專題11電能能量守恒定律

目錄

第一部分明晰學(xué)考要求·精準(zhǔn)復(fù)習(xí)

第二部分基礎(chǔ)知識梳理·全面提升

第三部分考點(diǎn)精講精練·對點(diǎn)突破

考點(diǎn)一：電路中的能量轉(zhuǎn)化

考點(diǎn)二：閉合電路的歐姆定律

考點(diǎn)三：實(shí)驗(yàn)—測電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻

考點(diǎn)四：能源與可持續(xù)發(fā)展

第四部分實(shí)戰(zhàn)能力訓(xùn)練·滿分必刷

1、了解電路中的能量轉(zhuǎn)化；

2、了解閉合電路的歐姆定律；

3、了解實(shí)驗(yàn)：電池電動(dòng)勢和內(nèi)阻的測量；

4、了解能源與可持續(xù)發(fā)展。

知識點(diǎn)一、電路中的能量轉(zhuǎn)化

1．電功

（1）定義：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(shí)間t

三者的乘積。

（2）公式：W＝UIt。

（3）單位：國際單位是焦耳，符號是J。

2．電功率

（1）定義：電流在一段電路中所做的功與通電時(shí)間之比。

W

（2）公式：P＝＝UI。

t

（3）單位：國際單位是瓦特，符號是W。

（4）串聯(lián)電路功率關(guān)系

P1P2Pn

①各部分電路電流I相同，根據(jù)P＝I2R，各電阻上的電功率與電阻成正比，即＝＝…＝＝I2。

R1R2Rn

②總功率P總＝UI＝（U1＋U2＋…＋Un）I＝P1＋P2＋…＋Pn。

（5）并聯(lián)電路功率關(guān)系

U2

①各支路電壓相同，根據(jù)P＝，各支路電阻上的電功率與電阻成反比，即P1R1＝P2R2＝…＝PnRn＝

R

U2。

②總功率P總＝UI＝U（I1＋I(xiàn)2＋…＋I(xiàn)n）＝P1＋P2＋…＋Pn。

結(jié)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(fù)載消耗的功率之和。

2．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(shí)間成正比。

（2）表達(dá)式：Q＝I2Rt。

（3）熱功率

①意義：表示電流發(fā)熱快慢的物理量。

②定義：單位時(shí)間內(nèi)的發(fā)熱量。

Q2

③公式：P熱IR，單位：瓦特（W）。

t

4．純電阻電路和非純電阻電路比較

純電阻電路非純電阻電路

舉例白熾燈、電爐、電熨斗電動(dòng)機(jī)、電解槽

能量轉(zhuǎn)化

情況

電功和電

＝，即＝2＝＋，＝2＋＞

熱的關(guān)系WQIUtIRtWQE其他UItIRtE其他WQ

電功率和

22

熱功率的P＝P熱，即IU＝IRP＝P熱＋P其他，即IU＝IR＋P其他P＞P熱

關(guān)系

知識點(diǎn)二、閉合電路的歐姆定律

1．電動(dòng)勢

（1）非靜電力：電源把正電荷從負(fù)極搬運(yùn)到正極的力。

（2）電源：通過非靜電力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能的裝置。

（3）電動(dòng)勢：

①意義：電源的電動(dòng)勢是表征電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小的物理量，即非靜電力移送

相同電荷量的電荷做功越多，做功本領(lǐng)越強(qiáng)，則電動(dòng)勢越大。

②定義：非靜電力所做的功與所移動(dòng)的電荷量之比叫作電動(dòng)勢。

W

③公式：E＝。是電動(dòng)勢的定義式而不是決定式，E的大小與W和q無關(guān)，是由電源自身的性質(zhì)決定

q

的，不同種類的電源電動(dòng)勢大小不同。

單位：伏特，用“V”表示。

2．內(nèi)電路、外電路、內(nèi)電壓、外電壓

（1）內(nèi)電路、內(nèi)電阻、內(nèi)電壓

①將電源和用電器連接起來，就構(gòu)成閉合電路，如圖所示，電源內(nèi)部的電路叫閉合電路的內(nèi)電路。內(nèi)

