資源簡介

第1節(jié)　電路中的能量轉(zhuǎn)化(賦能課——精細培優(yōu)科學思維)
課標要求 層級達標
理解電功、電功率及焦耳定律,能用焦耳定律解釋生產(chǎn)生活中的電熱現(xiàn)象。 學考 層級 1.理解電功和電功率的概念,知道電流做功的實質(zhì)。 2.理解焦耳定律,能用焦耳定律解釋生產(chǎn)生活中的相關現(xiàn)象。
選考 層級 能從能量的轉(zhuǎn)化和守恒的角度分析非純電阻電路中的能量轉(zhuǎn)化,理解電功和電熱的區(qū)別與聯(lián)系。
一、電功和電功率
1.電流做功的物理意義:電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能,是通過　　　　做功來實現(xiàn)的。
2.電流做功的實質(zhì):導體中的　　　　　　對自由電荷的靜電力在做功。
3.靜電力做的功:電流在一段電路中所做的功,等于這段電路兩端的電壓U、電路中的電流I、通電時間t三者的　　　　　　。即W=　　　　。
4.電功率
(1)定義:電流在一段電路中所做的功與通電時間之比。
(2)定義式:P=　　　　。
(3)電功率表達式:P=　　　　。
(4)單位:電功的單位是　　　　(J),電功率的單位是　　　　(W)。
[微點撥]
　　W=UIt,在科學研究中稱為靜電力做功,在生產(chǎn)生活中稱為電流做功,簡稱為電功。
[情境思考]
　　如圖所示,一段電路兩端的電壓為U,電路中的自由電荷在靜電力的作用下發(fā)生定向移動,形成電流I。則在時間t內(nèi),通過這段電路上任一橫截面的電荷量q為多少 在這個過程中,靜電力做了多少功
二、焦耳定律　電路中的能量轉(zhuǎn)化
1.焦耳定律:電流通過導體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成　　　　,跟導體的電阻及通電時間成　　　　。即Q=　　　　。
2.發(fā)熱的功率:電流通過導體發(fā)熱的功率P熱=　　　　。
3.電路中的能量轉(zhuǎn)化
(1)電動機工作時能量轉(zhuǎn)化關系:從能量轉(zhuǎn)化與守恒的角度看,電動機從電源獲得的能量,一部分轉(zhuǎn)化為機械能,還有一部分轉(zhuǎn)化為　　　　。
(2)功率關系:P電=P機+P損。
(3)電池充電時能量轉(zhuǎn)化關系:電能轉(zhuǎn)化為　　　　能和內(nèi)能。
[情境思考]
　　電吹風工作時,將電能轉(zhuǎn)化為什么能 電風扇工作時,將電能轉(zhuǎn)化為什么能 電熨斗工作時,將電能轉(zhuǎn)化為什么能
強化點(一)　對電功、電熱的理解
任務驅(qū)動
　　當家中只開一盞節(jié)能燈時,電能表的表盤轉(zhuǎn)得很慢,而用電燒水壺燒水時,電能表的表盤轉(zhuǎn)得很快。
那么節(jié)能燈和電燒水壺在相同時間內(nèi),哪個用電器消耗電能多 哪個用電器的電功率大
[要點釋解明]
1.電功與電功率
電流做功的實質(zhì)是導體中的恒定電場對自由電荷的靜電力在做功。靜電力對自由電荷做功的過程,就是電荷的電勢能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程。
(1)電功的計算公式:W=UIt=Pt。
(2)電功的單位:在國際單位制中電功的單位是焦耳,常用單位還有“度”,1度=1千瓦時=3.6×106焦耳。
(3)額定功率與實際功率:
①額定功率:用電器在額定電壓下工作的功率。
②實際功率:用電器在實際電壓下工作的功率。
③為了用電器不被燒毀,實際功率不能大于額定功率。
2.焦耳定律
(1)推導:設導體的電阻為R,通過的電流為I,由歐姆定律可知,導體兩端的電壓U=IR,又因為Q=W=UIt,可得Q=I2Rt。
(2)注意:焦耳定律是實驗規(guī)律,這里的推導過程只是為了方便大家理解。在推導過程中用到Q=W,即電熱等于電功,但其實在非純電阻電路中,焦耳定律依然成立。
[題點全練清]
1.(2025·山東濟寧月考)下列關于電功、電功率和焦耳定律的說法正確的是 (　　)
A.電功率越大,電流做功越快,電流做功一定越多
B.W=UIt適用于任何電路
C.在純電阻電路中,UI>I2R
D.Q=I2Rt只適用于純電阻電路
2.一種稱作地中海電鰩的電魚能夠電擊它的獵物,一般來說,在一次電擊中它不必移動,就能引起0.20 kV 的電勢差,以18 A的電流傳送電荷,持續(xù)時間為1.5 ms,則在這次電擊中 (　　)
A.傳輸?shù)碾姾闪繛?8 C
B.電魚能將機械能轉(zhuǎn)化為電能
C.電魚的電器官功率為3.6 kW
D.電魚的電器官所做的功為3 600 J
強化點(二)　純電阻電路和非純電阻電路
[要點釋解明]
1.純電阻電路與非純電阻電路
(1)純電阻電路:電流通過純電阻電路做功時,電能全部轉(zhuǎn)化為導體的內(nèi)能。
(2)非純電阻電路:含有電動機或電解槽等的電路稱為非純電阻電路。在非純電阻電路中,電流做功將電能除了部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能外,還有一部分轉(zhuǎn)化為機械能或化學能等其他形式的能。
2.純電阻電路和非純電阻電路的比較
純電阻電路 非純電阻電路
舉例 白熾燈、電爐、 電熨斗、電飯鍋 電動機、電解槽
能量轉(zhuǎn)化情況
電功和電熱的關系 W=Q, 即UIt=I2Rt W=Q+E其他 即UIt=I2Rt+E其他
電功率和熱功率的關系 P電=P熱, 即UI=I2R P電=P熱+P其他 即UI=I2R+P其他
歐姆定律是否成立 成立 U=IR,I= 不成立 U>IR,I<
說明 W=UIt、P電=UI適用于任何電路計算電功和電功率 Q=I2Rt、P熱=I2R適用于任何電路計算電熱和熱功率 只有純電阻電路滿足W=Q,P電=P熱;非純電阻電路W>Q,P電>P熱
3.電動機的功率和效率
(1)電動機的輸入功率是電動機消耗的總功率,P入=UI。
(2)電動機的熱功率是線圈上電阻的發(fā)熱功率,P熱=I2r。
(3)電動機的輸出功率是電動機將電能轉(zhuǎn)化為機械能的功率,P出=UI-I2r。
(4)電動機的效率:η=×100%=×100%。
　　[典例]　(2025·濱州期中檢測)如圖所示為直流電動機提升重物的裝置,電動機的內(nèi)阻一定,閉合開關K,當把它接入電壓為U1=0.2 V的電路時,電動機不轉(zhuǎn),測得此時流過電動機的電流是I1=0.5 A;當把電動機接入電壓為U2=4.0 V的電路中,電動機正常工作且電動機勻速提升重物,工作電流是I2=1.0 A,求:
(1)電動機線圈的電阻r;
(2)當U2=4.0 V,電動機正常工作時的輸出功率;
(3)如果重物質(zhì)量m=1.0 kg,當U2=4.0 V時電動機提升重物的速度大小是多少 (g取10 m/s2)
