12.1電路中的能量轉(zhuǎn)化題型1電功和電功率1．電功(1)電流做功的實(shí)質(zhì)是，導(dǎo)體中的恒定電場(chǎng)對(duì)自由電荷的靜電力在做功。電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，是通過(guò)電流做功來(lái)實(shí)現(xiàn)的。(2)電功的計(jì)算公式：W＝UIt。單位：焦耳，符號(hào)為J。常用的單位：千瓦時(shí)(kW·h)，也稱(chēng)“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(shí)間之比。(2)公式：P＝eq\f(W,t)＝UI。(3)單位：瓦特，符號(hào)為W。(4)意義：表示電流做功的快慢。(5)額定功率：額定功率是指用電器在額定電壓下正常工作時(shí)所消耗的功率，此時(shí)流經(jīng)用電器的電流就是它的額定電流。3．電功率的計(jì)算(1)無(wú)論是串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路，電路消耗的總功率都等于各電阻消耗的功率之和。(2)串、并聯(lián)電路的功率分配：串聯(lián)時(shí)電流相同，由P＝I2R可知，P與R成正比；并聯(lián)時(shí)電壓相同，由P＝eq\f(U2,R)可知，P與R成反比。(3)最大功率求法：先找出電路允許通過(guò)的最大電流或允許加的最大電壓，然后利用P＝I2R或P＝eq\f(U2,R)求解?！纠}精講】1．如圖所示是實(shí)驗(yàn)室常用的雙量程電壓表內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理圖。當(dāng)接O、A兩接線柱時(shí)，量程為0～3V；當(dāng)接O、B兩接線柱時(shí)，量程為0～15V。已知靈敏電流表的內(nèi)阻Rg＝2000Ω，滿(mǎn)偏電流IgA．R1=3×103C．R2=2.3×10【答案】A【解答】解：串聯(lián)分壓電路的特點(diǎn)是電流相同，在改裝的電壓表中，不同量程達(dá)到滿(mǎn)偏電壓時(shí)，經(jīng)過(guò)“表頭”的電流均為滿(mǎn)偏電流，根據(jù)串并聯(lián)規(guī)律，接O、A時(shí)有：I解得：R1=U1Ig接O、B時(shí)有：I解得：R2=U2I故選：A。2．李軍在檢修一只1000瓦的電爐時(shí)，發(fā)現(xiàn)電爐絲斷了一小截，他用一段較細(xì)的由同種材料制成的電爐絲將殘缺部分補(bǔ)接至原長(zhǎng)，這樣再接入原電路中使用時(shí)，其實(shí)際發(fā)熱功率將（）A．小于1000W B．等于1000W C．大于1000W D．無(wú)法判斷【答案】A【解答】解：電阻絲阻值的大小與電阻絲的材料、長(zhǎng)度、橫截面積有關(guān)；當(dāng)燒斷后用一截同種材料但較細(xì)的電爐絲接入電路中時(shí)，根據(jù)R=ρLS可知，電阻絲的橫截面積減小，電路中的總電阻變大；由電功率公式故選：A。3．阻值分別為2Ω、4Ω、8Ω的三個(gè)電阻R1、R2、R3如圖所示連接，電路中ab兩點(diǎn)間電壓恒定，當(dāng)R1功率為2W時(shí)，R2的功率為（）A．0.5W B．1W C．4W D．8W【答案】B【解答】解：設(shè)a、b兩點(diǎn)間電壓為U，對(duì)R1有P1=2W=U22Ω，解得U＝2V，則R2故選：B。4．如圖所示，規(guī)格為6V，0.5A的小燈泡U﹣I圖像過(guò)（0.2，1）、（0.4，3）兩坐標(biāo)點(diǎn)，現(xiàn)將三個(gè)這樣的小燈泡并聯(lián)后接在一個(gè)內(nèi)阻為2Ω、電動(dòng)勢(shì)為6V的電源兩端，待電路穩(wěn)定后（）A．此時(shí)每個(gè)小燈泡的功率均約為1.2W B．此時(shí)每個(gè)小燈泡的功率均約為1.5W C．此時(shí)每個(gè)小燈泡的電阻均約為5Ω D．此時(shí)每個(gè)小燈泡的電阻均約為12Ω【答案】B【解答】解：電路穩(wěn)定后，設(shè)每個(gè)小燈泡兩端的電壓均為U，通過(guò)每個(gè)小燈泡的電流均為I，三個(gè)這樣的小燈泡并聯(lián)后接在一個(gè)內(nèi)阻為2Ω、電動(dòng)勢(shì)為6V的電源兩端，則由閉合電路歐姆定律有U+3Ir＝E即U＝﹣6I+6在題圖中畫(huà)出這個(gè)U﹣I關(guān)系圖像如圖所示兩圖像的交點(diǎn)坐標(biāo)為（0.42，3.4），根據(jù)歐姆定律可得每個(gè)小燈泡的電阻均為R=U每個(gè)小燈泡的功率均為P＝UI＝3.4×0.42W≈1.43W，故B正確，ACD錯(cuò)誤。故選：B。（多選）5．無(wú)人機(jī)已在航拍領(lǐng)域被廣泛的應(yīng)用，它利用自身攜帶的小型電機(jī)升空進(jìn)行航拍，如圖為某牌子的無(wú)人機(jī)，已知其電池容量為15000mA?h，電機(jī)額定工作電壓為20V，無(wú)人機(jī)正常工作時(shí)電機(jī)總額定功率為300W，則下列說(shuō)法正確的是（）A．無(wú)人機(jī)正常工作時(shí)的電流是15A B．電池容量15000mA?h中“mA?h”是能量的單位 C．無(wú)人機(jī)的電機(jī)內(nèi)阻是1.33Ω D．無(wú)人機(jī)充滿(mǎn)電后一次工作時(shí)間約為1h【答案】AD【解答】解：A.