電路的電阻叫電源的內(nèi)阻。

②當(dāng)電路中有電流通過時(shí)，內(nèi)電路兩端的電壓叫內(nèi)電壓，用U內(nèi)表示。

（2）外電路、外電壓（又稱路端電壓）

電源外部由用電器和導(dǎo)線組成的電路叫外電路，在外電路中，沿電流方向電勢降低。

外電路兩端的電壓叫外電壓，也叫路端電壓，用U外表示。

（3）三者關(guān)系：E＝U內(nèi)＋U外。

3．閉合電路歐姆定律

（1）內(nèi)容：閉合電路中的電流與電源電動(dòng)勢成正比，與內(nèi)、外電路中的電阻之和成反比。

E

（2）表達(dá)式：I＝公式中，R表示外電路總電阻，E表示電源的電動(dòng)勢，r是電源內(nèi)阻。適用純電

R＋r

阻電路。

（3）常用的變形公式：E=U外+U內(nèi)，適用純電阻電路。

4．路端電壓與電流的關(guān)系

（1）路端電壓的表達(dá)式：U＝E－Ir。

（2）圖象（U－I）：由U＝E－Ir知，電源的U－I圖像是一條傾斜的直線，如圖所示，圖像中U軸截

距E表示電源電動(dòng)勢，I軸截距I0等于短路電流（縱、橫坐標(biāo)都從零開始），斜率的絕對值表示電源的內(nèi)阻。

（3）路端電壓隨外電阻的變化規(guī)律

E

對一定電源，電動(dòng)勢E和內(nèi)阻r是一定的。當(dāng)外電阻R增大時(shí)，由I＝可知電流I減小，路端電壓

R＋r

E

U＝E－Ir增大。當(dāng)外電阻R減小時(shí)，由I＝可知電流I增大，路端電壓U＝E－Ir減小。

R＋r

知識點(diǎn)三、實(shí)驗(yàn)：電池電動(dòng)勢和內(nèi)阻的測量

1．實(shí)驗(yàn)依據(jù)：閉合電路歐姆定律。

2．?dāng)?shù)據(jù)處理

I1U2－I2U1U2－U1

（1）計(jì)算法：由E＝U1＋I(xiàn)1r，E＝U2＋I(xiàn)2r可解得E＝，r＝?？梢岳肬、I的值多求

I1－I2I1－I2

幾組E、r的值，算出它們的平均值。

（2）用作圖法：以路端電壓U為縱軸，以干路電流I為橫軸，作U?I圖線，如圖所示。

（1）圖線與縱軸交點(diǎn)（在縱軸上的截距）代表電源的電動(dòng)勢E；若電源內(nèi)阻r＝0（理想電源），則U

＝E。

（2）圖線與橫軸交點(diǎn)，縱軸起點(diǎn)為零（即原點(diǎn)電壓為0）時(shí)，橫軸截距等于外電路短路時(shí)的電流I短＝

E；

r

ΔUE

（3）圖線的斜率絕對值代表電源的內(nèi)阻r，即r＝||＝。

ΔIr

3．實(shí)驗(yàn)器材：電池、電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線、坐標(biāo)紙和刻度尺。

4．基本操作

（1）電流表用0.6A的量程，電壓表用3V的量程，按實(shí)驗(yàn)原理圖連接好電路。

（2）把滑動(dòng)變阻器的滑片移到使阻值最大的一端。

（3）閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電流表有明顯示數(shù)并記錄一組數(shù)據(jù)（I1，U1）。用同樣的方法再

測量幾組I、U值，填入表格中。

實(shí)驗(yàn)序號123456

I/AI1I2I3I4I5I6

U外/VU1U2U3U4U5U6

（4）斷開開關(guān)，拆除電路，整理好器材。

（5）以U為縱軸，I為橫軸，將記錄的電壓、電流標(biāo)在坐標(biāo)圖上，過這些點(diǎn)作一條直線，根據(jù)縱軸截

距求出電動(dòng)勢，根據(jù)斜率大小求出內(nèi)電阻。

5．注意事項(xiàng)

（1）可選用舊電池。

（2）電流不要過大，讀數(shù)要快。

（3）計(jì)算法求E、r：要測出不少于6組I、U數(shù)據(jù)，且變化范圍要大些。

（4）合理選擇標(biāo)度：為使圖線分布空間大，如圖，縱坐標(biāo)可以不從零開始，則圖線和橫軸的交點(diǎn)不再

EΔU

是短路電流，電源的內(nèi)阻不能用r＝確定，應(yīng)根據(jù)r＝||確定。

I短ΔI

（5）電流表要內(nèi)接（因?yàn)閞很?。?。

知識點(diǎn)四、能源與可持續(xù)發(fā)展

1．能量守恒定律

（1）內(nèi)容：能量既不會消滅，也不會創(chuàng)生，它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)

