焦耳定律知识点题库

一台电动机线圈的电阻为R，电动机正常工作时，两端电压为U，通过电流为I工作时间为t，下列说法正确的是（）

A . 电路中的电流 $\text{[math]}$ B . 电动机消耗的电能为 $\text{[math]}$ C . 电动机消耗的电能为 $\text{[math]}$ D . 电动机线圈生热为 $\text{[math]}$

微型吸尘器的直流电动机D的内阻一定，加在D上的电压为0.3V时，电流为0.3A，D不转动．当加在D上的电压为2.0V时，电流为0.5A，D正常工作．此时电动机内电能转化为热能的电功率W，电能转化为机械能的功率是W．

通过电阻R的电流强度为I时，在t时间内产生的热量为Q，若电阻为2R，电流强度为 $\text{[math]}$ ，则在时间t内产生的热量为（）

A . $\text{[math]}$ B . 2Q C . 4Q D . $\text{[math]}$

超导体在温度特别低时电阻可以降到几乎为零．将一个闭合超导金属圆环水平放置在匀强磁场中，磁感线垂直于圆环平面，逐渐降低温度使超导环发生由正常态到超导态的转变后突然撤去磁场，此后若环中的电流不随时间变化，则表明其电阻为零．为探究该圆环在超导状态的电阻率上限，研究人员测得撤去磁场后环中电流为I，并经一年以上的时间t未检测出电流变化．实际上仪器只能检测出大于△I的电流变化，其中△I≪I，当电流的变化小于△I时，仪器检测不出电流的变化，研究人员便认为电流没有变化．设环的横截面积为S，环中电子定向移动的平均速率为v，电子质量为m、电荷量为e，环中定向移动电子减少的动能全转化为圆环的内能．试用上述给出的各物理量，求超导状态的电阻率上限ρ．

如图中甲图所示矩形线圈abcd，长ab=20cm，宽bc=10cm，匝数n=200匝，线圈回路总电阻R=5Ω，整个线圈平面内均有垂直于线圈平面的匀强磁场穿过．现令该磁场的磁感强度B随时间t按图乙所示的规律变化，求：

（1）线圈回路中产生的感应电动势和感应电流的大小；
（2）当t=0.3s时，线圈的ab边所受的安培力大小；
（3）在1min内线圈回路产生的焦耳热．

电阻R和电动机M串联接到电路中，如图所示，已知电阻R跟电动机M线圈的电阻相同，开关闭合后，电动机正常工作，设电阻R和电动机两端的电压分别为U₁和U₂；经过时间t，电流通过电阻R做功为W₁ ，产生的热量为Q₁；电流通过电动机M做功为W₂ ，产生的热量为Q₂ ，则有（）

A . U₁=U₂ ， Q₁＜Q₂ B . W₁＜W₂ ， Q₁=Q₂ C . W₁＜W₂ ， Q₁＜Q₂ D . U₁＞U₂ ， Q₁=Q₂

焦耳定律的内容：电流通过导体产生的热量，跟、、成正比．表达式：Q=．

如图所示为电动机提升重物的装置，电动机线圈的电阻为r＝1 Ω，电动机两端电压为5 V，电路中的电流为1 A，物体A重20 N。忽略一切摩擦，求：

（1）电动机线圈电阻消耗的热功率为多少？
（2）电动机输入功率和输出功率各是多少？
（3） 10 s内电动机可以把重物匀速提升多高？
（4）这台电动机的机械效率是多少？

如图所示，先后以速度 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 匀速把一矩形线圈水平拉出有界匀强磁场区域，且 $\text{[math]}$ ，则在先后两种情况下（）

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A . 线圈中的感应电动势之比为E₁：E₂=2：1 B . 线圈中的感应电流之比为I₁：I₂=1：2 C . 线圈中产生的焦耳热之比Q₁：Q₂=1：4 D . 通过线圈某截面的电荷量之比q₁：q₂=1：1

如图所示线圈匝数为n的小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈面积为S，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO＇匀速转动．矩形线圈电阻为r，矩形线圈通过两刷环接电阻R，伏特表接在R两端．当线圈以角速度ω匀速转动，下列说法正确的是（）

A . 从线圈与磁场平行位置开始计时瞬时电动势为e=nBSωsinωt B . 当线圈平面转到与磁场垂直时电压表示数为零 C . 线圈从与磁场平行位置转过90°过程中通过电阻R的电荷量为 $\text{[math]}$ D . 线圈转一周的过程中回路产生的焦耳热为 $\text{[math]}$

