2025新課改-高中物理-必修第3冊（20講）13C電路中的能量轉(zhuǎn)化提升版電路中的能量轉(zhuǎn)化知識點：電路中的能量轉(zhuǎn)化一、電功和電功率1．電功(1)電功是指電路中靜電力對定向移動的電荷所做的功，電流做功的過程就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程．(2)電功的計算公式：W＝UIt.單位：焦耳，符號為J.常用的單位：千瓦時(kW·h)，也稱“度”，1kW·h＝3.6×106J.2．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)公式：P＝eq\f(W,t)＝UI.(3)單位：瓦特，符號為W.(4)意義：表示電流做功的快慢．二、焦耳定律1．焦耳定律(1)內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻及通電時間成正比．(2)表達(dá)式：Q＝I2Rt.2．熱功率(1)定義：單位時間內(nèi)的發(fā)熱量稱為熱功率．(2)表達(dá)式：P熱＝I2R.(3)物理意義：表示電流發(fā)熱快慢的物理量．三、電路中的能量轉(zhuǎn)化從能量轉(zhuǎn)化與守恒的角度看，電動機(jī)從電源獲得能量，一部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，還有一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，即P電＝P機(jī)＋P損，其中P電＝UI，P損＝I2R.技巧點撥一、電功和電熱1．電功和電功率W＝UIt是電功的計算式，P＝UI是電功率的計算式，適用于任何電路．2．電熱和熱功率Q＝I2Rt是電熱的計算式，P熱＝I2R是熱功率的計算式，可以計算任何電路產(chǎn)生的電熱和熱功率．3．串、并聯(lián)電路的功率分配關(guān)系(1)串聯(lián)電路中各個電阻的電功率跟它的阻值成正比，即eq\f(P1,R1)＝eq\f(P2,R2)＝…＝eq\f(Pn,Rn)＝I2.(2)并聯(lián)電路中各個電阻的電功率跟它的阻值成反比，即P1R1＝P2R2＝…＝PnRn＝U2.(3)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電路中各電阻消耗的功率之和．4．額定功率和實際功率(1)用電器正常工作時所消耗的功率叫作額定功率．當(dāng)用電器兩端電壓達(dá)到額定電壓U額時，電流達(dá)到額定電流I額，電功率也達(dá)到額定功率P額．且P額＝U額I額．(2)用電器的實際功率是用電器在實際工作時消耗的電功率．為了使用電器不被燒毀，要求實際功率不能大于其額定功率．二、電路中的能量轉(zhuǎn)化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(dǎo)體的內(nèi)能．(2)非純電阻電路：含有電動機(jī)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，還轉(zhuǎn)化為機(jī)械能或化學(xué)能等其他形式的能．例如電動機(jī)P總＝P出＋P熱．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(jī)、電解槽能量轉(zhuǎn)化情況電功和電熱的關(guān)系W＝Q即IUt＝I2RtW＝Q＋E其他UIt＝I2Rt＋E其他電功率和熱功率的關(guān)系P＝P熱，即IU＝I2RP＝P熱＋P其他即IU＝I2R＋P其他歐姆定律是否成立U＝IR，I＝eq\f(U,R)成立U＞IR，I＜eq\f(U,R)不成立說明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適用于任意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熱例題精練1．（2020秋?鼓樓區(qū)校級期末）如圖1所示，用充電寶為一手機(jī)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(rèn)為是恒定不變的，設(shè)手機(jī)電池的內(nèi)阻為r，則時間t內(nèi)（）A．充電寶輸出的電功率為UI+I2r B．充電寶產(chǎn)生的熱功率為I2r C．手機(jī)電池產(chǎn)生的焦耳熱為 D．手機(jī)電池儲存的化學(xué)能為UIt﹣I2rt【分析】充電寶和手機(jī)都是非純電阻，其電功率只能用P＝UI計算，產(chǎn)生的焦耳熱只能用Q＝I2rt計算，根據(jù)能量守恒列式求解手機(jī)電池儲存的化學(xué)能?！窘獯稹拷猓篈.充電寶的輸出電壓U、輸出電流I，所以充電寶輸出的電功率為UI，故A錯誤；B.充電寶內(nèi)的電流也是I，但其內(nèi)阻未知，所以無法判斷充電寶產(chǎn)生的熱功率，故B錯誤；C.U是充電寶的輸出電壓，不是手機(jī)電池的內(nèi)電壓，所以不能用計算手機(jī)電池產(chǎn)生的焦耳熱，手機(jī)電池產(chǎn)生的焦耳熱應(yīng)為I2rt，故C錯誤；D.充電寶輸出的電能一部分轉(zhuǎn)化為手機(jī)電池儲存的化學(xué)能，一部分轉(zhuǎn)化為手機(jī)電池產(chǎn)生的焦耳熱，故根據(jù)能量守恒定律可知手機(jī)電池儲存的化學(xué)能為：UIt﹣I2rt，故D正確。故選：D?！军c評】本題考查了非純電阻，解題關(guān)鍵是區(qū)分熱功率與電功率的計算式，本題難度較小，考查了學(xué)生掌握知識與應(yīng)用知識的能力。2．（2021?黃浦區(qū)二模）某實物投影機(jī)有10個相同的強(qiáng)光燈L1～L10（24V/200W）和10個相同的指示燈X1～X10（24V/2W），如圖連接在220V交流電源上，若工作一段時間后，L2燈絲燒斷，則（）A．X1功率減小，L1功率增大 B．X1功率增大，L1功率增大 C．X2功率增大，其它指示燈的功率減小 D．X2功率減小，其它指示燈的功率增大【分析】每一個強(qiáng)光燈與對應(yīng)的指示燈并聯(lián)之后在與其他燈串聯(lián)，L2的燈絲燒斷，電路中電阻增大，電流減小，每一部分分擔(dān)的電壓也減小，可求功率的變化?！窘獯稹拷猓篈BCD、由圖可知L1與X1并聯(lián)、L2與X2并聯(lián)?，然后它們再串聯(lián)接在220V交流電源上，L2燈絲燒斷，電路中總電阻變大，電路中電流變小，又L1與X1并聯(lián)的電流分配關(guān)系不變，則L1與X1的電流都減小，電壓也減小，由P＝I2R可知，除L2與X2外，各燈的功率都減小。由于電路電流減小，各并聯(lián)部分的電壓都減小，交流電源總電壓220V不變，則X2上的電壓增大，根據(jù)可知X2的功率變大，故ABD錯誤，C正確。故選：C?！军c評】弄清電路圖，分清串并聯(lián)電路，明確復(fù)雜電路應(yīng)用部分電路歐姆定律與閉合電路歐姆定律聯(lián)立解決問題。隨堂練習(xí)1．（2021?昌平區(qū)一模）如圖所示的U﹣I圖像中，直線A為電源的路端電壓與電流的關(guān)系，直線B、C分別是電阻R1、R2的電壓與電流的關(guān)系。若將這兩個電阻分別直接與該電源連接成閉合電路，則（）A．兩個電阻的電功率相等 B．R1接在電源上時，電源的輸出功率較大 C．R2接在電源上時，電源內(nèi)阻的熱功率較大 D．兩種情況下，電源中非靜電力做功的功率相等【分析】電阻的電功率等于電阻兩端電壓與通過電阻電流的乘積。電源的輸出功率為路段電壓與電路中電流的乘積。內(nèi)阻的熱功率等于內(nèi)阻與電路中電流值平方的乘積；非靜電力做功的功率等于非靜電力做功與時間的比值?！窘獯稹拷猓篈B、根據(jù)U﹣I圖像得出：，當(dāng)I＝時，代入表達(dá)式得U＝；當(dāng)I＝時，代入表達(dá)式得U＝；R1電阻的電功率PB＝UBIB＝＝，R2電阻的電功率為PC＝UCIC＝＝，故有PB＞PC，故A錯誤，B正確；C、當(dāng)R1接在電源上時，電源內(nèi)阻消耗的熱功率為P熱＝＝，當(dāng)R2接在電源上時，電源內(nèi)阻消耗的熱功率為P熱′＝＝，故R1接在電源上時，電源內(nèi)阻的熱功率較大，故C錯誤。D、非靜電力做功的功率為P＝EI，由于電路中電流不相等，所以功率不相等，故D錯誤。故選：B?！军c評】明確各個物理概念并會觀察圖像，利用圖像去解決問題是本題的關(guān)鍵。2．（2020秋?壽光市校級月考）風(fēng)能是一種環(huán)保型能源，截至2019年底，我國風(fēng)電裝機(jī)容量達(dá)209.94GW，自2008年以來一直保持世界第一，占全球累計風(fēng)電裝機(jī)量的32.24%。設(shè)每臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片總共的有效迎風(fēng)面積為S（和風(fēng)速v方向垂直），空氣密度為ρ，平均風(fēng)速為v，如果吹在葉片上的風(fēng)能全部轉(zhuǎn)化成電能，葉片受到風(fēng)的平均作用力為F和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化成的電功率為P，則下列表示正確的是（）A．F＝ρSv2，P＝ρSv3 B．F＝ρSv2，P＝ρSv3 C．F＝ρSv2，P＝ρSv3 D．F＝ρSv2，P＝ρSv3【分析】研究極短時間內(nèi)吹在葉片上的空氣，根據(jù)動量定理求空氣受到的平均作用力，從而根據(jù)牛頓第三定律得到葉片受到風(fēng)的平均作用力F。根據(jù)每秒吹在葉片上的空氣的動能來求發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化成的電功率P。