第15讲 电路中的能量转化-2023-2024学年高二物理专题突破(人教版2019必修第三册)

第15讲：电路中的能量转化【考点梳理】考点一、电功和电功率1．电功(1)电功是指电路中静电力对定向移动的电荷所做的功，电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程．(2)电功的计算公式：W＝UIt.单位：焦耳，符号为J.常用的单位：千瓦时(kW·h)，也称“度”，1 kW·h＝3.6×106 J.2．电功率(1)定义：电流在一段电路中所做的功与通电时间之比．(2)公式：P＝eq \f(W,t)＝UI.(3)单位：瓦特，符号为W.(4)意义：表示电流做功的快慢．考点二、焦耳定律1．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.2．热功率(1)定义：单位时间内的发热量称为热功率．(2)表达式：P热＝I2R.(3)物理意义：表示电流发热快慢的物理量．考点三、电路中的能量转化从能量转化与守恒的角度看，电动机从电源获得能量，一部分转化为机械能，还有一部分转化为内能，即P电＝P机＋P损，其中P电＝UI，P损＝I2R.重难点技巧总结1．串、并联电路的功率分配关系(1)串联电路中各个电阻的电功率跟它的阻值成正比，即eq \f(P1,R1)＝eq \f(P2,R2)＝…＝eq \f(Pn,Rn)＝I2.(2)并联电路中各个电阻的电功率跟它的阻值成反比，即P1R1＝P2R2＝…＝PnRn＝U2.(3)无论是串联电路还是并联电路，电路消耗的总功率均等于电路中各电阻消耗的功率之和．2．纯电阻电路与非纯电阻电路(1)纯电阻电路：电流通过纯电阻电路做功时，电能全部转化为导体的内能．(2)非纯电阻电路：含有电动机或电解槽等的电路称为非纯电阻电路．在非纯电阻电路中，电流做功将电能除了部分转化为内能外，还转化为机械能或化学能等其他形式的能．例如电动机P总＝P出＋P热．3．纯电阻电路和非纯电阻电路的比较【题型归纳】题型一：电功与电功率的计算和应用1．（2023秋·浙江绍兴·高二统考期末）如图所示，电路中电阻，，，A、B之间的电压恒为100V，电压表和电流表均为理想电表。下列说法正确的是（　　）A．电压表的示数为60V B．电流表的示数为2.5AC．电阻两端的电压为60V D．电阻消耗的电功率为100W【答案】A【详解】A．电压表为理想电表，因此电压表的示数为电阻R3两端的电压，则有A正确；     B．电流表的示数为电路中的总电流，由欧姆定律可知B错误；C．电压表为理想电表，则电阻两端的电压是零，C错误；D．由电功率公式，可得电阻消耗的电功率为D错误。故选A。2．（2023秋·重庆沙坪坝·高二重庆南开中学校联考期末）如图所示的电路中，，电源内阻。当开关S与1接通时，电功率为，当开关S与2接通时，电功率为。则与的比值为（　　）A． B． C． D．【答案】C【详解】当开关S与1接通时，当开关S与2接通时得：故选C。3．（2022秋·黑龙江鹤岗·高二鹤岗一中校考期中）如图所示，a、b两点间的电压为9V，三个电阻的阻值分别为、。下列说法正确的是（    ）A．、、两端的电压之比为B．、、消耗的电功率之比为C．在相等的时间内，通过、、的电荷量之比为D．在相等的时间内，、、产生的焦耳热之比为【答案】B【详解】A．电路中的总电阻为电路中的电流则两端电压并联部分两端电压为所以、、两端的电压之比为，故A错误；B．根据可得、、消耗的电功率之比为，故B正确；C．