根據(jù)P＝UI，得電流I=PB.由電荷量的表達(dá)式q＝It可知，題中“mA?h”是電荷量的單位，不是能量的單位，故B錯(cuò)誤；C.根據(jù)U＝IR，有R=UI=D.q＝15000mA?h＝15A?h，無(wú)人機(jī)充滿(mǎn)電后一次工作時(shí)間t=q故選：AD。（多選）6．電飯鍋工作時(shí)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原理示意圖，K是感溫材料制造的開(kāi)關(guān)。下列說(shuō)法中正確的是（）A．電路中R2是供加熱用的電阻絲 B．當(dāng)開(kāi)關(guān)K斷開(kāi)時(shí)，電路為加熱狀態(tài) C．要使R2在保溫狀態(tài)時(shí)的功率為加熱狀態(tài)的一半，R1RD．要使R2在保溫狀態(tài)時(shí)的功率為加熱狀態(tài)的一半，R1R2【答案】AD【解答】解：AB、由電功率的計(jì)算方法P=U2R，可知開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，P1=U2CD、由電阻R2在保溫狀態(tài)時(shí)的功率為：P2′=(UR1+R2)故選：AD。題型2焦耳定律1．焦耳定律(1)內(nèi)容：電流通過(guò)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。這個(gè)關(guān)系式最初是由焦耳通過(guò)實(shí)驗(yàn)直接得到的，物理學(xué)中就把它叫作焦耳定律。(2)表達(dá)式Q＝I2Rt。2．熱功率(1)定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)的發(fā)熱量稱(chēng)為熱功率。(2)公式：P熱＝I2R。【例題精講】1．如圖甲所示，用內(nèi)阻為r1的充電寶給一手機(jī)充電，其等效電路如圖乙所示，在充電開(kāi)始后的一段時(shí)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r2，則時(shí)間t內(nèi)（）A．手機(jī)電池增加的化學(xué)能為UIt﹣I2r2t B．手機(jī)電池產(chǎn)生的焦耳熱為U2rC．充電寶的熱功率為UI D．充電寶輸出的電功率為UI﹣I2r1【答案】A【解答】解：A.由題意，根據(jù)能量守恒可得，手機(jī)電池增加的化學(xué)能為UIt﹣I2r2t，故A正確；B.由于手機(jī)電池是非純電阻電路，U是充電寶的輸出電壓，所以不能用公式Q=U2r2tC.充電寶的輸出電壓為U，輸出電流為I，則充電寶的熱功率為I2r1，故C錯(cuò)誤；D.充電寶內(nèi)的電流是I，則充電寶輸出的電功率為UI，故D錯(cuò)誤。故選：A。2．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(biāo)有“3V，0.3A”及“5V，0.6A”字樣，當(dāng)兩只小燈泡都能正常發(fā)光時(shí)，應(yīng)有（）A．電源的輸出功率為4.8W B．定值電阻R的阻值為15Ω C．電源的輸出電壓為5V D．定值電阻在10s內(nèi)產(chǎn)生的電熱為30J【答案】A【解答】解：AC.由電路可知，電源的輸出電壓為U＝UB+UA＝3V+5V＝8V，干路電流為I＝IB＝0.6A，電源的輸出功率為P＝UI＝8V×0.6A＝4.8W故A正確；C錯(cuò)誤；B.依題意，兩只小燈泡都能正常發(fā)光，可得I2＝I﹣I1，解得I2＝0.3A，UR＝UA＝3V，根據(jù)歐姆定律，可得R=URID.定值電阻在10s內(nèi)產(chǎn)生的電熱為Q=I故答案為：A。3．如圖所示，a、b兩點(diǎn)間的電壓為9V，三個(gè)電阻的阻值分別為R1＝R2＝6Ω、R3＝3Ω。下列說(shuō)法正確的是（）A．R1、R2、R3兩端的電壓之比為2：1：1 B．R1、R2、R3消耗的電功率之比為1：1：2 C．在相等的時(shí)間內(nèi)，通過(guò)R1、R2、R3的電荷量之比為2：2：1 D．在相等的時(shí)間內(nèi)，R1、R2、R3產(chǎn)生的焦耳熱之比為1：2：2【答案】B【解答】解：A、根據(jù)串并聯(lián)電路的特點(diǎn)，可知電路中的總電阻為：R＝R3+R1R2R1+R2=3Ω+6×66+6Ω＝6Ω，則電路中的總電流為：I=UR=96A＝1.5A，則R3兩端電壓為：U3＝IR3＝1.5×3V＝4.5V，由于電阻R1和R2并聯(lián)，所以R1、R2B、根據(jù)公式P=U2R，可得R1、R2消耗的電功率為：P1＝P2=U12R1=4.52C、根據(jù)歐姆定律I=UR可知，通過(guò)R1、R2、R3的電流之比為1：1：2，根據(jù)公式I=qt，可得在相等時(shí)間內(nèi)通過(guò)R1、RD、根據(jù)焦耳定律Q＝I2Rt，可以得到在相等時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱之比為1：1：2，故D錯(cuò)誤。故選：B。4．如圖甲所示，橫截面都是正方形的三段導(dǎo)體，它們的材料和長(zhǎng)度都相同，導(dǎo)體B剛好能嵌入導(dǎo)體A，導(dǎo)體C剛好能嵌入導(dǎo)體B，現(xiàn)將三段導(dǎo)體按圖乙方式接入到電路中，則（）A．導(dǎo)體A、B、C的電阻之比為3：2：1 B．