【解答】解：取極短時間△t內(nèi)吹在葉片上的空氣為研究對象，根據(jù)動量定理得：﹣F′△t＝0﹣mv又m＝ρ（Sv△t）聯(lián)立解得：F′＝ρSv2根據(jù)牛頓第三定律可知，葉片受到風(fēng)的平均作用力為：F＝F′＝ρSv2每秒吹在葉片上的空氣的動能為：Ek＝ρ（Sv?1）v2＝ρSv3因吹在葉片上的風(fēng)能全部轉(zhuǎn)化成電能，則發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化成的電功率為：P＝Ek＝ρSv3，故A正確，BCD錯誤。故選：A?！军c評】本題是連續(xù)介質(zhì)問題，求出作用力時往往取極短時間△t內(nèi)的介質(zhì)為研究對象，運(yùn)用動量定理求解。3．（2020秋?思明區(qū)校級期末）圖甲為某電源的U﹣I圖線，圖乙為某小燈泡的U﹣I圖線，則下列說法中正確的是（）A．電源的內(nèi)阻為0.5Ω B．小燈泡的電阻隨著功率的增大而減小 C．當(dāng)小燈泡兩端的電壓為0.5V時，它的電阻約為 D．把電源和小燈泡組成閉合回路，小燈泡的功率約為3W【分析】由電源的U﹣I圖線斜率得到內(nèi)阻；根據(jù)小燈泡的U﹣I曲線斜率變化得到電阻變化；由燈泡的U、I，根據(jù)歐姆定律求得電阻；由兩圖線得到小燈泡的電壓、電流，從而求得功率?！窘獯稹拷猓篈、由圖甲，根據(jù)U＝E﹣Ir可得：電動勢E＝1.5V，內(nèi)阻r＝Ω＝Ω，故A錯誤；B、由圖乙可得：電壓越大，斜率越大，故電阻越大，故B錯誤；C、由圖乙可得：當(dāng)小燈泡兩端的電壓U＝0.5V時，電流I＝6A，故電阻R＝＝＝Ω，故C錯誤；D、把電源和小燈泡組成閉合回路，將甲、乙兩圖疊加到一起，兩U﹣I曲線的交點即小燈泡的電壓、電流，故U＝0.5V，I＝6A，小燈泡的功率P＝UI＝0.5×6W＝3W，故D正確；故選：D?！军c評】電源的U﹣I圖線即路端電壓和電流的關(guān)系，故可根據(jù)圖線由U＝E﹣Ir求得電動勢、內(nèi)阻。綜合練習(xí)一．選擇題（共20小題）1．（2021春?南開區(qū)校級期中）2016年1月，重慶主城及多個區(qū)縣迎來冰凍雨雪天氣，圖為重慶電力公司工作人員監(jiān)測高壓電線覆冰厚度。為清除高壓輸電線上的凌冰，有人設(shè)計了這樣的融冰思路，利用電流的熱效應(yīng)除冰。若在正常供電時，高壓線上送電電壓為U，電流為I，熱損耗功率為△P；除冰時，輸電功率、輸電線電阻不變，輸電線上的熱損耗功率為16△P，則除冰時（）A．輸電電流為 B．輸電電壓為 C．輸電電壓為4U D．輸電電流為16I【分析】根據(jù)I＝可以求出輸電線上的電流；根據(jù)P＝I2R可以求出輸電線上損失的電功率?！窘獯稹拷猓篈D、高壓線上的熱耗功率為：△P＝I2R線…①若熱耗功率變?yōu)?6△P，則有：16△P＝I′2R線…②由①②得：I′＝4I，故AD均錯誤。BC、又輸送功率不變，由P＝UI＝U′I′得：U′＝U，故B正確，C錯誤。故選：B?！军c評】本題考查遠(yuǎn)距離輸電中的能量損失及功率公式的應(yīng)用，要注意功率公式中P＝UI中的電壓U應(yīng)為輸電電壓。2．（2020秋?鼓樓區(qū)校級月考）小明坐在汽車的副駕駛位上看到一個現(xiàn)象：當(dāng)汽車的電動機(jī)啟動時，汽車的車燈會瞬時變暗。汽車的電源、電流表、車燈、電動機(jī)連接的簡化電路如圖所示，已知汽車電源電動勢為12.5V，內(nèi)阻為0.05Ω。車燈接通而電動機(jī)未啟動時，電流表示數(shù)為10A（車燈可看作不變的電阻）；電動機(jī)啟動的瞬間，電流表示數(shù)達(dá)到60A，電動機(jī)的線圈電阻為0.05Ω。下列論述正確的是（）A．車燈按通而電動機(jī)未啟動時，車燈的功率約為125W B．電動機(jī)啟動時，車燈的功率約為95W C．電動機(jī)啟動時，輸出的機(jī)械功率約為500W D．電動機(jī)啟動時，電源輸出的功率約為570W【分析】車燈接通而電動機(jī)未啟動，電路為純電阻電路，可以用閉合電路的歐姆定律求解；電動機(jī)啟動時，電路為非純電阻電路，先求出路端電壓，然后用閉合電路的歐姆定律求出車燈這一支路的功率，電動機(jī)的那一支路由于是非純電阻電路，則用P總＝P機(jī)+P熱來求解輸出的機(jī)械功率，此時的電源輸出功率用電源的總功率﹣電源內(nèi)部消耗的熱功率?！窘獯稹拷猓篈、電動機(jī)未啟動時，車燈、電流表和電源串聯(lián)，將電流表看作電源內(nèi)阻，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知：U＝E﹣Ir＝12.5V﹣10A×0.05Ω＝12V車燈兩端電壓即路端電壓，則車燈的功率：P＝UI＝12V×10A＝120W，故A錯誤；B、電動機(jī)啟動瞬間，車燈兩端電壓：U1＝E﹣I1r＝12.5V﹣60A×0.05Ω＝9.5V根據(jù)歐姆定律可知，車燈的電阻：R＝＝＝1.2Ω車燈的功率：P′＝＝＝75.2W，故B錯誤；C、電動機(jī)啟動時，通過燈泡的電流IR＝＝≈7.9A則通過電動機(jī)的電流為IM＝I1﹣IR＝60A﹣7.9A＝52.1A電動機(jī)的功率：P總＝P機(jī)+P熱，即：U1I1＝P機(jī)+r0，解得：P機(jī)＝359.2W，故C錯誤；D、電動機(jī)啟動時，電源輸出的功率：P輸出＝P總﹣P熱＝EI1﹣r＝12.5V×60A﹣（60A）2×0.05Ω＝570W，故D正確。故選：D。【點評】注意純電阻電路和非純電阻電路的區(qū)別，非純電阻電路不能用歐姆定律，一般都要用P總＝P機(jī)+P熱這個公式，其中求解總功率都用P＝UI。3．（2020?全國Ⅱ卷模擬）一額定電壓U額＝150V的電動機(jī)接在電壓U1＝5V的直流電源上時未轉(zhuǎn)動，測得此時流過電動機(jī)的電流I1＝0.5A．現(xiàn)將該電動機(jī)接入如圖所示的電路，用以提升質(zhì)量m＝50kg的重物，當(dāng)電源供電電壓恒為U2＝200V時，電動機(jī)正常工作，保護(hù)電阻R＝10Ω，不計一切摩擦，g＝10m/s2．電動機(jī)正常工作時，下列說法正確的是（）A．電動機(jī)線圈的直流電阻r＝30Ω B．電動機(jī)的銘牌應(yīng)標(biāo)有“150V，10A”字樣 C．重物勻速上升的速度大小v＝2m/s D．若重物被勻速提升h＝60m的高度，整個電路消耗的電能為E總＝6×104J【分析】（1）在電動機(jī)不轉(zhuǎn)時，電動機(jī)相當(dāng)于純電阻，根據(jù)歐姆定律可以求得電動機(jī)的線圈電阻。（2）根據(jù)功率的公式P＝UI，可以求得電動機(jī)的功率。（3）勻速提升時，拉力等于重力，由電動機(jī)的輸出功率P＝Fv可得提升重物的速度。（4）根據(jù)電能公式求解消耗的電能。【解答】解：A、電動機(jī)不轉(zhuǎn)動時，電動機(jī)為純電阻，根據(jù)歐姆定律可知，r＝＝10Ω，故A錯誤。B、根據(jù)串聯(lián)電路規(guī)律可知，電動機(jī)的額定電流＝5A，則電動機(jī)的銘牌為150V，5A，故B錯誤。C、根據(jù)能量守恒可知，電動機(jī)的輸出功率等于克服重力的功率，，解得重物勻速上升速度大小為v＝1m/s，故C錯誤。D、重物上升h＝60m，時間t＝＝60s，則消耗的電能E總＝U2I額t＝6×104J，故D正確。故選：D。【點評】本題重點是非純電阻電路的考查，重點要明白當(dāng)電動機(jī)通電不轉(zhuǎn)的時候，電動機(jī)相當(dāng)于純電阻電路。4．（2019秋?迎澤區(qū)校級月考）通過電阻R的電流為I時，在t時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q，若電阻為2R，電流為，則在時間4t內(nèi)產(chǎn)生的熱量為（）A．4Q B．2Q C． D．【分析】根據(jù)Q＝I2Rt去求電阻變?yōu)?R，電流強(qiáng)度變?yōu)?，在時間4t內(nèi)產(chǎn)生的熱量?！窘獯稹拷猓焊鶕?jù)Q＝I2Rt得，電阻變?yōu)樵瓉淼?倍，電流強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼?，時間為4t，則由Q′＝（）2×2R×4t＝2Q，故B正確，ACD錯誤。故選：B?！军c評】本題考查了學(xué)生對焦耳定律Q＝I2Rt的掌握和運(yùn)用，解決本題的關(guān)鍵掌握焦耳定律熱量的公式。5．（2020秋?松山區(qū)校級月考）某同學(xué)將一直流電源的總功率PE、輸出功率PR和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr隨電流I變化的圖線畫在了同一坐標(biāo)系上，如圖中的a、b、c所示，以下判斷正確的是（）A．直線b表示電源的PE﹣I圖線 B．曲線c表示電源的PR﹣I圖線 C．電源的電動勢E＝3V，內(nèi)阻r＝1Ω D．電源的最大輸出功率Pmax＝2W【分析】根據(jù)電源消耗的總功率的計算公式PE＝EI可得電源的總功率與電流的關(guān)系，根據(jù)電源內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr＝I2r可得電源內(nèi)部的發(fā)熱功率與電流的關(guān)系，從而可以判斷abc三條線代表的關(guān)系式，再由功率的公式可以分析功率之間的關(guān)系。