移到另一個(gè)物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不變。這個(gè)規(guī)律叫做能量守恒定律。

（2）確認(rèn)了永動(dòng)機(jī)的不可能性；

（3）意義：能量守恒定律的建立，是人類認(rèn)識自然的一次重大飛躍。它是最普遍、最重要、最可靠的

自然規(guī)律之一，而且是大自然普遍和諧性的一種表現(xiàn)形式。

2．能量轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化的方向性

（1）能量耗散：自然界中集中度較高（即有序度較高）的能量，如機(jī)械能、電能、化學(xué)能，當(dāng)他們變

為環(huán)境的內(nèi)能后，就成為更加分散也就是無序度更大的能量，沒有辦法把這些分散的無序度更大的內(nèi)能重

新變成有序度較高的能量加以利用，這樣的轉(zhuǎn)化過程叫做能量耗散。

（2）能量轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化的方向性：能量耗散從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中的自發(fā)變化過程具有方向

性。

一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀自然過程都是不可逆的。

3．品質(zhì)降低：能量從高度有用的形式降級為不大可用的形式叫品質(zhì)降低。能量在利用過程中，總是由

高品質(zhì)的能量最終轉(zhuǎn)化為低品質(zhì)的能量。

4．能源的分類

（1）化石能源——不可再生能源：煤炭、石油和天然氣是目前人類生產(chǎn)、生活中使用的主要能源，這

類能源又叫作化石能源?；茉礋o法在短時(shí)間內(nèi)再生，所以這類能源被叫作不可再生能源。

（2）可再生能源：水能、風(fēng)能、潮汐能等能源，歸根結(jié)底來源于太陽能這些能源在自然界可以再生，

叫作可再生能源。

練

考點(diǎn)一、電路中的能量轉(zhuǎn)化

U2

【典型例題1】關(guān)于公式①P＝UI；②P＝I2R；③P＝；下列敘述正確的是（）

R

A．公式①適用于任何電路求電功率，公式①②適用于任何電路求熱功率

B．在純電阻電路中，①②③公式都適用于求電功率，也適用于求熱功率

C．在非純電阻電路中，①②③均可求電功率

D．只要是求電路的熱功率，公式②③均可以用

【答案】B

【解析】由于U＝IR只適合純電阻電路，在純電阻電路中三者沒有區(qū)別，在非純電阻電路中三者各不

相同，故A錯(cuò)誤，B正確；由上述分析可知，在非純電阻電路中，公式①可用于求電功率，故C錯(cuò)誤；對

于非純電阻電路，公式③不適用求熱功率，故D錯(cuò)誤。

【典型例題2】兩根由同種材料制成的均勻電阻絲A、B并聯(lián)在電路中，A的長度為2L，直徑為d；B

的長度為L，直徑為2d，那么通電后，A、B在相同的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比為（）

A．QA∶QB＝1∶8

B．QA∶QB＝8∶1

C．QA∶QB＝1∶2

D．QA∶QB＝4∶1

【答案】A

L

【解析】電阻絲A、B的長度之比為2∶1，直徑之比為1∶2，則橫截面積之比為1∶4，根據(jù)R＝ρ知，

S

U

電阻之比為8∶1，電阻絲A、B并聯(lián)在電路中，電壓相同，根據(jù)I＝可得電阻絲A、B中的電流之比為IA∶IB

R

2

＝1∶8，根據(jù)Q＝IRt可知電阻絲A、B在相同的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比為QA∶QB＝1∶8，故選A。

【對點(diǎn)訓(xùn)練1】如圖所示，某住戶有電爐、微波爐、洗衣機(jī)、電風(fēng)扇等家用電器。停電時(shí)，用歐姆表測

得A、B間電阻為R；供電后所有電器均使用，測得A、B間電壓為U，進(jìn)線電流為I，則該住戶用電的總功

率為（）

A．P＝I2RB．P＝UI

U2U2

C．P＝D．P＝I2R＋

RR

【答案】B

【解析】加在住戶兩端的電壓為U，進(jìn)線電流為I，所以該住戶用電的總功率為P＝UI，故B正確；

U2

洗衣機(jī)、電風(fēng)扇等家用電器為非純電阻電器，其電功率不可以用P＝I2R或P＝計(jì)算，更不能用P＝

R

U2

I2R＋計(jì)算，故A、C、D錯(cuò)誤。

R

【對點(diǎn)訓(xùn)練2】如圖所示為某兩個(gè)電阻的U－I圖像，則電阻之比R1∶R2、把兩電阻串聯(lián)后接入電路時(shí)