如图，电阻不计的足够长平行金属导轨MN和PQ水平放置，MP间有阻值为R=1Ω的电阻，导轨相距为2m，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B=0.5T。质量m为0.5kg，电阻为1Ω的导体棒CD垂直于导轨放置并接触良好，CD棒与导轨的动摩擦因数μ=0.2。现导体棒获得初速度v₀为10m/s，经过距离x=9m进入磁场区，又经2s后停了下来，g=10m/s²。则该过程中流过导体棒CD的电量q及电阻R产生的热量Q正确的是（）

A . q=2C B . q=4C C . Q=12J D . Q=6J

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= $\text{[math]}$

一个边长为a＝1m的正方形线圈，总电阻为0.1Ω，当线圈以v＝2m/s的速度通过磁感应强度B＝0.5T的匀强磁场区域时，线圈平面总保持与磁场垂直。若磁场的宽度b＞1m，如图所示，求：

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（1）线框进入磁场过程，线框中产生的感应电动势大小；
（2）线框进入磁场过程，线框中产生的感应电流大小及方向（答顺时针或逆时针）；
（3）线框穿过磁场过程，线框释放的焦耳热。

冶炼金属的高频感应炉的示意图如图所示，炉内放入被冶炼的金属，线圈通入高频交变电流，这时被冶炼的金属就能被熔化。这种冶炼方法速度快，温度易控制，并能避免有害杂质混入被炼金属中，因此适于冶炼特种金属。该炉的加热原理是（）

A . 利用线圈中电流产生的焦耳热 B . 利用线圈中电流产生的磁场对被冶炼金属产生磁化而加热 C . 利用交变电流的交变磁场在炉内金属中产生的涡流 D . 给线圈通电的同时，给炉内金属也通了电，从而产生焦耳热

如图所示，导线框放在磁感应强度为 $\text{[math]}$ 的匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，导体棒 $\text{[math]}$ 沿光滑导线框向右做匀速运动， $\text{[math]}$ 间接有阻值为 $\text{[math]}$ 的电阻。已知，导体棒 $\text{[math]}$ 的长度为 $\text{[math]}$ ，电阻为 $\text{[math]}$ ，运动的速度为 $\text{[math]}$ 。导线框的电阻不计。

（1）求 $\text{[math]}$ 棒两端的电势差 $\text{[math]}$ ；
（2）求 $\text{[math]}$ 棒所受的外力 $\text{[math]}$ 大小；
（3）说明在 $\text{[math]}$ 时间内外力对导体棒所做的功 $\text{[math]}$ 与整个电路生热 $\text{[math]}$ 的关系并进行论证。

如图所示，用输出电压为1.4V，输出电流为100mA的充电器对内阻为2Ω的镍—氢电池充电。下列说法正确的是（）

A . 电能转化为化学能的功率为0.12W B . 充电器输出的电功率为0.14W C . 充电时，电池消耗的热功率为0.02W D . 充电时，在1s的时间内有0.14J的电能转化为化学能

一个匝数为200匝的线圈中通有如图所示的交变电流（图中曲线为余弦曲线的一部分），已知线圈电阻为 $\text{[math]}$ ，则在0~20s内线圈产生的焦耳热为（）

A . 85J B . 130J C . 170J D . 260J

某型号汽车的电源、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图所示。已知汽车电源电动势为E=12.5V，内阻r=0.05Ω。只闭合S₁时，电流表示数为I₁=10A。电流表内阻影响可忽略。

（1）求灯泡的电阻R₀；
（2）在S₁闭合状态下，闭合S₂瞬间，电流表示数达到I₂=58A。若灯泡电阻保持不变，求此时电动机消耗的电功率P_M。

轻质细线吊着一质量为m = 0.4kg、边长为L = 1m、匝数为N = 10的正方形线圈，其总电阻为R = 1Ω。在线圈的中间位置以下区域分布着磁场，如图甲所示。磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示。则下列判断正确的是（）

A . 线圈中的感应电流大小为1A B . 线圈中感应电流的方向为逆时针 C . t = 0时轻质细线的拉力等于线圈的重力 D . 0—6s内线圈产生的焦耳热为6J

一台电动机，额定电压是100V，电阻是1Ω。正常工作时，通过的电流为5A，则电动机在10秒内产生的热量为（）

A . 250J B . 4750J C . 5000J D . 10000J

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