導(dǎo)體A、B、C兩端的電壓之比為1：2：3 C．流過(guò)導(dǎo)體A、C的電流之比為1：1 D．導(dǎo)體A、B、C在相等時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比為1：1：4【答案】D【解答】解：ABC、依題意，可得A的橫截面積為SA=(3L)2?(2LD、A、B、C電阻相等，流過(guò)導(dǎo)體A、B、C的電流之比為1：1：2，由Q＝I2Rt可知，導(dǎo)體A、B、C在相等時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比為1：1：4，故D正確。故選：D。5．華為移動(dòng)電源SupeCharge快充版充電速度很快，如圖所示為給手機(jī)充電的電路結(jié)構(gòu)。在充電時(shí)，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（）A．充電寶的發(fā)熱功率為I2r B．充電寶輸出的電功率為UI﹣I2r C．在時(shí)間t內(nèi)，手機(jī)電池增加的化學(xué)能為UIt﹣I2rt D．手機(jī)電池的發(fā)熱功率為U【答案】C【解答】解：A.充電寶內(nèi)的電流也是I，但其內(nèi)阻未知，所以產(chǎn)生的熱功率不一定為l2r，故A錯(cuò)誤；B.充電寶輸出的電功率為UI，故B錯(cuò)誤；C.由題的已知可得在時(shí)間t內(nèi)，手機(jī)電池增加的化學(xué)能為UIt﹣I2rt，故C正確；D.U是充電寶的輸出電壓，不是內(nèi)電壓，所以不能用U2r計(jì)算電池的發(fā)熱功率，電池的發(fā)熱功率應(yīng)為l故選：C。（多選）6．下列關(guān)于電功、電功率和焦耳定律的說(shuō)法中正確的是（）A．電功率越大，電流做功越快 B．公式W＝UIt適用于任何電路，而Q＝I2Rt只適用于純電阻電路 C．熱功率P熱＝I2R=U2D．焦耳定律Q＝I2Rt適用于任何電路【答案】AD【解答】解：A、電功率越大，表示電流做功越快，故A正確；B、公式W＝UIt是計(jì)算電路的總功的大小，適用于任何的電路，Q＝I2Rt只是電路中發(fā)熱的功率，同樣適用于任意電路；故B錯(cuò)誤；C、當(dāng)為純電阻電路時(shí)，根據(jù)歐姆定律I=UR，可以推到出W＝I2Rt，W=U2RD、焦耳熱Q＝I2Rt適用于任何電路中的焦耳熱量的計(jì)算，所以D正確。故選：AD。題型3電路中的能量轉(zhuǎn)化（純電阻和非純電阻電路）1．電動(dòng)機(jī)工作時(shí)的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系：電動(dòng)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。2．電動(dòng)機(jī)的簡(jiǎn)易模型及其功率、效率(1)電動(dòng)機(jī)消耗的功率(總功率)：P總＝UI。(2)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率：P熱＝I2R。(3)電動(dòng)機(jī)的輸出功率(機(jī)械功率)P機(jī)＝P總－P熱＝UI－I2R。(4)電動(dòng)機(jī)的效率：η＝eq\f(P機(jī),P總)×100%。3．電池充電時(shí)的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系：電池從電源獲得的能量一部分轉(zhuǎn)化為電池的化學(xué)能，還有一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。4．純電阻電路與非純電阻電路的比較比較項(xiàng)目純電阻電路非純電阻電路元件特點(diǎn)電路中只有電阻元件，如電阻、電爐絲、小燈泡電路中除電阻外，還包括能把電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的用電器，如電動(dòng)機(jī)、電解槽歐姆定律適用，I＝eq\f(U,R)不適用，I<eq\f(U,R)能量轉(zhuǎn)化電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能：W＝Q＝UIt＝I2Rt＝eq\f(U2,R)t電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和其他形式的能：W＝UIt，Q＝I2Rt，W＝Q＋W其他功率特點(diǎn)電功率等于熱功率：P電＝P熱＝UI＝I2R＝eq\f(U2,R)電功率等于熱功率與其他功率之和：P電＝UIP熱＝I2RP電＝P熱＋P其他【例題精講】1．某一直流電動(dòng)機(jī)提升重物的示意圖如圖所示，電源提供給電動(dòng)機(jī)兩端的電壓U＝220V，當(dāng)電動(dòng)機(jī)以0.9m/s的恒定速率向上提升質(zhì)量為100kg的重物時(shí)，電動(dòng)機(jī)消耗的功率為1100W，取重力加速度大小g＝10m/s2，不計(jì)各種摩擦，則（）A．電動(dòng)機(jī)的熱功率為900W B．電動(dòng)機(jī)提升重物的功率為200W C．電動(dòng)機(jī)線圈的電阻是8Ω D．電動(dòng)機(jī)的輸入電流為4A【答案】C【解答】解：B．電動(dòng)機(jī)勻速提升重物時(shí)輸出的功率為P機(jī)＝mgv＝100×10×0.9W＝900W，故B錯(cuò)誤；A．