5 焦耳定律 知识点题库

图为甲、乙两灯泡的IU图象,根据图象计算甲、乙两灯泡并联在电压为220 V的电路中,实际发光的功率约为(  )

A . 15 W30 W B . 30 W40 W C . 40 W60 W D . 60 W100 W
电动玩具汽车的直流电动机电阻一定,当加上0.3 V电压时,通过的电流为0.3 A,此时电动机没有转动.当加上3 V电压时,电流为1 A,这时候电动机正常工作,求电动机正常工作时,产生的机械功率 W ;发热功率 W.

如图所示,两足够长的平行光滑的金属导轨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.两金属导轨的上端连接一个灯泡,灯泡的电阻也为R.现闭合开关K,给金属棒施加一个方向垂直于杆且平行于导轨平面向上的、大小为F=2mg的恒力,使金属棒由静止开始运动,当金属棒达到最大速度时,灯泡恰能达到它的额定功率.重力加速度为g,求:

  1. (1) 金属棒能达到的最大速度vm

  2. (2) 灯泡的额定功率PL

  3. (3) 若金属棒上滑距离为s时速度恰达到最大,求金属棒由静止开始上滑2s的过程中,金属棒上产生的电热Q1

一只电炉的电阻丝和一台电动机线圈的电阻相等,都是R,设通过的电流强度相同,则在相同的时间内,关于这只电炉和这台电动机的发热情况,下列说法中正确的是(   )

A . 电炉产生的热量少于电动机产生的热量 B . 电炉产生的热量多于电动机产生的热量 C . 电炉和电动机产生的热量相等 D . 无法判断
如图所示,M为电动机,N为电炉子,电炉子的电阻R=4Ω,电动机的内阻r=1Ω,恒定电压U=12V.当S1闭合、S2断开时,电流表A示数为I1;当S1、S2同时闭合时,电流表A示数为I2=5A;求:

  1. (1) I1示数及电炉子发热功率各多大?

  2. (2) 电动机的输出功率是多少?

如图所示,水平地面上方矩形区域内有磁感应强度方向垂直纸面向里的匀强磁场,两个边长不等的正方形单匝闭合线圈,分别用同种材料、不同粗细的均匀导线绕制做成,使两线圈在距离磁场上边界h高处由静止开始自由下落并进入磁场,磁场上、下边界间距为d,两线圈最后落到地面上.运动过程中,线圈平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界,则下列说法中正确的是(   )

A . 两线圈中产生的焦耳热可能相等 B . 两线圈刚进入磁场时受到的安培力一定不相等 C . 整个过程中两线圈的重力做功的功率一定相等 D . 两线圈落地时的速度大小相等
一根电阻丝,通过2 C的电荷量所消耗的电能是8 J.若在相同的时间内通过4 C的电荷量,该电阻丝上所加电压和消耗的电能分别是(  )
A . 4 V,16 J B . 8 V,16 J C . 4 V,32 J D . 8 V,32 J
漏电保护开关由一个触电保安器和继电器J组成,如图所示。变压器A处用火线和零线双股平行绕制成线圈,然后接到用电器,B处有一个输出线圈,一旦线圈B中有电流,经放大后便能推动继电器切断电源。关于保安器的说法正确的是(   )

A . 保安器的工作原理是电磁感应原理 B . 多开灯会使保安器切断电源 C . 线圈B中电流一定大于线圈A中的电流 D . 如图人“手——地”触电会切断电源
如图所示,某同学用玻璃皿在中心放一个圆柱形电极接电源的负极,沿边缘放一个圆环形电极接电源的正极做“旋转的液体的实验”,若蹄形磁铁两极间正对部分的磁场视为匀强磁场,磁感应强度为B=0.1T,玻璃皿的横截面的半径为a=0.05m,电源的电动势为E=3V,内阻r=0.1Ω,限流电阻R0=4.9Ω,玻璃皿中两电极间液体的等效电阻为R=0.9Ω,闭合开关后当液体旋转时电压表的示数恒为1.5V,则( )

A . 由上往下看,液体做顺时针旋转 B . 液体所受的安培力大小为1.5×10-4N C . 闭合开关10s,液体具有的热能是4.5J D . 闭合开关后,液体电热功率为0.081W
如图甲所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置,其宽度 ,一匀强磁场垂直穿过导轨平面,导轨的上端M与P之间连接阻值为 的电阻,质量为 、电阻为 的金属棒 紧贴在导轨上。现使金属棒 由静止开始下滑,下滑过程中 始终保持水平,且与导轨接触良好,其下端距离 与时间 关系如图乙所示,图像中的OA段为曲线,AB段为直线,导轨电阻不计, (忽略 棒运动过程中对原磁场的影响),试求:

  1. (1) 当 时,重力对金属棒 做功的功率;
  2. (2) 金属棒 在开始运动的 内,电阻R上产生的热量;
  3. (3) 磁感应强度B的大小。
如图甲所示,空间存在一宽度为 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 的正方形金属线框,其质量 、电阻 ,在水平向左的外力 作用下,以初速度 匀减速进入磁场,线框平面与磁场垂直,外力 大小随时间 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. (1) 匀强磁场的磁感应强度
  2. (2) 线框进入磁场的过程中,通过线框的电荷量
  3. (3) 线框向右运动的最大位移为多少?
  4. (4) 当线框左侧导线即将离开磁场的瞬间,撤去外力 ,则线框离开磁场过程中产生的焦耳热 多大?
把如图所示的交变电流通过定值电阻R,经过一个周期T,产生的热量是多少:(   )

