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物理必修 第三册1 电路中的能量转化学案
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这是一份物理必修 第三册1 电路中的能量转化学案，共37页。学案主要包含了单选题，多选题，解答题等内容，欢迎下载使用。
第十二章 电能 能量守恒定律
12.1 电路中的能量转化
一：电功和电功率
1．电功
(1)定义：电流在一段电路中所做的功等于这段电路两端的电压、电路中的电流、通电时间三者的乘积．
(2)公式：W＝IUt.
(3)单位：国际单位是焦耳，符号是J.
(4)意义：描述电能转化为其他形式能的多少．
2．电功率
(1)定义：单位时间内电流所做的功．
(2)公式：P＝IU.
(3)单位：瓦特，符号是W.
(4)意义：描述电能转化为其他能的快慢或者是电流做功的快慢
二：焦耳定律
1．内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比．
2．表达式：Q＝I2Rt.
3．热功率
1．纯电阻电路与非纯电阻电路的比较
两种电路
比较内容
纯电阻电路
非纯电阻电路
元件特点
电路中只有电阻元件，只能把电能转化为内能
除电阻外还包括能把电能转化为其他形式能的用电器
欧姆定律
服从欧姆定律，I＝
不服从欧姆定律，U＞IR或I＜
能量转化
电流做功，电能全部转化为内能
电流做功，电能除转化为内能外还要转化为其他形式的能
元件举例
电阻、电炉丝、白炽灯等
电动机、电解槽等
2.电功与电热的比较
(1)电功与电热
纯电阻电路
非纯电阻电路
能量转化
电功
W＝UIt＝I2Rt＝t
W＝UIt
电热
Q＝UIt＝I2Rt＝t
Q＝I2Rt
关系
W＝Q
W>Q
(2)电功率与热功率
纯电阻电路
非纯电阻电路
电功率
P电＝UI＝I2R＝
P电＝UI
热功率
P热＝UI＝I2R＝
P热＝I2R
关系
P电＝P热
P电>P热
一：电功与电功率
1．额定电压都是110V，额定功率PL1=60W，PL2=40W的电灯两盏，若接在电压是220V的电路上，使两盏电灯均能正常发光，现有甲乙两电路。其滑动变阻器功率分别为（ ）
A．40W，100W B．20W， 100W C．60W，40W D．30W，100W
2．有三个电阻的阻值及额定功率分别为、、、、、，它们组成的电路如图甲、乙、丙所示，关于各图的说法正确的是（ ）
A．图甲两端允许加的最大电压为 B．图乙干路允许流过的最大电流为
C．图丙两端允许加的最大电压为 D．图丙允许消耗的最大电功率为
3．两只额定电压均为 110V 的灯泡 A 和 B，额定功率分别为 100W 和 40W，为了使它们接到 220V 电源上能正常发光，同时电路消耗的电功率最小，如图所示的四个电路中最合 理的是图（ ）
A． B．
C． D．
二：焦耳定律
4．下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中错误的是（ ）
A．电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多
B．适用于任何电路，而只适用于纯电阻电路
C．在非纯电阻电路中，
D．焦耳热适用于任何电路
5．一只风扇，标有“U、P”，电动机线圈电阻为R，把它接入电压为U的电路中，以下几种计算电风扇发热量的方法，正确的是（ ）
A． B． C． D．以上三种都正确
6．两根由同种材料制成的均匀电阻丝 A、B并联在电路中，A的长度为 2L，直径为 d；B的 长度也为 L，直径为 2d，那么通电后，A、B在相同的时间内产生的热量之比为
A．QA∶QB＝1∶8 B．QA∶QB＝8∶1
C．QA∶QB＝1∶2 D．QA∶QB＝4∶1
三：非纯电路的计算（电动机类型)
7．在研究微型电动机的性能时，可采用如图所示的实验电路，电路中电表均为理想电表。当调节滑动变阻器R，使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.5A和1.0V；重新调节R，使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0A和15.0V。则当这台电动机正常运转时（ ）
A．电动机的内阻为20W
B．电动机的内阻为7.5W
C．电动机的输出功率为30W
D．电动机的输出功率为22W
8．如图所示、已知直流电动机M的内电阻为R欧姆，电源的内电阻为r欧姆，当电动机正常工作时，伏特表的读数为U，安培表的读为I，那么（ ）
A．t秒内电动机产生的热量为IUt焦耳
B．t秒内电动机产生的热量为I2Rt焦耳
C．t秒内电动机消耗的电能为I2Rt焦耳
D．t秒内电源产生的热量为IUt焦耳
9．如图所示是一直流电动机竖直向上匀速提升质量为的重物时的电路图，已知电动机内电阻，定值电阻，直流电压，理想电压表示数，重力加速度g取，不计机械损耗，则提升速度大小是（ ）
A．2.5m/s B．2.8m/s C．3.2m/s D．3.5m/s
四：含电动机类型的综合计算
10．如图所示，电源电动势，小灯泡标有“”，开关接，当变阻器调到时，小灯泡正常发光，现将开关接，小灯泡和电动机均正常工作。则（ ）
A．流过电动机的电流为 B．电动机的内阻为
C．电动机正常工作电压为 D．电动机的输入功率为
11．小明坐在汽车的副驾驶位上看到一个现象：当汽车的电动机启动时，汽车的车灯会瞬时变暗。汽车的电源、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图所示，已知汽车电源电动势为15 V，内阻为0.1Ω。车灯接通电动机未启动时，电流表示数为15A（车灯可看作不变的电阻）；电动机启动的瞬间，电流表示数达到60 A，电动机的线圈电阻为0.1Ω。下列论述正确的是（ ）
A．车灯接通电动机未启动时，车灯的功率为225W
B．电动机启动时，车灯的功率为54W
C．电动机启动时输出的机械功率为195W
D．电动机启动时，电源输出的功率为540W
12．如图所示，电源电动势，内阻，两个小灯泡均标有“3V，1.5W”，R为定值电阻。开关S闭合，电动机M转动稳定后，两小灯泡恰能正常工作，则（ ）
A．定值电阻R的阻值为10Ω B．电动机的线圈电阻为6Ω
C．电动机与电阻R消耗的电功率相等 D．电动机的输出功率为1.5W
五：含电动机卡住功率计算
13．在研究微型电动机的性能时，应用如图所示的实验电路，当调节滑动变阻器R使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.5A和2.0V。重新调节R使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为2.0A和24.0V。则这台电动机正常运转时输出功率为（ ）
A．47W B．44W C．32W D．18W
14．某同学对时下流行的一款充一次电就可使用一个月的电动牙刷产生了兴趣，于是他对电动牙刷内的主要部件﹣﹣微型电动机的性能进行了研究。运用如图所示的实验电路，调节滑动变阻器R使电动机停止转动，电流表和电压表的示数分别为200mA和1.2V．重新调节R并使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为100mA和2.4V．则这微型台电动机正常运转时输出功率为（ ）
A．0.24W B．0.16W C．0.18W D．0.06W
15．某同学用如图所示的电路进行小电动机M的输出功率的研究，（图中电表均为理想仪表） 其实验步骤如下所述，闭合电键后，调节滑动变阻器，电动机未转动时，电压表的读数为，电流表的读数为；再调节滑动变阻器，电动机 转动后电压表的读数为，电流表的读数为，则（ ）
A．电动机内阻r既等于，也等于
B．在电动机未转动时，电动机内阻消耗的功率为
C． 在电动机转动时，电动机消耗的功率为
D．在电动机转动时，电动机输出功率为
一、单选题
16．LED灯可将电能高效转化为光能，在日常生活中得到普遍应用。某LED灯的额定电压为5.0V，额定功率为3.0W，其照明亮度与25W的白炽灯相当。该LED灯在额定电压下工作时的电流为（ ）
A．0.25A B．0.60A C．1.7A D．3.0A
17．如图所示，电源的电动势为30 V，内电阻为1 Ω，一个标有“6 V，12 W”的电灯与一个绕线电阻为2Ω的电动机串联，开关闭合后，电路中的电灯正常发光，则下列说法正确的是（ ）
A．电路中的电流为2 A B．电动机两端的电压为4 V
C．电源消耗的功率为1 W D．电动机的输出功率为44W
