高中物理人教选修3-1习题 第2章 5焦耳定律 Word版含答案

变大；在串联电路中总电压等于分电压之和，X2两端电压增大，所以其它灯组两端电压减U2

小，由P＝知：其它指示灯的实际功率减小。故选C。

R

5．(广东培正中学2013～2014学年高二上学期期中)用如图所示的实验电路研究微型电动机的性能。当调节滑动变阻器的电阻R使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为I1＝0.5A和U1＝2.0V；重新调节滑动变阻器的电阻R使电动机正常转动时，电流表和电压表的示数分别为I2＝2.0A和U2＝24V。则( )

A．微型电动机内线圈电阻为R线＝4.0Ω B．微型电动机内线圈电阻为R线＝12Ω

C．电动机正常转动时输出的机械功率为P机＝48W D．电动机正常转动时输出的机械功率为P机＝32W 答案：AD

解析：当电动机停止转动时，相当于一个纯电阻元件，根据欧姆定律可知电动机内线圈U1的电阻R线＝＝4Ω，所以A正确、B错误；当电动机正常转动时，电动机消耗的电功率P

I1＝U2I2＝48W，电动机内线圈消耗的热功率P线′＝16W，故电动机输出的机械功率P机＝P－P线′＝32W，故C错误，D正确。

二、非选择题

6．微型吸尘器的直流电动机的内阻一定，为1Ω，当加在它两端的电压为2.0V时，电流为0.8A，且能正常工作，求：

(1)它的额定输入功率多大？

(2)工作时由导线发热损失的功率多大？ (3)它的最大输出功率多大？ 答案：(1)1.6W (2)0.64W (3)0.96W 解析：(1)电动机的额定输入功率为： P额＝UI＝2.0×0.8W＝1.6W (2)电动机的发热功率为： P热＝I2R＝(0.8)2×1W＝0.64W。

(3)根据能量的转化与守恒，电动机的最大输出功率为： P出＝P额－P热＝0.96W。

7．一辆电动自行车的铭牌上给出了如下的技术参数表

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质量为M＝70kg的人骑此电动自行车沿平直公路行驶，所受阻力Ff恒为车和人总重的k＝0.02倍。取g＝10m/s2，求：

(1)此车电机在额定电压下正常工作的效率。

(2)仅在电机以额定功率提供动力的情况下，人骑车行驶的最大速度。

(3)仅在电机以额定功率提供动力的情况下，当车速为v1＝1.0m/s时，人骑车的加速度。 答案：(1)85.7% (2)6.0m/s (3)1.0m/s2

解析：(1)由表可知，电机的额定电压为U0＝40V、额定电流为I0＝3.5A，所以电机正常工作时输入功率为P入＝U0I0＝140W

P出

又因电机的输出功率为P出＝120W，所以电机的效率为η＝＝85.7%

P入(2)行驶时所受阻力为Ff＝k(M＋m)g，式中m为车的质量。 当达到最大速度vmax时，应有P出＝Ffvmax， 所以最大速度vmax＝

P出

＝6.0m/s。 Ff

P出

(3)当车速为v1＝1.0m/s时，牵引力F＝＝120N。

v1

设此时车的加速度为a，根据牛顿第二定律F－Ff＝(M＋m)a，解得a＝1.0m/s2。

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