嘗試解答:
[思維建模]
電動機電路的分析與計算
[題點全練清]
1.(2025·湖南常德月考)(多選)一只電爐的電阻絲和一臺電動機的線圈電阻均為R,串聯(lián)接在電路中(電動機正常運轉(zhuǎn)),則以下說法正確的是 (　　)
A.電爐和電動機兩端的電壓相等
B.電動機的電功率大于電爐的電功率
C.在相同的時間內(nèi)電爐和電動機產(chǎn)生的電熱相等
D.電爐兩端電壓與通過的電流的比值小于電動機兩端電壓與通過的電流的比值
2.在如圖所示的電路中,輸入電壓U恒為8 V,燈泡L標有“3 V　6 W”字樣,電動機線圈的電阻RM=0.5 Ω。若燈泡恰能正常發(fā)光,下列說法正確的是 (　　)
A.電動機的輸入電壓為8 V
B.流過電動機的電流為10 A
C.電動機的效率為80%
D.整個電路消耗的電功率為10 W
強化點(三)　串、并聯(lián)電路中的電功率
[要點釋解明]
1.串聯(lián)電路功率關系
(1)各部分電路電流I相同,根據(jù)P=I2R,各電阻的電功率與電阻成正比(純電阻電路)。
(2)總功率P總=UI=(U1+U2+…+Un)I=P1+P2+…+Pn。
2.并聯(lián)電路功率關系
(1)各支路電壓相同,根據(jù)P=,各支路電阻的電功率與電阻成反比(純電阻電路)。
(2)總功率P總=UI=U(I1+I2+…+In)=P1+P2+…+Pn。
3.結論
無論是串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路,電路消耗的總功率均等于各負載消耗的功率之和。
　　[典例]　有兩只額定電壓都是110伏的燈泡A和B,A的額定功率是100瓦,B的額定功率是40瓦,為了使它們接在220伏的電路中仍能正常發(fā)光,電路消耗的功率又最省,最合理的接法是 (　　)
聽課記錄:
[思維建模]
求解功率的技巧
(1)在純電阻電路中,比較用電器的電功率時,要根據(jù)已知條件靈活選用公式。若用電器電流相同時,用P=I2R比較;若電壓相同時,用P=比較;若電阻相同時,可根據(jù)I或U的關系比較。
(2)求解串、并聯(lián)電路中的功率分配問題時,用比例法會使問題簡化,但一定要明確是正比還是反比關系。
(3)當求解用電器的功率時,要明確求解的是什么功率。實際功率與額定功率不一定相等。
[題點全練清]
1.(2024·江蘇南京期中)把小燈泡L1(6 V　6 W)和小燈泡L2(6 V　3 W)串聯(lián)后接在電源電壓為6 V的電路中(不考慮燈絲電阻的變化),下列說法正確的是 (　　)
A.因為通過它們的電流相等,所以兩燈一樣亮
B.因為燈L2實際功率較大,所以燈L2較亮
C.因為燈L1額定功率較大,所以燈L1較亮
D.因為燈L1實際功率較大,所以燈L1較亮
2.(多選)如圖所示,a、b兩點間的電壓為9 V,三個電阻的阻值分別為R1=R2=6 Ω、R3=3 Ω。下列說法正確的是 (　　)
A.R1、R2、R3兩端的電壓之比為1∶1∶1
B.R1、R2、R3消耗的電功率之比為1∶1∶2
C.在相等的時間內(nèi),通過R1、R2、R3的電荷量之比為2∶2∶1
D.在相等的時間內(nèi),R1、R2、R3產(chǎn)生的焦耳熱之比為1∶2∶2
第1節(jié)　電路中的能量轉(zhuǎn)化
課前預知教材
一、1.電流　2.恒定電場　3.乘積　UIt　4.(2)　(3)UI
(4)焦耳　瓦特　
[情境思考]
提示:在時間t內(nèi),通過這段電路上任一橫截面的電荷量為q=It,在這個過程中,靜電力做功為W=UIt。
二、1.正比　正比　I2Rt　2.I2R　3.(1)內(nèi)能　(3)化學
[情境思考]
提示:電吹風和電風扇都有電動機,工作時將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和機械能;電熨斗工作時,將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
課堂精析重難
強化點(一)
[任務驅(qū)動]　提示:在相同時間內(nèi)電燒水壺消耗電能多,電功率大。
[題點全練清]
1.選B　電功率越大,電流做功越快,根據(jù)W=Pt,可知W由P和t共同決定,故A錯誤;電功的定義式W=UIt適用于任何電路,故B正確;在純電阻電路中,電流做功全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,則UI=I2R,故C錯誤;焦耳定律Q=I2Rt適用于各種電路,故D錯誤。
2.選C　在這次電擊中,傳輸?shù)碾姾闪繛閝=It=18×1.5×10-3 C=2.7×10-2 C,A錯誤;電魚能將生物化學能轉(zhuǎn)化為電能,B錯誤;電魚的電器官功率為P=UI=0.2×103×18 W=3.6×103 W=3.6 kW,C正確;電魚的電器官所做的功為W=Pt=3.6×103×1.5×10-3 J=5.4 J,D錯誤。
強化點(二)
[典例]　解析:(1)電動機不轉(zhuǎn)時,電動機為純電阻元件,則由歐姆定律得r==0.4 Ω。
(2)電動機正常工作時消耗的功率為
P=U2I2=4.0×1.0 W=4.0 W
電動機正常工作時線圈電阻損耗的功率為
P熱=r=0.4 W
電動機正常工作時輸出功率為
P出=P-P熱=3.6 W。
(3)電動機勻速提升重物時,重物受力平衡,由平衡條件有
F=mg=10 N
電動機的輸出功率P出=Fv
解得電動機提升重物的速度為v==0.36 m/s。
答案:(1)0.4 Ω　(2)3.6 W　(3)0.36 m/s
[題點全練清]
1.選BCD　電爐和電動機的電阻相同,串聯(lián)電路中電流相同,根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt,可知在相同的時間內(nèi)電爐和電動機產(chǎn)生的電熱相等,故C正確;電動機消耗的電能一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,另一部分轉(zhuǎn)化為機械能,電爐消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,而相同時間內(nèi)它們產(chǎn)生的熱量相等,則在相同的時間內(nèi),電動機消耗的電能大于電爐消耗的電能,電動機的電功率大于電爐的電功率,故B正確;通過電動機和電爐的電流相等,電動機的功率大于電爐的功率,根據(jù)P=UI,可知電動機兩端的電壓大于電爐兩端的電壓,電爐兩端電壓與通過的電流的比值小于電動機兩端電壓與通過的電流的比值,故A錯誤,D正確。
