PAGE6-階段提升課學(xué)問(wèn)體系·思維導(dǎo)圖考點(diǎn)整合·素養(yǎng)提升考點(diǎn)電功、電熱、電功率、熱功率(難度☆☆☆☆)角度1電功、電熱純電阻電路與非純電阻電路的比較純電阻電路非純電阻電路實(shí)例白熾燈、電爐、電飯鍋、電熱毯、電熨斗及轉(zhuǎn)子被卡住的電動(dòng)機(jī)等工作中的電動(dòng)機(jī)、電解槽、日光燈等能量轉(zhuǎn)化電路中消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能W=Q電路中消耗的電能除轉(zhuǎn)化為內(nèi)能外,還轉(zhuǎn)化為其他形式的能W>Q電功的計(jì)算W=UIt=I2Rt=tW=UIt電熱的計(jì)算Q=UIt=I2Rt=tQ=I2Rt角度2電功率、熱功率意義公式聯(lián)系電功率單位時(shí)間內(nèi)電流所做的功P=UI對(duì)純電阻電路,電功率等于熱功率,P電=P熱=UI=I2R;對(duì)非純電阻電路,電功率大于熱功率,P電>P熱熱功率單位時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量P=I2R1.(2024·中山高二檢測(cè))一只電飯煲和一臺(tái)洗衣機(jī)并聯(lián)接在輸出電壓220V的溝通電源上(其內(nèi)電阻可忽視不計(jì)),均正常工作。用電流表分別測(cè)得通過(guò)電飯煲的電流是5.0A,通過(guò)洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)的電流是0.50A.電飯煲的電阻為44Ω,洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為440ΩB.電飯煲消耗的電功率為1555W,洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為155.5WC.1min內(nèi)電飯煲消耗的電能為6.6×104J,洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)消耗的電能為6.6×103JD.電飯煲發(fā)熱功率是洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)發(fā)熱功率的10倍【解析】選C。電飯煲與洗衣機(jī)都與電源并聯(lián),電源兩端電壓相等,均為220V,由歐姆定律可求得電飯煲的電阻為R1===44Ω,但洗衣機(jī)不是純電阻用電器,由R2==440Ω求得的電阻是錯(cuò)誤的,所以A項(xiàng)錯(cuò)誤;它們消耗的電功率分別為P1=UI1=1100W,P2=UI2=110W,所以B項(xiàng)錯(cuò)誤;電飯煲和洗衣機(jī)在1min內(nèi)產(chǎn)生的電能分別為Q1=P1t=6.6×104J,Q2=P2t=6.6×103J,所以C項(xiàng)正確;因洗衣機(jī)的內(nèi)阻未知,無(wú)法比較二者的發(fā)熱功率,所以D項(xiàng)錯(cuò)誤。2.如圖所示電路中,A為電解槽,N為電爐子,恒定電壓U=12V,電解槽內(nèi)阻rA=2Ω,當(dāng)S1閉合、S2斷開時(shí),電流表的示數(shù)為6A;當(dāng)S2閉合、S1斷開時(shí),電流表的示數(shù)為4(1)電爐子的電阻及發(fā)熱功率各多大。(2)在電解槽工作時(shí),電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為多少。【解析】(1)電爐子為純電阻元件,由歐姆定律I1=,得:R===2Ω,其發(fā)熱功率為:PR=UI1=72W。(2)電解槽為非純電阻元件,發(fā)熱功率為:P熱=rA=32W。總功率為:P總=UI2=48W。故電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為:P化=P總-P熱=16W。答案:(1)2Ω72W(2)16W考點(diǎn)電源的功率和效率問(wèn)題(難度☆☆☆☆)1.電源的功率及效率問(wèn)題:電源總功率隨意電路:P總=EI=P出+P內(nèi)純電阻電路:P總=I2(R+r)=電源內(nèi)部消耗的功率P內(nèi)=I2r=P總-P出電源的輸出功率隨意電路:P出=UI=P總-P內(nèi)純電阻電路:P出=I2R=電源的效率隨意電路:η=×100%=×100%純電阻電路:η=×100%2.純電阻電路中電源的輸出功率P出與外電阻R的關(guān)系:(1)表達(dá)式:P出=I2R==。(2)關(guān)系圖像①如圖所示圖像可知:隨著外電阻的增大,輸出功領(lǐng)先增大后減小,即:{a.當(dāng)R<r時(shí):R↑→P出↑b.當(dāng)R>r時(shí):R↑→P出↓}②當(dāng)R=r時(shí),輸出功率最大,為Pm=。留意:解決最大功率問(wèn)題的兩點(diǎn)留意(1)解決最大功率問(wèn)題時(shí),要弄清是定值電阻還是可變電阻的最大功率,定值電阻的最大功率用P=I2R=分析,可變電阻的最大功率用等效電源法求解。(2)電源輸出功率最大時(shí),效率不是最大,只有50%。1.硅光電池是一種太陽(yáng)能電池,具有低碳環(huán)保的優(yōu)點(diǎn),如圖所示,圖線a是該電池在某光照強(qiáng)度下路端電壓U和電流I的關(guān)系圖像,圖線b是某純電阻電器的U-I圖像。則在該光照強(qiáng)度下,把該電池和該電器組成一個(gè)電路時(shí),電池的()A.內(nèi)阻為12.5Ω B.輸出功率為12.5WC.內(nèi)耗功率為0.22W D.效率為50%【解析】選C。由閉合電路歐姆定律得U=E-Ir,當(dāng)I=0時(shí),E=U,由a與縱軸的交點(diǎn)讀出電動(dòng)勢(shì)為E=3.6V。依據(jù)兩圖線交點(diǎn)處的狀態(tài)可知,將它們組成閉合回路時(shí)路端電壓為U=2.5V,電流為I=0.2A。則電池的內(nèi)阻為r==Ω=5.5Ω,故A錯(cuò)誤;電池的輸出功率為:P出=UI=2.5×0.2W=0.5W,故B錯(cuò)誤;內(nèi)耗功率為P內(nèi)=I2r=0.22W,故C正確;電池的輸出效率為:η=×100%=×100%=×100%≈69.4%,故D錯(cuò)誤。2.在如圖所示的電路中,兩平行正對(duì)金屬板A、B水平放置,兩板間的距離d=4.0cm。電源電動(dòng)勢(shì)E=400V,內(nèi)電阻r=20Ω,電阻R1=1980Ω。閉合開關(guān)S,待電路穩(wěn)定后,將一帶正電的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))從B板上的小孔以初速度v0=1.0m/s豎直向上射入兩板間,小球恰好能到達(dá)A板。若小球所帶電荷量q=1.0×10-7C,質(zhì)量m=2.0×10-4kg,不考慮空氣阻力,忽視射入小球?qū)﹄娐返挠绊?1)A、B兩金屬板間的電壓的大小U;(2)滑動(dòng)變阻器消耗的電功率P;(3)電源的效率η?！窘馕觥?1)小球從B板上的小孔射入恰好到達(dá)A板的過(guò)程中,在電場(chǎng)力和重力作用下做勻減速直線運(yùn)動(dòng),設(shè)A、B兩極板間電壓為U,依據(jù)動(dòng)能定理有:-qU-mgd=0-m,解得:U=200V。(2)設(shè)此時(shí)滑動(dòng)變阻器