電動(dòng)機(jī)的熱功率為P熱＝P﹣P機(jī)＝1100W﹣900W＝200W，故A錯(cuò)誤；D．流經(jīng)電動(dòng)機(jī)的電流為I=PC．根據(jù)P熱=I故選：C。2．如圖所示是某款理發(fā)用的電吹風(fēng)的電路圖，它主要由電動(dòng)機(jī)M和電熱絲R構(gòu)成。當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S1、S2后，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)葉旋轉(zhuǎn)，將空氣從進(jìn)風(fēng)口吸入，經(jīng)電熱絲加熱，形成熱風(fēng)后從出風(fēng)口吹出。已知電吹風(fēng)的額定電壓為220V，吹冷風(fēng)時(shí)的功率為120W，吹熱風(fēng)時(shí)的功率為1000W。關(guān)于該電吹風(fēng)，下列說(shuō)法正確的是（）A．電熱絲的電阻為55Ω B．電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為12103ΩC．當(dāng)電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)，電熱絲每秒鐘消耗的電能為1000J D．當(dāng)電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)每秒鐘消耗的電能為1000J【答案】A【解答】解：A．電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)電熱絲消耗的功率為P＝1000W﹣120W＝880W對(duì)電熱絲，由P=U可得電熱絲的電阻為R=U故A正確；B．由于不知道電動(dòng)機(jī)線圈的發(fā)熱功率，所以電動(dòng)機(jī)線圈的電阻無(wú)法計(jì)算，故B錯(cuò)誤；C．電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)電熱絲消耗的功率為880W，則電熱絲每秒消耗的電能為880J，故C錯(cuò)誤；D．吹冷風(fēng)時(shí)的功率為120W，可知當(dāng)電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)每秒鐘消耗的電能為120J，故D錯(cuò)誤。故選：A。3．如圖甲所示，用充電寶為一手機(jī)電池充電，其等效電路如圖乙所示。在充電開(kāi)始后的一段時(shí)間內(nèi)，充電寶的輸出電壓U＝5.0V、輸出電流I＝0.6A，可認(rèn)為是恒定不變的，設(shè)手機(jī)電池的內(nèi)阻r＝0.5Ω，則1min內(nèi)（）A．充電寶輸出的電功率小于3W B．充電寶產(chǎn)生的熱功率為0.18W C．手機(jī)電池儲(chǔ)存的化學(xué)能為169.2J D．手機(jī)電池產(chǎn)生的焦耳熱為18J【答案】C【解答】解：A、充電寶的輸出電壓U＝5.0V、輸出電流I＝0.6A，所以充電寶輸出的電功率為P出＝UI＝5.0×0.6W＝3W，故A錯(cuò)誤；B、充電寶內(nèi)的電流也是I，但其內(nèi)阻未知，所以產(chǎn)生的熱功率無(wú)法計(jì)算，故B錯(cuò)誤；C、由題意及能量守恒定律，可得手機(jī)電池儲(chǔ)存的化學(xué)能為：E化學(xué)能＝UIt﹣I2rt，其中t＝1min＝60s，代入數(shù)據(jù)解得：E化學(xué)能＝169.2J，故C正確；D、根據(jù)焦耳定律，可知手機(jī)電池產(chǎn)生的焦耳熱為Q＝I2rt＝0.62×0.5×60J＝10.8J，故D錯(cuò)誤。故選：C。4．如圖甲所示為某款服務(wù)型機(jī)器人，它的直流電動(dòng)機(jī)的額定電流為I，線圈電阻為r0，由電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r的直流電源供電，內(nèi)部電路可簡(jiǎn)化如圖乙所示，定值電阻的阻值為R，電動(dòng)機(jī)恰好能正常工作，則此時(shí)（）A．電動(dòng)機(jī)的額定電壓為Ir0 B．電動(dòng)機(jī)的額定功率為IE﹣I2（r+R） C．電動(dòng)機(jī)的輸出功率為I2r0 D．電動(dòng)機(jī)的效率為I【答案】B【解答】解：A．根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，電動(dòng)機(jī)的額定電壓是U＝E﹣I（r+R）故A錯(cuò)誤；B．電動(dòng)機(jī)的額定功率是P＝UI＝IE﹣I2（r+R）故B正確；C．電動(dòng)機(jī)的輸出功率是P出故C錯(cuò)誤；D．電動(dòng)機(jī)的效率是η=P故D錯(cuò)誤。故選：B。5．如圖所示是實(shí)驗(yàn)室常用的雙量程電壓表內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理圖。當(dāng)接O、A兩接線柱時(shí)，量程為0～3V；當(dāng)接O、B兩接線柱時(shí)，量程為0～15V。已知靈敏電流表的內(nèi)阻Rg＝2000Ω，滿(mǎn)偏電流IgA．R1=3×103C．