2.選C　電動機兩端的電壓U1=U-UL=8 V-3 V=5 V,故A錯誤;整個電路中的電流I== A=2 A,所以電動機消耗的電功率P電=U1I=5×2 W=10 W,電動機的發(fā)熱功率P熱=I2RM=22×0.5 W=2 W,則電動機的輸出功率P出=P電-P熱=10 W-2 W=8 W,電動機的效率η=×100%=×100%=80%,故B錯誤,C正確;整個電路消耗的電功率P總=UI=8×2 W=16 W,故D錯誤。
強化點(三)
[典例]　選C　選項圖A中,A直接接入220 V電路,超過了其額定電壓,A無法正常發(fā)光,故A錯誤;既要使它們接在220伏的電路中仍能正常發(fā)光,電路消耗的功率又最省,可知燈泡A、B的功率皆為額定功率,且電路中額外接入的電阻箱功率最小,而IA== A,IB== APR,故B、D錯誤,C正確。
[題點全練清]
1.選B　根據(jù)R=,可知燈L2的電阻大于燈L1的電阻,又因為通過它們的電流相等,根據(jù)P=I2R,可知燈L2實際功率較大,所以燈L2較亮,故選B。
2.選AB　電路中的總電阻為R總=R3+=6 Ω,電路中的總電流為I總==1.5 A,則R3兩端電壓為U3=I總R3=1.5×3 V=4.5 V,并聯(lián)部分兩端電壓為U并=I總=4.5 V,所以R1、R2、R3兩端的電壓之比為1∶1∶1,故A正確;根據(jù)公式P=,可知R1、R2、R3消耗的電功率之比為1∶1∶2,故B正確;根據(jù)I=,可知通過R1、R2、R3的電流之比為1∶1∶2,又根據(jù)q=It,可知在相等的時間內(nèi),通過R1、R2、R3的電荷量之比為1∶1∶2,故C錯誤;根據(jù)Q=I2Rt,可知在相等的時間內(nèi),R1、R2、R3產(chǎn)生的焦耳熱之比為1∶1∶2,故D錯誤。
8 / 8(共75張PPT)
電路中的能量轉(zhuǎn)化
(賦能課——精細培優(yōu)科學思維)
第 1 節(jié)
課標要求 層級達標 理解電功、電功率及焦耳定律，能用焦耳定律解釋生產(chǎn)生活中的電熱現(xiàn)象。 學考 層級 1.理解電功和電功率的概念，知道電流做功的實質(zhì)。
2.理解焦耳定律，能用焦耳定律解釋生產(chǎn)生活中的相關現(xiàn)象。
選考 層級 能從能量的轉(zhuǎn)化和守恒的角度分析非純電阻電路中的能量轉(zhuǎn)化，理解電功和電熱的區(qū)別與聯(lián)系。
1
課前預知教材
2
課堂精析重難
3
課時跟蹤檢測
CONTENTS
目錄
課前預知教材
一、電功和電功率
1.電流做功的物理意義:電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，是通過_____做功來實現(xiàn)的。
2.電流做功的實質(zhì):導體中的____________對自由電荷的靜電力在做功。
3.靜電力做的功:電流在一段電路中所做的功，等于這段電路兩端的電壓U、電路中的電流I、通電時間t三者的_____ 。即W=______。
電流
恒定電場
乘積
UIt
4.電功率
(1)定義:電流在一段電路中所做的功與通電時間之比。
(2)定義式:P=_____。
(3)電功率表達式:P=_____。
(4)單位:電功的單位是_____(J)，電功率的單位是_____(W)。
UI
焦耳
瓦特
[微點撥]
W=UIt，在科學研究中稱為靜電力做功，在生產(chǎn)生活中稱為電流做功，簡稱為電功。
[情境思考]
如圖所示，一段電路兩端的電壓為U，電路
中的自由電荷在靜電力的作用下發(fā)生定向移動，
形成電流I。則在時間t內(nèi)，通過這段電路上任一橫截面的電荷量q為多少 在這個過程中，靜電力做了多少功
提示:在時間t內(nèi)，通過這段電路上任一橫截面的電荷量為q=It，在這個過程中，靜電力做功為W=UIt。
二、焦耳定律　電路中的能量轉(zhuǎn)化
1.焦耳定律:電流通過導體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成_____ ，跟導體的電阻及通電時間成_____ 。即Q= _____ 。
2.發(fā)熱的功率:電流通過導體發(fā)熱的功率P熱= _____ 。
正比
正比
I2Rt
I2R
3.電路中的能量轉(zhuǎn)化
(1)電動機工作時能量轉(zhuǎn)化關系:從能量轉(zhuǎn)化與守恒的角度看，電動機從電源獲得的能量，一部分轉(zhuǎn)化為機械能，還有一部分轉(zhuǎn)化為_____ 。
(2)功率關系:P電=P機+P損。
(3)電池充電時能量轉(zhuǎn)化關系:電能轉(zhuǎn)化為_____能和內(nèi)能。
內(nèi)能
化學
[情境思考]
電吹風工作時，將電能轉(zhuǎn)化為什么能 電風扇工作時，將電能轉(zhuǎn)化為什么能 電熨斗工作時，將電能轉(zhuǎn)化為什么能
提示:電吹風和電風扇都有電動機，工作時將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和機械能;電熨斗工作時，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
課堂精析重難
當家中只開一盞節(jié)能燈時，電能表的表盤轉(zhuǎn)得很慢，而用電燒水壺燒水時，電能表的表盤轉(zhuǎn)得很快。
那么節(jié)能燈和電燒水壺在相同時間內(nèi)，哪個用
電器消耗電能多 哪個用電器的電功率大
提示:在相同時間內(nèi)電燒水壺消耗電能多，電功率大。
強化點(一)　對電功、電熱的理解
任務驅(qū)動
1.電功與電功率
電流做功的實質(zhì)是導體中的恒定電場對自由電荷的靜電力在做功。靜電力對自由電荷做功的過程，就是電荷的電勢能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程。
(1)電功的計算公式:W=UIt=Pt。
(2)電功的單位:在國際單位制中電功的單位是焦耳，常用單位還有“度”，1度=1千瓦時=3.6×106焦耳。
要點釋解明
(3)額定功率與實際功率:
①額定功率:用電器在額定電壓下工作的功率。
②實際功率:用電器在實際電壓下工作的功率。
③為了用電器不被燒毀，實際功率不能大于額定功率。
2.焦耳定律
(1)推導:設導體的電阻為R，通過的電流為I，由歐姆定律可知，導體兩端的電壓U=IR，又因為Q=W=UIt，可得Q=I2Rt。
(2)注意:焦耳定律是實驗規(guī)律，這里的推導過程只是為了方便大家理解。在推導過程中用到Q=W，即電熱等于電功，但其實在非純電阻電路中，焦耳定律依然成立。
1.(2025·山東濟寧月考)下列關于電功、電功率和焦耳定律的說法正確的是 (　　)
A.電功率越大，電流做功越快，電流做功一定越多
B.W=UIt適用于任何電路
C.在純電阻電路中，UI>I2R
D.Q=I2Rt只適用于純電阻電路
題點全練清
√