根据欧姆定律可得通过、、的电流之比为，根据可得在相等时间内通过、、的电荷量之比为等于通过它们的电流之比，即，故C错误；D．根据结合选项B，可以得到在相等时间内产生的焦耳热之比为，故D错误。故选B。题型二：混联电路中的功率计算4．（2023·全国·高二课堂例题）如图所示为某一电路的一部分，其中R1=10Ω， R2=R3=20Ω，下列关于R1、R2、R3消耗的电功率P1、P2、P3，以及R1、R2、R3两端的电压U1、U2、U3的关系正确的是（　　）A．U1：U2：U3=1：2：2 B．U1：U2：U3=1：1：1C．P1：P2：P3=1：1：1 D．P1：P2： P3=1：2：2【答案】B【详解】AB．设流过R1的电流为I，则可得U1：U2：U3=1：1：1故A错误，B正确；CD．根据公式可得故CD错误。故选B。5．（2022秋·河南南阳·高二校考阶段练习）如图所示，把4个完全相同的灯接成如图所示的（a）、（b）两个电路，两电路电源输出电压相同且一定，调节变阻器R1、R2使灯均正常发光，设两个电路消耗的功率分别为Pa、Pb，则（　　）A．4Pa=Pb B．Pa=4PbC．Pa4Pb【答案】B【详解】令灯泡的额定电压与额定电流分别为、，则a电路中干路电流为，消耗的功率为b电路干路电流为，消耗的功率为可知Pa=4Pb故选B。6．（2023秋·山东东营·高二利津县高级中学校考开学考试）额定电压均为110V，额定功率PA=100W，PB=40W的A、B两盏灯泡，若接在电压为220V的电路上，使两盏灯泡均能正常发光，且消耗功率最小的电路是（　　）A． B． C． D．【答案】C【详解】判断灯泡能否正常发光，就要判断实际电压是不是额定电压或实际电流是不是额定电流，对灯泡有可知RA110V，B灯被烧毁，UARA，A灯与滑动变阻器并联，并联电阻小于RB，所以UB>U并，则UB>110V，B灯被烧毁，A灯不能正常发光；对于C电路，B灯与滑动变阻器并联，并联电阻可能等于RA，所以可能UA=UB=110V两灯可以正常发光；对于D电路，若滑动变阻器的有效电阻等于A灯、B灯的并联电阻，则UA=UB=110V两灯可以正常发光。比较C、D两个电路，当灯A、B均正常发光时，由于C电路中滑动变阻器功率为PC=（IA-IB）×110V而D电路中滑动变阻器功率为PD=（IA＋IB）×110V所以C电路消耗电功率最小。故选C。题型三：焦耳定律的计算7．（2023秋·上海浦东新·高二校考期末）如图 1 所示，用充电宝为一手机电池充电，其等效电路如图 2 所示。在充电开始后的一段时间 t 内，充电宝的输出电压 U、输出电流 I 可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻为 r，则时间 t 内（　　）A．充电宝输出的电功为 UItB．充电宝产生的热功率为 I 2rC．手机电池产生的焦耳热为tD．手机电池储存的化学能为 UIt＋I 2rt【答案】A【详解】A．充电宝的输出电压U、输出电流I，所以时间 t 内充电宝输出的电功为W=UIt故A正确；B．充电宝内的电流也是I，但其内阻未知，所以无法判断充电宝产生的热功率，故B错误；C．U是充电宝的输出电压，不是手机电池的内电压，所以不能用，计算手机电池产生的焦耳热，手机电池产生的焦耳热应为，故C错误；D．充电宝输出的电能一部分转化为手机电池储存的化学能，一部分转化为手机电池产生的焦耳热，故根据能量守恒定律可知手机电池储存的化学能为：，故D错误。故选A。8．（2022秋·江西抚州·高二临川一中校考期中）如图甲所示，横截面都是正方形的三段导体，它们的材料和长度都相同，导体B刚好能嵌入导体A，导体C刚好能嵌入导体B，现将三段导体按图乙方式接入到电路中，则（　　）A．