18．下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是（ ）
A．电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多
B．静电力做功使金属导体内的自由电子运动的速率越来越大
C．电流通过电动机时的电功率和热功率相等
D．焦耳热Q=I2Rt适用于任何电路
19．电吹风机中有电动机和电热丝两部分，已知电动机线圈的电阻为R1，它和阻值为R2的电热丝串联．设电吹风机工作时两端的电压为U，通过线圈的电流为I，消耗的电功率为P，则下列关系正确的是( )
A．P>UI B．P＝I2(R1＋R2) C．U＝I(R1＋R2) D．P>I2(R1＋R2)
20．某地强风的风速约为，空气的密度为，如果把通过横截面积的风的动能有40%转化为电能，则用上述已知量计算风能转化电能的功率表达式为（ ）
A． B． C． D．
21．物理爱好者小张想根据自己所学的物理知识估算喷泉广场上一眼喷泉的电机输出功率。通过测量，他得知该喷泉喷口的出水截面积为，喷口朝向与地面夹角为 60°，喷出的水柱能到达的最高点距喷口的高度约为。已知水的密度，重力加速度取。据此，小张估算此喷泉的电机输出功率为（ ）
A．4 kW B．8 kW C．12 kW D．16 kW
22．赛力斯华为智选电动拥有两台电动机，在日常城市驾驶纯电动模式下可以行驶180公里。如图所示，为汽车的蓄电池、电流表、车灯、电动机连接的简化电路，汽车蓄电池电动势为，内阻为。闭合，车灯接通后，电动机未起动，电流表示数为；再闭合，电动机启动的瞬间，电流表示数为，假设电灯的电阻不变，不计电流表内阻，则（ ）
A．闭合电动机未启动时，车灯的功率为
B．电动机启动瞬间，车灯两端的电压为
C．电动机启动瞬间，车灯的功率减少了
D．电动机启动瞬间，电动机消耗的功率为
23．按如图甲所示连接电路，实验中闭合电键S后，逐渐调节电阻箱的电阻，并记录阻值R和电流表的示数I，用描点法得如图乙所示其电I电阻R的图像。当电阻箱阻值时，则此时电阻箱消耗的电功率为（ ）
A． B． C． D．
24．如图甲所示，用充电宝为一手机电池充电，其等效电路如图乙所示。在充电开始后的一段时间内，充电宝的输出电压V、输出电流A，可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻，则1min内（ ）
A．充电宝输出的电功率为3.18W
B．充电宝产生的热功率为0.18W
C．手机电池储存的化学能为169.2J
D．手机电池产生的焦耳热为18J
25．如图所示，为某一电吹风的电路结构图和铭牌，通过改变选择开关金属档片的位置可以实现电吹风功能的转换。下列说法中正确的是（ ）
A．档片连接B、C时，电吹风处于吹热风状态
B．电动机的电阻为2420Ω
C．吹热风时，电热丝的电阻为
D．吹热风时，通过电热丝的电流为2A
一、单选题
26．如图所示，一直流电动机与阻值R=9Ω的电阻串联在电路上，电源电动势E=30V，内阻r=1Ω，用理想电压表测出电动机两端电压U=10V，已知电动机线圈电阻Rm=1Ω，则下列说法中正确的是（ ）
A．通过电动机的电流为10A
B．通过电动机的电流小于10A
C．电动机的输出功率大于16W
D．电动机的输出功率小于16W
27．电动机与小电珠串联接人电路，电动机正常工作时，小电珠的电阻为R1，两端电压为U1，流过的电流为I1；电动机的内电阻为R2，两端电压为U2，流过的电流为12．则
A． B． C． D．
28．下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中错误的是（ ）
A．电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多
B．适用于任何电路，而只适用于纯电阻电路
C．在非纯电阻电路中，
D．焦耳热适用于任何电路
29．一车载加热器（额定电压为）发热部分的电路如图所示，a、b、c是三个接线端点，设ab、ac、bc间的功率分别为、、，则（ ）
A． B．
C． D．
30．利用电动机通过如图所示的电路提升重物，已知电源电动势E=6V，电源内阻r=1Ω，电阻R=3Ω，重物质量m=0.20kg。当将重物固定时，电压表的示数为5V。当重物不固定，且电动机最后以稳定的速度匀速提升重物时，电压表的示数为5.5V。不计摩擦，g取10m/s2。下列说法正确的是（ ）
A．电动机内部线圈的电阻为1Ω
B．稳定匀速提升重物时，流过电动机的电流为1A
C．重物匀速上升时的速度为0.75m/s
D．匀速提升重物时电动机输出的机械功率是2W
31．如图所示为汽车蓄电池与车灯（电阻不变）、启动电动机组成的电路，蓄电池内阻为，电流表和电压表均为理想电表。只接通时，电流表示数为10A，电压表示数为12V；再接通，启动电动机工作时，电流表示数变为8A，则此时通过启动电动机的电流是（ ）
A．2A B．8A C．50A D．58A
32．如图所示的电路中，R1=8Ω，R2=4Ω，R3=6Ω，R4=3Ω，U=42V．（）
A．R1、R2、R3、R4的电压之比等于4：2：1：1
B．R1、R2、R3、R4的电流之比等于4：2：1：2
C．R1、R2、R3、R4的功率之比等于12：6：2：1
D．电路的总电阻等于21Ω，总功率等于126W
33．把六个相同小灯泡接成如图甲、乙所示的电路，调节变阻器使灯泡均正常发光，甲、乙两电路所消耗的功率分别用和表示，则下列结论中正确的是（ ）
A． B．
C． D．
二、多选题
34．如图所示是一个直流电动机提升重物的装置，重物质量m=50kg，电源电压U=100V，不计各处的摩擦，当电动机以v=0.9m/s的恒定速度将重物向上提升1m时，电路中的电流I=5A，g取10m/s2，由此可知（ ）
A．电动机线圈的电阻r=2Ω B．电动机线圈的电阻r=1Ω
C．此过程中无用功为50J D．该装置的效率为90%
35．如图所示，电源电动势为12 V，内阻为1 Ω，电阻R1为1 Ω，R2为6 Ω，电动机额定电压U为6 V，线圈电阻RM为0.5 Ω．开关闭合后，电动机恰好正常工作，下列说法正确的有
A．电源的路端电压是10 V
B．电源的内耗功率是10 W
C．电动机消耗的电功率是12 W
D．电动机产生的机械功率是10 W
36．如图所示的电路中，输入电压U恒为16V，灯泡L标有“6V，6W”字样，电动机线圈的电阻RM=1Ω，若灯泡恰能正常发光，则下列说法中正确的是（ ）
A．电动机的输入功率为16W
B．电动机的输出功率为10W
C．电动机的热功率为1W
D．整个电路消耗的电功率为16W
37．额定电压均为220V的白炽灯L1和L2的U－I特性曲线如图甲所示，现将和L2完全相同的L3与L1和L2一起按如图乙所示电路接入220V电路中，则下列说法正确的是（ ）
A．L2的额定功率约为99W
B．L2的实际功率约为17W
C．L2的实际功率比L3的实际功率小17W
D．L2的实际功率比L3的实际功率小82W
38．如图所示，电阻，电动机的绕组电阻。当开关打开时，电流表的示数是I，电路消耗的电功率为P。当开关合上后，电动机转动起来．若保持电路两端的电压不变，电流表的示数I′和电路消耗的电功率P′应是（ ）
A． B．
C． D．
39．电饭锅工作时有两种状态。一种是锅内水烧干前的加热状态，另一种是锅内水烧干后保温状态，如图所示是电饭锅电路原理示意图，K是感温材料制造的开关。下列说法中正确的是（ ）
A．其中R2是供加热用的电阻丝
B．当开关S接通时电饭锅为加热状态，S断开时为保温状态
C．要使R2在保温状态时的功率为加热状态的一半，应为2：1
D．要使R2在保温状态时的功率为加热状态时一半，应为
三、解答题
40．一台电风扇，内阻为20Ω，接上220V电压后，消耗功率66W．
（1）电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少？
（2）电风扇正常工作时转化为机械能的功率是多少？转化为内能的功率是多少？电动机的效率多少？
（3）如果接上电源后，电风扇的风叶被卡住，不能转动，这时通过电动机的电流，以及电动机消耗的电功率和发热功率是多少？
41．如图所示，是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图 电动机内电阻，电路中另一电阻 ，直流电压 ，电压表示数 试求：
（1）通过电动机的电流；
（2）输入电动机的电功率；
（3）电动机的输出功率；
42．如图所示的电路中，电源电动势E=10V，内阻r=0.5Ω，电动机的电阻R0=1.0Ω，电阻R1=1.5Ω．电动机正常工作时，电压表的示数U1=3.0V，求：