解析:電功率越大，電流做功越快，根據(jù)W=Pt，可知W由P和t共同決定，故A錯誤;電功的定義式W=UIt適用于任何電路，故B正確;在純電阻電路中，電流做功全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，則UI=I2R，故C錯誤;焦耳定律Q=I2Rt適用于各種電路，故D錯誤。
2.一種稱作地中海電鰩的電魚能夠電擊它的獵物，一般來說，在一次電擊中它不必移動，就能引起0.20 kV 的電勢差，以18 A的電流傳送電荷，持續(xù)時間為1.5 ms，則在這次電擊中 (　　)
A.傳輸?shù)碾姾闪繛?8 C
B.電魚能將機械能轉(zhuǎn)化為電能
C.電魚的電器官功率為3.6 kW
D.電魚的電器官所做的功為3 600 J
√
解析:在這次電擊中，傳輸?shù)碾姾闪繛閝=It=18×1.5×10-3 C=
2.7×10-2 C，A錯誤;電魚能將生物化學能轉(zhuǎn)化為電能，B錯誤;電魚的電器官功率為P=UI=0.2×103×18 W=3.6×103 W=3.6 kW，
C正確;電魚的電器官所做的功為W=Pt=3.6×103×1.5×10-3 J=5.4 J，D錯誤。
1.純電阻電路與非純電阻電路
(1)純電阻電路:電流通過純電阻電路做功時，電能全部轉(zhuǎn)化為導體的內(nèi)能。
(2)非純電阻電路:含有電動機或電解槽等的電路稱為非純電阻電路。在非純電阻電路中，電流做功將電能除了部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能外，還有一部分轉(zhuǎn)化為機械能或化學能等其他形式的能。
要點釋解明
強化點(二)　純電阻電路和非純電阻電路
2.純電阻電路和非純電阻電路的比較
純電阻電路 非純電阻電路
舉例 白熾燈、電爐、 電熨斗、電飯鍋 電動機、電解槽
能量轉(zhuǎn)化情況
電功和電熱的關系 W=Q，即UIt=I2Rt W=Q+E其他
即UIt=I2Rt+E其他
純電阻電路 非純電阻電路
電功率和熱功率的關系 P電=P熱， 即UI=I2R P電=P熱+P其他
即UI=I2R+P其他
歐姆定律是否成立
說明 W=UIt、P電=UI適用于任何電路計算電功和電功率 Q=I2Rt、P熱=I2R適用于任何電路計算電熱和熱功率 只有純電阻電路滿足W=Q，P電=P熱;非純電阻電路W>Q，P電>P熱 3.電動機的功率和效率
(1)電動機的輸入功率是電動機消耗的總功率，P入=UI。
(2)電動機的熱功率是線圈上電阻的發(fā)熱功率，P熱=I2r。
(3)電動機的輸出功率是電動機將電能轉(zhuǎn)化為機械能的功率，P出=UI-I2r。
(4)電動機的效率:η=×100%=×100%。
[典例]　(2025·濱州期中檢測)如圖所示為直流電動機提升重物的裝置，電動機的內(nèi)阻一定，閉合開關K，當把它接入電壓為U1=0.2 V的電路時，電動機不轉(zhuǎn)，測得此時流過電動機的電流是I1=0.5 A;當把電動機接入電壓為U2=4.0 V的電路中，電動機正常工作且電動機勻速提升重物，工作電流是I2=1.0 A，求:
(1)電動機線圈的電阻r;
[答案]　0.4 Ω　
[解析]　電動機不轉(zhuǎn)時，電動機為純電阻元件，則由歐姆定律得r==0.4 Ω。
(2)當U2=4.0 V，電動機正常工作時的輸出功率;
[答案]　3.6 W　
[解析]　電動機正常工作時消耗的功率為
P=U2I2=4.0×1.0 W=4.0 W
電動機正常工作時線圈電阻損耗的功率為P熱=r=0.4 W
電動機正常工作時輸出功率為P出=P-P熱=3.6 W。
(3)如果重物質(zhì)量m=1.0 kg，當U2=4.0 V時電動機提升重物的速度大小是多少 (g取10 m/s2)
[答案]　0.36 m/s
[解析]　電動機勻速提升重物時，重物受力平衡，由平衡條件有F=mg=10 N
電動機的輸出功率P出=Fv
解得電動機提升重物的速度為v==0.36 m/s。
[思維建模]
電動機電路的分析與計算
1.(2025·湖南常德月考)(多選)一只電爐的電阻絲和一臺電動機的線圈電阻均為R，串聯(lián)接在電路中(電動機正常運轉(zhuǎn))，則以下說法正確的是 (　　)
A.電爐和電動機兩端的電壓相等
B.電動機的電功率大于電爐的電功率
C.在相同的時間內(nèi)電爐和電動機產(chǎn)生的電熱相等
D.電爐兩端電壓與通過的電流的比值小于電動機兩端電壓與通過的電流的比值
題點全練清
√
√
√
解析:電爐和電動機的電阻相同，串聯(lián)電路中電流相同，根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt，可知在相同的時間內(nèi)電爐和電動機產(chǎn)生的電熱相等，故C正確;電動機消耗的電能一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，另一部分轉(zhuǎn)化為機械能，電爐消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而相同時間內(nèi)它們產(chǎn)生的熱量相等，則在相同的時間內(nèi)，電動機消耗的電能大于電爐消耗的電能，電動機的電功率大于電爐的電功率，故B正確;通過電動機和電爐的電流相等，電動機的功率大于電爐的功率，根據(jù)P=UI，可知電動機兩端的電壓大于電爐兩端的電壓，電爐兩端電壓與通過的電流的比值小于電動機兩端電壓與通過的電流的比值，故A錯誤，D正確。
解析:電爐和電動機的電阻相同，串聯(lián)電路中電流相同，根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt，可知在相同的時間內(nèi)電爐和電動機產(chǎn)生的電熱相等，故C正確;電動機消耗的電能一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，另一部分轉(zhuǎn)化為機械能，電爐消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而相同時間內(nèi)它們產(chǎn)生的熱量相等，則在相同的時間內(nèi)，電動機消耗的電能大于電爐消耗的電能，電動機的電功率大于電爐的電功率，故B正確;通過電動機和電爐的電流相等，電動機的功率大于電爐的功率，根據(jù)P=UI，可知電動機兩端的電壓大于電爐兩端的電壓，電爐兩端電壓與通過的電流的比值小于電動機兩端電壓與通過的電流的比值，故A錯誤，D正確。
2.在如圖所示的電路中，輸入電壓U恒為8 V，燈泡L標有“3 V　6 W”字樣，電動機線圈的電阻RM=0.5 Ω。若燈泡恰能正常發(fā)光，下列說法正確的是 (　 )
A.電動機的輸入電壓為8 V
B.流過電動機的電流為10 A
C.電動機的效率為80%
D.整個電路消耗的電功率為10 W
√