导体A、B、C的电阻之比为3：2：1B．导体A、B、C两端的电压之比为1：2：3C．流过导体A、C的电流之比为1：1D．导体A、B、C在相等时间内产生的热量之比为1：1：4【答案】D【详解】ABC．依题意，可得A的横截面积为B的横截面积C的横截面积故A、B、C横截面积相等，由可知A、B、C电阻相等，由串、并联特点和欧姆定律可知导体A、B、C两端的电压之比为1：1：2，流过导体A、B、C的电流之比为1：1：2，故ABC错误；D．由可知，导体A、B、C在相等时间内产生的热量之比为1：1：4，故D正确。故选D。9．（2022春·安徽·高二校联考开学考试）取两根完全相同的电阻丝，第一次将两根电阻丝串联，两端加电压U时，经t1时间产生的热量为Q；第二次将两根电阻丝分别均匀拉长一倍后再并联，两端加相同的电压U，经t2时间产生的热量为2Q。则为（   ）A．4:1 B．2:1 C．1:2 D．1:4【答案】C【详解】设两根完全相同的电阻丝电阻为R，则第一次将两根电阻丝串联，两端加电压U时，经t1时间产生的热量为第二次将两根电阻丝分别均匀拉长一倍后电阻丝电阻为，因为长度变为原来的二倍，由于体积不变，故横截面积变为原来的一半，则之后再并联，两端加相同的电压U，经t2时间产生的热量为解得故选C。题型四：电动机的能量转化计算（非纯电阻的电路）10．（2023春·上海嘉定·高二校考开学考试）如图所示的电路中，输入电压U恒为12V，灯泡L上标有“6V，12W”字样，电动机线圈的电阻0.5Ω。若灯泡恰能正常发光，则下列说法正确的是（   ）  A．灯泡正常发光时的电阻为2ΩB．电动机的输入功率为10WC．电动机线圈电阻的发热功率为2WD．整个电路消耗的电功率为14W【答案】C【详解】A．灯泡正常发光时的电流为灯泡的电阻为 A错误；B．电动机的电压为电动机输入功率为B错误；C．电动机线圈电阻的发热功率为C正确；D．整个电路消耗的电功率为D错误。故选C。11．（2022秋·福建莆田·高二福建省仙游县华侨中学校考期中）如图所示，已知电源电压U=10V，内阻不计，电路中定值电阻R=5Ω，当闭合电键S电路稳定时，电路中标有“3V，3W”的灯泡L和线圈电阻RD=0.2Ω的小型直流电动机D都恰能正常工作，求：（1）电路中的电流大小；（2）电动机的额定电压；（3）电动机的输出功率。【答案】（1）1A；（2）2V；（3）1.8W【详解】（1）因为灯泡正常发光，故通过灯泡的电流为（2）电动机两端的电压（3）电动机的输出功率12．（2023·全国·高二随堂练习）随着智能化时代的到来，扫地机器人已进入千家万户，扫地机器人的核心部件是微型吸尘器，内部有直流电动机，电路如图所示，当调节滑动变阻器R并控制电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.3A和0.3V，重新调节R并使电动机正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为0.8A和2.0V，求：（1）电动机的内阻；（2）电动机正常运转时的输出功率；（3）电动机正常运转时的工作效率。【答案】（1）；（2）0.96W；（3）60%【详解】（1）当电动机停止转动时，为纯电阻，由部分电路欧姆定律（2）正常运转时，消耗的电功率为热功率为电动机正常运转时的输出功率为（3）工作效率为【双基达标】一、单选题13．（2023秋·高二）下列关于电功和电功率的说法中，正确的是（　　）A．