第42頁(yè)（共42頁(yè)）2025-2026學(xué)年上學(xué)期高二物理教科版（2019）期末必刷?？碱}之焦耳定律電路中的能量轉(zhuǎn)化一．選擇題（共6小題）1．如圖甲所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)E＝9V，內(nèi)阻r＝2Ω，定值電阻R＝7Ω，閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，測(cè)得滑動(dòng)變阻器消耗的功率P與其接入電路的阻值Rp的關(guān)系如圖乙所示。下列說法正確的是（）A．圖乙中滑動(dòng)變阻器的最大功率P2＝10.125W B．調(diào)整滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，可以使電源的輸出電流達(dá)到2A C．滑動(dòng)變阻器消耗功率P最大時(shí)，定值電阻R消耗的功率也最大 D．圖乙中R1＝9Ω，R2＝27Ω2．電源、開關(guān)、電阻、電動(dòng)機(jī)、平行板電容器、二極管D組成電路如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)為12V，內(nèi)阻為1Ω，電阻R為5Ω，開關(guān)閉合后，電動(dòng)機(jī)恰好正常工作，平行板電容器內(nèi)的一帶電液滴恰能處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知電動(dòng)機(jī)額定電壓U為6V，線圈電阻RM為0.5Ω。下列說法正確的是（）A．正常工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率為6W B．若電動(dòng)機(jī)因故障卡住，電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率為12W C．若電動(dòng)機(jī)因故障卡住，電源的總功率保持不變 D．若電動(dòng)機(jī)因故障卡住，帶電液滴仍保持靜止?fàn)顟B(tài)3．在如圖所示的U﹣I圖像中，直線Ⅰ為某電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖線，曲線Ⅱ?yàn)槟骋恍襞軱的U﹣I關(guān)系圖像，曲線Ⅱ與直線Ⅰ的交點(diǎn)坐標(biāo)為（1.5A，0.75V），曲線Ⅱ在該點(diǎn)的切線與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為（1.0A，0），用該電源直接與小燈泡L連接成閉合電路，由圖像可知（）A．電源電動(dòng)勢(shì)為2.0V B．小燈泡L接入電源時(shí)的電阻為1.5Ω C．小燈泡L實(shí)際消耗的電功率為1.125W D．電源效率為50%4．據(jù)報(bào)道，我國(guó)合肥工業(yè)大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)成功研制出兼具自修復(fù)性、高導(dǎo)電性等優(yōu)點(diǎn)的彈性導(dǎo)體材料，其阻值會(huì)隨著機(jī)械形變而發(fā)生變化。如圖所示，電壓表和電流表是理想電表，a、b兩點(diǎn)之間連接一彈性導(dǎo)體。在中間懸掛重物后，下列說法正確的是（）A．彈性導(dǎo)體的電阻變小 B．定值電阻R的功率變小 C．電壓表的示數(shù)變小 D．彈性導(dǎo)體消耗的功率一定變大5．如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E＝10V，內(nèi)阻r＝1Ω，電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻r0＝0.5Ω，閉合開關(guān)S，小燈泡L恰好正常發(fā)光，電動(dòng)機(jī)正常工作，此時(shí)理想電壓表示數(shù)為8.0V，理想電流表示數(shù)為1A，下列說法正確的是（）A．小燈泡額定功率為8W B．電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)發(fā)熱功率為0.25W C．電源的輸出功率為18W D．電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)其輸出的機(jī)械功率為8W6．掃地機(jī)器人是智能家用電器的一種，能憑借一定的人工智能，自動(dòng)在房間內(nèi)完成地板清理工作。如圖所示為某品牌掃地機(jī)器人，已知其額定工作電壓為20V，額定功率為50W，電池容量為2000mA?h，下列說法正確的是（）A．“mA?h”是能量的單位 B．掃地機(jī)器人的電機(jī)總電阻為8Ω C．掃地機(jī)器人正常工作時(shí)電流為2.5A D．掃地機(jī)器人充滿電后一次正常工作時(shí)間為36min二．多選題（共3小題）（多選）7．在如圖所示的U﹣I圖中，直線a為某電源的路端電壓與電流的關(guān)系，直線b為某電阻R的電壓與電流的關(guān)系；現(xiàn)用該電源直接與電阻R連接成閉合電路，由圖可知（）A．該電阻的阻值為4.0Ω B．該電源的電動(dòng)勢(shì)為6.0V，內(nèi)阻為0.5Ω C．該電源的路端電壓為4.0V，輸出功率為4.0W D．用比R電阻大的電阻與該電源組成閉合回路，電源的輸出功率可能增大（多選）8．如圖甲所示的電路中定值電阻R＝60Ω，電源電動(dòng)勢(shì)E＝100V，內(nèi)阻r＝10Ω。圖乙所示曲線為燈泡L的伏安特性曲線，直線為電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖線，以下說法正確的是（）A．開關(guān)S斷開時(shí)電源的效率為60% B．開關(guān)S閉合后電源的總功率會(huì)變大 C．開關(guān)S閉合后燈泡的亮度增強(qiáng) D．開關(guān)S斷開時(shí)小燈泡消耗的功率為240W（多選）9．在如圖甲所示的電路中，已知電源電動(dòng)勢(shì)E＝6V，內(nèi)阻r＝2Ω，定值電阻R＝4Ω，滑動(dòng)變阻器最大值為20Ω，圖乙是滑動(dòng)變阻器消耗的功率P與其接入電路的阻值Rp的關(guān)系圖像，通過以上條件，求出下列各物理量正確的是（）A．圖乙中滑動(dòng)變阻器的最大功率P2＝1.5W B．圖乙中電阻R2＝12Ω C．電源內(nèi)阻的最大發(fā)熱功率Pr＝1W D．電源的最大效率η＝77%三．填空題（共4小題）10．某型號(hào)飲水設(shè)備的銘牌上部分參數(shù)如表中所示。該飲水設(shè)備工作時(shí)應(yīng)（選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）在電路中。正常工作時(shí)的電額定電壓為V，功率為W。型號(hào)K﹣3PO額定電壓220V額定電流12A11．手持小風(fēng)扇因便于攜帶而深受學(xué)生喜歡，某款小風(fēng)扇的電動(dòng)機(jī)額定電壓5V，內(nèi)阻0.5Ω，正常工作時(shí)，通過該電動(dòng)機(jī)的電流為1A，則該電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的消耗的功率為W，輸出的機(jī)械功率為W。12．一臺(tái)電動(dòng)機(jī)額定電壓是220V，線圈電阻為0.5Ω，電動(dòng)機(jī)在正常工作時(shí)通過的電流為32A，則電動(dòng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)20min的過程中，消耗的電能為J，其中有J電能轉(zhuǎn)化為熱能浪費(fèi)掉了（保留三位有效數(shù)字）。13．如圖所示，拋物線C1、C2分別是一純電阻直流電路中，內(nèi)、外電路消耗的電功率隨電流變化的圖線。由該圖可知電源輸出的最大功率為W，電源的電動(dòng)勢(shì)為V，電源的內(nèi)電阻為Ω。四．解答題（共2小題）14．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是該電池在某光照射強(qiáng)度下路端電壓U和電流I的關(guān)系圖（電池電動(dòng)勢(shì)不變，內(nèi)阻不是常量），圖線b是某電阻的U﹣I圖像，傾斜虛線是過a、b交點(diǎn)的切線。在該光照強(qiáng)度下將它們連成閉合回路時(shí)，求：（1）此時(shí)硅光電池的內(nèi)阻和電動(dòng)勢(shì)；（2）此時(shí)硅光電池的總功率和效率。15．直流電動(dòng)機(jī)是一個(gè)把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置。如圖所示，電源的電動(dòng)勢(shì)E＝6V，內(nèi)阻r＝0.5Ω，電動(dòng)機(jī)M的線圈電阻為R＝0.5Ω，限流電阻R0＝0.5Ω，電鍵S閉合，電動(dòng)機(jī)處于正常工作狀態(tài)，理想電壓表的示數(shù)為4.5V，求：（1）通過電動(dòng)機(jī)的電流；（2）電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率；（3）如果電動(dòng)機(jī)突然卡住，則電動(dòng)機(jī)的熱功率是多少（電動(dòng)機(jī)未被燒壞）。