解析:電動機兩端的電壓U1=U-UL=8 V-3 V=5 V，故A錯誤;整個電路中的電流I== A=2 A，所以電動機消耗的電功率P電=U1I=5×2 W=10 W，電動機的發(fā)熱功率P熱=I2RM=22×0.5 W=2 W，則電動機的輸出功率P出=P電-P熱=10 W-2 W=8 W，電動機的效率η=×100%=×100%=80%，故B錯誤，C正確;整個電路消耗的電功率P總=UI=8×2 W=16 W，故D錯誤。
1.串聯(lián)電路功率關系
(1)各部分電路電流I相同，根據(jù)P=I2R，各電阻的電功率與電阻成正比(純電阻電路)。
(2)總功率P總=UI=(U1+U2+…+Un)I=P1+P2+…+Pn。
要點釋解明
強化點(三)　串、并聯(lián)電路中的電功率
2.并聯(lián)電路功率關系
(1)各支路電壓相同，根據(jù)P=，各支路電阻的電功率與電阻成反比(純電阻電路)。
(2)總功率P總=UI=U(I1+I2+…+In)=P1+P2+…+Pn。
3.結論
無論是串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路，電路消耗的總功率均等于各負載消耗的功率之和。
[典例]　有兩只額定電壓都是110伏的燈泡A和B，A的額定功率是100瓦，B的額定功率是40瓦，為了使它們接在220伏的電路中仍能正常發(fā)光，電路消耗的功率又最省，最合理的接法是 (　　)
√
[解析]　 選項圖A中，A直接接入220 V電路，超過了其額定電壓，A無法正常發(fā)光，故A錯誤;既要使它們接在220伏的電路中仍能正常發(fā)光，電路消耗的功率又最省，可知燈泡A、B的功率皆為額定功率，且電路中額外接入的電阻箱功率最小，而IA== A，IB== A則A必須在干路，B必須在支路，即對應選項C，此時通過電阻箱的電流大小為IR=IA-IB= A，又因為電阻箱兩端電壓為UR=UB=110 V，則電阻箱消耗的功率為PR=URIR=60 W;對于D選項電路圖，通過電阻箱的電流為IR'=IA+IB= A，電阻箱兩端電壓為UR'=220 V-UB=110 V，則電阻箱消耗的功率為PR'=UR'IR'=140 W>PR，故B、D錯誤，C正確。
[思維建模]
求解功率的技巧
(1)在純電阻電路中，比較用電器的電功率時，要根據(jù)已知條件靈活選用公式。若用電器電流相同時，用P=I2R比較;若電壓相同時，用P=比較;若電阻相同時，可根據(jù)I或U的關系比較。
(2)求解串、并聯(lián)電路中的功率分配問題時，用比例法會使問題簡化，但一定要明確是正比還是反比關系。
(3)當求解用電器的功率時，要明確求解的是什么功率。實際功率與額定功率不一定相等。
1.(2024·江蘇南京期中)把小燈泡L1(6 V　6 W)和小燈泡L2(6 V　3 W)串聯(lián)后接在電源電壓為6 V的電路中(不考慮燈絲電阻的變化)，下列說法正確的是 (　　)
A.因為通過它們的電流相等，所以兩燈一樣亮
B.因為燈L2實際功率較大，所以燈L2較亮
C.因為燈L1額定功率較大，所以燈L1較亮
D.因為燈L1實際功率較大，所以燈L1較亮
題點全練清
√
解析:根據(jù)R=，可知燈L2的電阻大于燈L1的電阻，又因為通過它們的電流相等，根據(jù)P=I2R，可知燈L2實際功率較大，所以燈L2較亮，故選B。
2.(多選)如圖所示，a、b兩點間的電壓為9 V，三個電阻的阻值分別為R1=R2=6 Ω、R3=3 Ω。下列說法正確的是 (　　)
A.R1、R2、R3兩端的電壓之比為1∶1∶1
B.R1、R2、R3消耗的電功率之比為1∶1∶2
C.在相等的時間內(nèi)，通過R1、R2、R3的電荷量之比為2∶2∶1
D.在相等的時間內(nèi)，R1、R2、R3產(chǎn)生的焦耳熱之比為1∶2∶2
√
√
解析:電路中的總電阻為R總=R3+=6 Ω，電路中的總電流為
I總==1.5 A，則R3兩端電壓為U3=I總R3=1.5×3 V=4.5 V，并聯(lián)部分兩端電壓為U并=I總=4.5 V，所以R1、R2、R3兩端的電壓之比為1∶1∶1，故A正確;根據(jù)公式P=，可知R1、R2、R3消耗的電功率之比為1∶1∶2，故B正確;
根據(jù)I=，可知通過R1、R2、R3的電流之比為1∶1∶2，又根據(jù)q=It，可知在相等的時間內(nèi)，通過R1、R2、R3的電荷量之比為1∶1∶2，故C錯誤;根據(jù)Q=I2Rt，可知在相等的時間內(nèi)，R1、R2、R3產(chǎn)生的焦耳熱之比為1∶1∶2，故D錯誤。
課時跟蹤檢測
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
A級——學考達標
1.(2025·福建寧德階段練習)(多選)下列對電功及焦耳定律公式的理解正確的是(　　)
A.非純電阻電路中的電功可能等于焦耳熱
B.焦耳定律適用于一切電路的焦耳熱的求解
C.電功的另一表達式W=·t只適用于純電阻電路
D.電功公式W=UIt、焦耳定律公式Q=I2Rt都適用于任何電路，因此W一定等于Q
√
√
6
7
8
9
10
11
12
解析:非純電阻電路中的電功一定大于焦耳熱，故A錯誤;焦耳定律適用于一切電路的焦耳熱的求解，故B正確;電功的另一表達式W=·t只適用于純電阻電路，故C正確;電功公式W=UIt、焦耳定律公式Q=I2Rt都適用于任何電路，但是只有在純電阻電路中W才等于Q，故D錯誤。
1
2
3
4
5
1
5
6
7
8
9
10
11
12
2.(2025·浙江嘉興階段練習)一只標有“220 V，60 W”字樣的白熾燈，用多用電表測量它的燈絲電阻時，其阻值可能為 (　　)
A.1 210 Ω B.807 Ω
C.65 Ω D.0
解析:白熾燈可以看作純電阻，由P=可得R== Ω≈806.67 Ω，此數(shù)值為白熾燈正常發(fā)光時的阻值，由于燈絲為金屬材料，電阻率隨溫度的升高而增大，當白熾燈不發(fā)光時，溫度低，所以燈絲的阻值要小于此數(shù)值，但不可能為零，故選C。
2
3
4
√
1
5
6
7
8
9
10
11
12
3.用不同材料做成兩形狀、大小相同的導體棒甲、乙，接在如圖所示的電路中，理想電壓表 V1的示數(shù)大于V2的示數(shù)。則導體棒甲 (　　)
A.電阻率小
B.電功率小
C.在相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量多
D.在相同時間內(nèi)通過的電荷量大
2
3
4
√
1
5
6
7
8
9
10
11
12
解析:導體棒甲、乙串聯(lián)，通過導體棒甲、乙的電流相同，理想電壓表 V1的示數(shù)大于 V2的示數(shù)，則導體棒甲兩端的電壓大于導體棒乙兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律可知，導體棒甲阻值較大，導體棒甲、乙形狀、大小相同，則導體棒甲電阻率大，故A錯誤;通過導體棒甲、乙的電流相同，導體棒甲阻值較大，根據(jù)P=I2R，可知導體棒甲電功率大，根據(jù)Q=I2Rt，可知導體棒甲在相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量多，故B錯誤，C正確;通過導體棒甲、乙的電流相同，根據(jù)q=It，可知在相同時間內(nèi)通過導體棒甲、乙的電荷量相同，故D錯誤。