（1）电动机的输出电功率；
（2）电源的输出功率．
43．如图所示，线路的电压，每条输电线的电阻，电炉的电阻，电动机M的线圈电阻是。求：
（1）开关S断开时，电炉上的电压和它消耗的电功率。
（2）开关S闭合以后，电动机正常工作，且电动机两端的电压为180V。求这台电动机的热功率和机械功率各是多少（结果保留2位小数）？
参考答案
1．B
【详解】
两灯的额定电流分别为
，
甲图中流过滑动变阻器的电流为
图中流过滑动变阻器的电流为
滑动变阻器功率分别为
故选B。
2．B
【详解】
由、，得
，
由、，得
，
由、，得
，
A．图甲中三个电阻串联，取最小额定电流，则最大电流为，最大电压为
故A错误；
B．图乙中三个电阻并联，取最小额定电压，则最大电压为，最大电流为
故B正确；
C．图丙中与并联，取最小额定电压，则最大电压为，最大电流为
并联部分与电阻串联，取最小额定电流，则最大电流为，故电阻的电压为
故丙图的最大电压为
故C错误；
D．图丙中与并联，功率为
电阻的功率
电路中的总功率
故D错误。
故选B。
3．C
【详解】
A．灯泡的额定电压为110V，图中，A灯泡的电压等于220V，大于额定电压，烧坏了，故A错误；
BC．把AB并联之后与电阻串连接入电路的话，当电阻的阻值与AB并联的总的电阻相等时，AB就可以正常发光，此时电阻消耗的功率为AB灯泡功率的和，所以电路消耗的总的功率的大小为280W；由于额定电压都是110V，额定功率、，由此可知，把灯泡B与电阻并联的话，可以使并联部分的电阻减小，可能使A与并联部分的电阻相同，所以AB能同时正常发光，并且电路消耗的功率与A灯泡的功率相同，所以总功率的大小为200W，故C图的电功率最小，B图不是；
D．由于额定电压都是110V，额定功率，由此可知，把灯泡A与电阻并联的话，会使并联的部分的电阻更小，所以AB的电压不会平分，AB不会同时正常发光，故D错误；
故选C。
【点睛】
由题可知，灯泡的电压相等，但是灯泡的功率不同，由此可以知道两种灯泡的电阻的大小不同，再由电路的串并联的知识先逐个分析灯泡能否正常的发光，再判断消耗的功率最小的电路。
4．A
【详解】
A．电功率越大，表示电流做功越快，但是电路中产生的焦耳热量的多少还与做功的时间的长短和是否是纯电阻电路有关， A错误；
B．适用于任何电路，而只适用于纯电阻电路，B正确；
C．在非纯电阻电路中，总功率大于热功率，，C正确；
D．焦耳热适用于任何电路，D正确；
本题选择错误的，故选A。
5．C
【详解】
A．带有风扇的电路是非纯电阻电路，欧姆定律不适用，A错误；
B．标有“U、P”的P不是发热功率，B错误；
CD．通过电动机的电流
在根据焦耳定律可求得
C正确，D错误；
故选C。
6．A
【解析】
【详解】
电阻丝、的长度之比为，直径比为，则横截面积比为，根据电阻定律知，电阻之比为
电阻丝、并联在电路中，电压相同，根据可得电阻丝、的电流之比为：
根据可知电阻丝、在相同的时间内热量之比为：
A．与分析相符，故A正确；
B．与分析不符，故B错误；
C．与分析不符，故C错误；
D．与分析不符，故D错误。
7．D
【详解】
AB．电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.5A和1.0V，则电动机的电阻
AB错误；
CD．电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为I2=2.0A和U2=15.0V；电动机的总功率为
电动机内电阻消耗的热功率为
电动机正常运转时的输出功率是
C错误D正确。
故选D。
8．B
【详解】
AB．t秒内电动机产生的热量为I2Rt焦耳，故A错误，B正确；
C．t秒内电动机消耗的电能为UIt焦耳，由于电动机为非纯电阻，则不能表示为I2Rt焦耳，故C错误；
D．t秒内电源产生的热量为I2rt焦耳，故D错误。
故选B。
9．A
【详解】
通过电动机的电流
对电动机由能量关系
解得
v=2.5m/s
故选A。
10．A
【详解】
A．小灯泡的额定电流为
电阻为
当接时，由闭合电路欧姆定律可知
代入数据解得
当接时灯泡正常发光，流过的电流为
即流过电动机的电流为，故A正确；
BCD．电源内阻分的电压为
故电动机分的电压为
电动机的输入功率为
电动机的内阻
故BCＤ错误。
故选A。
11．D
【详解】
A．根据闭合电路的欧姆定律得灯泡电阻为
车灯的功率为
A错误；
B．电动机启动时，路端电压为
车灯的功率为
B错误；
C．电动机启动时，电动机的电流为
电动机启动时输出的机械功率为
C错误；
D．电动机启动时，电源输出的功率为
D正确。
故选D。
12．C
【详解】
C．因为两灯泡一样并正常发光，所以两个支路的电压和电流均相等，即两支路的功率相等，去掉灯泡功率后，电动机与电阻R消耗的电功率相等。C正确；
A．根据灯泡参数，得到灯泡电流为
路端电压为
对于电阻R支路，有
A错误；
BD．电动机消耗的功率为
因为电动机为非纯电阻电路，所以电动机的发热功率、输出功率均小于电动机功率，即
解得
BD错误。
故选C。
13．C
【详解】
电动机内阻为
电动机正常运转时
解得，C正确，ABD错误。
故选C。
14．C
【解析】
【分析】
根据公式可求电动机停转时的电阻；利用公式P=UI可求电动机的总功率，根据公式可求内阻消耗的热功率，总功率与内阻消耗的热功率之差就是电动机的输出功率；
【详解】
电动机的电阻：，电动机的总功率：，电动机内阻消耗的功率：，电动机正常运转时的输出功率是，故C正确，A、B、D错误；
故选C。
15．D
【解析】试题分析：闭合电键后，电动机未转动时，此时电动机看成纯电阻，则电动机的内阻，当电动机正常工作时，不能看成纯电阻，故其内阻不等于，故A错误；在电动机未转动时，电动机内阻消耗的功率为，故B错误；电动机转动后，电动机的电功率，发热功率，则电动机的输出功率，故C错误，D正确；故选D.
16．B
【详解】
已知LED灯的额定电压为5.0V，额定功率为3.0W，则LED灯在额定电压下工作时的电流，由电功率公式可得
故选B。
17．A
【详解】
A．电路中的电流为
故A正确；
B．电动机两端电压为
故B错误；
C．电源消耗的功率为
故C错误；
D．电动机输出的机械功率为
故D错误。
故选A。
18．D
【详解】
A．对于一段电路，Q=Pt，即Q与P、t都有关，所以P越大，Q不一定越大，故A错误；
B．由电流的微观表达式I=neSv，同一金属导体内电流不变，所以电子运动的速率不变，故B错误；
C．在电动机中，电流做的功=焦耳热+机械能，所以W>Q，即IU>I2R，故C错误；
D．Q=I2Rt是焦耳热的定义式，适用于任何电路，故D正确。
故选D。
19．D
【详解】
A．电吹风机中有电动机，而电动机为非纯电阻用电器，电动机消耗的功率
P＝UI
对纯电阻电路和非纯电阻电路都成立，A错误；
BCD．由于整个电路属于非纯电阻性电路，因此满足
可得出
，
BC错误，D正确。
故选D。
20．C
【详解】
在t时间内通过横截面积S的空气的体积为
V=Svt
在t时间内通过横截面积S的空气的质量为
m=ρV
在t时间内通过横截面积S的空气的动能为
因为风的动能有转化为电能，所以在t时间内得到的电能为
W=40%Ek
则电功率为
联立以上各式，解得
故选C。
21．B
【详解】
由斜抛运动可知
解得
设在∆t时间内从喷口喷出的水的质量为∆m，则
则此喷泉的电机输出功率为
带入数据解得
故选B。
22．C
【详解】
A．闭合电动机未启动时，车灯两端的电压
车灯的功率为
选项A错误；
B．电动机启动瞬间，车灯两端的电压为
选项B错误；
C．车灯电阻
电动机启动瞬间，车灯的功率
车灯的功率减少了
选项C正确；
D．电动机启动瞬间，车灯的电流
电动机消耗的功率为
选项D错误。
故选C。
23．A
【详解】
根据乙图可知，当电阻箱阻值时，此时电流为0.2A，则此时电阻箱消耗的电功率为
故A正确，BCD错误。
故选A。
24．C
【详解】
A．充电宝输出的电功率为
A错误；
B．充电宝的内阻未知，所以产生的热功率无法确定。B错误；
C．手机电池储存的化学能为
C正确；
D．手机电池产生的焦耳热为
D错误。
故选C。
25．D
【详解】
A．档片连接B、C时，只把电动机接通了，则电吹风处于吹冷风状态，选项A错误；
B．根据题中条件不能求解电动机的电阻，选项B错误；
CD．吹热风时，电热丝的功率为440W，则电热丝的电阻为
此时电热丝的电流为
选项C错误，D正确；
故选D。
26．B
【详解】
AB．根据闭合电路欧姆定律，有：
解得
故A错误，B正确；
CD．电动机的输出功率：
故CD错误．
27．D
【详解】
由题意可知I1=I2，选项A错误；因U2>I2R2，U1=I1R1，则，选项BC错误，D正确；故选D.