2025-2026學(xué)年上學(xué)期高二物理教科版（2019）期末必刷常考題之焦耳定律電路中的能量轉(zhuǎn)化參考答案與試題解析一．選擇題（共6小題）題號(hào)123456答案DDCBAC二．多選題（共3小題）題號(hào)789答案ACBDAB一．選擇題（共6小題）1．如圖甲所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)E＝9V，內(nèi)阻r＝2Ω，定值電阻R＝7Ω，閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，測(cè)得滑動(dòng)變阻器消耗的功率P與其接入電路的阻值Rp的關(guān)系如圖乙所示。下列說法正確的是（）A．圖乙中滑動(dòng)變阻器的最大功率P2＝10.125W B．調(diào)整滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，可以使電源的輸出電流達(dá)到2A C．滑動(dòng)變阻器消耗功率P最大時(shí)，定值電阻R消耗的功率也最大 D．圖乙中R1＝9Ω，R2＝27Ω【考點(diǎn)】電源的總功率、輸出功率和效率；用閉合電路的歐姆定律計(jì)算電路中的電壓、電流或電阻．【專題】定量思想；推理法；恒定電流專題；推理論證能力．【答案】D【分析】當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻R1＝R+r時(shí)，變阻器消耗的功率最大，據(jù)此計(jì)算；當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為0時(shí)，電路中的電流最大，根據(jù)閉合電路的歐姆定律計(jì)算出最大電流比較；通過定值電阻的電流越大，定值電阻的功率越大；根據(jù)功率公式計(jì)算即可?！窘獯稹拷猓篈、當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻R1＝r+R＝2Ω+7Ω＝9Ω時(shí)，變阻器的功率最大，且最大功率為Pm=E2B、當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為0時(shí)，電路中的電流最大為Im=Er+RC、當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為零時(shí)，電路中的電流最大，根據(jù)P＝I2R可知，此時(shí)定值電阻R消耗的功率最大，故C錯(cuò)誤；D、根據(jù)功率公式有(ER+r+R')2R'=(ER+r+R2)2R2故選：D。【點(diǎn)評(píng)】知道當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻R1＝R+r時(shí)，變阻器消耗的功率最大是解題的關(guān)鍵，掌握功率的計(jì)算公式是解題的基礎(chǔ)。2．電源、開關(guān)、電阻、電動(dòng)機(jī)、平行板電容器、二極管D組成電路如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)為12V，內(nèi)阻為1Ω，電阻R為5Ω，開關(guān)閉合后，電動(dòng)機(jī)恰好正常工作，平行板電容器內(nèi)的一帶電液滴恰能處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知電動(dòng)機(jī)額定電壓U為6V，線圈電阻RM為0.5Ω。下列說法正確的是（）A．正常工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率為6W B．若電動(dòng)機(jī)因故障卡住，電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率為12W C．若電動(dòng)機(jī)因故障卡住，電源的總功率保持不變 D．若電動(dòng)機(jī)因故障卡住，帶電液滴仍保持靜止?fàn)顟B(tài)【考點(diǎn)】電源的總功率、輸出功率和效率；計(jì)算電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)輸出的機(jī)械功或機(jī)械功率；用閉合電路的歐姆定律計(jì)算電路中的電壓、電流或電阻．【專題】定量思想；推理法；恒定電流專題；推理論證能力．【答案】D【分析】由串聯(lián)電路的電壓規(guī)律，可得到定值電阻和內(nèi)阻總電壓，由歐姆定律可計(jì)算該電路電流；電動(dòng)機(jī)卡住后，符合歐姆定律，由電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率公式，結(jié)合電流值，可計(jì)算熱功率，根據(jù)電流變化，判斷電源總功率變化；由電動(dòng)機(jī)兩端的新電壓、二極管的連接特點(diǎn)，可判斷電容的電壓變化情況，從而判斷電場(chǎng)力是否變化，油滴如何運(yùn)動(dòng)?！窘獯稹拷猓篈．開關(guān)閉合后，電動(dòng)機(jī)恰好正常工作，電動(dòng)機(jī)額定電壓U為6V，則電流為I=電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率為P＝UI﹣I2RM，解得P＝5.5W，故A錯(cuò)誤；BC．若電動(dòng)機(jī)因故障卡住，電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率P=電源的輸出功率P總＝EI電流變化，電源的總功率變化，故BC錯(cuò)誤，D．電動(dòng)機(jī)因故障卡住，電容器兩端電壓變小，電容器需要放電，由于二極管的單向?qū)щ娦?，不能放電，電容器Q不變，電壓不變，則E不變，則油滴受到的電場(chǎng)力也保持不變，油滴依然靜止，故D正確。故選：D。【點(diǎn)評(píng)】本題考查電容、電動(dòng)機(jī)的相關(guān)計(jì)算，關(guān)鍵是理解電動(dòng)機(jī)并非純電阻電路，不適用歐姆定律，但電動(dòng)機(jī)卡住后，適用純電阻電路。3．在如圖所示的U﹣I圖像中，直線Ⅰ為某電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖線，曲線Ⅱ?yàn)槟骋恍襞軱的U﹣I關(guān)系圖像，曲線Ⅱ與直線Ⅰ的交點(diǎn)坐標(biāo)為（1.5A，0.75V），曲線Ⅱ在該點(diǎn)的切線與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為（1.0A，0），用該電源直接與小燈泡L連接成閉合電路，由圖像可知（）A．電源電動(dòng)勢(shì)為2.0V B．小燈泡L接入電源時(shí)的電阻為1.5Ω C．小燈泡L實(shí)際消耗的電功率為1.125W D．電源效率為50%【考點(diǎn)】電源的U﹣I圖像與導(dǎo)體的U﹣I圖像相結(jié)合的問題；電功和電功率的計(jì)算；閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達(dá)式．【專題】定量思想；推理法；恒定電流專題；推理論證能力．【答案】C【分析】根據(jù)閉合電路歐姆定律列式，由圖線I的斜率大小求出電源的內(nèi)阻，由圖線I的縱軸截距求出電源的電動(dòng)勢(shì)；兩條圖像交點(diǎn)的縱坐標(biāo)等于燈泡L兩端的電壓，橫坐標(biāo)為流過燈泡的電流，根據(jù)歐姆定律求解電阻，根據(jù)P＝UI求解燈泡功率；電源的輸出功率為P＝EI求解電源總功率，再求電源的效率?！窘獯稹拷猓篈．設(shè)該電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，由閉合電路歐姆定律有U＝E﹣Ir代入題圖直線I中數(shù)據(jù)有0.75V＝E﹣1.5r，0＝E﹣2.0r解得E＝3.0V，r＝1.5Ω故A錯(cuò)誤；BC．曲線Ⅱ與直線Ⅰ的交點(diǎn)坐標(biāo)為（1.5A，0.75V），可知當(dāng)將該電源直接與小燈泡L連接成閉合電路時(shí)，燈泡L兩端的電壓為UL＝0.75V，流過燈泡的電流為IL＝1.5A，由歐姆定律可得，小燈泡L接入電源時(shí)的電阻為R小燈泡L實(shí)際消耗的電功率為P＝ULIL，解得P＝1.125W故B錯(cuò)誤，C正確；D．電源的效率η故D錯(cuò)誤。故選：C?！