R2=2.3×10【答案】A【解答】解：串聯(lián)分壓電路的特點(diǎn)是電流相同，在改裝的電壓表中，不同量程達(dá)到滿(mǎn)偏電壓時(shí)，經(jīng)過(guò)“表頭”的電流均為滿(mǎn)偏電流，根據(jù)串并聯(lián)規(guī)律，接O、A時(shí)有：I解得：R1=U1Ig接O、B時(shí)有：I解得：R2=U2I故選：A。6．阻值分別為2Ω、4Ω、8Ω的三個(gè)電阻R1、R2、R3如圖所示連接，電路中ab兩點(diǎn)間電壓恒定，當(dāng)R1功率為2W時(shí)，R2的功率為（）A．0.5W B．1W C．4W D．8W【答案】B【解答】解：設(shè)a、b兩點(diǎn)間電壓為U，對(duì)R1有P1=2W=U22Ω，解得U＝2V，則R2故選：B。（多選）7．如圖所示是某型號(hào)電吹風(fēng)的電路圖，它主要由電動(dòng)機(jī)M和電熱絲R構(gòu)成。已知電吹風(fēng)的額定電壓為220V，吹冷風(fēng)時(shí)的功率為120W，吹熱風(fēng)時(shí)的功率為1000W，關(guān)于該電吹風(fēng)，下列說(shuō)法正確的是（）A．電熱絲的電阻為55Ω B．若S1、S2閉合，則電吹風(fēng)吹冷風(fēng) C．當(dāng)電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)每秒鐘消耗的電能為120J D．電動(dòng)機(jī)工作時(shí)輸出的機(jī)械功率為120W【答案】AC【解答】解：A、電動(dòng)機(jī)和電熱絲并聯(lián)，當(dāng)吹熱風(fēng)時(shí)，電熱絲消耗的功率P＝P熱﹣P冷＝1000W﹣12W＝880W由P=UR=U2故A正確；B、若S1、S2閉合，電熱絲接入電路，則此時(shí)電熱絲發(fā)熱，電吹風(fēng)吹熱風(fēng)，故B錯(cuò)誤；C、當(dāng)吹熱風(fēng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)消耗的電功率仍為120W，故每秒鐘消耗的電能為120J，故C正確；D、電動(dòng)機(jī)工作時(shí)的輸入功率為吹冷風(fēng)時(shí)的功率，即為120W，由于電動(dòng)機(jī)內(nèi)部線圈有電阻，會(huì)產(chǎn)生一定的熱功率，可知電動(dòng)機(jī)工作時(shí)輸出的機(jī)械功率小于120W，故D錯(cuò)誤。故選：AC。（多選）8．如圖所示，圖甲為一個(gè)電燈兩端電壓與通過(guò)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。不計(jì)電流表內(nèi)阻。如圖乙所示，將兩個(gè)這樣的電燈并聯(lián)后再與10Ω的定值電阻R0串聯(lián)，接在電壓恒定為8V的電路上，則下列選項(xiàng)中正確的是（）A．電阻R0消耗的功率約為3.6W B．電阻R0消耗的功率約為1.6W C．每個(gè)燈的實(shí)際功率約為0.6W D．每個(gè)燈的實(shí)際功率約為1.6W【答案】AC【解答】解：設(shè)此時(shí)流過(guò)每個(gè)電燈的電流為I，電燈兩端的電壓為U，由串并聯(lián)電路的規(guī)律得U總＝U+2IR0代入數(shù)據(jù)得I=8?U在圖甲上畫(huà)出此直線如圖所示可得到該直線與曲線的交點(diǎn)約為（2V，0.3A），即燈兩端電壓約為2V，流過(guò)電燈的電流約為0.3A，燈的實(shí)際功率約為P＝UI＝2×0.3W＝0.6W電阻R0消耗的功率約為P0故AC正確，BD錯(cuò)誤。故選：AC。（多選）9．在圖甲電路中，電表均為理想電表，a、b兩端分別接上元件A、B時(shí)移動(dòng)滑片P以改變滑動(dòng)變阻器R（量程0～100Ω）的阻值，測(cè)得元件A和B的伏安特性曲線分別如圖乙中圖線A、B所示，傾斜虛線為曲線B的切線；a、b兩端接上導(dǎo)線時(shí)，測(cè)得電源的伏安特性曲線如圖乙中圖線C所示。若改變滑動(dòng)變阻器R的阻值、電壓表V1、V2和電流表的示數(shù)變化分別表示為ΔU1、ΔU2和ΔI，則下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（）A．當(dāng)a、b兩端接上元件A時(shí)，|ΔB．當(dāng)a、b兩端接上元件A時(shí)，滑動(dòng)變阻器R消耗的最大功率為0.9W C．當(dāng)a、b兩端接上元件B，電壓表V2的示數(shù)為9V時(shí)，元件B的電阻為30Ω D．當(dāng)a、b兩端接上元件B，滑動(dòng)變阻器R的滑片P從左向右滑動(dòng)時(shí)，|Δ【答案】AD【解答】解：A．當(dāng)a、b兩端接上元件A時(shí)，V2測(cè)元件A兩端的電壓，由圖乙知，元件A的I﹣U圖像是直線A，所以元件A的電阻為RAB．由題知，圖線C是測(cè)得電源的伏安特性曲線，根據(jù)閉合電路歐姆定律有U1＝E﹣Ir變形得I=可得Er=1.2A解得電源電動(dòng)勢(shì)E＝12V，電源內(nèi)阻r＝10Ω當(dāng)a、b兩端接上元件A時(shí)，將A與電源等效為一個(gè)新電源，則滑動(dòng)變阻器消耗的功率為P=根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)，可知當(dāng)R=(r+RA)2R，即R＝r+RC．