2
3
4
1
5
6
7
8
9
10
11
12
4.(2025·海南海口階段練習)長短、粗細均相同的保險絲和銅絲分別接到線路板上A、B間和C、D間，如圖所示。移動滑動變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)保險絲熔斷而銅絲完好。下列說法錯誤的是 (　　)
A.保險絲的電阻比銅絲的大
B.通過保險絲的電流比銅絲的大
C.電流通過保險絲產(chǎn)生的熱量比銅絲的多
D.為了用電安全，禁止用銅絲代替保險絲
2
3
4
√
1
5
6
7
8
9
10
11
12
解析:因為保險絲和銅絲串聯(lián)，因此通過它們的電流相同，故B錯誤;通電時間相同，電流相同，保險絲熔斷，根據(jù)焦耳定律可知，保險絲電阻大，產(chǎn)生的熱量多，故A、C正確;銅絲難熔斷，為了用電安全，不可以用銅絲代替保險絲，故D正確。本題選錯誤的，故選B。
2
3
4
1
5
6
7
8
9
10
11
12
5.(2025·江西新余檢測)(多選)圖像法是利用圖像這種特殊且形象的工具，表達各物理量之間存在的內(nèi)在
關系或規(guī)律的方法。關于下列圖像的
解釋，正確的是 (　　)
2
3
4
1
5
6
7
8
9
10
11
12
A.甲圖是某物體的熔化圖像，B、C兩點內(nèi)能不相等
B.乙圖是電阻和通電時間一定時電熱Q與電流I的關系圖
C.丙圖說明，當電阻一定時，電壓與電流成正比
D.丁圖表示物體由靜止下落過程中，重力對物體做功與時間的關系
2
3
4
√
√
1
5
6
7
8
9
10
11
12
解析:甲圖是某物體的熔化圖像，物體不斷吸收熱量，B、C兩點內(nèi)能不相等，A正確;由焦耳定律Q=I2Rt可知，當電阻和通電時間一定時，電熱Q與電流的平方I2成正比，則電熱Q與電流的平方I2的圖像是一條過原點的直線，B錯誤;丙圖說明，當電阻一定時，電流與電壓成正比，C錯誤;物體由靜止下落過程中做勻加速運動，由W=Gh=Ggt2可知，重力對物體做功與時間的關系圖像為拋物線的一部分，D正確。
2
3
4
1
5
6
7
8
9
10
11
12
6.(多選)如圖所示，兩段長度和材料相同、各自粗細均勻的金屬導線a、b串聯(lián)在電路中，橫截面積之比為Sa∶Sb=2∶3。下列說法正確的是 (　　)
A.兩導線電阻之比為2∶3
B.兩導線中的電場強度之比為2∶3
C.兩導線的焦耳熱功率之比為3∶2
D.自由電子在兩導線中移動的速率之比為3∶2
2
3
4
√
√
1
5
6
7
8
9
10
11
12
解析:根據(jù)電阻的決定式R=ρ，可知兩導線電阻之比為Ra∶Rb
=Sb∶Sa=3∶2，故A錯誤;金屬導線a、b串聯(lián)，通過的電流相等，根據(jù)U=IR=EL，可知兩導線中的電場強度之比為Ea∶Eb=Ra∶Rb=3∶2，故B錯誤;金屬導線a、b串聯(lián)，通過的電流相等，根據(jù)P=I2R，可知兩導線的焦耳熱功率之比為Pa∶Pb=Ra∶Rb=3∶2，故C正確;根據(jù)電流的微觀定義式有I=nevaSa=nevbSb，可得自由電子在兩導線中移動的速率之比為va∶vb=Sb∶Sa=3∶2，故D正確。
2
3
4
1
5
6
7
8
9
10
11
12
7.(2025·河北邯鄲月考)如圖所示，照明電路的
電壓恒為U=220 V，并聯(lián)了20盞電阻為R=400 Ω的
電燈(忽略電燈電阻的變化)，兩條輸電線的電阻均
為r=1.0 Ω。下列說法正確的是 (　　)
A.并聯(lián)的電燈越多，通過輸電線的電流越小
B.只開10盞燈時，輸電線上損失的電壓約為 5.24 V
C.20盞燈都打開時，輸電線上損失的電功率為20 W
D.20盞燈都打開時，整個電路消耗的電功率為2 200 W
2
3
4
√
1
5
6
7
8
9
10
11
12
解析:并聯(lián)的電燈越多，電路電阻越小，通過輸電線的電流越大，故A錯誤;只開10盞燈時，則10盞燈并聯(lián)的等效電阻為R'==40 Ω，輸電線上損失的電壓為U損=U≈10.48 V，故B錯誤;20盞燈都打開時，20盞燈的等效電阻為R″==20 Ω，輸電線上的電流為I″==10 A，輸電線上損失的電功率為P損=I″2·2r=200 W，整個電路消耗的電功率為P=UI″=2 200 W，故C錯誤，D正確。
2
3
4
1
5
6
7
8
9
10
11
12
8.小燈泡A、B與定值電阻R、輸出電壓恒為U的電源組成圖示電路，小燈泡A、B分別標有“3 V，0.3 A”及“5 V，0.6 A”字樣，當兩只小燈泡都能正常發(fā)光時，應有 (　　)
A.電源的輸出功率為4.8 W
B.定值電阻R的阻值為15 Ω
C.電源的輸出電壓為5 V
D.定值電阻在10 s內(nèi)產(chǎn)生的電熱為30 J
2
3
4
√
1
5
6
7
8
9
10
11
12
解析:由題圖可知，電源的輸出電壓為U=UB+UA=8 V，干路電流為I=IB=0.6 A，電源的輸出功率為P=UI=4.8 W，故A正確，C錯誤;兩只小燈泡都能正常發(fā)光，可得IR=I-IA=0.3 A，UR=UA=3 V，根據(jù)歐姆定律，可得R==10 Ω，故B錯誤;定值電阻在10 s內(nèi)產(chǎn)生的電熱為Q=Rt=9 J，故D錯誤。
2
3
4
1
5
6
7
8
9
10
11
12
9.(12分)(選自魯科版教材課后練習)某商場安裝了一臺傾角為30°的自動扶梯，該扶梯在電壓為380 V 的電動機帶動下以0.5 m/s的恒定速率向斜上方移動，電動機的最大輸出功率為4.9 kW。不載人時測得電動機中的電流為5 A，若載人時扶梯的移動速率與不載人時相同，忽略電動機內(nèi)阻的熱損耗，則不載人時扶梯運行的電功率是多大 若輸送一個人的功率為120 W，則這臺自動扶梯可同時乘載多少人
2
3
4
1
5
6
7
8
9
10
11
12
答案:1 900 W　25人
解析:不載人時扶梯運行的電功率P0=UI=380×5 W=1 900 W。
設自動扶梯最多可同時乘載的人數(shù)為N，由P最大=P0+N×120可得
N= 人=25人。
2
3
4
1
5
6
7
8
9
10
11
12
B級——選考進階
10.(多選)如圖1所示，用充電寶為一手機電池充電，其等效電路如圖2所示。在充電開始后的一段時間t內(nèi)，充電寶的輸出電壓U、輸出電流I可認為是恒定不變的，設手機電池的內(nèi)阻為r，則時間t內(nèi)(　　)
2
3
4
1
5
6
7
8
9
10
11
12