28．A
【详解】
A．电功率越大，表示电流做功越快，但是电路中产生的焦耳热量的多少还与做功的时间的长短有关，A错误；
B．公式是计算电路的总功的大小，适用于任何的电路。当为纯电阻电路时，根据欧姆定律，可以推导出，所以只能适用于纯电阻电路，B正确；
C．在不是纯电阻的电路中，UI表示的是总的功率的大小，而只是电路中发热的功率，电流中还对外做功的功率，所以，所以C正确；
D．焦耳热适用于任何电路中的焦耳热量的计算，D正确。
本题选错误的，故选A。
【点睛】
每个公式的使用的条件是不同的，掌握住公式的使用的条件，这是做题的前提条件。
29．D
【详解】
接ab，则电路的总电阻为
接ac，则电路的总电阻为
接bc，则电路的总电阻为
由题知，不管接那两个点，电压不变，为U=24V，根据
可知
故选D。
30．C
【详解】
A．当将重物固定时，电动机没有机械能输出，整个电路是纯电阻电路，根据闭合电路欧姆定律可知电路中内电压为
则电路中的电流为
设电动机线圈电阻为，又
代入数据解得，故A错误；
B．当电动机匀速提升重物时，电路的内电压为
则电路中的电流为
所以稳定匀速提升重物时，通过电动机的电流为，故B错误；
CD．重物匀速上升时，电动机两端的电压为
电动机的机械功率为
当重物匀速上升时，其电动机的牵引力等于重物的重力，即
由得重物匀速上升的速度为
故C正确，D错误。
故选C。
31．C
【详解】
只接通S1时，由闭合电路欧姆定律，电池的电动势为
E=U+Ir=12V+10×0.05V=12.5V
车灯的电压为
再接通S2后，流过电动机的电流为
故ABD错误，C正确。
故选C。
32．A
【详解】
A．R3与R4的总电阻：
由于R1、R2及串联，电流相等，电压之比扥与电阻之比，故电压之比为4：2：1：1，故A正确.
B．根据电路串并联替身可知，流过R3和R4的电流与电阻成反比，故电流之比为1：2，而流过R1和R2的电流纸币为1：1，流过R3的电流与干路电流的关系为：
故电之比为3：3：1：2，故B错误.
C．R1、R2串联，功率之比为2：1，R3、R4并联，由：
可知功率之比为1：2；流过R3的电流与干路电流的关系为：
则P2：P3=6：1，故R1、R2、R3、R4的功率之比等于12：6：1：2，故C错误.
D．电路中的总电阻为：
根据欧姆定律得：
则总功率为：
故D错误
33．D
【详解】
设灯泡正常发光时的电流为I，对于甲图，电路的总的电流为3I，此时甲的总功率的大小为，对于乙图，电流的总电流的大小就为I，此时乙的总功率的大小为，所以．
ABC.根据计算得：，ABC错误；
D.根据计算得：，D正确．
34．AD
【详解】
AB：电动机以v=0.9m/s的恒定速度将重物向上提升
对电动机解得
故A项正确，B项错误．
C：此过程中无用功 又，解得．故C项错误．
D：该装置的效率 ．故D项正确．
【点睛】
纯电阻元件，欧姆定律适用，电功等于电热，电功率等于热功率；非纯电阻元件，欧姆定律不适用，电功大于电热，电功率大于热功率，其它功率等于电功率减去热功率．
35．CD
【详解】
A．电动机两端电压为6V，所以电源内电压与电阻R1两端电压之各为6V，由欧姆定律有
解得：
所以电源内电压为
所以电源的路端电压为
故A错误；
B．电源的内耗功率
故B错误；
C．流过R2的电流为
由并联电路的电流特点可知，流过电动机的电流为
电动机消耗的电功率
故C正确；
D．电动机的发热功率为
电动机产生的机械功率
故D正确．
36．CD
【详解】
电动机两端的电压U1=U-UL=16-6V=10V，整个电路中的电流，所以电动机的输入功率P=U1I=10×1W=10W，故A错误；电动机的热功率P热=I2RM=1×1W=1W，则电动机的输出功率P2=P-I2RM=10-1W=9W，故B错误，C正确；整个电路消耗的功率P总=UI=16×1W=16W，故D正确．所以CD正确，AB错误．
37．ABD
【详解】
A．由L2的伏安特性曲线可得，在额定电压220V时的电流为0.45A，则L2的额定功率为
P额＝U额I额＝99W
故A正确；
B．图示电路为L1和L2串联再与L3并联，所以L1和L2串联后两端的总电压为220V，那么流过L1和L2的电流及两灯的电压满足
I1＝I2
U1＋U2＝220V
由L1和L2的U－I图线可知
I1＝I2＝0.25A
U1＝152V
U2＝68V
故灯L2的实际功率
P2＝I2U2＝17W
故B正确；
CD．由于L3两端的电压为220V，故
P3＝P额＝99W
则
P3－P2＝82W
故C错误，D正确。
故选ABD。
38．BD
【详解】
当电键S断开时，电动机没有通电，欧姆定律成立，所以电路两端的电压：
当电键合上后，电动机转动起来，电路两端的电压，通过电动机的电流应满足
所以
所以 电流表的示数
电路消耗的电功率
A、C错误，B、D正确；
故选BD。
【点睛】
本题考查电动机的性质。
39．ABD
【详解】
AB．如图所示，由得，当接通K时，电阻变小，功率变大，处于加热状态；当断开K时，电阻变大，功率变小，处于保温状态，则R2是供加热用的电阻丝，当开关K接通时电饭锅为加热状态，K断开时为保温状态，故AB正确；
CD．使R2在保温状态时的功率为加热状态的一半，由P=I2R可得：电阻R2在保温与加热状态下的电流之比，所以
则
故C错误，D正确。
故选ABD。
40．(1)0.3 A (2)1.8 W 64.2 W 97.3% (3)11 A 2 420 W 2 420 W
【详解】
（1）由P=UI可得电流为：I==0.3A；
线圈电阻发热功率：PQ=I2r=1.8W；
机械功率：P机=P-PQ=64.2W；
η=×100%=97.3%
（2）当叶片不转动时，作纯电阻，根据欧姆定律，有：I==11A；
电动机消耗的电功率等于电机的发热功率：P=UI=I2r=11×11×20=2420W．
【点睛】
对于电功率的计算，一定要分析清楚是不是纯电阻电路，对于非纯电阻电路，总功率和发热功率的计算公式是不一样的．
41．(1)5A(2)500W(3)475W
【详解】
（1）解：两端电压：
则通过电阻R的电流
电动机与电阻串联，则通过电动机的电流也为
（2）解：电动机的输入功率：
（3）解：电动机的输出功率：
42．（1）8 W （2）18 W
【详解】
（1）电动机正常工作时，总电流为
电动机两端的电压为
U=E-Ir-U1=（10-2×0.5-3.0）V=6 V；
电动机的输入电功率为
P电=UI=6×2 W=12 W
电动机消耗的热功率为
P热=I2R0=22×1.0 W=4 W
电动机的输出功率为
P输出=P电-P热=（12-4）W=8 W
（2）电源的输出功率为
P出=P-P内=IE-I2r=（10×2-22×0.5）W=18 W
43．（1）200V，；（2）19.36W，
【详解】
（1）开关S断开时，根据欧姆定律，有
电炉上的电压：
电炉上的电功率
（2）闭合S后，流过r的电流为
流过的电流
流过电动机M的电流
电动机的热功率
电动机的机械功率
第十二章 电能 能量守恒定律
12.1 电路中的能量转化
一：电功和电功率
1．电功
(1)定义：电流在一段电路中所做的功等于这段电路两端的电压、电路中的电流、通电时间三者的乘积．
(2)公式：W＝IUt.