【解答】解：A、電源消耗的總功率的計算公式PE＝EI∝I，故PE﹣I圖線是直線，所以直線b表示的不是電源的PE﹣I圖線，故A錯誤；B、輸出功率：PR＝PE﹣Pr＝EI﹣I2r，應(yīng)為開口向下的曲線，故b表示PR﹣I圖線；電源內(nèi)電阻消耗的功率：Pr＝I2r，應(yīng)為開口向上的曲線，故曲線c表示Pr﹣I圖線，故B錯誤；C、當(dāng)I＝2A時，PR＝0，說明外電路短路，根據(jù)公式P＝EI，可得電源的電動勢為：E＝＝V＝4V，內(nèi)阻為：r＝＝＝2Ω，故C錯誤；D、輸出功率PR＝PE﹣Pr＝EI﹣I2r＝4I﹣2I2＝﹣2（I﹣1）2+2，當(dāng)I＝1A時，輸出功率最大，即Pmax＝2W，故D正確。故選：D?！军c評】本題根據(jù)圖象考查電源的輸出功率，要注意根據(jù)公式分析圖象；同時明確當(dāng)電源的內(nèi)阻和外電阻的大小相等時，此時電源的輸出的功率最大，并且直流電源的總功率PE等于輸出功率PR和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr的和。6．（2020秋?金華月考）某電動汽車自重2.0t，其電池額定容量為50kW?h，車行駛時受到的阻力約為車重的十分之一，電動機(jī)輸出功率最高可達(dá)90kW。國家電網(wǎng)的充電樁可在電池容量為額定容量的20%～80%范圍內(nèi)應(yīng)用快充技術(shù)（500V，50A）充電，而便攜充電器（220V，16A）可將電池容量從零充至額定容量的100%，不計充電電源的內(nèi)阻。當(dāng)汽車電池剩余容量為其額定容量的20%時，下列說法正確的是（）A．汽車至少還能行駛180km B．用國家電網(wǎng)充電樁應(yīng)用快充技術(shù)將該電池容量充至其額定容量的80%，理論上需要72min C．用便攜充電器將該電池容量充至其額定容量的80%，理論上需要10h以上 D．此電動汽車的最高行駛速度可超過60m/s【分析】由于已知電動車電池額定容量和使用快充技術(shù)充電的電壓和電流，可計算出充電的時間，當(dāng)汽車勻速行駛時，速度最大，此時牽引力等于阻力，則可計算出電動汽車的最高行駛速度?！窘獯稹拷猓篈、已知輸出功率最大為90kW，汽車行駛時為勻速運(yùn)動，此時發(fā)動機(jī)提供的牽引力等于阻力，故此時F＝f＝0.1mg＝0.1×2×103×10N＝2×103N，由瞬時功率公式：P＝Fv可得，汽車勻速行駛時的速度為：＝45m/s，此時電池容量為額定容量的20%，故還可以行駛的時間為：t＝＝400s，由勻速直線運(yùn)動位移公式可得：s＝vt＝45×400m＝18000m＝18km，故A錯誤；B、已知使用快充技術(shù)時，電壓為500V，電流為50A，此時電池剩余容量其額定容量的20%時，將該電池充至其額定容量的80%，故需充電60%，由電能與電功率關(guān)系可得：，代入數(shù)據(jù)可得：t＝＝s＝4320s＝72min，故B正確；C、已知使用便攜充電器技術(shù)時，電壓為220V，電流為16A，此時電池剩余容量其額定容量的20%時，將該電池充至其額定容量的80%，故需充電60%，由電能與電功率關(guān)系可得：，代入數(shù)據(jù)可得：＝≈30681s＝8.52h，故C錯誤；D、當(dāng)汽車勻速行駛時，速度最大，此時發(fā)動機(jī)提供的牽引力等于汽車行駛時受到的阻力，即F＝f＝0.1×2×103×10N＝2×103N，由瞬時功率公式可得：＝m/s＝45m/s，故D錯誤；故選：B。【點評】本題主要考查了電功和電功率計算，解題關(guān)鍵在于速度最大時，此時牽引力等于阻力。7．（2020?海南）一車載加熱器（額定電壓為24V）發(fā)熱部分的電路如圖所示，a、b、c是三個接線端點，設(shè)ab、ac、bc間的功率分別為Pab、Pac、Pbc，則（）A．Pab＞Pbc B．Pab＝Pac C．Pac＝Pbc D．Pab＜Pac【分析】加熱器接入的電壓都是24V，根據(jù)：P＝，可知，要比較電功率，只需要比較三種情況下的電阻值即可?！窘獯稹拷猓航觓b，則電路的總電阻為：接ac，則電路的總電阻為：接bc，則電路的總電阻為：由題知，不管接那兩個點，電壓不變，為U＝24V，根據(jù)P＝可知Pac＝Pbc＜Pac，故ABC錯誤，D正確。故選：D?！军c評】根據(jù)考查電功率的公式的應(yīng)用，由于不知道具體的電阻值，所以不能求出三種情況下具體的功率，但可以通過比較電阻值的大小關(guān)系，由公式P＝比較電功率的大小關(guān)系。8．（2020?海淀區(qū)校級三模）如圖所示是某筆記本電腦電池上的標(biāo)注，充滿電后正常辦公可以使用10小時。電腦主人發(fā)現(xiàn)該筆記本還有一個空余的硬盤位，于是又添加了一塊500G的固態(tài)硬盤，該固態(tài)硬盤額定工作電壓3.3V，平均工作電流20mA．那么電池充滿電后，該筆記本電腦正常辦公使用時間約為（）A．10小時 B．9小時 C．8小時 D．7小時【分析】由電池標(biāo)注可知電池總能量，正常工作電腦功率可求，增加硬盤工作電壓3.3V，平均工作電流20mA，故增加功率可求，正常工作時間等于電池容量除以總功率?！窘獯稹拷猓河呻姵貥?biāo)注知，充滿電后電池總能量E＝72W×3600s＝2.592×105J；正常情況下電腦功率P＝＝7.2W；裝上固態(tài)硬盤后，固態(tài)硬盤電功率P′＝UI＝0.06W；則電腦總功率P總＝P+P′＝7.26W；所以裝固態(tài)硬盤后可以正常工作時間t′＝≈10h，故A正確，BCD錯誤。故選：A。【點評】此題關(guān)鍵看懂標(biāo)注表示能量，并能求出未加硬盤和加硬盤后的工作功率；會靈活使用W＝Pt＝UIt。9．（2020?浙江模擬）HWCP60型無線充電器的輸出額定電壓為5V，輸出額定電流為2A．某款HW手機(jī)的電池容量為4200mAh，輸入額定電壓為3.82V，則（）A．HW無線充電器的內(nèi)阻為2.5Ω B．HW無線充電器以額定電流工作時，發(fā)熱功率為10W C．HW手機(jī)電池充滿時，儲存的化學(xué)能約為5.8×104J D．將HW手機(jī)電池從零電量充至滿電量時，消耗的總電能約為5.8×104J【分析】無線充電是利用電磁感應(yīng)原理充電，根據(jù)中數(shù)據(jù)無法計算線圈電阻、充電器發(fā)熱功率；根據(jù)E能＝qU計算儲存的化學(xué)能，根據(jù)能量的轉(zhuǎn)化情況分析消耗的電能?！窘獯稹拷猓篈、無線充電器不是純電阻，無線充電是利用電磁感應(yīng)原理充電，充電器的線圈電阻無法求出，故A錯誤；B、由于無線充電器的內(nèi)電阻不知道，無法計算充電器發(fā)熱功率，故B錯誤；C、HW手機(jī)電池充滿時，儲存的化學(xué)能約為E能＝qU＝4200×10﹣3×3600×3.82J≈5.8×104J，故C正確；D、因為充電過程還有額外的電池發(fā)熱、充電器發(fā)熱等，所以消耗的電能大于5.8×104J，故D錯誤。故選：C?！军c評】本題考查了電池的相關(guān)知識，解題的關(guān)鍵是理解電池容量為所儲存的電荷量，不是能量，同時理解無線充電是利用電磁感應(yīng)原理充電。10．（2020秋?秦都區(qū)校級月考）在遭遇特大冰雪災(zāi)害時，高壓電線覆冰后有成人大腿般粗，為清除高壓輸電線上的凌冰，有人設(shè)計了這樣的融冰思路：利用電流的熱效應(yīng)除冰。若在正常供電時，高壓線上送電電壓為U，電流為I，熱損耗功率為△P；除冰時，輸電線上的熱損耗功率需變?yōu)?△P，假定輸電功率及輸電線電阻均不變，則除冰時（）A．輸電電流為3I B．輸電電流為9I C．輸電電壓為3U D．輸電電壓為0.5U【分析】掌握理解變壓器輸入電功率與輸出電功率是相同的。所以在輸入電功率不變的情況下輸出電功率U?I是定值。在功率不變的情況下電流增加電壓減小?！窘獯稹拷猓河勺儔浩髟砜芍斎牍β逝c輸出功率是相同的。在正常供電即輸入電功率不變得情況下輸出電功率也是不變的。即P═U?I恒定。在正常供電時有△P═I2?R①除冰時有9△P═I′2?R②聯(lián)合解①②得I′＝3＝3I③又P═U?I④．③④可知當(dāng)功率不變的情況下電流變成原來的3倍時電壓縮小3倍。U'═。故A選項正確。BCD選項錯誤。故選：A?！军c評】該題考查學(xué)生對于變壓器輸入功率和輸出功率關(guān)系的理解。同時理解輸送電壓是為什么要升壓或降壓并學(xué)會應(yīng)用解釋相關(guān)問題。11．（2020?東城區(qū)二模）下列關(guān)于能量的單位（焦耳）與基本單位千克、米、秒之間關(guān)系正確的是（）A．1J＝1kg?m?s﹣1 B．1J＝1kg?m?s﹣2 C．1J＝1kg?m2?s﹣1 D．1J＝1kg?m2?s﹣2【分析】單位制包括基本單位和導(dǎo)出單位，規(guī)定的基本量的單位叫基本單位，根據(jù)W＝FL和牛頓第二定律F＝ma進(jìn)行推導(dǎo)?！窘獯稹拷猓焊鶕?jù)W＝FL可得，所以1J＝1N?m，根據(jù)牛頓第二定律F＝ma可知，力的單位為：1N＝1kg?m/s2，所以有：1J＝kg?m2/s2，D正確，ABC錯誤。故選：D?！军c評】物理公式不僅確定了各個物理量之間的關(guān)系，同時也確定了物理量的單位之間的關(guān)系，根據(jù)物理公式來分析物理量的單位即可。12．（2020?西城區(qū)二模）某數(shù)碼相機(jī)的鋰電池電動勢為7.2V，容量為875mA?h，能連續(xù)拍攝約315張照片。根據(jù)以上信息估算每拍攝一張照片消耗的電能最接近以下哪個數(shù)值（）A．0.02J B．20J C．70J D．7×104J【分析】根據(jù)能量守恒定律，每拍一張照片所消耗的電能等于電池可釋放總能量除以張數(shù)?！窘獯稹拷猓阂阎猶＝875mA?h＝875×10﹣3×3600s＝3.15×103C，E＝7.2V，則鋰電池可以做的電功為W＝qE＝3.15×103×7.2J＝2.268×104J；則每拍一張照片所消耗的電能W＝＝72J；故ABD錯誤，C正確；故選：C?！