5 焦耳定律知识点题库

图中虚线框内是一未知电路，测得它的两端点a、b之间电阻是R ，在a、b之间加上电压U ，测得流过电路的电流为I ，则未知电路的电功率一定是( )

A .

B .

C .

D .

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．

英国物理学家焦耳通过一系列实验发现，电流发热具有下述规律：电流通过导体产生的热量跟的二次方、导体的、通电的成正比。这个规律叫做焦耳定律。

关于电功W和电热Q的说法，正确的是（）

A . 在任何电路里都有W=UIt，Q=I²Rt，且W=Q B . 在任何电路里都有W=UIt，Q=I²Rt，且W不一定等于Q C . W=UIt，Q=I²Rt均只在纯电阻电路中才成立 D . W=UIt在任何电路中都成立，W=I²Rt只在纯电阻电路中成立

电流定义式：I=；欧姆定律R=；电阻定律R=；闭合欧姆定律 I=；电功定义式W=；焦耳定律 Q=．

如果家里的微波炉（1 000 W）、电视机（100 W）和洗衣机（400 W）平均每天都工作1 h，一个月（30天计）的用电荷量是(　　)

A . 10 kW·h B . 20 kW·h C . 45 kW·h D . 40 kW·h

如图（甲）所示，平行光滑金属导轨水平放置，两轨相距 $\text{[math]}$ m，导轨一端与阻值 $\text{[math]}$ Ω的电阻相连，导轨电阻不计．导轨 $\text{[math]}$ 一侧存在沿x方向均匀增大的恒定磁场，其方向垂直导轨平面向下，磁感应强度B随位置x变化如图（乙）所示．一根电阻不计的金属棒垂直置于导轨上，棒在外力作用下从 $\text{[math]}$ 处以初速度 $\text{[math]}$ m/s沿导轨向右变速运动．已知金属棒在运动过程中受到的安培力大小不变．

（1）画出金属棒上的感应电流方向，并计算其受到的安培力大小 $\text{[math]}$ ；
（2）金属棒在 $\text{[math]}$ m处的速度大小；
（3）金属棒从 $\text{[math]}$ 运动到 $\text{[math]}$ m过程中，电阻R上产生的热量Q大小；
（4）金属棒从 $\text{[math]}$ 运动到 $\text{[math]}$ m过程中，流过金属棒的电量q大小．

如图所示，一矩形线圈面积为S，匝数为N，总电阻为r，绕其垂直于磁感线的对称轴 $\text{[math]}$ 以角速度ω匀速转动，匀强磁场只分布于 $\text{[math]}$ 的左侧区域，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，外接电阻为R，从图示位置转180°的过程中，试求

（1）从图示位置开始计时，感应电动势随时间变化的规律；
（2）外力做功的平均功率；
（3）电阻R产生的焦耳热。

如图所示，矩形线圈abcd的匝数为N=50匝，线圈ab的边长为L₁=0.2m，bc的边长为L₂=0.25m，在磁感应强度为B=0.4T的匀强磁场中，绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO′轴匀速转动，转动的角速度ω=100 $\text{[math]}$ rad/s，若线圈自身电阻为r=1Ω，负载电阻R=9Ω。试求：

（1）穿过线圈平面的最大磁通量Φ_m；
（2）线圈在图示位置（线圈平面与磁感线平行）时，感应电动势e的大小；
（3） 1min时间内电阻R上产生的焦耳热Q的大小。

如图，电容为 C 的电容器通过单刀双掷开关 S 左边与一可变电动势的直流电源相连，右边与两根间距为 L 的光滑水平金属导轨 M₁M₂P₁P₂、N₁N₂Q₁Q₂ 相连（M₁ 处左侧有一小段光滑绝缘材料隔开且各部分平滑连接）。水平导轨存在两个磁感应强度大小均为 B 的匀强磁场区域，其中区域 I 方向竖直向上，区域Ⅱ竖直向下，虚线间的宽度都为 d，两区域相隔的距离足够大。有两根电阻均为 R 的金属棒 a 和 b 与导轨垂直放置，金属棒 a 质量为 m，金属棒 b 质量为 3m，b 棒置于磁场Ⅱ的中间位置 EF 处，并用绝缘细线系住，细线能承受的最大拉力为 F₀。现将 S 掷向“1”，经足够时间后再掷向“2”，已知在 a 棒到达小段绝缘材料前已经匀速运动。
图片_x0020_100026