(3)单位：国际单位是焦耳，符号是J.
(4)意义：描述电能转化为其他形式能的多少．
2．电功率
(1)定义：单位时间内电流所做的功．
(2)公式：P＝IU.
(3)单位：瓦特，符号是W.
(4)意义：描述电能转化为其他能的快慢或者是电流做功的快慢
二：焦耳定律
1．内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比．
2．表达式：Q＝I2Rt.
3．热功率
1．纯电阻电路与非纯电阻电路的比较
两种电路
比较内容
纯电阻电路
非纯电阻电路
元件特点
电路中只有电阻元件，只能把电能转化为内能
除电阻外还包括能把电能转化为其他形式能的用电器
欧姆定律
服从欧姆定律，I＝
不服从欧姆定律，U＞IR或I＜
能量转化
电流做功，电能全部转化为内能
电流做功，电能除转化为内能外还要转化为其他形式的能
元件举例
电阻、电炉丝、白炽灯等
电动机、电解槽等
2.电功与电热的比较
(1)电功与电热
纯电阻电路
非纯电阻电路
能量转化
电功
W＝UIt＝I2Rt＝t
W＝UIt
电热
Q＝UIt＝I2Rt＝t
Q＝I2Rt
关系
W＝Q
W>Q
(2)电功率与热功率
纯电阻电路
非纯电阻电路
电功率
P电＝UI＝I2R＝
P电＝UI
热功率
P热＝UI＝I2R＝
P热＝I2R
关系
P电＝P热
P电>P热
一：电功与电功率
1．额定电压都是110V，额定功率PL1=60W，PL2=40W的电灯两盏，若接在电压是220V的电路上，使两盏电灯均能正常发光，现有甲乙两电路。其滑动变阻器功率分别为（ ）
A．40W，100W B．20W， 100W C．60W，40W D．30W，100W
2．有三个电阻的阻值及额定功率分别为、、、、、，它们组成的电路如图甲、乙、丙所示，关于各图的说法正确的是（ ）
A．图甲两端允许加的最大电压为 B．图乙干路允许流过的最大电流为
C．图丙两端允许加的最大电压为 D．图丙允许消耗的最大电功率为
3．两只额定电压均为 110V 的灯泡 A 和 B，额定功率分别为 100W 和 40W，为了使它们接到 220V 电源上能正常发光，同时电路消耗的电功率最小，如图所示的四个电路中最合 理的是图（ ）
A． B．
C． D．
二：焦耳定律
4．下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中错误的是（ ）
A．电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多
B．适用于任何电路，而只适用于纯电阻电路
C．在非纯电阻电路中，
D．焦耳热适用于任何电路
5．一只风扇，标有“U、P”，电动机线圈电阻为R，把它接入电压为U的电路中，以下几种计算电风扇发热量的方法，正确的是（ ）
A． B． C． D．以上三种都正确
6．两根由同种材料制成的均匀电阻丝 A、B并联在电路中，A的长度为 2L，直径为 d；B的 长度也为 L，直径为 2d，那么通电后，A、B在相同的时间内产生的热量之比为
A．QA∶QB＝1∶8 B．QA∶QB＝8∶1
C．QA∶QB＝1∶2 D．QA∶QB＝4∶1
三：非纯电路的计算（电动机类型)
7．在研究微型电动机的性能时，可采用如图所示的实验电路，电路中电表均为理想电表。当调节滑动变阻器R，使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.5A和1.0V；重新调节R，使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0A和15.0V。则当这台电动机正常运转时（ ）
A．电动机的内阻为20W
B．电动机的内阻为7.5W
C．电动机的输出功率为30W
D．电动机的输出功率为22W
8．如图所示、已知直流电动机M的内电阻为R欧姆，电源的内电阻为r欧姆，当电动机正常工作时，伏特表的读数为U，安培表的读为I，那么（ ）
A．t秒内电动机产生的热量为IUt焦耳
B．t秒内电动机产生的热量为I2Rt焦耳
C．t秒内电动机消耗的电能为I2Rt焦耳
D．t秒内电源产生的热量为IUt焦耳
9．如图所示是一直流电动机竖直向上匀速提升质量为的重物时的电路图，已知电动机内电阻，定值电阻，直流电压，理想电压表示数，重力加速度g取，不计机械损耗，则提升速度大小是（ ）
A．2.5m/s B．2.8m/s C．3.2m/s D．3.5m/s
四：含电动机类型的综合计算
10．如图所示，电源电动势，小灯泡标有“”，开关接，当变阻器调到时，小灯泡正常发光，现将开关接，小灯泡和电动机均正常工作。则（ ）
A．流过电动机的电流为 B．电动机的内阻为
C．电动机正常工作电压为 D．电动机的输入功率为
11．小明坐在汽车的副驾驶位上看到一个现象：当汽车的电动机启动时，汽车的车灯会瞬时变暗。汽车的电源、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图所示，已知汽车电源电动势为15 V，内阻为0.1Ω。车灯接通电动机未启动时，电流表示数为15A（车灯可看作不变的电阻）；电动机启动的瞬间，电流表示数达到60 A，电动机的线圈电阻为0.1Ω。下列论述正确的是（ ）
A．车灯接通电动机未启动时，车灯的功率为225W
B．电动机启动时，车灯的功率为54W
C．电动机启动时输出的机械功率为195W
D．电动机启动时，电源输出的功率为540W
12．如图所示，电源电动势，内阻，两个小灯泡均标有“3V，1.5W”，R为定值电阻。开关S闭合，电动机M转动稳定后，两小灯泡恰能正常工作，则（ ）
A．定值电阻R的阻值为10Ω B．电动机的线圈电阻为6Ω
C．电动机与电阻R消耗的电功率相等 D．电动机的输出功率为1.5W
五：含电动机卡住功率计算
13．在研究微型电动机的性能时，应用如图所示的实验电路，当调节滑动变阻器R使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.5A和2.0V。重新调节R使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为2.0A和24.0V。则这台电动机正常运转时输出功率为（ ）
A．47W B．44W C．32W D．18W
14．某同学对时下流行的一款充一次电就可使用一个月的电动牙刷产生了兴趣，于是他对电动牙刷内的主要部件﹣﹣微型电动机的性能进行了研究。运用如图所示的实验电路，调节滑动变阻器R使电动机停止转动，电流表和电压表的示数分别为200mA和1.2V．重新调节R并使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为100mA和2.4V．则这微型台电动机正常运转时输出功率为（ ）
A．0.24W B．0.16W C．0.18W D．0.06W
15．某同学用如图所示的电路进行小电动机M的输出功率的研究，（图中电表均为理想仪表） 其实验步骤如下所述，闭合电键后，调节滑动变阻器，电动机未转动时，电压表的读数为，电流表的读数为；再调节滑动变阻器，电动机 转动后电压表的读数为，电流表的读数为，则（ ）
A．电动机内阻r既等于，也等于
B．在电动机未转动时，电动机内阻消耗的功率为
C． 在电动机转动时，电动机消耗的功率为
D．在电动机转动时，电动机输出功率为
一、单选题
16．LED灯可将电能高效转化为光能，在日常生活中得到普遍应用。某LED灯的额定电压为5.0V，额定功率为3.0W，其照明亮度与25W的白炽灯相当。该LED灯在额定电压下工作时的电流为（ ）
A．0.25A B．0.60A C．1.7A D．3.0A
17．如图所示，电源的电动势为30 V，内电阻为1 Ω，一个标有“6 V，12 W”的电灯与一个绕线电阻为2Ω的电动机串联，开关闭合后，电路中的电灯正常发光，则下列说法正确的是（ ）
A．电路中的电流为2 A B．电动机两端的电压为4 V
C．电源消耗的功率为1 W D．电动机的输出功率为44W
18．下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是（ ）
A．电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多
B．静电力做功使金属导体内的自由电子运动的速率越来越大
C．电流通过电动机时的电功率和热功率相等
D．焦耳热Q=I2Rt适用于任何电路