A . B . C . D .
一质量为m,电阻为R的长方形(长为a,宽为b)的金属线框,放在光滑的水平面上,磁感应强度为B的匀强磁场垂直水平面向下,磁场只存在虚线左侧,其俯视图如图所示。线框在水平恒力F的作用下,静止开始向右运动,直到完全出磁场区域,以下说法正确的是(   )

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A . 感应电流方向为逆时针 B . 线框可能匀加速出磁场 C . 若线框匀速出磁场,则产生的焦耳热为Fa D . 若线框匀速出磁场,则拉力F的功率可能为P=
所图所示,匝数N、截面积 、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 ,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

  1. (1) 求磁场B1的变化率
  2. (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.
如图所示,电路的输入端接入电压为220V的正弦交流电,开关S接1,当滑动变阻器接入电路的阻值为10Ω时,1min内滑动变阻器产生的热量为300J。若变压器损耗功率不计,二极管正向导能电阻不计,所有电表内阻影响不计,则下列判断正确的是(   )

A . 此时电压表的读数为5V B . 原、副线圈中的匝数之比为22∶1 C . 若只将S从1拨到2,电流表示数增大 D . 若只将滑动变阻器的滑片向下滑动,则电流表示数减小,电压表示数增大
如图所示,两根足够长的光滑直金属导轨MN、PQ平行固定在倾角为θ的绝缘斜面上,两导轨间距为L,导轨的电阻不计。导轨顶端M、P两点间接有滑动变阻器和阻值为R的定值电阻。一根质量为m、电阻不计的均匀直金属杆ab放在两导轨上,与导轨垂直且接触良好。空间存在磁感应强度大小为B、方向垂直斜面向下的匀强磁场。调节滑动变阻器的滑片,使得滑动变阻器接入电路的阻值为2R,让ab由静止开始沿导轨下滑,不计空气阻力。重力加速度大小为g。

  1. (1) 求ab下滑的最大速度vm
  2. (2) 求ab下滑的速度最大时,定值电阻上消耗的电功率P;
  3. (3) 若在ab由静止开始至下滑到速度最大的过程中,定值电阻上产生的焦耳热为Q,求该过程中ab下滑的距离x以及通过滑动变阻器的电荷量q。
如图所示,两根半径为的四分之一光滑圆弧轨道,间距为 , 轨道电阻不计。在其上端连有一阻值为的电阻,圆弧轨道处于辐向磁场中,所在处的磁感应强度大小均为 , 其顶端A、B与圆心处等高。两根完全相同的金属棒mn、pq在轨道顶端和底端,e、f是两段光滑的绝缘材料,紧靠圆弧轨道最底端,足够长的光滑金属轨道左侧是一个的电容器。将金属棒mn从轨道顶端处由静止释放。已知当金属棒到达如图所示的位置,金属棒的速度达到最大,此时金属棒与轨道圆心连线所在平面和水平面夹角为。mn棒到达最底端时速度为(此时与pq还没有碰撞)。已知金属棒mn,pq质量均为、电阻均为 , 求:

  1. (1) 当金属棒的速度最大时,流经金属棒pq的电流方向和pq金属棒此时的热功率;
  2. (2) 金属棒滑到轨道底端的整个过程(此时与pq还没有碰撞)中流经电阻R的电量;
  3. (3) 金属棒mn和pq发生碰撞后粘在一起运动,经过两小段光滑绝缘材料e,f后继续向左运动,进入磁感应强度为的匀强磁场,求金属棒最后的速度大小。
如图所示,绝缘、光滑、平行的金属导轨由倾斜和水平两部分在处平滑连接构成,倾斜部分的倾角 , 导轨间距 , 导轨右端接有阻值的定值电阻。在倾斜部分导轨之间和水平部分导轨之间都存在竖直向上、磁感应强度大小的匀强磁场。将一根质量、电阻的金属棒在上方高处由静止释放,金属棒到达水平轨道前瞬间恰好处于平衡状态,最后静止于水平轨道的处。金属棒下滑过程中始终与导轨接触良好,导轨电阻不计,取重力加速度大小 , 求:

  1. (1) 金属棒达到的最大速度
  2. (2) 整个过程中电阻R产生的焦耳热Q。
如图所示为教学用交流发电机模型示意图。已知AB长度为L1 , BC长度为L2 , 线圈以恒定转速n逆时针转动,匀强磁场磁感应强度为B,线圈匝数及电阻分别为N、r,外接电阻为R,线圈平面处于中性面位置时开始计时,求:

  1. (1) 线圈转动角速度及t时刻线圈产生感应电动势e1的表达式;
  2. (2) 线圈转过过程中通过线圈的电荷量q;
  3. (3) 线圈每转动一周电阻R上产生的焦耳热Q。
某探究小组测试一发电机性能的电路如图甲所示,灯泡L两端的电压随时间变化的关系如图乙所示。已知发电机线圈的电阻为6 , 匝数为500匝,灯泡L的电阻为44 , 下列说法正确的是(   )

A . 线圈转动的角速度为 B . 穿过线圈磁通量的最大值为 C . 发电机产生的电动势瞬时值表达式为 D . 线圈转动一周产生的总电能为50J
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