电流做功就是电场力做功，把电能转化为其他形式的能B．电流做功越多，则功率越大C．电功率越小，则电流做的功一定越小D．额定电压相同的用电器A和B，额定功率PA＞PB，两者串联后接在电路中，持续一段时间后，实际消耗的电能WA＞WB【答案】A【详解】A、电流做功的本质就是电场力驱动电荷做定向移动做功，把电能转化为其他形式的能。故A正确；BC、根据电功率的定义式为，可知电流做功越多，则功率不一定越大；电功率越小，则电流做的功不一定越小还与时间有关，故BC错误；D、额定电压相同的用电器A和B，额定功率PA＞PB，由可知：RA＜RB；两者串联后接在电路中，流过两个电阻的电流是相等的，由公式可知，持续一段时间后，实际消耗的电能WB＞WA，故D错误；故选A。14．（2023秋·山东济南·高二山东省实验中学校考开学考试）小灯泡L1和L2分别标有“6V，3W”、“6V，6W”，将L1和L2分别如图甲、乙所示的方式与同一电源连接，闭合开关S后，L1和L2都能发光，（假设灯丝电阻不变），下列说法正确的是（　　）  A．甲图中通过L1的电流大于通过L2的电流B．乙图中L1比L2更亮些C．乙图中L1、L2两端的实际电压相等D．甲、乙两图中L1的实际功率都小于L2的实际功率【答案】B【详解】A．根据可知根据可知甲图中通过L1的电流小于通过L2的电流，故A错误；B． L1和L2串联在电路中，则流过L1和L2的电流相等，根据可知L1的功率更大，故乙图中L1比L2更亮些，故B正确；C．乙图中L1和L2串联在电路中，则流过L1和L2的电流相等，L1的内阻较大，可知乙图中L1两端的实际电压较大，故C错误；D．甲图中L1的实际功率小于L2的实际功率，乙两图中L1的实际功率大于L2的实际功率，故D错误。故选B。15．（2023秋·四川泸州·高二统考期末）厨房的油烟危害健康。某品牌的抽油烟机主要部件是照明灯L和抽气扇M（电动机），连接在220V的照明电路中，如图所示。下列关于抽油烟机的说法中，正确的是（　　）A．只有照明灯亮时，抽气扇才能正常工作B．抽气扇由“强吸”挡换成“弱吸”挡，其发热功率不变C．闭合开关S1、S2和S3时，抽气扇处于“弱吸”挡D．工作中的抽气扇因吸入异物出现卡机时，回路中的电流将变得很大【答案】D【详解】A．由电路图可知，照明灯和抽气扇处于并联状态，则抽气扇工作与否与是否点亮照明灯无关，故A错误；B．由电路图可知，断开开关S2，电阻R与抽气扇串联，抽气扇是“弱吸”挡；闭合开关S2，电阻R被短路，抽气扇是“强吸”挡；抽气扇由“强吸”挡换成“弱吸”挡，则流过抽气扇的电流变小，而抽气扇的热功率为，其中r为电机内阻，不变，则抽气扇由“强吸”挡换成“弱吸”挡，其发热功率减小，故B错误；C．闭合开关S1、S2和S3时，由电路图可知，电阻R被短路，则流过抽气扇的电流、电压变大，则功率变大，抽气扇处于“强吸”挡，故C错误；D．工作中的抽气扇因吸入异物出现卡机时，电动机变成纯电阻电路，回路中的电流将变大，故D正确。故选D。16．（2023秋·湖南岳阳·高二统考期末）在如图所示的分压电路中，c、d间的电压恒为，滑动变阻器的全值电阻，滑片P可在a、b两端点间滑动，定值电阻，则（　　）  A．电阻R两端的电压调节范围为0～7.5VB．滑片P位于a、b连线的中点时，电阻R两端的电压为5VC．滑片P位于a点时，变阻器消耗的功率为10WD．电路中的最大电流为1.5A【答案】D【详解】A．c、d间的电压恒为，所以电阻R两端的电压调节范围为0~10V，A错误；B．触头P位于a、b连线的中点时，电阻R与R0的RPb并联，电阻值为并联后R两端的电压为B错误；C．