19．电吹风机中有电动机和电热丝两部分，已知电动机线圈的电阻为R1，它和阻值为R2的电热丝串联．设电吹风机工作时两端的电压为U，通过线圈的电流为I，消耗的电功率为P，则下列关系正确的是( )
A．P>UI B．P＝I2(R1＋R2) C．U＝I(R1＋R2) D．P>I2(R1＋R2)
20．某地强风的风速约为，空气的密度为，如果把通过横截面积的风的动能有40%转化为电能，则用上述已知量计算风能转化电能的功率表达式为（ ）
A． B． C． D．
21．物理爱好者小张想根据自己所学的物理知识估算喷泉广场上一眼喷泉的电机输出功率。通过测量，他得知该喷泉喷口的出水截面积为，喷口朝向与地面夹角为 60°，喷出的水柱能到达的最高点距喷口的高度约为。已知水的密度，重力加速度取。据此，小张估算此喷泉的电机输出功率为（ ）
A．4 kW B．8 kW C．12 kW D．16 kW
22．赛力斯华为智选电动拥有两台电动机，在日常城市驾驶纯电动模式下可以行驶180公里。如图所示，为汽车的蓄电池、电流表、车灯、电动机连接的简化电路，汽车蓄电池电动势为，内阻为。闭合，车灯接通后，电动机未起动，电流表示数为；再闭合，电动机启动的瞬间，电流表示数为，假设电灯的电阻不变，不计电流表内阻，则（ ）
A．闭合电动机未启动时，车灯的功率为
B．电动机启动瞬间，车灯两端的电压为
C．电动机启动瞬间，车灯的功率减少了
D．电动机启动瞬间，电动机消耗的功率为
23．按如图甲所示连接电路，实验中闭合电键S后，逐渐调节电阻箱的电阻，并记录阻值R和电流表的示数I，用描点法得如图乙所示其电I电阻R的图像。当电阻箱阻值时，则此时电阻箱消耗的电功率为（ ）
A． B． C． D．
24．如图甲所示，用充电宝为一手机电池充电，其等效电路如图乙所示。在充电开始后的一段时间内，充电宝的输出电压V、输出电流A，可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻，则1min内（ ）
A．充电宝输出的电功率为3.18W
B．充电宝产生的热功率为0.18W
C．手机电池储存的化学能为169.2J
D．手机电池产生的焦耳热为18J
25．如图所示，为某一电吹风的电路结构图和铭牌，通过改变选择开关金属档片的位置可以实现电吹风功能的转换。下列说法中正确的是（ ）
A．档片连接B、C时，电吹风处于吹热风状态
B．电动机的电阻为2420Ω
C．吹热风时，电热丝的电阻为
D．吹热风时，通过电热丝的电流为2A
一、单选题
26．如图所示，一直流电动机与阻值R=9Ω的电阻串联在电路上，电源电动势E=30V，内阻r=1Ω，用理想电压表测出电动机两端电压U=10V，已知电动机线圈电阻Rm=1Ω，则下列说法中正确的是（ ）
A．通过电动机的电流为10A
B．通过电动机的电流小于10A
C．电动机的输出功率大于16W
D．电动机的输出功率小于16W
27．电动机与小电珠串联接人电路，电动机正常工作时，小电珠的电阻为R1，两端电压为U1，流过的电流为I1；电动机的内电阻为R2，两端电压为U2，流过的电流为12．则
A． B． C． D．
28．下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中错误的是（ ）
A．电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多
B．适用于任何电路，而只适用于纯电阻电路
C．在非纯电阻电路中，
D．焦耳热适用于任何电路
29．一车载加热器（额定电压为）发热部分的电路如图所示，a、b、c是三个接线端点，设ab、ac、bc间的功率分别为、、，则（ ）
A． B．
C． D．
30．利用电动机通过如图所示的电路提升重物，已知电源电动势E=6V，电源内阻r=1Ω，电阻R=3Ω，重物质量m=0.20kg。当将重物固定时，电压表的示数为5V。当重物不固定，且电动机最后以稳定的速度匀速提升重物时，电压表的示数为5.5V。不计摩擦，g取10m/s2。下列说法正确的是（ ）
A．电动机内部线圈的电阻为1Ω
B．稳定匀速提升重物时，流过电动机的电流为1A
C．重物匀速上升时的速度为0.75m/s
D．匀速提升重物时电动机输出的机械功率是2W
31．如图所示为汽车蓄电池与车灯（电阻不变）、启动电动机组成的电路，蓄电池内阻为，电流表和电压表均为理想电表。只接通时，电流表示数为10A，电压表示数为12V；再接通，启动电动机工作时，电流表示数变为8A，则此时通过启动电动机的电流是（ ）
A．2A B．8A C．50A D．58A
32．如图所示的电路中，R1=8Ω，R2=4Ω，R3=6Ω，R4=3Ω，U=42V．（）
A．R1、R2、R3、R4的电压之比等于4：2：1：1
B．R1、R2、R3、R4的电流之比等于4：2：1：2
C．R1、R2、R3、R4的功率之比等于12：6：2：1
D．电路的总电阻等于21Ω，总功率等于126W
33．把六个相同小灯泡接成如图甲、乙所示的电路，调节变阻器使灯泡均正常发光，甲、乙两电路所消耗的功率分别用和表示，则下列结论中正确的是（ ）
A． B．
C． D．
二、多选题
34．如图所示是一个直流电动机提升重物的装置，重物质量m=50kg，电源电压U=100V，不计各处的摩擦，当电动机以v=0.9m/s的恒定速度将重物向上提升1m时，电路中的电流I=5A，g取10m/s2，由此可知（ ）
A．电动机线圈的电阻r=2Ω B．电动机线圈的电阻r=1Ω
C．此过程中无用功为50J D．该装置的效率为90%
35．如图所示，电源电动势为12 V，内阻为1 Ω，电阻R1为1 Ω，R2为6 Ω，电动机额定电压U为6 V，线圈电阻RM为0.5 Ω．开关闭合后，电动机恰好正常工作，下列说法正确的有
A．电源的路端电压是10 V
B．电源的内耗功率是10 W
C．电动机消耗的电功率是12 W
D．电动机产生的机械功率是10 W
36．如图所示的电路中，输入电压U恒为16V，灯泡L标有“6V，6W”字样，电动机线圈的电阻RM=1Ω，若灯泡恰能正常发光，则下列说法中正确的是（ ）
A．电动机的输入功率为16W
B．电动机的输出功率为10W
C．电动机的热功率为1W
D．整个电路消耗的电功率为16W
37．额定电压均为220V的白炽灯L1和L2的U－I特性曲线如图甲所示，现将和L2完全相同的L3与L1和L2一起按如图乙所示电路接入220V电路中，则下列说法正确的是（ ）
A．L2的额定功率约为99W
B．L2的实际功率约为17W
C．L2的实际功率比L3的实际功率小17W
D．L2的实际功率比L3的实际功率小82W
38．如图所示，电阻，电动机的绕组电阻。当开关打开时，电流表的示数是I，电路消耗的电功率为P。当开关合上后，电动机转动起来．若保持电路两端的电压不变，电流表的示数I′和电路消耗的电功率P′应是（ ）
A． B．
C． D．
39．电饭锅工作时有两种状态。一种是锅内水烧干前的加热状态，另一种是锅内水烧干后保温状态，如图所示是电饭锅电路原理示意图，K是感温材料制造的开关。下列说法中正确的是（ ）
A．其中R2是供加热用的电阻丝
B．当开关S接通时电饭锅为加热状态，S断开时为保温状态
C．要使R2在保温状态时的功率为加热状态的一半，应为2：1
D．要使R2在保温状态时的功率为加热状态时一半，应为
三、解答题
40．一台电风扇，内阻为20Ω，接上220V电压后，消耗功率66W．
（1）电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少？
（2）电风扇正常工作时转化为机械能的功率是多少？转化为内能的功率是多少？电动机的效率多少？
（3）如果接上电源后，电风扇的风叶被卡住，不能转动，这时通过电动机的电流，以及电动机消耗的电功率和发热功率是多少？
41．如图所示，是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图 电动机内电阻，电路中另一电阻 ，直流电压 ，电压表示数 试求：
（1）通过电动机的电流；
（2）输入电动机的电功率；
（3）电动机的输出功率；
42．如图所示的电路中，电源电动势E=10V，内阻r=0.5Ω，电动机的电阻R0=1.0Ω，电阻R1=1.5Ω．电动机正常工作时，电压表的示数U1=3.0V，求：
（1）电动机的输出电功率；
（2）电源的输出功率．
43．如图所示，线路的电压，每条输电线的电阻，电炉的电阻，电动机M的线圈电阻是。求：
（1）开关S断开时，电炉上的电压和它消耗的电功率。