军c評】．本題關(guān)鍵要理解電池容量的含義，電池容量實質(zhì)上表示電量，要掌握電功的公式W＝qE計算電流所做的功。13．（2019秋?溫州期末）某同學(xué)將一直流電源的總功率PE、輸出功率P和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr隨路端電壓U變化的圖線畫在了同一坐標(biāo)上，如圖中的a、b、c所示，下面說法不正確的是（）A．反映Pr變化的圖線是b B．電源電動勢為8V C．電源內(nèi)阻為2Ω D．當(dāng)電壓為2V時，外電路的電阻為2Ω【分析】三種功率與電流的關(guān)系是：電源的總功率PE＝＝＝，內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr＝＝，輸出功率P＝，根據(jù)數(shù)學(xué)知識選擇圖線。再根據(jù)圖象求解。【解答】解：A、Pr＝＝，可知Pr﹣U圖象時是開口向上的拋物線，對應(yīng)的是圖b。故A正確。BC、電源的總功率PE＝＝＝，圖象a表示的是總功率PE的圖象，U＝0，PE＝8；U＝4，PE＝0，聯(lián)立兩式得：E＝4V，r＝2Ω，故B不正確，C正確。D、由閉合電路歐姆定律得E＝U+Ir＝U+，且E＝4V，r＝2Ω，U＝2V，代入得R＝2Ω，故D正確。本題選不正確的；故選：B?！军c評】本題的關(guān)鍵是求出電源的總功率PE、輸出功率P和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr關(guān)于路端電壓U的表達(dá)式，并找出對應(yīng)的圖象。14．（2020?虹口區(qū)二模）某手機(jī)電池板上標(biāo)有“3.8V，3900mAh（14.8Wh）”字樣，則（）A．該手機(jī)的額定功率為14.8W B．該手機(jī)的工作電流為3900mA C．經(jīng)過電池每1C的電量，靜電力做3.8J的功 D．該電池最多儲存的電能約為5.33×104J【分析】本題考查對電池性能的認(rèn)識，由圖可得出電池的電動勢及總電量，由P＝UI求出功率，再W＝UIt求出電池提供的最大電能；再結(jié)合充電時間，即可工作電流與額定功率?！窘獯稹拷猓篈B、依據(jù)W＝UIt＝Pt，那么手機(jī)的額定功率P＝，雖然知道電池的最大電能，但充電時間不知，因此工作電流與額定功率無法求解，故AB錯誤；C、電池的電動勢為3.8V，因此經(jīng)過電池每1C的電量，非靜電力做3.8J的功，故C錯誤；D、由于電池的電動勢為3.8V，那么最大電能W＝Uq＝3.8V×3900mAh＝3.8V×3.9Ah≈14.8Wh＝14.8×3600J≈5.33×104J，故D正確；故選：D?！军c評】本題考查對電源銘牌信息的認(rèn)識及電功的計算，注意理解電量的單位mAh與C的關(guān)系，同時理解電動勢是電源產(chǎn)生電能的本領(lǐng)，對應(yīng)的是非靜電力做功。15．（2020?朝陽區(qū)一模）某簡易電吹風(fēng)簡化電路如圖所示，其主要部件為電動機(jī)M和電熱絲，部分技術(shù)參數(shù)如表，電吹風(fēng)在220V電壓下工作。下列說法正確的是（）電吹風(fēng)額定電壓220V電吹風(fēng)額定功率熱風(fēng)時：990W冷風(fēng)時：110WA．開關(guān)S1、S2都閉合時電吹風(fēng)吹冷風(fēng) B．該電吹風(fēng)中電動機(jī)的內(nèi)電阻為440Ω C．吹熱風(fēng)時電熱絲的功率為990W D．吹熱風(fēng)時通過電熱絲的電流為4A【分析】分析電路圖，看懂電吹風(fēng)工作原理；開關(guān)S2閉合時，電吹風(fēng)吹冷風(fēng)，只有電動機(jī)工作；開關(guān)S1、S2都閉合時電吹風(fēng)吹熱風(fēng)，電動機(jī)和電熱絲并聯(lián)工作。【解答】解：開關(guān)S1、S2都閉合時，電動機(jī)和電熱絲并聯(lián)工作，電吹風(fēng)吹熱風(fēng)，故A錯誤；B、開關(guān)S2閉合時，電吹風(fēng)吹冷風(fēng)，110W＝電機(jī)機(jī)械功率+電機(jī)內(nèi)阻熱功率，由于電機(jī)機(jī)械功率未知，電吹風(fēng)中電動機(jī)的內(nèi)電阻不可求，故B錯誤；C、吹熱風(fēng)時，電動機(jī)和電熱絲并聯(lián)工作，吹熱風(fēng)時電熱絲的功率為990W﹣100W＝800W，故C錯誤；D、電熱絲的功率800W＝220V×I，解得I＝4A，故D正確；故選：D。【點評】本題考查了基本電路分析，串并聯(lián)電路功率關(guān)系，非純電阻電路（電動機(jī)內(nèi)阻）分析方法。16．（2019秋?湖州期末）家電待機(jī)耗電問題常常被市民所忽視。技術(shù)人員研究發(fā)現(xiàn)每臺電視機(jī)待機(jī)功耗約為1W．據(jù)統(tǒng)計，湖州市的常住人口約300萬人，平均每戶家庭有2臺電視機(jī)。假設(shè)所有家庭都忽視待機(jī)功耗，則湖州地區(qū)每年因電視機(jī)待機(jī)而浪費的電能約為（）A．1×105度 B．1×107度 C．1×109度 D．1×1011度【分析】先求出湖州的家庭的總戶數(shù)，再根據(jù)W＝Pt求出所有用電器所有用戶一年的待機(jī)用電總量?！窘獯稹拷猓汉莸某Ｗ∪丝诩s300萬人，平均每戶的人口按3人計算，湖州大約100萬戶家庭，有電視機(jī)總數(shù)：n＝2×100×104個＝2×106臺所有電視機(jī)待機(jī)的總功率：P＝n×1＝2×106W＝2×103kW，湖州地區(qū)待機(jī)一年的耗電量為：W＝2×103×365×24kW?h＝1.7×107度，與B最接近，故B正確，ACD錯誤。故選：B?！军c評】本題考查學(xué)生利用所學(xué)知識解決生活實際問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成節(jié)約用電的習(xí)慣。17．（2020?海門市模擬）如圖所示的電路中，閉合開關(guān)S，將調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑動頭P從變阻器的中點移到最左端時，在此過程中，下列結(jié)論正確的是（）A．電源的功率一定變大了 B．通過R0的電流不變 C．電阻R0的功率不斷增大 D．電源的輸出功率一定減小【分析】調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑動頭P從變阻器的中點移到最左端時，其電阻值變大，根據(jù)閉合電路歐姆定律分析干路電流的變化；根據(jù)P＝EI分析電源功率變化；根據(jù)U＝E﹣Ir分析并聯(lián)部分電壓變化，得到電阻R0的功率和電流變化情況；根據(jù)P＝EI﹣I2r分析電源的輸出功率的變化情況。【解答】解：A、當(dāng)變阻器的滑片左移時，其聯(lián)入電路的電阻值變大，故外電路總電阻變大，根據(jù)閉合電路歐姆定律公式I＝可知，干路電流I減??；故電源的功率P＝EI減小，故A錯誤；BC、圖中并聯(lián)部分（虛線框中部分）電壓U＝E﹣Ir，由于I減小，故并聯(lián)部分電阻的電壓增大，故電阻R0的電壓變大，根據(jù)歐姆定律I＝，其電流變大，功率P0＝UI0也變大，故B錯誤，C正確；D、電源的輸出功率P＝EI﹣I2r＝﹣r（I﹣）2+，當(dāng)I＝，即外電阻R＝r時，電源的輸出功率最大，由于不知道各個電阻的具體數(shù)值，故無法判斷電源輸出功率的變化情況，故D錯誤；故選：C?！军c評】本題考查閉合電路中動態(tài)分析問題，要結(jié)合閉合電路歐姆定律分析出電流、各個元器件的電壓變化情況，再推導(dǎo)出電功率表達(dá)式分析其變化情況。18．（2020?浙江模擬）如圖，一電動自行車動力電源上的銘牌標(biāo)有“48V，12Ah”字樣。它正常工作時電源輸出電壓為40V，額定輸出功率240W．由于電動機(jī)發(fā)熱造成損耗，電動機(jī)的效率為80%，不考慮其它部件的摩擦損耗。已知人與車的總質(zhì)量為76.8kg，自行車運(yùn)動時受到阻力恒為38.4N，自行車保持額定功率從靜止開始啟動加速到最大速度所前進(jìn)的距離為10m，下列正確的是（）A．額定工作電流為5A，電源內(nèi)阻為1.6Ω B．自行車電動機(jī)的內(nèi)阻為5Ω C．自行車加速的時間為7s D．自行車保持額定功率勻速行駛的最長時間約為2.4h【分析】根據(jù)自行車正常工作時電源輸出電壓為40V，額定輸出功率240W，求出額定工作電流和內(nèi)阻消耗電壓，根據(jù)歐姆定律確定電源內(nèi)阻。電動機(jī)的輸入功率為電源的輸出功率，根據(jù)能量守恒定律求出電動機(jī)內(nèi)阻消耗功率，計算電動機(jī)內(nèi)阻。根據(jù)動能定理求解自行車加速時間。根據(jù)電荷量定義式求解放電時間?！窘獯稹拷猓篈、自行車正常工作時電源輸出電壓為40V，額定輸出功率240W，則額定工作電流：I＝＝6A，動力電源的銘牌為“48V，12Ah”，則電源電動勢：E＝48V，則內(nèi)阻消耗的電壓：Ur＝E﹣U＝8V，根據(jù)歐姆定律可知，內(nèi)阻：r＝＝Ω，故A錯誤；B、電動機(jī)的輸入功率為電源的輸出功率，P電＝240W，電動機(jī)的效率為80%，則電動機(jī)內(nèi)阻消耗功率：PR＝240×20%W＝48W，電動機(jī)內(nèi)阻：R＝＝Ω，故B錯誤；C、電動機(jī)的輸出功率為：P出＝80%P電＝192W，自行車達(dá)到最大速度時，牽引力等于阻力，F(xiàn)＝f＝38.4N，則最大速度：v＝＝5m/s，根據(jù)動能定理可知，﹣0，解得自行車加速運(yùn)動的時間：t＝7s，故C正確；D、電源的輸出電流為I＝6A，電量：q＝12Ah，則放電時間：t'＝＝2h，忽略加速時間7s，自行車保持額定功率勻速行駛的最長時間約為2h，故D錯誤。