军c(diǎn)評(píng)】本題抓住伏安特性曲線的斜率、截距和交點(diǎn)的數(shù)學(xué)意義來(lái)理解其物理意義，知道兩個(gè)圖線的交點(diǎn)表示該電源與電阻R相連組成閉合電路時(shí)電路中的電流和路端電壓。4．據(jù)報(bào)道，我國(guó)合肥工業(yè)大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)成功研制出兼具自修復(fù)性、高導(dǎo)電性等優(yōu)點(diǎn)的彈性導(dǎo)體材料，其阻值會(huì)隨著機(jī)械形變而發(fā)生變化。如圖所示，電壓表和電流表是理想電表，a、b兩點(diǎn)之間連接一彈性導(dǎo)體。在中間懸掛重物后，下列說法正確的是（）A．彈性導(dǎo)體的電阻變小 B．定值電阻R的功率變小 C．電壓表的示數(shù)變小 D．彈性導(dǎo)體消耗的功率一定變大【考點(diǎn)】電源的最大輸出功率和條件；閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達(dá)式．【專題】定量思想；推理法；電學(xué)圖象專題；推理論證能力．【答案】B【分析】彈性導(dǎo)體在懸掛重物后發(fā)生形變，長(zhǎng)度增加且截面積減小，導(dǎo)致其電阻增大。電路總電阻增大引起總電流減小，定值電阻的功率隨之減小。由于總電流減小，電源內(nèi)阻和定值電阻上的電壓降減小，彈性導(dǎo)體兩端的電壓增大，電壓表示數(shù)變大。彈性導(dǎo)體消耗的功率變化取決于其電阻與等效內(nèi)阻的關(guān)系，無(wú)法確定一定增大。【解答】解：A、彈性導(dǎo)體在拉力作用下長(zhǎng)度增加、截面積減小，由電阻公式R=ρLB、電路總電阻增大導(dǎo)致電流減小，根據(jù)功率公式P＝I2R可知定值電阻R的功率減小，故B正確；C、總電流減小使電源內(nèi)阻和定值電阻R的壓降減小，由電壓關(guān)系U'＝E﹣Ur﹣UR，可得彈性導(dǎo)體兩端電壓增大，即電壓表示數(shù)增大，故C錯(cuò)誤；D、將定值電阻R等效為電源內(nèi)阻時(shí)，由于彈性導(dǎo)體電阻與等效內(nèi)阻的相對(duì)大小不確定，故其消耗的功率不一定增大，故D錯(cuò)誤。故選：B?！军c(diǎn)評(píng)】這道題目考查閉合電路歐姆定律、電阻定律和電功率的綜合應(yīng)用，屬于中等難度題目。題目通過彈性導(dǎo)體這一新穎材料創(chuàng)設(shè)情境，要求學(xué)生分析機(jī)械形變對(duì)電路參數(shù)的影響，體現(xiàn)了物理知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用的結(jié)合。解題時(shí)需要運(yùn)用電阻公式推導(dǎo)形變導(dǎo)致的電阻變化，再結(jié)合串并聯(lián)電路特點(diǎn)分析電流、電壓和功率的變化。題目計(jì)算量適中，但需要學(xué)生準(zhǔn)確理解電阻率公式中各物理量的關(guān)系，并掌握動(dòng)態(tài)電路的分析方法。選項(xiàng)D的設(shè)置具有一定迷惑性，考查了學(xué)生對(duì)功率極值條件的理解，體現(xiàn)了對(duì)思維嚴(yán)謹(jǐn)性的要求。5．如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E＝10V，內(nèi)阻r＝1Ω，電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻r0＝0.5Ω，閉合開關(guān)S，小燈泡L恰好正常發(fā)光，電動(dòng)機(jī)正常工作，此時(shí)理想電壓表示數(shù)為8.0V，理想電流表示數(shù)為1A，下列說法正確的是（）A．小燈泡額定功率為8W B．電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)發(fā)熱功率為0.25W C．電源的輸出功率為18W D．電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)其輸出的機(jī)械功率為8W【考點(diǎn)】電源的總功率、輸出功率和效率；計(jì)算電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)輸出的機(jī)械功或機(jī)械功率；用閉合電路的歐姆定律計(jì)算電路中的電壓、電流或電阻．【專題】定量思想；推理法；恒定電流專題；推理論證能力．【答案】A【分析】根據(jù)閉合電路歐姆定律結(jié)合電功率公式求解電功率；根據(jù)熱功率公式求解發(fā)熱功率；電源的輸出功率等于路端電壓乘以總電流，機(jī)械功率等于電功率減去熱功率?！窘獯稹拷猓篈．根據(jù)閉合電路歐姆定律有E＝U+I′r小燈泡的電流為IL＝I′﹣I小燈泡額定功率為P＝UIL代入數(shù)據(jù)解得P＝8W故A正確；B．電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)發(fā)熱功率為Pr故B錯(cuò)誤；C．電源的輸出功率為P′＝UI′，代入數(shù)據(jù)解得P′＝16W故C錯(cuò)誤；D．電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)其輸出的機(jī)械功率為P″＝UI﹣Pr0，代入數(shù)據(jù)解得P″＝7.5W故D錯(cuò)誤；故選：A?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查閉合電路歐姆定律和功率的求解，解題關(guān)鍵是區(qū)分純電阻電路和非純電阻電流，知道非純電阻電路不能用U＝IR求解，結(jié)合閉合電路歐姆定律和功率公式列式求解即可。6．掃地機(jī)器人是智能家用電器的一種，能憑借一定的人工智能，自動(dòng)在房間內(nèi)完成地板清理工作。如圖所示為某品牌掃地機(jī)器人，已知其額定工作電壓為20V，額定功率為50W，電池容量為2000mA?h，下列說法正確的是（）A．“mA?h”是能量的單位 B．掃地機(jī)器人的電機(jī)總電阻為8Ω C．掃地機(jī)器人正常工作時(shí)電流為2.5A D．掃地機(jī)器人充滿電后一次正常工作時(shí)間為36min【考點(diǎn)】電功和電功率的計(jì)算；用定義式計(jì)算電流大小及電荷量．【專題】定量思想；推理法；恒定電流專題；理解能力．【答案】C【分析】題中mA?h是電荷量的單位。掃地機(jī)器人是非純電阻用電器，根據(jù)題意不能求出機(jī)器人的電阻。掃地機(jī)器人正常工作時(shí)的電流等于額定功率與額定電壓的比值。掃地機(jī)器人充滿電后工作的時(shí)間等于電池容量與額定電流的比值。【解答】解：A、根據(jù)q＝It可知，“mA?h”是電荷量的單位，故A錯(cuò)誤；BC、正常工作時(shí)電流為I=PU=5020A=2.5A，設(shè)電機(jī)總電阻為r，由于其輸入功率大于熱功率，則有UI＞ID、掃地機(jī)器人充滿電后一次正常工作時(shí)間為t=qI故選：C?！军c(diǎn)評(píng)】明確電壓、電流、電功率之間的關(guān)系，合理運(yùn)用公式解題是解決本題的關(guān)鍵。二．多選題（共3小題）（多選）7．在如圖所示的U﹣I圖中，直線a為某電源的路端電壓與電流的關(guān)系，直線b為某電阻R的電壓與電流的關(guān)系；現(xiàn)用該電源直接與電阻R連接成閉合電路，由圖可知（）A．該電阻的阻值為4.0Ω B．該電源的電動(dòng)勢(shì)為6.0V，內(nèi)阻為0.5Ω C．該電源的路端電壓為4.0V，輸出功率為4.0W D．用比R電阻大的電阻與該電源組成閉合回路，電源的輸出功率可能增大【考點(diǎn)】電源的總功率、輸出功率和效率；利用電源的外特性曲線得出電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻；電源的U﹣I圖像與導(dǎo)體的U﹣I圖像相結(jié)合的問題．【專題】定量思想；推理法；恒定電流專題；推理論證能力．【答案】AC【分析】根據(jù)電源和電阻的伏安特性曲線結(jié)合交點(diǎn)的信息，電源有最大輸出功率滿足的條件進(jìn)行分析解答?！窘獯稹拷猓篈.由圖像b可知，外電阻為R=UIB.由圖像a可知，電源電動(dòng)勢(shì)E＝6.0V，短路電流為I短＝3.0A，則電源內(nèi)阻為r=EIC.由兩圖像的交點(diǎn)坐標(biāo)，可知，路端電壓為4.0V，干路電流為1.0A，故電源輸出功率為P＝U端I干＝4.0×1.0W＝4.0W，故C正確；D.電源的內(nèi)阻為2.0Ω，外電路電阻R為4.0Ω，由電源輸出功率隨外電阻的變化圖像可知，外電阻等于電源內(nèi)阻時(shí)，電源輸出功率最大，則用比R電阻大的電阻與該電源組成閉合回路，電源的輸出功率一定減小，故D錯(cuò)誤。故選：AC?！