触头P位于a点时，变阻器R0消耗的功率，由电功率公式为C错误；D．触头P位于a点时，电路中的电阻最小，电流最大，此时总电阻电阻为此时电路中的电流为所以D正确。故选D。17．（2023秋·高二课时练习）一台小型电动机在3V电压下工作，通过它的电流强度为 0.2A，用此电动机提升4N的物体时，在30s内可使物体被匀速提升3m。求：（1）电动机的输入功率；（2）在提升重物的30s内，电动机线圈所产生的热量；（3）线圈的电阻？【答案】（1）0.6W；（2）6J；（3）5Ω【详解】（1）电动机的输入功率P入=UI=0.2×3 W=0.6 W（2）电动机提升重物的机械功率P机=Fv=4×W=0.4 W根据能量关系P入= P机+PQ得生热的功率为PQ =0.2 W所生热量Q=PQt=0.2×30 J=6 J（3）由焦耳定律Q=I2Rt得线圈电阻为R=5Ω【高分突破】一、单选题18．（2023春·江西宜春·高二上高二中校考阶段练习）在如图甲所示的电路中，小灯泡L的电流随两端电压的变化关系如图乙所示，当开关S、S1闭合，S2断开时，电压表的示数为6.0V；当开关S、S2闭合，S1断开时，电流表的示数为1.0A；当开关S闭合，S1、S2断开时，电压表的示数为3.0V。已知电源电压恒定不变，R1、R2为定值电阻。求：（1）当开关S、S1闭合，S2断开时，5min内小灯泡L消耗的电能；（2）当开关S闭合，S1、S2断开时，电阻R2的电功率；（3）当开关S、S1、S2都闭合时，电流表的示数。  【答案】（1）；（2）；（3）【详解】（1）当开关S、S1闭合，S2断开时，、被短路，只有小灯泡在工作中，电压表测量小灯泡两端的电压，同时也测得电源电压。电源电压为由图乙可知，当小灯泡两端的电压为时，通过小灯泡的电流为，5min内小灯泡L消耗的电能（2）当开关S、S2闭合，S1断开时，和小灯泡被短路，只有在工作，电流表测量通过的电流，的电阻为当开关S闭合，S1、S2断开时，、和小灯泡组成串联电路，电压表测量小灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流。由图乙可知，当小灯泡两端的电压为时，通过小灯泡的电流为，根据闭合电路得欧姆定律有解得的电阻为电阻R2的电功率为（3）当开关S、S1、S2都闭合时，、和小灯泡组成并联电路，电流表测量干路电流，电流表的示数19．（2023春·浙江温州·高二校联考期末）新能源电动汽车是当代生活中重要的交通工具。某品牌观光新能源电动车的动力电源上的铭牌标有“120V、250Ah”字样。假设工作时电源的输出电压恒为120V，额定输出功率3kW。根据上述有关数据，下列说法正确的是（　　）  A．电动汽车保持额定功率行驶的最长时间是12hB．额定工作电流为25AC．动力电源充满电后储存的电能为JD．电动机的内阻为4.8Ω【答案】B【详解】AB．电动汽车的额定电流为所以电动汽车保持额定功率行驶的最长时间是故A错误，B正确；C．动力电源充满电后储存的电能为故C错误；D．电动机是非纯电阻电路，内阻无法计算，故D错误；故选B。20．（2023·全国·高二课堂例题）如图所示，一手持迷你小风扇内安装有小直流电动机，其线圈电阻为RM，额定电压为U，额定电流为I。将它与电压为U的直流电源连接，电动机恰好正常工作，则（    ）  A．电源输出功率为I2RMB．电动机消耗的功率为I2RMC．电动机线圈电阻的发热功率为D．电动机输出的机械功率为【答案】D【详解】A．电源输出功率为电动机消耗的总功率UI，故A错误；B．