故選：C。【點評】此題考查了功率的相關(guān)計算，解決本題的關(guān)鍵是明確電機(jī)銘牌信息的內(nèi)容，同時注意能量關(guān)系，知道電動機(jī)消耗的能量和輸出能量間的關(guān)系。19．（2019秋?龍巖期末）如圖所示為一種環(huán)保燈﹣重力燈，重力燈是利用重力做功發(fā)電的裝置。重物下落時拉動燈中心的繩子，從而帶動發(fā)電機(jī)供電。讓質(zhì)量為10kg的物體緩慢下落2m，則燈亮度相當(dāng)于12W日光燈的亮度。若每過40min重置一次重物，就能持續(xù)發(fā)光。重力加速度g取10m/s2，則以下說法正確的是（）A．重力燈實際功率可能為0.068W B．每個40min內(nèi)產(chǎn)生的電能為28800J C．每次下落過程中發(fā)電機(jī)輸出電能200J D．無需消耗其他能量就能獲得源源不斷的電能【分析】依據(jù)減小的重力勢能轉(zhuǎn)化為電動機(jī)的內(nèi)阻產(chǎn)生內(nèi)能外，還產(chǎn)生電能，從而發(fā)光；【解答】解：A、物體下降的過程中重力做功：W＝mgh＝10×10×2J＝200J，所以重力做功的功率：W≈0.083W由于發(fā)電的過程中，以及電路中都存在一定的損耗，所以該燈的實際功率一定小于0.083W，有可能是0.068W，故A正確；B、由A的分析可知，每個40min內(nèi)產(chǎn)生的電能一定小于200J，故B錯誤；C、由于發(fā)電的過程中存在一定的損耗，所以下落過程中發(fā)電機(jī)輸出電能都小于200J，故C錯誤；D、該發(fā)電的過程中重置一次重物時要消耗其他的能量，故D錯誤；故選：A?！军c評】解答該題的過程中要注意燈亮度相當(dāng)于12W日光燈的亮度，不是燈泡的功率是12W，要結(jié)合重力做功計算燈泡可能的電功率。20．（2019秋?銅陵期末）如圖所示，R1＝6Ω，R2＝3Ω，R3＝4Ω，左右兩端接入電路后，關(guān)于這三只電阻的判斷正確的是（）A．電流之比是I1：I2：I3＝4：3：6 B．電壓之比是U1：U2：U3＝1：1：2 C．功率之比是P1：P2：P3＝4：3：6 D．相同時間內(nèi)產(chǎn)生熱量之比Q1：Q2：Q3＝6：3：4【分析】電阻R1與R2并聯(lián)后與R3串聯(lián)，并聯(lián)電路電壓相等，串聯(lián)電路電流相等，串聯(lián)電路電壓比等于電阻比，并聯(lián)電路電流比等于電阻的反比?！窘獯稹拷猓築、電阻R1與R2并聯(lián)后與R3串聯(lián)；并聯(lián)電阻為：R12＝＝2Ω，并聯(lián)電路電壓相等，串聯(lián)電路電壓比等于電阻比，故有：U并：U3＝R12：R3＝2：4＝1：2，故：U1：U2：U3＝1：1：2，故B正確。A、串聯(lián)電路電流相等，并聯(lián)電路電流比等于電阻的反比，故：＝，I3＝I1+I2，故I1：I2：I3＝1：2：3，故A錯誤。C、根據(jù)電功率公式P＝UI，有：P1：P2：P3＝U1I1：U2I2：U3I3＝1：2：6，故C錯誤。D、相同時間內(nèi)產(chǎn)生熱量之比等于功率之比Q1：Q2：Q3＝1：2：6，故D錯誤。故選：B。【點評】分析清楚電路的串并聯(lián)結(jié)構(gòu)，根據(jù)串并聯(lián)電路的電流和電壓的關(guān)系，利用電壓和功率的公式逐個計算可以求得它們的電壓、電流和功率的大小關(guān)系。二．多選題（共10小題）21．（2021?浙江模擬）某品牌的電動汽車電池儲能為60kW?h，充電電壓為400V，充電電流為35A，充電效率為95%，該電動汽車以108km/h的速度勻速行駛時，機(jī)械能轉(zhuǎn)化效率為90%，可勻速行駛388.8km，則該電動汽車（）A．充電時間約為4.5h B．勻速行駛時輸出的功率為10kW C．勻速行駛時每秒消耗的電能為1.5×104J D．勻速行駛時所受的阻力大小為500N【分析】利用充電電壓和充電電流計算出充電功率，考慮到充電效率不是100%，可以列出關(guān)系式Pt×95%＝W，從而求出充滿電所用的時間；勻速行駛有90%的電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能輸出，其與時間的比值即為電池的輸出功率；整個過程系統(tǒng)消耗的總電能除以總時間就是系統(tǒng)每秒消耗的電能；利用功率表達(dá)式P＝Fv計算勻速階段的牽引力，再根據(jù)勻速運(yùn)動時牽引力等于阻力的特點得到阻力的大小?！窘獯稹拷猓篈、充電功率為：Pc＝UI＝400V×35A＝14kW因為充電效率是95%，設(shè)充滿電所需的時間為tc，則有：Pctc×95%＝W代入數(shù)據(jù)解得：tc＝4.5h，故A正確；B、以108km/h行駛388.8km所用的時間為：因為機(jī)械能轉(zhuǎn)化效率為90%，設(shè)勻速行駛時電池的輸出功率為P，則有：Pt＝W×90%代入數(shù)據(jù)解得：P＝15kW，故B錯誤；C、勻速行駛時系統(tǒng)消耗的總功率為：所以每秒消耗的電能為：，故C錯誤；D、勻速行駛時，牽引力等于阻力，設(shè)牽引力為F，由P＝Fv可得：，所以阻力的大小為500N，故D正確。故選：AD?！军c評】本題圍繞電池的相關(guān)參數(shù)計算功與功率，易錯點在于BC選項，要注意B選項所求功率是指電池的輸出功率，即轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的這部分有效功率，C選項所求電能是指整個系統(tǒng)單位時間內(nèi)消耗的電能，應(yīng)該用系統(tǒng)消耗的總電能除以總時間。22．（2021?金鳳區(qū)校級一模）下表列出了某品牌電動自行車及所用電動機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)．若該車在額定狀態(tài)下以最大速度行駛，不計自行車自身的機(jī)械損耗，則（）自重40kg額定電壓36V載重75kg額定電流12A最大行駛速度20km/h額定輸出功率300WA．電動機(jī)的輸入功率為432W B．電動機(jī)的內(nèi)電阻約等于2Ω C．該車獲得的牽引力約為78N D．該車受到的阻力約為54N【分析】對于電動機(jī)來說，不是純電阻電路，對于功率的不同的計算公式代表的含義是不同的，P＝UI計算的是總的消耗的功率，P熱＝I2r是計算電動機(jī)的發(fā)熱的功率，當(dāng)速度最大時牽引力和阻力相等．【解答】解：A、電動機(jī)的輸入功率P入＝UI＝36×12W＝432W，故A正確。B、根據(jù)P熱＝P入﹣P出＝432﹣300＝132W，根據(jù)P熱＝I2r解得：r＝，故B錯誤。C、電動車速度最大時，牽引力F與阻力Ff大小相等，由P出＝Ffvmax得Ff＝，故C錯誤、D正確；故選：AD?！军c評】解決本題的關(guān)鍵是區(qū)分開電功率的不同的公式計算所得到的量的含義，對于非純電阻來說總功率和發(fā)熱功率的公式是不同．23．（2020秋?龍鳳區(qū)校級期中）將一直流電源的總功率P、輸出功率PR和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr隨電流I變化的圖線畫在同一坐標(biāo)系中，如圖所示，則下列說法正確的是（）A．圖線b表示電源內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr隨電流I的變化關(guān)系 B．M點對應(yīng)的功率為最大輸出功率 C．在圖線上A、B、C三點的縱坐標(biāo)一定滿足關(guān)系PA＞PB+PC D．兩個交點M與N的橫坐標(biāo)之比一定為1：2，縱坐標(biāo)之比一定為1：2【分析】根據(jù)電源的總功率的計算公式P＝EI分析電源的總功率P與電流I的關(guān)系，根據(jù)電源內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr＝I2r分析電源內(nèi)部的發(fā)熱功率與電流的關(guān)系，從而可以判斷a、b、c三條線代表的關(guān)系式，再由功率的公式可以分析各個功率之間的關(guān)系?！窘獯稹拷猓篈、電源內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr表達(dá)式為Pr＝I2r，Pr﹣I是開口向上的拋物線，可知，圖線b表示電源內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr隨電流I的變化關(guān)系，故A正確；B、電源的總功率P表達(dá)式為P＝EI，P﹣I圖象是過原點的直線，故直線a表示的是電源的總功率隨電流的變化關(guān)系，因此，圖線c表示輸出功率PR隨電流I的變化關(guān)系，根據(jù)推論：電源的內(nèi)外電阻相等時，電源的輸出功率最大，所以，b、c兩圖線的交點M對應(yīng)的功率為最大輸出功率，故B正確；C、在a、b、c三條圖線上分別取橫坐標(biāo)相同的A、B、C三點，因為直流電源的總功率PE等于輸出功率PR和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr的和，所以這三點的縱坐標(biāo)一定滿足關(guān)系PA＝PB+PC，故C錯誤；D、M點的橫坐標(biāo)為IM＝＝，最大輸出功率為PM＝IM2R＝。