]}$ V B . 110 $\text{[math]}$ V C . 220V D . 110V

阅读下列材料，回答问题

电灯为什么会发光

导体中的电流看不见、听不着，怎样才能知道导体中有没有电流呢？原来，导体有电流时，会发生一些特殊的现象，我们把导体中有电流的时候产生的电流特有的现象，叫做电流的效应．任何导体中有电流时，导体都要发热，这种现象叫做电流的热效应．家庭电路里的白炽电灯有电流时发光、发热，过一会儿，用手去摸时会很烫手，就是由于电流的热效应的原因．

灯泡的灯丝一般是用熔点很高的钨丝做成的．我们知道，金属导电靠的是金属导体中的大量能自由移动的电子，金属导体中有电流时，带负电的电子定向移动而做功，消耗电能，转化为内能、光能等．当灯丝的温度很高时，像白炽灯，就会发出白光．电炉子、电烙铁、电烤箱都是根据电流的热效应来工作的．另外电流还有化学效应和磁效应．

电流通过导体时，导体发热是能转化为能，这种现象叫．自由电子定向移动方向与电路中电流的方向．

一个电热器，通过它的电流是0.3安，电阻是50欧姆，一分钟内能够产生多少热量？

导线中带电粒子的定向移动形成电流，电流可以从宏观和微观两个角度来认识。

（1）一段通电直导线的横截面积为S，单位体积的带电粒子数为n，到西安中每个带电粒子定向移动的速率为v，粒子的电荷量为q，并认为做定向运动的电荷是正电荷。
a．试推导出电流的微观表达式 $\text{[math]}$ ；

b．如图所示，电荷定向运动时所受洛伦兹力的矢量和，在宏观上表现为导线所受的安培力。按照这个思路，请你尝试由安培力的表达式推导出洛伦兹力的表达式。
（2）经典物理学认为金属导体总恒定电场形成稳恒电流。金属导体中的自由电子在电场力的作用下，定向运动形成电流。自由电子在定向运动的过程中，不断地与金属离子发生碰撞。碰撞后自由电子定向运动的速度变为零，将能量转移给金属离子，使得金属离子的热运动更加剧烈。自由电子定向运动过程中，频繁地与金属离子碰撞产生了焦耳热。某金属直导线电阻为R，通过的电流为I。请从宏观和微观相联系的角度，推导在时间t内导线中产生的焦耳热为 $\text{[math]}$ （需要的物理量可自设）。

如图所示，两根半径为r的 $\text{[math]}$ 圆弧轨道间距为L，其顶端a、b与圆心处等高，轨道光滑且电阻不计，在其上端连有一阻值为R的电阻，整个装置处于辐向磁场中，圆弧轨道所在处的磁感应强度大小均为B．将一根长度稍大于L、质量为m、电阻为R₀的金属棒从轨道顶端ab处由静止释放．已知当金属棒到达如图所示的cd位置（金属棒与轨道圆心连线和水平面夹角为θ）时，金属棒的速度达到最大；当金属棒到达轨道底端ef时，对轨道的压力为1.5mg．求：

（1）当金属棒的速度最大时，流经电阻R的电流大小和方向(填a→R→b或b→R→a)；
（2）金属棒滑到轨道底端的整个过程中流经电阻R的电量；
（3）金属棒滑到轨道底端的整个过程中电阻R上产生的热量．

锂电池因能量密度高、绿色环保而广泛使用在手机等电子产品中。现用充电器为一手机锂电池充电，等效电路如图所示，充电器的输出电压为U，输出电流为I，手机锂电池的内阻为r，下列说法正确的是（）

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A . 锂电池两端的电压为Ir B . 锂电池产生的热功率为I²r C . 电能转化为化学能的功率为UI-I²r D . 充电器输出的电功率为UI+I²r

一台直流电动机的额定电压为U，额定功率是P，电动机内电枢导线的电阻为R，那么它正常工作时电阻R₂的发热功率是 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

A . 等于( $\text{[math]}$ )²R₂ B . 等于( $\text{[math]}$ )²R₂ C . 大于( $\text{[math]}$ )²R₂ D . 大于( $\text{[math]}$ )²R₂