军c(diǎn)評(píng)】考查電源和電阻的伏安特性曲線結(jié)合交點(diǎn)的信息，電源有最大輸出功率滿足的條件，會(huì)根據(jù)題意進(jìn)行準(zhǔn)確分析解答。（多選）8．如圖甲所示的電路中定值電阻R＝60Ω，電源電動(dòng)勢(shì)E＝100V，內(nèi)阻r＝10Ω。圖乙所示曲線為燈泡L的伏安特性曲線，直線為電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖線，以下說法正確的是（）A．開關(guān)S斷開時(shí)電源的效率為60% B．開關(guān)S閉合后電源的總功率會(huì)變大 C．開關(guān)S閉合后燈泡的亮度增強(qiáng) D．開關(guān)S斷開時(shí)小燈泡消耗的功率為240W【考點(diǎn)】電源的總功率、輸出功率和效率；利用U﹣I圖像交點(diǎn)的物理意義求解導(dǎo)體的實(shí)際功率．【專題】定量思想；推理法；恒定電流專題；推理論證能力．【答案】BD【分析】根據(jù)P＝UI計(jì)算小燈泡的功率；根據(jù)效率公式計(jì)算；當(dāng)開關(guān)S閉合后，根據(jù)閉合電路的歐姆定律分析電路中的電流變化，根據(jù)P＝EI分析電源的總功率，根據(jù)閉合電路的歐姆定律分析路端電壓的變化，進(jìn)而判斷燈泡亮度的變化?！窘獯稹拷猓篈D、開關(guān)S斷開后，電路中只有燈泡被接入電路，此時(shí)電源的輸出電壓U＝40V，電路中的電流為I＝6.0A，小燈泡的功率為P＝UI＝40×6.0W＝240W，所以電源的效率為η=UIEI×100%=UBC、當(dāng)開關(guān)S閉合后，電阻R又被并聯(lián)接入電路，則電路中的總電阻減小，根據(jù)閉合電路的歐姆定律可知電路中的總電流增大，根據(jù)P＝EI可知，電源的總功率變大，根據(jù)U＝E﹣Ir可知，路端電壓減小，所以燈泡兩端的電壓減小，則燈泡的功率減小，燈泡變暗，故B正確，C錯(cuò)誤。故選：BD。【點(diǎn)評(píng)】掌握I﹣U圖像的物理意義，掌握功率公式和效率公式的應(yīng)用。（多選）9．在如圖甲所示的電路中，已知電源電動(dòng)勢(shì)E＝6V，內(nèi)阻r＝2Ω，定值電阻R＝4Ω，滑動(dòng)變阻器最大值為20Ω，圖乙是滑動(dòng)變阻器消耗的功率P與其接入電路的阻值Rp的關(guān)系圖像，通過以上條件，求出下列各物理量正確的是（）A．圖乙中滑動(dòng)變阻器的最大功率P2＝1.5W B．圖乙中電阻R2＝12Ω C．電源內(nèi)阻的最大發(fā)熱功率Pr＝1W D．電源的最大效率η＝77%【考點(diǎn)】電源的總功率、輸出功率和效率；電功和電功率的計(jì)算；閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達(dá)式．【專題】定量思想；方程法；恒定電流專題；分析綜合能力．【答案】AB【分析】根據(jù)閉合電路歐姆定律和功率公式相結(jié)合得到滑動(dòng)變阻器的功率與阻值Rp的關(guān)系式，結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)求解滑動(dòng)變阻器的最大功率；由圖乙知，滑動(dòng)變阻器的阻值為RP＝3Ω時(shí)與阻值為R2時(shí)消耗的功率相等，根據(jù)功率公式求出R2；當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電阻阻值為0時(shí)，電路中電流最大，電源內(nèi)阻的發(fā)熱功率最大；推導(dǎo)出電源效率與外電阻的關(guān)系，再求電源的最大效率。【解答】解：A、滑動(dòng)變阻器的功率為P＝（Er+R+R根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)可知，當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值RP＝r+R＝2Ω+4Ω＝6Ω滑動(dòng)變阻器的功率最大，則滑動(dòng)變阻器的最大功率P2=EB、由圖乙可知，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為RP＝3Ω時(shí)與R2時(shí)消耗的功率相等，則有(解得R2＝12Ω，故B正確；C、電源內(nèi)阻是定值電阻，則當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電阻的阻值為0時(shí)，電路中電流最大，電源內(nèi)阻的發(fā)熱功率最大，則電源內(nèi)阻的最大發(fā)熱功率為Pr=(ED、電源的效率為η可知外電阻R外越大，電源的效率越高，故當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大時(shí)，電源的效率最大，則電源的最大效率為η=R+故選：AB。【點(diǎn)評(píng)】本題考查電功率的計(jì)算，滑動(dòng)變阻器功率最值與定值電阻功率最值的計(jì)算，計(jì)算方法不同，需注意區(qū)分。三．填空題（共4小題）10．某型號(hào)飲水設(shè)備的銘牌上部分參數(shù)如表中所示。該飲水設(shè)備工作時(shí)應(yīng)并聯(lián)（選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）在電路中。正常工作時(shí)的電額定電壓為220V，功率為2640W。型號(hào)K﹣3PO額定電壓220V額定電流12A【考點(diǎn)】電功和電功率的計(jì)算；并聯(lián)電路的特點(diǎn)及應(yīng)用．【專題】定量思想；推理法；恒定電流專題；推理論證能力．【答案】并聯(lián)；220；2640【分析】根據(jù)飲水機(jī)的額定電壓和家庭電路電壓比較確定飲水機(jī)的連接方式，根據(jù)表中數(shù)據(jù)得到額定電壓，根據(jù)P＝UI計(jì)算功率?！窘獯稹拷猓阂?yàn)榧彝ル娐冯妷簽?20V，而飲水機(jī)的額定電壓為220V，所以飲水機(jī)應(yīng)該并聯(lián)在電路中；由表中數(shù)據(jù)可知該飲水設(shè)備正常工作時(shí)的電壓為220V；該飲水設(shè)備正常工作時(shí)的功率為P＝UI，解得P＝2640W故答案為：并聯(lián)；220；2640【點(diǎn)評(píng)】本題考查了電路的連接方式以及功率的計(jì)算公式，容易題。11．手持小風(fēng)扇因便于攜帶而深受學(xué)生喜歡，某款小風(fēng)扇的電動(dòng)機(jī)額定電壓5V，內(nèi)阻0.5Ω，正常工作時(shí)，通過該電動(dòng)機(jī)的電流為1A，則該電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的消耗的功率為5W，輸出的機(jī)械功率為4.5W?！究键c(diǎn)】計(jì)算電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)輸出的機(jī)械功或機(jī)械功率；電功和電功率的計(jì)算．【專題】定量思想；方程法；功的計(jì)算專題；功率的計(jì)算專題；理解能力．【答案】5；4.5?！痉治觥恳?jì)算電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)消耗的功率和輸出的機(jī)械功率，電動(dòng)機(jī)消耗的總功率由電壓和電流決定；由于電動(dòng)機(jī)存在內(nèi)阻，電流通過內(nèi)阻會(huì)產(chǎn)生熱功率，輸出的機(jī)械功率等于總功率減去熱功率?！窘獯稹拷猓焊鶕?jù)題意分析可知，該電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的消耗的功率為P＝IU＝1×5W＝5W輸出的機(jī)械功率為P故答案為：5；4.5?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查非純電阻電路的功率計(jì)算，關(guān)鍵是區(qū)分總功率、熱功率和機(jī)械功率。電動(dòng)機(jī)屬于非純電阻元件，電能并非全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，因此不能直接用P＝I2R計(jì)算總功率，需結(jié)合電壓與電流的關(guān)系求解。12．一臺(tái)電動(dòng)機(jī)額定電壓是220V，線圈電阻為0.5Ω，電動(dòng)機(jī)在正常工作時(shí)通過的電流為32A，則電動(dòng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)20min的過程中，消耗的電能為8.45×106J，其中有6.14×105J電能轉(zhuǎn)化為熱能浪費(fèi)掉了（保留三位有效數(shù)字）。