a、b線的交點N表示電源的總功率P和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr隨相等，外電阻為零，對應(yīng)電流的大小為IN＝，電源的功率為PN＝，所以兩個交點M與N的橫坐標(biāo)之比為IM：IN＝1：2，縱坐標(biāo)之比為PM：PN＝1：4，故D錯誤。故選：AB?！军c評】解決本題時，關(guān)鍵要掌握推論：當(dāng)電源的內(nèi)阻和外電阻的大小相等時，此時電源的輸出功率最大，并且直流電源的總功率PE等于輸出功率PR和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr的和。24．（2020?南崗區(qū)校級三模）如圖所示，電動牙刷充電時將牙刷插入充電座內(nèi)，充電座中的線圈接入220V交流電，牙刷內(nèi)的線圈兩端獲得4.5V的電壓，再通過控制電路對牙刷內(nèi)部的直流充電電池充電，電池的電動勢為2.4V，內(nèi)阻為0.1Ω，容量為800mAh，10小時即可充滿。充滿電后用戶平均每天使用4分鐘，可以連續(xù)使用60天。關(guān)于此電動牙刷的說法正確的是（）A．充電座和牙刷中線圈的匝數(shù)比為440：9 B．充電時，直流充電電池中的平均電流是80mA C．使用時電池的平均輸出功率為0.48W D．電池最多能提供的電能為6912J【分析】原副線圈的電壓之比等于匝數(shù)之比；充電電流I＝；若不考慮電池的內(nèi)阻，則電池輸出的電能最大，為W＝EIt；平均輸出功率P＝；【解答】解：A、原副線圈的電壓之比等于匝數(shù)之比，原線圈的電壓為220V，副線圈兩端的電壓為4.5V，故匝數(shù)之比為220：4.5＝440：9，故A正確；B、充電時，電池的容量為q＝800mAh，10小時即可充滿，根據(jù)q＝It得，充電電流I＝，故B正確；CD、若不考慮電池的內(nèi)阻，則電池輸出的電能最大，為W＝EIt＝2.4×0.08×10×3600J＝6912J，此時使用時電池的平均輸出功率P═，實際電池有內(nèi)阻，故實際的平均輸出功率小于0.48W，故C錯誤，D正確；故選：ABD?！军c評】本題考查了原副線圈的電壓與匝數(shù)的關(guān)系，知道容量為800mAh指的電荷量，根據(jù)I＝求電流，電能的公式為W＝EIt，同時注意在求輸出的電能時要考慮內(nèi)阻消耗的電能。25．（2019秋?中山市期末）如圖，有一提升重物用的直流電動機(jī)，內(nèi)阻r＝1Ω，R＝10Ω，U＝150V，電壓表的讀數(shù)為100V，則下列說法正確的是（）A．通過電動機(jī)的電流為5A B．通過電動機(jī)的電流為100A C．在電動機(jī)中發(fā)熱的功率為500W D．電動機(jī)輸出的機(jī)械功功率為475W【分析】在計算電功率的公式中，總功率用P＝IU來計算，發(fā)熱的功率用P＝I2R來計算，如果是計算純電阻的功率，這兩個公式的計算結(jié)果是一樣的，但對于電動機(jī)等非純電阻，第一個計算的是總功率，第二個只是計算發(fā)熱的功率，這兩個的計算結(jié)果是不一樣的?！窘獯稹拷猓篈B、電動機(jī)和電阻串聯(lián)，所以電流相等，電阻R兩端電壓U1＝150V﹣100V＝50V，I＝＝5A，所以通過電動機(jī)的電流為5A，故A正確，B錯誤。C、電動機(jī)的熱功率P熱＝I2r＝52×1W＝25W，故C錯誤。D、電動機(jī)的電功率P＝UI＝10×5W＝500W，輸出的機(jī)械功功率P'＝P﹣P熱＝475W，故D正確。故選：AD?！军c評】對于電功率的計算，一定要分析清楚是不是純電阻電路，對于非純電阻電路，總功率和發(fā)熱功率的計算公式是不一樣的。26．（2020?武昌區(qū)校級模擬）如圖所示，電路中所有二極管均為理想二極管，R1＝R2＝R3＝R4＝R，圖丙和圖丁中的變壓器為原、副線圈匝數(shù)相同的理想變壓器，P為原線圈中央抽頭，輸入端接同一正弦交流電源，R1、R2、R3、R4四個電阻的功率分別為P1、P2、P3、P4，下列關(guān)系式正確的是（）A．P1：P2＝1：2 B．P1：P3＝1：4 C．P3：P4＝1： D．P2：P4＝1：16【分析】根據(jù)各個電路的串并聯(lián)關(guān)系得到每個電阻兩端的電壓，再根據(jù)P＝求出每個電阻的功率；【解答】解：設(shè)電源電壓有效值為U，則有：P1＝＝P2＝＝P3＝＝P4＝＝故P1：P2＝1：2，P1：P3＝1：16，P3：P4＝1：2，P2：P4＝1：16，故AD正確，BC錯誤；故選：AD。【點評】本題的關(guān)鍵是讀懂電路圖，求出每個電阻兩端的電壓。27．（2019秋?榕江縣期末）如圖所示是一直流電動機(jī)提升重物的裝置；已知重物質(zhì)量為m＝50kg，電源輸出電壓U＝110V保持不變，電動機(jī)線圈電阻R＝4Ω，不計各處摩擦，當(dāng)電動機(jī)以某一速度勻速向上提升重物時，電路中的電流I＝5A（g＝10m/s2）則（）A．電源的輸出功率為100W B．電動機(jī)線圈電阻R的發(fā)熱功率550W C．提升中重物的功率為450W D．電動機(jī)的效率為81.8%【分析】根據(jù)P＝UI可求得電源輸出功率，也就是電動機(jī)的輸入功率，根據(jù)焦耳定律即可求出電動機(jī)線圈電阻R的發(fā)熱功率；電動機(jī)的輸入功率等于輸出功率和線圈電阻產(chǎn)生的熱功率之和；根據(jù)能量守恒即可求得提升重物的功率，根據(jù)效率公式可求得電動機(jī)的效率．【解答】解：A、電源的輸出功率為：P＝UI＝110×5＝550W，故A錯誤；B、電動機(jī)線圈電阻R的發(fā)熱功率為：PQ＝I2R＝52×4＝100W，故B錯誤；C、根據(jù)能量守恒定律可知，提升重物的功率為：PG＝P﹣PQ＝550﹣110＝450W，故C正確；D、電動機(jī)的效率為：η＝×100%＝×100%＝81.8%，故D正確。故選：CD?！军c評】解決本題的關(guān)鍵知道輸入功率和輸出功率以及線圈發(fā)熱功率的區(qū)別和聯(lián)系，注意對于電動機(jī)電路，在電動機(jī)正常工作的情況下，不能運(yùn)用閉合電路歐姆定律進(jìn)行求解．28．（2020秋?平羅縣校級月考）如圖所示電路，其中L為“4V8W”的用電器，電源電動勢E＝6V，內(nèi)阻r＝1Ω，R為滑動變阻器，則（）A．要使用電器正常工作，電源額定功率不得小于12W B．要使變阻器安全工作，其額定電流不得小于2A C．變阻器滑片在左端時，L恰好正常工作 D．變阻器滑片在右端時，L恰好正常工作【分析】根據(jù)額定電壓和額定功率求出用電器的額定電流，確定電源的額定功率．用電器安全工作電流要不大于額定電流．根據(jù)歐姆定律求出電路中電流，判斷用電器能否正常工作．【解答】解：A、由P＝UI得，用電器的額定電流為I＝＝，要用電器正常工作，電源額定功率最小為P＝EI＝6×2W＝12W．故A正確。B、要使用電器正常工作，電路中電流應(yīng)為2A，則要變阻器安全工作，其額定電流不得少于2A．故B正確。C、用電器的電阻為RL＝＝＝2Ω，變阻器滑片在左端時，電路中電流為I＝＝，恰好等于用電器的額定電流，則L恰好正常工作。故C正確。D、變阻器滑片在右端時，電路中電阻增大，電流減小，小于2A，L將不能正常工作。故D錯誤。故選：ABC?！军c評】本題是簡單的電路的計算問題．用電器在額定電壓下工作時其功率為額定功率，才能正常工作．29．（2020秋?七星區(qū)校級期中）電飯鍋工作時有兩種狀態(tài)：一種是鍋內(nèi)水燒干前的加熱狀態(tài)；另一種是鍋內(nèi)水燒干后的保溫狀態(tài)．如圖所示是電飯鍋電路的原理示意圖．S是用感溫材料制造的開關(guān)．下列說法正確的是（）A．其中R2是供加熱用的電阻絲 B．當(dāng)開關(guān)S接通時電飯鍋為加熱狀態(tài)，S斷開時為保溫狀態(tài) C．要使R2在保溫狀態(tài)時的功率為加熱狀態(tài)時的一半，應(yīng)為 D．要使R2在保溫狀態(tài)時的功率為加熱狀態(tài)時的一半，應(yīng)為【分析】電飯鍋工作時通過感溫材料制造的開關(guān)K，來控制保溫狀態(tài)還是加熱狀態(tài)．【解答】解：如圖所示，由P＝得：當(dāng)接通S時，電阻變小，功率變大，處于加熱狀態(tài)；當(dāng)斷開K時，電阻變大，功率變小，處于保溫狀態(tài)。A、由上可知，R2是供加熱用的電阻絲。故A正確；B、由上可知，當(dāng)開關(guān)S接通時電飯鍋為加熱狀態(tài)，S斷開時為保溫狀態(tài)。故B正確；C、要使R2在保溫狀態(tài)時的功率為加熱狀態(tài)的一半，由P＝I2R可得：電阻R2在保溫與加熱狀態(tài)下的電流之比1：，所以（R1+R2）：R2＝：1．則R1：R2＝（﹣1）：1．故C不正確，D正確；故選：ABD?！军c評】理解電飯煲的加熱與保溫的電路，同時運(yùn)用歐姆定律解題．30．（2019秋?大豐區(qū)校級期末）關(guān)于四個公式①P＝UI；②P＝I2R；③P＝；④P＝，下列敘述正確的是（）A．公式①④適用于任何電路的電功率的計算 B．公式②適用于任何電路的熱功率的計算 C．公式①②③適用于任何電路電功率的計算 D．以上均不正確【分析】P＝IU適用于任何電路計算電功率；P＝I2R適用于任何電路計算熱功率；P＝只能適用于純電阻電路的電功率或者熱功率；P＝是功率的定義公式，適用于任何情況的平均功率．【解答】解：A、C、求解電功率，可以用公式P＝IU，也可以用公式P＝；P＝只能適用于純電阻電路的電功率和熱功率；P＝I2R適用于任何電路計算熱功率；故A正確；B、P＝I2R適用于任何電路計算熱功率；P＝只能適用于純電阻電路的電功率和熱功率故B正確；C、P＝IU適用于任何電路計算電功率；P＝I2R適用于任何電路計算熱功率；P＝只能適用于純電阻電路的電功率或者熱功率；故C錯誤；D、由于選項AB正確，故D錯誤；故選：AB。