电动机消耗的总功率为UI，故B错误；C．电动机线圈电阻的发热功率为为P热=I2RM故C错误；D．动机输出的机械功率为故D正确。故选D。21．（2023春·浙江·高二校联考阶段练习）电动汽车一般有两种充电模式：慢充和快充，两种充电模式下电池充满电之后电池存储的电能都是一样的。假设快充和慢充，给汽车充电的电源电压都是市电。某型号电动汽车采用快充方式0.5小时电池可从充到，采用慢充方式4.9小时电池可从充到。若充电过程中各种发热损失不计，则快充方式与慢充方式充电过程中充电电流大小之比为（　　）A． B． C． D．【答案】B【详解】设快充方式充电过程中充电电流大小为，则有慢充方式充电过程中充电电流大小为，则有联立可得故选B。22．（2023·全国·高二课堂例题）如图所示的电路中，输入电压U恒为12V，灯泡L上标有“6V，12W”字样，电动机线圈的电阻RM=0.50Ω，若灯泡恰能正常发光，以下说法中正确的是（　　）  A．电动机的输入功率为72WB．电动机的输出功率为12WC．电动机的热功率为2.0WD．整个电路消耗的电功率为22W【答案】C【详解】A．电动机两端的电压整个电路中的电流所以电动机的输入功率故A错误；BC．电动机的热功率为所以电动机的输出功率为故B错误，C正确；D．整个电路消耗的功率故D错误。故选C。23．（2022秋·广东河源·高二河源市河源中学校联考阶段练习）如图所示，图线1表示导体A的电阻，设为，图线2表示导体B的电阻，设为，导体A、B材料相同，则下列说法正确的是（    ）  A．B．把A拉长为原来的2倍后其电阻等于B的电阻C．将A与B并联后接在电源上，二者消耗的功率之比D．将A与B串联后接在电源上，两导体的电压之比【答案】D【详解】A．根据图像知，图线的斜率表示电阻的倒数，所以，故A错误；B．把A拉长为原来的2倍后，横截面积减小为原来的，根据公式可得，电阻A变为原来的4倍，故B错误；C．并联电路电压相等，将A与B并联后接在电源上，根据公式可得，二者消耗的功率之比，故C错误；D．串联电路电流相等，将A与B串联后接在电源上，根据公式可得，两导体的电压之比，故D正确。故选D。24．（2022秋·江苏淮安·高二统考期中）如图所示是一个电动玩具汽车的内部结构电路图，电源是由2节干电池组成，每节干电池的电动势均为1.5V，内阻均为0.5Ω，灯泡的额定电压为1V，额定电流为1A，电动机的内阻为0.5Ω。若闭合开关S后，电动机和灯泡恰好都能正常工作，则电动机两端的电压为（　　）  A．0.5V B．1V C．1.5V D．2V【答案】B【详解】路端电压为电动机两端的电压为故选B。25．（2023秋·浙江衢州·高二校联考期末）如图是开化中学消防改造工程使用的某品牌排烟风机的相关参数，则下述判断正确的是（　　）A．风机的转动角速度为9106rad/sB．以额定功率工作时通过排风机的电流约为2.5AC．排风扇的内电阻约为8.8ΩD．正常工作1小时排风机输出的机械能等于【答案】D【详解】A．风机的转动角速度为故A错误；B．以额定功率工作时通过排风机的电流约为故B错误；C．根据代入数据得故C错误；D．正常工作1小时排风机输出的机械能等于故D正确。故选D。26．（2023秋·浙江舟山·高二统考期末）一款儿童电动汽车的部分参数如图所示，则下列说法正确的是（　　）A．电源规格中中的是电量的单位B．电机的输出功率等于24WC．电机线圈的电阻为6ΩD．行驶过程中电机突发故障，被卡住无法转动，此时通过电机的电流为2A【答案】A【详解】A．根据可知电源规格中中的是电量的单位，A正确；B．