消耗功率之比P1∶P2及并聯(lián)后接入電路時(shí)消耗功率之比P1′∶P2′分別是（）

A．2∶12∶11∶2

B．2∶11∶22∶1

C．1∶21∶22∶1

D．1∶22∶11∶2

【答案】A

U2

【解析】根據(jù)R＝，結(jié)合U－I圖像可知R1∶R2＝6∶3＝2∶1，根據(jù)P＝IR，結(jié)合串聯(lián)電路的電流相

I

U2

等，則P1∶P2＝R1∶R2＝2∶1，根據(jù)功率P＝，結(jié)合并聯(lián)電路的電壓相等，則P1′∶P2′＝R2∶R1＝1∶2，

R

故選A。

考點(diǎn)二、閉合電路的歐姆定律

【典型例題1】鉛蓄電池的電動(dòng)勢為2V，這表示（）

A．電源將1C的正電荷從正極移至負(fù)極的過程中，2J的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?/p>

B．電源將1C的正電荷從負(fù)極移至正極的過程中，2J的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?/p>

C．鉛蓄電池在1s內(nèi)將2J的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?/p>

D．鉛蓄電池比一節(jié)干電池（電動(dòng)勢為1.5V）的體積大，故電動(dòng)勢大

【答案】B

【解析】鉛蓄電池的電動(dòng)勢為2V，表示非靜電力將1C的正電荷從電源的負(fù)極通過電源內(nèi)部移送到正

極時(shí)所做的功為2J，即2J的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，與時(shí)間無關(guān)，故A、C錯(cuò)誤，B正確；電源的電動(dòng)勢表示

電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)，鉛蓄電池的電動(dòng)勢比一節(jié)干電池的電動(dòng)勢大，與二者的體積大小

無關(guān)，故D錯(cuò)誤。

【典型例題2】在如圖所示的電路中，電源的電動(dòng)勢E＝3V，電源的內(nèi)阻r＝2Ω，電阻R＝8Ω，不計(jì)

電流表的內(nèi)阻，則閉合開關(guān)S后，電阻R兩端的電壓為（）

A．0.6VB．2.4VC．3.0VD．3.6V

【答案】B

E

【解析】根據(jù)題意，由閉合電路歐姆定律可得，電阻R兩端的電壓為U＝·R

R＋r

代入數(shù)據(jù)解得U＝2.4V，故選B。

【對點(diǎn)訓(xùn)練1】某型號的干電池，在其外殼上標(biāo)注有“9伏”的字樣，這表示（）

A．1C正電荷通過該電池的過程中，有9J的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能

B．該電池在單位時(shí)間內(nèi)有9J的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能

C．電池短路時(shí)，該電池輸出的電流為9A

D．將該電池接入電路后，電池兩端的電壓始終為9V

【答案】A

【解析】干電池的電動(dòng)勢為9V，則1C正電荷通過該電池的過程中，非靜電力做功9J，有9J的化學(xué)

能轉(zhuǎn)化為電能，故A正確；干電池的電動(dòng)勢表征的是把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小，并不是該電

池在單位時(shí)間內(nèi)有9J的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，故B錯(cuò)誤；干電池的內(nèi)阻未知，無法確定電池短路時(shí)的輸出電

流，故C錯(cuò)誤；將該電池接入電路后，電池兩端電壓為路端電壓，如果外電路正常工作，則路端電壓小于

電動(dòng)勢，故D錯(cuò)誤。

【對點(diǎn)訓(xùn)練2】如圖所示的電路中，電阻R＝2Ω，斷開S后，電壓表的讀數(shù)為6V；閉合S后，電壓

表的讀數(shù)為2V，電壓表為理想電表，則電源的內(nèi)阻r為（）

A．1ΩB．2ΩC．3ΩD．4Ω

【答案】D

【解析】斷開S后，電壓表的讀數(shù)為6V，

則電源電動(dòng)勢E＝6V

閉合S后，電壓表的讀數(shù)為2V，根據(jù)串聯(lián)電路分壓原理及閉合電路歐姆定律，

則電源的內(nèi)阻r＝4Ω，故選D。

考點(diǎn)三、實(shí)驗(yàn)：電池電動(dòng)勢和內(nèi)阻的測量

【典型例題1】下列給出多種用伏安法測電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻的數(shù)據(jù)處理方法，既能減小偶然誤差，又