當(dāng)a、b兩端接上元件B，由題知，B圖線上某點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率表示電阻的倒數(shù)，則當(dāng)電壓表V2的示數(shù)為9V時(shí)，根據(jù)圖像有1RB=0.39D．當(dāng)a、b兩端接上元件B，將滑動(dòng)變阻器R與電源等效為一個(gè)新電源，根據(jù)閉合電路歐姆定律有U2＝E﹣I（r+R），則|ΔU2本題選錯(cuò)誤的，故選：AD。（多選）10．如圖，電源電動(dòng)勢(shì)為12V，內(nèi)阻為1Ω，電阻R為1Ω，燈泡的電阻為6Ω。開(kāi)關(guān)閉合后，電動(dòng)機(jī)恰好正常工作。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(shuō)法正確的是（）A．開(kāi)關(guān)閉合后，燈泡的電流2A B．開(kāi)關(guān)閉合后，電阻R兩端的電壓為3V C．開(kāi)關(guān)閉合后，電動(dòng)機(jī)的輸出功率為10W D．若因故障電動(dòng)機(jī)不能轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流不變【答案】BC【解答】解：AB、開(kāi)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＝6V，根據(jù)閉合電路歐姆定律得：E＝U+I（R+r），可得干路電流為I＝3A，根據(jù)歐姆定律UR＝IR得開(kāi)關(guān)閉合后，電阻R兩端的電壓為3V，設(shè)燈泡電阻為R2，燈泡中的電流I2=UR2CD、電動(dòng)機(jī)的輸入功率P電＝UIM＝6×2W＝12W，電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率為P熱=IM2RM故選：BC。課時(shí)精練一．選擇題（共8小題）1．如圖，輸入電壓U＝8V，燈泡L標(biāo)有“3V、6W”字樣，M為電動(dòng)機(jī)。當(dāng)燈泡正常發(fā)光時(shí)，電動(dòng)機(jī)的輸入功率為（）A．6W B．10W C．16W D．22W【答案】B【解答】解：燈泡恰能正常發(fā)光，由P＝UI得通過(guò)燈泡電流IL=PL額UL額=6W3V=2A，電動(dòng)機(jī)與燈泡串聯(lián)，串聯(lián)電流處處相等，則流過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流I＝I故選：B。2．在如圖所示的電路中，保持通過(guò)干路的電流I不變，增大R1的阻值，則（）A．I2不變 B．R1兩端電壓不變 C．R3兩端電壓不變 D．R3消耗的功率減小【答案】C【解答】解：A．保持通過(guò)干路的電流I不變，增大R1的阻值，根據(jù)并聯(lián)電路支路電流與電阻成反比可得I可知I2變大，故A錯(cuò)誤；B．R1兩端電壓U增大R1的阻值，R1兩端電壓變大，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)U3＝IR3可知，R3兩端電壓不變，故C正確；D．根據(jù)P3=I故選：C。3．在圖甲所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)為3.0V，內(nèi)阻不計(jì)，燈L1、L2、L3為三個(gè)相同規(guī)格的小燈泡，這種小燈泡的伏安特性曲線如圖乙所示。當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合后，下列說(shuō)法中正確的是（）A．燈泡L1的電流為燈泡L2電流的2倍 B．燈泡L2的電阻為12Ω C．燈泡L3的功率為0.375W D．電路總功率為1.35W【答案】D【解答】解：AB.電源內(nèi)阻不計(jì)，當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合后，燈泡L1的電壓U1＝3V，由題圖乙讀出其電流I1＝0.25A，燈泡L2的電壓U2＝1.5V，由題圖乙讀出其電流I2＝0.20A，則燈泡L2的電阻R2=UCD.燈泡L1消耗的電功率P1＝U1I1＝3×0.25W＝0.75W，燈泡L2、L3串聯(lián)，電壓U2＝U3＝1.5V，則I2＝I3＝0.20A，則總電流I＝I1+I2＝0.25A+0.20A＝0.45A，燈泡L3的功率P3＝U3I3＝1.5×0.20W＝0.3W，總功率為P總＝UI總＝3.0×0.45W＝1.35W，故C錯(cuò)誤，D正確。故選：D。4．如圖是一種電熱取暖器的銘牌。它的金屬電熱絲的電阻率隨溫度的升高而增大。下列說(shuō)法正確的是（）A．其正常工作時(shí)的電阻為22Ω B．其正常工作時(shí)的電流為2.2A C．當(dāng)電壓為110V時(shí)，電熱絲的電阻小于48.4Ω D．當(dāng)電壓為110V時(shí)，電熱絲的電阻大于48.4Ω【答案】C【解答】解：A．結(jié)合銘牌可得額定電壓220V，額定功率1000W，由P=U2RB．由P＝UI，可得其正常工作時(shí)的電流為I=PCD．當(dāng)電壓為110V時(shí)，電熱絲工作電壓小于額定電壓，阻值比正常工作時(shí)要小，故電阻小于48.4Ω，故C正確，D錯(cuò)誤。故選：C。5．研究微型電動(dòng)機(jī)性能時(shí)，可采用如圖所示電路。