电机的总功率为电机的内阻会消耗一部分功率产生热量，所以电机的输出功率小于24W，B错误；C．由于电机是非纯电阻元件，欧姆定律不适用，所以无法求出电机线圈的内阻，C错误；D．无法求出电机线圈的内阻，所以当电机卡住时，通过电机的电流无法求出，D错误。故选A。二、多选题27．（2023秋·四川巴中·高二统考期末）如图所示是电饭锅的电路图，是定值电阻，是加热用的电热丝。电饭锅工作时有两种状态，当自动开关S闭合时为锅内的水烧干以前的加热状态；当自动开关S断开时为水烧开后的保温状态。若要使在保温状态下的功率是加热状态的四分之一，不考虑电阻随温度的变化，则在保温状态下的电压与加热状态下的电压之比，、的电阻值之比，分别为（　　）  A． B．C． D．【答案】BD【详解】在加热状态下在保温状态下 解得根据串联电路的分压原理，可知S断开后，两个电阻的电压相等，则加热状态的电压可得故选BD。28．（2023秋·云南大理·高二统考期末）如图所示的实验电路中，当调节滑动变阻器R阻值较大使电动机不转动时，此时理想电流表和理想电压表的示数分别为0.60A和0.30V；重新调节R使电动机正常转动时，理想电流表和理想电压表的示数分别为2.00A和10.00V，下列说法正确的是（　　）  A．电动机的内电阻为5ΩB．电动机的内电阻为0.5ΩC．正常转动时电动机的输出功率为18WD．正常转动时电动机的输出功率为20W【答案】BC【详解】AB．当调节滑动变阻器R阻值较大使电动机不转动时，电动机相当于电阻，则电动机的内电阻为故A错误，B正确；CD．正常转动时电动机的总功率为产生的热功率为电动机的输出功率为故C正确，D错误。故选BC。29．（2023秋·安徽滁州·高二校考期末）机动车的尾气含有铅等大量有害物质，也是造成地球“温室效应”的重要因素之一。电动汽车因其无尾气排放且噪音小等因素，正在逐渐被人们接受。某国产品牌电动汽车的铭牌如下，已知蓄电池储存的电能等于其容量乘输出电压，则下列说法正确的是（     ）A．电动汽车正常工作时消耗的电功率B．电动机的内阻为C．蓄电池充满电后储存的电能约为D．充满电后电动汽车在额定功率下能连续行驶的时间约为【答案】AD【详解】A．电动机正常工作时消耗的电功率为故A正确；B．电动机内阻的发热功率电动机额定输出功率为则电动机内阻为故B错误；C．蓄电池充满电后储存的电能为故C错误；D．在额定功率下连续行驶最长时间为故D正确。故选AD。30．（2023秋·安徽蚌埠·高二统考期末）图为一直流电动机工作时的电路原理图。已知 U=160 V，电动机内电阻r=0.8Ω，电阻R=10Ω。用它竖直向上匀速提升质量为53kg的重物时，理想电压表示数=110V，g取10m/。则提升过程中（　　）  A．通过电动机的电流为5AB．输入电动机的电功率为800WC．电动机输出的机械功率为550WD．提升重物时的速度大小为1m/s【答案】AD【详解】A．根据欧姆定律，有故A正确；B．输入电动机的电功率为故B错误；C．电动机输出的机械功率为又解得故C错误；D．设提升重物时的速度大小为v，则有解得故D正确。故选AD。31．（2022秋·浙江温州·高二温州中学校联考期中）如图所示为某品牌的电动车，质量为，人的质量也为，电动机正常工作的额定输入电流，额定输入电压为，电动车电池的容量为。电动车行驶时所受阻力大小为人和车总重力的0.05倍：该电动车在水平地面上由静止开始以额定功率运行通过的距离，速度达到，忽略电动机转动时的摩擦，重力加速度。下列说法正确的是（    ）A．电池能使电动机以额定电流运行的最长时间为180分钟B．驱动电动机的输出功率为C．