直觀、簡便的是（）

A．測出兩組I、U的數(shù)據(jù)，代入方程組E＝U1＋I(xiàn)1r和E＝U2＋I(xiàn)2r，求出E和r

B．多測幾組I、U的數(shù)據(jù)，求出幾組E、r，分別求出其平均值

C．測出多組I、U的數(shù)據(jù)，畫出U－I圖像，再根據(jù)圖像求出E、r

D．多測幾組I、U的數(shù)據(jù)，分別求出I和U的平均值，用電壓表測出斷路時(shí)的路端電壓即電動(dòng)勢E，

再用閉合電路歐姆定律求出電池內(nèi)阻r

【答案】C

【解析】選項(xiàng)A中僅測量兩組數(shù)據(jù)就求出E、r，偶然誤差較大；選項(xiàng)B中計(jì)算E、r的平均值雖然能

減小誤差，但太繁瑣；選項(xiàng)D中分別求出I、U的平均值再進(jìn)行處理的方法是錯(cuò)誤的；選項(xiàng)C是用圖像法

處理數(shù)據(jù)，既能減小偶然誤差，又直觀、簡便，故C正確。

【對點(diǎn)訓(xùn)練1】某實(shí)驗(yàn)小組選用以下器材測定電池組的電動(dòng)勢和內(nèi)阻，要求測量結(jié)果盡量準(zhǔn)確。

電壓表（量程0～3V，內(nèi)阻約為3kΩ）

電流表（量程0～0.6A，內(nèi)阻約為1Ω）

滑動(dòng)變阻器（0～20Ω，額定電流1A）

待測電池組（電動(dòng)勢約為3V，內(nèi)阻約為1Ω）

開關(guān)、導(dǎo)線若干

（1）該小組連接的實(shí)物電路如圖所示，經(jīng)仔細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)電路中有一條導(dǎo)線連接不當(dāng)，這條導(dǎo)線對應(yīng)

的編號是________。

（2）改正這條導(dǎo)線的連接后開始實(shí)驗(yàn)，閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)置于滑動(dòng)變阻器的________