【考點(diǎn)】電動(dòng)機(jī)中的能量轉(zhuǎn)化與計(jì)算．【專題】定量思想；推理法；恒定電流專題；推理論證能力．【答案】8.45×106；6.14×105【分析】電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的電壓和額定電壓相等，根據(jù)W＝UIt求出電動(dòng)機(jī)消耗的電能；根據(jù)Q＝I2rt求出線圈上產(chǎn)生的熱量?！窘獯稹拷猓侯}干要求保留三位有效數(shù)字，消耗的電能為E＝UIt＝220×32×1200J＝8.45×106J線圈電阻產(chǎn)生的熱量為Q＝I2Rt＝322×0.5×1200J＝6.14×105J故答案為：8.45×106；6.14×105【點(diǎn)評(píng)】本題關(guān)鍵明確電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)是非純電阻電路，根據(jù)W＝UIt求電功，根據(jù)Q＝I2Rt求解電熱。13．如圖所示，拋物線C1、C2分別是一純電阻直流電路中，內(nèi)、外電路消耗的電功率隨電流變化的圖線。由該圖可知電源輸出的最大功率為4W，電源的電動(dòng)勢(shì)為4V，電源的內(nèi)電阻為1Ω?！究键c(diǎn)】電功和電功率的計(jì)算．【專題】定量思想；推理法；恒定電流專題；推理論證能力．【答案】4；4；1?！痉治觥慨?dāng)電路的內(nèi)電阻和外電阻相等時(shí)，電路的輸出的功率最大，根據(jù)圖象可以求得電源的最大輸出功率和電源的內(nèi)阻的大小。【解答】解：外電路消耗的電功率為P1內(nèi)電路消耗的電功率為P2結(jié)合圖線可知，C1為外電路消耗的電功率隨電流變化的圖像，C2為內(nèi)電路消耗的電功率隨電流變化的圖像，根據(jù)圖像可知，曲線C1、C2的交點(diǎn)表示內(nèi)外電路消耗的功率相等，即此時(shí)電源的內(nèi)阻和外電路的電阻大小相等，電源的輸出功率最大，所以電源輸出功率最大值為4W；電流為2A時(shí)，有P1R＝r聯(lián)立解得E＝4V，r＝1Ω故答案為：4；4；1。【點(diǎn)評(píng)】本題考查學(xué)生的讀圖的能力，并且要知道當(dāng)電路的內(nèi)電阻和外電阻相等時(shí)，電路的輸出的功率最大這個(gè)結(jié)論，并能正確加以應(yīng)用。四．解答題（共2小題）14．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是該電池在某光照射強(qiáng)度下路端電壓U和電流I的關(guān)系圖（電池電動(dòng)勢(shì)不變，內(nèi)阻不是常量），圖線b是某電阻的U﹣I圖像，傾斜虛線是過a、b交點(diǎn)的切線。在該光照強(qiáng)度下將它們連成閉合回路時(shí)，求：（1）此時(shí)硅光電池的內(nèi)阻和電動(dòng)勢(shì)；（2）此時(shí)硅光電池的總功率和效率?！究键c(diǎn)】電源的U﹣I圖像與導(dǎo)體的U﹣I圖像相結(jié)合的問題；電源的總功率、輸出功率和效率；電功和電功率的計(jì)算．【專題】定量思想；推理法；恒定電流專題；推理論證能力．【答案】（1）硅光電池的內(nèi)阻為15Ω，電動(dòng)勢(shì)為8V；（2）硅光電池的總功率為1.6W，效率為62.5%。【分析】（1）根據(jù)電源的伏安特性曲線和電阻的伏安特性曲線提供信息進(jìn)行分析解答；（2）根據(jù)電源的總功率和效率的公式列式進(jìn)行分析解答?！窘獯稹拷猓海?）由U＝E﹣Ir可知，電動(dòng)勢(shì)E＝8V，兩圖線交點(diǎn)是此時(shí)路端電壓和電流，則U＝5V，I＝0.2A，R總=EI=80.2Ω＝40Ω，定值電阻R=50.2Ω＝25Ω，可得電源內(nèi)阻r＝R總﹣R＝（2）硅光電池的總功率為P總＝EI＝8V×0.2A＝1.6W，P有＝I2R＝0.22×25W＝1W，電源效率為η=P有P總×100%答：（1）硅光電池的內(nèi)阻為15Ω，電動(dòng)勢(shì)為8V；（2）硅光電池的總功率為1.6W，效率為62.5%?！军c(diǎn)評(píng)】考查電源的伏安特性曲線和電阻的伏安特性曲線應(yīng)用，明確各種功率的計(jì)算，屬于中等難度考題。15．直流電動(dòng)機(jī)是一個(gè)把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置。如圖所示，電源的電動(dòng)勢(shì)E＝6V，內(nèi)阻r＝0.5Ω，電動(dòng)機(jī)M的線圈電阻為R＝0.5Ω，限流電阻R0＝0.5Ω，電鍵S閉合，電動(dòng)機(jī)處于正常工作狀態(tài)，理想電壓表的示數(shù)為4.5V，求：（1）通過電動(dòng)機(jī)的電流；（2）電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率；（3）如果電動(dòng)機(jī)突然卡住，則電動(dòng)機(jī)的熱功率是多少（電動(dòng)機(jī)未被燒壞）?！究键c(diǎn)】電動(dòng)機(jī)“卡死”情況下的功率計(jì)算；計(jì)算電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)輸出的機(jī)械功或機(jī)械功率．【專題】定量思想；推理法；恒定電流專題；推理論證能力．【答案】（1）通過電動(dòng)機(jī)的電流為1.5A；（2）電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率為5.625W；（3）如果電動(dòng)機(jī)突然卡住，則電動(dòng)機(jī)的熱功率是8W。【分析】（1）根據(jù)閉合電路的歐姆定律計(jì)算；（2）根據(jù)電動(dòng)機(jī)的輸入功率、發(fā)熱功率和輸出功率之間的關(guān)系計(jì)算；（3）電動(dòng)機(jī)卡住后，相當(dāng)于純電阻元件，先根據(jù)閉合電路的歐姆定律計(jì)算通過電動(dòng)機(jī)的電流，然后根據(jù)P＝I2R公式計(jì)算。【解答】解：（1）根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，通過電動(dòng)機(jī)的電流為I=（2）電動(dòng)機(jī)的輸入功率為P入＝UI＝4.5×1.5W＝6.75W電動(dòng)機(jī)的熱功率為Pr則電動(dòng)機(jī)的輸出功率為P出＝P入﹣Pr＝6.75W﹣1.125W＝5.625W（3）電動(dòng)機(jī)卡住后，相當(dāng)于純電阻元件，由閉合電路歐姆定律可得I'則電動(dòng)機(jī)的熱功率為P'代入數(shù)據(jù)解得P'r＝8W答：（1）通過電動(dòng)機(jī)的電流為1.5A；（2）電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率為5.625W；（3）如果電動(dòng)機(jī)突然卡住，則電動(dòng)機(jī)的熱功率是8W?！军c(diǎn)評(píng)】知道電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的電功率與熱功率和輸出功率之間的關(guān)系，知道電動(dòng)機(jī)卡住后，相當(dāng)于純電阻元件。

考點(diǎn)卡片1．用定義式計(jì)算電流大小及電荷量【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】電流大小的計(jì)算有三個(gè)公式：①定義式：I=q②決定式：I=U③微觀表達(dá)式：I＝neSv．（n為導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)；e為自由電荷的電荷量；S為導(dǎo)體橫截面積；v為自由電荷定向移動(dòng)的速度）．注意：（1）I=qt是電流的定義式，是普遍適用的．電流的微觀表達(dá)式I＝（2）應(yīng)用電流的微觀表達(dá)式時(shí)，要注意區(qū)分三種速率：①電子定向移動(dòng)速率：一般比較小，速率數(shù)量級(jí)為10﹣5m/s；②電子熱運(yùn)動(dòng)的速率：電子不停地做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的速率，速率數(shù)量級(jí)約為105m/s；③電流傳導(dǎo)速率：等于光速，為3.0×108m/s．【命題方向】如圖所示，在1價(jià)離子的電解質(zhì)溶液內(nèi)插有兩根碳棒A和B作為電極，將它們接在直流電源上，于是溶液里就有電流通過．