A.充電寶輸出的電功為UIt
B.充電寶產(chǎn)生的熱功率為I2r
C.手機電池產(chǎn)生的焦耳熱為t
D.手機電池儲存的化學能為UIt-I2rt
2
3
4
√
√
1
5
6
7
8
9
10
11
12
解析:時間t內(nèi)充電寶輸出的電功為W=Pt=UIt，故A正確;充電寶內(nèi)的電流也是I，但其內(nèi)阻未知，故無法判斷充電寶產(chǎn)生的熱功率，故B錯誤;手機電池是非純電阻電路，故不能用t計算手機電池產(chǎn)生的焦耳熱，手機電池產(chǎn)生的焦耳熱應為I2rt，故C錯誤;充電寶輸出的電能一部分轉(zhuǎn)化為手機電池儲存的化學能，一部分轉(zhuǎn)化為手機電池產(chǎn)生的焦耳熱，故根據(jù)能量守恒定律可知手機電池儲存的化學能為E=UIt-I2rt，故D正確。
2
3
4
1
5
6
7
8
9
10
11
12
11.(多選)掃地機器人是智能家用電器的一種，能憑借一定的人工智能，自動在房間內(nèi)完成地板清理工作。若機器人直流電動機的額定電壓為U，額定電流為I，線圈電阻為r，當它正常工作時，下列說法正確的是 (　　)
A.電動機的電流I=
B.電動機消耗的電功率為UI
C.電動機輸出的機械功率為UI-I2r
D.電動機產(chǎn)生的熱量為t
2
3
4
√
√
1
5
6
7
8
9
10
11
12
解析:電動機是非純電阻元件,根據(jù)能量守恒定律有P電=P熱+P機,即UI=I2r+P機,故I2r2
3
4
1
5
6
7
8
9
10
11
12
12.(14分)(2025·湖南懷化階段檢測)小明家新買的一輛汽車具有后視鏡加熱功能(如圖甲)。他查詢資料，了解到加熱電路簡化圖如圖乙所示，S為擋位切換開關，根據(jù)氣溫、雨水情況可切換高溫、低溫和關三個擋位，高溫擋功率為12 W，低溫擋功率為9 W。電源電壓恒為12 V，R1和R2均為阻值不變的電熱絲。求:
2
3
4
1
5
6
7
8
9
10
11
12
(1)當后視鏡處于高溫擋時，通過電路的電流;
答案:1 A　
解析:當后視鏡處于高溫擋時，通過電路的電流為
I高===1 A。
2
3
4
1
5
6
7
8
9
10
11
12
(2)電熱絲R1的阻值;
答案:12 Ω　
解析:當開關S接“2”時，只有R1接入電路，此時電路中電阻最小，由P=可知，此時為高溫擋，電熱絲R1的阻值為R1===12 Ω。
2
3
4
1
5
6
7
8
9
10
11
12
2
3
4
(3)當后視鏡處于低溫擋時，工作5 min電熱絲R2產(chǎn)生的熱量。
答案:675 J
解析:當開關S接“1”時，R1、R2串聯(lián)接入電路，此時電路中電阻最大，為低溫擋，由P=UI可知，此時電路的電流為I低== A=0.75 A
1
5
6
7
8
9
10
11
12
2
3
4
電路的總電阻為R總== Ω=16 Ω
R2的阻值為R2=R總-R1=16 Ω-12 Ω=4 Ω
工作5 min電熱絲R2產(chǎn)生的熱量為Q2=R2t=0.752×4×5×60 J
=675 J。課時跟蹤檢測(十六)　電路中的能量轉(zhuǎn)化
(選擇題1~8小題,每小題4分;10~11小題,每小題6分。本檢測卷滿分70分)
　　　　　　　　　　　　　　　　
A級——學考達標
1.(2025·福建寧德階段練習)(多選)下列對電功及焦耳定律公式的理解正確的是 (　　)
A.非純電阻電路中的電功可能等于焦耳熱
B.焦耳定律適用于一切電路的焦耳熱的求解
C.電功的另一表達式W=·t只適用于純電阻電路
D.電功公式W=UIt、焦耳定律公式Q=I2Rt都適用于任何電路,因此W一定等于Q
2.(2025·浙江嘉興階段練習)一只標有“220 V,60 W”字樣的白熾燈,用多用電表測量它的燈絲電阻時,其阻值可能為 (　　)
A.1 210 Ω B.807 Ω
C.65 Ω D.0
3.用不同材料做成兩形狀、大小相同的導體棒甲、乙,接在如圖所示的電路中,理想電壓表 V1的示數(shù)大于V2的示數(shù)。則導體棒甲 (　　)
A.電阻率小
B.電功率小
C.在相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量多
D.在相同時間內(nèi)通過的電荷量大
4.(2025·海南海口階段練習)長短、粗細均相同的保險絲和銅絲分別接到線路板上A、B間和C、D間,如圖所示。移動滑動變阻器的滑片,發(fā)現(xiàn)保險絲熔斷而銅絲完好。下列說法錯誤的是 (　　)
A.保險絲的電阻比銅絲的大
B.通過保險絲的電流比銅絲的大
C.電流通過保險絲產(chǎn)生的熱量比銅絲的多
D.為了用電安全,禁止用銅絲代替保險絲
5.(2025·江西新余檢測)(多選)圖像法是利用圖像這種特殊且形象的工具,表達各物理量之間存在的內(nèi)在關系或規(guī)律的方法。關于下列圖像的解釋,正確的是 (　　)
A.甲圖是某物體的熔化圖像,B、C兩點內(nèi)能不相等
B.乙圖是電阻和通電時間一定時電熱Q與電流I的關系圖
C.丙圖說明,當電阻一定時,電壓與電流成正比
D.丁圖表示物體由靜止下落過程中,重力對物體做功與時間的關系
6.(多選)如圖所示,兩段長度和材料相同、各自粗細均勻的金屬導線a、b串聯(lián)在電路中,橫截面積之比為Sa∶Sb=2∶3。下列說法正確的是 (　　)
A.兩導線電阻之比為2∶3
B.兩導線中的電場強度之比為2∶3
C.兩導線的焦耳熱功率之比為3∶2
D.自由電子在兩導線中移動的速率之比為3∶2
7.(2025·河北邯鄲月考)如圖所示,照明電路的電壓恒為U=220 V,并聯(lián)了20盞電阻為R=400 Ω的電燈(忽略電燈電阻的變化),兩條輸電線的電阻均為r=1.0 Ω。下列說法正確的是 (　　)
A.并聯(lián)的電燈越多,通過輸電線的電流越小
B.只開10盞燈時,輸電線上損失的電壓約為 5.24 V
C.20盞燈都打開時,輸電線上損失的電功率為20 W
D.20盞燈都打開時,整個電路消耗的電功率為2 200 W
8.小燈泡A、B與定值電阻R、輸出電壓恒為U的電源組成圖示電路,小燈泡A、B分別標有“3 V,0.3 A”及“5 V,0.6 A”字樣,當兩只小燈泡都能正常發(fā)光時,應有 (　　)
A.電源的輸出功率為4.8 W
B.定值電阻R的阻值為15 Ω
C.電源的輸出電壓為5 V
D.定值電阻在10 s內(nèi)產(chǎn)生的電熱為30 J
9.(12分)(選自魯科版教材課后練習)某商場安裝了一臺傾角為30°的自動扶梯,該扶梯在電壓為380 V 的電動機帶動下以0.5 m/s的恒定速率向斜上方移動,電動機的最大輸出功率為4.9 kW。不載人時測得電動機中的電流為5 A,若載人時扶梯的移動速率與不載人時相同,忽略電動機內(nèi)阻的熱損耗,則不載人時扶梯運行的電功率是多大 若輸送一個人的功率為120 W,則這臺自動扶梯可同時乘載多少人
B級——選考進階