驱动电动机的内阻为D．电动车能达到的最大速度为【答案】BCD【详解】A．电池能使电动机以额定电流运行的最长时间为故A错误；B．由动能定理 解得故B正确；C．根据 解得驱动电动机的内阻为故C正确；D．电动车能达到的最大速度为故D正确。故选BCD。32．（2023春·浙江杭州·高二校联考期中）如图所示，干旱季节，农民通过潜水泵抽取地下水灌溉农田。已知潜水泵由电动机、水泵、输水钢管组成，某地下水源距离地表深，安装潜水泵时将一根输水钢管竖直打入地底下与地下水源连通，水泵出水口离地表高度为，水流由出水口水平喷出时的速度为，每秒出水量为。已知电动机额定电压为，水泵的抽水效率为，水的密度为，则（　　）A．出水口钢管横截面积为B．每秒内水流机械能增加C．电动机的输入功率为D．电动机线圈的电阻约为【答案】AB【详解】B．每秒水流增加的机械能故B正确；C．电动机的输入功率故C错误；A．出水口面积故A正确；D．由于能量耗散，线圈的电阻且是由以上两式得故D错误。故选AB。三、解答题33．（2023秋·广东江门·高二统考期末）如图是利用电动机提升重物的示意图，其中是直流电动机，线圈的电阻为。是一个质量为的重物，它被细绳拴在电动机的轴上。闭合开关S，当重物匀速上升时电流表和电压表的示数分别是4A和120V，g取，求：（1）电动机的输入电功率的大小；（2）物匀速上升时的速度多大。【答案】（1）480W；（2）0.28m/s【详解】（1）电动机的输入电功率为代入数据解得（2）电动机的热功率为代入数据得提升重物的功率为，由能量守恒解得又根据代入数据得34．（2023春·江苏扬州·高二校考开学考试）电吹风的简化电路如图所示，扇形金属触片处于不同位置时，电吹风可处于停机、吹冷风、吹热风三种状态，小风扇电动机的额定功率为88W、内阻为，吹热风时电吹风的额定输入功率为1188W。正常工作时，求：（1）电热丝的电阻R；（2）电动机的输出功率P。【答案】（1）；（2）【详解】（1）由可知由解得（2）电动机工作时，流过线圈的电流电动机的输出功率35．（2023春·安徽安庆·高二安徽省宿松中学校考开学考试）如图所示的电路中，为定值电阻，为电阻箱，灯泡L的规格为“3W、0.6A”，电动机M的线圈电阻为0.2Ω、额定功率为2W，电源的电动势，内阻，闭合电键，调节电阻箱，当电阻箱的阻值为4Ω时，灯泡刚好正常发光，电动机刚好能正常工作。求：（1）电动机的额定电压；（2）电阻的阻值；（3）电动机的输出功率与电源的输出功率。【答案】（1）；（2）；（3），【详解】（1）由于灯泡正常发光，则电路中的电流，灯泡两端的电压则电动机的额定电压（2）电动机的额定电流电阻中电流因此，电阻的阻值（3）电动机输出的机械功率电源的输出功率纯电阻电路非纯电阻电路举例白炽灯、电炉、电熨斗、电饭锅电动机、电解槽能量转化情况电功和电热的关系W＝Q即IUt＝I2RtW＝Q＋E其他UIt＝I2Rt＋E其他电功率和热功率的关系P＝P热，即IU＝I2RP＝P热＋P其他即IU＝I2R＋P其他欧姆定律是否成立U＝IR，I＝eq \f(U,R)成立U＞IR，I＜eq \f(U,R)不成立说明W＝UIt、P电＝UI适用于任何电路计算电功和电功率Q＝I2Rt、P热＝I2R适用于任意电路计算电热和热功率只有纯电阻电路满足W＝Q，P电＝P热；非纯电阻电路W>Q，P电>P热风机流量15868m3/h风机效率65%电机电功率5.5kW风机转速1450r/min工作电压220V规格后轮驱动直流电动机车型：电动汽车电动机额定输出功率：整车质量：额定转速：蓄电池（容量，输出电压：约为）额定工作电压电流：