（1）当 a 棒滑过绝缘材料后，若要使 b 棒在导轨上保持静止，则电源电动势应小于某一值E₀。求 E₀ 的大小。
（2）若电源电动势小于 E₀ ，使 a 棒以速度 v₁(v₁ 为已知量)滑过绝缘材料，求 a 棒通过虚线 M₁N₁ 和 M₂N₂ 的过程中，a 棒产生的焦耳热。
（3）若电源电动势大于 E0，使 a 棒以速度 v₂(v₂ 为已知量)滑过绝缘材料，从 a 棒刚好滑过绝缘材料开始计时，经过 t₀ 后滑过虚线 M₂N₂ 位置，此时 a 棒的速度为 $\text{[math]}$ v₂ ，求 t₀时刻金属棒 b 的速度大小。

下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是( )

A . 电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多 B . W＝UIt适用于任何电路，而W＝ $\text{[math]}$ 只适用于纯电阻电路 C . 在非纯电阻电路中，UI＞I²R D . 焦耳热Q＝I²Rt适用于任何电路

如图所示，水平光滑导轨足够长，导轨间距为 $\text{[math]}$ ，导轨间分布有竖直方向的匀强磁场，磁感应强度为 $\text{[math]}$ ，导轨左端接有阻值为 $\text{[math]}$ 的电阻，电阻两端接一理想电压表。一金属棒垂直放在导轨上，其在轨间部分的电阻也为 $\text{[math]}$ 。现用一物块通过跨过定滑轮的轻绳从静止开始水平牵引金属棒，开始时，物块距地面的高度为 $\text{[math]}$ ，物块落地前的一小段时间内电压表的示数稳定为 $\text{[math]}$ 。已知物块与金属棒的质量相等，不计导轨电阻和滑轮质量与摩擦，导轨始终与金属棒垂直且紧密接触。求：

图片_x0020_100017

（1）金属棒的最大速度 $\text{[math]}$ ；
（2）物块的质量 $\text{[math]}$ ；
（3）棒从静止开始到物块刚要落地的过程中，电阻 $\text{[math]}$ 上产生的热量 $\text{[math]}$ 。

如图所示,两条足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ相距为L,导轨平面与水平面的夹角θ=30°,导轨电阻不计．磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面向上,长为L的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上,且始终与导轨接触良好,金属棒的质量为m、电阻为R．金属导轨的上端连接右侧电路,灯泡的电阻R_L=4R,定值电阻R₁=2R,电阻箱的电阻调到R₂=12R,重力加速度为g．现闭合开关S,将金属棒由静止释放．

（1）金属棒下滑的最大速度为多大?
（2）当金属棒下滑距离为x时,速度恰好达到最大,在金属棒由静止开始下滑距离2x的过程中,整个电路产生的热量为多少?

如图所示，在水平桌面上放置一周长为L，质量为m的近超导体（导体仍有微小电阻）圆环，圆环的横截面面积为S，电阻率为ρ．一磁铁在外力作用下，从圆环正上方下移至离桌面高H处撤去外力，磁铁恰好受力平衡，此时圆环中的感应电流大小为I，其所在处磁场的磁感应强度大小为B，方向与水平方向成 $\text{[math]}$ 角，经过一段时间后，磁铁会缓慢下移至离桌面高为h的位置，在此下移过程圆环中的感应电流可认为保持不变，设重力加速度g，则（）

A . 超导圆环的电流方向从上往下看为顺时针方向 B . 磁铁在H处受力平衡时，桌面对超导圆环的支持力为mg+BILcosθ C . 磁铁下移过程，近超导圆环产生热量为BILcosθ（H–h） D . 磁铁下移过程，通过近超导圆环的电荷量为 $\text{[math]}$

如图所示（俯视图），在绝缘的水平桌面上有三个相邻的矩形区域I、Ⅱ、Ⅲ，区域I、Ⅱ的宽度均为d＝0.64m，区域Ⅲ的宽度足够大，M、M₁、M₂均为分界线．区域Ⅰ无磁场；区域Ⅱ有大小为B的匀强磁场，方向竖直向上；区域Ⅲ有大小为B’＝ $\text{[math]}$ 的匀强磁场，方向竖直向下．在绝缘的桌面上固定放置两根与分界线垂直的平行金属导轨，导轨间距L＝0.1m，左端接一电阻R＝0.6Ω．一质量为m＝1kg，长度为L＝0.1m，电阻为r＝0.2Ω的导体棒AC在水平向右的恒力F作用下从分界线M处由静止开始沿导轨方向向右运动，导体棒AC与导轨的动摩擦因数μ＝0.1．已知导体棒AC以速度v₀匀速通过区域Ⅱ，匀速通过区域Ⅱ的时间t₁＝0.4s．若导轨电阻不计，棒始终与导轨垂直且接触良好．重力加速度g＝10m/s² ．求：