（2）开关S闭合以后，电动机正常工作，且电动机两端的电压为180V。求这台电动机的热功率和机械功率各是多少（结果保留2位小数）？
参考答案
1．B
【详解】
两灯的额定电流分别为
，
甲图中流过滑动变阻器的电流为
图中流过滑动变阻器的电流为
滑动变阻器功率分别为
故选B。
2．B
【详解】
由、，得
，
由、，得
，
由、，得
，
A．图甲中三个电阻串联，取最小额定电流，则最大电流为，最大电压为
故A错误；
B．图乙中三个电阻并联，取最小额定电压，则最大电压为，最大电流为
故B正确；
C．图丙中与并联，取最小额定电压，则最大电压为，最大电流为
并联部分与电阻串联，取最小额定电流，则最大电流为，故电阻的电压为
故丙图的最大电压为
故C错误；
D．图丙中与并联，功率为
电阻的功率
电路中的总功率
故D错误。
故选B。
3．C
【详解】
A．灯泡的额定电压为110V，图中，A灯泡的电压等于220V，大于额定电压，烧坏了，故A错误；
BC．把AB并联之后与电阻串连接入电路的话，当电阻的阻值与AB并联的总的电阻相等时，AB就可以正常发光，此时电阻消耗的功率为AB灯泡功率的和，所以电路消耗的总的功率的大小为280W；由于额定电压都是110V，额定功率、，由此可知，把灯泡B与电阻并联的话，可以使并联部分的电阻减小，可能使A与并联部分的电阻相同，所以AB能同时正常发光，并且电路消耗的功率与A灯泡的功率相同，所以总功率的大小为200W，故C图的电功率最小，B图不是；
D．由于额定电压都是110V，额定功率，由此可知，把灯泡A与电阻并联的话，会使并联的部分的电阻更小，所以AB的电压不会平分，AB不会同时正常发光，故D错误；
故选C。
【点睛】
由题可知，灯泡的电压相等，但是灯泡的功率不同，由此可以知道两种灯泡的电阻的大小不同，再由电路的串并联的知识先逐个分析灯泡能否正常的发光，再判断消耗的功率最小的电路。
4．A
【详解】
A．电功率越大，表示电流做功越快，但是电路中产生的焦耳热量的多少还与做功的时间的长短和是否是纯电阻电路有关， A错误；
B．适用于任何电路，而只适用于纯电阻电路，B正确；
C．在非纯电阻电路中，总功率大于热功率，，C正确；
D．焦耳热适用于任何电路，D正确；
本题选择错误的，故选A。
5．C
【详解】
A．带有风扇的电路是非纯电阻电路，欧姆定律不适用，A错误；
B．标有“U、P”的P不是发热功率，B错误；
CD．通过电动机的电流
在根据焦耳定律可求得
C正确，D错误；
故选C。
6．A
【解析】
【详解】
电阻丝、的长度之比为，直径比为，则横截面积比为，根据电阻定律知，电阻之比为
电阻丝、并联在电路中，电压相同，根据可得电阻丝、的电流之比为：
根据可知电阻丝、在相同的时间内热量之比为：
A．与分析相符，故A正确；
B．与分析不符，故B错误；
C．与分析不符，故C错误；
D．与分析不符，故D错误。
7．D
【详解】
AB．电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.5A和1.0V，则电动机的电阻
AB错误；
CD．电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为I2=2.0A和U2=15.0V；电动机的总功率为
电动机内电阻消耗的热功率为
电动机正常运转时的输出功率是
C错误D正确。
故选D。
8．B
【详解】
AB．t秒内电动机产生的热量为I2Rt焦耳，故A错误，B正确；
C．t秒内电动机消耗的电能为UIt焦耳，由于电动机为非纯电阻，则不能表示为I2Rt焦耳，故C错误；
D．t秒内电源产生的热量为I2rt焦耳，故D错误。
故选B。
9．A
【详解】
通过电动机的电流
对电动机由能量关系
解得
v=2.5m/s
故选A。
10．A
【详解】
A．小灯泡的额定电流为
电阻为
当接时，由闭合电路欧姆定律可知
代入数据解得
当接时灯泡正常发光，流过的电流为
即流过电动机的电流为，故A正确；
BCD．电源内阻分的电压为
故电动机分的电压为
电动机的输入功率为
电动机的内阻
故BCＤ错误。
故选A。
11．D
【详解】
A．根据闭合电路的欧姆定律得灯泡电阻为
车灯的功率为
A错误；
B．电动机启动时，路端电压为
车灯的功率为
B错误；
C．电动机启动时，电动机的电流为
电动机启动时输出的机械功率为
C错误；
D．电动机启动时，电源输出的功率为
D正确。
故选D。
12．C
【详解】
C．因为两灯泡一样并正常发光，所以两个支路的电压和电流均相等，即两支路的功率相等，去掉灯泡功率后，电动机与电阻R消耗的电功率相等。C正确；
A．根据灯泡参数，得到灯泡电流为
路端电压为
对于电阻R支路，有
A错误；
BD．电动机消耗的功率为
因为电动机为非纯电阻电路，所以电动机的发热功率、输出功率均小于电动机功率，即
解得
BD错误。
故选C。
13．C
【详解】
电动机内阻为
电动机正常运转时
解得，C正确，ABD错误。
故选C。
14．C
【解析】
【分析】
根据公式可求电动机停转时的电阻；利用公式P=UI可求电动机的总功率，根据公式可求内阻消耗的热功率，总功率与内阻消耗的热功率之差就是电动机的输出功率；
【详解】
电动机的电阻：，电动机的总功率：，电动机内阻消耗的功率：，电动机正常运转时的输出功率是，故C正确，A、B、D错误；
故选C。
15．D
【解析】试题分析：闭合电键后，电动机未转动时，此时电动机看成纯电阻，则电动机的内阻，当电动机正常工作时，不能看成纯电阻，故其内阻不等于，故A错误；在电动机未转动时，电动机内阻消耗的功率为，故B错误；电动机转动后，电动机的电功率，发热功率，则电动机的输出功率，故C错误，D正确；故选D.
16．B
【详解】
已知LED灯的额定电压为5.0V，额定功率为3.0W，则LED灯在额定电压下工作时的电流，由电功率公式可得
故选B。
17．A
【详解】
A．电路中的电流为
故A正确；
B．电动机两端电压为
故B错误；
C．电源消耗的功率为
故C错误；
D．电动机输出的机械功率为
故D错误。
故选A。
18．D
【详解】
A．对于一段电路，Q=Pt，即Q与P、t都有关，所以P越大，Q不一定越大，故A错误；
B．由电流的微观表达式I=neSv，同一金属导体内电流不变，所以电子运动的速率不变，故B错误；
C．在电动机中，电流做的功=焦耳热+机械能，所以W>Q，即IU>I2R，故C错误；
D．Q=I2Rt是焦耳热的定义式，适用于任何电路，故D正确。
故选D。
19．D
【详解】
A．电吹风机中有电动机，而电动机为非纯电阻用电器，电动机消耗的功率
P＝UI
对纯电阻电路和非纯电阻电路都成立，A错误；
BCD．由于整个电路属于非纯电阻性电路，因此满足
可得出
，
BC错误，D正确。
故选D。
20．C
【详解】
在t时间内通过横截面积S的空气的体积为
V=Svt
在t时间内通过横截面积S的空气的质量为
m=ρV
在t时间内通过横截面积S的空气的动能为
因为风的动能有转化为电能，所以在t时间内得到的电能为
W=40%Ek
则电功率为
联立以上各式，解得
故选C。
21．B
【详解】
由斜抛运动可知
解得
设在∆t时间内从喷口喷出的水的质量为∆m，则
则此喷泉的电机输出功率为
带入数据解得
故选B。
22．C
【详解】
A．闭合电动机未启动时，车灯两端的电压
车灯的功率为
选项A错误；
B．电动机启动瞬间，车灯两端的电压为
选项B错误；
C．车灯电阻
电动机启动瞬间，车灯的功率
车灯的功率减少了
选项C正确；
D．电动机启动瞬间，车灯的电流
电动机消耗的功率为
选项D错误。
故选C。
23．A
【详解】
根据乙图可知，当电阻箱阻值时，此时电流为0.2A，则此时电阻箱消耗的电功率为
故A正确，BCD错误。
故选A。
24．C
【详解】
A．充电宝输出的电功率为
A错误；
B．充电宝的内阻未知，所以产生的热功率无法确定。B错误；
C．手机电池储存的化学能为
C正确；
D．手机电池产生的焦耳热为
D错误。
故选C。
25．D
【详解】
A．档片连接B、C时，只把电动机接通了，则电吹风处于吹冷风状态，选项A错误；
B．根据题中条件不能求解电动机的电阻，选项B错误；
CD．吹热风时，电热丝的功率为440W，则电热丝的电阻为
此时电热丝的电流为
选项C错误，D正确；
故选D。
26．B
【详解】
AB．根据闭合电路欧姆定律，有：
解得
故A错误，B正确；
CD．电动机的输出功率：
故CD错误．
27．D
【详解】
由题意可知I1=I2，选项A错误；因U2>I2R2，U1=I1R1，则，选项BC错误，D正确；故选D.