【點評】對于純電阻電路，電功與電熱相同，三個公式P＝IU、P＝I2R、P＝通用；而對于非純電阻電路，求電熱功率只能用P＝I2R．三．填空題（共10小題）31．（2021?黃浦區(qū)二模）已知某無人機(jī)工作時的總功率約為360W，其使用的電池上有“額定容量為60W?h”的標(biāo)識，則該無人機(jī)的工作續(xù)航時間最多為10min；若該無人機(jī)工作時電池的發(fā)熱功率為100W，在20℃環(huán)境下的散熱功率（單位時間耗散到環(huán)境中的熱量，視為不變）約為95W，已知該電池每吸收60J熱量時溫度將升高1℃，其安全工作的最高溫度為60℃，則在20℃環(huán)境下該無人機(jī)最多可連續(xù)飛行8min。【分析】電池容量與總功率的比值等于使用的時間。求出升高到最高溫度60℃時需要吸收的熱量，用總的熱量與用來給無人機(jī)發(fā)熱的功率的比值為最多連續(xù)飛行的時間?！窘獯稹拷猓河晒β视校簍＝＝＝10min；無人機(jī)升高至安全工作的最高溫度為60℃需要吸收的能量為：Q＝W＝（60℃﹣20℃）×60J/℃＝2400J，由P＝得，t＝＝＝480s＝8min。故答案為：10；8。【點評】正確運(yùn)用功和功率的公式并明確題中物理量的含義是解決問題的關(guān)鍵。32．（2021春?虹口區(qū)校級期末）雷雨天的閃電是雷暴云中正電荷區(qū)與負(fù)電荷區(qū)的電場強(qiáng)到一定程度，空氣被擊穿形成的火花放電。若某次閃電，云和大地間的電壓高達(dá)1億伏，單位時間內(nèi)通過云層和大地間空氣層的電荷量約為5000C，則此次閃電消耗的功率約為5×108kW。若一戶普通人家每月平均消耗電能100kW?h，則該閃電釋放的能量可供這戶人家使用115.7年。【分析】根據(jù)單位時間內(nèi)通過云層和大地間空氣層的電荷量約為5000C，由I＝求出電流，再由P＝UI求此次閃電消耗的功率。根據(jù)該閃電釋放的能量與普通人家每月平均消耗電能的關(guān)系確定可供這戶人家使用多少年?！窘獯稹拷猓阂阎坪痛蟮亻g的電壓U＝1×108V，此次閃電形成的電流為I＝＝A＝5000A則此次閃電消耗的功率約為P＝UI＝1×108×5000W＝5×1011W＝5×108kW該閃電釋放的能量為E＝qU＝5000×1×108J＝5×1011J普通人家每月平均消耗電能為E′＝100kW?h＝100×3.6×106J＝3.6×108J設(shè)該閃電釋放的能量可供這戶人家使用n年，則n＝＝≈115.7（年）故答案為：5×108，115.7。【點評】解決本題時，要確切理解公式P＝UI和W＝qU的適用條件以及公式中各個物理量的含義，解答時要注意單位的轉(zhuǎn)換。33．（2020?閔行區(qū)二模）電池對用電器供電時，是將其它形式能（如化學(xué)能）轉(zhuǎn)化為電能；對充電電池充電時，是把電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能?，F(xiàn)用充電器為一手機(jī)鋰電池充電，等效電路如圖所示。已知充電器的輸出電壓為U，輸出電流為I，手機(jī)電池的電動勢為E，內(nèi)阻為r。此過程中電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為UI﹣I2r，鋰電池的充電效率為×100%?！痉治觥侩姵氐某潆娺^程是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過程，根據(jù)能量守恒定律列式求此過程中電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率，充電器消耗的電功率為：P＝UI，充電器的充電效率等于有用功率與總功率的百分比。【解答】解：充電器的輸出電功率為UI，充電時，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能和內(nèi)能，根據(jù)能量守恒定律，有：UI＝I2r+P化故電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為：P化＝UI﹣I2r充電器消耗的電功率為：P＝UI充電器的充電效率為：η＝×100%＝×100%＝×100%。故答案為：UI﹣I2r，【點評】本題的關(guān)鍵是要明確充電過程中能量的轉(zhuǎn)化情況，要知道電功率用P＝UI求解，發(fā)熱功率要用P熱＝I2r求解。34．（2020?湖南學(xué)業(yè)考試）電熱水壺是利用了電流的熱效應(yīng)（選填“磁效應(yīng)”或“熱效應(yīng)”）．相同溫度下，兩根同種材料、相同長度的電阻絲，橫截面積大的電阻?。ㄟx填“大”或“小”）．【分析】由電熱水壺的工作原理可知其利用的是電流加熱；有電阻定律可比較電阻的大小；【解答】解：電熱水壺是利用了電流通過電阻絲而發(fā)熱，是利用了電流的熱效應(yīng)；有電阻定律：可知，相同溫度下，兩根同種材料、相同長度的電阻絲，橫截面積大的電阻?。蚀鸢笧椋簾嵝?yīng)；?。军c評】該題的關(guān)鍵是知道電流的熱效應(yīng)是怎么回事，了解它在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用；其次要掌握好電阻定律，知道這是電阻的決定式．35．（2019秋?虹口區(qū)期末）圖（a）所示電路中，定值電阻R＝30Ω，燈泡L的電流與其電壓的關(guān)系如圖（b）所示。若燈泡消耗的功率P1與電源的輸出功率P之比為1：4，則此時燈泡的電阻R1＝10Ω；電源兩端的電壓為16V或32V?！痉治觥糠治鲭娐方Y(jié)構(gòu)，燈泡和定值電阻串聯(lián)，電流相等；燈泡消耗的功率P1與電源的輸出功率P之比為1：4，則燈泡電阻和定值電阻阻值之比為1：3；根據(jù)圖（b）確定電源兩端電壓?！窘獯稹拷猓悍治鲭娐方Y(jié)構(gòu)，燈泡和定值電阻串聯(lián)，電流相等，燈泡消耗的功率P1與電源的輸出功率P之比為1：4，則燈泡消耗功率與定值電阻消耗功率之比為1：3，則燈泡電阻和定值電阻阻值之比為1：3，燈泡電阻為10Ω；對照圖象可知，當(dāng)燈泡兩端電壓為4V或8V時，電流分別為0.4A或0.8A，則燈泡的電阻為10Ω，故定值電阻兩端電壓為12V或24V；電源兩端電壓為16V或32V。故答案為：10Ω；16V或32V?！军c評】本題考查了電功、電功率的相關(guān)知識，解題的關(guān)鍵是圖象的分析，確定燈泡兩端電壓可能為4V或8V。36．（2019秋?茶陵縣校級期中）在純電阻電路中，電阻R＝8Ω，電池組的電動勢E＝12V，工作時它產(chǎn)生的電流I＝1.5A，1分鐘內(nèi)消耗的能量Q＝1080J?！痉治觥坑砷]合電路歐姆定律可求得干路電流，即通過電阻R的電流；由P＝I2R求得功率，由Q＝Pt求得消耗的能量?！窘獯稹拷猓河砷]合電路歐姆定律得I＝A＝1.5A；1分鐘內(nèi)消耗的能量Q＝I2Rt＝1.52×8×60J＝1080J故答案為：1.5；1080?！军c評】本題考查閉合電路歐姆定律的應(yīng)用及功率的表達(dá)式，要求能熟練應(yīng)用公式。37．（2019秋?荔城區(qū)校級期中）如圖所示的電路中，輸入電壓U恒為12V，燈泡L上標(biāo)有“6V，12W”字樣，電動機(jī)線圈的電阻RM＝0.5Ω．若燈泡恰能正常發(fā)光，則燈泡的電阻R＝3Ω，電路中的電流I＝2A，整個電路消耗的總功率P總＝24W，電動機(jī)消耗的功率為P＝12W，電動機(jī)輸出功率P出＝10W?！痉治觥扛鶕?jù)燈泡正常發(fā)光求出燈泡的電阻和電路中的電流，電動機(jī)兩端的電壓等于輸入電壓減去燈泡的電壓；電動機(jī)的輸出功率；整個電路消耗的功率P總＝UI。【解答】解：燈泡L上標(biāo)有“6V，12W”，所以通過燈泡的電流：＝A＝2A，所以燈泡的電阻為：＝Ω＝3Ω，燈泡和電動機(jī)串聯(lián)，則留過燈泡的電流為電路中的電流，I＝2A；整個電路消耗的功率為：P總＝UI＝12×2W＝24W，電動機(jī)消耗的功率為：P＝P總﹣PL＝24W﹣12W＝12W，電動機(jī)的熱功率為：＝22×0.5W＝2W，電動機(jī)的輸出功率為：＝12W﹣2W＝10W。故答案為：3；2；24；12；10?！军c評】本題考查了電功率的計算，解決本題的關(guān)鍵知道電動機(jī)的輸出功率，以及整個電路消耗的功率P總＝UI。38．（2019秋?荔城區(qū)校級期中）在圖電路中，已知R1＝3Ω，R2＝R3＝6Ω，路端電壓U＝30V，則（1）K1、K2都斷開時，三個電阻兩端的電壓之U1：U2：U3＝1：2：2（2）K1、K2都閉合時，通過三個電阻的電流之比I1：I2：I3＝2：1：1（3）K1閉合，K2斷開時，電路消耗總功率P＝150W【分析】分析電路結(jié)構(gòu)，K1、K2都斷開時，三個電阻串聯(lián)到一起；K1、K2都閉合時，三個電阻并聯(lián)到一起；K1閉合，K2斷開時，R1，R2被短路，整個電路只有R3接入電路；根據(jù)串并聯(lián)電路的規(guī)律分析解答?！窘獯稹拷猓海?）K1、K2都斷開時，三個電阻串聯(lián)到一起，所以通過三個電阻的電流相同，由U＝IR可知，電壓比等于電阻比，又電阻比為1：2：2，所以電壓比為1：2：2；（2）K1、K2都閉合時，三個電阻并聯(lián)到一起，所以三個電阻兩端的電壓相同，由U＝IR可知，電流比等于電阻的反比，又電阻比為1：2：2，所以電流比為2：1：1；（3）K1閉合，K2斷開時，R1，R2被短路，整個電路只有R3接入電路，電路消耗總功率為：P＝＝W＝150W。故答案為：（1）1：2：2；（2）2：1：1；（3）150W。【點評】本題考查了串并聯(lián)電路的規(guī)律和電功率的計算，解題的關(guān)鍵是電路結(jié)構(gòu)的分析，確定電流之比和電壓之比。