若在t秒內(nèi)，通過溶液內(nèi)截面S的正離子數(shù)為n1，通過的負(fù)離子數(shù)為n2，設(shè)基本電荷為e，則以下說法中正確的是（）A、正離子定向移動(dòng)形成的電流方向從A→B，負(fù)離子定向移動(dòng)形成的電流方向從B→AB、溶液內(nèi)由于正負(fù)離子移動(dòng)方向相反，溶液中的電流抵消，電流等于零C、溶液內(nèi)的電流方向從A→B，電流I=D、溶液內(nèi)的電流方向從A→B，電流I=分析：正電荷的定向移動(dòng)方向是電流的方向，負(fù)電荷的定向移動(dòng)方向與電流方向相反；由電流的定義式I=q解答：A、電荷的定向移動(dòng)形成電流，正電荷的定向移動(dòng)方向是電流方向，由圖示可知，溶液中的正離子從A向B運(yùn)動(dòng)，因此電流方向是A→B，故A錯(cuò)誤；B、溶液中正離子由A向B移動(dòng)，負(fù)離子由B向A移動(dòng)，負(fù)電荷由B向A的移動(dòng)相當(dāng)于正電荷由B向A移動(dòng)，帶電離子在溶液中定向移動(dòng)形成電流，電流不為零，故B錯(cuò)誤；CD、溶液中的正離子從A向B運(yùn)動(dòng)，因此電流方向是A→B，電流I=qt=n1故選：D。點(diǎn)評(píng)：知道電荷的定向移動(dòng)形成電流，正電荷的定向移動(dòng)方向是電流的方向，應(yīng)用電流定義式即可正確解題．【解題思路點(diǎn)撥】1.在計(jì)算電流大小時(shí)要根據(jù)題目所給的條件選擇合適的公式進(jìn)行計(jì)算。2.如果正、負(fù)電荷同時(shí)發(fā)生定向移動(dòng)，定義式中I=qt的3.微觀表達(dá)式I＝neSv并不是固定的電流大小計(jì)算方式，其中n、e、S、v都有特定的意義，如果題目的參數(shù)發(fā)生變化，微觀表達(dá)式的形式也會(huì)有相應(yīng)變化。但都是從定義式I=q2．并聯(lián)電路的特點(diǎn)及應(yīng)用【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)串聯(lián)電路并聯(lián)電路電路電流I＝I1＝I2＝…＝InI＝I1+I2+…+In電壓U＝U1+U2+…+UnU＝U1＝U2＝…＝Un總電阻R總＝R1+R2+…+Rn1R功率分配P1P總＝P1+P2+…PnP1P總＝P1+P2+…+Pn【命題方向】將一只阻值為數(shù)千歐的電阻R1和一只阻值為千分之幾歐的電阻R2并聯(lián)起來(lái)，則總電阻（）A、很接近R1而略大于R1B、很接近R1而略小于R1、C、很接近R2而略大于R2D、很接近R2而略小于R2分析：通過并聯(lián)電阻的計(jì)算公式即可求解．解答：根據(jù)1RR=因?yàn)镽1較大，R2很小，所以R2所以R很接近R2而略小于R2故選：D。點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了求并聯(lián)電阻的公式，難度不大，屬于基礎(chǔ)題．【解題思路點(diǎn)撥】1.解決并聯(lián)電路問題的基本邏輯是：并聯(lián)電路中并聯(lián)部分的電壓相等，根據(jù)歐姆定律I=UR分析電流關(guān)系以及P2.不管是串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路，電路的總功率都等于各個(gè)電子元器件消耗的功率之和。3．電功和電功率的計(jì)算【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1.電功的計(jì)算公式：W＝qU＝UIt2.電功率的計(jì)算公式：P=W3.如果是純電阻電路，電流做的功完全用來(lái)發(fā)熱，則有W＝qU＝UIt＝I2Rt=UP＝UI＝I2R=U【解題思路點(diǎn)撥】四個(gè)定值電阻連成如圖所示的電路。RA、RC的規(guī)格為“6V6W”，RB、RD的規(guī)格為“6V12W”。將該電路接在輸出電壓U＝11V的恒壓電源上，則（）A、RA的功率最大，為6WB、RB的功率最小，為0.67WC、RC的功率最小，為1.33WD、RD的功率最大，為12W分析：根據(jù)P=U2R求出每個(gè)電阻值，根據(jù)歐姆定律求出電路總電流，進(jìn)而求出每個(gè)并聯(lián)電阻兩端的電壓，根據(jù)P＝I2R和解答：由P=U2R知，RA＝RC=U12P1=626Ω＝6電阻B和C并聯(lián)的電阻RBC=RBRC則電路的總電流I=UR=則并聯(lián)電阻兩端電壓UBC＝IRBC＝1×2V＝2V則RA的功率為PA＝I2RA＝12×6W＝6WRB的功率為PB=UBC2RC的功率為PC=UBC2RD的功率為PD＝I2RD＝12×3W＝3W由此可知：RA的功率最大，為6WRC的功率最小，為0.67W故A正確，BCD錯(cuò)誤；故選：A。點(diǎn)評(píng)：本題考查閉合電路的歐姆定律以及電阻功率的求法。注意并聯(lián)電阻的求解，以及求功率時(shí)，串聯(lián)電路常用P＝I2R而并聯(lián)電路常用P=U【解題思路點(diǎn)撥】根據(jù)具體的電路，電功和電功率的計(jì)算有很多公式可選，要先具體分析電路條件，選擇出合適的公式，進(jìn)而計(jì)算電功或電功率。4．電動(dòng)機(jī)中的能量轉(zhuǎn)化與計(jì)算【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1.含有電動(dòng)機(jī)的電路是非純電阻電路，電流做功除了只有一小部分轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，絕大部分要轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，其能量轉(zhuǎn)化情況如下圖2.電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的具體能量轉(zhuǎn)化如下（1）電動(dòng)機(jī)的輸入功率是電動(dòng)機(jī)消耗的總功率，P入＝UI。（2）電動(dòng)機(jī)的熱功率是線圈上電阻的發(fā)熱功率，P熱＝I2r。（3）電動(dòng)機(jī)的輸出功率是電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率，P出＝UI﹣I2r。（4）電動(dòng)機(jī)的效率η=P出P入3.本考點(diǎn)主要針對(duì)電動(dòng)機(jī)問題中的能量計(jì)算，比如輸入、輸出功率、熱功率、做功情況、發(fā)熱量等?！久}方向】如圖所示，電動(dòng)機(jī)M的內(nèi)阻是0.6Ω，R＝10Ω，直流電壓U＝160V，電壓表示數(shù)110V，求：（1）通過電動(dòng)機(jī)的電流多大？（2）電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為多少？（3）電動(dòng)機(jī)工作1h所產(chǎn)生的熱量為多少？分析：（1）計(jì)算通過電動(dòng)機(jī)的電流，也就是計(jì)算流過電阻R的電流即可．（2）計(jì)算電動(dòng)機(jī)的功率用公式P＝U電I即可．（3）計(jì)算電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量Q＝I2Rt即可．解答：（1）電動(dòng)機(jī)跟電阻串聯(lián)，所以電流相等電阻R兩端的電壓為UR＝U﹣UV＝160﹣110＝50V電動(dòng)機(jī)的電流為I=URR（2）電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為：P＝U電I＝110×5＝550W（3）電動(dòng)機(jī)工作1h所產(chǎn)生的熱量為：Q＝I2Rt＝52×0.6×3600＝5.4×104J答（1）通過電動(dòng)機(jī)的電流為5A．（2）電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為550W．（3）電動(dòng)機(jī)工作1h所產(chǎn)生的熱量為5.4×104J．點(diǎn)評(píng)：對(duì)于電功率的計(jì)算，一定要分析清楚是不是純電阻電路，對(duì)于非純電阻電路，總功率和發(fā)熱功率的計(jì)算公式是不一樣的．【解題思路點(diǎn)撥】電動(dòng)機(jī)電路的分析與計(jì)算5．計(jì)算電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)輸出的機(jī)械功或機(jī)械功率【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1.電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的具體能量轉(zhuǎn)化如下（1）電動(dòng)機(jī)的輸入功率是電動(dòng)機(jī)消耗的總功率，P入＝UI。（2）電動(dòng)機(jī)的熱功率是線圈上電阻的發(fā)熱功率，P熱＝I2r。