28．A
【详解】
A．电功率越大，表示电流做功越快，但是电路中产生的焦耳热量的多少还与做功的时间的长短有关，A错误；
B．公式是计算电路的总功的大小，适用于任何的电路。当为纯电阻电路时，根据欧姆定律，可以推导出，所以只能适用于纯电阻电路，B正确；
C．在不是纯电阻的电路中，UI表示的是总的功率的大小，而只是电路中发热的功率，电流中还对外做功的功率，所以，所以C正确；
D．焦耳热适用于任何电路中的焦耳热量的计算，D正确。
本题选错误的，故选A。
【点睛】
每个公式的使用的条件是不同的，掌握住公式的使用的条件，这是做题的前提条件。
29．D
【详解】
接ab，则电路的总电阻为
接ac，则电路的总电阻为
接bc，则电路的总电阻为
由题知，不管接那两个点，电压不变，为U=24V，根据
可知
故选D。
30．C
【详解】
A．当将重物固定时，电动机没有机械能输出，整个电路是纯电阻电路，根据闭合电路欧姆定律可知电路中内电压为
则电路中的电流为
设电动机线圈电阻为，又
代入数据解得，故A错误；
B．当电动机匀速提升重物时，电路的内电压为
则电路中的电流为
所以稳定匀速提升重物时，通过电动机的电流为，故B错误；
CD．重物匀速上升时，电动机两端的电压为
电动机的机械功率为
当重物匀速上升时，其电动机的牵引力等于重物的重力，即
由得重物匀速上升的速度为
故C正确，D错误。
故选C。
31．C
【详解】
只接通S1时，由闭合电路欧姆定律，电池的电动势为
E=U+Ir=12V+10×0.05V=12.5V
车灯的电压为
再接通S2后，流过电动机的电流为
故ABD错误，C正确。
故选C。
32．A
【详解】
A．R3与R4的总电阻：
由于R1、R2及串联，电流相等，电压之比扥与电阻之比，故电压之比为4：2：1：1，故A正确.
B．根据电路串并联替身可知，流过R3和R4的电流与电阻成反比，故电流之比为1：2，而流过R1和R2的电流纸币为1：1，流过R3的电流与干路电流的关系为：
故电之比为3：3：1：2，故B错误.
C．R1、R2串联，功率之比为2：1，R3、R4并联，由：
可知功率之比为1：2；流过R3的电流与干路电流的关系为：
则P2：P3=6：1，故R1、R2、R3、R4的功率之比等于12：6：1：2，故C错误.
D．电路中的总电阻为：
根据欧姆定律得：
则总功率为：
故D错误
33．D
【详解】
设灯泡正常发光时的电流为I，对于甲图，电路的总的电流为3I，此时甲的总功率的大小为，对于乙图，电流的总电流的大小就为I，此时乙的总功率的大小为，所以．
ABC.根据计算得：，ABC错误；
D.根据计算得：，D正确．
34．AD
【详解】
AB：电动机以v=0.9m/s的恒定速度将重物向上提升
对电动机解得
故A项正确，B项错误．
C：此过程中无用功 又，解得．故C项错误．
D：该装置的效率 ．故D项正确．
【点睛】
纯电阻元件，欧姆定律适用，电功等于电热，电功率等于热功率；非纯电阻元件，欧姆定律不适用，电功大于电热，电功率大于热功率，其它功率等于电功率减去热功率．
35．CD
【详解】
A．电动机两端电压为6V，所以电源内电压与电阻R1两端电压之各为6V，由欧姆定律有
解得：
所以电源内电压为
所以电源的路端电压为
故A错误；
B．电源的内耗功率
故B错误；
C．流过R2的电流为
由并联电路的电流特点可知，流过电动机的电流为
电动机消耗的电功率
故C正确；
D．电动机的发热功率为
电动机产生的机械功率
故D正确．
36．CD
【详解】
电动机两端的电压U1=U-UL=16-6V=10V，整个电路中的电流，所以电动机的输入功率P=U1I=10×1W=10W，故A错误；电动机的热功率P热=I2RM=1×1W=1W，则电动机的输出功率P2=P-I2RM=10-1W=9W，故B错误，C正确；整个电路消耗的功率P总=UI=16×1W=16W，故D正确．所以CD正确，AB错误．
37．ABD
【详解】
A．由L2的伏安特性曲线可得，在额定电压220V时的电流为0.45A，则L2的额定功率为
P额＝U额I额＝99W
故A正确；
B．图示电路为L1和L2串联再与L3并联，所以L1和L2串联后两端的总电压为220V，那么流过L1和L2的电流及两灯的电压满足
I1＝I2
U1＋U2＝220V
由L1和L2的U－I图线可知
I1＝I2＝0.25A
U1＝152V
U2＝68V
故灯L2的实际功率
P2＝I2U2＝17W
故B正确；
CD．由于L3两端的电压为220V，故
P3＝P额＝99W
则
P3－P2＝82W
故C错误，D正确。
故选ABD。
38．BD
【详解】
当电键S断开时，电动机没有通电，欧姆定律成立，所以电路两端的电压：
当电键合上后，电动机转动起来，电路两端的电压，通过电动机的电流应满足
所以
所以 电流表的示数
电路消耗的电功率
A、C错误，B、D正确；
故选BD。
【点睛】
本题考查电动机的性质。
39．ABD
【详解】
AB．如图所示，由得，当接通K时，电阻变小，功率变大，处于加热状态；当断开K时，电阻变大，功率变小，处于保温状态，则R2是供加热用的电阻丝，当开关K接通时电饭锅为加热状态，K断开时为保温状态，故AB正确；
CD．使R2在保温状态时的功率为加热状态的一半，由P=I2R可得：电阻R2在保温与加热状态下的电流之比，所以
则
故C错误，D正确。
故选ABD。
40．(1)0.3 A (2)1.8 W 64.2 W 97.3% (3)11 A 2 420 W 2 420 W
【详解】
（1）由P=UI可得电流为：I==0.3A；
线圈电阻发热功率：PQ=I2r=1.8W；
机械功率：P机=P-PQ=64.2W；
η=×100%=97.3%
（2）当叶片不转动时，作纯电阻，根据欧姆定律，有：I==11A；
电动机消耗的电功率等于电机的发热功率：P=UI=I2r=11×11×20=2420W．
【点睛】
对于电功率的计算，一定要分析清楚是不是纯电阻电路，对于非纯电阻电路，总功率和发热功率的计算公式是不一样的．
41．(1)5A(2)500W(3)475W
【详解】
（1）解：两端电压：
则通过电阻R的电流
电动机与电阻串联，则通过电动机的电流也为
（2）解：电动机的输入功率：
（3）解：电动机的输出功率：
42．（1）8 W （2）18 W
【详解】
（1）电动机正常工作时，总电流为
电动机两端的电压为
U=E-Ir-U1=（10-2×0.5-3.0）V=6 V；
电动机的输入电功率为
P电=UI=6×2 W=12 W
电动机消耗的热功率为
P热=I2R0=22×1.0 W=4 W
电动机的输出功率为
P输出=P电-P热=（12-4）W=8 W
（2）电源的输出功率为
P出=P-P内=IE-I2r=（10×2-22×0.5）W=18 W
43．（1）200V，；（2）19.36W，
【详解】
（1）开关S断开时，根据欧姆定律，有
电炉上的电压：
电炉上的电功率
（2）闭合S后，流过r的电流为
流过的电流
流过电动机M的电流
电动机的热功率
电动机的机械功率
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