（填“a”或者“b”）端。

【答案】（1）5（2）a

【解析】（1）按原電路測量，測得的電源內(nèi)阻包含了電流表的內(nèi)阻（電流表內(nèi)接法），導(dǎo)致測量結(jié)果

偏大。導(dǎo)線5一端接電壓表正極，另一端應(yīng)接電流表正極或電源正極。

（2）為保護(hù)電路，在閉合開關(guān)前，電路總電阻應(yīng)最大，滑片應(yīng)置于滑動(dòng)變阻器的a端。

考點(diǎn)四、能源與可持續(xù)發(fā)展

【典型例題1】下列說法錯(cuò)誤的是（）

A．某種形式的能量減少，一定存在其他形式的能量增加

B．某個(gè)物體的能量減少，必然有其他物體的能量增加

C．能量既不會創(chuàng)生也不會消失

D．石子從空中落下，最后停止在地面上，說明機(jī)械能消失了

【答案】D

【解析】選項(xiàng)A、B、C對應(yīng)著能量守恒定律的內(nèi)容；石子的機(jī)械能發(fā)生了轉(zhuǎn)化，而不是消失，A、B、

C正確，D錯(cuò)誤。

【典型例題2】電冰箱能夠不斷地把熱量從溫度較低的冰箱內(nèi)部傳給溫度較高的外界空氣，下列說法正

確的是（）

A．熱量能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體

B．熱量不可以從低溫物體傳到高溫物體

C．熱量的傳遞過程不具有方向性

D．在自發(fā)的條件下熱量的傳遞過程具有方向性

【答案】D

【解析】自然界一切自發(fā)過程都有方向性，如傳熱，熱量總是由高溫物體自發(fā)地傳向低溫物體；又如

擴(kuò)散，氣體總是自發(fā)地由密度大的地方向密度小的地方擴(kuò)散。在外界幫助下氣體可以由密度小的地方向密

度大的地方擴(kuò)散，熱量可以從低溫物體傳向高溫物體，電冰箱就是借助外界做功把熱量從低溫物體傳向高

溫物體，故選D。

【對點(diǎn)訓(xùn)練1】能源有不同的分類方式。下列各組能源中，全部屬于圖中所示陰影部分的是（）

A．水能、地?zé)崮?、太陽?/p>

B．風(fēng)能、潮汐能、核能

C．核能、地?zé)崮?、水?/p>

D．太陽能、風(fēng)能、水能

【答案】D

【解析】地?zé)崮苁莵碜缘厍騼?nèi)部的能量，核能來自核聚變或核裂變產(chǎn)生的能量，潮汐能不是來自太陽。

而太陽能、風(fēng)能、水能都是來自太陽，且它們都屬于新能源和可再生能源，故選D。

【對點(diǎn)訓(xùn)練2】在能源消耗的過程中，我們無法把一些能源消耗產(chǎn)生的內(nèi)能收集起來重新利用，這種現(xiàn)

象叫作能量的耗散。對于能量耗散理解正確的是（）

A．能量耗散說明能量在不斷的減少

B．能量耗散不遵循能量守恒定律

C．能量耗散說明能量不能憑空產(chǎn)生，但能量卻可以憑空消失

D．能量耗散從能量的角度反映出自然界中的宏觀過程具有方向性

【答案】D

【解析】能量耗散是能量變成了無法收集利用的內(nèi)能，能量不會減少，故A錯(cuò)誤；能量守恒定律適用

于整個(gè)自然界，物質(zhì)能量變化遵循能量守恒定律，故能量耗散遵循能量守恒定律，故B錯(cuò)誤；能量既不能

憑空產(chǎn)生，也不能憑空消失，故C錯(cuò)誤；能量耗散是一個(gè)宏觀過程，代表著能量向不可收集利用的方向轉(zhuǎn)

化，反映出自然界中的宏觀過程具有方向性，故D正確。

1．室內(nèi)有幾種家庭常用電器：1.5kW的電飯煲、200W的電冰箱、750W的取暖器、250W的電視機(jī)

和2kW的空調(diào)器。如果進(jìn)線處有13A的保險(xiǎn)絲，供電電壓為220V，下列情況下不能同時(shí)使用的是（）

A．電飯煲和電冰箱B．取暖器和空調(diào)器

C．電飯煲和空調(diào)器D．電冰箱、電視機(jī)和空調(diào)器

【答案】C

【解析】電路中允許的最大功率為Pm＝UI＝2860W。用電器的功率之和大于Pm時(shí)，用電器就不可以

同時(shí)使用，故選C。

2．有三個(gè)用電器，分別為日光燈、電烙鐵和電風(fēng)扇，它們的額定電壓和額定功率均為“220V60W”。

現(xiàn)讓它們在額定電壓下工作相同時(shí)間，產(chǎn)生的熱量

A．日光燈最多B．電烙鐵最多C．電風(fēng)扇最多D．一樣多

【答案】B

【解析】電烙鐵是純電阻用電器，即以發(fā)熱為目的，電流通過它就是用來產(chǎn)生熱量的，而日光燈和電

風(fēng)扇是非純電阻用電器，電流通過它們時(shí)產(chǎn)生的熱量很少，電能主要轉(zhuǎn)化為其他形式的能（光能和葉片動(dòng)

能）。綜上所述，B正確。

3．一只電爐的電阻絲和一臺電動(dòng)機(jī)線圈的電阻相等，都是R，設(shè)通過的電流強(qiáng)度相同，則在相同的時(shí)

間內(nèi)，關(guān)于這只電爐和這臺電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱情況，下列說法中正確的是

A．電爐產(chǎn)生的熱量少于電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量

B．電爐產(chǎn)生的熱量多于電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量

C．電爐和電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量相等

D．無法判斷

【答案】C

【解析】用電器產(chǎn)生的熱量要根據(jù)焦耳定律來計(jì)算，由題可知，電阻相等，電流相等，時(shí)間相同，所

以根據(jù)Q=I2Rt可知，電爐產(chǎn)生的熱量等于電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量，所以ABD錯(cuò)誤，C正確。

4．如圖所示，電阻R和電動(dòng)機(jī)M串聯(lián)到電路中，且電阻R和電動(dòng)機(jī)M線圈的電阻相等，接通電鍵后，

電動(dòng)機(jī)正常工作。設(shè)電阻R和電動(dòng)機(jī)M兩端的電壓分別為U1和U2，經(jīng)時(shí)間t，電流通過電阻R產(chǎn)生的熱量