（3）電動(dòng)機(jī)的輸出功率是電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率，P出＝UI﹣I2r。（4）電動(dòng)機(jī)的效率η=P出P入2.本考點(diǎn)主要針對(duì)電動(dòng)機(jī)問題中輸出功率、輸出功與機(jī)械效率的計(jì)算。【命題方向】如圖所示，電阻R1＝8Ω，電動(dòng)機(jī)繞組電阻R0＝2Ω，當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，電阻R1消耗的電功率是2.88W；當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，電阻R1消耗的電功率是2W．若電源的電動(dòng)勢(shì)為6V，求開關(guān)S閉合時(shí)，電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率．分析：當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，電阻R1消耗的電功率求出電路中電流，由歐姆定律求出電源的內(nèi)阻r．當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，根據(jù)電阻R1消耗的電功率求出R1的電流和電壓，根據(jù)歐姆定律求出干路電流，得到電動(dòng)機(jī)的電流，再求出電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率．解答：當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，由P1=I12R1得：I整個(gè)電路有閉合電路的歐姆定律有：E＝I1×（R1+r）代入數(shù)據(jù)解得：r＝2Ω當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，由P2=I22R1得：IR1的電壓為：U＝I2R1＝4V設(shè)干路中電流為I，則有：I=E電動(dòng)機(jī)的電流為：IM＝I﹣I2＝0.5A故電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率為：P＝UIM-IM2R答：開關(guān)S閉合時(shí)，電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率為1.5W．點(diǎn)評(píng)：本題考查處理非純電阻電路問題的能力．對(duì)于電動(dòng)機(jī)正常時(shí)，其電路是非純電阻電路，歐姆定律不成立，本題不能用IM=U【解題思路點(diǎn)撥】電動(dòng)機(jī)電路的分析與計(jì)算6．電動(dòng)機(jī)“卡死”情況下的功率計(jì)算【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1.當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，電路是非純電阻電路，電能大部分要轉(zhuǎn)化成機(jī)械能輸出，少部分用來(lái)內(nèi)部電阻發(fā)熱；當(dāng)電動(dòng)機(jī)卡死時(shí)，電路相當(dāng)于純電阻電路，全部的電能都轉(zhuǎn)化成電熱。因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)的內(nèi)阻往往很小，所以電動(dòng)機(jī)卡死會(huì)造成電路中的電流很大，可能造成電器損壞，輸電線路燒斷等故障，因此在生產(chǎn)生活中要極力避免這種情況出現(xiàn)。2.設(shè)電動(dòng)機(jī)的輸入電壓為U，內(nèi)阻為r，當(dāng)電動(dòng)機(jī)卡死時(shí)，電路中的電流為：I=電動(dòng)機(jī)的動(dòng)率為P＝P熱＝I2r=【命題方向】一臺(tái)小型電動(dòng)機(jī)在3V電壓下工作，通過它的電流是0.2A，此情況下電動(dòng)機(jī)提升一重為4N的物體，在30s內(nèi)物體勻速上升了3m．不計(jì)除電動(dòng)機(jī)線圈熱效應(yīng)以外的其他能量損失．（1）求在提升重物的30s內(nèi)，電動(dòng)機(jī)線圈所產(chǎn)生的熱量．（2）若電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子突然被卡住不動(dòng)，則其發(fā)熱的功率為多大？分析：（1）已知電動(dòng)機(jī)的電壓和通過的電流以及通電時(shí)間，根據(jù)公式W＝UIt可求這臺(tái)電動(dòng)機(jī)30s內(nèi)輸入電能，再有重力做的功可知電動(dòng)機(jī)的輸出能量，兩者的差值即為電動(dòng)機(jī)線圈所產(chǎn)生的熱量．（2）當(dāng)電動(dòng)機(jī)卡住是，電功率全部轉(zhuǎn)化為熱功率，即P=U解答：（1）電動(dòng)機(jī)在30s內(nèi)輸入電能為：W電＝UIt＝3×0.2×30J＝18J重物增加的機(jī)械能為W機(jī)＝Gh＝4×3J＝12J根據(jù)能量守恒，電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量為Q＝W電﹣W機(jī)＝18﹣12＝6J（2）電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為：有Q＝I2Rt得R＝5Ω電動(dòng)機(jī)卡住后電功率全部轉(zhuǎn)化為熱功率P=U2R答：（1）電動(dòng)機(jī)線圈所產(chǎn)生的熱量為6J．（2）發(fā)熱的功率為1.8W．點(diǎn)評(píng)：本題考查電功率、產(chǎn)生熱量、輸出功率等的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，難點(diǎn)是知道只有在純電阻電路中電能才完全轉(zhuǎn)化成內(nèi)能．【解題思路點(diǎn)撥】電動(dòng)機(jī)電路的分析與計(jì)算7．閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達(dá)式【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1.內(nèi)容：閉合電路的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比。2.表達(dá)式：I=ER+r，E表示電動(dòng)勢(shì)，I表示干路總電流，3.閉合電路中的電壓關(guān)系：閉合電路中電源電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電路電勢(shì)降落之和E＝U外+U內(nèi)。4.由E＝U外+U內(nèi)可以得到閉合電路歐姆定律的另一個(gè)變形U外＝E﹣Ir?！久}方向】在已接電源的閉合電路里，關(guān)于電源的電動(dòng)勢(shì)、內(nèi)電壓、外電壓的關(guān)系應(yīng)是（）A、如外電壓增大，則內(nèi)電壓增大，電源電動(dòng)勢(shì)也會(huì)隨之增大B、如外電壓減小，內(nèi)電阻不變，內(nèi)電壓也就不變，電源電動(dòng)勢(shì)必然減小C、如外電壓不變，則內(nèi)電壓減小時(shí)，電源電動(dòng)勢(shì)也隨內(nèi)電壓減小D、如外電壓增大，則內(nèi)電壓減小，電源的電動(dòng)勢(shì)始終為二者之和，保持恒量分析：閉合電路里，電源的電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)電壓與外電壓之和．外電壓變化時(shí)，內(nèi)電壓也隨之變化，但電源的電動(dòng)勢(shì)不變．解答：A、如外電壓增大，則內(nèi)電壓減小，電源電動(dòng)勢(shì)保持不變。故A錯(cuò)誤。B、如外電壓減小，內(nèi)電阻不變，內(nèi)電壓將增大，電源電動(dòng)勢(shì)保持不變。故B錯(cuò)誤。C、如外電壓不變，則內(nèi)電壓也不變。故C錯(cuò)誤。D、根據(jù)閉合電路歐姆定律得到，電源的電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)電壓與外電壓之和，如外電壓增大，則內(nèi)電壓減小，電源的電動(dòng)勢(shì)保持恒量。故D正確。故選：D。點(diǎn)評(píng)：本題要抓住電源的電動(dòng)勢(shì)是表征電源的本身特性的物理量，與外電壓無(wú)關(guān)．【解題思路點(diǎn)撥】閉合電路的幾個(gè)關(guān)系式的對(duì)比8．用閉合電路的歐姆定律計(jì)算電路中的電壓、電流或電阻【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】閉合電路的歐姆定律的表達(dá)式為（1）I=（2）E＝U內(nèi)+U外（3）U＝E﹣Ir可以根據(jù)具體的問題選擇合適的公式計(jì)算電路的電壓、電流、電阻等參數(shù)?！