10.(多選)如圖1所示,用充電寶為一手機電池充電,其等效電路如圖2所示。在充電開始后的一段時間t內(nèi),充電寶的輸出電壓U、輸出電流I可認為是恒定不變的,設手機電池的內(nèi)阻為r,則時間t內(nèi) (　　)
A.充電寶輸出的電功為UIt
B.充電寶產(chǎn)生的熱功率為I2r
C.手機電池產(chǎn)生的焦耳熱為t
D.手機電池儲存的化學能為UIt-I2rt
11.(多選)掃地機器人是智能家用電器的一種,能憑借一定的人工智能,自動在房間內(nèi)完成地板清理工作。若機器人直流電動機的額定電壓為U,額定電流為I,線圈電阻為r,當它正常工作時,下列說法正確的是 (　　)
A.電動機的電流I=
B.電動機消耗的電功率為UI
C.電動機輸出的機械功率為UI-I2r
D.電動機產(chǎn)生的熱量為t
12.(14分)(2025·湖南懷化階段檢測)小明家新買的一輛汽車具有后視鏡加熱功能(如圖甲)。他查詢資料,了解到加熱電路簡化圖如圖乙所示,S為擋位切換開關,根據(jù)氣溫、雨水情況可切換高溫、低溫和關三個擋位,高溫擋功率為12 W,低溫擋功率為9 W。電源電壓恒為12 V,R1和R2均為阻值不變的電熱絲。求:
(1)當后視鏡處于高溫擋時,通過電路的電流;
(2)電熱絲R1的阻值;
(3)當后視鏡處于低溫擋時,工作5 min電熱絲R2產(chǎn)生的熱量。
課時跟蹤檢測(十六)
1.選BC　非純電阻電路中的電功一定大于焦耳熱,故A錯誤;焦耳定律適用于一切電路的焦耳熱的求解,故B正確;電功的另一表達式W=·t只適用于純電阻電路,故C正確;電功公式W=UIt、焦耳定律公式Q=I2Rt都適用于任何電路,但是只有在純電阻電路中W才等于Q,故D錯誤。
2.選C　白熾燈可以看作純電阻,由P=可得R== Ω≈806.67 Ω,此數(shù)值為白熾燈正常發(fā)光時的阻值,由于燈絲為金屬材料,電阻率隨溫度的升高而增大,當白熾燈不發(fā)光時,溫度低,所以燈絲的阻值要小于此數(shù)值,但不可能為零,故選C。
3.選C　導體棒甲、乙串聯(lián),通過導體棒甲、乙的電流相同,理想電壓表 V1的示數(shù)大于 V2的示數(shù),則導體棒甲兩端的電壓大于導體棒乙兩端的電壓,根據(jù)歐姆定律可知,導體棒甲阻值較大,導體棒甲、乙形狀、大小相同,則導體棒甲電阻率大,故A錯誤;通過導體棒甲、乙的電流相同,導體棒甲阻值較大,根據(jù)P=I2R,可知導體棒甲電功率大,根據(jù)Q=I2Rt,可知導體棒甲在相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量多,故B錯誤,C正確;通過導體棒甲、乙的電流相同,根據(jù)q=It,可知在相同時間內(nèi)通過導體棒甲、乙的電荷量相同,故D錯誤。
4.選B　因為保險絲和銅絲串聯(lián),因此通過它們的電流相同,故B錯誤;通電時間相同,電流相同,保險絲熔斷,根據(jù)焦耳定律可知,保險絲電阻大,產(chǎn)生的熱量多,故A、C正確;銅絲難熔斷,為了用電安全,不可以用銅絲代替保險絲,故D正確。本題選錯誤的,故選B。
5.選AD　甲圖是某物體的熔化圖像,物體不斷吸收熱量,B、C兩點內(nèi)能不相等,A正確;由焦耳定律Q=I2Rt可知,當電阻和通電時間一定時,電熱Q與電流的平方I2成正比,則電熱Q與電流的平方I2的圖像是一條過原點的直線,B錯誤;丙圖說明,當電阻一定時,電流與電壓成正比,C錯誤;物體由靜止下落過程中做勻加速運動,由W=Gh=Ggt2可知,重力對物體做功與時間的關系圖像為拋物線的一部分,D正確。
6.選CD　根據(jù)電阻的決定式R=ρ,可知兩導線電阻之比為Ra∶Rb=Sb∶Sa=3∶2,故A錯誤;金屬導線a、b串聯(lián),通過的電流相等,根據(jù)U=IR=EL,可知兩導線中的電場強度之比為Ea∶Eb=Ra∶Rb=3∶2,故B錯誤;金屬導線a、b串聯(lián),通過的電流相等,根據(jù)P=I2R,可知兩導線的焦耳熱功率之比為Pa∶Pb=Ra∶Rb=3∶2,故C正確;根據(jù)電流的微觀定義式有I=nevaSa=nevbSb,可得自由電子在兩導線中移動的速率之比為va∶vb=Sb∶Sa=3∶2,故D正確。
7.選D　并聯(lián)的電燈越多,電路電阻越小,通過輸電線的電流越大,故A錯誤;只開10盞燈時,則10盞燈并聯(lián)的等效電阻為R'==40 Ω,輸電線上損失的電壓為U損=U≈10.48 V,故B錯誤;20盞燈都打開時,20盞燈的等效電阻為R″==20 Ω,輸電線上的電流為I″==10 A,輸電線上損失的電功率為P損=I″2·2r=200 W,整個電路消耗的電功率為P=UI″=2 200 W,故C錯誤,D正確。
8.選A　由題圖可知,電源的輸出電壓為U=UB+UA=8 V,干路電流為I=IB=0.6 A,電源的輸出功率為P=UI=4.8 W,故A正確,C錯誤;兩只小燈泡都能正常發(fā)光,可得IR=I-IA=0.3 A,UR=UA=3 V,根據(jù)歐姆定律,可得R==10 Ω,故B錯誤;定值電阻在10 s內(nèi)產(chǎn)生的電熱為Q=Rt=9 J,故D錯誤。
9.解析:不載人時扶梯運行的電功率P0=UI=380×5 W=1 900 W。
設自動扶梯最多可同時乘載的人數(shù)為N,由P最大=P0+N×120可得N= 人=25人。
答案:1 900 W　25人
10.選AD　時間t內(nèi)充電寶輸出的電功為W=Pt=UIt,故A正確;充電寶內(nèi)的電流也是I,但其內(nèi)阻未知,故無法判斷充電寶產(chǎn)生的熱功率,故B錯誤;手機電池是非純電阻電路,故不能用t計算手機電池產(chǎn)生的焦耳熱,手機電池產(chǎn)生的焦耳熱應為I2rt,故C錯誤;充電寶輸出的電能一部分轉(zhuǎn)化為手機電池儲存的化學能,一部分轉(zhuǎn)化為手機電池產(chǎn)生的焦耳熱,故根據(jù)能量守恒定律可知手機電池儲存的化學能為E=UIt-I2rt,故D正確。
11.選BC　電動機是非純電阻元件,根據(jù)能量守恒定律有P電=P熱+P機,即UI=I2r+P機,故I2r12.解析:(1)當后視鏡處于高溫擋時,通過電路的電流為
I高===1 A。
(2)當開關S接“2”時,只有R1接入電路,此時電路中電阻最小,由P=可知,此時為高溫擋,電熱絲R1的阻值為
R1===12 Ω。
(3)當開關S接“1”時,R1、R2串聯(lián)接入電路,此時電路中電阻最大,為低溫擋,由P=UI可知,此時電路的電流為
I低== A=0.75 A
電路的總電阻為R總== Ω=16 Ω
R2的阻值為R2=R總-R1=16 Ω-12 Ω=4 Ω
工作5 min電熱絲R2產(chǎn)生的熱量為Q2=R2t=0.752×4×5×60 J=675 J。
答案:(1)1 A　(2)12 Ω　(3)675 J
4 / 4

展開更多......

收起↑