閉合開(kāi)關(guān)，當(dāng)調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值為2Ω時(shí)，電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)電流表和電壓表的示數(shù)分別為2A和14V。已知電源內(nèi)阻為1Ω，電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻為1.2Ω，電壓表和電流表均為理想電表，當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）A．電源的電動(dòng)勢(shì)為18V B．電源的輸出功率為40W C．電動(dòng)機(jī)的輸出功率為28W D．電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率為4.8W【答案】D【解答】解：A．根據(jù)閉合電路歐姆定律E＝U+I（r+R）其中U＝14V是電動(dòng)機(jī)兩端電壓，I＝2A是電路電流，r＝1Ω是電源內(nèi)阻，R＝2Ω是電阻箱阻值。則E＝20VA錯(cuò)誤；B．電源的輸出功率P出所以P出＝36WB錯(cuò)誤；CD．電動(dòng)機(jī)的總功率P總＝UI＝14×2W＝28W電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率P熱電動(dòng)機(jī)輸出功率P機(jī)＝P總﹣P熱，解得P機(jī)＝23.2W故C錯(cuò)誤，D正確。故選：D。6．如圖所示電路中，直流電源電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻r＝R，定值電阻R1＝R，可變電阻R2的阻值范圍為0～2R。閉合開(kāi)關(guān)S，改變可變電阻R2接入電路的阻值，則R2的最大電功率為（）A．E2R B．E24R C．【答案】D【解答】解：R1和電源并聯(lián)后可視為一個(gè)等效電源，新電源的電動(dòng)勢(shì)E′=E2此時(shí)R2的電功率就是新電源的輸出功率，當(dāng)R2的阻值等于新電源內(nèi)阻時(shí)，電源的輸出功率最大，即當(dāng)R2=r′=R2時(shí)，R故選：D。7．被稱(chēng)為“空中電站”的S1000型涵道式浮空風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)（如圖），于2025年1月首次穩(wěn)定懸停于高空，并順利發(fā)電。該系統(tǒng)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可形成與風(fēng)向垂直的圓面，并將此圓面內(nèi)10%的空氣動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能。已知懸停位置的風(fēng)速為v時(shí)，該系統(tǒng)的發(fā)電功率為P，則懸停位置的風(fēng)速為3v時(shí)，該系統(tǒng)的發(fā)電功率為（）A．3P B．9P C．18P D．27P【答案】D【解答】解：t時(shí)間內(nèi)吹到發(fā)電機(jī)葉片上流動(dòng)空氣的質(zhì)量為m＝ρSvt風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片圓面上氣體的動(dòng)能為空氣動(dòng)能為E該系統(tǒng)的發(fā)電功率P=當(dāng)風(fēng)速為3v時(shí)，系統(tǒng)的發(fā)電功率P′=1故選：D。8．如圖左所示是“祝融號(hào)”火星車(chē)，其動(dòng)力主要來(lái)源于太陽(yáng)能電池?，F(xiàn)將火星車(chē)的動(dòng)力供電電路簡(jiǎn)化為如圖右所示，其中太陽(yáng)能電池電動(dòng)勢(shì)E＝120V，內(nèi)阻r未知，電動(dòng)機(jī)線圈電阻rM＝2Ω，電熱絲定值電阻R＝4Ω。當(dāng)火星車(chē)正常行駛時(shí)，電動(dòng)機(jī)兩端電壓UM＝80V，電熱絲R消耗的功率P＝64W。則（）A．火星車(chē)正常行駛時(shí)，通過(guò)電熱絲的電流為1.25A B．太陽(yáng)能電池的內(nèi)阻為3Ω C．火星車(chē)正常行駛時(shí)，電動(dòng)機(jī)的效率為90% D．若電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子被卡住，電動(dòng)機(jī)線圈上消耗的功率為400W【答案】C【解答】解：A．根據(jù)P＝I2R可得通過(guò)電熱絲的電流I=PB．根據(jù)上述分析可知，電熱絲兩端的電壓UR＝IR＝4×4V＝16V故電源本身分擔(dān)的電壓Ur＝E﹣UM﹣UR＝（120﹣80﹣16）V＝24V故太陽(yáng)能電池的內(nèi)阻為r=UC．火星車(chē)正常行駛時(shí)的電功率PM＝UMI＝80×4W＝320W線圈的熱功率P熱故電動(dòng)機(jī)的效率η=PD．若電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子被卡住，電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，線圈的電功率等于P=(E故選：C。二．