久}方向】如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)E＝6V，電源的內(nèi)阻r＝2Ω，電阻R1＝3Ω，電阻R2＝6Ω．當(dāng)閉合電鍵S后，流過R2的電流為（）A、12AB、1AC、211AD、分析：根據(jù)閉合電路的歐姆定律求出通過電源的電流，再由并聯(lián)電路的特點(diǎn)知通過R2的電流。解答：R1，R2并聯(lián)后的電阻R=R1根據(jù)閉合電路的歐姆定律，流過電源的電流I=ER通過R1的電流為I2=R1R1+R2I故選：A。點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了閉合電路歐姆定律的直接應(yīng)用，要求同學(xué)們能正確分析電路的結(jié)構(gòu)，掌握并聯(lián)電阻的計(jì)算方法?！窘忸}思路點(diǎn)撥】閉合電路的幾個(gè)關(guān)系式的對(duì)比9．利用電源的外特性曲線得出電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1.電源的外特性曲線：也叫作電源的U﹣I曲線，描述的是電源的外部電壓隨電流變化的曲線。原理是U＝E﹣Ir。2.圖像舉例如下：（1）根據(jù)公式U＝E﹣Ir，當(dāng)I＝0時(shí)，即電路開路，U＝E，即此時(shí)路端電壓等于電路的電動(dòng)勢(shì)，也就是U﹣I圖像的縱截距（2）根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)可知圖像的斜率等于﹣r，也就是內(nèi)阻的相反數(shù)。所以可以根據(jù)圖像得出電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。（3）根據(jù)公式U＝E﹣Ir，當(dāng)U＝0時(shí)，即電路電路，I=Er，即此時(shí)電路中的電流表示短路電流，也就是U﹣I圖像的橫截距（縱坐標(biāo)從【命題方向】如圖所示為某一電源的U﹣I曲線，由圖可知（）A、電源電動(dòng)勢(shì)為2VB、電源內(nèi)電阻為0.2ΩC、電源短路時(shí)電流為6AD、電路路端電壓為1V時(shí)，電路中電流為5A分析：根據(jù)閉合電路歐姆定律U＝E﹣Ir，分析U﹣I圖線的意義：圖線與縱軸交點(diǎn)表示I＝0，是斷路狀態(tài)，縱坐標(biāo)表示電動(dòng)勢(shì)．圖線的斜率大小等于電源的內(nèi)阻．短路時(shí)，外電阻R＝0，由歐姆定律求出短路電流．再由U＝E﹣Ir，求出路端電壓為1V時(shí)，讀出電路中的電流．解答：A、由閉合電路歐姆定律U＝E﹣Ir得知，當(dāng)I＝0時(shí)，U＝E，由圖讀出電源的電動(dòng)勢(shì)E＝2.0V．故A正確。B、電源的內(nèi)阻等于圖線斜率的絕對(duì)值，為r=ΔUΔI=2-0.86Ω＝C、電源短路時(shí)R＝0，電流I短=Er=2D、由圖讀出，電路路端電壓U＝1V時(shí)，電路中電流為I＝5A，故D正確。故選：ABD。點(diǎn)評(píng)：本題中電源的短路電流，是學(xué)生讀圖時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)的錯(cuò)誤，把（6.0，0.8）點(diǎn)的狀態(tài)當(dāng)成短路，說明對(duì)短路的特點(diǎn)不了解，短路時(shí)，路端電壓U＝0．【解題思路點(diǎn)撥】對(duì)于電源的外特性曲線（U﹣I曲線），圖像的縱截距等于電源的電動(dòng)勢(shì)，斜率等于內(nèi)阻的絕對(duì)值，要注意圖像的縱軸是否從0開始，以免影響斜率的計(jì)算。10．電源的U-I圖像與導(dǎo)體的U-I圖像相結(jié)合的問題【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】電源的U﹣I圖像表示電路的路端電壓隨電流變化的情況；導(dǎo)體的U﹣I圖像表示導(dǎo)體兩端的電壓隨電流變化的情況。本考點(diǎn)旨在針對(duì)兩種圖像相結(jié)合的考查。【命題方向】在如圖所示的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)槟骋浑娮鑂的伏安特性曲線，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1.5ΩB、電源電動(dòng)勢(shì)為3V，內(nèi)阻為0.5ΩC、電源的輸出功率為3.0wD、電阻R消耗的功率為1.5w分析：由圖象Ⅰ可知電源的電動(dòng)勢(shì)為3.0V，短路電流為2.0A；由圖象Ⅱ可得外電路電阻R為1.5Ω，兩圖象的交點(diǎn)坐標(biāo)即為電阻R和電源構(gòu)成閉合回路時(shí)的外電壓和干路電流．解答：A、由圖象Ⅱ可知，外電阻R=UIB、由圖象Ⅰ可知，電源電動(dòng)勢(shì)E＝3.0V，短路電流I短＝2.0A，電源內(nèi)阻r=EIC、由兩圖象的交點(diǎn)坐標(biāo)，可得電源的路端電壓為1.5V，干路電流為1.0A，電源的輸出功率為P＝UI＝1.5×1.0W＝1.5W，故C錯(cuò)誤。D、由兩圖象的交點(diǎn)坐標(biāo)，可得電阻兩端的電壓為1.5V，流過電阻的電流為1.0A，電阻消耗的功率為P＝UI＝1.5×1.0W＝1.5W，故D正確。故選：AD。點(diǎn)評(píng)：根據(jù)U﹣I圖象Ⅰ正確讀出電源的電動(dòng)勢(shì)和短路電流，根據(jù)U﹣I圖象正確讀出外電路兩端的電壓和流過電阻的電流，是解決此類問題的出發(fā)點(diǎn)．【解題思路點(diǎn)撥】對(duì)于電源的U﹣I曲線與導(dǎo)體的U﹣I曲線相結(jié)合的情況，要結(jié)合曲線各自的物理意義進(jìn)行分析，并且要明白圖像的斜率、截距、面積、交點(diǎn)等代表的含義。11．利用U-I圖像交點(diǎn)的物理意義求解導(dǎo)體的實(shí)際功率【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】對(duì)于非線性元件，電流改變時(shí)，電阻也會(huì)改變，如果不清楚某一電流（或電壓）對(duì)應(yīng)的電阻值，是無(wú)法計(jì)算其實(shí)際功率的。但是如果能夠通過實(shí)驗(yàn)作出其伏安特性曲線，并將其繪制在電源的外特性曲線圖中，通過交點(diǎn)的電壓和電流值就可以求出該元件與該電源直接相連時(shí)的電功率。【命題方向】如圖甲所示為一燈泡兩端的電壓與通過它的電流的變化關(guān)系曲線．由圖可知，兩者不成線性關(guān)系，這是由于焦耳熱使燈絲的溫度發(fā)生了變化的緣故，參考這條曲線回答下列問題：（不計(jì)電流表和電源的內(nèi)阻）（1）若把三個(gè)這樣的燈泡串聯(lián)后，接到電動(dòng)勢(shì)為12V的電源上，求流過燈泡的電流和每個(gè)燈泡的電阻．（2）如圖乙所示，將兩個(gè)這樣的燈泡并聯(lián)后再與10Ω的定值電阻R0串聯(lián)，接在電動(dòng)勢(shì)為8V的電源上，求通過電流表的電流值以及每個(gè)燈泡的實(shí)際功率．分析：（1）三個(gè)電燈串聯(lián)后，每只電燈的電壓為4V，再由甲圖讀出電燈的工作電流，由公式R=U（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律，得到電燈的實(shí)際電壓與電流的關(guān)系式，在甲圖上作出圖象，此圖象與電燈的伏安特性曲線的交點(diǎn)，表示電燈實(shí)際工作狀態(tài)，讀出交點(diǎn)的電壓和電流，求出電燈的實(shí)際功率．解答：（1）把三個(gè)這樣的燈泡串聯(lián)后，接到電動(dòng)勢(shì)為12V的電源上，每個(gè)燈泡得到的實(shí)際電壓為123V＝4V，在圖甲上可以查到每個(gè)燈泡加上4V實(shí)際電壓時(shí)的工作電流為：I＝0.4A由此可以求出此時(shí)每個(gè)燈泡的實(shí)際電阻為：R=UI=40.4（2）在圖乙所示的混聯(lián)電路中，設(shè)每個(gè)燈泡加上的實(shí)際電壓和實(shí)際電流分別為U和I，在這個(gè)閉合電路中，有E＝U+2IR0，代入數(shù)據(jù)并整理得：U＝8﹣20I，這是一個(gè)反映了電路約束的直線方程；把該直線在題圖甲上畫出，可得如圖所示圖象．這兩條曲線的交點(diǎn)為U＝2V、I＝0.3A，同時(shí)滿足了電路結(jié)構(gòu)和元件的要求，此時(shí)通過電流表的電流值IA＝2I＝0.6A，每個(gè)燈泡的實(shí)際功率P＝UI＝2×0.3W＝0.6W．答：（1）流過燈泡的電流為0.4A，每個(gè)燈泡的電阻為10Ω．（2）通過電流表的電流值為0