39．（2019秋?蕪湖期末）通過電阻R的電流強(qiáng)度為I時，在t時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q，若電阻為2R，電流強(qiáng)度為，則在時間t內(nèi)產(chǎn)生的熱量為．【分析】根據(jù)Q＝I2Rt去求電阻變?yōu)?R，電流強(qiáng)度變?yōu)?，在時間t內(nèi)產(chǎn)生的熱量．【解答】解：根據(jù)Q＝I2Rt得，電阻變?yōu)樵瓉淼?倍，電流強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼?，時間不變，則熱量變?yōu)樵瓉淼模蚀鸢笧椋篞．【點評】解決本題的關(guān)鍵掌握焦耳定律熱量的公式Q＝I2Rt．40．（2019秋?合肥期末）一臺XQB30﹣13型全自動洗衣機(jī)說明書中所列的主要技術(shù)數(shù)據(jù)如表。額定電壓220V額定頻率50Hz額定洗衣、脫水功率440W額定洗衣、脫水容量3kg整機(jī)質(zhì)量33kg這臺洗衣機(jī)正常工作時的電壓是220V，電流強(qiáng)度是2A，如果洗衣、脫水累計時間為1h，則洗衣機(jī)耗電度0.44（kw?h）?！痉治觥浚?）根據(jù)P＝UI求出在額定電壓下脫水時，通過洗衣機(jī)的電流強(qiáng)度。（2）根據(jù)W＝Pt求出洗衣機(jī)所耗的電能。【解答】解：根據(jù)額定功率等于額定電壓與額定電流的乘積及電功等于電功率與時間的乘積可解本題。額定電壓為U＝220V，而額定功率P＝440W，所以I＝＝A＝2A因為P＝440W，t＝60×60s＝3600s所以W＝Pt＝440×3600J＝1.584×106J＝0.44kW?h＝0.44度。故答案為：220；2；0.44?！军c評】解決本題的知道電功率和電壓、電流的關(guān)系P＝UI．知道消耗的電能等于功率與時間的乘積。四．計算題（共10小題）41．（2020秋?上期中）如圖所示，M為電動機(jī)，N為電爐子，恒定電壓U＝12V，S1閉合，S2斷開時，電流表A示數(shù)為6A，當(dāng)S2閉合，S1斷開時，電流表A示數(shù)為5A，且電動機(jī)輸出功率為35W；求：（1）電爐子的電阻及發(fā)熱功率；（2）電動機(jī)的內(nèi)阻．【分析】首先根據(jù)開關(guān)的閉合進(jìn)行分類，注意純電阻電路和非純電阻公式選取的不同，利用能量守恒求解即可．【解答】解：（1）電爐子為純電阻，由歐姆定律，得：R＝＝＝2Ω；發(fā)熱功率：P1＝I12R＝62×2＝72W；（2）電動機(jī)為非純電阻，電功率為：P2＝UI2＝60W，熱功率為：P熱＝P2﹣P出＝60﹣35＝25W，根據(jù)P熱＝I22RM，得：RM＝＝＝1Ω；答：（1）電爐子的電阻為2Ω，發(fā)熱功率為72W；（2）電動機(jī)的內(nèi)阻為1Ω．【點評】明確純電阻和非純電阻的區(qū)別，及公式使用時的不同，利用能量守恒的角度分析問題．42．（2020秋?開魯縣校級期中）一個電風(fēng)扇，內(nèi)阻為20Ω，接上220V電壓后，消耗功率88W．（1）電風(fēng)扇正常工作時通過電動機(jī)的電流是多少？（2）電風(fēng)扇正常工作時轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率是多少？轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的功率是多少？電動機(jī)的效率是多少？（3）如果接上電源后，電動機(jī)被卡住，不能轉(zhuǎn)動，這時通過電動機(jī)的電流，以及電動機(jī)消耗的電功率和發(fā)熱功率是多少？【分析】（1）根據(jù)功率P＝UI可以求得電動機(jī)的電流的大小；（2）根據(jù)PQ＝I2r可以求得轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的功率的大小，再由P機(jī)＝P﹣PQ可以求得轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率；（3）當(dāng)扇葉被卡住不能轉(zhuǎn)動時，此時可以看做是純電阻，總的功率即為發(fā)熱的功率．【解答】解：（1）由P＝UI可得電流為：I＝＝＝0.4A；（2）線圈電阻發(fā)熱功率：PQ＝I2r＝0.42×20＝3.2W；機(jī)械功率：P機(jī)＝P﹣PQ＝88﹣3.2＝84.8W；電動機(jī)的效率：η＝100%＝96.4%（3）當(dāng)葉片不轉(zhuǎn)動時，作純電阻，根據(jù)歐姆定律，有：I＝＝＝11A；P＝UI＝I2r＝112×20＝2420W．此時電動機(jī)的發(fā)熱的功率等于電動機(jī)消耗的電功率，也是2420W．答：（1）電風(fēng)扇正常工作時通過電動機(jī)的電流是0.4A；（2）電風(fēng)扇正常工作時轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率是84.8W，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的功率是3.2W，電動機(jī)的效率是96.4%；（3）如果接上電源后，電動機(jī)被卡住，不能轉(zhuǎn)動，這時通過電動機(jī)的電流是11A，電動機(jī)消耗的電功率和發(fā)熱功率都是2420W．【點評】對于電功率的計算，一定要分析清楚是不是純電阻電路，對于非純電阻電路，總功率和發(fā)熱功率的計算公式是不一樣的．43．（2020?高密市模擬）太陽能汽車是一種環(huán)保型的“綠色汽車”，人們正致力研究著。有一輛玩具汽車靠太陽能電池供電，該電池的太陽能集光板面積為600cm2，太陽能電池電動勢為30V，內(nèi)阻為3Ω．現(xiàn)使玩具汽車在水平路面上勻速行駛，其太陽能集光板正對太陽，測得電流強(qiáng)度為2A．已知電動機(jī)的直流電阻為2Ω，太陽光垂直照射到地面上單位面積的輻射功率為1.6×103W/m2。（1）求玩具汽車勻速行駛時，太陽能集光板把太陽能轉(zhuǎn)化為電能的效率。（2）這輛玩具汽車的總重為80N，在水平路面上行駛的阻力是車重的0.2倍，這輛玩具車在水平路面上的最大速度是多大？【分析】玩具汽車勻速行駛時太陽能電池的總功率（電功率）比上太陽能集光板的接收功率就是太陽能轉(zhuǎn)化為電能的效率；最大速度時玩具汽車勻速行駛，牽引力等于阻力，利用輸出電功率等于牽引功率，可求最大速度?！窘獯稹拷猓海?）玩具汽車勻速行駛時太陽能電池的總功率P1＝EI（1）太陽能集光板的接收功率P2＝600×10﹣4×1.6×103W＝96W（2）太陽能集光板把太陽能轉(zhuǎn)化為電能的效率為η＝（3）聯(lián)立（1）（2）（3）得η＝62.5%（4）（2）最大速度時玩具汽車勻速行駛，f＝F＝0.2G（5）電動機(jī)的輸出功率為P出＝EI﹣I2（r+R）＝Fv＝fv（6）聯(lián)得（5）（6）v＝2.5m/s答：（1）玩具汽車勻速行駛時，太陽能集光板把太陽能轉(zhuǎn)化為電能的效率62.5%；（2）這輛玩具車在水平路面上的最大速度是2.5m/s。【點評】此題文字量大，須認(rèn)真閱讀抓住有用信息；知道效率表達(dá)式；熟悉機(jī)車啟動問題。44．（2020秋?二七區(qū)校級期中）規(guī)格為“220V36W”的排氣扇，線圈電阻為40Ω，求：（1）接上220V的電源后，排氣扇轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率和發(fā)熱的功率；（2）如果接上220V電源后，扇葉被卡住，不能轉(zhuǎn)動，求電動機(jī)的發(fā)熱的功率?！痉治觥浚?）利用能量守恒，找出電功率、機(jī)械功率和熱功率的關(guān)系，再利用電功率和熱功率公式求解；（2）當(dāng)排氣扇卡住，此電路為純電阻電路，電功率全部轉(zhuǎn)化為熱功率?！窘獯稹拷猓海?）規(guī)格為“220V36W”的排氣扇，接上220V的電源后，排氣扇正常工作，電流為I＝＝A＝A發(fā)熱功率為P熱＝I2R＝（）2×40W≈1W轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率為P機(jī)＝P﹣P熱＝（36﹣1）W＝35W；（2）扇葉被卡住不能轉(zhuǎn)動后，電動機(jī)所在電路成為純電阻電路，此時電動機(jī)中電流為I′＝＝A＝5.5A電動機(jī)發(fā)熱功率：P熱′＝P電′＝UI′＝220×5.5W＝1210W。答：（1）接上220V的電源后，排氣扇轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率為35W，發(fā)熱的功率為1W；（2）如果接上220V電源后，扇葉被卡住，不能轉(zhuǎn)動，電動機(jī)的發(fā)熱的功率為1210W?！军c評】本題考查了電功、電功率的相關(guān)知識，明確電功率、機(jī)械功率和熱功率的關(guān)系，純電阻電路和非純電阻電路的區(qū)別和公式的選取是解題的關(guān)鍵。45．（2020秋?路南區(qū)校級期中）一電熱絲在1分鐘通過48C的電荷，已知該電熱絲的電阻為3Ω，求該電熱絲產(chǎn)生的焦耳熱．【分析】由電流的定義式求出電流，然后由焦耳定律即可求出產(chǎn)生的焦耳熱．【解答】解：電熱絲在1分鐘，即60s內(nèi)通過48C的電荷，則電流：I＝＝A該電熱絲1分鐘內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱：Q＝I2Rt＝0.82×3×60＝115.2J答：該電熱絲產(chǎn)生的焦耳