如图甲所示，质量为m、电阻为r的金属棒ab垂直放置在光滑水平导轨上，导轨由两根足够长、间距为d的平行金属杆组成，其电阻不计，在导轨左端接有阻值R的电阻，金属棒与导轨接触良好，整个装置位于磁感应强度为B的匀强磁场中。从某时刻开始，导体棒在水平外力F的作用下向右运动（导体棒始终与导轨垂直），水平外力随着金属棒位移变化的规律如图乙所示，当金属棒向右运动位移x时金属棒恰好匀速运动。则下列说法正确的是（）

A . 导体棒ab匀速运动的速度为v＝ $\text{[math]}$ B . 从金属棒开始运动到恰好匀速运动，电阻R上通过的电量为 $\text{[math]}$ C . 从金属棒开始运动到恰好匀速运动，电阻R上产生的焦耳热Q_R＝ $\text{[math]}$ ﹣ $\text{[math]}$ F₀x D . 从金属棒开始运动到恰好匀速运动，金属棒克服安培力做功W_克＝ $\text{[math]}$ F₀x﹣ $\text{[math]}$

所图所示，匝数N、截面积 $\text{[math]}$ 、电阻R的线圈内有方向垂直于线圈平面向下的随时间均匀增加的匀强磁场B₁.线圈通过开关k连接两根相互平行、间距d的倾斜导轨，导轨平面和水平面的夹角为 $\text{[math]}$ ，下端连接阻值R的电阻．在倾斜导轨间的区域仅有垂直导轨平面斜向上的匀强磁场B.接通开关k后，将一根阻值2R、质量m的导体棒ab放在导轨上.导体棒恰好静止不动.假设导体棒始终与导轨垂直且与导轨接触良好，不计摩擦阻力和导轨电阻，重力加速度为 $\text{[math]}$ 。

（1）求磁场B₁的变化率 $\text{[math]}$ ；
（2）断开开关k，导体棒ab开始下滑，经时间t沿导轨下滑的距离为x，求此过程导体棒上产生的热量Q.

两根由同种材料制成的均匀电阻丝 A、B并联在电路中，A的长度为 2L，直径为 d；B的长度也为 L，直径为 2d，那么通电后，A、B在相同的时间内产生的热量之比为（）

A . Q_A∶Q_B＝1∶8 B . Q_A∶Q_B＝8∶1 C . Q_A∶Q_B＝1∶2 D . Q_A∶Q_B＝4∶1

如图所示，在同一水平面上的两金属导轨间距L=0.2m，处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B=1T。导体棒ab垂直导轨放置，棒长等于导轨间距，其电阻R=6Ω。闭合开关，当通过导体棒ab的电流I=0.5A时，求：

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（1）导体棒ab上电流的热功率；
（2）导体棒ab受到安培力的大小和方向。

如图甲所示为一交变电压随时间变化的图象，每个周期内，前二分之一周期电压恒定，后二分之一周期电压按正弦规律变化。若将此交流电连接成如图乙所示的电路，A、V分别为理想交流电流表和理想交流电压表，电阻R阻值为100Ω，则（　　）

A . 理想交流电压表读数为 $\text{[math]}$ B . 理想交流电流表读数为1A C . 电阻R消耗的电功率为56.25W D . 电阻R在100秒内产生的热量为5600J

如图所示，理想变压器输入电压保持不变。若将滑动变阻器的滑动触头向下移动，下列说法正确的是（）

A . 电表 $\text{[math]}$ 不变、 $\text{[math]}$ 的示数增大 B . 电表 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的示数都不变 C . 原线圈输入功率减小 D . 电阻 $\text{[math]}$ 消耗的电功率增大

如图为一个小型交流发电机的原理图，其矩形线圈的面积为S，共有n匝，线圈总电阻为r，可绕与磁场方向垂直的固定对称轴OO'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滑环和电刷保持与外电路电阻R的连接，外电路中-理想交流电流表与R串联。在外力作用下线圈以恒定的角速度 $\text{[math]}$ 绕轴OO'匀速转动。(不计转动轴及滑环与电刷的摩擦)

（1）推导发电机线圈产生感应电动势最大值的表达式E_m=nBS $\text{[math]}$ ；
（2）求线圈匀速转动过程中电流表的示数；
（3）求线圈匀速转动N周过程中线圈上产生的焦耳热。

如图所示，电源电动势E＝8V，内阻r＝1Ω，闭合开关S后，标有“6V，9W”的灯泡恰能正常发光，电动机M的内阻R₀＝4Ω，求：

（1）电源的输出功率P_出；
（2） 10s内电动机产生的热量Q；
（3）电动机的机械功率。

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