多選題（共3小題）（多選）9．如表列出了某品牌電動(dòng)自行車(chē)及所用電動(dòng)機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)，不計(jì)自身機(jī)械損耗，若該車(chē)在額定狀態(tài)下以最大速度行駛，則下列選項(xiàng)正確的是（）自重40kg額定電壓、電流48V、12A載重75kg電池容量20Ah最大行駛速度20km/h額定輸出功率480WA．電動(dòng)機(jī)的線圈電阻一定大于4Ω B．Ah是能量單位 C．該車(chē)受到的阻力為86.4N D．電動(dòng)機(jī)的線圈的熱功率為96W【答案】CD【解答】解：AD．依題意，該電動(dòng)機(jī)的輸入功率為P＝UI＝48×12W＝576W，已知額定輸出功率為P輸出＝480W，則線圈的發(fā)熱功率為Pr＝P﹣P輸出＝576W﹣480W＝96W，則由Pr=I2r，可得電動(dòng)機(jī)的線圈電阻rB．A（安培）是電流單位，h是時(shí)間單位，由q＝It可知二者乘積為電荷量單位，故B錯(cuò)誤；C．當(dāng)該車(chē)在額定狀態(tài)下以最大速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，所受牽引力大小等于車(chē)所受到的阻力大小，即F＝f，此時(shí)該車(chē)的額定輸出功率為P輸出＝480W，最大行駛速度為v＝20km/h=50F=P故選：CD。（多選）10．如圖甲所示，這是某品牌的共享電動(dòng)自行車(chē)，其電源、車(chē)燈、電動(dòng)機(jī)構(gòu)成的電路簡(jiǎn)化為圖乙。該電動(dòng)自行車(chē)的電源電動(dòng)勢(shì)E＝40V內(nèi)阻r＝1Ω，電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻RM＝0.8Ω，車(chē)燈電阻R＝24Ω，電流表的內(nèi)阻忽略不計(jì)。當(dāng)S1、S2都接通時(shí)，電流表的示數(shù)I＝4A，此時(shí)電動(dòng)機(jī)正常工作。已知人和車(chē)的總質(zhì)量為68kg，電動(dòng)自行車(chē)在平直路上所受阻力恒為17N，電動(dòng)自行車(chē)保持額定功率在平直路上從靜止開(kāi)始沿直線加速到最大速度運(yùn)動(dòng)的位移為10m。下列說(shuō)法正確的是（）A．當(dāng)只有S1接通時(shí)，電流表的示數(shù)為1.6A B．當(dāng)只有S1接通時(shí)，車(chē)燈的電壓為38.4V C．當(dāng)S1、S2都接通時(shí)，電動(dòng)機(jī)的輸出功率為90W D．電動(dòng)自行車(chē)從靜止加速到最大速度所用的時(shí)間為12s【答案】ABD【解答】解：AB、當(dāng)只有S1接通時(shí)，根據(jù)閉合電路歐姆定律可得I1U1＝I1R＝1.6×24V＝38.4V故AB正確；C、當(dāng)S1、S2都接通時(shí)，有U＝E﹣Ir＝40V﹣4×1V＝36V流過(guò)燈泡的電流為IL流過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流為IM＝4A﹣1.5A＝2.5A電動(dòng)機(jī)的輸出功率為P機(jī)代入數(shù)據(jù)得P機(jī)＝85W故C錯(cuò)誤；D、當(dāng)電動(dòng)自行車(chē)達(dá)到最大速度時(shí)，牽引力等于阻力，則vm根據(jù)動(dòng)能定理可得P機(jī)聯(lián)立解得t＝12s故D正確。故選：ABD。（多選）11．某節(jié)水噴灌系統(tǒng)如圖所示，水以v0＝15m/s的速度水平噴出，每秒噴出水的質(zhì)量為2.0kg。噴出的水是從井下抽取的，噴口離水面的高度保持H＝3.75m不變。水泵由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，電動(dòng)機(jī)的輸出功率等于水泵所需要的輸入功率，電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，輸入電壓為220V，輸入電流為2.0A。不計(jì)電動(dòng)機(jī)的摩擦損耗，。已知水泵的抽水效率（水泵的輸出功率與輸入功率之比）為75%，忽略水在管道中運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能損失，g＝10m/s2則（）A．每秒水泵對(duì)水做功為225J B．每秒水泵對(duì)水做功為300J C．水泵輸入功率為440W D．電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為10Ω【答案】BD【解答】解：AB．每秒鐘水泵對(duì)水所做的功W=1故A錯(cuò)誤，B正確；C．水泵的輸出能量轉(zhuǎn)化為水的機(jī)械能，則P出而水泵的抽水效率（水泵的輸出功率與輸入功率之比）為75%，則P入故C錯(cuò)誤；D．電動(dòng)機(jī)的電功率P電＝UI故電動(dòng)機(jī)的熱功率P熱＝P電﹣P入又因?yàn)镻熱解得線圈的電阻r=P故D正確。故選：BD。三．解答題（共3小題）12．如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E為12V，內(nèi)阻r為1Ω