為Q1，電流通過電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量為Q2，則下列結(jié)論中正確的是

A．U1>U2，Q1=Q2B．U1<U2，Q1=Q2

C．U1=U2，Q1>Q2D．U1<U2，Q1<Q2

【答案】B

【解析】設(shè)開關(guān)接通后，電路中電流為I，對于電阻R，由歐姆定律得U1=IR，對于電動(dòng)機(jī)，U2＞IR，

22

則U1＜U2，根據(jù)焦耳定律得Q1=IRt，Q2=IRt，則Q1=Q2，故B正確，ACD錯(cuò)誤。故選B。

5．理發(fā)用的電吹風(fēng)機(jī)中有電動(dòng)機(jī)和電熱絲，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)風(fēng)葉轉(zhuǎn)動(dòng)，電熱絲給空氣加熱，直到熱風(fēng)將頭

發(fā)吹干。設(shè)電動(dòng)機(jī)線圈電阻為R1，它與電熱絲的電阻R2串聯(lián)后接到直流電源上，電吹風(fēng)機(jī)兩端電壓為U，

電流為I，消耗的電功率為P，則有

22

①P＝IU②P＝I（R1＋R2）③P>IU④P＞I（R1＋R2）

A．①②B．①④C．②③D．③④

【答案】B

【解析】在計(jì)算電功率的公式中，總功率用P=IU來計(jì)算，發(fā)熱的功率用P=I2R來計(jì)算，如果是計(jì)算純

電阻的功率，這兩個(gè)公式的計(jì)算結(jié)果是一樣的，但對于電動(dòng)機(jī)等非純電阻，第一個(gè)計(jì)算的是總功率，第二

個(gè)只是計(jì)算發(fā)熱的功率，這兩個(gè)的計(jì)算結(jié)果是不一樣的。

因?yàn)殡姶碉L(fēng)機(jī)屬于非線性電阻，其消耗的電能，一部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而熱功率

22

PQ=I（R1+R2），所以P=UI>I（R1+R2），故B正確。

6．如圖所示為兩個(gè)不同閉合電路中兩個(gè)不同電源的U－I圖象，則下列說法中正確的是

A．電動(dòng)勢E1＝E2，短路電流I1＞I2

B．電動(dòng)勢E1＝E2，內(nèi)阻r1＞r2

C．電動(dòng)勢E1＞E2，內(nèi)阻r1＜r2

D．當(dāng)兩電源的工作電流變化量相同時(shí)，電源2的路端電壓變化較小

【答案】A

【解析】由圖象可知E1＝E2，r1＜r2，又因?yàn)棣內(nèi)＝ΔI·r，所以ΔU外＝－ΔI·r，故ΔI相同時(shí)，r越大，

路端電壓變化越大。

7．如圖所示，一臺電動(dòng)機(jī)提著質(zhì)量為m的物體，以速度v勻速上升．已知電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為R，電

源電動(dòng)勢為E，通過電源的電流為I，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，忽略一切阻力及導(dǎo)線電阻，則

EEmgv

A．電源內(nèi)阻r＝－RB．電源內(nèi)阻r＝－－R

III2

C．如果電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸被卡住而停止轉(zhuǎn)動(dòng)，較短時(shí)間內(nèi)電源消耗的功率不變

D．如果電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸被卡住而停止轉(zhuǎn)動(dòng)，較短時(shí)間內(nèi)電源消耗的功率將變小

【答案】B

【解析】本題主要考查學(xué)生對歐姆定律適用范圍、電功和電熱的區(qū)別，要求學(xué)生熟練掌握歐姆定律，

電功率及焦耳定律的應(yīng)用．由于電動(dòng)機(jī)是非純電阻元件，歐姆定律不再適用，電動(dòng)機(jī)的輸入功率P1＝UI，

2mgv

熱功率P2＝IR，輸出功率P3＝mgv，P1＝P2＋P3，可解得：U＝IR＋，又由閉合電路歐姆定律得：E＝U

I

EmgvE

＋I(xiàn)r，解得：r＝－－R；當(dāng)電動(dòng)機(jī)被卡住時(shí)，電動(dòng)機(jī)變成純電阻元件，總電流I總＝，電流增大，

II2R＋r

故電源消耗的功率P增大，所以選項(xiàng)B正確。

8．如圖所示的U－I圖象中，直線Ⅰ為某電源的路端電壓與電流的關(guān)系，直線Ⅱ?yàn)槟骋浑娮鑂的U－I圖

線，用該電源直接與電阻R連接成閉合電路，由圖象可知

A．R的阻值為1.5Ω

B．電源電動(dòng)勢為3V，內(nèi)阻為0.5Ω

C．電源的輸出功率為3.0W

D．電源內(nèi)部消耗的功率為4.5W

【答案】A

【解析】由直線Ⅰ可知，電源的電動(dòng)勢為3V，內(nèi)阻為1.5Ω，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由直線Ⅱ可知，R的阻值為

E2

1.5Ω，選項(xiàng)A正確；閉合回路的電流為I＝＝1A，則電源的輸出功率為P出＝EI－Ir＝1.5W，電源內(nèi)

R＋r

2

部消耗功率為P內(nèi)＝Ir＝1.5W，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。

9．在輸液時(shí)，藥液有時(shí)會從針口流出體外，為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)，設(shè)計(jì)了一種報(bào)警裝置，電路如圖所示，M

是貼在針口處的傳感器，接觸到藥液時(shí)其電阻RM發(fā)生變化，導(dǎo)致S兩端電壓U增大，裝置發(fā)出警報(bào)，此時(shí)

A．RM變大，且R越大，U增大越明顯

B．RM變大，且R越小，U增大越明顯

C．RM變小，且R越大，U增大越明顯

D．RM變小，且R越小，U增大越明顯

【答案】C

【解析】傳感器M與R并聯(lián)，再與S串聯(lián)，S兩端電壓U增大，說明線路電流增大，總電阻變小，傳

RMRRM

感器RM變??；傳感器電阻RM與R的并聯(lián)值R并＝＝，顯然R越大，RM變化相同值時(shí)，R并變

RM

RM＋R＋1

R

化越大，此時(shí)干路電流變化越大，U增大越明顯，綜上所述，選項(xiàng)C正確。

t

10．通過電阻R的電流為I時(shí)，在t時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q，若電阻為R，電流為2I，則在時(shí)間內(nèi)產(chǎn)

2

生的熱量為（）

QQ

A．4QB．2QC．D．

24

【答案】B

t

【解析】依題意，有Q＝I2Rt，則條件變化時(shí)，Q′＝（2I）2R＝2Q，故選B。

2

11．在閉合電路中，下列敘述正確的是（）

A．閉合電路中的電流跟電源電動(dòng)勢成正比，跟整個(gè)電路的電阻成反比

B．當(dāng)外電路斷開時(shí)，路端電壓等于零

C．當(dāng)外電路短路時(shí)，電路中的電流無窮大

D．當(dāng)外電阻增大時(shí)，電源兩端的電壓不變，一直等于電源電動(dòng)勢

【答案】A

E

【解析】根據(jù)閉合電路的歐姆定律I＝可知，閉合電路中的電流跟電源電動(dòng)勢成正比，跟整個(gè)電路

R＋r

的電阻成反比，選項(xiàng)A正確；當(dāng)外電路斷開時(shí)，路端電壓等于電源電動(dòng)勢，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；當(dāng)外電路短路時(shí)，

E

電路中的電流為E，不是無窮大，選項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)＝＝RE＝，當(dāng)外電阻增大時(shí)，電源兩端的電

CUIRr

rR＋r1＋

R

壓增大，一直小于電源電動(dòng)勢，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

12．（2019·江蘇卷）如圖所示的電路中，電阻R＝2Ω.斷開S后，電壓表的讀數(shù)為3V；閉合S后，電

壓表的讀數(shù)為2V，則電源的內(nèi)阻r為（）

A．1ΩB．2ΩC．3ΩD．4Ω

【答案】A

ER

【解析】電源電動(dòng)勢E＝3V，閉合S后路端電壓U＝IR＝，代入數(shù)據(jù)得r＝1Ω，故A正確。

R＋r

13．如圖所示為某電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖像，下列結(jié)論正確的是（）

A．電源的電動(dòng)勢為6.0V

B．電源的內(nèi)阻為12Ω

C．電源的短路電流為0.5A

D．電流為0.3A時(shí)的外電阻是8Ω

【答案】A

【解析】由題圖可知電源的U－I圖像的縱軸坐標(biāo)并不是從零開始的，故縱軸上的截距雖為電源的電動(dòng)

勢，即E＝6.0V，但橫軸上的截距0.5A并不是電源的短路電流，且電源內(nèi)阻應(yīng)按斜率的絕對值